lluvia radiactiva

Después de la detonación de un arma en o por encima de la altitud libre de lluvia radiactiva (una explosión aérea ), los productos de fisión , el material nuclear no fisionado y los residuos de armas vaporizados por el calor de la bola de fuego se condensan en una suspensión de partículas de 10 nm a 20 μm de diámetro. Este tamaño de materia particulada , elevada a la estratosfera , puede tardar meses o años en depositarse, y puede hacerlo en cualquier parte del mundo. ^{[ 4 ]} Sus características radiactivas aumentan el riesgo estadístico de cáncer, con un informe que estima aproximadamente 430 000 muertes adicionales por cáncer para el año 2000 y un total de 2,4 millones de muertes adicionales por cáncer durante los siguientes miles de años debido a la radiactividad atmosférica mediblemente elevada después de las pruebas generalizadas de armas nucleares de la década de 1950, que alcanzaron su punto máximo en 1963 (el pulso de la bomba ). ^{[ 5 ] [ 6 ]} Se estima que la exposición adicional a la radiación (incluida la exposición futura) asciende a una dosis efectiva promedio de 3,5 mSv , ^{[ 7 ]} con niveles promedio globales de radiación de fondo natural de alrededor de 2,4 mSv por año. ^{[ 8 ]}  

Se ha producido lluvia radiactiva en todo el mundo; por ejemplo, las personas han estado expuestas al yodo-131 debido a las pruebas nucleares atmosféricas. La lluvia radiactiva se acumula en la vegetación, incluyendo frutas y verduras. Desde 1951, las personas pueden haber estado expuestas, dependiendo de si estaban al aire libre, el clima y si consumieron leche, verduras o frutas contaminadas. La exposición puede ser en una escala de tiempo intermedia o a largo plazo. ^{[ 9 ]} La escala de tiempo intermedia resulta de la lluvia radiactiva que se ha depositado en la troposfera y ha sido expulsada por la precipitación durante el primer mes. La lluvia radiactiva a largo plazo a veces puede ocurrir por la deposición de pequeñas partículas transportadas en la estratosfera. ^{[ 10 ]} Para cuando la lluvia radiactiva estratosférica ha comenzado a llegar a la Tierra, la radiactividad ha disminuido mucho. Además, se estima que después de un año una cantidad considerable de productos de fisión se mueven de la estratosfera norte a la sur. La escala de tiempo intermedia es de entre 1 y 30 días, y la lluvia radiactiva a largo plazo ocurre después de eso.

Ejemplos de consecuencias tanto a medio como a largo plazo se produjeron tras el accidente de Chernóbil de 1986 , que contaminó más de 20 000 ^km² ( 7700 millas cuadradas ) de terreno en Ucrania y Bielorrusia . El combustible principal del reactor era uranio , rodeado de grafito, ambos vaporizados por la explosión de hidrógeno que destruyó el reactor y rompió su contención. Se estima que 31 personas murieron pocas semanas después del suceso, incluidos dos trabajadores de la planta que fallecieron en el lugar. Aunque los residentes fueron evacuados en 36 horas, comenzaron a quejarse de vómitos, migrañas y otros síntomas importantes de la enfermedad por radiación . Las autoridades ucranianas tuvieron que aislar una zona con un radio de 18 millas (30 km) . Entre los efectos a largo plazo se incluyeron al menos 6000 casos de cáncer de tiroides , principalmente en niños. La lluvia radiactiva se extendió por toda Europa, con el norte de Escandinavia recibiendo una dosis elevada, contaminando las manadas de renos en Laponia y haciendo que las verduras para ensalada fueran prácticamente inaccesibles en Francia. Algunas granjas de ovejas en el norte de Gales y el norte de Inglaterra estaban obligadas a controlar los niveles de radiactividad en sus rebaños hasta que se levantó el control en 2012. ^{[ 11 ]}    

Durante las detonaciones de dispositivos a nivel del suelo ( explosión superficial ), por debajo de la altitud libre de lluvia radiactiva o en aguas poco profundas, el calor vaporiza grandes cantidades de tierra o agua, que ascienden formando una nube radiactiva . Este material se vuelve radiactivo al combinarse con productos de fisión u otros radiocontaminantes, o al ser activado por neutrones .

La tabla que aparece a continuación resume la capacidad de los isótopos comunes para generar lluvia radiactiva. Cierta radiación contamina grandes extensiones de tierra y agua potable, provocando mutaciones en la vida animal y humana.

Una explosión superficial genera grandes cantidades de material particulado, compuesto por partículas de menos de 100 nm a varios milímetros de diámetro, además de partículas muy finas que contribuyen a la lluvia radiactiva mundial. ^{[ 13 ]} Las partículas más grandes se derraman del tallo y caen en cascada por el exterior de la bola de fuego en una corriente descendente incluso mientras la nube asciende, por lo que la lluvia radiactiva comienza a llegar cerca del punto cero en una hora. Más de la mitad de los escombros totales de la bomba caen al suelo en aproximadamente 24 horas como lluvia radiactiva local. ^{[ 14 ]} Las propiedades químicas de los elementos en la lluvia radiactiva controlan la velocidad a la que se depositan en el suelo. Los elementos menos volátiles se depositan primero.

