un paseo por la radiofarmacia

PORTADA El diseo de la portada es obra de David Alberto Palomo Torres. El smbolo formado por las letras R y X entrelazadas ha sido usado durante siglos en las recetas mdicas. Existen diversas explicaciones acerca de su origen y se cree que se inici en el antiguo Egipto, aunque su representacin ha ido cambiando. Una explicacin para el smbolo como lo conocemos ahora lo atribuye a la antigua abreviatura latina de la palabra recipe, que significa toma o recibe. La concepcin artstica de un tomo asociado al smbolo RX representa el uso de sustancias radiactivas como medicamentos.

UN PASEO POR LA RADIOFARMACIA lvarez

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CONTENIDO Pginas PRESENTACIN 3 CAPTULO 1. TOMOS Y ELEMENTOS QUMICOS 8 CAPTULO 2. RADIACTIVIDAD 11 CAPTULO 3. EFECTOS DE LA RADIACIN NUCLEAR 23 CAPTULO 4. TRAZADORES 34 CAPTULO 5. MEDICINA NUCLEAR Y RADIOFARMACIA 37 CAPTULO 6. DESARROLLO DE LA RADIOFARMACIA EN MXICO 49 CAPTULO 7. GENERADORES DE RADIONCLIDOS 57 CAPTULO 8. RADIONCLIDOS PARA MEDICINA NUCLEAR 72 CAPTULO 9. RADIOFRMACOS DE 99mTc 84 CAPTULO10. CONTROL DE CALIDAD DE RADIOFRMACOS 99


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PRESENTACIN Este paseo por la radiofarmacia ha sido elaborado con la intencin de exponer de un modo sencillo algunos conceptos relacionados con las sustancias radiactivas que se administran a seres humanos con fines mdicos, a las cuales se les conoce como radiofrmacos. En sentido figurado y como su ttulo lo sugiere, est dirigido a quienes posean pocos conocimientos acerca de sustancias radiactivas, medicina o farmacia, pero que estn interesados en estos temas. Como se ver ms adelante, este documento no ha sido preparado como un libro de texto convencional que pueda servir como gua de estudio para un curso regular de radiofarmacia. Se trata ms bien de una resea histrica pero, para quienes se inician en esta disciplina, se han incluido diversos conceptos y comentarios acerca de la radiactividad natural y artificial, as como algunas consideraciones sobre seguridad radiolgica. La farmacia moderna se deriva de diversas ciencias y su rea de trabajo se ocupa de la preparacin y la combinacin de productos naturales o artificiales para utilizarlos como remedios de enfermedades o para conservar la salud. Quizs la farmacia y la medicina son casi tan antiguas como la humanidad y su larga evolucin se realiz empricamente durante siglos. Sin embargo, su mayor desarrollo tal vez se ha logrado a partir del siglo XX, con el notable crecimiento de las ciencias, las cuales mezclan algunos conocimientos antiguos con otros nuevos para su constante evolucin. Se considera, por ejemplo, que en la primera mitad de dicho siglo el desarrollo de la farmacia y de la medicina modernas todava se encontraba ms cerca de sus orgenes que de su estado actual y que, a partir de entonces, han sufrido una profunda y rpida transformacin tecnolgica que ha permitido producir mejores medicamentos, instrumentos y procedimientos para conservar y mejorar la salud. Muchos de quienes nacimos en las primeras dcadas del siglo pasado presenciamos una parte de ese gran cambio, pues durante algunos aos fuimos tratados con menjunjes medicamentosos que ahora son mencionados de modo anecdtico: purgas, tisanas, fomentos calientes, sinapismos, antiflogsticos, cataplasmas, emplastos, etc. y, aos ms tarde, con frmacos modernos. Para algunas personas, la medicina antigua puede tener semejanza con la brujera pero, con el rpido desarrollo de las ciencias, la medicina del presente podra producir risa en el futuro. Los trminos medicamento, frmaco y medicina generalmente se han utilizado indistintamente con el mismo significado y, segn el diccionario, se aplican a la


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sustancia que administrada interior o exteriormente a un organismo animal sirve para prevenir, curar o aliviar una enfermedad y corregir o reparar los daos producidos por sta. La definicin de estos trminos tambin incluye otras sustancias como las que, por ejemplo, se emplean como agentes auxiliares de diagnstico. Este es el caso de los medios de contraste que son administrados en algunos estudios con rayos X. Sin embargo, en el Derecho Farmacutico de la Comunidad Europea se establece que un medicamento es toda sustancia o combinacin de sustancias que se presente como poseedora de propiedades curativas o preservativas con respecto a las enfermedades humanas o animales. Se considerarn tambin medicamentos todas las sustancias o composiciones que puedan administrarse al hombre o al animal con el fin de establecer un diagnstico mdico o de restablecer, corregir o modificar las funciones orgnicas del hombre o del animal. Ambas definiciones concuerdan, excepto en que la europea establece que un medicamento tambin puede modificar las funciones orgnicas. Entre las sustancias que modifican las funciones orgnicas estn los anticonceptivos, los cuales no son administrados para prevenir, curar o aliviar ninguna enfermedad ni ayudar a establecer un diagnstico, por lo que otra posible definicin ms sencilla y breve de medicamento podra ser sustancia o mezcla de sustancias que se administra con fines mdicos. La palabra droga tiene varias acepciones pero en estos das se aplica con mayor frecuencia a los estupefacientes, que son sustancias narcticas las cuales hacen perder o modifican la sensibilidad del individuo y pueden tener otros efectos, por lo que ahora a esta palabra se le asocia ms al consumo ilcito de determinadas drogas y al narcotrfico. En general, droga es una sustancia de origen mineral, vegetal o animal que se emplea en la medicina, en la industria o en las artes, y tambin es una sustancia artificial con propiedades medicinales. Entre los estupefacientes suele llamrsele droga blanda a la que no produce adiccin o lo hace en bajo grado, y droga dura a la que es fuertemente adictiva, como la herona y la cocana. A las drogas duras tambin se les conoce como drogas heroicas o drogas de abuso, porque pueden producir la muerte cuando se usan con exceso. Botica es una palabra que ahora se utiliza poco, pero se refiere al sitio donde se preparan y despachan medicamentos. Por lo tanto, farmacia, droguera y botica son sinnimos. Las boticas realizaron una funcin muy importante durante siglos pero fueron desapareciendo con el progreso de la industria farmacutica y por el establecimiento de legislacin y normas ms estrictas para la elaboracin y distribucin de medicamentos. Hay de todo, como en botica, es un dicho que se utilizaba para comentar que en determinado sitio haba una gran diversidad de artculos, as como tambin muchos de stos se encontraban en una droguera. La radiofarmacia es una rama relativamente nueva de la farmacia que se ocupa del diseo, la preparacin y el control de calidad del material radiactivo que se administra a seres humanos para diagnstico mdico o terapia. A este tipo de material radiactivo se le conoce como radiofrmaco, el cual es un medicamento que emite radiacin nuclear,


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por lo que debe ser manejado con las precauciones debidas, segn los principios de la proteccin radiolgica. Uno de los propsitos de este escrito es el de hacer resaltar que los radiofrmacos, los instrumentos y los procedimientos clnicos con los que actualmente cuenta la medicina nuclear no siempre han existido sino que se han ido desarrollando poco a poco, multiplicndose y perfeccionndose a travs del tiempo, a medida que avanza el conocimiento cientfico y tecnolgico, proceso casi continuo, en el cual se han ampliado y mejorado los procedimientos de diagnstico y de terapia mediante nuevos instrumentos y radiofrmacos, los cuales han sustituido a algunos de los que fueron utilizados previamente. El campo de la radiofarmacia no incluye otras fuentes radiactivas que se utilizan en medicina, como las soluciones radiactivas que se emplean en laboratorios clnicos para pruebas con muestras de pacientes, sin ponerlas en contacto con ellos, ni los slidos encapsulados hermticamente que se emplean en radioterapia como fuentes de irradiacin. Ya que el material radiactivo contenido en estas ltimas no se pone en contacto directo con los tejidos del paciente, ni lo contaminan con dicha sustancia, se les llama fuentes selladas, pues su cpsula hermtica impide la salida del material radiactivo y permite que slo atraviesen la cpsula los rayos que emite. En cambio, los radiofrmacos son administrados a los pacientes para ser incorporados a los procesos fisiolgicos y las soluciones radiactivas para laboratorio clnico se mezclan con las muestras biolgicas que sern analizadas, por lo que son fuentes abiertas o sea, que no son hermticas. Debido a que los radiofrmacos son medicamentos, sus propiedades, al menos las ms generales, estn descritas en farmacopeas, aunque no las de todos como sucede, por ejemplo, con determinadas vacunas, cuyas caractersticas fsicas, qumicas, etc. cumplen, sin embargo, con los requisitos generales establecidos para otros medicamentos, adems de que su uso debe ser autorizado por las autoridades de salud pblica del pas. Una farmacopea es un libro que contiene las caractersticas de las sustancias medicinales que se usan ms comnmente. Es muy antiguo el origen de las farmacopeas, pues se sabe que en el siglo XVI algunas ciudades alemanas introdujeron normas para los medicamentos que se utilizaban en aquella poca, con el fin de que el contenido de ellos, su calidad y su elaboracin fueran los ms adecuados para el propsito al que se les destinaba. Estos estndares, fueron reunidos en un documento al que se le dio en latn el nombre de dispensarium o pharmacopoeia (figura 1).


