radiación cósmica ?
Esta radiación cósmica se forma por partículas que se desplazan a una velocidad próxima a la de la luz. Está constituido por dos componentes, una permanente, de origen galáctico, la otra más esporádica, vinculado a la actividad del sol.
El componente permanente de la radiación cósmica toma su origen en la galaxia. Está constituido por partículas muy energéticas expulsadas por las gigantescas explosiones de supernovæ, estrellas masivas llegadas en final de vida. Estas partículas son átomos privados de sus electrones debido a las temperaturas que reinan en estas estrellas gigantes. Son distintos tipos, esencialmente de los núcleos de hidrógeno (protones) y helio (partículas alfa), y también de los núcleos más pesados como el hierro y el níquel. Su velocidad es próxima a la de la luz. Composición de la radiación cósmica permanente
La radiación cósmica galáctica es isotrópica, es decir es el mismo en todas las direcciones. Por lo tanto, se expone toda la superficie de la Tierra permanentemente. Una parte de la radiación galáctica es desviada por el campo magnético transportado por el viento solar. En efecto, la atmósfera del Sol deja escapar permanentemente un flujo de partículas que cubre todo el medio interplanetario, que se llama el viento solar. Las características, en particular, magnéticas, del viento solar varían con la actividad solar e inducen un campo que separa la radiación cósmica de la Tierra. Así pues, la radiación cósmica galáctica alcanzando la Tierra es menor cuando la actividad solar es fuerte. Como se sabe que la actividad solar sigue un ciclo de once años, es posible prever sobre varios años la exposición a la radiación galáctica. Ciclo de actividad solar comparado a la intensidad de la radiación cósmica
Variación de la intensidad de la radiación cósmica galáctica observada en el suelo de 1959 a 2000, comparada a la del índice de las manchas solares (líneas punteadas). Observamos que en período de fuerte actividad solar, la radiación cósmica es menos intensa, las partículas tienen más dificultad para alcanzar la Tierra.
El sol es la causa del componente aleatorio de la radiación cósmica. El astro expulsa permanentemente partículas con una intensidad que varía según un ciclo de once años, estas partículas se añaden a la radiación galáctica. Sin embargo estas partículas que tienen una energía más escasa que la de origen galáctico, solamente una pequeña parte de entre ellas alcanza la Tierra. En realidad, la principal contribución del Sol resulta de erupciones aún imprevisibles. Las grandes erupciones solares liberan en efecto durante varias horas partículas más energéticas que en actividad normal, que alcanzan la Tierra en gran número. Sin embargo, las erupciones suficientemente potentes para expulsar un flujo de partículas detectable en el suelo o a bordo de un avión comercial siguen siendo excepcionales: algunos al año, a lo sumo. Estas erupciones están vinculadas a los períodos de actividad solar máxima, como en 2000-2001. El campo magnético del Sol es entonces especialmente perturbado, lo que se traduce en la aparición de numerosas manchas en su superficie. En los grupos de manchas más complejos nacen grandes erupciones solares. Más frecuentemente durante el punto máximo del ciclo solar, las erupciones pueden sin embargo producirse en cualquier momento. Contrariamente a la radiación estable de origen galáctico, las partículas resultantes de las erupciones solares no se distribuyen uniformemente a la superficie de la Tierra. Para determinar los efectos, es necesario medir su intensidad y proceder individualmente a cálculos científicos. Para saber más… Características de las radiaciones extraterrestres
Antes de llegar al suelo o a la altitud de cruce de los aviones, la radiación cósmica es detenida en parte por las dos "barreras" que protegen la Tierra: el campo magnético del planeta (que crea una región aislada del viento solar llamada "magnetosfera") y la atmósfera terrestre. Es esta doble protección que permitió el desarrollo de la vida. Las partículas que alcanzan finalmente el suelo participan en la exposición a las iradiaciones ionizantes donde representn una pequeña parte. Sin embargo, su parte relativa crece rápidamente con la altitud (montañas, aviones, naves espaciales…).
Al igual que las partículas cargadas eléctricamente, los iones que constituyen la radiación cósmica son orientados o desviados por los campos magnéticos como puede serlo la aguja de una brújula. Ahora bien, la Tierra puede considerarse como un gran imán rodeado de un campo magnético cuyas líneas de fuerza "entran" por el Polo Norte "para salir" al Polo Sur: es lo que se llama la magnetósfera. Si las partículas cósmicas poseen una energía superior a un determinado límite máximo, llamado energía de corte magnétic, cruzan la magnetosfera y llegan a las altas capas de la atmósfera. Pero si su energía no es suficiente, tienden entonces a seguir las líneas de fuerza del campo magnético, con más "facilidad" ya tienen menos energía, y alcanzan así los polos. Esta es la razón por la que las zonas situadas cerca de los polos sufren una irradiación superior a la del Ecuador, mejor protegido por el campo magnético terrestre.
Esquema
de la magnetosfera, que protege la Tierra de los efectos del viento
solar. El Sol, en la realidad mucho más distante, se indica
a la izquierda de la figura. Emite permanentemente un flujo de partículas,
el viento solar, que choca con el campo magnético de la Tierra.
La magnetosfera, de estructura muy compleja, ve su geometría
variar tras las grandes erupciones solares. En algunos casos, el
campo magnético del viento solar se recombina con el de la
magnetosfera en el apartado 1. El campo magnético terrestre
es entonces perturbado y partículas almacenadas en la hoja
de plasma crean las auroras boreales y meridionales. Cualesquiera
que sean las circunstancias, debido a la apertura del campo magnético
terrestre a los polos, ionizadas las partículas, que sean
resultantes de las erupciones o de la radiación cósmica
galáctica, penetran más fácilmente en las altas
latitudes.
Al llegar a las altas capas de la atmósfera terrestre, los iones obran recíprocamente con los átomos que encuentran. De estas colisiones nacen cascadas de nuevas partículas. Es esta radiación secundaria, compuesta en particular de partículas cargadas y neutrones, que llegan hasta el suelo, por lo menos cuando la partícula primaria tiene una energía suficiente.
En el suelo, la radiación cósmica solo representa una escasa parte (11 %) de las radiaciones ionizantes a las cuales se expone un individuo en promedio. Las fuentes naturales terrestres exponen a cada uno de nosotros a una dosis media total de 2,4 mSv al año (fuente UNSCEAR) con importantes variaciones según las regiones. La principal de estas fuentes es un descendiente gaseoso del uranio natural, el radón, que se concentra en los lugares confinados, como las casas. Se distingue también la radiación telúrica, resultante de las rocas de superficie, en particular el granito, que contienen elementos radioactivos, como el uranio, que data desde la formación del planeta. El agua y los alimentos que ingerimos contienen también elementos radioactivos. Por último, es necesario también citar la radiación interna, es decir, emanando de nuestro propio cuerpo, a partir del potasio 40 naturalmente presente en nuestros tejidos. Por otra parte, las actividades humanas utilizando radiaciones ionizantes contribuyen a una exposición anual media de 1,4 mSv, procedente principalmente de las actividades médicas (radiodiagnóstico y radioterapia). La irradiación médica "media" se priva obviamente de todo significado individual : depende de los exámenes y tratamientos sufridos por cada persona.
Fuente:
UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic
Radiations) |
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