Dosimetria de radiação – Menu principal

Dosimetria de radiação é a medição, cálculo e avaliação das doses absorvidas e atribuição dessas doses aos indivíduos. Dosimetria de radiação
radiação ionizante - símbolo de perigo
Radiação ionizante – símbolo de perigo

Dosimetria de radiação é a medição, cálculo e avaliação das doses absorvidas e atribuição dessas doses aos indivíduos. É a ciência e a prática que tenta relacionar quantitativamente medidas específicas feitas em um campo de radiação às mudanças químicas e / ou biológicas que a radiação produziria em um alvo.

Uma vez que existem dois tipos de exposição à radiação, exposição externa e interna, a dosimetria também pode ser categorizada como:

  • Dosimetria externa . A exposição externa é a radiação que vem de fora do nosso corpo e interage conosco. Neste caso, analisamos predominantemente a exposição de raios gama e partículas beta , uma vez que as partículas alfa , em geral, não constituem risco de exposição externa porque as partículas geralmente não passam pela pele. Como fótons e beta interagem por meio de forças eletromagnéticas e nêutrons por meio de forças nucleares, seus métodos de detecção e dosimetria são substancialmente diferentes. A fonte de radiação pode ser, por exemplo, um equipamento que produz a radiação como um recipiente com materiais radioativos, ou como uma máquina de raios-x. A dosimetria externa é baseada em medições com um dosímetro, ou inferidos de medições feitas por outros instrumentos de proteção radiológica.
  • Detector HPGe - Germânio
    Detector HPGe com criostato LN2, que pode ser usado em contadores de corpo inteiro. Fonte: canberra.com

    Dosimetria interna . Se a fonte de radiação está dentro do nosso corpo , dizemos, é a exposição interna . A ingestão de material radioativo pode ocorrer por várias vias, como ingestão de contaminação radioativa em alimentos ou líquidos. A proteção contra a exposição interna é mais complicada. A maioria dos radionuclídeos fornecerá muito mais dose de radiação se eles puderem de alguma forma entrar em seu corpo do que se eles permanecessem do lado de fora. A avaliação da dosimetria interna depende de uma variedade de técnicas de monitoramento, bioensaio ou imagem de radiação.

Dosimetria Pessoal

EPD - Dosímetros Pessoais Eletrônicos
EPD – Dosímetro Pessoal Eletrônico

A dosimetria pessoal é uma parte fundamental da dosimetria de radiação. A dosimetria pessoal é usada principalmente (mas não exclusivamente) para determinar as doses para indivíduos expostos à radiação relacionada às suas atividades de trabalho. Essas doses geralmente são medidas por dispositivos conhecidos como dosímetros. Os dosímetros geralmente registram uma dose, que é a energia da radiação absorvida medida em cinzas (Gy) ou a dose equivalente medida em sieverts (Sv). Um dosímetro pessoal é um dosímetro, que é usado na superfície do corpo pelo monitorado, e que registra a dose de radiação recebida. Dosimetria pessoalas técnicas variam e dependem em parte se a fonte de radiação está fora do corpo (externa) ou é levada para o corpo (interna). Dosímetros pessoais são usados ​​para medir as exposições à radiação externa. As exposições internas são normalmente monitoradas medindo a presença de substâncias nucleares no corpo ou medindo as substâncias nucleares excretadas pelo corpo.

Os dosímetros disponíveis comercialmente variam de dispositivos passivos de baixo custo que armazenam informações sobre a dosagem do pessoal para leitura posterior, até dispositivos mais caros operados por bateria que exibem informações imediatas de dose e taxa de dosagem (normalmente um dosímetro pessoal eletrônico ). Método de leitura, faixa de medição de dose, tamanho, peso e preço são fatores de seleção importantes.

Existem dois tipos de dosímetros:

  • Dosímetros passivos . Os dosímetros passivos comumente usados ​​são o dosímetro termoluminescente (TLD) e o emblema do filme. Um dosímetro passivo produz um sinal induzido por radiação, que é armazenado no dispositivo. O dosímetro é então processado e a saída é analisada.
  • Dosímetros ativos . Para obter um valor em tempo real de sua exposição, você pode usar um dosímetro ativo, normalmente um dosímetro pessoal eletrônico (EPD). Um dosímetro ativo produz um sinal induzido por radiação e exibe uma leitura direta da dose detectada ou taxa de dose em tempo real.