La grave contaminación local por lluvia radiactiva puede extenderse mucho más allá de la explosión y los efectos térmicos, especialmente en el caso de detonaciones superficiales de alto rendimiento. La trayectoria de la lluvia radiactiva en tierra depende de las condiciones meteorológicas desde el momento de la detonación en adelante. Con vientos más fuertes, la lluvia radiactiva viaja más rápido, pero tarda el mismo tiempo en descender, por lo que, aunque cubre una trayectoria mayor, se dispersa o diluye más. Por lo tanto, la amplitud del patrón de lluvia radiactiva para cualquier tasa de dosis dada se reduce cuando la distancia a favor del viento aumenta debido a vientos más fuertes. La cantidad total de actividad depositada hasta un momento dado es la misma independientemente del patrón de viento, por lo que las cifras generales de víctimas por lluvia radiactiva son generalmente independientes de los vientos. Sin embargo, las tormentas eléctricas pueden reducir la actividad, ya que la lluvia permite que la lluvia radiactiva caiga más rápidamente, especialmente si la nube en forma de hongo es lo suficientemente baja como para estar por debajo ("lavado") o mezclada con ("lluvia") la tormenta eléctrica.

Cuando las personas permanecen en un área contaminada radiológicamente , dicha contaminación conlleva una exposición inmediata a la radiación externa, así como un posible riesgo interno posterior por inhalación e ingestión de radiocontaminantes, como el yodo-131 , de vida relativamente corta , que se acumula en la tiroides .

Hay dos factores principales a considerar para la ubicación de una explosión: la altura y la composición de la superficie. Una explosión nuclear en el aire, denominada explosión aérea , produce menos lluvia radiactiva que una explosión similar cerca del suelo. En una explosión nuclear donde la bola de fuego toca el suelo, arrastra tierra y otros materiales hacia la nube, y los neutrones la activan antes de que vuelva a caer al suelo. Una explosión aérea produce una cantidad relativamente pequeña de los componentes de metales pesados ​​altamente radiactivos del propio dispositivo.

En caso de explosiones en la superficie del agua, las partículas tienden a ser más ligeras y pequeñas, produciendo menos precipitación local pero extendiéndose sobre un área mayor. Las partículas contienen principalmente sales marinas con algo de agua; estas pueden tener un efecto de siembra de nubes , causando lluvia local y áreas de alta precipitación local. La precipitación de una explosión en el agua de mar es difícil de eliminar una vez que se ha filtrado en superficies porosas porque los productos de fisión están presentes como iones metálicos que se unen químicamente a muchas superficies. El lavado con agua y detergente elimina eficazmente menos del 50 % de esta actividad químicamente unida del hormigón o el acero . La descontaminación completa requiere un tratamiento agresivo como el chorro de arena o el tratamiento ácido. Después de la prueba submarina Crossroads , se descubrió que la precipitación húmeda debe eliminarse inmediatamente de los barcos mediante un lavado continuo con agua (por ejemplo, desde el sistema de rociadores contra incendios en las cubiertas).

Partes del lecho marino pueden convertirse en residuos radiactivos. Tras la prueba Castle Bravo , durante varias horas cayó polvo blanco —partículas de óxido de calcio contaminadas, procedentes de corales pulverizados y calcinados— , provocando quemaduras beta y exposición a la radiación a los habitantes de los atolones cercanos y a la tripulación del barco pesquero Daigo Fukuryū Maru . Los científicos denominaron a estos residuos « nieve de Bikini» .

En el caso de las explosiones subsuperficiales, se presenta un fenómeno adicional denominado " oleada basal ". La oleada basal es una nube que se extiende desde la base de la columna descendente, causada por una densidad excesiva de polvo o gotas de agua en el aire. En el caso de las explosiones submarinas, la oleada visible es, en efecto, una nube de gotas de líquido (generalmente agua) con la propiedad de fluir casi como si fuera un fluido homogéneo. Tras la evaporación del agua, puede persistir una oleada basal invisible de pequeñas partículas radiactivas.

En el caso de explosiones subterráneas, la oleada radiactiva se compone de pequeñas partículas sólidas, pero se comporta como un fluido . Un medio terrestre favorece la formación de la oleada radiactiva base en una explosión subterránea. Si bien la oleada base suele contener solo alrededor del 10 % de los restos totales de la bomba en una explosión subterránea, puede generar dosis de radiación mayores que la lluvia radiactiva cerca de la detonación, ya que llega antes que esta, antes de que se haya producido gran parte de la desintegración radiactiva.

