250px|miniatura|Nube radiactiva ocasionada tras la explosión de un artefacto nuclear de prueba, sobre un globo de helio, en un área próxima a Las Vegas, dentro de la Operación Plumbbob.La lluvia radiactiva solo afectó a una zona próxima al punto de detonación.
La lluvia radiactiva, ceniza radiactiva o poso radioactivoDiccionario Real Academia de Ingeniería es la caída o deposición de partículas radiactivas desde la atmósfera, procedentes de una explosión o accidente nuclear.Diccionario de química. Diccionario Oxford-Complutense. Inmaculada Julián. Editorial Complutense, 1999. ISBN 8489784728. Pág. 390 Supone un peligro de radiación residual posterior a una explosión nuclear, llamada así, ya que "cae" desde la atmósfera en la que se ha difundido durante la explosión o accidente. Se refiere también al polvo radiactivo creado cuando estalla un arma nuclear. Este polvo radiactivo, compuesto de partículas calientes, es un tipo de contaminación radiactiva. Puede conducir a la contaminación de la cadena alimentaria animal y humana.
Tipos
Hay muchos tipos de lluvia radiactiva, que van desde el tipo de lluvia más global hasta los tipos restringidos a una zona o área.
A escala mundial
200px|thumb|Animación de una explosión nuclear atmosférica.
240px|thumb|Intensidad radiactiva en la lluvia radiactiva tras el ensayo Trinity, primera prueba nuclear.
Después de una explosión atmosférica, los productos de la fisión nuclear, el material nuclear sin fisionar y los residuos de armas que han sido evaporados por el calor de la bola de fuego se condensan en una suspensión de finas partículas muy pequeñas de 10 nm a 20 micras de diámetro. Estas partículas pueden ser rápidamente lanzadas hasta la estratosfera, particularmente si la potencia explosiva es superior a 10 kt. Los ensayos atmosféricos de armas nucleares casi duplicaron la concentración de 14C radiactivo en el Hemisferio Norte, antes de que los niveles empezaran a disminuir lentamente después del Tratado de prohibición parcial de ensayos nucleares.
En un principio se sabía poco acerca de la dispersión de la precipitación nuclear a escala mundial. La Comisión de Energía Atómica de Estados Unidos (Atomic Energy Comission) suponía que la precipitación se dispersaba de manera uniforme por todo el mundo, dispersadas por los vientos atmosféricos y poco a poco se depositaba sobre la superficie de la Tierra, después de semanas, meses e incluso años, como una lluvia global. Los productos nucleares que se depositaron sobre el hemisferio norte han llegado a ser "mucho más peligrosos de lo que originalmente se había estimado." Desde la firma del Tratado de prohibición parcial de ensayos nucleares en 1963, la lluvia radiactiva global ha disminuido.Diccionario ambiental. Néstor Julio Fraume Restrepo. ECOE EDICIONES, 2007. ISBN 9586484629. Pág. 273
El riesgo radio-biológico de la lluvia global es esencialmente a largo plazo, debido a la posible acumulación de radioisótopos de larga duración (como el estroncio-90 y cesio-137) en el cuerpo, como consecuencia de la ingestión de alimentos que contienen estos materiales radiactivos. Este riesgo es mucho menos grave que el que se asocia con la lluvia local, que es una preocupación operativa mucho más inmediata.
En 1976, la lluvia radiactiva debida a los ensayos nucleares atmosféricos de China produjo una dosis media en el tiroides de 3,1·10-4 rads para una persona en los Estados Unidos.Física. Joseph W. Kane, Morton M. Sternheim. Editorial Reverté, 2004. ISBN 8429143181. Pág. 736
A escala local
En una explosión en tierra o en la superficie de agua, grandes cantidades de tierra o agua se vaporizan por el calor de la bola de fuego y mezclados en la nube radiactiva. Este material se vuelve radiactivo cuando se condensa con los productos de fisión y otros contaminantes radiactivos que han sido activados por neutrones. La mayoría de los isótopos de la tabla siguiente se descomponen principalmente en otros isótopos con los que muchas personas están familiarizados. Una parte de esa radiación contamina grandes cantidades de tierra y de agua potable, lo que causará mutaciones genéticas en diferentes organismos, animales y humanos.
right|300px|thumb|Gran nube radiactiva de aproximadamente 450 km de longitud tras la explosión Castle Bravo realizada por los EE. UU., en 1954, con una potencia de 15 megatones en las islas Bikini.
+ Capacidades relativas de los isótopos para formar sólidossegún T. Imanaka et al. Isótopo Índice refractario 91Sr 0.2 92Sr 1.0 95Zr 1.0 99Mo 1.0 106Ru 0.0 131Sb 0.1 132Te 0.0 134Te 0.0 137Cs 0.0 140Ba 0.3 141La 0.7 144Ce 1.0
thumb|300px|Dosis per cápita en el tiroides en la parte continental de Estados Unidos, derivados de todas las vías de exposición de todas las pruebas atmosféricas nucleares realizadas en el Nevada Test Site desde 1951 a 1962.
Habrá grandes cantidades de partículas desde menos de 100 nm hasta varios milímetros de diámetro, generadas en una explosión en la superficie, además de las partículas muy finas que contribuyen a la lluvia radiactiva global. Las partículas más grandes se desparraman fuera del pie del hongo nuclear y caen en cascada por la parte exterior de la bola de fuego en una corriente de aire descendente, incluso mientras la nube en forma de hongo se eleva, por lo que la lluvia de ceniza comienza a llegar al suelo en una hora, y más de la mitad de los desechos totales de la bomba se depositan en el suelo dentro de aproximadamente 24 horas, como lluvia local.
Las propiedades químicas de los distintos elementos de la lluvia controlarán la velocidad a la que se depositan en el suelo. Los elementos menos volátiles se depositarán primero.
