¿Sabes qué es la radiación? Te sorprenderá (Chile)

Pregunta 1 (1 pts) — Define con tus propias palabras qué es la radiación según lo estudiado.

1. Definición — La radiación es el proceso por el cual la energía viaja a través del espacio o de un medio material en forma de ondas o partículas. Por ejemplo, la luz del sol que llega a la Tierra es radiación electromagnética.

→ Proceso de transmisión de energía en forma de ondas o partículas a través del espacio o un medio material.

Pregunta 2 (1 pts) — Clasifica la radiación en ionizante y no ionizante. Da dos ejemplos reales de cada tipo que puedas encontrar en Chile.

1. Clasificación — Radiación ionizante: rayos X, rayos gamma, partículas alfa y beta. Radiación no ionizante: luz visible, microondas, ondas de radio.
2. Ejemplos locales — En Chile: los rayos X en hospitales de Santiago (ionizante) y las ondas de radio FM que escuchas en el auto (no ionizante).

→ Ionizante: rayos X, rayos gamma. No ionizante: luz visible, microondas. Ejemplos locales: rayos X en hospitales (Santiago), ondas de radio (todo el país).

Pregunta 3 (1 pts) — Explica por qué la luz visible que emite el componente electrónico NO es radiación ionizante.

1. Explicación — La luz visible tiene una energía de aproximadamente $2\text{ eV}$ a $3\text{ eV}$, que es menor que la energía necesaria para ionizar átomos (generalmente mayor a $10\text{ eV}$). Por eso no ioniza.
   $$E_{\text{luz visible}}\approx 2\text{ eV}\text{ a }3\text{ eV}<10\text{ eV}$$

→ Porque la energía de la luz visible ($2-3\text{ eV}$) es menor que la energía necesaria para ionizar átomos ($>10\text{ eV}$).

Pregunta 1 (1 pts) — ¿Qué tipo de radiación emite un detector de humo? ¿Es ionizante o no ionizante?

1. Tipo de radiación — El detector de humo emite partículas alfa, que son radiación ionizante.
   $$\text{Partículas }\alpha$$
2. Ionizante — Sí, las partículas alfa son ionizantes porque tienen suficiente energía para arrancar electrones de los átomos del aire.

→ Emite partículas alfa. Es radiación ionizante.

Pregunta 2 (1 pts) — Explica por qué la arena brilla bajo la luz ultravioleta. ¿Qué fenómeno físico ocurre?

1. Fluorescencia — La arena contiene minerales como el cuarzo que absorben la energía de la luz ultravioleta y la reemiten como luz visible, fenómeno llamado fluorescencia.
   $$\text{Fluorescencia: absorción de }UV\to \text{emisión de luz visible}$$

→ La arena brilla por fluorescencia: absorbe luz ultravioleta (no ionizante) y emite luz visible.

Pregunta 3 (1 pts) — Menciona dos fuentes naturales de radiación que encuentres en la Región de Antofagasta y explica su origen.

1. Fuentes naturales — En Antofagasta: 1) Radiación cósmica del sol (especialmente intensa por la altitud y la cercanía al ecuador magnético). 2) Radiación del suelo debido a minerales como el uranio presente en rocas volcánicas.

→ Radiación cósmica del sol y radiación del suelo por minerales como uranio en rocas volcánicas.

Pregunta 1 (1 pts) — Calcula el número máximo de radiografías de tórax que el paciente podría realizarse en un año sin exceder la dosis máxima anual.

1. Cálculo — La dosis máxima es 1 mSv y cada radiografía aporta 0.1 mSv. Por lo tanto, el número máximo es $1÷0.1=10$.
   $$N=\frac{1}{0.1}=10$$

→ 10 radiografías

Pregunta 2 (2 pts) — Explica por qué los rayos X se consideran radiación ionizante y qué efectos pueden tener en las células del cuerpo humano.

1. Explicación — Los rayos X son radiación ionizante porque su energía ($>10\text{ keV}$) es suficiente para arrancar electrones de los átomos, ionizándolos. Esto puede romper enlaces químicos en moléculas como el ADN, causando daño celular o mutaciones.
   $$E_{\text{rayos X}}\approx 20-150\text{ keV}>10\text{ keV}$$

→ Son ionizantes porque su energía ($>10\text{ keV}$) ioniza átomos, pudiendo dañar el ADN y causar mutaciones o cáncer.

Pregunta 3 (1 pts) — Si el paciente ya se ha realizado 5 radiografías este año, ¿qué fracción de la dosis máxima anual ha consumido?