Las condiciones meteorológicas influyen enormemente en la lluvia radiactiva, especialmente en la local. Los vientos atmosféricos pueden transportar la lluvia radiactiva a grandes áreas. ^{[ 15 ]} Por ejemplo, como resultado de una explosión superficial de Castle Bravo de un dispositivo termonuclear de 15 Mt en el atolón Bikini el 1 de marzo de 1954, un área del Pacífico con forma de cigarro que se extendía a lo largo de más de 500  km a sotavento y variaba en anchura hasta un máximo de 100  km quedó gravemente contaminada. Existen tres versiones muy diferentes del patrón de lluvia radiactiva de esta prueba, ya que la lluvia radiactiva se midió solo en un pequeño número de atolones del Pacífico muy espaciados. Las dos versiones alternativas atribuyen los altos niveles de radiación en el norte de Rongelap a un punto caliente a sotavento causado por la gran cantidad de radiactividad transportada por partículas de lluvia radiactiva de aproximadamente 50 a 100 micrómetros de tamaño. ^{[ 16 ]}

Después de Bravo , se descubrió que la lluvia radiactiva que cae al océano se dispersa en la capa superior del agua (por encima de la termoclina a 100 m de profundidad), y la tasa de dosis equivalente en tierra se puede calcular multiplicando la tasa de dosis en el océano dos días después de la explosión por un factor de aproximadamente 530. En otras pruebas de 1954, incluidas Yankee y Nectar, los puntos calientes fueron mapeados por barcos con sondas sumergibles, y puntos calientes similares ocurrieron en pruebas de 1956 como Zuni y Tewa . ^{[ 17 ]} Los principales cálculos informáticos estadounidenses " DELFIC " (Defence Land Fallout Interpretive Code) utilizan las distribuciones de tamaño naturales de las partículas en el suelo en lugar del espectro de barrido posterior al viento , y esto da como resultado patrones de lluvia radiactiva más directos que carecen del punto caliente a sotavento.

La nieve y la lluvia , especialmente si caen desde alturas considerables, aceleran la precipitación radiactiva local. En condiciones meteorológicas especiales, como una lluvia local que se origina por encima de la nube radiactiva, pueden formarse áreas limitadas de alta contaminación justo a sotavento de una explosión nuclear.

La dosis letal para el 50 % de una población es un parámetro común para comparar los efectos de distintos tipos de lluvia radiactiva o circunstancias. Generalmente, este término se define para un período de tiempo específico y se limita a estudios de letalidad aguda. Los períodos de tiempo habituales son de 30 días o menos para la mayoría de los animales pequeños de laboratorio y de hasta 60 días para animales grandes y humanos. La cifra de DL50 _presupone que los individuos no sufrieron otras lesiones ni recibieron tratamiento médico.

En la década de 1950, la LD50 _para los rayos gamma se estableció en 3,5 Gy, mientras que en condiciones más extremas de guerra (mala alimentación, escasa atención médica, enfermería deficiente) la LD50 _era de 2,5 Gy (250 rad). Se han documentado pocos casos de supervivencia más allá de los 6 Gy. Una persona en Chernóbil sobrevivió a una dosis superior a 10 Gy, pero muchas de las personas expuestas allí no recibieron una exposición uniforme en todo el cuerpo. Si una persona se expone de forma no homogénea, es menos probable que una dosis determinada (promediada en todo el cuerpo) sea letal. Por ejemplo, si una persona recibe una dosis de 100 Gy en la mano o la parte inferior del brazo, lo que le da una dosis total de 4 Gy, es más probable que sobreviva que una persona que recibe una dosis de 4 Gy en todo el cuerpo. Una dosis de 10 Gy o más en la mano probablemente resultaría en la pérdida de la mano. Un radiógrafo industrial británico que, según las estimaciones, recibió una dosis en la mano de 100 Gy a lo largo de su vida, perdió la mano debido a una dermatitis por radiación . ^{[ 18 ]} La mayoría de las personas enferman después de una exposición a 1 Gy o más. Los fetos suelen ser más vulnerables a la radiación y pueden sufrir abortos espontáneos , especialmente en el primer trimestre .

Debido a la gran cantidad de productos de fisión de corta duración, la actividad y los niveles de radiación de la lluvia radiactiva disminuyen muy rápidamente después de su liberación; se reducen en un 50 % en la primera hora después de una detonación y en un 80 % durante el primer día. Como resultado, la descontaminación inicial , como la eliminación de prendas exteriores contaminadas, es más eficaz que una limpieza más exhaustiva, aunque tardía. ^{[ 19 ]} La mayoría de las zonas se vuelven relativamente seguras para viajar y descontaminarse después de tres a cinco semanas. ^{[ 20 ]}

Una hora después de una explosión en la superficie, la radiación proveniente de la lluvia radiactiva en la región del cráter es de 30 grays por hora (Gy/h). Las tasas de dosis para la población civil en tiempos de paz oscilan entre 30 y 100 μGy por año.

Para dosis de hasta 10 kt , la radiación inmediata es la principal causa de bajas en el campo de batalla. Las personas que reciben una dosis aguda incapacitante (30 Gy) ven su rendimiento disminuido casi de inmediato y se vuelven ineficaces en cuestión de horas. Sin embargo, no fallecen hasta cinco o seis días después de la exposición, siempre que no sufran otras lesiones. Quienes reciben menos de 1,5 Gy en total no quedan incapacitados. Las personas que reciben dosis superiores a 1,5 Gy quedan discapacitadas y algunas incluso fallecen.