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Figura 1. Grabado de la Farmacopea Augustana (siglo XVI). Pronto fueron traducidas estas normas a otros idiomas, para aplicarlas en diversos sitios. Por ejemplo, en Londres se elabor en el siglo XVII un documento equivalente, el cual tambin fue de gran utilidad en otros pases. Cada nacin puede publicar oficialmente su propia farmacopea, la cual se utiliza como norma legal para la preparacin, prescripcin, etc. de los medicamentos. No se publica una nueva farmacopea cada vez que se autoriza el uso de un nuevo medicamento, sino que esta adicin se comunica de otros modos a los interesados, por ejemplo, mediante la publicacin de suplementos, para actualizar la farmacopea que sea vigente. En 1974 se


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public la cuarta edicin de la Farmacopea Nacional de Mxico, la cual ya inclua un captulo sobre las preparaciones farmacuticas radiactivas en general y tambin contena monografas sobre dos de los primeros radiofrmacos que se han utilizado: albmina humana marcada con yodo 131 y albmina humana marcada con yodo 125. En algunas ocasiones se usa como norma la Farmacopea Internacional de la Organizacin Mundial de la Salud o la farmacopea de algn pas. Al frmaco que es preparado segn las reglas de una farmacopea suele llamrsele medicamento oficinal (del latn officina, uno de cuyos significados es laboratorio de farmacia). Con el fin de apreciar su importancia, en el presente documento se sealan los orgenes de la radiofarmacia, as como diversos aspectos de su evolucin y de sus aplicaciones, para comprender por qu se emplean algunos materiales radiactivos raros en vez de formas radiactivas de los elementos qumicos que se encuentran ms abundantemente en el cuerpo humano. Tambin se describen puntos relevantes de la evolucin en Mxico de la medicina nuclear y de la radiofarmacia durante la segunda mitad del siglo XX y se menciona a algunas de las personas que participaron en las primeras etapas de su desarrollo en el pas. Diversas narraciones de estos personajes se han incluido en el presente relato para tener una mejor visin de dicha evolucin, aunque tal vez se hayan omitido datos importantes inadvertidamente. Al elaborar este escrito no se ha pretendido cubrir totalmente el campo de la radiofarmacia, por lo que el lector podra notar que existen omisiones de tpicos sobresalientes as como quizs, algunos datos inexactos que pudieron pasar desapercibidos cuando fueron aqu anotados. Se le agradecer muy atentamente a quien desee hacerlo, comunicar al suscrito sus observaciones y comentarios relacionados con dichas omisiones e inexactitudes o, en general, sobre el contenido de este documento. Jorge lvarez Cervera [email protected] 2008


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1. TOMOS Y ELEMENTOS QUMICOS ESTRUCTURA DE LA MATERIA El concepto de tomo, o sea, la partcula ms pequea de materia que no puede ser dividida sin perder las caractersticas propias de su especie, se conoce desde la poca de la Antigua Grecia. Ms tarde se estableci que un tomo est compuesto de dos partes: un ncleo y un conjunto de electrones, agrupados alrededor de l, los cuales se mueven rpidamente. Se sabe que todo movimiento requiere energa y que no existe movimiento perpetuo de cualquier porcin de materia, sin importar qu tan grande o pequea sea sta, pero queda fuera del propsito del presente escrito tratar de explicar el origen de la energa aparentemente inagotable que mantiene en movimiento a estos electrones. El ncleo atmico, a su vez, est formado por otras partculas, an ms pequeas, llamadas protones y neutrones. El nmero de protones se representa con Z y el de neutrones con N. A estas partculas que componen el ncleo se les conoce con el nombre de nucleones. Cada protn tiene una masa de aproximadamente una unidad de masa atmica (uma) y posee una carga elctrica de +1. La masa de cada neutrn es tambin de 1 uma, aproximadamente, pero no tiene carga elctrica, por lo que la carga de los protones determina que el ncleo sea positivo. La masa del electrn es relativamente muy pequea, ya que es casi 2000 veces menor que la del protn o del neutrn y tiene una carga elctrica de 1. Como el nmero de electrones de un tomo es igual al de protones, el tomo es elctricamente neutro. Se llama fuerzas electrostticas o de Coulomb a las fuerzas de atraccin y repulsin que existen entre los electrones y el ncleo atmico. Ahora se sabe que el protn, el neutrn y el electrn no son tan elementales como se crea, pues estn compuestos por partculas ms pequeas, y que la estructura atmica es ms compleja, pero en radiofarmacia basta por ahora considerar que los tomos estn compuestos de protones, neutrones y electrones. En el ncleo est concentrada casi toda la masa del tomo, llamada peso atmico, el cual, para fines prcticos, corresponde a la suma de las masas de los protones y de los neutrones contenidos en el ncleo (N + Z) pues, como ya se mencion, la masa de los electrones es mucho menor. La densidad del ncleo es enorme, pues se ha estimado que es aproximadamente de unas 1000 toneladas por centmetro cbico, magnitud tan grande que es difcil imaginarla si se compara con la densidad de los materiales comunes pues la del agua, por ejemplo, es de solamente un gramo por centmetro cbico. Por lo tanto, el ncleo atmico es sumamente denso, aproximadamente mil millones de veces ms pesado que el agua. El dimetro del ncleo es del orden de un


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billonsimo de centmetro (la millonsima parte de un millonsimo de cm), y el dimetro del tomo es unas treinta mil veces mayor. Por lo tanto, al no existir nada entre los electrones y el ncleo, la materia es casi hueca, ya que los ncleos atmicos y los electrones slo llenan una parte muy pequea del volumen que ocupan los cuerpos, por lo que la materia, expresado de otro modo, es discontinua. Los elementos qumicos son conjuntos de tomos de la misma especie de materia. Adems de los tomos individuales, existe una gran variedad de grupos de tomos unidos, llamados molculas, las cuales generalmente caracterizan a otras especies de materia y cuando las molculas estn constituidas por dos o ms elementos diferentes, se les llama compuestos. El peso molecular es la suma de las masas de los tomos que constituyen una molcula y una molcula gramo (tambin llamada mol gramo mol) es la cantidad de un elemento o compuesto, numricamente igual a su peso atmico o molecular, respectivamente, expresado en gramos. Se ha estimado que una molcula gramo equivale a la masa en gramos de seiscientos dos mil trillones de partculas de la misma especie qumica, tomos o molculas o sea, 6.02 X 1023 partculas iguales. Esta cantidad ha sido determinada mediante varios mtodos y es conocida como el nmero de Avogadro. De acuerdo con este nmero se ha definido la uma, la cual corresponde a un gramo dividido entre 6.02 X 1023 partculas y es igual a 1.66 X 10 24 g. Por lo tanto, el peso de un solo tomo de cualquier elemento es infinitamente pequeo. ISTOPOS En el siglo XIX, antes de que se tuviera estos conocimientos sobre la estructura atmica, Dimitri Mendeleiev orden de modo creciente, segn sus pesos atmicos, a todos los elementos conocidos hasta entonces. Observ que, en algunos casos, se repetan las propiedades fsicas y qumicas con cierta regularidad, por lo que a ese sistema de ordenamiento se le aplic el nombre de tabla peridica. Sin embargo, se presentaban algunas anomalas en la tabla y fue hasta el siglo XX cuando se descubri el porqu de esta falta de regularidad, al encontrarse que cada elemento puede tener tomos con pesos atmicos diferentes. Frederick Soddy descubri que estos tomos son idnticos qumicamente pero tienen masas diferentes, y los llam istopos, por ocupar el mismo lugar en la tabla peridica. Ahora se sabe, por ejemplo, que existen tres clases de hidrgeno o sea, tres istopos de este elemento: el hidrgeno comn, cuyo ncleo est compuesto slo por un protn, por lo que su peso atmico es uno (se representa como 1H); el deuterio, que contiene un protn y un neutrn (2H D) y su peso atmico es dos, y el tritio, cuyo ncleo contiene un protn y dos neutrones (3H, tambin representado con la letra T), por lo que su peso atmico es tres. Slo unos veinte elementos naturales contienen tomos que son idnticos entre s; por ejemplo, todos los tomos del sodio natural contienen once protones y doce neutrones, por lo que a esta clase de tomos se le conoce como sodio veintitrs (23Na). Pero es comn que cada elemento contenga tomos de dos o ms clases, cuya diferencia se


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debe al nmero de sus neutrones. As, el cloro contiene 75.77% de cloro 35 (35Cl) y 24.23% de cloro 37 (37Cl), mientras que el estao es una mezcla de diez istopos. Se llama abundancia isotpica a la proporcin en que se encuentra en la naturaleza cada especie nuclear formando parte del elemento correspondiente. El peso atmico se defina por la relacin entre el peso de un tomo y el del hidrgeno, tomado este ltimo como unidad, pero el descubrimiento de los istopos y de su abundancia dio lugar a la escala actual de pesos atmicos, la cual toma como referencia al oxgeno 16 (16O), por lo que se ha establecido, por ejemplo, que el peso atmico del hidrgeno no es uno sino, ms exactamente, 1.0078; el del carbono es 12.011, y el del cloro 35.453. Otros investigadores demostraron ms tarde que lo que establece la diferencia entre un elemento qumico y otro no es el peso atmico sino la cantidad de protones que se encuentren en su ncleo, cantidad a la que se le llama nmero atmico. Este nmero determina a qu elemento corresponde cada tomo y tambin representa su posicin en dicha tabla. Por lo tanto, el elemento con nmero atmico 1 es el hidrgeno, pues slo contiene un protn; el 2 es el helio, que contiene dos; el 3 es el litio, pues tiene tres y, as, sucesivamente. Al ser ordenados los elementos en forma creciente del nmero atmico se hizo evidente en esta tabla, o clasificacin peridica, la repeticin de las caractersticas qumicas y fsicas de los elementos por grupos, lo cual permiti predecir no slo la existencia sino, tambin, las propiedades de algunos elementos faltantes en la clasificacin, los cuales todava no haban sido descubiertos.


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2. RADIACTIVIDAD NCLIDOS Y RADIONCLIDOS Hacia el final del siglo XIX Henri Becquerel descubri que no todos los tomos son estables y determin que algunos elementos naturales pesados, como el uranio y el radio, emiten radiacin la cual, de modo anlogo a la luz o los rayos X, puede velar las placas fotogrficas. A los tomos inestables se les llam radioactivos o radiactivos y, ms tarde, nclidos radiactivos o radionclidos. La Norma Oficial Mexicana NOM-003-NUCL-1994, Clasificacin de Instalaciones o Laboratorios que Utilizan Fuentes Abiertas, emplea la palabra radionclido y la Norma Oficial Mexicana NOM-Z-1-1981, Sistema Internacional de Unidades, utiliza los trminos nuclido y radionuclido. Segn el Organismo Internacional de Energa Atmica (OIEA), la Farmacopea Internacional y la Farmacopea Nacional de Mxico, nclido o nuclido es cada especie atmica que se caracteriza por el nmero de protones y de neutrones de su ncleo y por su estado energtico, aunque en algunos pases se le llama nucleido. De modo anlogo, el diccionario acepta como sinnimos a las palabras caleidoscopio y calidoscopio. Por lo tanto, el hidrgeno comn, el deuterio y el tritio son istopos o formas diferentes del hidrgeno pero cada uno de ellos es un nclido, como tambin lo es cualquier tomo de sodio, de cloro o de otro elemento.

