Los productos de la fisión nuclear son los fragmentos atómicos que quedan después de que un núcleo atómico grande sufre una fisión nuclear . Normalmente, un núcleo grande como el del uranio se fisiona dividiéndose en dos núcleos más pequeños, junto con unos pocos neutrones , liberando energía térmica ( energía cinética de los núcleos) y rayos gamma . Los dos núcleos más pequeños son los productos de la fisión . (Ver también Productos de fisión (por elemento) ).
Alrededor del 0,2 % al 0,4 % de las fisiones son fisiones ternarias , que producen un tercer núcleo ligero como el helio-4 (90 %) o el tritio (7 %).
Los propios productos de fisión suelen ser inestables y, por tanto, radiactivos. Debido a que son relativamente ricos en neutrones para su número atómico, muchos de ellos sufren rápidamente desintegración beta . Esto libera energía adicional en forma de partículas beta , antineutrinos y rayos gamma . Por lo tanto, los eventos de fisión normalmente resultan en radiación beta y gamma adicional que comienza inmediatamente después, aunque esta radiación no es producida directamente por el evento de fisión en sí.
Los radionucleidos producidos tienen vidas medias variables y, por lo tanto, su radiactividad varía . Por ejemplo, el estroncio-89 y el estroncio-90 se producen en cantidades similares en la fisión, y cada núcleo se desintegra mediante emisión beta . Pero el 90 Sr tiene una vida media de 30 años y el 89 Sr una vida media de 50,5 días. Así, en los 50,5 días que tardan la mitad de los 89 átomos de Sr en desintegrarse, emitiéndose el mismo número de partículas beta que desintegraciones hubo, menos del 0,4% de los 90 átomos de Sr han desintegrado, emitiéndose sólo el 0,4% de las betas. La tasa de emisión radiactiva es más alta para los radionucleidos de vida más corta, aunque también son los que se desintegran más rápidamente. Además, es menos probable que los productos de fisión menos estables se descompongan en nucleidos estables y, en cambio, se descompongan en otros radionucleidos, que sufren una mayor desintegración y emisión de radiación, lo que aumenta la producción de radiación. Son estos productos de fisión de vida corta los que constituyen el peligro inmediato del combustible gastado, y la producción de energía de la radiación también genera un calor significativo que debe tenerse en cuenta al almacenar combustible gastado. Como se crean cientos de radionucleidos diferentes, el nivel de radiactividad inicial se desvanece rápidamente a medida que los radionucleidos de vida corta se desintegran, pero nunca cesa por completo a medida que los radionucleidos de vida más larga constituyen cada vez más átomos inestables restantes. [1] De hecho, los productos de vida corta son tan predominantes que el 87 por ciento se descompone en isótopos estables dentro del primer mes después de su extracción del núcleo del reactor. [2]
La suma de las masas atómicas de los dos átomos producidos por la fisión de un átomo fisionable es siempre menor que la masa atómica del átomo original. Esto se debe a que parte de la masa se pierde en forma de neutrones libres , y una vez que se ha eliminado la energía cinética de los productos de fisión (es decir, los productos se han enfriado para extraer el calor proporcionado por la reacción), entonces la masa asociada con esta energía es también se pierde en el sistema y, por lo tanto, parece "faltar" en los productos de fisión enfriados.
Dado que los núcleos que pueden sufrir fisión fácilmente son particularmente ricos en neutrones (por ejemplo, el 61% de los nucleones en el uranio-235 son neutrones), los productos de fisión iniciales suelen ser más ricos en neutrones que los núcleos estables de la misma masa que el producto de fisión ( por ejemplo, el circonio -90 estable tiene un 56% de neutrones en comparación con el estroncio -90 inestable con un 58%). Por lo tanto, los productos de fisión iniciales pueden ser inestables y normalmente sufren desintegración beta para avanzar hacia una configuración estable, convirtiendo un neutrón en un protón con cada emisión beta. (Los productos de fisión no se desintegran mediante desintegración alfa ).
