Nick Connor

Este capítulo resume brevemente las diferencias clave entre cantidades y unidades de radiación .

Actividad – Actividad específica

Una medida de radiactividad (actividad) se basa en el conteo de desintegraciones por segundo . La unidad de actividad del SI es el becquerel (Bq), igual a un segundo recíproco. La actividad depende solo del número de desintegraciones por segundo, no del tipo de desintegración, la energía de los productos de desintegración o los efectos biológicos de la radiación. Se puede utilizar para caracterizar la tasa de emisión de radiación ionizante. Actividad específicaes la actividad por cantidad de un radionúclido, por lo tanto, la actividad específica se define como la actividad por cantidad de átomos de un radionúclido particular. Por lo general, se administra en unidades de Bq / g, pero otra unidad de actividad de uso común es el curie (Ci) que permite la definición de actividad específica en Ci / g.

Las unidades de radioactividad (el curie y el becquerel) también se pueden utilizar para caracterizar una cantidad total de liberaciones controladas o accidentales de átomos radiactivos .

Unidades de radiactividad

• Becquerel . El becquerel es una unidad SI de radioactividad definida en 1974. Se nombra en honor a Henri Becquerel, un físico francés que descubrió la radioactividad en 1896. Un becquerel (1Bq) equivale a 1 desintegración por segundo .
• Curie . El curie es una unidad de radioactividad no SIdefinida en 1910. Originalmente se definió como equivalente al número de desintegraciones quesufrirá un gramo de radio-226 en un segundo . Actualmente, un curie se define como 1Ci = 3.7 x 10 ¹⁰ desintegraciones por segundo .
• Rutherford . Rutherford (símbolo Rd ) también es una unidad no SI definida como la actividad de una cantidad de material radiactivo en el que un millón de núcleos decaen por segundo .

Exposición

La exposición a la radiación se define como la suma de las cargas eléctricas (∆q) en todos los iones de un signo producido en el aire cuando todos los electrones, liberados por los fotones en un volumen de aire cuya masa es ∆m, se detienen por completo en el aire. Exposición a la radiación se da el símbolo X . La unidad SI de exposición a la radiación es el coulomb por kilogramo (C / kg), pero en la práctica,se usael roentgen .

Unidad de Exposición

• Roentgen . El roentgen, abreviado R , es la unidad de exposición a la radiación. En la definición original, 1 R significa la cantidad de rayos X o radiación γ que se requiere para liberar cargas positivas y negativas de una unidad de carga electrostática (esu) en 1 cm³ de aire seco a temperatura y presión estándar (STP).

Kerma

En general, la protección radiológica es la ciencia y la práctica de proteger a las personas y al medio ambiente de los efectos nocivos de la radiación ionizante.

Según la ICRP (Publicación 103), el Sistema de Protección Radiológica se basa en los siguientes tres principios:

1. Justificación . «Cualquier decisión que altere la situación de exposición a la radiación debería ser más beneficiosa que perjudicial».
2. Optimización de la protección . «Todas las dosis deben mantenerse tan bajas como sea razonablemente posible, teniendo en cuenta los factores económicos y sociales». (conocido como ALARA o ALARP)
3. Limitación de dosis . «La dosis total para cualquier individuo … no debe exceder los límites apropiados».

Ver también: ICRP, 2007. Las Recomendaciones de 2007 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica. Publicación 103 de la CIPR. Ann. ICRP 37 (2-4).

Limitación de dosis

Ver también: límites de dosis

La siguiente tabla resume los límites de dosis para los trabajadores ocupacionalmente expuestos y para el público:

De acuerdo con la recomendación de la ICRP en su declaración sobre las reacciones tisulares del 21 de abril de 2011, el límite de dosis equivalente para el cristalino del ojo para exposición ocupacional en situaciones de exposición planificadas se redujo de 150 mSv / año a 20 mSv / año, en promedio durante períodos definidos de 5 años, sin dosis anual en un solo año superior a 50 mSv.

En protección radiológica, la dosis comprometida es una cantidad de dosis que mide el riesgo de salud estocástico debido a la ingesta de material radiactivo en el cuerpo humano. La ICRP define dos cantidades de dosis para la dosis comprometida individual.

• Dosis efectiva comprometida
• Dosis equivalente comprometida

Según la ICRP, la dosis equivalente comprometida, H _T (t) se define como:

«El tiempo integral de la tasa de dosis equivalente en un tejido u órgano particular que será recibido por un individuo después de la ingesta de material radiactivo en el cuerpo por una Persona de referencia, donde t es el tiempo de integración en años».