Al principio del siglo XX, cuando Ernest Rutherford estudiaba algunos elementos radiactivos naturales puros, observ que la intensidad de su radiacin disminua en funcin del tiempo. Determin que, al cabo de un periodo determinado, la intensidad se reduca a la mitad y despus de otro periodo igual disminua nuevamente a la mitad y, as, sucesivamente. A este intervalo se le conoce como la vida media o periodo de semidesintegracin (T1/2) y a veces se le llama semivida. Encontr, adems, que la intensidad de la radiacin (I), despus de transcurrir un tiempo (t), era igual a la intensidad (I0) en el tiempo cero, multiplicada por et o sea: I = I0et. Al trmino et de esta ecuacin se le conoce como el factor de decaimiento y a como la constante de decaimiento. En dicha ecuacin e (que es igual a 2.718) es la base de los logaritmos naturales. La constante de decaimiento representa la inestabilidad del radionclido, o sea, la probabilidad de que se desintegren sus tomos en un intervalo de tiempo determinado con respecto al nmero total de los tomos (N) que se encuentren en la muestra: = (N/t) / N. Los tomos desintegrados se representan en esta ecuacin por N y el intervalo por t. Esta relacin tambin puede escribirse como: N/t = N, la cual expresa el nmero de tomos de la misma especie que se desintegran en una muestra por unidad de tiempo, o sea, su radiactividad (A):


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A = N.

Mediante procedimientos de clculo se puede convertir esta ecuacin (llamada ecuacin de Rutherford) en otra equivalente que representa la actividad, A, que queda de la muestra original, A0, al cabo de un tiempo t:

A = A0et. Y tambin, la que relaciona los nmeros de tomos correspondientes:

N = N0et.

Por lo tanto, la radiactividad de una muestra de un radionclido puro es una funcin del nmero de tomos inestables que contiene y de su vida media.

UNIDADES DE RADIACTIVIDAD La unidad tradicional de radiactividad es el curie (o curio, Ci), que corresponde a treinta y siete mil millones de desintegraciones por segundo (3.7 X 1010 s1), las cuales son las que hace muchos aos se determin que produce la desintegracin de un gramo del istopo 226 del radio (226Ra). Aunque esta unidad es muy grande, se ha utilizado ampliamente durante mucho tiempo junto con algunos submltipos de ella como el milicurie (un milsimo de curie, mCi), el microcurie (un millonsimo de curie, Ci) y otros ms. En el Sistema Internacional de Unidades (SI), que utiliza unidades ms modernas aceptadas mundialmente, la unidad de radiactividad es el becquerel (Bq). Esta unidad es la ms pequea, pues corresponde a una sola desintegracin por segundo (s1), por lo que no existen unidades menores que el becquerel, pero es necesario utilizar mltiplos de ella: el kilobecquerel (mil Bq o kBq), el megabecquerel (un milln de Bq o Mbq), etc. Un curie, por lo tanto, equivale a 3.7 X 1010 Bq. No debe olvidarse que la radiactividad de una muestra representa cuntos de sus tomos decaen por unidad de tiempo, no el nmero total de los tomos radiactivos que ella contiene.

El valor del factor de decaimiento equivale a N/N0, o bien, a A/A0, o sea, a la fraccin de los tomos iniciales, o de la radiactividad, que sobra al cabo de un tiempo t:

et = N/N0 = A/A0.

El factor de decaimiento se utiliza para estimar la radiactividad (At) que le queda a una muestra despus de haber transcurrido un periodo t. La tabla I contiene factores de decaimiento de 131I, uno de los radionclidos que ms se han utilizado en medicina nuclear, cuya vida media es de 8.04 das:


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Tabla I. Decaimiento de 131I

t das At/A0 t das At/A0

1 0.917 10 0.422 2 0.842 11 0.387 3 0.772 12 0.355 4 0.708 13 0.326 5 0.650 14 0.299 6 0.596 15 0.274 7 0.547 16 0.252 8 0.502 17 0.231 9 0.460 18 0.212

A continuacin se presentan ejemplos de la aplicacin del factor de decaimiento. Si se desea saber qu actividad tiene una muestra de 131I, la cual originalmente era de 5 mCi y han transcurrido 6 das, el factor de decaimiento para 6 das es 0.596, el cual, al ser multiplicado por 5 mCi, da como resultado 2.98 mCi. O bien, si hoy la actividad de una muestra es de 3 mCi y se desea saber cul era hace 14 das: 3/0.299 = 10.03 mCi. En otro ejemplo, si se requiere calcular la actividad que le queda a una muestra, la cual, originalmente era de 15 Ci y han transcurrido 20 das, periodo cuyo factor no est incluido en la tabla, se puede multiplicar el valor de la actividad inicial dos veces por el factor de 10 das: 15 X 0.422 X 0.422 = 2.67 Ci, o por otra combinacin de factores equivalente al de 20 das, por ejemplo, el factor de 18 das y el de 2 das: 15 X 0.212 X 0.842 = 2.67 Ci.

Mediante clculos tambin se puede establecer el valor de la vida media, el cual es: T1/2 = ln 2/. Y como el logaritmo natural de 2 (en forma abreviada se escribe ln 2) es 0.693, entonces: T1/2 = 0.693/. Las unidades de tiempo que ms se utilizan para vida media son segundo, minuto, hora, da y ao. Se conocen ms de 2300 especies diferentes de tomos, la mayora de ellas son radiactivas y slo unas 265 son estables. La inestabilidad de cada especie radiactiva es diferente de la de las dems especies, por lo que cada una de ellas se descompone con diferente rapidez. Las especies radiactivas naturales ms abundantes generalmente son de vida muy larga, pero se cree que existieron muchos radionclidos de vida ms corta, los cuales se desintegraron con el transcurso del tiempo. Uno de los radionclidos naturales cuya vida media no es suficientemente larga para ser primitivo, o sea, que no existe en nuestro planeta desde el origen de ste, es el carbono 14 (14C), istopo radiactivo del carbono comn, que es el carbono 12 (12C), el cual es estable. La vida media del 14C es de 5730 aos, por lo que los tomos que se encuentran de l son mucho menos antiguos que La Tierra, ya que se estima que sta


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tiene una edad de unos cinco mil millones de aos. Pero se est produciendo constantemente una pequea cantidad de 14C en las capas superiores de la atmsfera terrestre, por accin de la radiacin csmica sobre el nitrgeno del aire. El 14C se convierte en gas carbnico al combinarse con el oxgeno atmosfrico y desciende a la superficie terrestre con ayuda del viento y la lluvia. Los seres vivos lo incorporan a sus procesos biolgicos mezclado con el carbono ordinario y se mantiene en ellos en una proporcin constante, aunque muy pequea, renovndose continuamente en el ciclo biolgico del carbono. Este ciclo es una de las bases de la existencia de vida en nuestro planeta y, mediante l, constantemente salen del organismo tomos usados de carbono, los cuales son sustituidos por tomos nuevos del mismo elemento. stos, a su vez, entran al ciclo para ser transformados en compuestos qumicos vitales y, as, sucesivamente. Al morir un ser vivo se interrumpe este ciclo en l y comienza a desintegrarse el carbono radiactivo que contena el animal o la planta. En esto se basa el procedimiento que se emplea para establecer la edad de una muestra antigua de origen animal o vegetal, pues se puede determinar en ella el contenido que le queda de 14C y, con ste, el tiempo transcurrido desde la muerte de dicho animal o planta. El lmite de tiempo para obtener resultados confiables en datacin mediante este procedimiento es de unos treinta mil aos, medidos a partir de cuando muri el organismo, pues al cabo de ese periodo sobran tan pocos tomos de carbono 14 en la muestra que es difcil medirlos exactamente. La radiacin csmica tambin produce en la atmsfera otros radionclidos, tales como tritio, berilio 10 (10Be) y argn 41 (41Ar). Otros radionclidos naturales que se estn produciendo continuamente en nuestro planeta son los miembros de las series radiactivas o series de decaimiento. Cada una de stas est formada a partir de un radionclido natural de vida muy larga que decae sucesivamente a diferentes radionclidos, los que se vuelven estables despus de algunas etapas ms de desintegracin, en las cuales cambian sus relaciones N/Z al emitir radiaciones. Entre las ms conocidas estn, por ejemplo, la llamada serie del radio, en la cual el uranio 238 (238U) se desintegra convirtindose sucesivamente en 14 o ms radionclidos diferentes; la serie del actinio, en la que el uranio 235 (235 U) pasa por unos 11 intermediarios y la serie del torio, en la que el torio 232 (232Th) se transforma en 10 o ms radionclidos, uno tras otro. Las tres series terminan en un istopo estable del plomo: la primera en plomo 206 (206Pb), la segunda en plomo 207 (207Pb) y la tercera en plomo 208 (208Pb). Debido a que los tres istopos tienen orgenes diferentes, en diversos yacimientos de minerales de plomo se puede encontrar que su composicin isotpica no es exactamente igual en todos ellos. No se conoce ningn precursor radiactivo del 14C, por lo que se cree que no forma parte de ninguna serie de decaimiento. Los radionclidos de vida larga se desintegran ms lentamente que los de vida corta, ya que stos son ms inestables. Por lo tanto, si se dispone de un grupo de tomos iguales de vida corta y otro grupo con el mismo nmero de tomos iguales entre s pero de vida ms larga, la radiactividad de stos ser menor porque se desintegran con menor rapidez. De acuerdo con la definicin de la unidad de radiactividad, un curie de