Unos pocos productos de fisión iniciales ricos en neutrones y de vida corta se desintegran mediante desintegración beta ordinaria (ésta es la fuente de una vida media perceptible, normalmente de unas pocas décimas de segundo a unos pocos segundos), seguida de la emisión inmediata de un neutrón por el elemento excitado. producto hijo. Este proceso es la fuente de los llamados neutrones retardados , que desempeñan un papel importante en el control de un reactor nuclear .
Las primeras desintegraciones beta son rápidas y pueden liberar partículas beta de alta energía o radiación gamma . Sin embargo, a medida que los productos de fisión se acercan a condiciones nucleares estables, las últimas una o dos desintegraciones pueden tener una vida media larga y liberar menos energía.
Los productos de fisión tienen vidas medias de 90 años ( samario-151 ) o menos, excepto siete productos de fisión de larga vida que tienen vidas medias de 211.100 años ( tecnecio-99 ) o más. Por lo tanto, la radiactividad total de una mezcla de productos de fisión puros disminuye rápidamente durante los primeros cientos de años (controlada por los productos de vida corta) antes de estabilizarse en un nivel bajo que cambia poco durante cientos de miles de años (controlado por los siete productos de fisión larga). -productos vividos).
Este comportamiento de los productos de fisión puros con actínidos eliminados contrasta con la desintegración del combustible que aún contiene actínidos . Este combustible se produce en el llamado ciclo del combustible nuclear "abierto" (es decir, sin reprocesamiento nuclear ) . Varios de estos actínidos tienen vidas medias en el rango faltante de aproximadamente 100 a 200.000 años, lo que genera algunas dificultades con los planes de almacenamiento en este rango de tiempo para combustibles no reprocesados de ciclo abierto.
Los defensores de los ciclos del combustible nuclear que pretenden consumir todos sus actínidos mediante fisión, como el reactor rápido integral y el reactor de sales fundidas , utilizan este hecho para afirmar que dentro de 200 años, sus desechos de combustible no serán más radiactivos que el mineral de uranio original . [3]
Los productos de fisión emiten radiación beta , mientras que los actínidos emiten principalmente radiación alfa . Muchos de cada uno también emiten radiación gamma .
Cada fisión de un átomo original produce un conjunto diferente de átomos producto de la fisión. Sin embargo, si bien una fisión individual no es predecible, los productos de la fisión sí lo son estadísticamente. La cantidad de cualquier isótopo particular producido por fisión se llama rendimiento, y generalmente se expresa como porcentaje por fisión principal; por lo tanto, los rendimientos totales son del 200%, no del 100%. (De hecho, el total real es ligeramente superior al 200%, debido a casos raros de fisión ternaria ).
Si bien los productos de fisión incluyen todos los elementos, desde zinc hasta lantánidos , la mayoría de los productos de fisión se producen en dos picos. Un pico se produce aproximadamente (expresado en masas atómicas de 85 a 105) de estroncio a rutenio, mientras que el otro pico se produce aproximadamente en teluro a neodimio (expresado en masas atómicas de 130 a 145). El rendimiento depende en cierta medida del átomo original y también de la energía del neutrón iniciador.
En general, cuanto mayor sea la energía del estado que sufre la fisión nuclear, es más probable que los dos productos de la fisión tengan una masa similar. Por lo tanto, a medida que aumenta la energía de los neutrones y/o aumenta la energía del átomo fisible , el valle entre los dos picos se vuelve más superficial. [4] Por ejemplo, la curva de rendimiento frente a masa para 239 Pu tiene un valle más superficial que el observado para 235 U cuando los neutrones son neutrones térmicos . Las curvas de fisión de los actínidos posteriores tienden a formar valles aún más superficiales. En casos extremos como 259 Fm , sólo se ve un pico; esto es una consecuencia de que la fisión simétrica se vuelve dominante debido a los efectos de las capas . [5]
La figura adyacente muestra una distribución típica del producto de fisión del uranio. Tenga en cuenta que en los cálculos utilizados para hacer este gráfico, se ignoró la activación de los productos de fisión y se supuso que la fisión ocurrió en un solo momento en lugar de en un período de tiempo. En este gráfico de barras se muestran los resultados para diferentes tiempos de enfriamiento (tiempo después de la fisión). Debido a la estabilidad de los núcleos con números pares de protones y/o neutrones , la curva de rendimiento frente al elemento no es suave sino que tiende a alternarse. Tenga en cuenta que la curva contra el número de masa es suave. [6]
Pequeñas cantidades de productos de fisión se forman naturalmente como resultado de la fisión espontánea del uranio natural, que ocurre a baja velocidad, o como resultado de neutrones de la desintegración radiactiva o reacciones con partículas de rayos cósmicos . Las huellas microscópicas dejadas por estos productos de fisión en algunos minerales naturales (principalmente apatita y circón ) se utilizan en la datación por huellas de fisión para proporcionar las edades de enfriamiento (cristalización) de las rocas naturales. La técnica tiene un rango de datación efectivo de 0,1 Ma a >1,0 Ga, dependiendo del mineral utilizado y la concentración de uranio en ese mineral.