Referencia especial: CIPR, 2007. Recomendaciones de 2007 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica. Publicación 103 de la CIPR. Ann. ICRP 37 (2-4).

La dosis equivalente comprometida recibe el símbolo H (t) , donde t es el tiempo de integración en años posteriores a la ingesta. La unidad SI de H ( t ) es el sievert (Sv) o aún se usa comúnmente rem (hombre equivalente a roentgen) ( 1 Sv = 100 rem ). La unidad de sievert lleva el nombre del científico sueco Rolf Sievert, que realizó muchos de los primeros trabajos sobre dosimetría en radioterapia.

Captación de dosis interna

Si la fuente de radiación está dentro de nuestro cuerpo, decimos que es la exposición interna. La ingesta de material radiactivo puede ocurrir a través de varias vías, como la ingestión de contaminación radiactiva en alimentos o líquidos, la inhalación de gases radiactivos, o a través de la piel intacta o herida. La mayoría de los radionucleidos le darán mucha más dosis de radiación si de alguna manera pueden ingresar a su cuerpo, de lo que lo harían si permanecieran afuera.

Pero cuando un compuesto radiactivo ingresa al cuerpo, la actividad disminuirá con el tiempo, debido a la descomposición radiactiva y al aclaramiento biológico . La disminución varía de un compuesto radiactivo a otro. Para este propósito, la vida media biológica se define en la protección radiológica.

La vida media biológica es el tiempo necesario para que la cantidad de un elemento particular en el cuerpo disminuya a la mitad de su valor inicial debido a la eliminación solo por procesos biológicos, cuando la tasa de eliminación es aproximadamente exponencial. La vida media biológica depende de la velocidad a la que el cuerpo normalmente usa un compuesto particular de un elemento. Los isótopos radiactivos que se ingirieron o tomaron a través de otras vías se eliminarán gradualmente del cuerpo a través de los intestinos, los riñones, la respiración y la transpiración. Esto significa que una sustancia radiactiva puede ser expulsada antes de que haya tenido la posibilidad de descomponerse.

Como resultado, la vida media biológica influye significativamente en la vida media efectiva y la dosis global de la contaminación interna. Si un compuesto radiactivo con semivida radiactiva (t _1/2 ) se elimina del cuerpo con una semivida biológica t _b , la semivida efectiva (t _e ) viene dada por la expresión:

Como se puede ver, los mecanismos biológicos siempre disminuyen la dosis general de la contaminación interna. Además, si t _1/2 es grande en comparación con t _b , la vida media efectiva es aproximadamente la misma que t _b .

man-sievert – person-rem – unidades de dosis colectiva

La dosis efectiva colectiva se define como la suma de todas las dosis efectivas individuales en un grupo de personas durante el período de tiempo o durante la operación que se considera debido a la radiación ionizante. La dosis colectiva se da el símbolo S . La unidad de la dosis efectiva colectiva es joule por kilogramo (J.kg ^-1 ) y su nombre especial es man sievert (man Sv). El person-rem a veces se usa como la unidad no SI en algunos sistemas reguladores. La dosis colectiva se puede obtener por el producto de la dosis individual promedio con el número de personas en el grupo.

La dosis efectiva colectiva se usa a menudo para estimar los efectos totales en la salud de un proceso o liberación accidental que involucra radiación ionizante a una población expuesta. Por otro lado, debe enfatizarse, todos los cálculos que implican la adición de dosis asumen el modelo lineal sin umbral para los efectos sobre la salud. Pero varias organizaciones no están de acuerdo con el uso del modelo lineal sin umbral para estimar el riesgo de exposición a la radiación ambiental y ocupacional de bajo nivel. Hay una pregunta, si este número es significativo en absoluto.

De acuerdo con la CIPR:

“La cantidad de dosis efectiva colectiva es un instrumento para la optimización, para comparar tecnologías radiológicas y procedimientos de protección, predominantemente en el contexto de exposición ocupacional. La dosis efectiva colectiva no pretende ser una herramienta para la evaluación del riesgo epidemiológico, y no es apropiado usarla en proyecciones de riesgo. La agregación de dosis individuales muy bajas durante períodos de tiempo prolongados es inapropiada y, en particular, se debe evitar el cálculo del número de muertes por cáncer con base en dosis efectivas colectivas de dosis individuales triviales «.

Referencia especial: CIPR, 2007. Recomendaciones de 2007 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica. Publicación 103 de la CIPR. Ann. ICRP 37 (2-4).

