O que é fator de ponderação por radiação – Definição

Dose equivalente (símbolo H _T ) é uma quantidade de dose calculada para órgãos individuais (índice T – tecido). A dose equivalente é baseada na dose absorvida para 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 H _t é o Sievert (Sv) ou mas REM (homem equivalente roentgen) ainda é vulgarmente utilizado ( 1 Sv = 100 REM ). A unidade de sievert recebeu o nome do cientista sueco Rolf Sievert, que fez grande parte dos primeiros trabalhos sobre dosimetria em radioterapia.

Como foi escrito, para protecção contra a radiação fins, a dose absorvida é calculada a média ao longo de um órgão ou tecido, T, e esta absorvida média dose é ponderado para a qualidade de radiação em termos do factor de ponderação da radiação , W _R , para o tipo e a energia de incidente de radiação no corpo. 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. A dose ponderada resultante foi designada como a dose equivalente de órgão ou tecido:

De Dose Absorvida a Dose Equivalente

Observe que o sievert não é uma unidade de dose física . Por exemplo, uma dose absorvida de 1 Gy por partículas alfa levará a uma dose equivalente a 20 Sv. Isso pode parecer um paradoxo. Isso implica que a energia do campo de radiação incidente em joules aumentou em um fator de 20, violando as leis de conservação de energia . No entanto, este não é o caso. Sievert é derivado da dose física absorvida em quantidade, mas também leva em consideração a eficácia biológica da radiação, que depende do tipo e energia da radiação. O fator de ponderação da radiação faz com que o crivo não possa ser uma unidade física.

Como foi escrito, cada tipo de radiação interage com a matéria de uma maneira diferente e causa diferentes danos biológicos. Por exemplo, partículas carregadas com altas energias podem ionizar diretamente átomos. Por outro lado, partículas eletricamente neutras interagem apenas indiretamente, mas também podem transferir parte ou todas as suas energias para o assunto. Certamente simplificaria as coisas se os efeitos biológicosradiação foram diretamente proporcionais à dose absorvida. Infelizmente, os efeitos biológicos dependem também da maneira como a dose absorvida é distribuída ao longo do caminho da radiação. Estudos demonstraram que a radiação alfa e nêutron causa maior dano biológico para uma dada deposição de energia por kg de tecido do que a radiação gama. Foi descoberto que os efeitos biológicos de qualquer radiação aumentam com a transferência linear de energia (LET). Em suma, o dano biológico da radiação de alta LET ( partículas alfa , prótons ou nêutrons ) é muito maior do que o da radiação de baixa LET ( raios gama) Isso ocorre porque o tecido vivo pode reparar mais facilmente os danos causados ​​pela radiação que se espalha por uma área grande do que aquela que está concentrada em uma área pequena. Como mais danos biológicos são causados ​​pela mesma dose física (ou seja, a mesma energia depositada por unidade de massa de tecido), um cinza da radiação alfa ou nêutron é mais prejudicial do que um cinza da radiação gama. Este fato de que radiações de diferentes tipos (e energias) produzem efeitos biológicos diferentes para a mesma dose absorvida é descrito em termos de fatores conhecidos como efetividade biológica relativa (RBE) e fator de ponderação de radiação (w _R ).

Fator de Ponderação de Radiação

Na proteção contra radiação, o fator de ponderação de 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.

Antes de 1990, quantidades equivalentes à dose eram definidas em termos de um fator de qualidade, Q (L), aplicado à dose absorvida em um ponto, a fim de levar em consideração as diferenças nos efeitos de diferentes tipos de radiação. Nas suas recomendações de 1990, o ICRP introduziu um conceito modificado. Para fins de protecção contra as radiações, a dose absorvida é calculada a média ao longo de um órgão ou tecido, T, e esta absorvida média dose é ponderado para a qualidade de radiação em termos do factor de ponderação da radiação, W _R , para o tipo e a energia da radiação incidente sobre o corpo.

O motivo para a substituição do factor de qualidade, ou seja, a relação Q-G, com w _R valores na definição das doses de órgão equivalente e a dose eficaz foi a de que a Comissão Acredita:

‘que o detalhe e a precisão inerentes ao uso de uma relação Q-L formal para modificar a dose absorvida para refletir a maior probabilidade de prejuízo resultante da exposição a componentes de radiação com alta LET não se justificam devido às incertezas nas informações radiológicas’.

Vale ressaltar que esses dois fatores, o fator de ponderação de radiação e o fator de qualidade, estão restritos à faixa de dose de interesse para a proteção contra radiação, ou seja, à magnitude geral dos limites de dose. Em circunstâncias especiais em que se lida com doses mais altas que podem causar efeitos determinísticos, os valores relevantes de RBE são aplicados para obter uma dose ponderada.

Referência Especial : ICRP, 2003. Eficácia Biológica Relativa (RBE), Fator de Qualidade ( Q ) e Fator de Ponderação de Radiação ( w _R ). Publicação ICRP 92. Ann. ICRP 33 (4).

Fatores de ponderação por radiação – ICRP

Para radiação de fóton e elétron, o fator de ponderação da radiação tem o valor 1 independentemente da energia da radiação e para a radiação alfa o valor 20. Para a radiação de nêutrons, o valor depende da energia e atinge de 5 a 20.

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.

Como mostrado na tabela, aw _R de 1 é para todas as radiações de baixa LET, ou seja, raios X e raios gama de todas as energias, bem como elétrons e múons. Uma curva suave, considerada uma aproximação, foi ajustada aos w _R valores como uma função da energia incidente de neutrões. Note que E _n é a energia de nêutrons em MeV.

Assim, por exemplo, uma dose absorvida de 1 Gy por partículas alfa levará a uma dose equivalente a 20 Sv, e estima-se que uma dose equivalente de radiação tenha o mesmo efeito biológico que uma quantidade igual de dose absorvida de raios gama, que é dado um fator de ponderação de 1.

Fator de qualidade

O fator de qualidade de um tipo de radiação é definido como a razão entre o dano biológico produzido pela absorção de 1 Gy dessa radiação e o dano biológico produzido por 1 Gy de raios-X ou raios gama.

O Q de um certo tipo de radiação está relacionado à densidade dos rastros de íons que ele deixa para trás nos tecidos. Os fatores de qualidade para os vários tipos de radiação estão listados na tabela.

Esses fatores de qualidade são restritos à faixa de dose de interesse para a proteção contra radiação, ou seja, à magnitude geral dos limites de dose. Em circunstâncias especiais em que se lida com doses mais altas que podem causar efeitos determinísticos, os valores relevantes de RBE são aplicados para obter uma dose ponderada.