Hace unos 1.500 millones de años, en un yacimiento de uranio en África, un reactor de fisión nuclear natural funcionó durante unos cientos de miles de años y produjo aproximadamente 5 toneladas de productos de fisión. Estos productos de fisión fueron importantes para proporcionar pruebas de que se había producido el reactor natural. Los productos de fisión se producen en las explosiones de armas nucleares , y la cantidad depende del tipo de arma. La mayor fuente de productos de fisión proviene de los reactores nucleares . En los reactores nucleares actuales , alrededor del 3% del uranio del combustible se convierte en productos de fisión como subproducto de la generación de energía. La mayoría de estos productos de fisión permanecen en el combustible a menos que haya una falla del elemento combustible o un accidente nuclear , o que el combustible sea reprocesado .
Los reactores de fisión nuclear comerciales funcionan en un estado subcrítico que, de otro modo, se autoextingue rápidamente . Ciertos productos de fisión se desintegran en cuestión de segundos o minutos, produciendo neutrones retardados adicionales , cruciales para mantener la criticidad. [7] [8] Un ejemplo es el bromo-87 con una vida media de aproximadamente un minuto. [9] Al operar en este estado crítico retrasado , la energía cambia lo suficientemente lentamente como para permitir el control humano y automático. De manera análoga a las compuertas cortafuegos que varían el movimiento de las brasas de madera hacia el nuevo combustible, las barras de control se mueven a medida que el combustible nuclear se quema con el tiempo. [10] [11] [12] [13]
En un reactor nuclear de energía, las principales fuentes de radiactividad son los productos de fisión junto con los actínidos y los productos de activación . Los productos de fisión constituyen la mayor parte de la radiactividad durante los primeros cientos de años, mientras que los actínidos dominan aproximadamente entre 10,3 y 10,5 años después del uso del combustible.
La mayoría de los productos de fisión se retienen cerca de sus puntos de producción. Son importantes para el funcionamiento del reactor no sólo porque algunos contribuyen con neutrones retardados útiles para el control del reactor, sino que algunos son venenos de neutrones que inhiben la reacción nuclear. La acumulación de venenos de neutrones es clave para determinar cuánto tiempo se puede mantener un determinado elemento combustible en el reactor . La desintegración del producto de fisión también genera calor que continúa incluso después de que se ha apagado el reactor y se ha detenido la fisión. Este calor de descomposición requiere eliminación después del apagado; La pérdida de este enfriamiento dañó los reactores de Three Mile Island y Fukushima .
Si el revestimiento de combustible que rodea el combustible desarrolla agujeros, los productos de fisión pueden filtrarse al refrigerante primario . Dependiendo de la química, pueden sedimentarse dentro del núcleo del reactor o viajar a través del sistema de refrigeración y se proporcionan sistemas de control químico para eliminarlos. En un reactor de potencia bien diseñado que funciona en condiciones normales, la radiactividad del refrigerante es muy baja.
El isótopo responsable de la mayor parte de la exposición gamma en las plantas de reprocesamiento de combustible (y en el sitio de Chernobyl en 2005) es el cesio-137 . El yodo-129 es un importante isótopo radiactivo liberado en las plantas de reprocesamiento. En los reactores nucleares tanto el cesio-137 como el estroncio-90 se encuentran en lugares alejados del combustible porque se forman por la desintegración beta de gases nobles ( xenón-137 , con una vida media de 3,8 minutos, y criptón-90 , con una vida media de 32 segundos) que les permite depositarse lejos del combustible, por ejemplo en las barras de control .
