Principios de Radioterapia y Historia

7/25/2019 Principios de Radioterapia y Historia

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TITULO: Historia y principios físicos de las

radiaciones.

Lic. Franco Briam Rosales Cazas

REU!E"

#"TECE$E"TE $E L# R#$IOLO%&#

Los antecedentes del uso de la radiación, para fines benéficos o destructivos, fue

imaginada desde el principio por sus descubridores. Cuando Pierre Curie en

Estocolmo recibió con su esposa Marie el premio Nobel en 19! se"aló# $%o& de

a'uellos 'ue piensan 'ue la (umanidad obtendr) m)s beneficio 'ue da"o con

estos nuevos descubrimientos.$ En esta frase 'ueda impl*cito 'ue estabaconsciente de 'ue sus descubrimientos podr*an da"ar a la (umanidad pero

confiaba en 'ue los beneficios ser*an muc(o ma&ores. Casi noventa a"os después

debemos aceptar 'ue as* (a sido.

+l considerar la (istoria de la radiolog*a resaltan cuatro personaes cu&o trabao, a

fines del siglo pasado & comien-os de éste, constitu&e la base del conocimiento

actual en el )rea# il(elm /onrad 0oentgen, +ntoine enri 2ec'uerel, Pierre &

Marie Curie. En las p)ginas siguientes se relatan algunas de las circunstancias

'ue los llevaron a dear una (uella profunda en la (istoria de la ciencia.

'RECURORE $E L# R#$IOLO%&#

(il)elm *onrad Roent+en

Nació el 34 de mar-o de 1567. 8gual 'ue muc(os cient*ficos de su época,

0oentgen efectuaba eperimentos con tubos de vidrio llenos de gas a baa presión

& en su interior aplicaba campos eléctricos intensos. Era sabido 'ue el tubo se

iluminaba tan pronto como se aplicaban voltaes mu& diferentes en sus dos

electrodos. La lu- parec*a ser producida por ra&os originados en el electrodo

negativo :c)todo;. El interés de 0oentgen se centraba en el estudio de las

propiedades de fluorescencia de ciertas sales & el oscurecimiento del papel

fotogr)fico sobre el 'ue incid*an estos ra&os originados en el c)todo. El viernes 5



de noviembre de 1597, cuando intentaba asegurarse de 'ue la lu- emitida por uno

de sus tubos no atravesaba una camisa de cartón & esta"o, apagó la lu- de su

laboratorio & observó con sorpresa 'ue en su mesa de trabao, leos del tubo, un

punto emit*a lu-. +l prender la lu-, identificó el obeto brillante# un peda-o de papel

pintado con sales fluorescentes. El fenómeno 'ue observó era la lu- fluorescente

producida en el papel por ra&os invisibles al oo (umano, 'ue eran emitidos desde

el tubo & atravesaban el vidrio, el cartón, el esta"o & el aire (asta llegar a las sales

del papel.

Posteriormente, 0oentgen observó la sombra de un alambre 'ue se interpon*a

entre el tubo & el papel fluorescente. %in embargo, ni un libro de mil p)ginas, ni la

madera, ni el (ule produc*a sombra.

Comparó la transparencia relativa de varios espesores de aluminio, plata, cobre,

plomo & -inc a la radiación invisible & encontró 'ue 1.7 cent*metros de plomo

imped*an la fluorescencia del papel.

<urante sus estudios descubrió 'ue pod*a verse la sombra de sus dedos & la

imagen m)s oscura de sus (uesos. Esta fue la primera fluoroscop*a en el mundo.

%e le ocurrió 'ue estos fenómenos podr*an ser registrados en placas fotogr)ficas,

& se dedicó a radiografiar varios obetos. = as*, el 33 de diciembre tomó la primera

radiograf*a (ec(a a un ser (umano# la mano de su esposa.

El 35 de diciembre de 1597 entregó para publicación cient*fica sus observaciones

detalladas, & el 7 de enero siguiente la prensa &a informaba de este

descubrimiento. Los ra&os invisibles, emitidos por el tubo, fueron llamados por el

propio 0oentgen ra&os >, para distinguirlos de otras radiaciones. La divulgación

mundial de estos (ec(os fue eplosiva & los ra&os > pasaron a ser un elemento

indispensable, tanto en (ospitales como en centros de investigación. 0oentgen

recibió el primer premio Nobel de ?*sica en el a"o 191.