1. Fracción consumida — El paciente ha consumido $5\times 0.1\text{ mSv}=0.5\text{ mSv}$. La fracción es $0.5÷1=0.5$ o 50%.
   $$\text{Fracción}=\frac{0.5}{1}=0.5=50\%$$

→ 50% de la dosis máxima anual

Pregunta 1 (1 pts) — Calcula la dosis total de radiación recibida por el trabajador en sieverts (Sv).

1. Cálculo — Convertimos 30 minutos a 0.5 horas y multiplicamos por la dosis por hora.
   $$D=5\times {10}^{-5}\text{ Sv/h}\times 0.5\text{ h}=2.5\times {10}^{-5}\text{ Sv}$$

$$2.5\times {10}^{-5}\text{ Sv}$$

→ $2.5\times {10}^{-5}\text{ Sv}$

Pregunta 2 (1 pts) — ¿Qué tipo de radiación emite el cesio-137? ¿Es ionizante?

1. Tipo de radiación — El cesio-137 emite radiación beta (partículas beta) y gamma (fotones de alta energía), ambas ionizantes.
   $$\beta \text{ y }\gamma$$

→ Emite radiación beta y gamma, ambas ionizantes.

Pregunta 3 (1 pts) — Menciona dos medidas de protección radiológica que debería usar el trabajador en la mina.

1. Protección radiológica — El trabajador debe usar delantal plomado, guantes protectores, dosímetro personal para medir la exposición, y mantener la mayor distancia posible de la fuente. También debe limitar el tiempo de exposición.

→ Delantal plomado, guantes protectores, dosímetro personal, limitar tiempo de exposición.

Pregunta 1 (1 pts) — Calcula cuántas veces excede el límite la concentración de radón medida en la casa.

1. Cálculo — La concentración medida es $200{\text{ Bq/m}}^3$ y el límite es $100{\text{ Bq/m}}^3$. El exceso es $200÷100=2$.
   $$\text{Exceso}=\frac{200}{100}=2$$

→ Excede el límite en 2 veces

Pregunta 2 (2 pts) — Explica por qué el radón es peligroso para la salud humana.

1. Explicación — El radón emite partículas alfa al desintegrarse. Estas partículas son altamente ionizantes y pueden dañar el ADN de las células pulmonares, aumentando el riesgo de cáncer de pulmón. El riesgo es mayor en fumadores.

→ Es peligroso porque emite partículas alfa que dañan el tejido pulmonar y aumentan el riesgo de cáncer de pulmón.

Pregunta 3 (1 pts) — Propón dos medidas prácticas para reducir la concentración de radón en el hogar.

1. Medidas de reducción — Para reducir el radón: 1) Ventilar el sótano y la casa regularmente para renovar el aire. 2) Sellar grietas en paredes y pisos por donde entra el gas. 3) Usar sistemas de extracción de aire en sótanos.

→ Ventilar regularmente, sellar grietas en paredes y pisos, usar sistemas de extracción de aire en sótanos.

Pregunta 1 (1 pts) — Calcula el factor de reducción necesario para cumplir con la dosis máxima permitida.

1. Factor — La dosis debe reducirse a una décima parte de la original.
   $$F=\frac{0.1}{1}=0.1$$

→ Factor de reducción: 0.1 (décima parte)

Pregunta 2 (1 pts) — Usando la ley de atenuación $I=I_0{e}^{-\mu x}$, calcula el espesor mínimo de plomo ($x$) requerido.

1. Cálculo del espesor — Aplicamos la ley de atenuación: $x=-\frac{\ln (0.1)}{0.6}\approx 3.84\text{ cm}$.
   $$x=-\frac{\ln (0.1)}{0.6}\approx 3.84\text{ cm}$$

$$3.84\text{ cm}$$

→ Espesor mínimo: $3.84\text{ cm}$ de plomo

Pregunta 3 (1 pts) — Explica por qué el plomo es un material adecuado para blindar radiación gamma.

1. Plomo como blindaje — El plomo es un material denso con número atómico alto ($Z=82$), lo que lo hace muy efectivo para atenuar radiación gamma mediante el efecto fotoeléctrico y la dispersión Compton.
   $$Z_{\text{plomo}}=82$$

→ El plomo es denso y tiene alto número atómico ($Z=82$), lo que lo hace muy efectivo para atenuar radiación gamma mediante efecto fotoeléctrico y dispersión Compton.