Algunos productos de fisión se desintegran con la liberación de neutrones retardados , importante para el control de los reactores nucleares.
Otros productos de fisión, como el xenón-135 y el samario-149 , tienen una sección transversal de alta absorción de neutrones . Dado que un reactor nuclear debe equilibrar las tasas de producción y absorción de neutrones, los productos de fisión que absorben neutrones tienden a "envenenar" o apagar el reactor; esto se controla con venenos combustibles y barras de control. La acumulación de xenón-135 durante el apagado o el funcionamiento a baja potencia puede envenenar el reactor lo suficiente como para impedir el reinicio o interferir con el control normal de la reacción durante el reinicio o el restablecimiento de la potencia total. Esto jugó un papel importante en el desastre de Chernobyl .
Las armas nucleares utilizan la fisión como fuente de energía parcial o principal. Dependiendo del diseño del arma y del lugar donde explote, la importancia relativa de la radiactividad del producto de fisión variará en comparación con la radiactividad del producto de activación en la radiactividad total de la lluvia radiactiva.
Los productos de fisión inmediatos de la fisión de armas nucleares son esencialmente los mismos que los de cualquier otra fuente de fisión, dependiendo ligeramente del nucleido particular que se está fisionando. Sin embargo, el tiempo muy corto de la reacción marca la diferencia en la mezcla particular de isótopos producida por una bomba atómica.
Por ejemplo, la relación 134 Cs/ 137 Cs proporciona un método sencillo para distinguir entre la lluvia radiactiva de una bomba y los productos de fisión de un reactor de potencia. Casi nada de cesio-134 se forma mediante fisión nuclear (porque el xenón -134 es estable). El 134 Cs se forma por la activación de neutrones del 133 Cs estable que se forma por la desintegración de isótopos en la isobara (A = 133). Entonces, en un momento crítico, para cuando el flujo de neutrones llegue a cero habrá pasado muy poco tiempo para que esté presente 133 Cs. Mientras que en un reactor de potencia existe tiempo suficiente para que la desintegración de los isótopos de la isóbara forme 133 Cs, los 133 Cs así formados sólo pueden activarse para formar 134 Cs si el tiempo entre el inicio y el final de la criticidad es largo.
Según el libro de texto de Jiri Hala, [14] la radiactividad en la mezcla de productos de fisión en una bomba atómica es causada principalmente por isótopos de vida corta como el yodo-131 y el bario-140 . Después de unos cuatro meses, el cerio-141 , el circonio-95 / niobio-95 y el estroncio-89 representan la mayor parte del material radiactivo. Después de dos o tres años, el cerio-144 / praseodimio-144 , el rutenio-106 / rodio-106 y el prometio-147 son responsables de la mayor parte de la radiactividad. Después de unos años, la radiación está dominada por el estroncio-90 y el cesio-137, mientras que en el período comprendido entre 10.000 y un millón de años domina el tecnecio -99 .
Algunos productos de fisión (como el 137 Cs) se utilizan en fuentes radiactivas médicas e industriales . 99 El ion TcO 4 − ( pertecnetato ) puede reaccionar con superficies de acero para formar una capa resistente a la corrosión . De esta manera, estos aniones metaloxo actúan como inhibidores de la corrosión anódica , lo que vuelve pasiva la superficie del acero. La formación de 99 TcO 2 en las superficies de acero es un efecto que retrasará la liberación de 99 Tc de los tambores de desechos nucleares y de los equipos nucleares que se han perdido antes de la descontaminación (por ejemplo, reactores submarinos nucleares que se han perdido en el mar).