#ntoine Henri Bec,-erel

Nació en Par*s el 17 de diciembre de 1573. ?ue, como su abuelo, su padre, & su

(io @ean 2ec'uerel, profesor de f*sica aplicada en el Museo Nacional de istoria

Natural. %us principales intereses dentro de la f*sica fueron la electricidad, el



magnetismo, los fenómenos ópticos & la energ*a. 8nteresado en los ra&os

infrarroos eaminó, entre otras cosas, el espectro de diferentes cristales

fluorescentes estimulados por estos ra&os. Continuó los eperimentos iniciados

por su padre & estudió la relación entre la absorción de la lu- & la emisión de lu-

fluorescente en algunos compuestos de uranio.

<espués del descubrimiento de 0oentgen, 2ec'uerel se puso a investigar la

posible coneión entre la radiación invisible & la lu- visible, pues pensaba 'ue tal

ve- todos los materiales luminiscentes, estimulados de cual'uier forma, también

pudieran producir ra&os >. Para probar esta (ipótesis colocaba cristales

fluorescentes sobre una placa fotogr)fica 'ue estaba envuelta en papel opaco, de

tal manera 'ue sólo una radiación penetrante podr*a alcan-ar la emulsión. Este

arreglo eperimental lo epon*a a la lu- del %ol por varias (oras, con lo cual se

ecitaban los cristales & se obten*a una imagen de las sales al revelar la placa.

2ec'uerel trabaaba con sales de uranio & durante febrero de 159A, debido al

clima invernal de Par*s, no le fue posible reali-ar sus eperimentos con la lu- solar,

por lo 'ue guardó las placas con las sales en un caón oscuro. +l revelar estas

placas d*as m)s tarde, pudo observar la silueta de las sales, a pesar de no (aber

sido ecitadas por la lu- solar. 2ec'uerel interpretó el fenómeno como un caso

Bnico de $fluorescencia met)lica$. +l continuar sus estudios sobre el nuevo

fenómeno descubrió 'ue cual'uier sal de uranio, fluorescente o no, produc*a estas

radiaciones penetrantes. En 1595 se encontró 'ue otro elemento, adem)s del

uranio, produc*a este efecto, el torio. La emisión de estas radiaciones es lo 'ue

(o& se conoce como radiactividad.

enri 2ec'uerel es considerado el padre de la radiobiolog*a, &a 'ue, al producirse

una lesión en la piel con una fuente radiactiva 'ue descuidadamente tra*a en la

bolsa de su c(aleco, (i-o 'ue los médicos por primera ve- se interesaran en

investigar los efectos biológicos de estas nuevas radiaciones.

'ierre !arie /lodo0s/a C-rie

Pierre Curie nació en Par*s el 17 de ma&o de 1579. %u primer trabao cient*fico, un

c)lculo de la longitud de onda de las ondas calóricas, lo reali-ó en 1545. En su



tesis doctoral estudió el magnetismo & sus resultados se conocen como la le& de

Curie, 'ue relaciona la respuesta magnética de algunos cuerpos con la

temperatura.

Marie %lodoDsa nace en arsovia el 4 de noviembre de 15A4. En su época no

se acostumbraba 'ue las mueres recibieran educación superior, pero tanto ella

como su (ermana 2ronia luc(an por obtenerla. Fna ve- concluidos sus estudios

secundarios, las dos (ermanas (acen un pacto & la oven Marie se 'ueda

trabaando en arsovia como institutri- mientras 'ue 2ronia se va a estudiar a

Par*s. +l completar 2ronia sus estudios de medicina, se lleva a Marie a Par*s, en el

oto"o de 1591. En dos a"os Marie obtiene el primer lugar en su carrera de

licenciatura en ciencias f*sicas & en 1596 conclu&e su maestr*a en ciencias

matem)ticas.

