Qué es EPD – Dosímetro electrónico personal – Definición

Un dosímetro personal electrónico es un dosímetro moderno, que puede proporcionar una lectura continua de la dosis acumulada y la tasa de dosis actual , y puede advertir a la persona que lo usa cuando se excede una tasa de dosis específica o una dosis acumulada . Las EPD son especialmente útiles en áreas de dosis altas donde el tiempo de residencia del usuario es limitado debido a restricciones de dosis.

Tipos de EPD

Las EPD funcionan con baterías y la mayoría utiliza un tubo pequeño Geiger-Mueller (GM) o un semiconductor  ( chip Si ) en el que la radiación ionizante libera cargas que resultan en una corriente eléctrica medible.

• Contador de GM . Un contador Geiger consiste en un tubo Geiger-Müller (el elemento sensor que detecta la radiación) y la electrónica de procesamiento, que muestra el resultado. Los contadores GM se utilizan principalmente para instrumentación portátil debido a su sensibilidad, circuito de conteo simple y capacidad para detectar radiación de bajo nivel. Debido a la gran avalancha inducida por cualquier ionización, un contador Geiger tarda mucho tiempo (aproximadamente 1 ms) en recuperarse entre pulsos sucesivos. Por lo tanto, los contadores Geiger no pueden medir altas tasas de radiación debido al « tiempo muerto » del tubo.
• Detector de semiconductores . Los detectores de semiconductores se basan en la ionización en un sólido (por ejemplo, silicio) e incluyen diferentes tipos de dispositivos de estado sólido con dos terminales llamados diodos. Por ejemplo, un diodo de silicio, que tiene una estructura de clavijas en la que la región intrínseca (i) es sensible a la radiación ionizante, particularmente los rayos X y los rayos gamma. Bajo polarización inversa, un campo eléctrico se extiende a través de la región intrínseca o agotada. En este caso, se aplica voltaje negativo al lado p y positivo al segundo. Los agujeros en la región p son atraídos desde la unión hacia el contacto p y de manera similar para los electrones y el contacto n.
• Detector de centelleo . Algunas EPD usan un cristal centelleante como el yoduro de sodio (NaI) o el yoduro de cesio (CsI) con un fotodiodo o un tubo fotomultiplicador para medir los fotones liberados por la radiación.

Características de las EPD

El dosímetro personal electrónico, EPD, puede mostrar una lectura directa de la dosis detectada o la tasa de dosis en tiempo real. Los dosímetros electrónicos pueden usarse como dosímetro suplementario y también como dosímetro primario. Los dosímetros pasivos y los dosímetros personales electrónicos a menudo se usan juntos para complementarse entre sí. Para estimar las dosis efectivas, los dosímetros deben usarse en una posición del cuerpo representativa de su exposición, típicamente entre la cintura y el cuello, en la parte delantera del torso, frente a la fuente radiactiva. Los dosímetros generalmente se usan en la parte exterior de la ropa, alrededor del pecho o el torso para representar la dosis para «todo el cuerpo». También se pueden usar dosímetros en las extremidades o cerca del ojo para medir una dosis equivalente a estos tejidos.

El dosímetro se puede restablecer, generalmente después de tomar una lectura con fines de registro, y por lo tanto reutilizarse varias veces. Las EPD tienen una pantalla montada en la parte superior para que sean fáciles de leer cuando están enganchadas en el bolsillo del pecho. La pantalla digital proporciona información sobre la dosis y la tasa de dosis, generalmente en mSv y mSv / h. La EPD tiene una alarma de tasa de dosis y una alarma de dosis . Estas alarmas son programables. Se pueden configurar diferentes alarmas para diferentes actividades.

Por ejemplo:

• alarma de tasa de dosis a 100 μSv / h,
• alarma de dosis: 100 μSv.

Si se alcanza un punto de ajuste de alarma, la pantalla correspondiente parpadea junto con una luz roja y se genera un ruido penetrante. Puede borrar la alarma de tasa de dosis retirándose a un campo de radiación más bajo, pero no puede borrar la alarma de dosis hasta que llegue a un lector de EPD. Las EPD también pueden emitir un pitido por cada 1 o 10 μSv que registran. Esto le da una indicación audible de los campos de radiación. Algunas EPD tienen capacidades de comunicación inalámbrica. Las EPD son capaces de medir un amplio rango de dosis de radiación desde niveles de rutina (μSv) hasta niveles de emergencia (cientos de mSv o unidades de Sieverts) con alta precisión, y pueden mostrar la tasa de exposición y los valores de exposición acumulados. De las tecnologías de dosímetro, los dosímetros personales electrónicos son generalmente los más caros, los más grandes y los más versátiles.

