¿Qué es Roentgen Equivalent Man? Rem – Unit – Definition

En protección radiológica, el rem (una abreviatura de Roentgen Equivalent Man) es la unidad no SI de la dosis equivalente, que se usa predominantemente en los EE. UU. El rem representa el efecto biológico equivalente del depósito de cien ergios (un rad) de energía de rayos gamma en un kilogramo de tejido humano. Dosimetría de radiación

roentgen hombre equivalente - remEn protección radiológica, el rem (una abreviatura de Roentgen Equivalent Man ) es la unidad no SI de la dosis equivalente , que se usa predominantemente en los EE. UU. El rem representa el efecto biológico equivalente del depósito de cien ergios ( un rad ) de energía de rayos gamma en un kilogramo de tejido humano. El rem no se deriva de la unidad de exposición , el roentgen . El acrónimo es ahora un artefacto histórico engañoso, ya que 1 roentgen en realidad deposita aproximadamente 0,96 rem en el tejido biológico blando, cuando todos los factores de ponderación equivalen a la unidad.

Como se escribió, el rem se usa para cantidades de dosis de radiación tales como dosis equivalentes y dosis efectiva . La dosis equivalente (símbolo 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 unidad SI de T es el sievert (Sv) o todavía se usa comúnmente rem (hombre equivalente a roentgen) ( 1 Sv = 100 rem ).

REM y RAD

Para fines de protección radiológica , la dosis absorbida se promedia sobre un órgano o tejido, T, y este promedio de dosis absorbida se pondera para la calidad de la radiación en términos del factor de ponderación de la radiación , w R , para el tipo y la energía de la radiación incidente en el cuerpo. El factor de ponderación de la radiación es un factor adimensional utilizado para determinar la dosis equivalente de la dosis absorbida promediada sobre un tejido u órgano y se basa en el tipo de radiación absorbida. La dosis ponderada resultante se designó como la dosis equivalente de órgano o tejido:

dosis equivalente - ecuación - definición

Una dosis equivalente de un rem representa la cantidad de dosis de radiación que es equivalente, en términos de daño biológico especificado , a un rad de rayos X o rayos gamma . Una dosis de un rem causada por la radiación gamma es equivalente a una deposición de energía de cien ergios de energía en un kilogramo de tejido. Eso significa que un rem es equivalente a un rad de rayos gamma depositados en cierto tejido. Por otro lado, un daño biológico similar (un rem) puede ser causado solo por 1/20 rad de radiación alfa (debido a un alto w R de radiación alfa). Del mismo modo que para los sieverts, los rems no son una unidad de dosis física.. Por ejemplo, una dosis absorbida de 1 rad por partículas alfa conducirá a una dosis equivalente de 20 rems. Esto puede parecer una paradoja. Implica que la energía del campo de radiación incidente en los ergios ha aumentado en un factor de 20, violando así las leyes de Conservación de energía . Sin embargo, éste no es el caso. El rem se deriva de la cantidad física absorbida, pero también tiene en cuenta la efectividad biológica de la radiación, que depende del tipo de radiación y la energía. El factor de ponderación de la radiación hace que el rem no pueda ser una unidad física.

Un rem también es una gran cantidad de dosis equivalente. Una persona que ha absorbido una dosis de 1 rem de todo el cuerpo ha absorbido cien ergios de energía en cada kg de tejido corporal (en el caso de los rayos gamma).

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

1 mrem (milirem) = 1E-3 rem

1 krem ​​(kilorem) = 1E3 rem

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

  • 1 Sv = 100 rem
  • 1 mSv = 100 mrem

Factores de ponderación de radiación – ICRP

Para la radiación de fotones y electrones, el factor de ponderación de la radiación tiene el valor 1 independientemente de la energía de la radiación y para la radiación alfa el valor 20. Para la radiación de neutrones, el valor depende de la energía y es de 5 a 20.

Factores de ponderación de la radiación
Fuente: ICRP, 2003. Efectividad biológica relativa (RBE), factor de calidad (Q) y factor de ponderación de la radiación (wR). Publicación ICRP 92. Ann. ICRP 33 (4).

En 2007, ICRP publicó un nuevo conjunto de factores de ponderación de la radiación (Publicación ICRP 103: Recomendaciones de 2007 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica). Estos factores se dan a continuación.

Factores de ponderación de la radiación - actual - ICRP
Fuente: ICRP, 2007. Publ. 103: Las Recomendaciones de 2007 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica.

Como se muestra en la tabla, aw R de 1 es para todas las radiaciones de baja LET, es decir, rayos X y rayos gamma de todas las energías, así como electrones y muones. Una curva suave, considerada una aproximación, se ajustó a los valores de w R en función de la energía de neutrones incidente. Tenga en cuenta que E n es la energía de neutrones en MeV.

factor de ponderación de la radiación - neutrones - ICRP
El factor de ponderación de radiación wR para neutrones introducido en la Publicación 60 (ICRP, 1991) como una función discontinua de la energía de neutrones (- – -) y la modificación propuesta (-).

Así, por ejemplo, una dosis absorbida de 1 rad por partículas alfa conducirá a una dosis equivalente de 20 rem, y se estima que una dosis equivalente de radiación tiene el mismo efecto biológico que una cantidad igual de dosis absorbida de rayos gamma, que es dado un factor de ponderación de 1.

