¿Qué es el modelo lineal sin umbral? Definición

El modelo lineal sin umbral (modelo LNT) es un modelo conservador utilizado en protección radiológica para estimar los efectos en la salud de pequeñas dosis de radiación. Dosimetría de radiación
modelo lineal sin umbral
El modelo LNT permite la extrapolación del riesgo de cáncer frente a la dosis de radiación a niveles de dosis baja, dado un riesgo conocido a una dosis alta.

El modelo lineal sin umbral ( modelo LNT) es un modelo conservador utilizado en protección radiológica para estimar los efectos en la salud de pequeñas dosis de radiación . Según el modelo LNT, la radiación siempre se considera dañina sin umbral de seguridad , y se considera que la suma de varias exposiciones muy pequeñas tiene el mismo riesgo biológico que una exposición mayor (linealidad). El problema es que, a dosis muy bajas, es prácticamente imposible correlacionar cualquier irradiación con ciertos efectos biológicos. Esto se debe a que la tasa de cáncer de base ya es muy alta y el riesgo de desarrollar cáncer fluctúa un 40% debido al estilo de vida individual y los efectos ambientales, lo que oscurece los sutiles efectos de la radiación de bajo nivel. Por lo tanto, es muy difícil validar este modelo. Dado que los datos para la región de dosis bajas no están disponibles, los efectos biológicos para dosis bajas de radiación deben, por lo tanto, extrapolarse . La pregunta es cómo.

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 .

Ver también: dosis colectiva

Modelo LNT: curva de dosis-efecto

modelo lineal sin umbral
El modelo LNT permite la extrapolación del riesgo de cáncer frente a la dosis de radiación a niveles de dosis baja, dado un riesgo conocido a una dosis alta.

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.

Consecuencias del modelo LNT

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 (comenzar con una dosis cero). La naturaleza probabilística de los efectos estocásticos y las propiedades del modelo LNT hacen que sea imposible establecer una distinción clara entre «seguro» y «peligroso», y esto crea algunas dificultades para explicar el control de los riesgos de radiación. La principal consecuencia del modelo LNT es que se debe asumir algún riesgo finito, por pequeño que sea, y establecer un nivel de protección basado en lo que se considera aceptable. Como no se puede alcanzar la dosis cero, la ICRP (Publicación 103) define el Sistema de Protección Radiológica, que 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 . «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».

Todos estos tres principios tienen bases en el modelo LNT y la Comisión considera que el modelo LNT sigue siendo una base prudente para la protección radiológica a dosis bajas y tasas de dosis bajas.

LNT y dosis colectiva

En caso de dosis colectiva , la conservaduría del modelo LNT tiene enormes consecuencias y el modelo a veces se usa erróneamente (tal vez intencionalmente) para cuantificar el efecto canceroso de las dosis colectivas de contaminación radiactiva de bajo nivel . Una curva lineal de dosis-efecto permite utilizar dosis colectivas para calcular los efectos perjudiciales para una población irradiada. Simplemente:

dosis efectiva colectiva

Pero, ¿qué significa? 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 plátanos? Tenga en cuenta que, para dosis altas, un sievert representa una probabilidad del 5.5% de desarrollar cáncer. Varias organizaciones no están de acuerdo con este resultado y 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 la dosis colectiva es significativa en absoluto.

El ICRP solo declara:

“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 en base a 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).

Controversia del modelo LNT

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. Este modelo es excelente para configurar un sistema de protección para todo uso de radiación ionizante. 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.

Modelo LNT y Modelo Hormesis
Supuestos alternativos para la extrapolación del riesgo de cáncer frente a la dosis de radiación a niveles de dosis baja, dado un riesgo conocido a una dosis alta: modelo LNT y modelo hormesis.

En el caso de dosis bajas, su carácter conservador tiene enormes consecuencias y el modelo a veces se usa erróneamente (tal vez intencionalmente) para cuantificar el efecto canceroso de las 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 es aceptado universalmente, y algunos proponen una relación 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 .

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