Magnitudes y unidades en Protección Radiológica Módulo: Magnitudes y detección Diplomatura en Protección Radiológica
Docente María Paulina Llano Gaviria
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Tipos de magnitudes radiológicas Radiométricas
Coeficientes de interacción
• Asociadas a la cantidad y calidad del campo de radiación. • Ej.: Fluencia y flujo de energía y/o partículas.
• Asociadas a la interacción de la radiación con la materia. • Ej.: coeficientes de atenuación, sección eficaz.
Radiactividad
• Asociadas con la radiación producida por fuentes radiactivas. • Ej.: Actividad.
Dosimétricas
• Asociadas con la medida de la energía absorbida y de su distribución. • Ej.: Exposición, dosis absorbida, Kerma, LET.
Radioprotección
• Relacionadas con los efectos biológicos de las magnitudes dosimétricas. • Ej.: Dosis equivalente y dosis efectiva.
Magnitudes bĂĄsicas de ProtecciĂłn RadiolĂłgica âž” Actividad (A) âž” Dosis Absorbida (D) âž” Dosis Equivalente (H ) T,R
âž” Dosis Efectiva (E) âž” Dosis equivalente comprometida [H (đ?›•)] T
âž” Dosis efectiva comprometida [E(đ?›•)] âž” Dosis efectiva colectiva (S)
Actividad La actividad A de una fuente radiactiva, es el cociente entre el número de transformaciones nucleares espontáneas dN (desintegraciones) y el intervalo de tiempo dt en el cual ocurren dichas transformaciones, matemáticamente esto es:
Donde, dN es el número de desintegraciones o transformaciones y dt es el intervalo de tiempo. La unidad de actividad es el becquerel (Bq) indica el número de desintegraciones o transformaciones por segundo. 1 Bq = 1 s−1
Dosis Absorbida En radiobiología, radiología clínica y protección radiológica, la dosis absorbida D, es la magnitud física básica de dosis y se utiliza para todos los tipos de radiación ionizante y cualquier geometría de irradiación. Está definida como el cociente entre La energía impartida por la radiación (dε) y la masa dm que tenga el volumen irradiado es decir:
La unidad SI de la dosis absorbida es J kg-1 y su nombre especial es el gray (Gy).
Dosis Equivalente Para especificar los límites de exposición son empleadas las magnitudes de protección, para garantizar que la incidencia de efectos estocásticos a la salud se mantiene por debajo de niveles inaceptables y que son evitadas reacciones tisulares. La magnitud de protección, la dosis equivalente en un órgano o tejido, HT está entonces definida por:
El factor WR, es un factor sin dimensiones por el que se multiplica la dosis absorbida en órganos o tejidos para reflejar la mayor eficiencia biológica de las radiaciones de alta Transferencia Lineal de Energía (LET) comparadas con las de baja LET. La suma se realiza para todos los tipos de radiaciones involucrados. La unidad de dosis equivalente es el J kg-1 y tiene como nombre especial el sievert (Sv).
Factor de ponderación de tipo de radiación WR Tipo de radiación
WR (ICRP-103)
Fotones
1
Electrones y muones
1
Protones
2
Partículas alfa, fragmentos de fisión e iones pesados
20
Neutrones
Función continua con la energía
➢ El factor de ponderación de tipo de radiación es menor para la radiación más penetrante en la materia y mayor para la menos penetrante.
Dosis Efectiva Para reflejar el detrimento combinado de los efectos estocásticos debidos a las dosis equivalentes en todos los órganos y tejidos del cuerpo, la dosis equivalente en cada órgano y tejido se multiplica por el factor de ponderación de los tejidos y los resultados son sumados sobre todo el cuerpo para dar la dosis efectiva.
donde wT es el factor de ponderación para el tejido T. La suma se realiza sobre todos los órganos y tejidos del cuerpo humano considerados sensibles a la inducción de efectos estocásticos. Estos valores de wT se escogen para representar las contribuciones de órganos individuales y de tejidos al detrimento total de la radiación para efectos estocásticos. La unidad de dosis efectiva es J kg-1 con el nombre especial de sievert (Sv).
Factor de ponderación de tipo de tejido WT Órgano o tejido
WT (ICRP-103)
Órgano o tejido
WT (ICRP-103)
Médula ósea
0,12
Esófago
0,04
Pulmón
0,12
Hígado
0,04
Intestino
0,12
Tiroides
0,04
Estómago
0,12
Superficies óseas
0,01
Mamas
0,12
Piel
0,01
Gónadas
0,08
Cerebro
0,01
Vejiga
0,04
Glándulas salivares
0,01
➢ Los factores de ponderación son válidos para ambos sexos y para todas las edades. ➢ Considera una mezcla subjetiva de distintos riesgos. ➢ La suma de los factores de ponderación de tejido es igual a la unidad.
Dosis Equivalente Comprometida Integral en el tiempo de la tasa de dosis equivalente en un Ăłrgano o tejido particular a consecuencia de la incorporaciĂłn de material radiactivo en el cuerpo de la “Persona de referenciaâ€? donde đ?›• es el tiempo de integraciĂłn expresado en aĂąos. Se define mediante la expresiĂłn:
donde HT (t) es la tasa de dosis equivalente en el Ăłrgano o tejido T, para una incorporaciĂłn en el instante t0. La unidad de la dosis equivalente comprometida es el sievert (Sv).