Una grave contaminación local puede extenderse más allá de la explosión y los efectos térmicos, en particular en el caso de las detonaciones de superficie de alto rendimiento. Las huellas en el suelo de la lluvia radiactiva de una explosión dependen de la situación meteorológica a partir del momento de la detonación. Con vientos más fuertes, la lluvia viaja hasta el suelo más rápido pero tarda el mismo tiempo en descender, por lo que a pesar de que cubre una mayor trayectoria, es más dispersa o diluida.El terrorismo definitivo. Jessica Stern. Ediciones Granica S.A., 2001. ISBN 9506413509. Pág.20
Por tanto, se reduce el ancho del patrón de precipitación para cualquier tasa de dosis dada, donde la distancia a favor del viento se incrementa para vientos mayores. La cantidad total de actividad depositada hasta un momento dado es el mismo independientemente del tipo de viento, por lo que la cifra de víctimas en general de la precipitación radiactiva en general, será independiente de los vientos. Pero las tormentas eléctricas pueden disminuir la actividad pues la lluvia cae más rápidamente que la precipitación seca, sobre todo si el hongo es suficientemente bajo como para estar por debajo de ("lavado"), o mezclado con ("lluvia"), la tormenta.
Siempre que las personas permanezcan en un área radiológicamente contaminada, la contaminación de este tipo dará lugar a una inmediata exposición a la radiación externa, así como un posible peligro interno por la inhalación y la ingestión posterior de contaminantes radiactivos, tal como el isótopo yodo-131, de corta vida media, que se acumula en el tiroides.
Factores que afectan a la lluvia radiactiva right|300px|thumb|Dosis de radiación gamma por lluvia radiactiva exterior total en el campo de ensayos nucleares Nevada. La precipitación de partículas se produce al norte y este porque las pruebas solo se permiten cuando el viento sopla en esa dirección.
Ubicación
Hay dos consideraciones principales para la localización de una explosión: la altura de la explosión y la composición de la superficie.Guerra no. Robert Hinde, Joseph Rotbalt. Intermón Oxfam Editorial. ISBN 8484524507. Pág. 34 En la explosión de un arma nuclear detonada en el aire, llamada explosión atmosférica, se producen menos consecuencias que en una explosión similar cerca del suelo.
thumb|250px|right|Tipos de explosiones nucleares: 1-Atmosférica. 2-Subterránea. 3-En la atmósfera superior. 4-Submarina.
En el caso de explosiones en la superficie del agua, las partículas tienden a ser bastante más ligeras y pequeñas, lo que produce consecuencias menos locales pero que se extienden sobre un área mayor. Las partículas contienen principalmente sales marinas con un poco de agua, las cuales pueden producir un efecto de siembra de nubes, causando lluvias locales y zonas de alta incidencia local de precipitación de ceniza radiactiva.
La ceniza radiactiva posterior a una explosión en la superficie del agua es difícil de eliminar una vez que se ha empapado en superficies porosas, porque los productos de fisión están presentes como iones metálicos que se enlazan químicamente a muchas superficies.
El lavado con agua y detergente es eficaz en la eliminación de menos de un 50% de esta actividad químicamente unida al hormigón o el acero (la descontaminación completa requiere un tratamiento agresivo como lavado con chorro de arena o tratamiento ácido). Después de la prueba bajo el agua Crossroads, se encontró que la precipitación húmeda debe eliminarse inmediatamente de los buques mediante el baldeo de agua continua (como los de los sistemas de rociadores contra incendios en las cubiertas).
Una parte del fondo del mar puede incorporarse a la lluvia radioactiva. Después de la prueba Castle Bravo, un polvo blanco, partículas de óxido de calcio contaminadas, procedentes de corales pulverizados y calcinados, cayó durante varias horas, causando quemaduras por radiación beta y la exposición a la radiación de los habitantes de los atolones cercanos y la tripulación del barco de pesca Fukuryu Daigo Maru. Los científicos la llamaron la precipitación de nieve Bikini.
Para las explosiones subterráneas, existe un fenómeno adicional presente, la formación de una nube rasante (base surge, en inglés) que irradia desde el centro de la explosión (Moore, 1967). Este tipo de nubes anulares pueden originarse por la onda expansiva. La nube rasante es una nube que rueda hacia afuera desde la parte inferior de la columna que se hunde, a causa de la excesiva densidad del polvo o gotas de agua en el aire. Para explosiones bajo el agua, la nube rasante visible es, en efecto, una nube de gotas de líquido (normalmente agua) con la propiedad de fluir casi como si fuera un líquido homogéneo. Después de que el agua se evapora, una nube rasante invisible de pequeñas partículas radiactivas puede persistir.
Para explosiones en el subsuelo de la tierra, la nube se compone de pequeñas partículas sólidas, pero todavía se comporta como un fluido. Un suelo de tierra favorece la formación de nubes rasantes en una explosión subterránea. Aunque la nube rasante normalmente contiene solo el 10% del total de los desechos de bomba en una explosión subterránea, puede crear mayores dosis de radiación que la lluvia radiactiva próxima a la detonación, ya que llega más pronto que la lluvia, antes de que haya ocurrido mucho decaimiento radiactivo.
Meteorología
right|300px|thumb|Comparación de dosis gamma por lluvia radiactiva y contornos de igualdad de dosis para una explosión de fisión de 1 megatón en la superficie de la tierra, sobre la base de cálculos DELFIC.Glasstone and Dolan, The Effects of Nuclear Weapons, U.S. Department of Defense, December 1977. Debido a la desintegración radiactiva, los contornos de igualdad de dosis se contraen después de la llegada de la lluvia, pero los contornos de dosis continúan creciendo.