La dosis efectiva colectiva se usa a menudo como comparaciones de datos de exposición ocupacional entre centrales nucleares. Desde este punto de vista, el programa ISOE proporciona un foro para profesionales de protección radiológica de empresas de servicios de electricidad nuclear y autoridades reguladoras nacionales de todo el mundo para compartir información sobre reducción de dosis y experiencia operativa para mejorar la optimización de la protección radiológica de los trabajadores en las centrales nucleares. Por ejemplo, la dosis colectiva anual promedio en PWRs disminuyó de 2.01 hombre Sv en el año 1992 a 0.91 hombre Sv en el año 2001.

En la protección radiológica, la dosis efectiva es una cantidad de dosis definida como la suma de las dosis equivalentes de tejido ponderadas por los factores de ponderación de órganos (tejidos) ICRP , w _T , que tiene en cuenta la sensibilidad variable de los diferentes órganos y tejidos a la radiación . La dosis efectiva se da el símbolo E . La unidad SI de E es el sievert (Sv) o aún se usa comúnmente rem (hombre equivalente a roentgen) ( 1 Sv = 100 rem ). La unidad de sievert lleva el nombre del científico sueco Rolf Sievert, que realizó muchos de los primeros trabajos sobre dosimetría en radioterapia.

Dosis efectiva colectiva

La dosis efectiva colectiva se define como la suma de todas las dosis efectivas individuales en un grupo de personas durante el período de tiempo o durante la operación que se considera debido a la radiación ionizante. La dosis colectiva se da el símbolo S . La unidad de la dosis efectiva colectiva es joule por kilogramo (J.kg ^-1 ) y su nombre especial es man sievert (man Sv). El person-rem a veces se usa como la unidad no SI en algunos sistemas reguladores. La dosis colectiva se puede obtener por el producto de la dosis individual promedio con el número de personas en el grupo.

La dosis efectiva colectiva se usa a menudo para estimar los efectos totales en la salud de un proceso o liberación accidental que involucra radiación ionizante a una población expuesta. Por otro lado, debe enfatizarse, todos los cálculos que implican la adición de dosis asumen el modelo lineal sin umbral para los efectos sobre la salud. Pero varias organizaciones no están de acuerdo con el uso del modelo lineal sin umbral para estimar el riesgo de exposición a la radiación ambiental y ocupacional de bajo nivel. Hay una pregunta, si este número es significativo en absoluto.

De acuerdo con la CIPR:

“La cantidad de dosis efectiva colectiva es un instrumento para la optimización, para comparar tecnologías radiológicas y procedimientos de protección, predominantemente en el contexto de exposición ocupacional. La dosis efectiva colectiva no pretende ser una herramienta para la evaluación del riesgo epidemiológico, y no es apropiado usarla en proyecciones de riesgo. La agregación de dosis individuales muy bajas durante períodos de tiempo prolongados es inapropiada y, en particular, se debe evitar el cálculo del número de muertes por cáncer con base en dosis efectivas colectivas de dosis individuales triviales «.

Referencia especial: CIPR, 2007. Recomendaciones de 2007 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica. Publicación 103 de la CIPR. Ann. ICRP 37 (2-4).

La dosis efectiva colectiva se usa a menudo como comparaciones de datos de exposición ocupacional entre centrales nucleares. Desde este punto de vista, el programa ISOE proporciona un foro para profesionales de protección radiológica de empresas de servicios de electricidad nuclear y autoridades reguladoras nacionales de todo el mundo para compartir información sobre reducción de dosis y experiencia operativa para mejorar la optimización de la protección radiológica de los trabajadores en las centrales nucleares. Por ejemplo, la dosis colectiva anual promedio en PWRs disminuyó de 2.01 hombre Sv en el año 1992 a 0.91 hombre Sv en el año 2001.

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Tasa de dosis efectiva

La tasa de dosis efectiva es la tasa a la que se recibe una dosis efectiva. Es una medida de la intensidad de la dosis de radiación (o fuerza). Por lo tanto, la tasa de dosis efectiva se define como:

En unidades convencionales, se mide en mSv / sec ,  Sv / hr, mrem / sec o rem / hr. Dado que la cantidad de exposición a la radiación depende directamente (linealmente) del tiempo que las personas pasan cerca de la fuente de radiación, la dosis efectiva es igual a la intensidad del campo de radiación (tasa de dosis) multiplicado por el tiempo de permanencia en ese campo. El ejemplo anterior indica que una persona podría esperar recibir una dosis de 25 milirems al permanecer en un campo de 50 milirems / hora durante treinta minutos.

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Este artículo se basa en la traducción automática del artículo original en inglés. Para más información vea el artículo en inglés. Puedes ayudarnos. Si desea corregir la traducción, envíela a: translations@nuclear-power.com o complete el formulario de traducción en línea. Agradecemos su ayuda, actualizaremos la traducción lo antes posible. Gracias.