DMC 3000 – Mirion Technologies Inc.

El DMC 3000 es un dosímetro electrónico de radiación, EPD, que proporciona lecturas de dosis y tasa de dosis ambiental para dosis profundas equivalentes de H _p (10). Es una de las EPD más utilizadas en el mercado. Utiliza un detector de chip Si con sensibilidad gamma de 180 cps / R / h. Este dosímetro personal electrónico tiene las siguientes características:

• Respuesta energética (rayos X y gamma) de 15 keV a 7 Mev.
• Rango de visualización de medición de dosis: entre 1 μSv y 10 Sv.
• Rango de visualización de medición de velocidad: entre 10 μSv / hr y 10 Sv / h.

El dispositivo mide 3.3 x 1.9 x 0.7 pulgadas y tiene opciones para ser sujetado a un bolsillo, cinturón o cordón. Funciona con baterías recargables o AAA con una vida útil de hasta 2.500 horas de uso continuo. Los indicadores audibles y visuales indican una condición de batería baja. El dispositivo tiene una pantalla LCD retroiluminada de ocho dígitos; navegación de dos botones; e indicadores visuales de alarma LED, audibles y vibrantes. Se espera que la calibración dure 9 meses bajo uso rutinario y 2 años en almacenamiento. Los datos se almacenan en la memoria no volátil. El rango operativo para el dosímetro es de 14 ° F a 122 ° F y hasta 90 por ciento de humedad relativa. Se prueba de caída a 1,5 metros. El DMC 3000 tiene módulos externos opcionales que amplían las capacidades de detección y comunicación del dispositivo. Estos incluyen un módulo beta que proporciona H _p(0,07) para la medición de la radiación beta; un módulo de neutrones que proporciona medición de radiación de neutrones H _p (10); y un módulo de telemetría que permite la transmisión de datos a una estación externa.

Ver también: Dosímetros de radiación para el informe de encuesta de mercado de respuesta y recuperación. Laboratorio Nacional de Tecnología de Seguridad Urbana. SAVER-T-MSR-4. <disponible en: https://www.dhs.gov/sites/default/files/publications/Radiation-Dosimeters-Response-Recovery-MSR_0616-508_0.pdf>.

Ventajas y desventajas de los dosímetros personales electrónicos

Ventajas de los dosímetros personales electrónicos

• Las EPD pueden mostrar una lectura directa de la dosis detectada y la tasa de dosis en tiempo real.
• Las EPD tienen una alarma de tasa de dosis y una alarma de dosis, que pueden advertir a la persona que la usa cuando se excede una tasa de dosis especificada o una dosis acumulativa .
• El dosímetro se puede restablecer, generalmente después de tomar una lectura con fines de registro, y por lo tanto reutilizarse varias veces.
• Las EPD son capaces de medir un amplio rango de dosis de radiación desde niveles de rutina (μSv) hasta niveles de emergencia (cientos de mSv o unidades de Sieverts) con alta precisión

Desventajas de los dosímetros personales electrónicos

• Las EPD son generalmente los dosímetros más caros.
• Las EPD son generalmente de gran tamaño.
• Las EPD se usan para medir y registrar la exposición a la radiación debido a los rayos gamma, rayos X, a veces partículas beta. Para los neutrones, los TLD son más capaces.

Medición y monitoreo de dosis de radiación

En capítulos anteriores, describimos la dosis equivalente y la dosis efectiva . Pero estas dosis no son directamente medibles . Para este propósito, el ICRP ha introducido y definido un conjunto de cantidades operativas , que pueden medirse y que tienen la intención de proporcionar una estimación razonable de las cantidades protegidas. Estas cantidades tienen como objetivo proporcionar una estimación conservadora del valor de las cantidades de protección relacionadas con una exposición, evitando tanto la subestimación como la sobreestimación excesiva.

Los enlaces numéricos entre estas cantidades se representan mediante coeficientes de conversión , que se definen para una persona de referencia. Es muy importante que esté disponible un conjunto de coeficientes de conversión acordados internacionalmente para uso general en la práctica de protección radiológica para exposiciones ocupacionales y exposiciones del público. Para el cálculo de los coeficientes de conversión para exposición externa, se utilizan fantasmas computacionales para la evaluación de dosis en varios campos de radiación. Para el cálculo de los coeficientes de dosis a partir de la ingesta de radionúclidos , se utilizan modelos biocinéticos para radionúclidos, datos fisiológicos de referencia y fantasmas computacionales.

En un informe (ICRP, 1996b, ICRU, 1997) se publica un conjunto de datos evaluados de coeficientes de conversión para protección y cantidades operativas para exposición externa a fotones, neutrones y radiación de electrones monoenergéticos en condiciones de irradiación específicas.