Ese mismo a"o, un cient*fico polaco visita Par*s & la se"orita %lodoDsa le

comenta acerca de sus trabaos sobre las propiedades magnéticas de diversos

aceros. El visitante le recomienda asesorarse por Pierre Curie, eperto en

magnetismo e invita a ambos a tomar el té en su casa. En esta primera reunión,

Pierre se 'ueda admirado de 'ue eista una oven atractiva, inteligente & con

'uien se pueda (ablar de ciencia. + partir de ese momento se siguen frecuentando

para discutir sus estudios &, finalmente, Pierre le pide permiso para visitarla. Ella le

proporciona su dirección, 11 rue des ?euillantines, una verdadera bu(ardilla del

barrio latino, en donde Marie sobreviv*a con té, pan & mante'uilla. +l visitarla,

Pierre se estremeció por la sobriedad de su vida. La relación se va acentuando

(asta 'ue el 37 de ulio de 1597 se casan en Par*s, convirtiéndose Marie en

Madame Curie, nombre bao el cual el mundo la conoce. %u primera (ia, 8rene,

nace en 1594.

Como a Madame Curie le llaman la atención los informes de 0oentgen acerca de

los ra&os > & los de 2ec'uerel acerca de la radiactividad natural, escoge como

tema de tesis para su maestr*a en f*sica, $La conductividad del aire a través de

pruebas cuantitativas de la actividad radiante$. Encuentra 'ue el torio es m)s

radiactivo 'ue el uranio, lo cual reporta a la +cademia de Ciencias de Par*s el 13

de abril de 1595. En esa presentación sugiere 'ue la radiactividad es una



propiedad atómica, pues es independiente del estado f*sico o 'u*mico del material

radiactivo & también predice 'ue se podr*an encontrar elementos m)s activos 'ue

los conocidos.

Los esposos Curie desarrollan métodos para investigar nuevos elementos, & en

ulio de 1595 separan por dilución de la pec(blenda :mineral de uranio;, el uranio &

el torio. 0eportan el descubrimiento de un nuevo elemento 'ue llaman polonio, en

(onor al pa*s de origen de Madame Curie. En diciembre del mismo a"o precipitan

el polonio & obtienen un nuevo elemento mu& radiactivo, al cual denominan radio.

Para producir una muestra de este elemento reciben una tonelada de mineral de

uranio donada por el gobierno austriaco. <urante cuatro a"os el matrimonio

trabaó arduamente, (aciendo un gran esfuer-o f*sico, para llegar a obtener

finalmente Gla décima parte de un gramo de radio puroH

En el desarrollo de sus investigaciones, tanto 2ec'uerel como Madame Curie

notaron ciertos efectos en su piel, posiblemente causados por el maneo de

materiales radiactivos. Pierre Curie (ace un eperimento, aplica una cantidad de

radio en su antebra-o & observa las diferentes etapas de la reacción 'ue se

produce en la piel. En la primera fase detecta enroecimiento, seguido por

formación de ves*culas 'ue se rompen deando la piel sin su capa protectora :este

efecto se conoce como radioIdermitis (Bmeda;. La curación se inicia de la periferia

(acia el centro, 'uedando la piel m)s delgada & con una aureola oscura, m)s

epuesta a cual'uier da"o posterior. Es Pierre Curie 'uien inicia los estudios de

radiobiolog*a en animales & facilita a los médicos tubos de vidrio 'ue contienen el

gas radiactivo radón, para 'ue realicen sus primeros eperimentos cl*nicos en el

tratamiento de tumores por medio de la radiación.

Mientras tanto, Marie continuaba sus estudios, & en unio de 19! presenta en La

%orbona su tesis de doctorado en ciencias f*sicas, $8nvestigaciones acerca de las

sustancias radiactivas$. Ese mismo a"o, enri 2ec'uerel & los esposos Pierre &

Marie Curie fueron galardoneados con el premio Nobel de ?*sica.



HITORI# $E L# R#$IOLO%&#

La confusión, la ignorancia & las opiniones dispares acompa"aron los primeros

pasos de la radioprotección médica. %u (istoria puede dividirse en cuatro per*odos

cronológicos principales#

La Era de los 'ioneros de la 'rotecci1n: 23456735368

Marcada por el reconocimiento del peligro de las radiaciones & el desarrollo de las

primeras medidas de protección fomentadas por un pe'ue"o grupo de pioneros.

La Edad de Oro de la Radiolo+ía: 2353673598

Notable no sólo como un tiempo de grandes progresos en la aplicación médica de

los ra&os > & de la radioactividad, sino también por el establecimiento de unidades

de medición & esfuer-os organi-ados en radioprotección.

La Edad de Oro de la Radioprotecci1n: 2359735;8<esarrollo de las bases cient*ficas & técnicas de la protección moderna &

nacimiento de la 0adiof*sica %anitaria como profesión.

