Radio y radón en el medio ambiente

El radio y el radón son importantes contribuyentes a la radiactividad ambiental. El radón se produce de forma natural como resultado de la descomposición de elementos radiactivos en el suelo y puede acumularse en casas construidas en áreas donde se produce dicha descomposición. El radón es una de las principales causas de cáncer; se estima que contribuye al ~2% de todas las muertes relacionadas con el cáncer en Europa.

El radio, como el radón, es radiactivo y se encuentra en pequeñas cantidades en la naturaleza y es peligroso para la vida si la radiación supera los 20-50 mSv/año. El radio es un producto de descomposición del uranio y el torio. El radio también puede ser liberado al medio ambiente por la actividad humana, por ejemplo, en productos desechados incorrectamente y pintados con pintura radioluminiscente.

Radio

En las industrias del petróleo y el gas

Los residuos de la industria del petróleo y el gas a menudo contienen radio y sus derivados. La incrustación de sulfato de un pozo de petróleo puede ser muy rica en radio. El agua dentro de un campo petrolífero suele ser muy rica en estroncio, bario y radio, mientras que el agua de mar es muy rica en sulfato, por lo que si el agua de un pozo de petróleo se descarga en el mar o se mezcla con agua de mar, es probable que el radio se disuelva por el sulfato de bario/estroncio que actúa como precipitado portador.

Productos radioluminiscentes (que brillan en la oscuridad)

No se desconoce la contaminación local por la eliminación inadecuada de pinturas radioluminiscentes a base de radio.

En charlatanería radiactiva

Eben Byers era un miembro de la alta sociedad estadounidense adinerado cuya muerte en 1932 por el uso de un producto de charlatanería radiactivo llamado Radithor es un ejemplo destacado de una muerte causada por el radio. Radithor contenía ~1 μCi (40 kBq) de Ra y 1 μCi de Ra por botella. El radithor se tomaba por vía oral y el radio, al ser un imitador del calcio, tiene una vida media biológica muy prolongada en los huesos.

Radón

La mayor parte de la dosis se debe a la descomposición del polonio (Po) y el plomo (Pb) hijos de Rn. Al controlar la exposición de las hijas, la dosis radiactiva en la piel y los pulmones puede reducirse al menos en un 90 %. Esto se puede hacer usando una máscara contra el polvo y usando un traje que cubra todo el cuerpo. Tenga en cuenta que la exposición al humo al mismo tiempo que el radón y los hijos del radón aumentarán el efecto nocivo del radón. En los mineros de uranio, se ha descubierto que el radón es más cancerígeno en los fumadores que en los no fumadores.

Ocurrencia

La concentración de radón al aire libre varía entre 1 y 100 Bq m. El radón se puede encontrar en algunas aguas de manantial y fuentes termales. Las ciudades de Misasa, Japón, y Bad Kreuznach, Alemania, cuentan con manantiales ricos en radio que emiten radón, al igual que Radium Springs, Nuevo México.

El radón se escapa naturalmente del suelo, particularmente en ciertas regiones, especialmente pero no solo en regiones con suelos graníticos. No todas las regiones graníticas son propensas a altas emisiones de radón, por ejemplo, mientras que la roca en la que se encuentra Aberdeen es muy rica en radio, la roca carece de las grietas necesarias para que el radón migre. En otras áreas cercanas de Escocia (al norte de Aberdeen) y en Cornualles/Devon, el radón es muy capaz de salir de la roca.

El radón es un producto de descomposición del radio, que a su vez es un producto de descomposición del uranio. Uno puede obtener mapas de los niveles promedio de radón en las casas para ayudar a planificar las medidas de mitigación del radón para los hogares.

Si bien un alto contenido de uranio en el suelo/roca debajo de una casa no siempre conduce a un alto nivel de radón en el aire, se puede observar una correlación positiva entre el contenido de uranio del suelo y el nivel de radón en el aire.

En aire

El radón daña la calidad del aire interior en muchos hogares. (Consulte "Radón en las casas" a continuación).

El radón (Rn) liberado en el aire se descompone en Pb y otros radioisótopos y se pueden medir los niveles de Pb. Es importante señalar que la tasa de deposición de este radioisótopo depende mucho de la estación. Aquí hay un gráfico de la tasa de deposición observada en Japón.

En aguas subterráneas

El agua de pozo puede ser muy rica en radón; el uso de esta agua dentro de una casa es otra ruta que permite que el radón ingrese a la casa. El radón puede ingresar al aire y luego ser una fuente de exposición para los humanos, o el agua puede ser consumida por los humanos, lo cual es una ruta de exposición diferente.

Radón en agua de lluvia

El agua de lluvia puede ser altamente radiactiva debido a los altos niveles de radón y sus progenies de descomposición Bi y Pb; las concentraciones de estos radioisótopos pueden ser lo suficientemente altas como para interrumpir seriamente el control de la radiación en las centrales nucleares. Los niveles más altos de radón en el agua de lluvia se producen durante las tormentas, y se supone que el radón se concentra en las tormentas debido a la carga eléctrica positiva del átomo. Se han obtenido estimaciones de la edad de las gotas de lluvia midiendo la abundancia isotópica de la progenie de descomposición de corta duración del radón en el agua de lluvia.