En general, el ICRP define cantidades operativas para el área y el monitoreo individual de exposiciones externas. Las cantidades operativas para el monitoreo del área son:

• Dosis ambiental equivalente , H * (10). La dosis equivalente ambiental es una cantidad operativa para el monitoreo del área de radiación fuertemente penetrante.
• Dosis direccional equivalente , H ‘(d, Ω). La dosis direccional equivalente es una cantidad operativa para el monitoreo del área de radiación débilmente penetrante.

Las cantidades operativas para el monitoreo individual son:

• Dosis personal equivalente , H _p (0.07) . Ladosis equivalente de H _p (0.07) es una cantidad operativa para el monitoreo individual para la evaluación de la dosis para la piel y las manos y los pies.
• Dosis personal equivalente , H _p (10) . La dosis equivalente de H _p (10) es una cantidad operativa para el monitoreo individual para la evaluación de la dosis efectiva.

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

Límites de dosis

Ver también: límites de dosis

Los límites de dosis se dividen en dos grupos, el público y los trabajadores ocupacionalmente expuestos. Según la ICRP, la exposición ocupacional se refiere a toda exposición incurrida por los trabajadores en el curso de su trabajo, con la excepción de

1. exposiciones excluidas y exposiciones de actividades exentas que involucran radiación o fuentes exentas
2. cualquier exposición médica
3. La radiación de fondo natural local normal.

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.

Los límites de la dosis efectiva son para la suma de las dosis efectivas relevantes de la exposición externa en el período de tiempo especificado y la dosis efectiva comprometida de la ingesta de radionucleidos en el mismo período. Para los adultos, la dosis efectiva comprometida se calcula para un período de 50 años después de la ingesta, mientras que para los niños se calcula para el período hasta los 70 años. El límite efectivo de dosis para todo el cuerpo de 20 mSv es un valor promedio durante cinco años. El límite real es de 100 mSv en 5 años, con no más de 50 mSv en un año.

Sievert – Unidad de dosis equivalente

En protección radiológica, el sievert es una unidad derivada de dosis equivalente y dosis efectiva . El sievert representa el efecto biológico equivalente del depósito de un joule de energía de rayos gamma en un kilogramo de tejido humano. La unidad de sievert es importante en la protección radiológica y lleva el nombre del científico sueco Rolf Sievert, que realizó muchos de los primeros trabajos sobre dosimetría de radiación en radioterapia.

Como se escribió, el sievert se usa para cantidades de dosis de radiación, como dosis equivalente y dosis efectiva. La dosis equivalente (símbolo H _T ) es una cantidad de dosis calculada para órganos individuales (índice T – tejido). La dosis equivalente se basa en la dosis absorbida en un órgano, ajustada para tener en cuenta la efectividad del tipo de radiación . La dosis equivalente se da el símbolo H _T . La unidad SI de H _T es el sievert (Sv) o todavía se usa comúnmente rem ( hombre equivalente de roentgen ) ( 1 Sv = 100 rem ).

Ejemplos de dosis en Sieverts

Debemos tener en cuenta que la radiación nos rodea. En, alrededor y sobre el mundo en que vivimos. Es una fuerza de energía natural que nos rodea. Es una parte de nuestro mundo natural que ha estado aquí desde el nacimiento de nuestro planeta. En los siguientes puntos tratamos de expresar enormes rangos de exposición a la radiación, que pueden obtenerse de varias fuentes.

• 0.05 µSv – Dormir al lado de alguien
• 0.09 µSv – Vivir dentro de 30 millas de una planta de energía nuclear por un año
• 0.1 µSv – Comer una banana
• 0.3 µSv – Vivir dentro de 50 millas de una central eléctrica de carbón durante un año
• 10 µSv : dosis diaria promedio recibida del fondo natural
• 20 µSv – Radiografía de tórax
• 40 µSv : un vuelo en avión de 5 horas
• 600 µSv – mamografía
• 1000 µSv – Límite de dosis para miembros individuales del público, dosis efectiva total por año
• 3 650 µSv : dosis media anual recibida del fondo natural
• 5 800 µSv : tomografía computarizada del tórax
• 10 000 µSv : dosis media anual recibida de un entorno natural en Ramsar, Irán
• 20 000 µSv – tomografía computarizada de cuerpo completo
• 175 000 µSv – Dosis anual de radiación natural en una playa de monazita cerca de Guarapari, Brasil.
• 5 000 000 µSv : dosis que mata a un ser humano con un riesgo del 50% en 30 días (LD50 / 30), si la dosis se recibe durante un período muy corto .