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radio 226 (226Ra) equivale a un curie de carbono 14, o de cualquier otro radionclido aunque sus vidas medias sean diferentes. Pero la radiactividad de un gramo de 226Ra no es igual a la de un gramo de carbono 14C, ya que cada uno de ellos contiene un nmero diferente de tomos y sus vidas medias tambin son diferentes. El trmino vida corta se aplica generalmente en radiofarmacia a los radionclidos que tienen vida media de doce horas o menos, pero en otros campos se les nombra de otro modo. RADIACIN NUCLEAR La energa y la masa estn relacionadas entre s. Si algo libera energa, pierde masa y, si la absorbe, gana masa. Pero se requiere una cantidad tan grande de energa para producir una masa minscula que durante casi toda la historia humana nadie haba notado dicha relacin. Einstein estableci en 1905 la relacin que existe entre la masa y la energa mediante la conocida ecuacin e = mc2, en la cual e representa la energa, m la masa y c2 la velocidad de la luz elevada al cuadrado ((3 x 1010 cm/s)2). Esta relacin explic, por ejemplo, de dnde procede la energa que emite el elemento radio. Se ha calculado que un gramo de materia equivale a una energa de 2.5 X 1012 joules, cantidad enorme, si se considera que una potencia de un watt representa un consumo de energa de apenas un joule por segundo. Una combustin ordinaria, que es una reaccin qumica, tambin libera energa pero slo involucra a los electrones de los tomos del combustible y del oxgeno, sin destruccin de la materia de que estn constituidos. Por ejemplo, cuando se quema un gramo de carbn se liberan 7.8 kilocaloras, y como una kilocalora equivale a 4.8 joules, esta combustin genera apenas 32.6 joules (4.18 X 7.8), cantidad muy pequea, pues una lmpara incandescente de 40 watts consume 40 joules por segundo. Se sabe que la radiacin que emiten los tomos inestables generalmente es de tres tipos: dos de ellos estn constituidos por partculas, a las que se llam radiacin alfa y radiacin beta, respectivamente. Las partculas alfa son idnticas a los ncleos de helio 4 (4He), pues estn compuestas de dos protones y dos neutrones, por lo que son iones con dos cargas elctricas positivas, los cuales poseen una energa relativamente alta, del orden de millones de electronvoltios. Un electronvoltio (eV) es una unidad de energa equivalente a la adquirida por un electrn al aumentar un voltio su diferencia de potencial en el vaco. Un kiloelectronvoltio (keV) equivale a mil electronvoltios y un megaelectronvoltio (MeV) es un milln de electronvoltios. Las partculas beta son electrones y tienen, como stos, una carga elctrica negativa. El tercer tipo de radiacin es de naturaleza electromagntica, como los rayos X o la luz, al cual se denomin radiacin gamma. Aos ms tarde se descubri que, adems de estos tres tipos de radiacin, algunos radionclidos emiten positrones, que son muy similares a las partculas beta, pero con carga positiva, y algunos tomos pesados se descomponen espontneamente, proceso durante el cual emiten neutrones.


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PRODUCCIN DE NCLIDOS ARTIFICIALES Se considera generalmente que existen 92 elementos qumicos naturales, los cuales han sido ordenados a partir del hidrgeno, que es el ms ligero y ocupa el primer lugar en la tabla peridica, hasta el uranio que es el ms pesado y le corresponde el lugar 92. Tambin se han preparado unos 15 elementos artificiales, que no se encuentran en la naturaleza, todos ellos radiactivos y de mayor nmero atmico que el uranio, por lo cual se les llama transurnicos. En 1919, al someter Rutherford nitrgeno gaseoso a la accin de partculas alfa provenientes de una muestra radiactiva natural encontr que, despus de retirar sta, el gas continuaba emitiendo radiaciones o sea, que produjo radiactividad artificialmente, lo que era desconocido hasta entonces. Sin embargo, no pudo explicar satisfactoriamente el fenmeno. Ms tarde se comprob que en la poca en la cual se realiz aquella investigacin no se dispona de los conocimientos necesarios para explicarlo. Quizs se efectu la reaccin 14N 17F 17O, mediante la cual se produjo una pequea cantidad de flor 17, cuya vida media es de 64.7 segundos, por lo que ste se desintegrara antes del fin del experimento. El decaimiento del 17F producira unos cuantos tomos de 17O, el cual es estable, y stos se habran mezclado con el nitrgeno de la muestra sin que se notara su presencia. Los esposos Frdric Joliot e Irne Curie descubrieron en 1934 que podan producir radiactividad artificialmente mediante la irradiacin de algunas lminas metlicas delgadas con partculas alfa provenientes de polonio, elemento radiactivo natural descubierto por Marie Curie, madre de Irne. En uno de sus primeros experimentos sobre este tema, despus de irradiar una lmina de aluminio, separaron de ella e identificaron un fosfato puro, que continuaba emitiendo radiacin con una vida media de 2.5 minutos. En este experimento se realiz, en cierto grado, uno de los sueos de los alquimistas, el de transformar un elemento qumico en otro, pues el aluminio se convirti en fsforo, por lo que a una reaccin de este tipo se le llama de transmutacin. Se explica la produccin artificial de radionclidos en relacin a la constitucin de la materia, con tomos elctricamente neutros de ncleo con carga positiva rodeado de electrones negativos. Para convertir un ncleo estable en uno radiactivo es necesario cambiarle la relacin del nmero de neutrones con respecto al de protones (N/Z). Por ejemplo, en experimentos del tipo de los realizados por los Joliot-Curie, al incidir una partcula alfa sobre un tomo, la energa relativamente grande de sta permite que pueda vencer la atraccin de los electrones que rodean el ncleo, llegar a l e introducrsele, transmitindole una parte de su energa y excitndolo. Para estabilizarse, el ncleo emite radiacin y alguna partcula, y se convierte en un ncleo diferente. Cuando Enrico Fermi se enter del hallazgo de los esposos Joliot-Curie, pens que tambin podra producir radiactividad artificial, pero de un modo diferente, utilizando neutrones. Cuando se irradian tomos con ellos, como no tienen carga elctrica, son capaces de atravesar el espacio que ocupan los electrones, pues ni son atrados ni


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repelidos por stos, por lo que pueden llegar hasta el ncleo, aunque no cuenten con una energa tan alta como las partculas alfa. Si la energa de un neutrn es baja ste puede ser capturado por el ncleo, con lo cual el tomo original se convierte en un istopo del mismo elemento y su peso atmico aumenta en una unidad de masa atmica. A este proceso se le llama reaccin de activacin, de radiactivacin o reaccin n, gamma (n,), como la que se produce al irradiar fsforo estable (31P). En esta reaccin algunos de los tomos de 31P capturan un neutrn cada uno de ellos y se convierten en tomos del istopo radiactivo 32P: 31P + n 32P + . Pero si la energa del neutrn es alta, ste puede expulsar una o ms de las partculas que constituyen el ncleo, como sucede al irradiar azufre estable (32S) con neutrones de alta energa, proceso en el cual se produce una reaccin de transmutacin, en la que se expulsa a un protn del ncleo: 32S + n 32P + p. Los fsicos escriben estas reacciones de un modo ms breve: 31P(n,)32P y 32S(n,p) 32P. A los neutrones de baja energa se les llama lentos o trmicos, porque su energa promedio es de 0.025 eV, la cual aproximadamente es igual a la energa cintica que tienen las molculas ordinarias a una temperatura ambiente de 20C. Sin embargo, la velocidad promedio de estos neutrones lentos es de 2 200 metros por segundo o sea, 7 920 kilmetros por hora, la cual slo se puede considerar lenta si se le compara con la velocidad a la que se mueven algunas otras partculas atmicas u objetos ms rpidos. Se les llama neutrones rpidos a aquellos cuya energa est comprendida entre 10 keV y 20 MeV, aproximadamente. Debe sealarse que el 32P obtenido por activacin contiene relativamente mucho fsforo estable, del cual no puede ser separado por medios qumicos, pues son istopos del mismo elemento. Al istopo estable que acompaa al producto de una reaccin de este tipo se le llama portador isotpico o acarreador isotpico. El 32P que se obtiene por transmutacin puede quedar exento de portador, pues el azufre y el fsforo son elementos qumicos diferentes, por lo que su separacin es relativamente fcil. La actividad especfica de los radionclidos que se producen mediante transmutacin puede ser la mxima que es posible obtener, en tanto que los obtenidos por radiactivacin son de baja actividad especfica. La actividad especfica se expresa en Ci/g y en el Sistema Internacional en Bq/kg. Al sustituir los datos requeridos en la ecuacin A = N (en la que T1/2 = 0.693/ y N es el nmero de Avogadro), se puede calcular la actividad especfica terica o sea, del radionclido libre de portador: Ae = (0.693/T1/2 s)(6.02 X 1023 tomos/molg)(1 Ci/3.7 X 1010 s1). Y al realizar los clculos indicados en esta ecuacin se obtiene la siguiente frmula, la cual permite estimar la actividad especfica terica en Ci/g de cualquier radionclido cuya vida media est expresada en segundos (si se utilizan otras unidades de tiempo se deber hacer la conversin correspondiente):


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Ae = (1.1 X 1013)/[(T1/2)(peso atmico)]. A la probabilidad de que un ncleo atmico capture un neutrn o una partcula cargada se le llama seccin eficaz o seccin transversal. La unidad tradicional de seccin eficaz es el barn (b), la cual es una unidad de rea muy pequea, pues 1 b = 1024 cm2. Ya que la probabilidad de captura es muy baja, se dice que el nombre de esta unidad fue introducido como una broma, y que proviene de la expresin en ingls to hit the broad side of a barn, la cual se utiliza para referirse a algo que es muy fcil de hacer y que, ms o menos, significa atinarle al lado ms ancho de un granero. Cada nclido tiene una determinada probabilidad de captura para cada tipo de partcula y para la energa de sta y, si la probabilidad es cero la reaccin no se efecta. Durante sus investigaciones en Italia, Fermi bombarde diversos elementos qumicos puros y demostr que tambin se puede producir radiactividad con neutrones, no slo con partculas alfa (), pues en sus experimentos produjo muchos radioelementos no conocidos hasta entonces. Para producir neutrones irradi berilio con partculas alfa, pues el berilio las captura con relativa facilidad y, a continuacin, emite neutrones: 9Be(,n)12C. Se explica la transmutacin de 9Be a 12C recordando que una partcula es idntica a un ncleo de 4He (que contiene 2p y 2n). Cuando un tomo de berilio captura una se queda con los dos protones y con uno de los neutrones y emite el otro neutrn. Las investigaciones de los esposos Joliot-Curie y de Fermi establecieron las bases para producir pequeas cantidades de radionclidos artificiales, mediante procesos que modifican la relacin entre los protones y los neutrones de ncleos atmicos estables. Ms tarde, en vez de fuentes radiactivas basadas en radionclidos naturales, como las usadas por aquellos investigadores, se comenzaron a emplear fuentes de mucho mayor intensidad como son los aceleradores de partculas cargadas o los reactores nucleares, ya que estos ltimos producen neutrones de manera muy abundante. En la realizacin de los trabajos secretos del Proyecto Manhattan, para producir las primeras bombas atmicas, con el ingenio de Enrico Fermi se construy en la Universidad de Chicago el primer reactor nuclear y se consider que todos los materiales radiactivos eran de tipo estratgico por razones de seguridad durante la Segunda Guerra Mundial, por lo que su distribucin al pblico comenz hasta que termin dicha guerra. A continuacin se describen algunos usos de estos dos tipos de fuentes intensas de partculas. Irradiacin con neutrones. Un interesante ejemplo de irradiacin con neutrones es el procedimiento que se sigue comnmente para la produccin de oro 198 (2.7 das de vida media) mediante la activacin de oro natural: 197Au(n,)198Au. Como es relativamente alta la probabilidad de que el 198Au capture un segundo neutrn, se produce simultneamente 199Au, cuyo periodo de semidesintegracin es 3.1 das: 198Au(n,)199Au. Este ltimo es un contaminante que acompaa frecuentemente al 198Au,


