O que é efeito estocástico – radiação ionizante – definição

Os efeitos estocásticos da radiação ionizante ocorrem por acaso, geralmente ocorrendo sem um nível limite de dose. A probabilidade de ocorrência de efeitos estocásticos é proporcional à dose, mas a gravidade do efeito é independente da dose recebida. Os efeitos biológicos da radiação nas pessoas podem ser agrupados em efeitos somáticos e hereditários . Efeitos somáticos são aqueles sofridos pela pessoa exposta. Efeitos hereditários são aqueles sofridos pelos filhos do indivíduo exposto. O risco de câncer é geralmente mencionado como o principal efeito estocástico da radiação ionizante, mas também os distúrbios hereditários são efeitos estocásticos.

De acordo com o ICRP:

(83) Com base nestes cálculos, a Comissão propõe coeficientes de probabilidade nominais para o risco de câncer ajustado a detritos como 5,5 x 10 ^-2 Sv ^-1 para toda a população e 4,1 x 10 ^-2 Sv ^-1 para trabalhadores adultos. Para efeitos herdáveis, o risco nominal ajustado por detrimento em toda a população é estimado em 0,2 x 10 ^-2 Sv ^-1 e em trabalhadores adultos em 0,1 x 10 ^-2 Sv ^-1 .

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

A unidade SI para dose efetiva , a peneira , representa o efeito biológico equivalente ao depósito de um joule de energia de raios gama em um quilograma de tecido humano. Como resultado, um sievert representa uma chance de 5,5% de desenvolver câncer. Observe que a dose efetiva não se destina a medir os efeitos determinísticos à saúde , que é a gravidade do dano agudo no tecido que certamente acontecerá, medido pela quantidade absorvida em dose.

Existem três categorias gerais de efeitos estocásticos resultantes da exposição a baixas doses de radiação. Esses são:

• Efeitos genéticos . O efeito genético é sofrido pela prole do indivíduo exposto. Envolve a mutação de células muito específicas, nomeadamente os espermatozóides ou óvulos. A radiação é um exemplo de um agente mutagênico físico. Observe que também existem muitos agentes químicos e agentes biológicos (como vírus) que causam mutações. Um fato muito importante a lembrar é que a radiação aumenta a taxa de mutação espontânea, mas não produz novas mutações.
• Efeitos somáticos . Efeitos somáticos são aqueles sofridos pela pessoa exposta . O impacto mais comum da irradiação é a indução estocástica de câncer com um período latente de anos ou décadas após a exposição. Como o câncer é o resultado primário, às vezes é chamado de efeito carcinogênico. A radiação é um exemplo de um agente cancerígeno físico, enquanto os cigarros são um exemplo de um agente químico causador de câncer. Os vírus são exemplos de agentes cancerígenos biológicos.
• Os efeitos intra-útero envolvem a produção de malformações no desenvolvimento de embriões. No entanto, esse é realmente um caso especial do efeito somático, já que o embrião / feto é aquele exposto à radiação.

Acredita-se que os efeitos somáticos resultantes da exposição à radiação ocorram de maneira estocástica. O modelo mais amplamente aceito postula que a incidência de câncer devido à radiação ionizante aumenta linearmente com a dose efetiva de radiação a uma taxa de 5,5% por peneira . Esse modelo é conhecido como modelo linear sem limite (LNT) . Este modelo pressupõe que não há ponto limite e o risco aumenta linearmente com uma dose. Se esse modelo linear estiver correto, a radiação natural de fundo é a fonte mais perigosa de radiação para a saúde pública em geral, seguida por imagens médicas como um segundo próximo. O LNT não é universalmente aceitocom alguns propondo uma relação dose-resposta adaptativa, em que doses baixas são protetoras e doses altas são prejudiciais. Deve-se enfatizar que várias organizações discordam do uso do modelo linear sem limiar para estimar o risco da exposição ambiental e ocupacional a radiação de baixo nível.

