¿Qué es la radiación y cómo la detectamos?

18a_n20Estamos siendo “bombardeados” todos los días y a todas horas. ¿Sabías eso? ¿Y de dónde provienen esos “bombazos”? La respuesta más general a esta pregunta sería: los “bombazos” provienen de arriba. ¿De arriba? Sí, de arriba, de alguna parte del Universo, aunque en realidad no están llegando de todos lados.

Estas simples preguntas plantean la importancia de estudiar estos fenómenos para entender lo que nos llega, en algunos casos, de las regiones más lejanas del Universo: ¿qué son?, ¿de dónde vienen?, ¿nos afectan en algo?, ¿nos sirven para algo?, ¿cómo los detectamos y medimos?, y ya de paso, ayudarnos a responder la pregunta más importante: ¿cuál es el origen del universo?

A esto que proviene del Universo le llamamos radiación pero, además de que nos bombardea desde arriba, también la tenemos en la Tierra. La radiación más común es la que llamamos también luz, con sus tres frecuencias más conocidas: luz ultravioleta, luz visible y luz infrarroja. Actualmente hay detectores para diferentes tipos de luz que antes era invisible a nuestros ojos, que son sensibles a la luz visible en todos sus colores, más concretamente los colores que se forman en el arco iris. También tenemos detectores hechos de diferentes materiales, llamados semiconductores, con los cuales no sólo detectamos la luz, sino que hasta se han desarrollado aparatos de uso común que forman y almacenan las imágenes. Algunos de estos aparatos detectores que forman imágenes son los teléfonos celulares, que pueden tomar fotografías. Los ojos humanos no son buenos, ni recomendados para ser detectores de luz ultravioleta o infrarroja, pero ya existen dispositivos que nos ayudan en esta tarea. Pero, ¿cuántos más tipos de radiación existen? La figura 1 nos presenta una imagen de los tipos de radiación que se conocen.

18b_n20En esta figura se muestra lo que también se conoce como el espectro electromagnético. Hay algunos tipos de radiación con las cuales ya hemos tenido mayor contacto, que son más comunes para nosotros; una de ellas es la conocida como Rayos X, y el método de detección, todavía usado, es el uso de película fotográfica con una emulsión especial que producen las llamadas radiografías, que ayudan al médico a diagnosticar la enfermedad que padecemos. Pero, ¿cuáles son las radiaciones que nos bombardean todos los días? Pues resulta que de muchas partes del Universo nos llegan radiaciones como rayos X, radiaciones α, β o γ, las cuales tienen la propiedad de llegar en forma de partículas. Afortunadamente las más energéticas se “quedan” en la parte superior de la atmósfera, ya que son absorbidas, por lo que para detectarlas se requieren de satélites en el espacio o métodos indirectos en la superficie terrestre.

¿Y estas radiaciones para qué nos sirven? Una de las principales aplicaciones de las radiaciones es para el tratamiento de una de las enfermedades que ha producido muchas muertes en los últimos años: el cáncer. El tratamiento por radiación a las células cancerígenas es una alternativa que ayuda a combatir este mal. En este momento toma su importancia la llamada Ciencia de los Materiales, que trata sobre la síntesis de nuevos materiales, así como sus propiedades físicas y químicas. A este respecto, esta rama de la ciencia se ha encargado de sintetizar nuevos materiales, como el fluoruro de litio (LiF) o el fluoruro de calcio (CaF2), que con ciertas características estructurales permiten la detección de radiación como la utilizada en los hospitales para el tratamiento del cáncer.

18c_n20Actualmente se estudian grupos químicos importantes como los boratos y aluminatos, sólo por mencionar algunos, con el fin de aplicar sus propiedades para la construcción de nuevos dosímetros, es decir dispositivos detectores de radiación. En la figura 2 se muestra una fotografía de un dosímetro personal, como los que portan los encargados de dar tratamiento por radiación a un paciente con cáncer. Este dispositivo permite “acumular” la cantidad de radiación que le llega a una persona para posteriormente “leer” el dosímetro y determinar cuánta radiación ha recibido la persona que lo porta y determinar si requiere de un descanso de radiación.

Las aplicaciones de la ciencia de los materiales continúan con la síntesis de los llamados plásticos centelladores diseñados a partir de la molécula de Estireno en combinación con las moléculas orgánicas PPO (2,5-Diphenyloxazole) y POPOP (1,4-Bis(5-phenyl-2-oxazolyl)benzene) (ver figura 3) para producir bloques de plástico transparente que tiene la propiedad de “frenar” la radiación, produciendo luz en el plástico para luego ser recolectada por dispositivos electrónicos convencionales. Actualmente se pueden diseñar los plásticos centelladores dependiendo del tipo de radiación o partícula que se quiere detectar.

Ahora, volviendo al inicio del presente texto, se encuentran en construcción nuevos observatorios con detectores a partir de plásticos centelladores con el fin de recolectar radiación y/o partículas provenientes del espacio exterior tratando de responder a las preguntas de siempre: ¿de dónde venimos? o ¿cómo se originó el Universo?

* palomino@fcfm.buap.mx