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por lo que la irradiacin de oro natural debe ser realizada en condiciones muy precisas, con la intencin de mantener en el mnimo posible la impureza de 199Au. Otro caso en el que no se obtiene un radionclido sin portador, porque se produce simultneamente uno o ms istopos del mismo elemento, es el del yodo 131 (131I). En el procedimiento de produccin ms comn se irradia teluro natural con neutrones. El teluro natural es una mezcla de varios istopos, por lo que el 131I se obtiene mezclado en proporciones variables con 127I, el cual es el yodo ordinario, que es estable, y de 129I, que es radiactivo y de vida media muy larga: 1.7 X 107 aos. Debido a estos contaminantes isotpicos, la actividad especfica del 131I, aun la del recientemente producido, es considerablemente menor que su actividad especfica terica de 1.2 X 105 Ci/g. La principal reaccin que se realiza es de radiactivacin, la cual produce teluro 131 metaestable (131mTe): 130Te(n, )131mTe. Se dice que un radionclido es metaestable cuando se presenta en dos o ms estados isomricos (o ismeros nucleares), o sea, cuando dichos nclidos tienen el mismo nmero atmico y la misma masa pero difieren sus propiedades radiactivas, las cuales corresponden a diferentes estados de excitacin y cuyas vidas medias no son iguales. El 131mTe (T1/2 = 32.4 horas) se desintegra siguiendo dos caminos diferentes, segn el esquema que se muestra a continuacin: 131mTe

131Te 2

1 131I

En uno de ellos emite radiacin gamma, de la transicin isomrica, y pasa a 131Te (T1/2 = 25 minutos). ste emite radiacin beta (1 en este ejemplo) y se convierte en 131I, cuya vida media es considerablemente ms larga (8.04 das) que la de los ismeros del teluro, de los cuales desciende: 131mTe + 131Te 1 + 131I. En el otro camino, el 131mTe tambin emite radiacin beta, pero de una energa diferente (llamada aqu 2) y se transforma directamente en 131I: 131mTe 2 + 131I. Existen algunos procedimientos de produccin ms complejos, como el de flor 18 mediante irradiacin de carbonato de litio, que se representa en dos etapas. En la primera de ellas un tomo de litio captura un neutrn, emite un ncleo de tritio (t = 3H), que es radiactivo, y se convierte en 4He, que es estable: 6Li(n,t)4He. En la segunda etapa, el oxgeno del carbonato de litio capta un ncleo de tritio, emite un neutrn y se convierte en 18F: 16O(t,n)18F.


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Como se ve, hay reacciones que producen uno o ms istopos del mismo elemento, adems del deseado, o un istopo de otro elemento. Para evitar la produccin simultnea de radionclidos no deseados se utilizan sustancias puras para ser irradiadas, algunas con pureza qumica mayor de 99.999%, si es que estn disponibles con esta caracterstica, ya sean elementos o compuestos inorgnicos sencillos, como xidos o carbonatos, pues tanto el oxgeno como el carbono no capturan neutrones fcilmente. Tambin se emplean istopos estables obtenidos por enriquecimiento mediante diversos procedimientos. La caracterstica principal de los materiales enriquecidos es el contenido ms alto de uno de sus istopos comparado con el que tiene el elemento en su estado natural. Irradiacin con partculas cargadas. Los instrumentos que proporcionan la energa necesaria para que las partculas cargadas positivamente venzan la atraccin y la repulsin electrostticas de los tomos y se introduzcan al ncleo, son los aceleradores de partculas. Existen dos tipos bsicos de stos que se emplean para producir radioistopos: uno de ellos es aquel en el cual las partculas cargadas se mueven en lnea recta, por lo que son llamados aceleradores lineales. En el otro se comunican aceleraciones sucesivas a partculas de carga positiva y se les obliga a describir trayectorias circulares de dimetros crecientes, por lo que a estos aceleradores se les llama ciclotrones. Ambos tipos de instrumentos pueden acelerar partculas para que obtengan energa hasta de miles de MeV, lo cual se logra al alto vaco y mediante campos magnticos intensos que aceleran las partculas cargadas y las concentran en forma de haz. Adems de aceleradores relativamente grandes, para la produccin comercial de radionclidos, tambin se construyen ciclotrones compactos para ser instalados muy cerca de laboratorios de medicina nuclear. Las reacciones ms importantes para producir radionclidos mediante aceleradores son las que se inician con partculas cargadas positivamente: protones, deuterones (ncleos de deuterio) y partculas alfa. Estas partculas convierten al elemento que se irradia con ellas en otro diferente, ya que producen un cambio en el nmero de protones del ncleo, o sea, un cambio de nmero atmico, como ilustran las siguientes reacciones: 14N(p,)11C; tambin se obtiene 11C mediante 10B(d,n)11C 18O(p,n)18F 56Fe(d,)54Mn 65Zn(,2n)67Ga; o bien: 68Zn(p,2n)67Ga 123Te(p,n)123I 201Hg(p,n)201Tl; otra reaccin para producir 201Tl: 203Tl(p,3n)201Pb 201Tl


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Es conveniente explicar la ltima de estas reacciones, la cual ilustra un procedimiento indirecto para la obtencin de 201Tl. En ella se produce inicialmente 201Pb, el cual es separado qumicamente del 203Tl que no reaccion y que es estable. Finalmente, se deja decaer el 201Pb, cuya vida media es de slo 9.3 horas, para que se convierta en 201Tl, de 73 horas. Fisin nuclear. La fisin nuclear es el proceso en el cual un ncleo pesado se divide en dos ncleos ms ligeros excitados, llamados generalmente fragmentos de fisin, los cuales tienden a estabilizarse espontneamente. Esta divisin se efecta de modo asimtrico, o sea, no exactamente en dos partes iguales, por lo cual la masa de uno de los dos fragmentos es mayor que la del otro. Algunos tomos sufren fisin espontnea, pero es baja la probabilidad de que esto suceda. Sin embargo, se puede producir fisin de modo artificial en determinadas especies de tomos pesados al bombardearlos con neutrones. La absorcin de un neutrn altera la composicin del ncleo, por lo cual ste se excita, se fisiona y emite uno o ms neutrones. El 235U es uno de los nclidos que ms se utilizan para producir artificialmente fisin nuclear y se ha determinado que, en promedio, se producen 2.5 neutrones por cada tomo de 235U que se divide. Adems, en la fisin se libera simultneamente una gran cantidad de energa que se manifiesta principalmente como rayos gamma, energa cintica repartida entre los fragmentos de fisin y los neutrones liberados, y tambin como calor. Un reactor nuclear se basa en una reaccin en cadena, en la cual uno de los neutrones liberados da origen a la fisin de otro ncleo pesado, el que, a su vez, produce ms neutrones que pueden dividir otros ncleos a continuacin. Si no hay suficiente material fisible (que es el combustible del reactor), se interrumpe la reaccin en cadena, pero cuando el combustible es abundante, puede mantenerse sta. Los reactores cuentan con dispositivos para controlar la reaccin en cadena, ya sea para aumentarla, disminuirla o para apagar el reactor. No todos los reactores nucleares estn diseados para producir radionclidos, pues la mayora de ellos se utilizan principalmente para generar energa o para investigacin. Tambin se obtienen radionclidos mediante la recuperacin de los productos de fisin del combustible agotado (o quemado) de los reactores, o por la fisin controlada de muestras pequeas de uranio, preparadas con ese fin. La fisin nuclear produce una gran variedad de nclidos, algunos de ellos son productos primarios de la fisin y los dems tienen su origen en el decaimiento radiactivo de stos, como en la reaccin: 235U + n 90Kr + 144Ba + 2n + energa. En este caso, por ejemplo, el 144Ba (vida media 11.5 segundos) es el primer eslabn en una cadena de decaimiento y se convierte en 144La (40 segundos); ste, a su vez, se transforma en 144Ce (284.4 das), y ste en 144Pr y 144mPr (7.2 minutos17.3 minutos) y, as, sucesivamente.


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Los productos de fisin del uranio se presentan generalmente en dos grupos o poblaciones de elementos qumicos, los cuales no slo contienen nclidos radiactivos sino tambin estables. El grupo que se obtiene de los elementos menos pesados contiene nclidos con pesos atmicos aproximadamente de 85 a 105, entre los que se encuentran 85Kr, 90Sr, 95Zr, 99Mo 99Tc y 103Ru, as como otros istopos de estos mismos elementos y de algunos ms. En el grupo de los ms pesados estn los de pesos atmicos comprendidos entre 130 y 150 como son, entre otros, 131I, 137Cs, 140Ba, 144Ce y 147Pm. Ventajas y desventajas de los aceleradores y los reactores. Tericamente, mediante las tcnicas disponibles se podran preparar todos los radionclidos en aceleradores pero no todos en reactores. Sin embargo, a pesar de las ventajas aparentes de los aceleradores, los reactores son, quizs, los ms tiles por las siguientes razones: La mayora de los reactores, hasta los relativamente pequeos, pueden irradiar

blancos ms grandes y ms gruesos con altos flujos de neutrones y durante largos periodos de modo continuo o en periodos acumulados sucesivos, por lo que pueden producir cantidades mayores de radionclidos que los aceleradores.

El costo de la irradiacin es generalmente ms bajo en un reactor, por lo que los radionclidos producidos en aceleradores son ms caros.

Aunque algunos aceleradores pueden irradiar simultneamente dos o ms muestras, el nmero de stas puede ser mucho mayor en un reactor, ya sean todas de un mismo elemento o de varios elementos diferentes.

Las diferencias propias de sus diseos permiten retirar ms fcilmente los blancos irradiados en un reactor que en un acelerador, para analizarlos y tratarlos qumicamente.

En los reactores se pueden efectuar algunas reacciones con ncleos de tritio (como en la produccin de 18F mediante irradiacin de carbonato de litio, descrita anteriormente), pero se evita la presencia de tritio en los aceleradores debido a problemas de contaminacin radiactiva con este radionclido, el cual se intercambia fcilmente con el hidrgeno comn, elemento que est presente en una gran variedad de sustancias. Adems, los ncleos acelerados de tritio pueden producir reacciones nucleares no deseadas.