En las industrias del petróleo y el gas

El agua, el petróleo y el gas de un pozo a menudo contienen radón. El radón se descompone para formar radioisótopos sólidos que forman revestimientos en el interior de las tuberías. En una planta de procesamiento de petróleo, el área de la planta donde se procesa el propano suele ser una de las áreas más contaminadas de la planta, ya que el radón tiene un punto de ebullición similar al del propano.

En las minas

Debido a que los minerales de uranio emiten gas radón y sus productos de descomposición nocivos y altamente radiactivos, la minería de uranio es considerablemente más peligrosa que otras (ya peligrosas) minería de roca dura, y requiere sistemas de ventilación adecuados si las minas no son a cielo abierto. En la década de 1950, un número significativo de mineros de uranio estadounidenses eran navajos, ya que se descubrieron muchos depósitos de uranio en las reservas navajos. Posteriormente, un subconjunto estadísticamente significativo de estos mineros desarrolló cáncer de pulmón de células pequeñas, un tipo de cáncer que generalmente no se asocia con fumar, después de la exposición al mineral de uranio y al radón-222, un producto de descomposición natural del uranio. Se ha demostrado que el radón, que es producido por el uranio, y no el uranio en sí, es el agente causante del cáncer.Algunos sobrevivientes y sus descendientes recibieron compensación bajo la Ley de Compensación por Exposición a la Radiación en 1990.

Actualmente, el nivel de radón en el aire de las minas normalmente está controlado por ley. En una mina en funcionamiento, el nivel de radón se puede controlar mediante la ventilación, sellando los trabajos antiguos y controlando el agua de la mina. El nivel en una mina puede aumentar cuando se abandona una mina, puede alcanzar un nivel que puede hacer que la piel se enrojezca (una leve quemadura por radiación). Los niveles de radón en algunas de las minas pueden alcanzar de 400 a 700 kBq m.

Una unidad común de exposición del tejido pulmonar a los emisores alfa es el mes de nivel de trabajo (WLM), aquí es donde los pulmones humanos han estado expuestos durante 170 horas (un mes típico de trabajo para un minero) al aire que tiene 3,7 kBq de Rn (en equilibrio con sus productos de descomposición). Este es aire que tiene la tasa de dosis alfa de 1 nivel de trabajo (WL). Se estima que la persona promedio (público en general) está sujeto a 0,2 WLM por año, lo que equivale a entre 15 y 20 WLM durante toda la vida. Según el NRC 1 WLM es una dosis pulmonar de 5 a 10 mSv (0,5 a 1,0 rem), mientras que la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) considera que 1 WLM es igual a una dosis pulmonar de 5,5 mSv, la International La Comisión de Protección Radiológica (ICRP) considera que 1 WLM es una dosis pulmonar de 5 mSv para trabajadores profesionales (y una dosis pulmonar de 4 mSv para el público en general). Por último, el Comité Científico de las Naciones Unidas sobre los Efectos de las Radiaciones Atómicas (UNSCEAR) considera que la exposición de los pulmones a 1 Bq de Rn (en equilibrio con sus productos de desintegración) durante un año provocará una dosis de 61 μSv.

En humanos, se ha demostrado que existe una relación entre el cáncer de pulmón y el radón (más allá de toda duda razonable) para exposiciones de 100 WLM y superiores. Utilizando los datos de varios estudios, ha sido posible demostrar que una dosis tan baja como 15 a 20 WLM puede causar un mayor riesgo. Lamentablemente, estos estudios han sido difíciles ya que los errores aleatorios en los datos son muy grandes. Es probable que los mineros también estén sujetos a otros efectos que pueden dañar sus pulmones durante el trabajo (por ejemplo, polvo y humos de diesel).

En casas

El hecho de que el radón está presente en el aire interior se conoce desde al menos la década de 1950 y la investigación sobre sus efectos en la salud humana comenzó a principios de la década de 1970. El peligro de la exposición al radón en las viviendas recibió una mayor conciencia pública después de 1984, como resultado del caso de Stanley Watras, un empleado de la planta de energía nuclear de Limerick en Pensilvania. El Sr. Watras activó las alarmas de radiación (ver contador Geiger) en su camino al trabajo durante dos semanas seguidas mientras las autoridades buscaban la fuente de la contaminación. Se sorprendieron al descubrir que la fuente eran niveles asombrosamente altos de radón en su sótano y que no estaba relacionado con la planta nuclear. Se estimó que los riesgos asociados con vivir en su casa eran equivalentes a fumar 135 paquetes de cigarrillos todos los días.

Dependiendo de cómo estén construidas y ventiladas las casas, el radón puede acumularse en los sótanos y las viviendas. La Unión Europea recomienda que la mitigación se tome a partir de concentraciones de 400 Bq/m para casas antiguas y 200 Bq/m para casas nuevas.

El Consejo Nacional de Mediciones y Protección contra la Radiación (NCRP) recomienda tomar medidas para cualquier casa con una concentración superior a 8 pCi/L (300 Bq/m).

La Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos recomienda la acción para cualquier casa con una concentración superior a 148 Bq/m (dado como 4 pCi/L). Casi uno de cada 15 hogares en los EE. UU. tiene un alto nivel de radón interior según sus estadísticas. El Cirujano General de EE. UU. y la EPA recomiendan que se realicen pruebas de radón en todas las casas. Desde 1985, se han realizado pruebas de detección de radón en millones de hogares en los EE. UU.

Al agregar un espacio debajo de la planta baja, que está sujeto a ventilación forzada, se puede reducir el nivel de radón en la casa.