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Ciencia y salud

Por José Antonio Lozano Teruel

Aplicaciones de los radiosótopos

Indicamos en otro artículo anterior la preocupación mundial existente respecto al almacenado y destrucción de las tremendas cantidades de residuos radiactivos producidas por el uso industrial, científico, médico o bélico de los radioisótopos

Indicamos en otro artículo anterior la preocupación mundial existente respecto al almacenado y destrucción de las tremendas cantidades de residuos radiactivos producidas por el uso industrial, científico, médico o bélico de los radioisótopos. ¿Pero qué son los radioisótopos y cómo dan lugar a los residuos radiactivos?
 
Isótopos son formas atómicas, presentes naturalmente u obtenidas artificialmente, que poseen diferente número de neutrones en su núcleo. Un elemento químico puede tener muchos isótopos más o menos estables. Los radioisótopos inestables descomponen a formas de mayor estabilidad, a través de la emisión de radiaciones alfa, beta o gamma. La velocidad del proceso o vida media es el tiempo necesitado para alcanzar un 50% de descomposición.
 
En la Tierra existen muchos radioisótopos naturales con vidas medias que van desde valores superiores a los mil millones de años hasta tiempos extremadamente pequeños. La radiactividad natural incluye también a los radioisótopos ocasionados por el bombardeo de rayos cósmicos en la zona alta de la atmósfera.
 
Causas importantes de producción de radioisótopos son las explosiones nucleares que, desde 1945, han añadido sustancias de este tipo al medio: así, el estroncio-90 posee una vida media de 29 años y se deposita muy permanentemente en los huesos y médula ósea. El cesio-137, con 30 años de vida media, se localiza en los tejidos blandos, el carbono-14, formado por el bombardeo neutrónico del nitrógeno atmosférico, posee una vida media de 5.720 años y se incorpora a las plantas verdes como dióxido de carbono y de allí pasa a los animales.
 
Otras fuentes importantes de radioisótopos son los reactores de las centrales nucleares. En cuanto a los radioisótopos de interés científico e industrial, se pueden obtener de su localización natural o más frecuentemente, en grandes cantidades, en reactores nucleares, por la irradiación de átomos específicos, o en los aceleradores por medio de rayos gamma o de haces de partículas cargadas.
 
Aunque fue en 1923 cuando se concedió el premio Nobel a Becquerel y a los esposos Curie por el descubrimiento de la radiactividad, 10 años antes ya se habían usado experimentalmente en Austria isótopos de plomo para estudiar la solubilidad de diversas sales de plomo y su absorción por vegetales. Desde entonces, los campos de aplicación de los radioisótopos se han ido extendiendo muchísimo paralelamente al conocimiento de sus características.
 
El empleo de los radioisótopos ha sido esencial para la dilucidación de las rutas metabólicas de los seres vivos, el conocimiento de los mecanismos de reacción, el desarrollo espectacular de la genética bioquímica, la creación de nuevos y mejores métodos analíticos como el radioinmunoanálisis, o el conocimiento del destino y vida media de biomoléculas, pesticidas, insecticidas, etc.
 
Las aplicaciones industriales son variadas. Muy conocido es el mercado de líquidos en conducción por oleoductos y redes de distribución, así como el control de pérdidas y roturas en instalaciones. En la industria automovilística el uso de radioisótopos es esencial en el control de calidad y de características de cilindros, pistones, sistemas lubricantes, calidad de aceites, etc.
 
Quizá es en Medicina donde las aplicaciones son más conocidas y llamativas. En el diagnóstico son imprescindibles para medir parámetros como volúmenes de hematíes, de plasma de sangre, hemorragias gastrointestinales, gasto cardíaco, localización de placenta en embarazos, etc.
 
En muchos hospitales existen ciclotrones, aceleradores o reactores productores de positrones que al interaccionar con los electrones de la materia viva emiten rayos gamma cuya detección se usa para el diagnóstico y rastreo de tumores y otras patologías. La radiación directa se utiliza terapéuticamente porque, controlando el proceso, pueden afectarse y morir las células malignas mientras que las sanas se recuperan. Esta es la base del uso en instrumentos del cobalto-60, iridio-192 o cesio-137 como fuentes ionizantes o la del iodo-131 y fósforo-32 que se acumulan selectivamente en el tiroides o células precursoras sanguíneas respectivamente, mientras que el plutonio-238 es una fuente de ionización que se convierte en calor, que a su vez produce la electricidad que hace funcionar los actuales marcapasos cardíacos, cuya implantación tantas vidas han salvado.
 
Las aplicaciones de los radioisótopos alcanzan todo tipo de actividades. Citaremos algunas: medida de corrientes acuosas en lagos y océanos, análisis de poluciones acuosas y ambientales, controles de corrosión metálica y de recipientes, esterilización con rayos gamma de materiales médico-quirúrgicos o de productos químicos y alimentarios, destrucción de gérmenes nocivos del ganado, control de plagas mediante esterilización por irradiación de las larvas de los insectos machos, obtención de mutantes vegetales más productivas, excitación de luminiscencia en señales, esferas de reloj, etc., dotación geocronológica de restos mediante el método del carbono-14, producción de calor y/o electricidad en lugares particulares como estaciones meteorológicas remotas en equipos científicos de misiones lunares, etc. 
 
La iniciación energética, por medio de radioisótopos, de procesos químicos cuenta con aplicaciones en la obtención de detergentes biodegradables, en la polimerización continua del etileno o incluso en la obtención de nuevos materiales como el conseguido mediante el relleno de los poros de la madera con un plástico polimerizable, mediante radiaciones ionizantes. Un método analítico reciente, el análisis por activación, se basa en la emisión de un haz energético de neutrones que, al incidir sobre un material, hace que se produzcan radioisótopos específicos para los elementos presentes en ese material, por lo que este método no destructivo tiene aplicaciones en Medicina Legal (es posible analizar un sólo cabello) o en la detección de falsificaciones artísticas de pintura, cerámica, etc.
 
En conclusión, el mundo y la sociedad actual no pueden concebirse sin las aplicaciones variadas y útiles que tienen los radioisótopos. Pero la gran actividad científica, industrial, médica, etc., basada en su uso hacen que se produzcan grandes cantidades de residuos radiactivos que de algún modo, por su peligrosidad potencial, hemos de controlar, principalmente a través de su adecuado depósito y almacenado, tal como analizaremos en una próxima ocasión.