A pesar de las ventajas de los reactores, generalmente se utilizan aceleradores para producir radioistopos con dficit de neutrones (o sea, con menos neutrones que los istopos estables del mismo elemento) y tambin para obtener algunos radionclidos que no pueden ser producidos en un reactor o no se obtienen con la alta pureza o la actividad especfica que se requiere.


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3. EFECTOS DE LA RADIACIN NUCLEAR Los trminos seguridad radiolgica y proteccin radiolgica se usan generalmente como sinnimos pero, segn el diccionario, seguridad es la cualidad que tiene algo de ser seguro, y se aplica a lo que est libre de todo peligro, dao o riesgo. Proteccin es la accin y efecto de proteger, defender o resguardar a una persona, animal o cosa de un perjuicio o peligro, ponindole algo encima, rodendole, etc. O sea que, lo que posee la cualidad de ser seguro puede no requerir ninguna proteccin adicional, pero se puede proteger a una persona, animal o cosa para proporcionarle seguridad si no la tiene. De este modo, consideramos que se puede manejar con seguridad un pequeo encendedor de gas, como el que usan los fumadores pero, por la magnitud del riesgo que implica se requiere tomar determinadas medidas de proteccin para transportar de modo seguro una cantidad mucho mayor del mismo gas, por ejemplo, la contenida hasta la mxima capacidad del tanque de un camin construido para transportarla. Ser que en el caso de las radiaciones nucleares el trmino seguridad radiolgica est relacionado con que no hay peligro si se recibe una pequea cantidad de ellas, o si se manejan adecuadamente, y el trmino proteccin radiolgica se aplica cuando se requiere defenderse o resguardarse con una barrera, un escudo, un blindaje, etc.? Los prrafos siguientes podran contribuir a aclarar esta duda o a comprobar que pueden utilizarse como sinnimos. Se denominan rayos csmicos a las partculas subatmicas que viajan por el espacio celeste con las energas ms altas que se hayan detectado, por lo que dichas partculas son capaces de atravesar la atmsfera de la Tierra y llegar hasta sitios profundos debajo de la superficie de nuestro planeta. Los rayos csmicos de ms bajas energas, menores de 100 gigaelectrnvoltios (1 GeV es igual a mil millones de eV = 109 eV), provienen del Sol y de algunas estrellas, mientras que los ms energticos tienen un origen ms lejano, en el centro de nuestra galaxia o fuera de ella. Los rayos csmicos estn constituidos principalmente por protones, o sea, ncleos de hidrgeno, acompaados de ncleos de otros elementos. Al penetrar en la atmsfera fragmentan ncleos de los componentes atmosfricos y les transmiten una parte de su energa, por lo que, a su vez, son capaces de producir nuevas colisiones nucleares. Este proceso, que semeja una cascada, provoca la aparicin de abundantes partculas subatmicas y tambin de radiacin electromagntica. Adems, en nuestro planeta se encuentran radionclidos naturales en el suelo, los materiales de construccin, el agua, el aire, las plantas, los animales y en nuestros propios cuerpos, por lo que somos ligeramente radiactivos. Por todo esto se comprende que la humanidad siempre ha recibido tanto la radiacin natural que llega desde el espacio sideral como la que proviene del medio ambiente terrestre y la de nosotros mismos, por lo que es posible que estemos


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habituados a recibir dicha radiacin, o si nos ocasiona algn dao, quizs ste sea tan leve que pase desapercibido o que sea reparado espontneamente. Durante aos se ha mantenido la creencia de que la muy pequea cantidad de materiales radiactivos que contiene el agua de manantiales naturales produce diversos efectos benficos para la salud. Tambin se sabe que algunas personas que sufren de determinados padecimientos crnicos sienten alivio a sus males al inhalar la pequea cantidad de radn que se desprende en antiguas minas, en las que hay un escape muy ligero de este gas radiactivo natural procedente del subsuelo. Algunos mdicos consideran que la exposicin a radn puede aumentar el riesgo de contraer cncer, pero quienes acuden a aquellas minas aseguran que disminuyen sus molestias. Como no est demostrado cientficamente que la inhalacin de pequeas cantidades de radn produce alguna mejora en la salud, quizs sta podra atribuirse a que el radn acta como placebo. El siguiente ejemplo Ilustra la cantidad de radiacin a la que est expuesta una persona, debida a algunas de las fuentes radiactivas naturales. Se ha estimado que el cuerpo de un adulto que pese 70 kg contiene aproximadamente un diezmillonsimo de curie (0.1 microcurie) de potasio 40 (40K), cuya vida media es de 1300 millones de aos, y que tambin hay en l una cantidad semejante de 14C, as como cantidades menores de otros radionclidos. Estos elementos radiactivos que se encuentran de modo natural en nuestro cuerpo son fuentes internas de radiacin. Aunque este contenido normal de material radiactivo es pequeo, no es despreciable. El cuerpo humano contiene 18% de carbono y 0.2% de potasio. Como la abundancia isotpica del potasio 40 en el potasio natural es 0.01%, de acuerdo con estas cifras, 14 miligramos de 40K forman parte de dicha persona. Esta cantidad de potasio radiactivo es relativamente grande, y es semejante a las dosis que se administran de algunos medicamentos comunes. Por ejemplo, la dosis usual de diacepam, un medicamento tranquilizante, o de pravastatina, la cual se administra para disminuir el colesterol, es de cinco miligramos o ms por da. No hay que olvidar que 0.1 microcurie corresponde a 3700 desintegraciones por segundo (13 millones 320 mil desintegraciones por hora), la cual es una cantidad de eventos tan grande que tal vez no debera ser pasada por alto, pues el 40K emite radiaciones beta y gamma de alta energa. En la exposicin a la radiacin se absorbe energa de sta. Se da el nombre de absorcin de energa al proceso de transferencia de energa a los tomos del medio en el que incide la radiacin. La transferencia de energa se puede llevar a cabo a travs de diversos mecanismos, de los cuales la ionizacin directa es el ms comn, o sea, la expulsin de un electrn que forme parte de un tomo o molcula, dejando al tomo o a la molcula en forma de ion con una carga positiva. Por esta razn, a las radiaciones nucleares y a otras anlogas se les llama radiaciones ionizantes. Otro efecto ionizante que produce la interaccin de la radiacin con la materia es la rotura de los enlaces qumicos que unen a los tomos constituyentes de las molculas, pues la energa que mantiene unidos a los tomos en stas es muy dbil, ya que es de slo algunos


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electronvoltios y es del mismo orden de magnitud que la luz visible, la cual es de mucho menor energa que las radiaciones nucleares, por lo que algunos de los compuestos que se encuentran en los seres vivos pueden ser destruidos por la radiacin ionizante y tambin por otras causas, como les sucede tambin, por ejemplo, a algunos objetos de uso comn fabricados con hule o con determinados materiales plsticos, los cuales se descomponen al estar expuestos al aire o al sol. FILOSOFA DE LA PROTECCIN RADIOLGICA Un riesgo es la posibilidad de que algo suceda o no suceda. Las actividades humanas y la vida misma son fuentes permanentes de riesgo, como muestran a continuacin datos estadsticos del ao 2003 acerca de algunas causas de muerte en los Estados Unidos: Enfermedad cardiaca, la causa ms probable de todas, 1 de cada 5 muertes. Cncer 1 de 7. Derrame cerebral 1 de 24. Accidente en vehculo de motor 1 de 84. Cada 1 de 218. Accidente en motocicleta 1 de 1 020. Fuego o humo 1 de 1 113 Accidente en bicicleta 1 de 4 919. Electrocucin accidental 1 de 9 968. Picadura de avispa o abeja 1 de 56 789. Rayo 1 de 79 746. Uso de fuegos artificiales, la causa menos probable que fue incluida, 1 de 340 733. Pero es comn en la vida diaria que aceptemos correr algunos riesgos inevitables como, por ejemplo, que podemos caernos al caminar o no caernos; el vehculo en el que viajemos puede tener una descompostura o no tenerla, etc. Del mismo modo, la radiacin csmica que llega a La Tierra puede causarnos un dao o no causarlo. Pero se acepta que la exposicin a las radiaciones de origen nuclear provenientes de fuentes externas o internas siempre representa un riesgo para la salud y que, inclusive a dosis bajas, el riesgo aumenta a medida que la dosis se acumule por exposiciones sucesivas ocurridas en ocasiones posteriores. Por lo tanto, se considera que, no obstante que puede existir una dosis de umbral para los diversos efectos dainos debidos a dicha exposicin, o sea, una dosis mnima a partir de la cual se produzca un perjuicio a la salud, se considera que el riesgo aumenta con la acumulacin de dosis, lo cual es una base razonable para la seguridad radiolgica de las personas. Como se trata de la salud humana, la cual es uno de nuestros bienes ms preciados, no es exagerado cualquier esfuerzo que se haga para tratar de conservarla e intentar asegurarla para las generaciones futuras. Los objetivos de las medidas de proteccin radiolgica son evitar los efectos que puedan presentarse a corto plazo por exposiciones grandes a las radiaciones ionizantes y limitar a un nivel aceptable los riesgos de los probables efectos


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a largo plazo que son debidos a dosis pequeas acumuladas. Las medidas que se toman para procurar seguridad radiolgica estn permanentemente orientadas a mantener la exposicin de cualquier persona a la radiacin procedente de fuentes externas o internas tan baja como pueda razonablemente lograrse. A este concepto se le conoce como ALARA, por las iniciales de su expresin en ingls As Low As Reasonable Attainable. Siempre debe hacerse un esfuerzo adicional para reducir dicha exposicin, tomando en cuenta las caractersticas del laboratorio o instalacin donde se maneje el material radiactivo, las propiedades de ste, el equipo disponible, el adiestramiento del personal involucrado y la revisin peridica de los procedimientos de trabajo, para mejorar stos, si es posible. Adems, deben realizarse ensayos previos de cada operacin que se llevar a cabo, sin emplear material radiactivo en los ensayos, con el fin de adquirir destreza suficiente para realizar correctamente cada operacin en el menor tiempo posible. IRRADIACIN INTERNA La irradiacin interna es la que se produce en el organismo cuando la fuente radiactiva se encuentra dentro de l, por lo que para evitarla siempre se debe tratar de impedir la introduccin accidental de radionclidos al cuerpo humano. Los materiales radiactivos pueden ingresar accidentalmente al organismo por ingestin, inhalacin, absorcin a travs de la piel o por algn corte o abrasin de sta. Los emisores de radiacin alfa o beta son los ms peligrosos como fuentes de irradiacin interna, ya que su poder de penetracin es pequeo, por lo que depositan toda su energa en un pequeo volumen del tejido humano que lo rodee y producen un dao relativamente ms severo que la radiacin electromagntica, ya que una fraccin importante de sta puede atravesar el cuerpo sin interaccionar con los tejidos, pues los rayos gamma los atraviesan ms fcilmente y slo les transfieren un poco de su energa. IRRADIACIN EXTERNA La irradiacin externa es la que recibe el cuerpo humano de fuentes radiactivas que se encuentren en el exterior del mismo. El riesgo potencial debido a materiales radiactivos depende directamente de la magnitud de las fuentes y de las caractersticas de sus radiaciones. Cabe recordar que la radiacin alfa est constituida por partculas relativamente grandes, pesadas, de alta energa y cargadas positivamente, las cuales penetran escasamente la materia (no ms de 0.1 mm del espesor de un tejido humano) y pueden ser detenidas completamente mediante un material ligero y delgado, como papel, tela o algn material plstico sinttico, o por la capa muerta de la piel que existe en el exterior del cuerpo humano. Un paraguas o una sombrilla, por ejemplo, podran servir como proteccin contra una lluvia de partculas alfa. Se considera que la radiacin alfa no contribuye de un modo importante a la irradiacin externa.