Una dosis de 5,3 Gy a 8,3 Gy se considera letal, pero no incapacitante de inmediato. El personal expuesto a esta cantidad de radiación experimenta una degradación de su rendimiento cognitivo en dos o tres horas, ^{[ 21 ] [ 22 ]} dependiendo de la exigencia física de las tareas que deban realizar, y permanece en este estado de discapacidad durante al menos dos días. Sin embargo, en ese momento experimentan un período de recuperación y pueden realizar tareas no exigentes durante unos seis días, tras los cuales sufren una recaída durante unas cuatro semanas. En ese momento comienzan a presentar síntomas de envenenamiento por radiación de suficiente gravedad como para volverlos totalmente ineficaces. La muerte sobreviene aproximadamente seis semanas después de la exposición, aunque los resultados pueden variar.

Los efectos tardíos de la radiación se producen tras una amplia gama de dosis y tasas de dosis. Estos efectos pueden aparecer meses o años después de la irradiación e incluyen una gran variedad de efectos que afectan a casi todos los tejidos y órganos. Algunas de las posibles consecuencias tardías de la lesión por radiación, con tasas superiores a la prevalencia basal, dependiendo de la dosis absorbida, incluyen carcinogénesis , formación de cataratas , radiodermatitis crónica , disminución de la fertilidad y mutaciones genéticas . ^{[ 23 ]}

Actualmente, el único efecto teratológico observado en humanos tras ataques nucleares en zonas densamente pobladas es la microcefalia , la única malformación, o anomalía congénita, demostrada en los fetos humanos en desarrollo durante los bombardeos de Hiroshima y Nagasaki. De todas las mujeres embarazadas que estuvieron lo suficientemente cerca como para estar expuestas a la intensa ráfaga de neutrones y rayos gamma en ambas ciudades, el número total de niños nacidos con microcefalia fue inferior a 50. No se encontró un aumento estadísticamente significativo de malformaciones congénitas entre los hijos concebidos posteriormente por supervivientes de las detonaciones nucleares de Hiroshima y Nagasaki. ^{[ 24 ] [ 25 ] [ 26 ]} Las mujeres supervivientes de Hiroshima y Nagasaki que pudieron concebir y estuvieron expuestas a cantidades sustanciales de radiación tuvieron hijos con una incidencia de anomalías no superior a la media japonesa. ^{[ 27 ] [ 28 ]}

El Proyecto de Investigación sobre Dientes de Leche, fundado por el matrimonio de médicos Eric Reiss y Louise Reiss , fue una iniciativa de investigación centrada en la detección de la presencia de estroncio-90 , un isótopo radiactivo cancerígeno creado por las más de 400 pruebas atómicas realizadas en la superficie terrestre. Este isótopo se absorbe del agua y los productos lácteos, llegando a los huesos y dientes debido a su similitud química con el calcio . El equipo envió formularios de recolección a escuelas del área de San Luis, Misuri , con la esperanza de recolectar 50 000 dientes cada año. Finalmente, el proyecto recolectó más de 300 000 dientes de niños de diversas edades antes de su finalización en 1970. ^{[ 29 ]}

Los resultados preliminares del Estudio de Dientes de Leche se publicaron en la edición del 24 de noviembre de 1961 de la revista Science y mostraron que los niveles de estroncio-90 habían aumentado constantemente en los niños nacidos en la década de 1950, siendo los nacidos posteriormente quienes mostraron los incrementos más pronunciados. ^{[ 30 ]} Los resultados de un estudio más exhaustivo de los elementos encontrados en los dientes recolectados mostraron que los niños nacidos después de 1963 tenían niveles de estroncio-90 en sus dientes de leche 50 veces superiores a los encontrados en los niños nacidos antes de que comenzaran las pruebas atómicas a gran escala. Estos hallazgos contribuyeron a convencer al presidente estadounidense John F. Kennedy de firmar el Tratado de Prohibición Parcial de Ensayos Nucleares con el Reino Unido y la Unión Soviética , que puso fin a las pruebas de armas nucleares en superficie que generaron las mayores cantidades de lluvia radiactiva atmosférica. ^{[ 31 ]}

