El trazado isotópico en biología y en medicina
Los diferentes isótopos de un elemento tienen las mismas
propiedades químicas. El reemplazo de uno por otro en una molécula no modifica,
por consiguiente, la función de la misma. Sin embargo, la radiación emitida
permite detectarla, localizarla, seguir su movimiento e, incluso, dosificarla a
distancia. El trazado isotópico ha permitido estudiar así, sin perturbarlo, el
funcionamiento de todo lo que tiene vida, de la célula al organismo entero. En
biología, numerosos adelantos realizados en el transcurso de la segunda mitad
del siglo XX están vinculados a la utilización de la radioactividad:
funcionamiento del genoma (soporte de la herencia), metabolismo de la célula,
fotosíntesis, transmisión de mensajes químicos (hormonas, neurotransmisores) en
el organismo.
Los isótopos radioactivos se utilizan en la medicina
nuclear, principalmente en las imágenes médicas, para estudiar el modo de
acción de los medicamentos, entender el funcionamiento del cerebro, detectar
una anomalía cardiaca, descubrir las metástasis cancerosas.
Las radiaciones y la radioterapia
Las radiaciones ionizantes pueden destruir preferentemente
las células tumorales y constituyen una terapéutica eficaz contra el cáncer, la
radioterapia, que fue una de las primeras aplicaciones del descubrimiento de la
radioactividad.
En Francia, entre el 40 y el 50% de los cánceres se tratan
por radioterapia, a menudo asociada a la quimioterapia o la cirugía. La
radioactividad permite curar un gran número de personas cada año.
Las diferentes formas de radioterapia:
La curioterapia, utiliza pequeñas fuentes radioactivas
(hilos de platino – iridio, granos de cesio) colocados cerca del tumor.
La tele radioterapia, consiste en concentrar en los tumores
la radiación emitida por una fuente exterior.
La inmunorradioterapia, utiliza vectores radio marcados
cuyos isótopos reconocen específicamente los tumores a los que se fijan para
destruirlos.
La esterilización
La irradiación es un medio privilegiado para destruir en
frío los microorganismos: hongos, bacterias, virus… Por esta razón, existen
numerosas aplicaciones para la esterilización de los objetos, especialmente
para el material médico-quirúrgico.
La protección de las obras de arte
El tratamiento mediante rayos gamma permite eliminar los
hongos, larvas, insectos o bacterias alojados en el interior de los objetos a
fin de protegerlos de la degradación. Esta técnica se utiliza en el tratamiento
de conservación y de restauración de objetos de arte, de etnología, de
arqueología.
La elaboración de materiales
La irradiación provoca, en determinadas condiciones,
reacciones químicas que permiten la elaboración de materiales más ligeros y más
resistentes, como aislantes, cables eléctricos, envolventes termo retractables,
prótesis, etc.
La radiografía industrial X o g
Consiste en registrar la imagen de la perturbación de un
haz de rayos X o g provocada por un objeto. Permite localizar los fallos, por
ejemplo, en las soldaduras, sin destruir los materiales.
Los detectores de fugas y los indicadores de nivel
La introducción de un radioelemento en un circuito permite
seguir los desplazamientos de un fluido, detectar fugas en las presas o
canalizaciones subterráneas.
El nivel de un líquido dentro de un depósito, el espesor de
una chapa o de un cartón en curso de su fabricación, la densidad de un producto
químico dentro de una cuba… pueden conocerse utilizando indicadores
radioactivos.
Los detectores de incendio
Una pequeña fuente radioactiva ioniza los átomos de oxígeno
y de nitrógeno contenidos en un volumen reducido de aire. La llegada de
partículas de humo modifica esta ionización. Por esta razón se realizan y se
utilizan en los comercios, fábricas, despachos… detectores radioactivos
sensibles a cantidades de humo muy pequeñas.
Las pinturas luminiscentes
Se trata de las aplicaciones más antiguas de la
radioactividad para la lectura de los cuadrantes de los relojes y de los
tableros de instrumentos para la conducción de noche.
La alimentación de energía de los satélites
Las baterías eléctricas funcionan gracias a pequeñas fuentes
radioactivas con plutonio 239, cobalto 60 o estroncio 90. Estas baterías se
montan en los satélites para su alimentación energética. Son de tamaño muy
reducido y pueden funcionar sin ninguna operación de mantenimiento durante
años.
La producción de electricidad
Las reacciones en cadena de fisión del uranio se utilizan
en las centrales nucleares que, en Francia, producen más del 75% de la
electricidad.
1. El ciclo del combustible nuclear
En un reactor, la fisión del uranio 235 provoca la
formación de núcleos radioactivos denominados productos de fisión. La captura
de neutrones por el uranio 238 produce un poco de plutonio 239 que puede
proporcionar también energía por fisión.
Sólo una ínfima parte del combustible colocado en un
reactor se quema en la fisión del núcleo. El combustible que no ha sido
consumido y el plutonio formado se recuperan y se reciclan para producir de
nuevo electricidad. Los otros elementos formados en el transcurso de la
reacción se clasifican en tres categorías de residuos en función de su
actividad, para ser embalados y luego almacenados.
2. La seguridad nuclear
La utilización de la fantástica fuente de energía contenida
en el núcleo de los átomos implica el respeto riguroso de un conjunto de reglas
de seguridad nuclear que permita asegurar el correcto funcionamiento de las
centrales nucleares y la protección de la población.
3. Los residuos nucleares
Toda clase de actividad humana genera residuos. La
industria nuclear no es una excepción a esta regla. Francia produce, de
promedio, por año y por habitante:
5.000 Kg de residuos, de los cuales
100 Kg de residuos tóxicos, que incluyen
1 Kg de residuos nucleares de los cuales
5 gr de residuos son de alta actividad.
No sabemos aún destruir los residuos radioactivos. Su
actividad disminuye naturalmente en el tiempo, más o menos rápido en función de
su período. Deben utilizarse, por consiguiente, técnicas de confinamiento y de
almacenamiento.
La reducción del volumen y de la actividad de los residuos
radioactivos es, en Francia, un objetivo prioritario para la investigación. La
amplitud del comportamiento a largo plazo de los residuos acumulados también es
un eje primordial en la investigación
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