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La radiacin beta est compuesta de partculas ligeras, con una carga negativa, idnticas a los electrones. Tiene mayor poder de penetracin que la radiacin alfa y es absorbida por una capa relativamente delgada de algn material de baja densidad o de tejidos humanos. Como fuentes externas, las partculas beta pueden afectar a la piel y a los rganos externos del cuerpo humano (pues penetran hasta algunos milmetros en l, dependiendo de su energa; adems, su alcance en el aire puede ser considerable). Para protegerse contra ellas pueden utilizarse blindajes de materiales ligeros, como algn plstico sinttico o vidrio. Ya que los ojos se encuentran en el exterior del cuerpo, es recomendable usar anteojos comunes o anteojos protectores al manejar emisores de radiacin beta. Las partculas beta de alta energa pueden producir Bremsstrahlung, radiacin que es semejante a los rayos X y a los rayos gamma, aunque no tiene su origen directamente en la desintegracin radiactiva, pues se produce por choque y frenado de las partculas beta con materiales de alta densidad. Los rayos gamma son de naturaleza electromagntica, como los rayos X, por lo que poseen un poder de penetracin mayor que las partculas alfa y beta, y pueden atravesar el cuerpo humano y tambin otros materiales ms densos. Las fuentes externas que emiten rayos gamma pueden producir mayor irradiacin que las que emiten radiacin alfa o beta, por lo que se requiere emplear blindajes de materiales densos como concreto, hierro o plomo para protegerse de ellos. PROTECCIN CONTRA LA IRRADIACIN EXTERNA Tres elementos contribuyen a mantener baja la exposicin a la radiacin cuando se manejan fuentes radiactivas externas: tiempo, blindaje y distancia. Se seal anteriormente que para adquirir destreza y poder realizarla correctamente en el menor tiempo posible, cada operacin que se realice con una fuente radiactiva debe haber sido ensayada previamente y en repetidas ocasiones, sin emplear material radiactivo. Para cualquier persona es clara la conveniencia de reducir el tiempo de exposicin, como lo hace al estar expuesta a la luz del sol. El uso de un blindaje adecuado tambin es aceptado fcilmente por muchas personas, as como igualmente se percibe que, mientras mayor sea el espesor de la capa del material de blindaje o la densidad de ste, mayor es su capacidad para atenuar la radiacin electromagntica que provenga de una fuente externa. Pero no es tan obvio el efecto que produce aumentar la distancia entre una persona y una fuente radiactiva, por lo cual es conveniente resaltarlo con un sencillo ejemplo, recordando que la intensidad de la radiacin electromagntica disminuye en razn inversa al cuadrado de la distancia. En este ejemplo se supone que se va a usar con las manos una fuente radiactiva de pequeas dimensiones, y que la intensidad de su radiacin a 1 cm de distancia es 10 000. Si en vez de tomarla con los dedos se utilizaran unas pinzas de 20 cm de largo, la intensidad disminuira segn la relacin: 10 000 / (20)2 = 10 000 / 400 = 25. Pero si se emplearan unas pinzas de 50


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cm en vez de 20, la nueva intensidad sera an menor: 10 000 / (50)2 = 10 000 / 2500 = 4, o sea, 2500 veces menor que la intensidad original (10 000 / 4 = 2500). SMBOLO DE LA RADIACIN IONIZANTE Los radiofrmacos son fuentes radiactivas abiertas lquidas o en otro estado fsico, que son administradas a pacientes con fines mdicos para que se incorporen a su organismo. Su manejo debe realizarse cuidadosamente para evitar que lleguen a otras personas o al medio ambiente, por lo que las operaciones que vayan a realizarse con ellos debern ser planeadas de modo que se limite su preparacin, almacenamiento y manejo a los sitios de acceso restringido establecidos para ello. A fin de evitar o disminuir las posibilidades de derrame o dispersin del material radiactivo se debe suprimir el desplazamiento innecesario a otras zonas, fuera del rea restringida, de los materiales u objetos que se empleen y de los individuos participantes en su utilizacin, para evitar exponer a la radiacin a personas ajenas a su uso. Por lo tanto, donde se manejen o almacenen fuentes radiactivas se deben establecer zonas en las que el acceso est controlado y se deben colocar seales de advertencia en lugares fcilmente visibles, principalmente a las entradas y en el interior de los mismos. Dichas seales deben mostrar el smbolo internacional bsico que indica la presencia potencial o real de ese tipo de radiacin (figura 2).

Figura 2. Smbolo internacional de la radiacin ionizante.


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El fondo sobre el cual se encuentra el smbolo es de color amarillo y contiene en el centro un crculo pequeo de color rojo rodeado por tres sectores de otro crculo de mayor tamao y de este mismo color. Este smbolo debera servir para advertir a cualquier individuo de que existe un riesgo para su salud en el sitio sealado con dicho smbolo. Sin embargo, algunas personas consideran que falta mucho para que sea totalmente efectivo el uso de esta seal, la cual es conocida slo por la parte de la poblacin que sabe de la existencia de las radiaciones ionizantes. Haca algn tiempo se sospechaba que muchas personas desconocan el smbolo y que, al observarlo, no les sugera nada o lo relacionaban con cosas totalmente diferentes a la radiactividad. Adems, algunas empresas, entre ellas, por ejemplo, una estacin radiodifusora (por su radioactividad), fabricantes y distribuidores de productos qumicos y farmacuticos y otras ms de diversos ramos, lo utilizan indebidamente en su propaganda comercial, quizs porque no se aplican sanciones por el uso inadecuado de dicho smbolo. Ante esta situacin, en una ocasin, personal acadmico del rea de energa de una universidad mexicana realiz una encuesta. La comenzaron entre estudiantes y maestros de las diversas carreras, personal administrativo y de servicios de la propia institucin, y la continuaron entre individuos ajenos a ella. Se obtuvo un resultado inesperado, pues la mayora de quienes fueron interrogados desconocan el significado del smbolo. Algo semejante quizs sucedera si se colocaran seales de trnsito en sitios lejanos a las ciudades, en donde circulen pocos vehculos de motor o ninguno y los habitantes no estuvieran familiarizados con dichas seales. Frecuentemente, el smbolo va acompaado de un aviso tal como: Peligro. Material radioactivo o Peligro. Radiacin, aunque ste ltimo es inexacto y produce confusin, pues no todo tipo de radiacin, sea ionizante o de otra ndole, o cualquier cantidad de ella, constituye un peligro. Adems, muchos iletrados no entienden el contenido de estas frases, por lo que el desconocimiento del smbolo fue mayor entre personas con poca escolaridad. Las principales conclusiones que se obtuvieron de la encuesta fueron que, para evitar riesgos, se debera difundir ms ampliamente el significado de dicha figura y que las fuentes radiactivas siempre deben estar confinadas en sitios a los cuales slo tengan acceso las personas autorizadas para ello. Es un hecho que algunas personas que conocen las seales de trnsito no las respetan, aunque es poco probable que quien est familiarizado con el smbolo de la radiacin ionizante no lo tome en cuenta. MAGNITUDES Y UNIDADES La palabra magnitud tiene diversos significados relacionados con el tamao de un cuerpo, alguna propiedad fsica, o bien, la grandeza, excelencia o importancia de algo. Para medir o cuantificar una magnitud se requiere una escala de valores relacionados entre s de un modo determinado, como los valores que se aplican para comparar la intensidad de un huracn o de un terremoto, el brillo de una estrella, etc. Con mucha frecuencia, los resultados de mediciones cientficas se expresan en unidades aceptadas internacionalmente, por ejemplo, las que se utilizan para medir la temperatura, el peso,


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etc. En casos como ste, una cantidad es un nmero que resulta de una medida o de una operacin de clculo y corresponde a cierto nmero de unidades. En el campo de la seguridad radiolgica se han establecido y aceptado diversos principios, normas, unidades, etc., los cuales se aplican regularmente. Uno de los principales es la dosis mxima permisible (DMP), que es la dosis acumulada de radiacin ionizante en una persona durante un periodo o la que resulte de una sola exposicin la cual, segn los conocimientos actuales, presenta una probabilidad tan pequea de ocasionar daos somticos o genticos serios que pueda ser considerada como despreciable. La unidad tradicional de DMP es el rem (por su nombre en ingls, roentgen equivalent man, o sea, el equivalente del roentgen en el hombre), que sustituye a otra unidad ms antigua, el roentgen (nombrada en honor a Wilhelm Konrad Roentgen, descubridor de los rayos X). El rem relaciona la dosis de radiacin ionizante absorbida con el efecto biolgico que produce. La unidad en el Sistema Internacional (SI) es el sievert, Sv = 1 joule/kg = 100 rem. El joule o julio (J), se utiliza en fsica para medir trabajo, energa o cantidad de calor. Sus unidades en el SI son m2kgs-2. Se ha establecido que la DMP es de 5 rem (0.05 Sv) por ao para las personas que, por la naturaleza de su trabajo, reciben radiaciones ionizantes. A dichas personas se les denomina personal ocupacionalmente expuesto (o POE). Se considera que esas personas trabajan no ms de ocho horas al da expuestas a ese tipo de radiacin, 5 das a la semana, o sea, 40 horas por semana, durante 50 semanas al ao como mximo, y tienen, al menos, 2 semanas de vacaciones. De la DMP anual se obtuvo la dosis semanal, la cual es 5 rem/50 sem = 0.1 rem/sem y de sta se calcul la dosis por hora: 0.1 rem/40 horas = 0.0025 rem = 2.5 milirem/hora (2.5 mrem/h). La tabla siguiente muestra la DMP anual para todo el cuerpo y, para algunas zonas de l, as como, tambin, la DMP acumulada durante tres periodos diferentes:

DOSIS MXIMA PERMISIBLE (rem) Zona irradiada 1 semana 13 semanas 1 ao Cuerpo total 0.1 3 5 Toda la piel - 10 30 Manos - 20 75

Se considera que la superficie exterior del cuerpo, constituida principalmente por la piel, puede recibir una dosis ms alta que todo el cuerpo porque, normalmente, las clulas de la piel se renuevan de manera constante. Las manos pueden recibir una dosis mayor porque su superficie no es tan extensa como la del cuerpo total y contienen rganos menos sensibles a la radiacin que los que se encuentran en la cabeza, el trax y el abdomen. Tambin se acepta que, para un periodo de 13 semanas (aproximadamente un trimestre), se pueden acumular dosis parciales a un ritmo mayor que el establecido


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para la DMP siempre y cuando, al final del ao, no se haya excedido el lmite de 5 rem. Tambin se ha establecido que la edad de toda persona ocupacionalmente expuesta debe ser mayor de 18 aos y la dosis mxima acumulada durante los aos de trabajo de cada individuo debe recibirla a razn de 5 rem, o menos, por ao. La dosis mxima permisible anual para el pblico en general, recibida en todo el cuerpo, no debe ser mayor de 0.5 rem (500 milirem 0.005 Sv), o sea, la dcima parte de la dosis aceptada para el personal ocupacionalmente expuesto. Tambin se ha acordado no tomar en cuenta la dosis recibida por la aplicacin mdica de radiaciones ionizantes que se efecte a cualquier individuo, pero, para decidir si se realiza cada aplicacin, el mdico debe evaluar la relacin que exista entre el riesgo probable asociado a dicha aplicacin y el beneficio que pueda recibir el paciente, con respecto a su salud, por esa causa. Este criterio se aplica tanto a los procedimientos de radioterapia como a los que utilizan rayos X o radiofrmacos. Con el fin de que el riesgo por estar expuesto a radiaciones nucleares sea mnimo, se tuvo gran precaucin al establecerse la DMP, si se compara con el criterio aceptado para otro agente que daa la salud como es el monxido de carbono. Se considera que es aceptable respirar este gas muy txico hasta en una concentracin de 100 partes por milln (ppm, o sea, 100 miligramos de monxido por litro de aire), pero que existe peligro de muerte si se respira a 1500 ppm. En la tabla siguiente se compara la relacin entre el nivel estimado de peligro de muerte y el nivel aceptable para monxido y para radiaciones ionizantes. Se puede ver que para el monxido la relacin solamente es de 15 a 1, en tanto que para la radiacin es de 80 000 a 1, lo cual da un margen de seguridad muy grande para esta ltima:

AGENTE MONXIDO RADIACIN Nivel aceptable 100 ppm 2.5 mrem/hora Peligro de muerte 1500 ppm 200 000 mrem/hora Relacin 1500/100=15:1 200 000 / 2.5 = 80 000:1

La ciencia se basa en definiciones sin ambigedades y en mediciones precisas. Por lo tanto, el lenguaje cientfico debe ser preciso, pues cualquier fenmeno que sea motivo de estudio tambin debe ser definido con precisin. Sin embargo, al informar al pblico acerca de un dato cientfico debe procederse de un modo sencillo y claro, para que sea fcilmente inteligible por cualquier persona, lo cual no siempre se logra si se utilizan tecnicismos. En 1990, John Cameron, personaje muy destacado en el campo de la fsica mdica, lo ilustraba acertadamente mediante un ejemplo. Preguntaba Cameron: Cul de las dos explicaciones siguientes entendera mejor un paciente que recibi radiaciones ionizantes: El estudio que le hicieron le proporcion una dosis


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equivalente efectiva de 100 milirem o El estudio que le hicieron fue equivalente a la radiacin natural que usted recibe en cuatro meses? La primera explicacin sera igualmente difcil de entender si al paciente se le dice que, en vez de 100 milirem, fue 1 milisievert o 0.001 joule/kg, o todava ms difcil, si la dosis se expresa en m2kgs2/kg. La segunda explicacin define con precisin cunto estuvo expuesto el paciente a la radiacin, expresada en trminos comunes. Es una lstima que todava no haya sido aceptada oficialmente la unidad propuesta por Cameron, pues es indudable su utilidad. Esta unidad es el BERT (del ingls Background Equivalent Radiation Time, o sea, el tiempo de irradiacin equivalente al fondo natural). REGLAMENTACIN Y NORMAS DE SEGURIDAD RADIOLGICA Muchos pases cuentan con organismos oficiales que regulan la posesin, el uso y la eliminacin de materiales radiactivos. Tambin otorgan las autorizaciones correspondientes, cuando las personas y entidades que pretenden utilizarlas renen los requisitos establecidos con ese fin. Cada licencia expedida por los organismos oficiales idneos especifica los diferentes tipos de estos materiales, su actividad, el uso que se les dar, el sitio y las instalaciones donde sern utilizados, as como las personas designadas para hacerlo. En Mxico dicho organismo es la Comisin Nacional de Seguridad Nuclear y Salvaguardias (CNSNS), a la cual hay que dirigirse para solicitar las licencias necesarias, de acuerdo con la reglamentacin y las normas vigentes en la materia. La evaluacin de las solicitudes de licencia que lleva a cabo la CNSNS tienen su base en la Norma Oficial Mexicana NOM-003-NUCL-94, en la cual se han clasificado los laboratorios o instalaciones radiactivas en funcin de la radiotoxicidad de los radionclidos que se pretenda utilizar. Se toma en cuenta, adems, el tipo de las operaciones que se realizarn con las fuentes radiactivas, ya sean stas abiertas o cerradas. En este pas es fcil para quien dispone de los recursos necesarios para hacerlo, comprar, por ejemplo, un automvil, aunque no cuente con una licencia para conducirlo, pero no puede adquirir legalmente materiales radiactivos si no ha obtenido previamente la licencia especfica que se requiere para poseerlos y utilizarlos. Segn la norma mexicana, las instalaciones tipo I son aquellas en las que se producen, fabrican, almacenan o usan fuentes radiactivas selladas o dispositivos generadores de radiacin ionizante, o en las que se tratan, acondicionan o almacenan desechos radiactivos de niveles bajo e intermedio. Las instalaciones tipo II son aquellas en las que se producen, fabrican, almacenan o usan fuentes radiactivas abiertas, entre las que, por ejemplo, estn las de medicina nuclear. Estas instalaciones pueden ser de tipo IIA, IIB o IIC, segn las caractersticas y la actividad de los radionclidos que se utilizarn, as como las operaciones que se llevarn a cabo con ellos. En la norma oficial se define radiotoxicidad como la capacidad que tiene un radionclido para producir una lesin en virtud de sus emisiones radiactivas, cuando es incorporado al cuerpo. Hay cuatro grupos de radiotoxicidad de radionclidos:


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Grupo 1: Toxicidad muy alta (este grupo contiene 30 radionclidos emisores de radiacin alfa, los cuales no se utilizan en medicina nuclear). Grupo 2: Toxicidad alta (46 radionclidos, entre los que se encuentran el 125I y el 131I). Grupo 3: Toxicidad moderada (138 radionclidos, algunos de los cuales son: 14C, 18F, 32P, 51Cr, 59Fe, 57Co, 67Ga, 99Mo, 111In, 153Sm, 165Dy, 166Ho, 186Re,198Au, 197Hg, 203Hg, 201Tl). Grupo 4: Toxicidad baja (32 radionclidos, por ejemplo: 3H, 99mTc, 113mIn, 133Xe). Los radionclidos que estn agrupados en funcin de su radiotoxicidad slo son 246: 30 (grupo 1) + 46 (grupo 2) + 138 (grupo 3) + 32 (grupo 4). Como se conocen ms de 2000 nclidos radiactivos, son muchos ms los que no estn clasificados que los que s lo estn. La norma establece que a los radionclidos que no aparezcan en los cuatro grupos se les designar como de radiotoxicidad alta, por lo que es deseable que se establezca un criterio diferente, pues entre los nclidos radiactivos que no figuran en ninguno de los cuatro grupos hay algunos cuya toxicidad es indudablemente menor que alta, por ejemplo: 11C, 13N y 68Ga, los cuales se utilizan como radiofrmacos en otros pases, pero no fueron incluidos en la norma mexicana. Sera interesante saber cmo se procedera en Mxico para obtener, por ejemplo, una licencia para utilizar 68Ga en medicina nuclear siguiendo esta norma. Por otro lado, se considera indebidamente que algunos radionclidos de toxicidad muy alta que no estn incluidos en el grupo 1 son de toxicidad alta.


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4. TRAZADORES INTRODUCCIN Uno de los usos ms antiguos de un trazador consiste en poner en una corriente de agua un pedazo de corcho o de algn otro material que flote en ella y observar cmo se mueve ste, siguiendo la corriente de agua. Sin embargo, el corcho no es un trazador perfecto del agua ya que se desplaza con diferente velocidad que ella debido a diversos factores que influyen en su movimiento, como el viento y los obstculos que encuentre en su camino. Un colorante soluble en agua es un mejor indicador, porque se mezcla fcilmente con el agua y la acompaa en su recorrido, aunque su color va disminuyendo a medida que se mezcla con ms agua, hasta que deja de percibirse. Si se requiere estudiar de un modo ms completo el comportamiento del agua, es necesario utilizar molculas de agua que tengan alguna propiedad que permita distinguirlas de las dems molculas de su misma especie, pero que dicha propiedad no altere de manera importante su naturaleza. Un uso cotidiano de un trazador que pasa desapercibido para muchos de nosotros se aplica al gas domstico, ya que cuando ste es muy puro, tiene slo un olor tenue. Para detectar fcilmente fugas de l generalmente se le agrega una pequea cantidad de metilmercaptano, compuesto gaseoso que tiene un intenso olor desagradable, mediante el cual puede identificarse con el olfato la presencia de la mezcla de mercaptano y gas, an a concentraciones muy bajas en el aire. Por lo tanto, es difcil definir en pocas palabras lo que son lo

un paseo por la radiofarmacia

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