Algunos consideraron la encuesta de dientes de leche como una "campaña que empleó eficazmente diversas estrategias de promoción mediática" para alarmar al público y movilizar el apoyo contra las pruebas nucleares atmosféricas, y poner fin a dichas pruebas se consideró un resultado positivo por múltiples razones. La encuesta no pudo demostrar en su momento, ni en las décadas transcurridas, que los niveles globales de estroncio-90 o la lluvia radiactiva en general fueran potencialmente mortales, principalmente porque "50 veces el estroncio-90 anterior a las pruebas nucleares" es una cifra minúscula, y la multiplicación de cifras minúsculas da como resultado una cifra minúscula ligeramente mayor. Además, el Proyecto de Radiación y Salud Pública, que actualmente conserva los dientes, ha visto criticadas su postura y sus publicaciones: un artículo de 2003 en The New York Times afirma que muchos científicos consideran el trabajo del grupo controvertido y con poca credibilidad ante la comunidad científica, mientras que algunos lo consideran un "trabajo bueno y riguroso". ^{[ 32 ]} En un artículo de abril de 2014 en Popular Science , Sarah Fecht argumenta que el trabajo del grupo, específicamente el caso ampliamente discutido de selección sesgada de datos para sugerir que la lluvia radiactiva del accidente de Fukushima de 2011 causó muertes infantiles en Estados Unidos, es " ciencia basura ", ya que a pesar de que sus artículos son revisados ​​por pares, los intentos independientes de corroborar sus resultados arrojan hallazgos que no están de acuerdo con lo que sugiere la organización. ^{[ 33 ]} La organización había sugerido anteriormente que lo mismo ocurrió después del accidente de Three Mile Island de 1979 , aunque la Comisión de Energía Atómica argumentó que esto era infundado. ^{[ 34 ]} La encuesta dental, y el nuevo objetivo de la organización de presionar para prohibir las pruebas con centrales nucleares estadounidenses, es detallado y calificado críticamente como el " problema del Hada de los Dientes " por la Comisión Reguladora Nuclear . ^{[ 35 ]}

En caso de un intercambio nuclear a gran escala, los efectos serían drásticos tanto para el medio ambiente como para la población humana. Dentro de las zonas de explosión directa, todo se vaporizaría y destruiría. Las ciudades dañadas, pero no completamente destruidas, perderían su sistema de agua debido a la pérdida de energía y la rotura de las tuberías de suministro. Dentro del patrón local de lluvia radiactiva, los suministros de agua de las áreas suburbanas se contaminarían gravemente. En ese momento, el agua almacenada sería la única agua segura para usar. Todas las aguas superficiales dentro del área afectada por la lluvia radiactiva se contaminarían con los productos de fisión que caen. ^{[ 36 ]}

Durante los primeros meses posteriores al intercambio nuclear, la lluvia radiactiva continuará desarrollándose y dañando el medio ambiente. Polvo, humo y partículas radiactivas caerán a cientos de kilómetros a sotavento del punto de explosión y contaminarán las fuentes de agua superficiales. El yodo-131 sería el producto de fisión dominante durante las primeras semanas, y en los meses siguientes, el estroncio-90 sería el producto de fisión dominante . Estos productos de fisión permanecerían en el polvo radiactivo, contaminando ríos, lagos, sedimentos y suelos. ^{[ 36 ]}

Los suministros de agua de las zonas rurales estarían ligeramente menos contaminados por partículas de fisión en la lluvia radiactiva a medio y largo plazo que las ciudades y las zonas suburbanas. Sin contaminación adicional, los lagos, embalses, ríos y escorrentía se contaminarían gradualmente menos a medida que el agua continuara fluyendo por su sistema. ^{[ 36 ]}

Sin embargo, las reservas de agua subterránea, como los acuíferos, permanecerían inicialmente sin contaminar en caso de lluvia radiactiva. Con el tiempo, el agua subterránea podría contaminarse con partículas de lluvia radiactiva y permanecería contaminada durante más de 10 años después de un ataque nuclear. ^{[ 36 ]} Un acuífero tardaría cientos o miles de años en purificarse por completo. ^{[ 37 ]} El agua subterránea seguiría siendo más segura que las reservas de agua superficial y se necesitaría consumirla en dosis menores. A largo plazo, el cesio-137 y el estroncio-90 serían los principales radionúclidos que afectarían las reservas de agua dulce. ^{[ 36 ]}

Los peligros de la lluvia radiactiva no se limitan al aumento del riesgo de cáncer y enfermedades por radiación, sino que también incluyen la presencia de radionúclidos en los órganos humanos a través de los alimentos. Un evento de lluvia radiactiva dejaría partículas de fisión en el suelo que los animales consumirían, y posteriormente los humanos. La leche, la carne, el pescado, las verduras, los cereales y otros alimentos contaminados radiactivamente serían peligrosos debido a la lluvia radiactiva. ^{[ 36 ]}

Entre 1945 y 1967, Estados Unidos realizó cientos de pruebas de armas nucleares. Durante este período, se llevaron a cabo pruebas atmosféricas sobre el territorio continental estadounidense, lo que permitió a los científicos estudiar el efecto de la lluvia radiactiva en el medio ambiente. Las detonaciones realizadas cerca de la superficie terrestre irradiaron miles de toneladas de suelo. Parte del material que se eleva a la atmósfera es transportado por vientos de baja altitud y depositado en las zonas circundantes en forma de polvo radiactivo. El material interceptado por vientos de gran altitud continúa su trayectoria. Cuando una nube radiactiva a gran altitud se expone a la lluvia, la lluvia radiactiva contamina la zona situada a sotavento. ^{[ 38 ]}

Los campos agrícolas y las plantas absorberán el material contaminado y los animales consumirán el material radiactivo. Como resultado, la lluvia radiactiva puede provocar que el ganado enferme o muera, y si lo consume, el material radiactivo se transmitirá a los humanos. ^{[ 38 ]}

