¿Qué es más radiactivo, el espacio, Chernóbil o tu ex?

¿Qué es la radiación?

Antes que nada, definamos ¿qué es la radiación? Todo el mundo habla de la radiación o la radiactividad, pero, en muchas ocasiones no sabemos ni qué es. Esto ocurre principalmente porque no podemos tocarla, olerla o probarla, y en ocasiones, cuando la vemos no sabemos reconocerla; además, la idea preconcebida que tenemos de la radiación, debido a los lamentables desastres nucleares como el ocurrido en Chernóbil, Ucrania, nos hace temerle.

Pero, la radiación no es más que un fenómeno físico que consiste en la emisión y propagación de la energía a través de un medio material (ya sea el agua, el viento y las rocas) o el vacío del espacio.

Esta energía la podemos encontrar en forma de ondas electromagnéticas. Algunas de ellas que ni te imaginarías, como las de tu microondas, las ondas de los radios que llevan los taxis, los colores que vemos (luz visible), y la luz ultravioleta A y B. Pero no te asustes, este tipo de energía no posee la suficiente fuerza para penetrar tu cuerpo, aunque sí pueden producir otros efectos superficiales como quemaduras o fotoenvejecimiento. A este tipo de radiación la llamamos "no ionizante".

La "ionización" consiste en la separación de los electrones de los átomos, por lo tanto, si una radiación es ionizante, significa que tiene suficiente energía para transformar moléculas. Algunos ejemplos de "radiación ionizante" son la luz ultravioleta C, los rayos X y la radiación gamma. A diferencia de las otras, estas ondas sí tienen la suficiente energía para penetrar los tejidos y materiales, y dependiendo del tipo de radiación que se trate, la exposición a altas dosis puede provocar daños en el cuerpo humano. También existe otra forma de radiación ionizante provocada por las partículas subatómicas emitidas por elementos radiactivos, como los electrones (partículas beta), protones, neutrones, núcleos de helio (partículas alfa) o iones pesados.

Fuentes de radiación en la Tierra

En la Tierra tenemos fuentes naturales de radiación, estas provienen de elementos radiactivos como el Potasio-40 (40K), el Uranio-235 y 238 (235U, 238U), o el famoso Radio (226Ra) que descubrió Marie Curie; a estos elementos les conocemos como radionúclidos. Estos isótopos pueden emitir rayos gamma, partículas alfa o partículas beta.

Los elementos radiactivos son muy interesantes porque, a diferencia de otros elementos que son por siempre y para siempre los mismos, cambian su composición ¡y se transforman en otros elementos!, pero en el proceso emiten radiación. Si guardas un vaso de agua en el refrigerador, por la noche seguirá siendo un vaso de agua, pero si metes un vaso con Xenón-135 (135Xe), después de 9 horas se habrá convertido en un vaso de Cesio-135 (135Cs).

Cuando los físicos se dieron cuenta de que estos elementos emitían radiación de forma natural, empezaron a utilizarlos en las centrales nucleares para generar energía eléctrica, disminuyendo la utilización de combustibles fósiles. Una central nuclear como la de Chernóbil usa como combustible Uranio-235 (235U). El núcleo del Uranio se parte en dos al captar neutrones, liberando calor, radiación y más neutrones que a su vez chocan contra otros núcleos de Uranio, creando una reacción en cadena. A este proceso se le llama fisión nuclear.

Esta liberación de calor inicia un proceso de ebullición y evaporación del agua en donde se encuentra contenido, y esta energía térmica se utiliza para la producción de energía eléctrica. Fue este aumento súbito de potencia el que provocó una explosión de vapor y un incendio en la central nuclear de Chernóbil, dejando expuesto el núcleo del reactor y liberando grandes cantidades de productos de fisión radiactivos como el Yodo-131 (131I), el Cesio-137 (137Cs) y radiación electromagnética.

