Dosimetría de radiación

La protección radiológica es la ciencia y la práctica de proteger a las personas y al medio ambiente de los efectos nocivos de la radiación ionizante. La Agencia Internacional de Energía Atómica ( OIEA ) define la protección radiológica como:

«La protección de las personas contra los efectos nocivos de la exposición a la radiación ionizante, y los medios para lograrlo»

Es un tema serio no solo en las centrales nucleares , sino también en la industria o en los centros médicos. Según el OIEA, la protección radiológica se puede dividir en tres grupos:

• protección radiológica ocupacional, que es la protección de los trabajadores en situaciones en las que su exposición está directamente relacionada o requerida por su trabajo
• Protección médica contra la radiación, que es la protección de los pacientes expuestos a la radiación como parte de su diagnóstico o tratamiento.
• Protección pública contra la radiación, que es la protección de los miembros individuales del público y de la población en general.

Según la ICRP (Publicación 103), el Sistema de Protección Radiológica se basa en los siguientes tres principios:

1. Justificación . «Cualquier decisión que altere la situación de exposición a la radiación debería ser más beneficiosa que perjudicial».
2. Optimización de la protección . «Todas las dosis deben mantenerse tan bajas como sea razonablemente posible, teniendo en cuenta los factores económicos y sociales». (conocido como ALARA o ALARP)
3. Limitación de dosis . «La dosis total para cualquier individuo … no debe exceder los límites apropiados».

Ver también: ICRP, 2007. Las Recomendaciones de 2007 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica. Publicación 103 de la CIPR. Ann. ICRP 37 (2-4).

Principios de protección radiológica – Tiempo – Distancia – Blindaje

La exposición externa es la radiación que proviene del exterior de nuestro cuerpo e interactúa con nosotros. En este caso, analizamos predominantemente la exposición a los rayos gamma, ya que las partículas alfa y beta, en general, no constituyen un riesgo de exposición externa porque las partículas generalmente no pasan a través de la piel. La fuente de radiación puede ser, por ejemplo, un equipo que produce la radiación como un recipiente con materiales radiactivos, o como una máquina de rayos X. En la protección radiológica hay tres formas de proteger a las personas de las fuentes de radiación externas identificadas:

• 

  Limitando el tiempo. La cantidad de exposición a la radiación depende directamente (linealmente) del tiempo que las personas pasan cerca de la fuente de radiación. La dosis puede reducirse limitando el tiempo de exposición .

• Distancia. La cantidad de exposición a la radiación depende de la distancia desde la fuente de radiación. De manera similar al calor de un incendio, si está demasiado cerca, la intensidad de la radiación de calor es alta y puede quemarse. Si está a la distancia correcta, puede resistir allí sin ningún problema y, además, es cómodo. Si está demasiado lejos de la fuente de calor, la insuficiencia de calor también puede dañarlo. Esta analogía, en cierto sentido, puede aplicarse a la radiación también de fuentes de radiación.
• Blindaje Finalmente, si la fuente es demasiado intensa y el tiempo o la distancia no proporcionan suficiente protección contra la radiación, se debe usar el blindaje. El blindaje contra la radiación generalmente consiste en barreras de plomo, concreto o agua. Hay muchos materiales que se pueden usar para proteger contra la radiación, pero hay muchas situaciones en la protección contra la radiación. Depende en gran medida del tipo de radiación que se va a proteger, su energía y muchos otros parámetros. Por ejemplo, incluso el uranio empobrecido puede usarse como una buena protección contra la radiación gamma, pero, por otro lado, el uranio es un blindaje absolutamente inapropiado de la radiación de neutrones .