El daño a otros organismos vivos como resultado de la lluvia radiactiva depende de la especie. Los mamíferos, en particular, son extremadamente sensibles a la radiación nuclear, seguidos de las aves, las plantas, los peces, los reptiles, los crustáceos, los insectos, los musgos, los líquenes, las algas, las bacterias, los moluscos y los virus. ^{[ 39 ]}

El climatólogo Alan Robock y el profesor de ciencias atmosféricas y oceánicas Brian Toon crearon un modelo de una hipotética guerra nuclear a pequeña escala en la que se utilizarían aproximadamente 100 armas. En este escenario, los incendios generarían suficiente hollín en la atmósfera como para bloquear la luz solar, reduciendo las temperaturas globales en más de un grado Celsius. Esto podría provocar una inseguridad alimentaria generalizada (hambruna nuclear). Las precipitaciones en todo el mundo se verían interrumpidas. Si se introdujera suficiente hollín en la atmósfera superior, la capa de ozono del planeta podría agotarse, afectando el crecimiento de las plantas y la salud humana. ^{[ 40 ]}

La radiación de la lluvia radiactiva permanecería en el suelo, las plantas y las cadenas alimentarias durante años. Las cadenas alimentarias marinas son más vulnerables a la lluvia radiactiva y a los efectos del hollín en la atmósfera. ^{[ 40 ]}

El daño causado por los radionúclidos de la lluvia radiactiva en la cadena alimentaria humana es evidente en los estudios sobre líquenes, caribúes y esquimales en Alaska. ^{[ 41 ]} El principal efecto observado en los humanos fue la disfunción tiroidea. El resultado de una lluvia radiactiva es increíblemente perjudicial para la supervivencia humana y la biosfera. La lluvia radiactiva altera la calidad de nuestra atmósfera, suelo y agua, y provoca la extinción de especies. ^{[ 42 ]}

A medida que el sector de la energía nuclear continúa creciendo, la retórica internacional en torno a la guerra nuclear se intensifica y persiste la amenaza constante de que materiales radiactivos caigan en manos de personas peligrosas, muchos científicos trabajan arduamente para encontrar la mejor manera de proteger los órganos humanos de los efectos nocivos de la radiación de alta energía. El síndrome de radiación aguda (SRA) es el riesgo más inmediato para los humanos cuando se exponen a radiación ionizante en dosis superiores a aproximadamente 0,1 Gy/h . Es poco probable que la radiación en el espectro de baja energía ( radiación alfa y beta ) con un poder de penetración mínimo cause daños significativos a los órganos internos (aunque si la contaminación se ingiere, inhala o entra en contacto con la piel, y por lo tanto está cerca de los tejidos y órganos, el efecto de estas partículas "masivas" puede ser catastrófico). Sin embargo, el alto poder de penetración de la radiación gamma y de neutrones penetra fácilmente la piel y muchos mecanismos de blindaje delgados para causar degeneración celular en las células madre que se encuentran en la médula ósea. Si bien el blindaje corporal completo en un refugio antiaéreo seguro, como se describió anteriormente, es la forma más óptima de protección contra la radiación, requiere permanecer encerrado en un búnker muy grueso durante un tiempo considerable. En caso de una catástrofe nuclear de cualquier tipo, es imperativo contar con equipo de protección móvil para que el personal médico y de seguridad pueda llevar a cabo las tareas necesarias de contención, evacuación y otros objetivos importantes de seguridad pública. La masa del material de blindaje necesario para proteger adecuadamente todo el cuerpo de la radiación de alta energía haría prácticamente imposible el movimiento funcional. Esto ha llevado a los científicos a comenzar a investigar la idea de la protección parcial del cuerpo: una estrategia inspirada en el trasplante de células madre hematopoyéticas (TCMH). La idea es utilizar suficiente material de blindaje para proteger adecuadamente la alta concentración de médula ósea en la región pélvica, que contiene suficientes células madre regenerativas para repoblar el cuerpo con médula ósea sana. ^{[ 47 ]} Se puede encontrar más información sobre el blindaje de la médula ósea en el artículo de la revista Health Physics Radiation Safety Journal titulado "Blindaje selectivo de la médula ósea: un enfoque para proteger a los seres humanos de la radiación gamma externa", o en el informe de 2015 de la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE) y la Agencia de Energía Nuclear (AEN) : "Protección radiológica ocupacional en la gestión de accidentes graves". 

El peligro de la radiación de la lluvia radiactiva también disminuye rápidamente con el tiempo debido en gran parte a la desintegración exponencial de los radionúclidos individuales. Un libro de Cresson H. Kearny presenta datos que muestran que durante los primeros días después de la explosión, la tasa de dosis de radiación se reduce en un factor de diez por cada aumento de siete veces en el número de horas desde la explosión. Presenta datos que muestran que "se necesita aproximadamente siete veces más tiempo para que la tasa de dosis decaiga de 1000 roentgens por hora (1000  R/h) a 10  R/h (48 horas) que para decaer de 1000  R/h a 100  R/h (7 horas)". ^{[ 46 ]} Esta es una regla general basada en datos observados, no una relación precisa.