Efeitos estocásticos e dose eficaz

A dose efetiva é definida como a soma duplamente ponderada da dose absorvida em todos os órgãos e tecidos do corpo. É muito importante, se uma pessoa é exposta parcial ou completamente, e é muito importante, se uma pessoa é exposta a raios gama ou a outro tipo de radiação. A dose eficaz permite determinar as conseqüências biológicas estocásticas de todos os tipos de radiação. Os limites de dose são definidos em termos de dose efetiva e aplicam-se ao indivíduo para fins de proteção radiológica, incluindo a avaliação de risco em termos gerais. Matematicamente, a dose efetiva pode ser expressa como:

Fator de Ponderação de Radiação

O fator de ponderação da radiação é um fator adimensional usado para determinar a dose equivalente da dose absorvida média sobre um tecido ou órgão e baseia-se no tipo de radiação absorvida. No passado, um fator semelhante, conhecido como fator de qualidade, era usado para esse fim. O fator de ponderação da radiação é uma estimativa da eficácia por dose unitária da radiação fornecida em relação ao padrão de baixa LET.

Em 2007, o ICRP publicou um novo conjunto de fatores de ponderação de radiação (ICRP Publ. 103: As Recomendações de 2007 da Comissão Internacional de Proteção Radiológica). Esses fatores são apresentados abaixo.

Fator de ponderação do tecido

O factor de ponderação tecido , w _T , é o factor pelo qual a dose equivalente de um tecido ou órgão T é ponderado para representar a contribuição relativa de que o tecido ou órgão para o detrimento de saúde total resultante da irradiação uniforme do corpo (1991b ICRP) . Representa uma medida do risco de efeitos estocásticos que podem resultar da exposição desse tecido específico. Os fatores de ponderação do tecido levam em consideração a sensibilidade variável dos diferentes órgãos e tecidos à radiação.

Os fatores de ponderação do tecido estão listados em várias publicações da ICRP (Comissão Internacional de Proteção Radiológica). De acordo com a determinação real do ICRP, os fatores de risco estão na tabela a seguir (da publicação 103 do ICRP (ICRP 2007)).

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

Exemplos de doses em Sieverts

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

• 0,05 µSv – Dormindo ao lado de alguém
• 0,09 µSv – Morando a 48 quilômetros de uma usina nuclear por um ano
• 0,1 µSv – Comendo uma banana
• 0,3 µSv – Morando a 80 quilômetros de uma usina a carvão por um ano
• 10 µSv – Dose média diária recebida do fundo natural
• 20 µSv – radiografia de tórax
• 40 µSv – Um voo 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 do fundo natural
• 5 800 µSv – tomografia computadorizada do tórax
• 10 000 µSv – Dose média anual recebida do ambiente natural em Ramsar, Irã
• 20 000 µSv – tomografia computadorizada 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 um risco de 50% dentro de 30 dias (LD50 / 30), se a dose for recebida por um período muito curto .

Como pode ser visto, doses baixas são comuns na vida cotidiana. Os exemplos anteriores podem ajudar a ilustrar magnitudes relativas. Do ponto de vista das consequências biológicas, é muito importante distinguir entre doses recebidas em períodos curtos e prolongados . Uma “ dose aguda ” é aquela que ocorre por um período curto e finito de tempo, enquanto uma “ dose crônica ””É uma dose que continua por um longo período de tempo, para que seja melhor descrita por uma taxa de dose. Altas doses tendem a matar células, enquanto doses baixas tendem a danificá-las ou alterá-las. Doses baixas espalhadas por longos períodos de tempo não causam problemas imediatos a nenhum órgão do corpo. Os efeitos de baixas doses de radiação ocorrem no nível da célula e os resultados podem não ser observados por muitos anos.

Efeitos estocásticos e limites de dose

Na proteção contra radiação, os limites de dose são definidos para limitar os efeitos estocásticos a um nível aceitável e para impedir completamente os efeitos determinísticos . Observe que efeitos estocásticos são os que surgem do acaso: quanto maior a dose, maior a probabilidade do efeito. Efeitos determinísticos são aqueles que normalmente têm um limiar: acima disso, a gravidade do efeito aumenta com a dose. Limites de dosesão um componente fundamental da proteção contra radiação e a violação desses limites é contra a regulamentação de radiação na maioria dos países. Observe que os limites de dose descritos neste artigo se aplicam a operações de rotina. Eles não se aplicam a uma situação de emergência quando a vida humana está em perigo. Eles não se aplicam em situações de exposição de emergência em que um indivíduo está tentando impedir uma situação catastrófica.

Os limites são divididos em dois grupos, o público e os trabalhadores expostos ocupacionalmente. De acordo com o ICRP, a exposição ocupacional refere-se a toda a exposição incorrida pelos trabalhadores no curso de seu trabalho, com exceção da

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

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

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 por períodos definidos de 5 anos, sem dose anual em um único ano superior a 50 mSv.

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