De manera similar, la liberación de radioyodo en un accidente grave de un reactor de potencia podría retardarse mediante la adsorción en las superficies metálicas dentro de la planta nuclear. [15] Gran parte del resto del trabajo sobre la química del yodo que se produciría durante un accidente grave ya se ha realizado. [dieciséis]
Para la fisión del uranio-235 , los productos de fisión radiactivos predominantes incluyen isótopos de yodo , cesio , estroncio , xenón y bario . La amenaza se hace menor con el paso del tiempo. Los lugares donde los campos de radiación alguna vez plantearon amenazas mortales inmediatas, como gran parte de la planta de energía nuclear de Chernobyl el primer día del accidente y los sitios de la zona cero de los bombardeos atómicos estadounidenses en Japón (6 horas después de la detonación) ahora son relativamente seguros porque la radiactividad ha disminuyó a un nivel bajo. Muchos de los productos de fisión se desintegran a través de isótopos de vida muy corta para formar isótopos estables , pero un número considerable de radioisótopos tienen vidas medias superiores a un día.
Inicialmente, la radioactividad en la mezcla de productos de fisión es causada principalmente por isótopos de vida corta como 131 I y 140 Ba; después de unos cuatro meses , 141 Ce, 95 Zr/ 95 Nb y 89 Sr toman la mayor parte, mientras que después de unos dos o tres años la mayor parte la toman 144 Ce/ 144 Pr, 106 Ru/ 106 Rh y 147 Pm. Posteriormente el 90 Sr y el 137 Cs son los principales radioisótopos, siendo sucedidos por el 99 Tc. En el caso de una liberación de radiactividad de un reactor de potencia o de combustible usado, sólo se liberan algunos elementos; como resultado, la firma isotópica de la radiactividad es muy diferente a la de una detonación nuclear al aire libre , donde todos los productos de fisión se dispersan.
El objetivo de la preparación para emergencias radiológicas es proteger a las personas de los efectos de la exposición a la radiación después de un accidente o una bomba nuclear. La evacuación es la medida de protección más eficaz. Sin embargo, si la evacuación es imposible o incluso incierta, los refugios antiatómicos locales y otras medidas proporcionan la mejor protección. [18]
Al menos tres isótopos de yodo son importantes. 129 I , 131 I (yodo radiactivo) y 132 I. Las pruebas nucleares al aire libre y el desastre de Chernobyl liberaron yodo-131.
Los isótopos de yodo de vida corta son particularmente dañinos porque la tiroides recolecta y concentra el yoduro , tanto radiactivo como estable. La absorción de yodo radiactivo puede provocar efectos agudos, crónicos y retardados. Los efectos agudos de dosis altas incluyen tiroiditis , mientras que los efectos crónicos y retardados incluyen hipotiroidismo , nódulos tiroideos y cáncer de tiroides . Se ha demostrado que el yodo activo liberado por Chernobyl y Mayak [19] ha provocado un aumento de la incidencia de cáncer de tiroides en la antigua Unión Soviética .
Una medida que protege contra el riesgo del yodo radiactivo es tomar una dosis de yoduro de potasio (KI) antes de la exposición al yodo radiactivo. El yoduro no radiactivo "satura" la tiroides, lo que hace que se almacene menos yodo radiactivo en el cuerpo. La administración de yoduro de potasio reduce los efectos del yodo radiactivo en un 99% y es un complemento prudente y económico para los refugios nucleares . Una alternativa económica a las pastillas de yodo disponibles comercialmente es una solución saturada de yoduro de potasio. El almacenamiento a largo plazo de KI normalmente se realiza en forma de cristales de calidad reactivo . [20]