El gobierno de los Estados Unidos, a menudo la Oficina de Defensa Civil del Departamento de Defensa , proporcionó guías para la protección contra la lluvia radiactiva en la década de 1960, frecuentemente en forma de folletos. Estos folletos ofrecían información sobre cómo sobrevivir mejor a la lluvia radiactiva. También incluían instrucciones para la construcción de diversos refugios antiaéreos , ya fueran para una familia, un hospital o una escuela. ^{[ 48 ] [ 49 ]} Asimismo, se proporcionaban instrucciones sobre cómo crear un refugio antiaéreo improvisado y qué hacer para aumentar las probabilidades de supervivencia de una persona que no estuviera preparada. ^{[ 50 ]}

La idea central de estas guías es que materiales como el hormigón, la tierra y la arena son necesarios para proteger a una persona de las partículas de lluvia radiactiva y la radiación. Se requiere una cantidad significativa de materiales de este tipo para proteger a una persona de la radiación de lluvia radiactiva, por lo que la ropa de seguridad no puede protegerla de dicha radiación. ^{[ 50 ] [ 48 ]} La ropa protectora puede evitar que las partículas de lluvia radiactiva lleguen al cuerpo de una persona, pero la radiación de estas partículas seguirá penetrándola. Para que la ropa de seguridad pudiera bloquear la radiación de lluvia radiactiva, tendría que ser tan gruesa y pesada que la persona no podría funcionar. ^{[ 48 ]}

Estas guías indicaban que los refugios antiaéreos debían contener suficientes recursos para mantener con vida a sus ocupantes hasta por dos semanas. Se preferían los refugios comunitarios a los refugios unifamiliares. Cuantas más personas hubiera en un refugio, mayor sería la cantidad y variedad de recursos con los que estaría equipado. Estos refugios comunitarios también ayudarían a facilitar los esfuerzos para la recuperación de la comunidad en el futuro. Los refugios unifamiliares debían construirse bajo tierra si era posible. Se podían construir muchos tipos diferentes de refugios antiaéreos con una cantidad de dinero relativamente pequeña. ^{[ 48 ] [ 50 ]} Un formato común para los refugios antiaéreos era construir el refugio bajo tierra, con bloques de hormigón macizo que actuaban como techo. Si un refugio solo podía estar parcialmente bajo tierra, se recomendaba cubrirlo con la mayor cantidad de tierra posible. Si una casa tenía sótano, lo mejor era construir un refugio antiaéreo en una esquina del mismo. ^{[ 48 ]} El centro de un sótano es donde se concentra la mayor cantidad de radiación porque la forma más fácil para que la radiación entre en un sótano es desde el piso superior. Dos de las paredes del refugio en una esquina del sótano serán las paredes del sótano que están rodeadas de tierra en el exterior. Se recomendó encarecidamente el uso de bloques de hormigón rellenos de arena o tierra para las otras dos paredes. Se deben usar bloques de hormigón u otro material denso como techo para un refugio antiaéreo en el sótano, ya que el piso de una casa no es un techo adecuado para un refugio antiaéreo . Estos refugios deben contener agua, alimentos, herramientas y un método para gestionar los desechos humanos. ^{[ 50 ]}

Si una persona no tenía un refugio construido previamente, estas guías recomendaban intentar refugiarse bajo tierra. Si una persona tenía un sótano pero no un refugio, debía colocar comida, agua y un contenedor de basura en una esquina del sótano. Luego, se debían apilar objetos como muebles para crear paredes alrededor de la persona en la esquina. ^{[ 50 ]} Si no se podía acceder al subsuelo, se recomendaba un edificio de apartamentos alto a por lo menos diez millas de la explosión como un buen refugio contra la lluvia radiactiva. Las personas en estos edificios debían acercarse lo más posible al centro del edificio y evitar los pisos superiores y la planta baja. ^{[ 48 ]}

Según la Oficina de Defensa Civil, las escuelas eran los refugios antiaéreos preferidos. ^{[ 49 ] [ 48 ]} Las escuelas, sin incluir las universidades, albergaban aproximadamente una cuarta parte de la población de los Estados Unidos cuando estaban en funcionamiento en ese momento. La distribución de las escuelas en todo el país reflejaba la densidad de población, y a menudo eran el edificio más adecuado en una comunidad para funcionar como refugio antiaéreo. Las escuelas también ya contaban con una organización y líderes establecidos. ^{[ 48 ]} La Oficina de Defensa Civil recomendó modificar las escuelas existentes y la construcción de futuras escuelas para incluir paredes y techos más gruesos, sistemas eléctricos mejor protegidos, un sistema de ventilación purificadora y una bomba de agua protegida. ^{[ 49 ]} La Oficina de Defensa Civil determinó que se necesitaban aproximadamente 10 pies cuadrados de área neta por persona en las escuelas que funcionaran como refugio antiaéreo. Un aula normal podía proporcionar espacio para que durmieran 180 personas. En caso de un ataque, se debía retirar todo el mobiliario innecesario de las aulas para hacer más espacio para las personas. Se recomendó mantener una o dos mesas en la habitación, si fuera posible, para usarlas como estación de servicio de alimentos. ^{[ 48 ]}

