La luminiscencia de los relojes con iluminación radiactiva de radio 226

El radio 226 produce muy poca radiación que no sea alfa (la segura, para así entendernos), aunque, claro, no llega a la selectividad del tritio que prácticamente solo emite radiacion de ese tipo (recordemos que la radiación alfa es la que apenas atraviesa los sólidos, con lo cual "per se" es relativamente segura para los seres humanos a los niveles de uso llamémosle "normales").

Esto, evidentemente, pensando en el radio mezclado con su sustancia luminiscente dentro de su capsulita transparente, es decir mientras no se rompa nada. Claro que sí se rompe y se ingiere, al ser químicamente cercano a otros elementos y sabiendo lo de las nueces de Brasil (las cuales son ricas en potasio y radio) igual ya tendríamos que pensar otras cosillas.




El caso es que tampoco hay tanta documentación una vez que eliminas anécdotas del tipo de las tristemente célebres Radium Girls (las trabajadoras que pintaban precisamente esos relojes con pintura luminiscente basada en Ra226 y que, al no seguir ningún protocolo de seguridad e ingerir regularmente cantidades no tan pequeñas de esa sustancia por el inocente acto de afinar los pinceles usados chupándolos entre aplicaciones, acabaron sufriendo intoxicaciones y enfermedades probablemente secundarias a radiación).

Y digo "anecdóticas" porque, sobre todo por la época y los medios de la misma, no se pudo investigar demasiado bien los mecanismos involucrados en las patologías y muertes de estas pobres trabajadoras.

Aún así hay bastantes estudios sobre el radón, que también está en la progenie (los elementos inestables liberados en la desintegracion del o los isótopos radiactivos) de la cadena de desintegración del Radio 226, así que es posible aventurar un poquillo por esta parte.



Con eso y con las cifras epidemiológicas que manejan varias agencias tanto estadounidenses como de la UE, se podría decir que en principio una sola inhalación o ingesta accidental del Radio 226 en las cantidades que puede contener un reloj (bien como pintura libre o bien dentro de una cápsula hermética) tampoco deberían suponer un riesgo muy grave, al menos desde un punto de vista probabilístico.

Hago esta arriesgada afirmación basándome en los niveles considerados aceptables de radiación acumulada en todo el organismo, en el, en principio, riesgo de incorporación específica del radio en el metabolismo (aunque un cierto tropismo mineral óseo no es descartable: el radio químicamente tiene ciertos parecidos con el calcio y podría bioacumular ahí un poquillo, lo que cuadraría -y esto ya es especulación personal, que nadie la tome como un hecho- con ciertas manifestaciones descritas en las mismas Radium Girls que comentábamos antes), y también basándonos en los niveles de radiación alfa y gamma que emite este isótopo.

En definitiva, que es muy difícil que ante una rotura de un reloj con radio nos intoxiquemos o podamos sufrir, aún en el largo plazo, un aumento significativo de patologías derivadas de la radiación (para explicarnos, apenas subiríamos la cantidad total de radiación anual a la que se expone el organismo debido a fuentes "naturales").



Pero, claro, eso vale para una exposición accidental con un reloj. Si lo multiplicamos por 100 o por 1000 como lo haría un relojero especializado en restaurar este tipo de relojes sin un adecuado sistema de protección, las probabilidades empiezan a jugar en nuestra contra y el riesgo de contraer enfermedades a medio o corto plazo ya empezaría a acercarse a unas cifras no tan poco preocupantes.

En resumen, que el Radio 226 en pintura es seguro dentro de un reloj, aunque menos que ese mismo radio dentro de una cápsula (unos prismas que parecen rectangulitos de cristal con el material radiactivo y otro que es luminiscente gracias a la radiación que emite el primero) porque, excepto si se rompe, ese radio se queda ahí dentro y no se despega ni se convierte en polvillo como puede pasar con la pintura con casi 100 años.