La administración de sustancias bociógenas conocidas también se puede utilizar como profilaxis para reducir la biocaptación de yodo (ya sea yodo 127 no radiactivo nutricional o yodo radiactivo, yodo radiactivo, más comúnmente yodo 131 , ya que el cuerpo no puede discernir entre diferentes isótopos de yodo ). Se ha demostrado que los iones de perclorato , un contaminante común del agua en los EE. UU. debido a la industria aeroespacial , reducen la absorción de yodo y, por lo tanto, se clasifican como bociógenos . Los iones de perclorato son un inhibidor competitivo del proceso mediante el cual el yoduro se deposita activamente en las células foliculares de la tiroides. Los estudios con voluntarios adultos sanos determinaron que a niveles superiores a 0,007 miligramos por kilogramo por día (mg/(kg·d)), el perclorato comienza a inhibir temporalmente la capacidad de la glándula tiroides para absorber yodo del torrente sanguíneo ("inhibición de la absorción de yodo", por lo tanto perclorato es un bociógeno conocido). [21] La reducción de la reserva de yoduro mediante perclorato tiene efectos duales: reducción del exceso de síntesis hormonal y hipertiroidismo, por un lado, y reducción de la síntesis de inhibidores de la tiroides y hipotiroidismo, por el otro. El perclorato sigue siendo muy útil como aplicación de dosis única en pruebas que miden la descarga de yoduro radiactivo acumulado en la tiroides como resultado de muchas alteraciones diferentes en el metabolismo posterior del yoduro en la glándula tiroides. [22]
El tratamiento de la tirotoxicosis (incluida la enfermedad de Graves) con 600 a 2000 mg de perclorato de potasio (430 a 1400 mg de perclorato) al día durante períodos de varios meses o más fue alguna vez una práctica común, particularmente en Europa, [21] [23] y el uso de perclorato en dosis más bajas para tratar problemas de tiroides continúa hasta el día de hoy. [24] Aunque inicialmente se usaron 400 mg de perclorato de potasio divididos en cuatro o cinco dosis diarias y se encontró que eran efectivos, se introdujeron dosis más altas cuando se descubrió que 400 mg/día no controlaban la tirotoxicosis en todos los sujetos. [21] [22]
Los regímenes actuales para el tratamiento de la tirotoxicosis (incluida la enfermedad de Graves), cuando un paciente está expuesto a fuentes adicionales de yodo, suelen incluir 500 mg de perclorato de potasio dos veces al día durante 18 a 40 días. [21] [25]
Se encontró que la profilaxis con agua que contiene perclorato en concentraciones de 17 ppm , que corresponde a una ingesta personal de 0,5 mg/kg-día, si uno pesa 70 kg y consume 2 litros de agua por día, reduce la absorción inicial de yodo radiactivo en un 67% [21 ] Esto equivale a ingerir un total de sólo 35 mg de iones de perclorato por día. En otro estudio relacionado en el que los sujetos bebieron sólo 1 litro de agua que contenía perclorato por día en una concentración de 10 ppm, es decir, se ingirieron 10 mg diarios de iones de perclorato, se observó una reducción promedio del 38% en la absorción de yodo. [26]
Sin embargo, cuando la absorción promedio de perclorato en los trabajadores de plantas de perclorato sujetos a la mayor exposición se ha estimado en aproximadamente 0,5 mg/kg-día, como en el párrafo anterior, se esperaría una reducción del 67% en la absorción de yodo. Sin embargo, los estudios realizados en trabajadores crónicamente expuestos hasta ahora no han logrado detectar ninguna anomalía en la función tiroidea, incluida la absorción de yodo. [27] Esto bien puede ser atribuible a una exposición o ingesta diaria suficiente de yodo-127 saludable entre los trabajadores y a la corta vida media biológica de 8 horas del perclorato en el cuerpo. [21]
Por lo tanto, bloquear completamente la absorción de yodo-131 mediante la adición intencionada de iones perclorato al suministro de agua de una población, con el objetivo de dosis de 0,5 mg/kg-día, o una concentración de agua de 17 ppm, sería tremendamente inadecuado para reducir verdaderamente el yodo radiactivo. consumo. Las concentraciones de iones perclorato en el suministro de agua de una región tendrían que ser mucho más altas, al menos 7,15 mg/kg de peso corporal por día, o una concentración de agua de 250 ppm , suponiendo que la gente beba 2 litros de agua por día, para ser realmente beneficiosas para la población a prevenir la bioacumulación cuando se expone a un ambiente de yodo radiactivo, [21] [25] independientemente de la disponibilidad de yodato o fármacos de yoduro .
