When we hear the word radiation, it's tempting to picture huge explosions and frightening mutations, but that's not the full story. Radiation also applies to rainbows and a doctor examining an x-ray. So what is radiation really, and how much should we worry about its effects? The answer begins with understanding that the word radiation describes two very different scientific phenomena: electromagnetic radiation and nuclear radiation. Electromagnetic radiation is pure energy consisting of interacting electrical and magnetic waves oscillating through space. As these waves oscillate faster, they scale up in energy. At the lower end of the spectrum, there's radio, infrared, and visible light. At the higher end are ultraviolet, X-ray, and gamma rays. Modern society is shaped by sending and detecting electromagnetic radiation. We might download an email to our phone via radio waves to open an image of an X-ray print, which we can see because our screen emits visible light. Nuclear radiation, on the other hand, originates in the atomic nucleus, where protons repel each other due to their mutually positive charges. A phenomenon known as the strong nuclear force struggles to overcome this repulsion and keep the nucleus intact. However, some combinations of protons and neutrons, known as isotopes, remain unstable, or radioactive. They will randomly eject matter and/or energy, known as nuclear radiation, to achieve greater stability. Nuclear radiation comes from natural sources, like radon, a gas which seeps up from the ground. We also refine naturally occurring radioactive ores to fuel nuclear power plants. Even bananas contain trace amounts of a radioactive potassium isotope. So if we live in a world of radiation, how can we escape its dangerous effects? To start, not all radiation is hazardous. Radiation becomes risky when it rips atoms' electrons away upon impact, a process that can damage DNA. This is known as ionizing radiation because an atom that has lost or gained electrons is called an ion. All nuclear radiation is ionizing, while only the highest energy electromagnetic radiation is. That includes gamma rays, X-rays, and the high-energy end of ultraviolet. That's why as an extra precaution during X-rays, doctors shield body parts they don't need to examine, and why beach-goers use sunscreen. In comparison, cell phones and microwaves operate at the lower end of the spectrum, so there is no risk of ionizing radiation from their use. The biggest health risk occurs when lots of ionizing radiation hits us in a short time period, also known as an acute exposure. Acute exposures overwhelm the body's natural ability to repair the damage. This can trigger cancers, cellular dysfunction, and potentially even death. Fortunately, acute exposures are rare, but we are exposed daily to lower levels of ionizing radiation from both natural and man-made sources. Scientists have a harder time quantifying these risks. Your body often repairs damage from small amounts ionizing radiation, and if it can't, the results of damage may not manifest for a decade or more. One way scientists compare ionizing radiation exposure is a unit called the sievert. An acute exposure to one sievert will probably cause nausea within hours, and four sieverts could be fatal. However, our normal daily exposures are far lower. The average person receives 6.2 millisieverts of radiation from all sources annually, around a third due to radon. At only five microsieverts each, you'd need to get more than 1200 dental X-rays to rack up your annual dosage. And remember that banana? If you could absorb all the banana's radiation, you'd need around 170 a day to hit your annual dosage. We live in a world of radiation. However, much of that radiation is non-ionizing. For the remainder that is ionizing, our exposures are usually low, and choices like getting your home tested for radon and wearing sunscreen can help reduce the associated health risks. Marie Curie, one of the early radiation pioneers, summed up the challenge as follows: "Nothing in life is to be feared, it is only to be understood. Now is the time to understand more, so that we may fear less."