La Era !oderna: 235;7'resente8

0egulación de la utili-ación de los ra&os >. +umento de la compleidad de las

aplicaciones médicas de los ra&os > e isótopos radioactivos. <esarrollo de nuevas

modalidades diagnósticas 'ue evitan el uso de radiaciones ioni-antes.

El obetivo de esta monograf*a es describir brevemente cómo se descubrieron los

efectos biológicos superficiales & profundos de los ra&os >, muc(as veces a

epensas de los propios investigadores, & cómo se fueron desarrollando las

medidas preventivas 'ue nos permiten en la actualidad eercer con m*nimo riesgo

una de las especialidades m)s apasionantes de las Ciencias Médicas.

OBRE U"# "UE<# CL#E $E R#O

il(elm Conrad 0oentgen, de 7 a"os, rector de la Fniversidad de Jrt-burgo

era, a fines del a"o 1597, uno de los f*sicos dedicados a investigar el

comportamiento de los ra&os catódicos en un tubo de descarga gaseosa de alto

voltae. Para evitar la fluorescencia 'ue se produc*a en las paredes de vidrio del

tubo, lo (ab*a envuelto con una cubierta de cartón negro. Entre los obetos 'ue

estaban en su laboratorio figuraba una pe'ue"a l)mina impregnada con una



solución de cristales de platinoIcianuro de bario, 'ue por la luminiscencia amarilloI

verdosa 'ue produc*a al ser tocada por la lu- de los ra&os catódicos, era una

sustancia frecuentemente empleada por los investigadores.

Fna tarde, al conectar por Bltima ve- el carrete de 0u(morff a su tubo, descubrió

'ue se iluminaba el cartón con platinoIcianuro de bario 'ue se (allaba fuera del

alcance de los ra&os emitidos, los cuales, en el meor de los casos, se atenuaban

a unos 5 cm de la placa obturadora. Esta débil luminiscencia segu*a siendo visible

aBn en el otro etremo del laboratorio, a casi dos metros del tubo envuelto en

cartón negro.

Efectos "oci=os de la Radiaci1n.

Efectos biológicos de la radiación son consecuencias de la acción de una

radiación ioni-ante sobre los teidos de los organismos vivos. La radiación

transfiere energ*a a las moléculas de las células de estos teidos. Como resultado

de esta interacción las funciones de las células pueden deteriorarse de forma

temporal o permanente & ocasionar incluso la muerte de las mismas. La gravedad

de la lesión depende del tipo de radiación, de la dosis absorbida, de la velocidad

de absorción & de la sensibilidad del teido frente a la radiación. Los efectos de la

radiación son los mismos, tanto si ésta procede del eterior, como si procede de

un material radiactivo situado en el interior del cuerpo.

Los efectos biológicos de una misma dosis de radiación var*an de forma

considerable segBn el tiempo de eposición. Los efectos 'ue aparecen tras una

irradiación r)pida se deben a la muerte de las células & pueden (acerse visibles

pasadas (oras, d*as o semanas. Fna eposición prolongada se tolera meor & es

m)s f)cil de reparar, aun'ue la dosis radiactiva sea elevada. No obstante, si la

cantidad es suficiente para causar trastornos graves, la recuperación ser) lenta e

incluso imposible. La irradiación en pe'ue"a cantidad, aun'ue no mate a las

células, puede producir alteraciones a largo pla-o.



're=enci1n en radiolo+ía

Los materiales & técnicas modernas permitan el m*nimo de eposición a la

radiación. Los procesamientos de revelado, las técnicas & el e'uipo actual

proporcionan radiograf*as de alta calidad, disminu&endo el tiempo de eposición

de los ra&os >.

Las dosis de radiación son tan baas 'ue si se produce un da"o es imposible de

detectar. +dem)s se emplean métodos de protección como son c(alecos de

plomo.

'ropiedades de los rayos >

K +traviesan la materia

K Producen fluorescencia en ciertas sustancias :pantallas refor-adas;

K 8mpresionan & producen im)genes sobre pel*culas fotogr)ficas

K La radiación se atenBa al atravesar la materia

K La cantidad de radiación disminu&e con la distancia :le& del inverso del

cuadrado de la distancia;

K Produce cambios en los teidos vivos

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