Fuentes de radiación en el espacio

Ahora que te ha quedado claro cómo funciona la radiación en la Tierra, hablemos del espacio. ¿Si el espacio es tan grande y tan "vacío", de dónde proviene la radiación? Aunque no lo parezca, existen dos fuentes súper importantes. La primera, y la más evidente, es el Sol: técnicamente el Sol es un reactor nuclear sobre nuestras cabezas. Cuando este tiene expulsiones de plasma de su superficie (eyecciones de masa coronal) y estallidos de radiación (fulguraciones solares), lanza contra la Tierra protones, electrones y partículas alfa aceleradas: las Partículas de Eventos Solares (SPE). La segunda fuente son las supernovas, que aceleran las partículas subatómicas del medio interestelar casi a la velocidad de la luz. Estas dos fuentes forman la Radiación Cósmica Galáctica (GCR): el 87% de protones de alta energía y diversos núcleos de átomos, el 12% de partículas alfa y el 1% de iones pesados.

¿Cómo nos protegemos de la radiación cósmica en la Tierra?

La buena noticia es que estas partículas y ondas no pueden ingresar del todo a la Tierra, porque nos encontramos doblemente protegidos. Alrededor de nosotros existe un campo magnético terrestre (la magnetosfera) que es capaz de desviar la radiación que llega del espacio y atrapar parte de las partículas cargadas, formando los cinturones de Van Allen. La magnetósfera es semipermeable a los rayos cósmicos en los polos, por eso en Alaska podemos ver las auroras boreales, y en la Antártida las auroras australes.

Nuestra segunda protección es la atmósfera. La radiación interactúa con las partículas del aire y forma nuevos compuestos que hacen que la radiación quede retenida en las capas más altas; también se producen partículas secundarias como los muones, que pueden llegar hasta la superficie, y radionúclidos como el tritio (3H) o el Carbono-14 (14C).

¿Alguien quiere pensar en los astronautas?

Seguramente te alivió saber que la radiación del espacio no nos llega a la superficie de la Tierra, pero... ¡¿alguien quiere pensar en los astronautas?! Si la radiación del espacio es tan nociva, ¿cómo iremos a Marte? Hace algunos años se detectaron por primera vez las pequeñas huellas que deja la radiación cósmica en los cascos de los astronautas, cuando iniciaron las misiones tripuladas a la Luna. Desde entonces el estudio de la radiación como protección de los astronautas tomó relevancia.

Fue en 2011, cuando se envió el Rover Curiosity a Marte, que los ingenieros colocaron un detector de radiación dentro del transbordador, para estudiar si los materiales de las naves podrían llegar a proteger a los astronautas de la GCR y las SPE. Pero se comprobó que la radiación no solo podía ingresar a las naves, sino que también podía dispersarse y generar partículas secundarias que pudieran llegar a ser incluso más peligrosas.

Hoy sabemos que la radiación ionizante puede incrementar el riesgo de cáncer, descalcificación de los huesos, mutaciones en el ADN, aberraciones en la división celular, muerte neuronal, daños oculares, riesgos de infertilidad y disfunción del sistema inmune. Por otro lado, las plantas podrían experimentar deficiencias nutrimentales, disminución de la tasa de germinación o germinación prematura, mutaciones que alteren su crecimiento y susceptibilidad a enfermedades.

La búsqueda de una solución

Por eso, algunos científicos y yo nos encontramos buscando soluciones en nuestros laboratorios que ayuden a contrarrestar los efectos negativos de la radiación en los organismos, para que en el futuro sean posibles los viajes espaciales de larga duración sin ponernos en riesgo. Algunos trabajan desde la ingeniería, buscando un blindaje físico efectivo; otros trabajamos a nivel biológico con células de mamíferos para entender cómo proteger a los humanos, y otros con células vegetales, para entender cómo proteger a las semillas almacenadas y salvaguardar la agricultura espacial.

En la Tierra estamos bien protegidos, el verdadero reto es fuera de ella. Así que ahora ya podemos responder a la pregunta: ¿Qué es más radiactivo, el espacio, Chernóbil o tu ex? ¡Obviamente tu ex!

Lecturas recomendadas: Arena, C., De Micco, V., Macaeva, E., Quintens, R. (2014). Space radiation effects on plant and mammalian cells. Acta Astronautica. · Fabián, O. (2018). Cómo los cascos de los astronautas inspiraron la detección personal de radiación. Boletín MRS. · Simonsen L. y Slaba T. (2024). NASA's Galactic Cosmic Ray Simulator. Front. Young Minds. · Núñez-Lagos, R. (2011). La radioactividad ambiental. Revista Logos.