Cuando oímos la palabra radiación, solemos imaginar enormes explosiones y mutaciones aterradoras pero esta no es toda la historia: la radiación también se encuentra en los arcoíris y en una radiografía que examina un médico. Entonces, ¿qué es la radiación y cuánto debemos preocuparnos por sus efectos? La respuesta consiste en entender que la palabra radiación describe dos fenómenos científicos muy diferentes: la radiación electromagnética y la radiación nuclear. La radiación electromagnética es energía pura en forma de ondas eléctricas y magnéticas de interacción que se desplazan por el espacio. Cuanto mayor la oscilación, mayor es la energía. En el extremo bajo del espectro electromagnético, hay ondas de radio, infrarrojas y luz visible. En el otro extremo tenemos los rayos ultravioleta, X y gamma. La organización de la sociedad moderna depende del envío y la detección de estas radiaciones. Descargamos una correo electrónico en el teléfono a través de ondas de radio, y abrimos una imagen de rayos X que podemos ver debido a que la pantalla emite luz visible. La radiación nuclear, por otro lado, se origina en el núcleo atómico cuando los protones se repelen entre sí debido a sus cargas positivas. Un fenómeno llamado fuerza nuclear fuerte intenta superar esta repulsión y mantener la integridad del núcleo. Sin embargo, ciertas combinaciones de protones y neutrones conocidos como isótopos son inestables o radiactivos. Emiten materia y/o energía al azar, fenómeno conocido como radiación nuclear, para llegar a ser más estable. La radiación nuclear emerge de fuentes naturales como el radón, un gas que emana de la tierra. También procesamos minerales radiactivos naturales para obtener el combustible para las centrales nucleares. Incluso los plátanos contienen trazas de un isotopo radiactivo del potasio. Pero si vivimos en un mundo tan radiactivo, ¿cómo podemos escapar de sus efectos peligrosos? Para empezar, no toda la radiación es perjudicial. La radiación se convierte en peligrosa cuando al entrar en contacto con los electrones de los átomos los rompe, un proceso que puede dañar el ADN. Es lo que llamamos la radiación ionizante debido a que un átomo que pierde o gana electrones se llama ion. Toda radiación nuclear es ionizante, mientras que solo la radiación electromagnética de alta frecuencia es ionizante, y esto incluye los rayos gamma, X, y la los ultravioleta de alta energía. Esta es la razón por la que, como medida de precaución, al hacer una radiografía, los médicos protegen aquellas partes del cuerpo que no necesitan ser examinadas y la razón de usar protector solar al ir a la playa. En cambio, los móviles y microondas funcionan en el extremo bajo del espectro por lo que su uso no supone un riesgo de radiación ionizante. La mayor amenaza para la salud se produce cuando la radiación ionizante entra en contacto con nuestro cuerpo durante un corto período de tiempo, fenómeno conocido como exposición aguda. Las exposiciones agudas anulan la capacidad natural del cuerpo para reparar el daño. Esto puede causar cáncer, disfunción celular, e incluso la muerte. Afortunadamente, la exposición aguda es poco frecuente pero estamos expuestos diariamente a bajos niveles de radiación ionizante por fuentes naturales y también artificiales. Los científicos tienen dificultades para cuantificar los riesgos. El cuerpo repara a menudo el daño causado por pequeñas cantidades de radiación ionizante y cuando no puede, las consecuencias pueden tardar en manifestarse una década o más. Una forma de medir la exposición a la radiación ionizante es a través de una unidad llamada sievert. Una exposición aguda de un sievert puede causar náuseas en cuestión de horas y cuatro sievert puede ser fatal. Sin embargo, nuestro grado de exposición diaria es mucho menor que esto. Una persona recibe un promedio de 6,2 milisieverts de radiación durante un año de todas las fuentes y cerca del 33 % de esta cantidad se debe al radón. Para cinco microsieverts, cada persona tendría que hacer más de 1200 radiografías dentales para llegar a esa dosis anual. ¿Recuerdas el plátano? Si pudiéramos absorber toda la radiación de un plátano, deberíamos consumir 170 plátanos al día para alcanzar la dosis anual. Vivimos en un mundo lleno de radiación. Sin embargo, la mayor parte no es radiación ionizante. En cambio, al resto que es ionizante, nuestra exposición es generalmente reducida y medidas de tipo verificar el contenido de radón en su casa o el uso del protector solar puede reducir los riesgos para la salud. Marie Curie, pionera en la investigación de la radiación, resumió el desafío de la siguiente manera: "Nada en la vida es de temer, solamente debe entenderse. Ahora es el momento de entender más, para que podamos temer menos".