La intensidad de la radiación  es un factor clave, que determina los efectos sobre la salud de la exposición a cualquier radiación. Es similar a estar expuesto a la radiación de calor  de un incendio (de hecho, también es transferido por fotones). Si está demasiado cerca de un incendio, la intensidad de la radiación térmica es alta y puede quemarse. Si está a la distancia correcta, puede resistir allí sin ningún problema y, además, es cómodo. Si está demasiado lejos de la fuente de calor, la insuficiencia de calor también puede dañarlo. Esta analogía, en cierto sentido, puede aplicarse a la radiación también de fuentes de radiación ionizante.

En resumen, para quemarse ( efectos deterministas  y efectos estocásticos demostrables  ) por la radiación ionizante, debe estar expuesto a una cantidad realmente alta de radiación. Pero casi siempre estamos hablando de las llamadas  dosis bajas . Como se escribió, hoy el sistema de protección se basa en la  hipótesis LNT , que es un   modelo conservador utilizado en la protección radiológica para estimar los efectos en la salud de pequeñas dosis de radiación. Este modelo es  excelente para configurar un sistema de protección para todo uso de radiaciones ionizantes. Este modelo supone que no hay un punto umbral y el riesgo aumenta linealmente con una dosis, es decir, el modelo LNT implica que no hay una dosis segura de radiación ionizante. Si este modelo lineal es correcto, la radiación de fondo natural es la fuente de radiación más peligrosa para la salud pública en general, seguida de imágenes médicas como un segundo lugar cercano. Debe agregarse, la investigación durante las últimas dos décadas es muy interesante y muestra que pequeñas dosis de radiación administradas a una tasa de dosis baja estimulan los mecanismos de defensa. Por lo tanto, el modelo LNT no se acepta universalmente y algunos proponen una relación de dosis-respuesta adaptativa donde las dosis bajas son protectoras y las dosis altas son perjudiciales. Muchos estudios han contradicho el modelo LNT y muchos de ellos han mostrado una respuesta adaptativa a la dosis baja de radiación que resulta en mutaciones y cánceres reducidos. Por otro lado, es muy importante a qué tipo de radiación está expuesta una persona.

Dosis equivalente

La  tasa de dosis equivalente  es la tasa a la que se recibe una dosis equivalente. Es una medida de la intensidad de la dosis de radiación (o fuerza). Por lo tanto, la tasa de dosis equivalente se define como:

En unidades convencionales, se mide en mSv / sec ,  Sv / hr, mrem / sec o rem / hr. Dado que la cantidad de exposición a la radiación depende directamente (linealmente)  del tiempo que las  personas pasan cerca de la fuente de radiación, la dosis absorbida es igual a la intensidad del campo de radiación (tasa de dosis) multiplicado por el tiempo de permanencia en ese campo. El ejemplo anterior indica que una persona podría esperar recibir una dosis de 25 milirems al permanecer en un campo de 50 milirems / hora durante treinta minutos.

Sievert y Gray

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:

Una dosis equivalente de un Sievert representa la cantidad de dosis de radiación que es equivalente, en términos de daño biológico especificado , a un gris de rayos X o rayos gamma . Una dosis de un Sv causada por la radiación gamma es equivalente a una deposición de energía de un julio en un kilogramo de tejido. Eso significa que un sievert es equivalente a un gray de rayos gamma depositados en ciertos tejidos. Por otro lado, un daño biológico similar (un sievert) puede ser causado solo por 1/20 de gray de radiación alfa (debido a un alto w _R de radiación alfa). Por lo tanto, el sievert no es una unidad de dosis física. Por ejemplo, una dosis absorbida de 1 Gy por partículas alfa conducirá a una dosis equivalente de 20 Sv. Esto puede parecer una paradoja. Implica que la energía del campo de radiación incidente en julios ha aumentado en un factor de 20, violando así las leyes de Conservación de energía . Sin embargo, éste no es el caso. Sievert 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 sievert no pueda ser una unidad física.

Un sievert es una gran cantidad de dosis equivalente. Una persona que ha absorbido una dosis de 1 Sv en todo el cuerpo ha absorbido un julio 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 sievert, y a menudo se usan los siguientes múltiplos:

1 mSv (millisievert) = 1E-3 Sv

1 µSv (microsievert) = 1E-6 Sv

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

• 1 Sv = 100 rem
• 1 mSv = 100 mrem

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 .