Os dosímetros passivos e ativos são freqüentemente usados ​​juntos para se complementar. Para estimar as doses efetivas, os dosímetros devem ser usados ​​em uma posição do corpo representativa de sua exposição, geralmente entre a cintura e o pescoço, na parte frontal do tronco, de frente para a fonte radioativa. Os dosímetros são geralmente usados ​​do lado de fora da roupa, ao redor do tórax ou torso para representar a dose para “todo o corpo”. Os dosímetros também podem ser usados ​​nas extremidades ou perto do olho para medir a dose equivalente a esses tecidos.

Os dosímetros pessoais em uso hoje não são instrumentos absolutos, mas instrumentos de referência. Isso significa que eles devem ser calibrados periodicamente . Quando um dosímetro de referência é calibrado, um fator de calibração pode ser determinado. Este fator de calibração relaciona a quantidade de exposição à dose relatada. A validade da calibração é demonstrada mantendo a rastreabilidade da fonte usada para calibrar o dosímetro. A rastreabilidade é obtida pela comparação da fonte com um “padrão primário” em um centro de calibração de referência. No monitoramento de indivíduos, os valores dessas grandezas operacionais são tomados como uma avaliação suficientemente precisa da dose efetiva e da dose cutânea, respectivamente, em particular, se seus valores estiverem abaixo dolimites de proteção .

Dosimetria Médica

A dosimetria médica é o cálculo da dose absorvida e a otimização da aplicação da dose em exames e tratamentos médicos. Em geral, as exposições à radiação de exames de diagnóstico médico são baixas (especialmente em usos diagnósticos). As doses também podem ser altas (apenas para usos terapêuticos), mas em cada caso, devem ser sempre justificadas pelos benefícios de um diagnóstico preciso de possíveis condições de doença ou pelos benefícios de um tratamento preciso. Essas doses incluem contribuições de radiologia diagnóstica médica e odontológica (raios-X diagnósticos), medicina nuclear clínica e radioterapia. Dosimetria médicageralmente é realizado por um físico profissional da saúde com treinamento especializado na área. Para planejar a aplicação da radioterapia, a radiação produzida pelas fontes costuma ser caracterizada por curvas de porcentagem de dose em profundidade e perfis de dose medidos por um físico médico.

O uso médico da radiação ionizante continua sendo um campo em rápida mudança. Em qualquer caso, a utilidade da radiação ionizante deve ser equilibrada com seus perigos. Hoje em dia um compromisso foi encontrado e a maioria dos usos da radiação estão otimizados. Hoje é quase inacreditável que os raios X tenham sido usados ​​para encontrar o par de sapatos certo (ou seja, fluoroscopia de encaixe de sapato). Medições feitas nos últimos anos indicam que as doses nos pés ficaram na faixa de 0,07 – 0,14 Gy para uma exposição de 20 segundos. Essa prática foi interrompida quando os riscos da radiação ionizante foram melhor compreendidos.

Veja também: Exposições Médicas

Dosimetria Ambiental

A dosimetria ambiental é usada onde é provável que o ambiente gere uma dose de radiação significativa. Como foi escrito, a radiação está ao nosso redor . Em, ao redor e acima do mundo em que vivemos. É uma força de energia natural que nos cerca. É uma parte do nosso mundo natural que existe desde o nascimento do nosso planeta. Todas as criaturas vivas, desde o início dos tempos, foram, e ainda estão sendo, expostas à radiação ionizante . A radiação ionizante é gerada por meio de reações nucleares , decadência nuclear , por temperaturas muito altas ou via aceleração de partículas carregadas em campos eletromagnéticos.

Em geral, existem duas grandes categorias de fontes de radiação no ambiente:

  • Radiação de fundo natural . A radiação de fundo natural inclui a radiação produzida pelo Sol, relâmpagos, radioisótopos primordiais ou explosões de supernova, etc.
  • Fontes de radiação artificiais . Fontes artificiais incluem usos médicos de radiação, resíduos de testes nucleares, usos industriais de radiação, etc.