Y a su vez, ese radio es más peligroso que el tritio que se emplea ahora en las cápsulas radiactivas, dado que ese emite menos radiación y casi toda en el espectro alfa, que ya hemos dicho que es el menos peligroso (las cápsulas radiactivas de hoy en día son de este material, nunca de radio-226; se tiene que indicar su presencia con una "T" visible en el dial o la tapa, en los relojes suizos con estas capsukas de tritio suele ser antes y después del "Swiss Made" ).



En fin, que radio-226 en pintura mejor no (y si lo lleva nuestro reloj, que seguramente será muy antiguo, mejor no desmontarlo sin las adecuadas medidas de seguridad para evitar aerosoles o generar polvillo que después pueda ser inhalado o ingerido accidentalmente). Obviamente esa precaución también va a la hora de manipular esas capsulitas que reemplazaron a la pintura, sobre todo si son antiguas o parecen dañadas.

Por lo que toca al tritio... bueno, las cápsulas de hoy en día son muy resistentes (se emplea en miras de armamento portátil militar para que os hagáis una idea de lo que tiene que poder aguantar), pero nada es a prueba de errores. Y aunque posiblemente sea mucho más seguro que el radio-226, tampoco se puede decir que sea del todo inocuo, así que cuidado con su manipulación.



Construcción y principio de funcionamiento
De hecho podemos cuantificar exactamente la pérdida no de luminosidad, pero sí de radiactividad que genera ahora respecto a la inicial en el momento de producción de esa cápsula (o en el momento en que se adquiere, que es un poco igual).

Vamos a detenernos en la ingeniería que hay detrás de estas cápsulas luminosas de tritio, también llamadas lámparas o luces beta o a veces también lámparas de radioluminiscencia. Para crear una lampara de estas necesitamos dos elementos que reaccionen: uno tiene que ser capaz de convertir la energía que le llega en un tipo de radiación que entre dentro de la frecuencia que somos capaces de percibir con nuestra vista humana, es decir que tiene que emitir esa radiación dentro del espectro visible (recordemos que los electrones que circundan un átomo pueden moverse entre varios niveles de forma conceptualmente similar a cómo lo hace un satélite en órbita, que si aumenta la energía -su velocidad orbital en este caso-, cambia también de órbita -pasaría a una órbita más alta, en este ejemplo-). Y la gracia es que, con ese "cambio de orbita" de esos electrones más superficiales (es decir, los más externos y por tanto los que mas fácilmente reaccionarán), se genera una energía de tipo luminoso especifica de cada elemento (lo que va de cine a la hora de medir la luz de un planeta o una estrella y saber de qué elementos está compuesto, o al menos cuáles están reaccionando entre sí).



Y un elemento que, como todos los otros, hace eso pero que lo hace en esa frecuencia de luz visible que nos interesa con poquita energía que le comuniquemos y que es fácil de obtener y manejar de forma industrial, y además es asequible, es el conocidísimo fósforo (conocido porque se descubrió desde antiguo que arde casi espontáneamente y que genera luz, lo cual le vino de cine a la humanidad para inventar las tan preciadas cerillas que en su honor seguimos llamando "fósforos"). Pues ya tenemos el elemento que genera luz cuando recibe energía. Ahora ya solo nos falta el que le pase esa energía al fósforo para que nos ilumine. Y para pasar energía necesitamos que sea... exacto, que sea "radiactivo".

Y para que además sea utilizable, lo suyo es que además fuera fácil de obtener, barato y, ya puestos a pedir, si es seguro para el usuario ya seria la bomba (bueno, "bomba" igual no es la palabra más afortunada para hablar de cosas radiactivas, pero vosotros me entendéis).



Ese honor recayó inicialmente sobre el ya citado 226Ra o Radio 226, pero a la larga se vio que tan seguro igual no era (si no se manipulaba adecuadamente, claro) y se le buscó un sustituto, honor que recayó en un lantánido, el prometeo (el portador del fuego según la mitologia clásica, lo cual prometia mucho -chiste malo inside-), pero era difícil de obtener y un tanto carillo en consecuencia, así que se siguió buscando un sustituto y en los años cincuenta llegó un isótopo del hidrógeno que teníamos a mansalva en los reactores de fisión y que parecía bastante ideal: el tritio (³H para los amigos).