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. 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 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 unidad SI de H _T es el sievert (Sv) o todavía se usa comúnmente rem (hombre equivalente de roentgen) ( 1 Sv = 100 rem ).

Un rem también es una gran cantidad de dosis equivalente. Una persona que ha absorbido una dosis de todo el cuerpo de 1 rem 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

Ejemplos de dosis en milirems

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 .

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 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 ).

Un sievert es una gran cantidad de dosis equivalente. Una persona que ha absorbido una dosis de 1 Sv en todo el cuerpo ha absorbido un julio 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 sievert, y a menudo se usan los siguientes múltiplos:

1 mSv (millisievert) = 1E-3 Sv

1 µSv (microsievert) = 1E-6 Sv

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

• 1 Sv = 100 rem
• 1 mSv = 100 mrem

Ejemplos de dosis en milisieverts

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.

• 0.00005 mSv – Dormir al lado de alguien
• 0.00009 mSv – Vivir dentro de 30 millas de una planta de energía nuclear por un año
• 0.0001 mSv – Comer una banana
• 0.0003 mSv – Vivir dentro de 50 millas de una central eléctrica de carbón durante un año
• 0.01 mSv : dosis diaria promedio recibida del fondo natural
• 0.02 mSv – Radiografía de tórax
• 0.04 mSv : un vuelo en avión de 5 horas
• 0.60 mSv – mamografía
• 1 mSv : límite de dosis para miembros individuales del público, dosis efectiva total por año
• 3,65 mSv : dosis media anual recibida del fondo natural
• 5.8 mSv : tomografía computarizada del tórax
• 10 mSv : dosis media anual recibida de un entorno natural en Ramsar, Irán
• 20 mSv – tomografía computarizada de cuerpo completo
• 175 mSv : dosis anual de radiación natural en una playa de monazita cerca de Guarapari, Brasil.
• 5 000 mSv : 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 .

Un dosímetro de radiación es un dispositivo que mide la exposición a la radiación ionizante . Los dosímetros generalmente registran una dosis , que es la energía de radiación absorbida medida en grises (Gy) o la dosis equivalente medida en sieverts (Sv). Un dosímetro personal es dosímetro, que la persona que se está monitoreando usa en la superficie del cuerpo y registra la dosis de radiación recibida.

Los dosímetros disponibles comercialmente van desde dispositivos pasivos de bajo costo que almacenan información de dosis del personal para su posterior lectura, hasta dispositivos más costosos que funcionan con baterías y que muestran información inmediata de dosis y tasa de dosis (generalmente un dosímetro personal electrónico ). El método de lectura, el rango de medición de dosis, el tamaño, el peso y el precio son factores de selección importantes.

Hay dos tipos de dosímetros:

• Dosímetros pasivos . Los dosímetros pasivos de uso común son el dosímetro termo luminiscente (TLD) y la placa de película. Un dosímetro pasivo produce una señal inducida por radiación, que se almacena en el dispositivo. Luego se procesa el dosímetro y se analiza la salida.
• Dosímetros activos . Para obtener un valor en tiempo real de su exposición, puede utilizar un dosímetro activo, generalmente un dosímetro personal electrónico (EPD). Un dosímetro activo produce una señal inducida por radiación y muestra una lectura directa de la dosis detectada o la tasa de dosis en tiempo real.

Los dosímetros pasivos y activos 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.