Um exemplo de dosimetria de ambiente  é o monitoramento de radônio. O radônio é um gás radioativo gerado pela decomposição do urânio , que está presente em quantidades variáveis ​​na crosta terrestre. É importante notar que o radônio é um gás nobre , enquanto todos os seus produtos de decomposição são metais . O principal mecanismo de entrada do radônio na atmosfera é a difusão através do solo. Certas áreas geográficas, devido à geologia subjacente, geram continuamente radônio que permeia seu caminho até a superfície da Terra. Em alguns casos, a dose pode ser significativa em edifícios onde o gás pode se acumular. As localizações com maior fundo de radônio são bem mapeadas em cada país. Ao ar livre, varia de 1 a 100 Bq / m3, ainda menos (0,1 Bq / m3) acima do oceano. Em cavernas ou minas aeradas, ou casas mal aeradas, sua concentração sobe para 20–2.000 Bq / m3. Na atmosfera externa, também ocorre alguma advecção causada pelo vento e mudanças na pressão barométrica. Uma série de técnicas especializadas de dosimetria são usadas para avaliar a dose que os ocupantes de um edifício podem receber.

Medição e monitoramento de dose de radiação

Nos capítulos anteriores, descrevemos a dose equivalente e a dose efetiva . Mas essas doses não são mensuráveis ​​diretamente . Para tanto, o ICRP introduziu e definiu um conjunto de grandezas operacionais , que podem ser medidas e que se destinam a fornecer uma estimativa razoável das grandezas de proteção. Essas grandezas visam fornecer uma estimativa conservadora para o valor das grandezas de proteção relacionadas a uma exposição, evitando tanto subestimação quanto superestimação.

As ligações numéricas entre essas quantidades são representadas por coeficientes de conversão , que são definidos para uma pessoa de referência. É muito importante que um conjunto de coeficientes de conversão acordado internacionalmente esteja disponível para uso geral na prática de proteção radiológica para exposições ocupacionais e do público. Para o cálculo de coeficientes de conversão para exposição externa, simuladores computacionais são usados ​​para avaliação de dose em vários campos de radiação. Para o cálculo dos coeficientes de dose a partir da ingestão de radionuclídeos , são usados ​​modelos biocinéticos para radionuclídeos, dados fisiológicos de referência e simuladores computacionais.

Um conjunto de dados avaliados de coeficientes de conversão para proteção e grandezas operacionais para exposição externa a fótons monoenergéticos, nêutrons e radiação de elétrons sob condições específicas de irradiação são publicados em relatórios (ICRP, 1996b, ICRU, 1997).

Monitoramento de dose de radiação - Quantidades operacionaisEm geral, o ICRP define grandezas operacionais para monitoramento de área e individual de exposições externas. As quantidades operacionais para monitoramento da área são:

  • Equivalente de dose ambiente , H * (10). O equivalente de dose ambiente é uma quantidade operacional para monitoramento de área de radiação de forte penetração.
  • Equivalente de dose direcional , H ‘(d, Ω). O equivalente de dose direcional é uma quantidade operacional para monitoramento de área de radiação de penetração fraca.

As quantidades operacionais para monitoramento individual são:

  • Dose equivalente pessoal , P (0,07) . Oequivalente de dose H p (0,07) é uma quantidade operacional de monitoramento individual para avaliação da dose na pele e nas mãos e pés.
  • Equivalente de dose pessoal , p (10) . O equivalente de dose p (10) é uma quantidade operacional para monitoramento individual para avaliação da dose efetiva.

Referência especial: ICRP, 2007. Recomendações de 2007 da Comissão Internacional de Proteção Radiológica. Publicação 103 da ICRP. Ann. ICRP 37 (2-4).

Medição e monitoramento de radiação - quantidades e limites

Limites de dose

Veja também: Limites de Dose

Os limites de dose são divididos em dois grupos, o público e os trabalhadores ocupacionalmente expostos. De acordo com a ICRP, a exposição ocupacional refere-se a todas as exposições incorridas pelos trabalhadores no decorrer do seu trabalho, com exceção de

  1. exposições excluídas e exposições de atividades isentas envolvendo radiação ou fontes isentas
  2. qualquer exposição médica
  3. a radiação de fundo natural local normal.