La distribución continua de tabletas de perclorato o la adición de perclorato al suministro de agua tendría que continuar durante no menos de 80 a 90 días, comenzando inmediatamente después de que se detectara la liberación inicial de yodo radiactivo. Después de 80 a 90 días, el yodo-131 radiactivo liberado se habría desintegrado a menos del 0,1% de su cantidad inicial, momento en el cual el peligro de la bioabsorción de yodo-131 prácticamente ha desaparecido. [28]
En caso de liberación de yodo radiactivo, la ingestión profiláctica de yoduro de potasio, si está disponible, o incluso yodato, tendría derecho a tener prioridad sobre la administración de perclorato, y sería la primera línea de defensa para proteger a la población de una liberación de yodo radiactivo. Sin embargo, en el caso de una liberación de yodo radiactivo demasiado masiva y generalizada para poder ser controlada con las limitadas existencias de medicamentos profilácticos con yoduro y yodato, entonces la adición de iones de perclorato al suministro de agua o la distribución de tabletas de perclorato sería una solución barata y eficaz. , segunda línea de defensa contra la bioacumulación de yodo radiactivo cancerígeno .
La ingestión de medicamentos bociógenos, al igual que el yoduro de potasio, tampoco está exenta de peligros, como el hipotiroidismo . Sin embargo, en todos estos casos, a pesar de los riesgos, los beneficios profilácticos de la intervención con yoduro, yodato o perclorato superan el grave riesgo de cáncer por la bioacumulación de yodo radiactivo en regiones donde el yodo radiactivo ha contaminado suficientemente el medio ambiente.
El accidente de Chernóbil liberó una gran cantidad de isótopos de cesio que se dispersaron en una amplia zona. El 137 Cs es un isótopo que suscita preocupación a largo plazo, ya que permanece en las capas superiores del suelo. Las plantas con sistemas de raíces poco profundas tienden a absorberlo durante muchos años. Por tanto, la hierba y las setas pueden transportar una cantidad considerable de 137 Cs, que puede transferirse a los humanos a través de la cadena alimentaria .
Una de las mejores contramedidas en la producción lechera contra el 137 C es mezclar el suelo arándolo profundamente. Esto tiene el efecto de poner los 137 C fuera del alcance de las raíces poco profundas del pasto, por lo que se reducirá el nivel de radiactividad en el pasto. Además, la eliminación de los primeros centímetros de tierra y su entierro en una zanja poco profunda reducirá la dosis para humanos y animales, ya que los rayos gamma del 137 Cs se atenuarán al pasar a través del suelo. Cuanto más profunda y remota sea la zanja, mejor será el grado de protección. Se pueden utilizar fertilizantes que contengan potasio para diluir el cesio y limitar su absorción por las plantas.
En ganadería , otra contramedida contra el 137 Cs es alimentar a los animales con azul de Prusia . Este compuesto actúa como intercambiador de iones . El cianuro está tan fuertemente unido al hierro que es seguro para un ser humano consumir varios gramos de azul de Prusia al día. El azul de Prusia reduce la vida media biológica (diferente de la vida media nuclear ) del cesio. La vida media física o nuclear del 137 Cs es de unos 30 años. El cesio en humanos normalmente tiene una vida media biológica de entre uno y cuatro meses. Una ventaja adicional del azul de Prusia es que el cesio que se extrae del animal mediante los excrementos se encuentra en una forma que no está disponible para las plantas. Por tanto, evita que el cesio se recicle. La forma de azul de Prusia necesaria para el tratamiento de animales, incluidos los humanos, es de grado especial. Los intentos de utilizar el grado de pigmento utilizado en pinturas no han tenido éxito. [29]
La adición de cal a suelos pobres en calcio puede reducir la absorción de estroncio por las plantas. Del mismo modo, en áreas donde el suelo tiene poco potasio , la adición de un fertilizante de potasio puede desalentar la absorción de cesio por las plantas. Sin embargo, estos tratamientos con cal o potasa no deben realizarse a la ligera, ya que pueden alterar en gran medida la química del suelo , dando lugar a un cambio en la ecología vegetal de la tierra. [30]
Para la introducción de radionucleidos en el organismo, la vía más importante es la ingestión. Los compuestos insolubles no se absorben en el intestino y sólo provocan irradiación local antes de ser excretados. Sin embargo, las formas solubles muestran una amplia gama de porcentajes de absorción. [31]
Paul Reuss, Física de neutrones , capítulo 2.10.2, página 75