La Oficina de Defensa Civil realizó cuatro estudios de caso para determinar el costo de convertir cuatro escuelas en refugios antiaéreos y su capacidad. El costo por ocupante en las escuelas durante la década de 1960 fue de $66,00, $127,00, $50,00 y $180,00. La capacidad de estas escuelas como refugios era de 735, 511, 484 y 460 personas, respectivamente. ^{[ 48 ]}

El Departamento de Seguridad Nacional de los Estados Unidos y la Agencia Federal para el Manejo de Emergencias (FEMA), en coordinación con otras agencias encargadas de la protección pública tras una detonación nuclear, han desarrollado documentos de orientación más recientes que se basan en los marcos de Defensa Civil anteriores. La Guía de Planificación para la Respuesta a una Detonación Nuclear se publicó en 2022 y proporcionó un análisis exhaustivo y planes de respuesta para las jurisdicciones de los gobiernos locales. ^{[ 51 ]}

La explosión del reactor nuclear de Chernóbil en 1986 fue clasificada como un accidente de Nivel 7, la máxima categoría posible en la escala INES, debido a los efectos ambientales y para la salud generalizados y a la "liberación externa de una fracción significativa del inventario del núcleo del reactor". ^{[ 54 ]} El accidente nuclear sigue siendo el único accidente en la energía nuclear comercial que provocó muertes relacionadas con la radiación. La explosión de vapor y los incendios liberaron aproximadamente 5200 PBq, o al menos el 5 por ciento del núcleo del reactor, a la atmósfera. La explosión en sí causó la muerte de dos trabajadores de la planta, mientras que 28 personas murieron en las semanas siguientes por envenenamiento grave por radiación. Además, los niños pequeños y adolescentes en las áreas más contaminadas por la exposición a la radiación mostraron un aumento en el riesgo de cáncer de tiroides , aunque el Comité Científico de las Naciones Unidas sobre los Efectos de la Radiación Atómica declaró que "no hay evidencia de un impacto importante en la salud pública" aparte de eso. ^{[ 55 ] [ 56 ]} El accidente nuclear también tuvo graves consecuencias para el medio ambiente, incluyendo la contaminación en entornos urbanos causada por la deposición de radionúclidos y la contaminación de "diferentes tipos de cultivos, en particular, hortalizas de hoja verde... dependiendo de los niveles de deposición y la época de la temporada de cultivo". ^{[ 57 ]}

La fusión nuclear en Three Mile Island en 1979 fue categorizada como un accidente de Nivel 5 en la escala INES debido al "daño grave al núcleo del reactor" y la fuga de radiación causada por el incidente. ^{[ 54 ]} Three Mile Island fue el accidente más grave en la historia de las centrales nucleares comerciales estadounidenses, pero los efectos fueron diferentes a los del accidente de Chernóbil. Un estudio realizado por la Comisión Reguladora Nuclear después del incidente revela que se estima que los casi 2 millones de personas que rodeaban la planta de Three Mile Island "recibieron una dosis de radiación promedio de solo 1 milirem por encima de la dosis de fondo habitual". ^{[ 58 ]} Además, a diferencia de los afectados por la radiación en el accidente de Chernóbil, el desarrollo de cáncer de tiroides en las personas alrededor de Three Mile Island fue "menos agresivo y menos avanzado". ^{[ 59 ]}

Al igual que el incidente de Three Mile Island, el incidente de Fukushima se clasificó inicialmente como un accidente de Nivel 5 en la escala INES después de que un tsunami inhabilitara el suministro eléctrico y la refrigeración de tres reactores, que luego sufrieron una fusión significativa en los días posteriores. ^{[ 60 ]} Después de combinar los eventos en los tres reactores, en lugar de evaluarlos individualmente, el accidente se elevó a un Nivel 7 de la escala INES. ^{[ 61 ]} La exposición a la radiación del incidente provocó una evacuación recomendada para los habitantes hasta a 30  km de la planta. También fue difícil rastrear dicha exposición porque 23 de las 24 estaciones de monitoreo radiactivo también quedaron inhabilitadas por el tsunami. Eliminar el agua contaminada, tanto en la propia planta como el agua de escorrentía que se extendió al mar y áreas cercanas, se convirtió en un enorme desafío para el gobierno japonés y los trabajadores de la planta. Durante el período de contención posterior al accidente, miles de metros cúbicos de agua ligeramente contaminada se vertieron al mar para liberar espacio de almacenamiento para agua más contaminada en los edificios del reactor y la turbina. ^{[ 60 ]} Las consecuencias del accidente de Fukushima tuvieron un impacto mínimo en la población circundante. Según el Instituto de Radioprotección y Seguridad Nuclear , más del 62 por ciento de los residentes evaluados dentro de la prefectura de Fukushima recibieron dosis externas inferiores a 1 mSv en los cuatro meses posteriores al accidente. Además, la comparación de las campañas de detección en niños dentro de la prefectura de Fukushima y en el resto del país no reveló diferencias significativas en el riesgo de cáncer de tiroides. ^{[ 62 ]}