Factores de ponderación de tejidos

El factor de ponderación de tejido, w _T , es el factor por el cual la dosis equivalente en un tejido u órgano T se pondera para representar la contribución relativa de ese tejido u órgano al detrimento total de la salud resultante de la irradiación uniforme del cuerpo (ICRP 1991b) . Representa una medida del riesgo de efectos estocásticos que podrían resultar de la exposición de ese tejido específico. Los factores de ponderación de los tejidos tienen en cuenta la sensibilidad variable de los diferentes órganos y tejidos a la radiación.

Los factores de ponderación de los tejidos se enumeran en varias publicaciones de la ICRP (Comisión Internacional de Protección Radiológica). Según la determinación real de la ICRP, los factores de riesgo se encuentran en la siguiente tabla (de la publicación 103 de la ICRP (ICRP 2007)).

Referencia especial: CIPR, 2007. Recomendaciones de 2007 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica. Publicación 103 de la CIPR. Ann. ICRP 37 (2-4).

Para este fin, el cuerpo se ha dividido en 15 órganos diferentes – cada uno con un factor de ponderación w _T . Si solo se irradia parte del cuerpo, entonces solo esas regiones se utilizan para calcular la dosis efectiva. Los factores de ponderación del tejido se suman a 1.0 , de modo que si un cuerpo entero se irradia con radiación externa que penetra de manera uniforme, la dosis efectiva para todo el cuerpo es igual a la dosis equivalente para todo el cuerpo.

Si una persona se irradia solo parcialmente, la dosis dependerá en gran medida del tejido que se irradió. Por ejemplo, una dosis gamma de 10 mSv para todo el cuerpo y una dosis de 50 mSv para la tiroides es lo mismo, en términos de riesgo, que una dosis para todo el cuerpo de 10 + 0.04 x 50 = 12 mSv.

En la protección radiológica, la dosis efectiva es una cantidad de dosis definida como la suma de las dosis equivalentes de tejido ponderadas por los factores de ponderación de órganos (tejidos) ICRP , w _T , que tiene en cuenta la sensibilidad variable de los diferentes órganos y tejidos a la radiación . La dosis efectiva se da el símbolo E . La unidad SI de E es el sievert (Sv) o aún se usa comúnmente rem (hombre equivalente a roentgen) ( 1 Sv = 100 rem ). La unidad de sievert lleva el nombre del científico sueco Rolf Sievert, que realizó muchos de los primeros trabajos sobre dosimetría en radioterapia.

Unidades de dosis efectiva

• Sievert . El sievert es una unidad derivada de dosis equivalente y dosis efectiva y representa el efecto biológico equivalente del depósito de un joule de energía de rayos gamma en un kilogramo de tejido humano.
• REM . El rem (una abreviatura de R oentgen E quivalent M an) es la unidad no SI de dosis equivalente y dosis efectiva, que se usa predominantemente en los EE. UU. Es un término para la equivalencia de dosis e iguala el daño biológico que sería causado por un rad de dosis.

Un sievert es una gran cantidad de dosis efectiva. Una persona que ha absorbido una dosis de 1 Sv en todo el cuerpo ha absorbido un julio de energía en cada kg de tejido corporal (en el caso de los rayos gamma).

Las dosis efectivas en la industria y la medicina a menudo tienen dosis más bajas que un sievert, y a menudo se usan los siguientes múltiplos:

1 mSv (millisievert) = 1E-3 Sv

1 µSv (microsievert) = 1E-6 Sv

Las conversiones de las unidades SI a otras unidades son las siguientes:

• 1 Sv = 100 rem
• 1 mSv = 100 mrem

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Este artículo se basa en la traducción automática del artículo original en inglés. Para más información vea el artículo en inglés. Puedes ayudarnos. Si desea corregir la traducción, envíela a: translations@nuclear-power.com o complete el formulario de traducción en línea. Agradecemos su ayuda, actualizaremos la traducción lo antes posible. Gracias.

Como se escribió, hoy el sistema de protección se basa en la hipótesis LNT, que es un modelo conservador utilizado en la protección radiológica para estimar los efectos en la salud de pequeñas dosis de radiación. El  modelo LNT  es recomendado por la ICRP y aceptado por la mayoría de las autoridades de protección radiológica del mundo. Debe enfatizarse, la  conservaduría  de este modelo tiene enormes consecuencias y  varias organizaciones no están de acuerdo  con el uso del  modelo lineal sin umbral  para estimar el riesgo de exposición a la radiación ambiental y ocupacional de bajo nivel. Este modelo es excelente para configurar un sistema de protecciónpara todo uso de radiaciones ionizantes. Este modelo supone que no hay un punto umbral y el riesgo aumenta linealmente con una dosis, es decir, el modelo LNT implica que no hay una dosis segura de radiación ionizante. Si este modelo lineal es correcto, la radiación de fondo natural es la fuente de radiación más peligrosa para la salud pública en general, seguida de imágenes médicas como un segundo lugar cercano.