A tabela a seguir resume os limites de dose para trabalhadores expostos ocupacionalmente e para o público:

limites de dose - radiação
Tabela de limites de dose para trabalhadores expostos ocupacionalmente e para o público.
Fonte dos dados: ICRP, 2007. Recomendações de 2007 da Comissão Internacional de Proteção Radiológica. Publicação 103 da ICRP. Ann. ICRP 37 (2-4).

De acordo com a recomendação do ICRP em sua declaração sobre reações teciduais de 21 de abril de 2011, o limite de dose equivalente para a lente do olho para exposição ocupacional em situações de exposição planejada foi reduzido de 150 mSv / ano para 20 mSv / ano, em média em períodos definidos de 5 anos, sem dose anual em um único ano superior a 50 mSv.

Os limites da dose efetiva referem- se à soma das doses efetivas relevantes da exposição externa no período de tempo especificado e a dose efetiva comprometida da ingestão de radionuclídeos no mesmo período. Para adultos, a dose efetiva comprometida é calculada para um período de 50 anos após a ingestão, enquanto para crianças é calculada para o período até a idade de 70 anos. O limite de dose efetiva de corpo inteiro de 20 mSv é um valor médio de cinco anos. O limite real é 100 mSv em 5 anos, com não mais de 50 mSv em qualquer ano.

Sievert – Unidade de Dose Equivalente

Na proteção contra radiação, o sievert é uma unidade derivada de dose equivalente e dose efetiva . O sievert representa o efeito biológico equivalente ao depósito de um joule de energia de raios gama em um quilograma de tecido humano. A unidade de sievert é importante na proteção contra radiação e foi nomeada em homenagem ao cientista sueco Rolf Sievert, que fez muitos dos primeiros trabalhos sobre dosimetria de radiação na radioterapia.

Como foi escrito, o sievert é usado para quantidades de dose de radiação, como dose equivalente e dose efetiva. Dose equivalente (símbolo T ) é uma quantidade de dose calculada para órgãos individuais (índice T – tecido). A dose equivalente é baseada na dose absorvida por um órgão, ajustada para levar em conta a eficácia do tipo de radiação . Dose equivalente é dada a símbolo H t . A unidade SI de T é o sievert (Sv) ou but rem ( homem equivalente a roentgen ) ainda é comumente usado ( 1 Sv = 100 rem ).

Exemplos de doses em Sieverts

Devemos notar que a radiação está ao nosso redor. Em, ao redor e acima do mundo em que vivemos. É uma força de energia natural que nos cerca. É uma parte do nosso mundo natural que existe desde o nascimento do nosso planeta. Nos pontos seguintes, tentamos expressar enormes faixas de exposição à radiação, que podem ser obtidas de várias fontes.

  • 0,05 µSv – Dormir ao lado de alguém
  • 0,09 µSv – Viver a menos de 30 milhas de uma usina nuclear por um ano
  • 0,1 µSv – comendo uma banana
  • 0,3 µSv – Viver a 50 milhas de uma usina a carvão por um ano
  • 10 µSv – Dose média diária recebida de fundo natural
  • 20 µSv – Raio-X de tórax
  • 40 µSv – Um vôo de avião de 5 horas
  • 600 µSv – mamografia
  • 1 000 µSv – Limite de dose para membros individuais do público, dose efetiva total por ano
  • 3 650 µSv – Dose média anual recebida de fundo natural
  • 5 800 µSv – tomografia computadorizada de tórax
  • 10.000 µSv – Dose média anual recebida de fundo natural em Ramsar, Irã
  • 20 000 µSv – tomografia computadorizada única de corpo inteiro
  • 175 000 µSv – Dose anual de radiação natural em uma praia de monazita perto de Guarapari, Brasil.
  • 5.000.000 µSv – Dose que mata um ser humano com risco de 50% em 30 dias (DL50 / 30), se a dose for recebida por um período muito curto .

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Este artigo é baseado na tradução automática do artigo original em inglês. Para mais informações, consulte o artigo em inglês. Você pode nos ajudar. Se você deseja corrigir a tradução, envie-a para: [email protected] ou preencha o formulário de tradução on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradução o mais rápido possível. Obrigado.