"Star Trek II": Radiactividad

En la parte final de esta película hay una escena cuanto menos sorprendente. En ella se puede ver como un simple cristal protege una zona de alta radiactividad del resto de la nave Enterprise; en la parte radiactiva Spock, inmortalizado por Leonard Nimoy, muere; mientras que al otro lado del cristal al resto de personajes no les sucede nada, por lo menos a corto plazo.

Los materiales radiactivos pueden sufrir desintegraciones de 3 tipos: (Kane: Física, páginas 699 y siguientes; y 719 y ss. , algunas de ellas en Google Books)

• Desintegración gamma: rayos gamma, fotones de alta energía, con gran capacidad de penetración.
• Desintegración beta : electrones, con penetración intermedia.
• Desintegración alfa: núcleos de helio, con la menor penetración de los tres.

Con la misma energía, estas diferencias en la capacidad de penetrar en la materia se deben a los principios básicos de la física. Las partículas alfa son las menos penetrantes porque chocan mucho con los electrones de la materia que atraviesan, ionizándo los átomos, y perdiendo energía (En la imagen no atraviesan una hoja de papel). Los electrones, partículas beta, también pierden energía por ionizar otros átomos, pero dada una energía su velocidad es mayor debido a su masa tan pequeña, penetrando del orden de 100 veces más que la radiación alfa (No atraviesan una capa de aluminio, como se ve en la imagen de la derecha). Los rayos gamma son los más penetrantes porque no producen ionización directa en los átomos, sino indirecta por medio de los electrones a través de 3 procesos, que según la energía que tengan son el efecto fotoeléctrico, el efecto Compton y formación de pares electrón-positrón (de menor a mayor energía del rayo gamma) en los que no me voy a centrar (En la imagen, atraviesan capas gruesas de materiales pesados).
De esta manera, los núcleos de helio dañarán zonas más externas del organismo, mientras que los rayos gamma llegarán a las zonas más internas.

Por otro lado, el efecto sobre el organismo, medido por el factor de calidad (FC) es más severo en las partículas alfa que en las beta, ya que dejan más energía por unidad de longitud que recorren, y mayor en las beta que en las gamma.

Para evitar este tipo de radiaciones se han utilizado diferentes materiales en distintas aplicaciones, aunque el objetivo que se persigue es siempre el mismo, impedir que llegue al organismo una cantidad suficientemente alta como para producir daños.
En una central nuclear se usa blindaje con gruesas capas de cemento o acero que rodean el núcleo del reactor, así como láminas de metales pesados, sobre todo plomo, que son muy útiles en disminuir el alacance de los rayos gamma.
Una vez que el combustible nuclear ha sido usado en estas centrales, se precisa un desmantelamiento y un almacenamiento de los residuos. Este último paso se puede hacer de diferentes maneras:

• Llevar los residuos al espacio: eliminaría toda posibilidad de daño a los organismos vivos, pero aparte de costoso, es peligroso, por el riesgo que conlleva el lanzamiento de un cohete que lo transporte.
• Enterrarlos: es la opción más usada. Hay técnicas como el Almacenamiento Geológico Profundo (AGP) o el Almacén Temporal Centralizado (ATC).

El AGP implica enterrar los residuos a gran profundidad con una serie de barreras artificiales y naturales que los rodean. La primera barrera sería una cápsula de metal (acero, titanio o cobre), rodeada de una gruesa capa de arcilla que tiene la función de controlar la temperatura que pueda generarse y disminuir el paso de radiactividad. El almacenamiento se debe hacer en lugares con las rocas adecuadas, granito o arcilla principalmente, y que sean estables a largo plazo, es decir, zonas de baja actividad sísmica, con poca población y con pocos recursos naturales. La duración de este tipo de almacenamiento es en principio ilimitada.

En cambio el ATC, como su propio nombre indica, es temporal, de unos 60 años. Este almacenamiento se dispone, al contrario que el anterior, en superficie, y puede almacenar gran cantidad de residuos. Consta de una cadena de montaje del residuo para guardarlo de manera segura, que podéis ver en una animación que aparece en el siguiente enlace.

Volviendo al inicio, los materiales radiactivos son bastante peligrosos como para exponerse a ellos con tan solo un delgado cristal por medio, con lo cual sería recomendable que la Enterprise volviera al lugar donde se desarrolla el proyecto Génesis para que les devuelva la vida cuando comiencen a sufrir las consecuencias de la radiación elevada a largo plazo.