Magnitudes utilizadas en protección radiológica

MAGNITUDES DOSIMETRICAS

Dosis Absorbida (D) Es la energía impartida media  por la radiación ionizante a una masa m de materia. Unidad, D: [JKg-1]  [Gray]  [Gy]

Tasa de Dosis ( ) La tasa de dosis es el cociente entre D y t, donde D es el incremento de la dosis absorbida en el intervalo de tiempo t. Unidad, D: [JKg-1.s-1]  [Gy.s-1]

MAGNITUDES DE PROTECCIÓN RADIOLOGICA

La Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) Es una asociación científica independiente dedicada a fomentar el progreso de la ciencia de la Protección Radiológica para el beneficio público. Par ello edita periódicamente documentos científicos en forma de recomendaciones o guías en todos los aspectos de la protección radiológica. La ICRP se fundó en 1928 por la Sociedad Internacional de Radiología, llamándose en un primer momento Comité Internacional de Protección ante los Rayos X y el Radio, cambiando en 1950 su nombre al actual.

Dosis absorbida media en órgano (DT) Donde T es la energía total impartida a un tejido u órgano de masa mT. La masa mT puede variar desde menos de 10 g para los ovarios hasta más de 70 Kg para todo el cuerpo. Unidad: JKg-1 =Gy

Factor de ponderación de la radiación La dosis absorbida D no es una magnitud suficiente en si misma para caracterizar un daño. El riesgo de efecto biológico no depende solo de la energía depositada por unidad de masa de tejido irradiado, sino también del modo en que esta energía es distribuida. “El factor de ponderación de la radiación es una medida de los efectos biológicos producidos por las distintas radiaciones, comparados con los producidos por los rayo X y gamma para una dosis absorbida dada”.

Factor de ponderación de la radiación (WR) Este factor de peso está basado en el tipo y calidad de la radiación incidente sobre el cuerpo cuando se trata de la irradiación externa o de la emitida por radioisótopos, cuando estos están depositados internamente en el cuerpo.

Muones: partículas elementales masivas de carga eléctrica negativa

Factor de ponderación para neutrones

Dosis equivalente en un órgano (HT) Se define como el producto de la dosis absorbida media en el órgano o tejido T y el factor de ponderación de la radiación Unidad: JKg-1 La unidad de la magnitud dosis equivalente en órgano o tejido recibe el nombre de Sievert (Sv).

Para campos de radiación compuestos de diferentes tipos de partículas y energías:

Por lo tanto: “Una dosis equivalente de 1 Sv representa la cantidad de dosis de radiación que es equivalente, en términos de un daño biológico especificado, a 1 Gray de rayos X o Gamma.”

Ejemplo 1: ¿Por qué es 1 mGy de radiación alfa considerado más dañino al tejido que 1 mGy de radiación beta? Solución: WR=20 WRβ=1 H=1.10-3×20=20.10-3 Sv= 20 mSv Hβ=1.10-3×1=1.10-3 Sv= 1 mSv

Conclusión 1 mGy de radiación  produce al tejido una dosis equivalente de 20 mSv. 1 mGy de radiación β produce al tejido una dosis equivalente de 1 mSv.

Ejemplo 2: Calcule la dosis equivalente total al tejido proveniente de dosis separada de 3 mGy de gamma, 0,6 mGy de neutrones de 100 KeV y 1 mGy de radiación beta.

Solución: WR=1 WRn=10 WRβ=1 H  =3.10-3×1=3.10-3 Sv= 3 mSv Hn=0,6.10-3×10=6.10-3 Sv= 6 mSv Hβ=1.10-3×1=1.10-3 Sv= 1 mSv Htotal= H +Hn + Hβ =10 mSv

Factor de ponderación de los tejidos u órganos (WT) El riesgo de la ocurrencia de efectos estocásticos, no solo depende del tipo de radiación considerado por medio del factor WR, sino que los distintos órganos y tejidos muestran diferentes radiosensibilidades para determinados efectos. En la tabla siguiente se muestran los valores de WT asignados por ICRP. ICRP: International Commission on Radiological Protection

El resto esta compuesto , a los efectos del cálculo, de los tejidos u órganos adicionales siguientes: glándulas suprarrenales, cerebro, intestino grueso superior, intestino delgado, riñón, músculo, páncreas, bazo, timo y útero.