En el caso de dosis bajas, su carácter conservador tiene enormes consecuencias y el modelo a veces se usa erróneamente (quizás intencionalmente) para cuantificar el efecto canceroso de dosis colectivas de contaminaciones radiactivas de bajo nivel. Una curva lineal de dosis-efecto permite utilizar dosis colectivas para calcular los efectos perjudiciales para una población irradiada. También se argumenta que el modelo LNT había causado un miedo irracional a la radiación , ya que cada microsievert puede convertirse a la probabilidad de inducción de cáncer, por pequeña que sea esta probabilidad. Por ejemplo, si diez millones de personas reciben una dosis efectiva de 0.1 µSv(un equivalente a comer un plátano), entonces la dosis colectiva será S = 1 Sv. ¿Significa que hay una probabilidad del 5.5% de desarrollar cáncer para una persona debido al consumo de plátano? Tenga en cuenta que, para dosis altas, un sievert representa una probabilidad del 5.5% de desarrollar cáncer.

El problema de este modelo es que descuida una serie de procesos biológicos de defensa que pueden ser cruciales a dosis bajas . La investigación durante las últimas dos décadas es muy interesante y muestra que pequeñas dosis de radiación administradas a una tasa de dosis baja estimulan los mecanismos de defensa . Por lo tanto, el modelo LNT no se acepta universalmente y algunos proponen una relación de dosis-respuesta adaptativa donde las dosis bajas son protectoras y las dosis altas son perjudiciales. Muchos estudios han contradicho el modelo LNT y muchos de ellos han mostrado una respuesta adaptativa a la dosis baja de radiación que resulta en mutaciones y cánceres reducidos. Este fenómeno se conoce como hormesis de radiación .

Como se puede ver en la curva de dosis-efecto de LNT , el riesgo no comienza en 0 porque existe cierto riesgo de cáncer, incluso sin exposición ocupacional. Tenga en cuenta que la radiación es uno de los agentes cancerígenos físicos, mientras que los cigarrillos son un ejemplo de un agente químico cancerígeno. Los virus son ejemplos de agentes cancerígenos biológicos. La pendiente de la línea solo significa que una persona que recibe 5 mSv en un año incurre en 10 veces más riesgo que una persona que recibe 0.5 mSv en un año.

Como se puede ver, el modelo lineal sin umbral supone que más exposición significa más riesgo y que no hay dosis de radiación tan pequeña que no tenga algún efecto.

El modelo LNT es recomendado por la ICRP y aceptado por la mayoría de las autoridades de protección radiológica del mundo. Debe enfatizarse que la conservaduría de este modelo tiene enormes consecuencias y varias organizaciones no están de acuerdo con el uso del modelo lineal sin umbral para estimar el riesgo de exposición a la radiación ambiental y ocupacional de bajo nivel. Este principio se introdujo a fines de la década de 1950 y sigue siendo la base de todos los límites de dosis recomendados.

De acuerdo con ICRP:

«Un modelo de dosis-respuesta que se basa en la suposición de que, en el rango de dosis baja, las dosis de radiación mayores que cero aumentarán el riesgo de cáncer en exceso y / o enfermedad hereditaria de una manera simple y proporcional».

Referencia especial: CIPR, 2007. Recomendaciones de 2007 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica. Publicación 103 de la CIPR. Ann. ICRP 37 (2-4).

Hoy, el sistema de protección se basa en la hipótesis LNT , suponiendo que toda la radiación es mala y que el efecto nocivo (esencialmente el riesgo de cáncer) aumenta linealmente con la dosis sin umbral (comience con la dosis cero). Como no se puede alcanzar la dosis cero, se introdujo el principio ALARA ( A s L ow A s R easonable A chievable). Esto permite la suma por dosímetros de toda la exposición a la radiación, sin tener en cuenta los niveles de dosis o las tasas de dosis. Sin embargo, la agregación de dosis individuales muy bajas durante períodos de tiempo prolongados es inapropiada y, en particular, el cálculo del número de muertes por cáncer basado enSe deben evitar las dosis colectivas efectivas de las dosis individuales triviales .