Friendo pollos (radiación vs. blindaje)

Hace poco os estuve contado cómo disfrutamos destruyendo transistores a protonazos en un experimento. Normalmente no solemos usar el acelerador de iones para quemar cosas, pero cuando la ciencia lo requiere no tenemos complejos (en realidad nos encanta =). Pues bien, hemos estado haciendo un experimento similar pero con otro tipo de objetivo. El nombre técnico es prueba de estanqueidad, pero a nosotros nos gusta llamarle estar friendo pollos, y os voy a contar en qué consiste.

TrebolEmpecemos diciendo que, cuando tienes un acelerador de partículas en tu laboratorio, tienes la capacidad de producir radiación y no es cualquier tipo de radiación: es lo que se llama radiación ionizante. Eso quiere decir que la radiación que manejamos (iones de alta energía) puede romper enlaces químicos y puede, en definitiva, producir daño biológico. Además, pueden producir otros tipos de radiación ionizante como rayos X, rayos gamma, electrones o neutrones (que no tienen carga pero son capaces de crear reacciones nucleares).

Como bien dicen en Spiderman un gran poder conlleva una gran responsabilidad así que tenemos mucho cuidado con él. Sabemos que las radiaciones ionizantes pueden destruir el ADN de las células, producir mutaciones, quemar tejidos, etc. Por otro lado, bien usadas son enormemente útiles, y también pueden servir para curar cáncer, detectar tumores, o datar restos arqueológicos.

Conan

Apodada “Conan”, esta bacteria aguanta unos 1500 veces más radiación que los seres humanos.

En cualquiera de los casos debemos protegernos de ellas porque los seres humanos no somos especialmente resistentes a la radiación. Sin ir más lejos, nadie sobreviviría a una dosis de más de 10 Sievert (El Sv es la unidad de dosis absorbida por la materia viva), pero algunos insectos como la mosca de la fruta parecen aguantar hasta unos 640 Sv. Es más, hay un tipo de bacterias extremófilas, como el Deinococcus radiodurans, que pueden aguantar hasta 1500 veces más que nosotros, y que sobreviviría en Marte durante millones de años.

 ¿Qué podemos hacer para protegernos de la radiación? El criterio es muy sencillo y se conoce como ALARA, que quiere decir: tan bajo como sea posible. Hay que procurar recibir la menor radiación posible y sólo hay 3 formas para lograr eso:

  1. Estar el menor tiempo posible en la zona con radiación
  2. Estar lo más lejos posible de la zona de radiación
  3. Estar lo mejor blindado a la radiación
ALARA

Criterios de protección a la radiación: tiempo, distancia y blindaje.

El blindaje ideal depende de la radiación empleada. Por ejemplo, para parar una partícula alfa (un núcleo de He) basta una hoja de papel. Sin embargo, para protegerse de los rayos gamma o de los neutrones hace falta poner mucho plomo de por medio (y en realidad no es posible nunca apantallarlas totalmente).

radshield

Blindajes para distintos tipos de radiación

Todo el recinto de nuestro acelerador está protegido por muros de hormigón de 1 metro de espesor para garantizar que la radiación fuera de la nave es tan pequeña como el fondo natural, del que ya os hablé en mi primera entrada. Y aunque sabemos que este blindaje es más que suficiente para atenuar la radiación al exterior, periódicamente tenemos que hacer pruebas para demostrar que sigue funcionando correctamente (cosa que el Consejo de Seguridad Nuclear también agradece).

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Blindaje de la nave del acelerador de Centro de Micro-Análisis de Materiales con muros de 1 metro de hormigón

Y en eso consiste la prueba de estanqueidad: ponemos algunas de las peores condiciones imaginables para el acelerador, probamos todos los detectores de radiación y las alarmas, y medimos la radiación en el exterior para garantizar que el blindaje cumple su función. En la vida real eso significa que ponemos el acelerador al máximo voltaje (¡5 millones de voltios!), y lanzamos todos los protones acelerados little-chickencontra un blanco de grafito¹. Sí, ya sé que algunos estabáis esperando que dijera “un pollo” en vez de “grafito” pero a pesar del cariñoso apodo de la prueba no usamos animales =).

Conviene decir que éstas son condiciones que jamás usaríamos en un experimento real y que se utilizan únicamente para producir niveles de radiación extremadamente altos. ¿Cómo de altos? Pues entre radiación gamma y neutrones tuvimos unos 2 mSv/h. Y para que os hagáis una idea la radiación anual media en el mundo es de 2.5 mSv. Es decir, que si te metieras en la nave con esa radiación recibirías toda tu dosis del año ¡¡¡en poco más de una hora!!! A pesar de eso, como podéis ver en esta foto del momento cumbre, los niveles en el exterior son totalmente normales (equivalentes a los del fondo natural).

2015-07-15 18.52.39

Friendo pollos: 1862 uSv/h de neutrones y 259 uSv/h de rayos gamma, pero el blindaje funciona y fuera los niveles son de fondo natural

Así que podemos daros ya la noticia de que nuestro muro de hormigón goza de buena salud, y gracias a ello el resto de personas de fuera también. Como curiosidad, si me guardáis el secreto, el lugar de mayor radiación que descubrimos es el techo. Si queréis saber por qué preguntad a un arquitecto…


¹ Usamos grafito porque el C es un elemento ligero que se activa fácilmente con el bombardeo con protones, es decir, favorece las reacciones nucleares, que son las responsables de la emisión gamma y neutrones.

Una respuesta a “Friendo pollos (radiación vs. blindaje)

  1. Pingback: ¿Por qué necesitamos aceleradores? | Another Day In The Lab·

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