Ver también: Factor de calidad

Ejemplos de dosis en rems

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.

  • 0.005 mrem – Dormir al lado de alguien
  • 0.009 mrem  : viviendo a 30 millas de una planta de energía nuclear durante un año
  • 0.01 mrem  – Comer una banana
  • 0.03 mrem  – Vivir dentro de 50 millas de una planta de energía de carbón durante un año
  • 1 mrem  : dosis diaria promedio recibida del fondo natural
  • 2 mrem  – Radiografía de tórax
  • 4 mrem  : un vuelo en avión de 5 horas
  • 60 mrem  – mamografía
  • 100 mrem  : límite de dosis para miembros individuales del público, dosis efectiva total por año
  • 365 mrem  : dosis media anual recibida del fondo natural
  • 580 mrem  – tomografía computarizada del tórax
  • 1000 mrem  : dosis anual promedio recibida de un entorno natural en Ramsar, Irán
  • 2 000 mrem  : tomografía computarizada de cuerpo completo
  • 17 500 mrem  : dosis anual de radiación natural en una playa de monazita cerca de Guarapari, Brasil.
  • 500 000 mrem  : dosis que mata a un ser humano con un riesgo del 50% en 30 días (DL50 / 30), si la dosis se recibe durante un período muy corto .

Como se puede ver, las dosis bajas son comunes en la vida cotidiana. Los ejemplos anteriores pueden ayudar a ilustrar las magnitudes relativas. Desde el punto de vista de las consecuencias biológicas, es muy importante distinguir entre las dosis recibidas durante períodos cortos y prolongados . Una » dosis aguda » es aquella que ocurre durante un período de tiempo corto y finito, mientras que una » dosis crónica«Es una dosis que continúa durante un período prolongado de tiempo para que se describa mejor mediante una tasa de dosis. Las dosis altas tienden a matar células, mientras que las dosis bajas tienden a dañarlas o cambiarlas. Las dosis bajas distribuidas durante largos períodos de tiempo no causan un problema inmediato a ningún órgano del cuerpo. Los efectos de bajas dosis de radiación ocurren a nivel celular y los resultados pueden no observarse durante muchos años.

Cálculo de la tasa de dosis protegida en rems

Suponga la fuente isotrópica puntual que contiene 1.0 Ci de 137 Cs , que tiene una vida media de 30.2 años . Tenga en cuenta que la relación entre la vida media y la cantidad de radionúclido requerida para dar una actividad de un curie se muestra a continuación. Esta cantidad de material se puede calcular usando λ, que es la constante de descomposición de ciertos nucleidos:

Curie - Unidad de Actividad

Alrededor del 94,6 por ciento se desintegra por emisión beta a un isómero nuclear de bario metaestable : bario-137m. El pico principal de fotones de Ba-137m es 662 keV . Para este cálculo, suponga que todas las desintegraciones pasan por este canal.

Calcule la tasa de dosis primaria de fotones , en gray por hora (Gy.h -1 ), en la superficie externa de un blindaje de plomo de 5 cm de espesor. Luego calcule la tasa de dosis equivalente en sieverts y rems. Suponga que este campo de radiación externo penetra de manera uniforme en todo el cuerpo. La tasa de dosis de fotones primarios descuida todas las partículas secundarias. Suponga que la distancia efectiva de la fuente desde el punto de dosis es de 10 cm . También supondremos que el punto de dosis es tejido blando y que puede ser simulado razonablemente por el agua y usamos el coeficiente de absorción de energía de masa para el agua.

Ver también: atenuación de rayos gamma

Ver también: Blindaje de rayos gamma

Solución:

La tasa de dosis de fotones primarios se atenúa exponencialmente , y la tasa de dosis de fotones primarios, teniendo en cuenta el escudo, viene dada por:

cálculo de la tasa de dosis

Como se puede ver, no tenemos en cuenta la acumulación de radiación secundaria. Si se producen partículas secundarias o si la radiación primaria cambia su energía o dirección, entonces la atenuación efectiva será mucho menor. Esta suposición generalmente subestima la tasa de dosis real, especialmente para protecciones gruesas y cuando el punto de dosis está cerca de la superficie de la protección, pero esta suposición simplifica todos los cálculos. Para este caso, la tasa de dosis real (con la acumulación de radiación secundaria) será más de dos veces mayor.

Para calcular la tasa de dosis absorbida , tenemos que usar en la fórmula:

  • k = 5,76 x 10 -7
  • S = 3.7 x 10 10 s -1
  • E = 0.662 MeV
  • μ t / ρ =  0.0326 cm 2 / g (los valores están disponibles en NIST)
  • μ = 1.289 cm -1 (los valores están disponibles en NIST)
  • D = 5 cm
  • r = 10 cm

Resultado:

La tasa de dosis absorbida resultante en grises por hora es entonces:

tasa de dosis absorbida - gray - cálculo

Dado que el factor de ponderación de la radiación para los rayos gamma es igual a uno y hemos asumido el campo de radiación uniforme, podemos calcular directamente la tasa de dosis equivalente a partir de la tasa de dosis absorbida como:

rem - tasa de dosis - cálculo

Si queremos dar cuenta de la acumulación de radiación secundaria, entonces tenemos que incluir el factor de acumulación. La fórmula extendida para la tasa de dosis es entonces:

tasa de dosis absorbida - gris

 

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