Dosis Efectiva Comprometida Suma de los productos de las dosis equivalentes comprometidas en órganos y tejidos y de los factores de ponderación de tejido correspondientes (wT), donde x es el tiempo de integración, en años, después de la incorporación. Se define mediante la expresión:
donde HT (x) es la dosis equivalente comprometida en el órgano o tejido T y wT es su factor de ponderación de tejido. El periodo de compromiso se toma como 50 años para adultos y hasta la edad de 70 años para niños. La unidad de dosis efectiva comprometida es el sievert (Sv).
Dosis Efectiva Colectiva Con el propósito de la optimización de la protección radiológica, preferentemente en el contexto de exposición ocupacional, la Comisión introdujo las magnitudes de dosis colectivas (ICRP, 1977, 1991b). Estas magnitudes tienen en cuenta la exposición de todos los individuos de un grupo durante un determinado lapso de tiempo o durante una operación ejecutada por este grupo en áreas designadas de radiación. La dosis efectiva colectiva, S (ICRP, 1991b) es calculada como la suma de todas las dosis efectivas individuales durante el lapso de tiempo o durante la operación en consideración. El nombre especial usado para la unidad de la magnitud dosis efectiva colectiva es el (sievert persona).
Magnitudes Operacionales En la práctica, las magnitudes relacionadas con la protección del cuerpo, la dosis equivalente y la dosis efectiva, no son mensurables. Por consiguiente, para la evaluación de la dosis efectiva o de las dosis equivalentes medias en órganos o tejidos se utilizan magnitudes operacionales. El objetivo de estas magnitudes es proveer una estimación conservadora del valor de las magnitudes de la protección relacionadas a una exposición, o exposición potencial, de personas en la mayoría de las condiciones de irradiación.
Magnitudes Operacionales Las magnitudes operacionales para la vigilancia radiológica de área son: ➔ equivalente de dosis ambiental H*(10) ➔ equivalente de dosis direccional H ́(0,07,Ω) La magnitud operacional para la vigilancia radiológica individual es el equivalente de dosis personal Hp(d) que es el equivalente de dosis en el tejido ICRU a una profundidad d en un punto especificado en el cuerpo humano. Habitualmente el punto especificado es aquel donde es usado el dosímetro individual.
Evaluación de la exposición Evaluación de la exposición externa: Habitualmente la evaluación de dosis de exposición individual a la radiación de las fuentes externas es llevada a cabo mediante la vigilancia radiológica empleando dosímetros personales colocados sobre el cuerpo o, por ejemplo, en los casos de evaluaciones prospectivas de dosis, midiendo o estimando H*(10) y aplicando los coeficientes de conversión apropiados. Las magnitudes operacionales para la vigilancia radiológica individual son Hp(10) y Hp(0,07). Si el dosímetro personal es usado en una posición del cuerpo representativa de su exposición, a dosis bajas y suponiendo una exposición uniforme de todo el cuerpo, el valor de Hp (10) provee un valor de la dosis efectiva suficientemente preciso para los objetivos de la protección radiológica.
Evaluación de la exposición Evaluación de la exposición interna: El sistema de evaluación de la dosis debida a incorporaciones de radionucleidos depende del cálculo del momento de la incorporación, el cual puede ser considerado como la magnitud operacional para la evaluación de la dosis debida a la exposición interna. La incorporación puede estimarse por mediciones directas (ej., la vigilancia radiológica de cuerpo entero o de órganos específicos y tejidos), por mediciones indirectas (ej. en orina o heces), o por mediciones de muestras medioambientales aplicando modelos biocinéticos. La dosis efectiva entonces es calculada a partir de la incorporación aplicando los coeficientes de dosis que la Comisión recomienda para un número considerable de radionucleidos.
Evaluaciรณn de la exposiciรณn
http://rinconeducativo.org/contenidoextra/seguridad/CPC/ud1/imagenes/Image145.jp g
Unidades para magnitudes en PR Magnitud Kerma Dosis absorbida Dosis equivalente Equivalentes de dosis Dosis efectiva Dosis equivalente y efectiva comprometidas
Unidad S.I. Gray (Gy)
Sievert (Sv)
Equivalencia 1 Gy = 1J/kg 1 Gy =100 rad (unidad antigua)
1 Sv = 1 J/kg
Bibliografía ➢ ICRU Report 85 Fundamental Quantities and Units for Ionizing Radiation. 2011 ➢ ICRP Publicación 103. Las recomendaciones 2007 de la comisión internacional de protección Radiológica. ➢ Antonio Brosed Serreta (ed.) - Fundamentos de física médica Volumen 1 Medida de la radicación. ➢ Antonio Brosed Serreta (ed.) - Fundamentos de física médica Volumen 7 Protección Radiológica Hospitalaria. ➢ ICRP Publicación 105 Protección Radiológica en Medicina.
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