Y era ideal porque la radiación que emitía era sobre todo de tipo alfa, es decir de baja energía, la cual es frenada muy rápidamente por la materia que la circunda y así apenas escapa de su cápsula y no digamos ya de la caja del reloj, esas cajas que vienen pegadas a nuestra piel, justo esa piel que tanto nos gusta que siga lustrosa y luminosa pero si es posible sin ayuda radiactiva detrás (esto de la radiación mayoritariamente alfa también pasaba, tal vez en un ligerísimo menor grado, en el radio 226, de ahí que éste siguiera en uso en cápsulas cerradas hasta los años 70 en que ya el tritio lo sustituyó completamente).



La gran diferencia del tritio, ³H, frente al ²²6Ra era lo que se llama tiempo de decaimiento (o vida media activa desde un punto de vista tal vez más industrial), que no es otra cosa que el tiempo que puede seguir emitiendo energía un isótopo antes de quedarse sin la energía suficiente como para que pierda su integridad atómica (o, mejor dicho, nuclear), y se transforme en otro isótopo con otras características (en nuestro caso el tritio pasaría a ser un isótopo que no emitiría radiación).

En el caso del radio 226 ese tiempo es de unos 1200 años, lo cual para un intervalo de revisiones de un reloj ya viene bien, pero en el caso del tritio... pues pasamos a 100 veces menos, es decir 12 años, más exactamente 12,3 años.

¿Y qué pasa a los 12,3 años? Pues que, haciendo honor a la expresión "vida activa media", la mitad del tritio se ha convertido en ese otro isótopo (el ³He o Helio 3, que es un isotopo estable y no emite radiación), y con ello la capacidad de ese tritio de emitir radiación pasa a ser exactamente la mitad de la inicial.



Nótese que este proceso es en función de la masa de tritio (o del isótopo radiactivo que sea) inicial respecto a la media ese tiempo después, es decir que si tengo 4 gramos de tritio, al cabo de 12,3 años ya solo tengo la mitad, 2 gramos, pero al cabo de otros 12,3 años tengo la mitad de esos 2 gramos restantes, 1 gramo y al cabo de otros tantos años, la mitad de ese gramo, 0.5 gramos y así sucesivamente. No es que en 24,6 años nos quedemos con 0 gramos.

Y sabiendo lo que sabemos ya podemos construir una lámpara beta de éstas, que no es más que un tubito con tritio en forma gaseosa dentro (el tritio es gaseoso en condiciones normales) y con las paredes recubiertas de una capita muy fina de fósforo que ése es sólido y se puede depositar sobre esas paredes, que, cuando reciba la energía liberada por el tritio, va a emitir a su vez esa energía de esa forma luminosa que tanto nos gusta. Y si esos tubitos o prismas ya los hacemos de cristal borosilicatado que, además de ser muy duro y resistente a los golpes, es muy fácil de cortar y sellar por calor (un buen laser es justo lo que necesitamos para cortar y sellar todo en uno un tubito ya cubierto interiormente de fósforo y relleno de gas tritio). Y con esto ya está resuelto el dilema.



La pega, claro, es que a los 12,3 años solo tenemos la mitad del tritio inicial con lo cual la radiación será la mitad, y la energía que le llegará al fósforo para ser transformada en luz también será la mitad.

Podríamos alargar esa vida media "lumínica" jugando con las proporciones de fosforo y tritio, de tal manera que hubiera inicialmente más tritio del necesario para que todo el fósforo brillara, con lo cual tendríamos unos años más de vida útil, pero eso ya es más antieconómico y además implica aumentar la presión dentro del tubo, lo cual dificulta el proceso (hay que poner paredes de cristal más gruesas, el laser tiene que ser mas potente... y así sucesivamente). Y además hay un límite práctico y hasta teórico hasta donde se puede llegar, así que tampoco se han vuelto muy locos los fabricantes por esta parte y en general podemos decir que en esos doce años, las cápsulas de esas luces beta suelen brillar prácticamente la mitad de ese luminoso día de compra de nuestro amado reloj radiactivo.


















| Redacción: Cockey