Dosis efectiva (E) Se define por medio de una doble sumatoria, de los productos de las dosis absorbidas medias en órgano por lo correspondientes factores de ponderación de radiación y de órgano. Unidad: JKg-1 = Sv o también

Ejemplo 3: Calcular la dosis efectiva producida en un individuo que se ha expuesto a 20 mSv de radiación  en todo el cuerpo. Solución: H=20 mSv WT=1 (todo el cuerpo) E= 20.10-3 × 1 = 20.10-3 Sv = 20 mSv

Las dosis equivalentes y efectivas, no son magnitudes operacionales, dado que no pueden ser medidas. En su lugar se emplean magnitudes operacionales para la exposición externa, para la vigilancia de áreas y personas. Las medidas con monitores de área, han de hacerse en el aire, mientras que las individuales se realizan portando dispositivos sobre el cuerpo. Se han recomendado magnitudes equivalentes, basadas en las dosis existentes a las profundidades de 10 y 0,07 cm. En el cuerpo humano: Hp(10) y Hp(0,07)

Resumen Factor de Ponderación Tipo de Radiación (WR) Tipo de Tejido (WT) Dosis Absorbida (Gy) Dosis Equivalente (Sv) Dosis Efectiva (Sv)

Dosis equivalente comprometida o dosis equivalente integrada a 50 años (HT(50)) (Para contaminación interna) Una incorporación de material radiactivo lleva a que éste se deposite en órganos o tejidos. Cada órgano o tejido se comporta como fuente de irradiación para los órganos o tejidos circundantes, y para sí mismos.

El órgano que irradia se denomina fuente (S), y los órganos o tejidos irradiados se denominan blanco (T). Para cada tipo de radiación (i), de un determinado radionucleido (j), localizado en un órgano fuente, la dosis equivalente integrada en 50 años (HT(50)) en un órgano blanco es: donde Us es la actividad integrada y SEE la energía especifica

La actividad integrada (US) es el número total de desintegraciones del núcleo (j) en el órgano fuente (S) durante los 50 años posteriores a la incorporación.

La actividad presente en un órgano o tejido desaparece por decaimiento físico (desintegración radiactiva) y por su eliminación biológica (pasaje a otro órgano o tejido o excreción). La combinación de estos dos procesos da por resultado una función de actividad (decreciente en el tiempo) que se denomina función de retención.

Función de retención R(t) es la retención en un determinado órgano o tejido, ai es la actividad para un radionucleido dado (i), ef es la constante de decaimiento efectiva ef = f + b , donde f constante de decaimiento físico y b constante de decaimiento biológico.

Decaimiento efectivo

Energía especifica efectiva (S.E.E.) Es la energía absorbida por unidad de masa en el órgano blanco (T), aplicando el factor WR correspondiente al tipo de radiación emitida por desintegración del radionucleido j en S. Sus unidades según la publicación 30 de la ICRP, son MeV/g desintegración. La expresión completa de HT es: donde un factor numérico transforma las unidades de modo que la dosis resultante se exprese en Sv.

Dosis efectiva comprometida (Para contaminación interna) La dosis equivalentes comprometidas da lugar a la dosis efectiva comprometida, que se define como: donde WT son los factores de ponderación de tejidos

Resumen de magnitudes y unidades

Bibliografía consultada Curso de protección radiológica. Nivel Técnico. Autoridad Regulatoria Nuclear. Argentina. Nociones básicas sobre protección radiológica. Daoud, A. Barberis, C. Protección Radiológica en Medicina. Publicación 105-ICRP. Seguridad Radiológica y Nuclear. Menossi, C. 2004.