Los dosímetros y detectores de radiación también se pueden clasificar de acuerdo con su propósito. Cabe señalar, los siguientes dispositivos no son dosímetros necesarios. Estos dispositivos se utilizan para dosimetría en centrales nucleares :

• Dosímetros personales. La dosimetría personal es una parte clave de la dosimetría de radiación. La dosimetría personal se usa principalmente (pero no exclusivamente) para determinar las dosis a las personas que están expuestas a la radiación relacionada con sus actividades laborales. Estas dosis generalmente se miden mediante dispositivos conocidos como dosímetros personales .
• Medidores de levantamiento gamma. Los medidores de encuestas portátiles son detectores de radiación utilizados por técnicos radiológicos para medir la tasa de dosis ambiental. Estos instrumentos portátiles generalmente tienen medidores de velocidad. En las instalaciones nucleares, estos medidores topográficos portátiles suelen ser utilizados por técnicos en protección radiológica.
• Medidores de contaminación. Los contadores de contaminación son instrumentos para medir la contaminación de la superficie. En las instalaciones nucleares, los monitores de contaminación se instalan generalmente a la salida de las áreas controladas. Estos monitores pueden utilizar contadores proporcionales con un área grande, detector de ventana delgada similar a los monitores de mano y calzado.
• Monitores de cuerpo completo. Los monitores de cuerpo completo, o monitores de cuerpo entero, son instrumentos para medir la contaminación de la superficie. Se utilizan para el monitoreo de salida del personal, que es el término utilizado en la protección contra la radiación para verificar la contaminación externa (o la contaminación de la superficie ) de todo el cuerpo de una persona que abandona un área controlada de contaminación radiactiva.
• Espectrómetros de rayos gamma. Un espectrómetro de rayos gamma (GRS) es un dispositivo sofisticado para medir la distribución de energía de la radiación gamma. Para la medición de rayos gamma por encima de varios cientos de keV, hay dos categorías de detectores de gran importancia,  centelleadores inorgánicos como NaI (Tl)  y detectores de semiconductores.

Es muy importante que la mayoría de  los dosímetros personales que se usan hoy en día no sean instrumentos absolutos, sino instrumentos de referencia. Eso significa que deben calibrarse periódicamente . Cuando se calibra un dosímetro de referencia, se puede determinar un factor de calibración. Este factor de calibración relaciona la cantidad de exposición con la dosis informada. La validez de la calibración se demuestra manteniendo la trazabilidad de la fuente utilizada para calibrar el dosímetro. La trazabilidad se logra mediante la comparación de la fuente con un «estándar primario» en un centro de calibración de referencia. En el monitoreo de individuos, los valores de estas cantidades operativas se toman como una evaluación suficientemente precisa de la dosis efectivay dosis cutáneas, respectivamente, en particular, si sus valores están por debajo de los límites de protección .

Características de los dosímetros: características clave

Hay muchos tipos de dosímetros y detectores, y cada tipo tiene limitaciones. Muchos factores influyen en la calidad de los resultados de un dosímetro. Algunas consideraciones clave al elegir un dosímetro incluyen:

• Tipo de radiación . Cada tipo de radiación interactúa con la materia de una manera diferente . Esta consideración es crucial. Para dosis de neutrones, no podemos usar un simple contador de GM.
• Energía de radiación . La respuesta de un dosímetro variará dependiendo de la energía de la radiación y el ángulo (s) entre la fuente y el detector del dosímetro.
• Decoloración . La señal de un dosímetro puede perderse o desvanecerse con el tiempo. Esto puede ser causado por factores externos como la temperatura, la luz y la humedad.
• Lectura directa . A veces, es de la mayor importancia, que el dosímetro puede dar 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 especificada o una dosis acumulativa.
• Dosis mínima medible . La dosis más baja que se puede medir con un determinado nivel de confianza especificado.
• Robustez y facilidad de uso . Los dosímetros difieren en su capacidad para soportar condiciones ambientales severas. Algunos pesados ​​para un propósito dado, algunos son más pequeños, más livianos y más portátiles.

Como se puede ver, la dosimetría de radiación es muy difícil, ya que ningún dosímetro tendrá todas estas características. Por lo tanto, un usuario del dosímetro debe comprender el entorno donde se utilizará el instrumento. En la mayoría de las situaciones prácticas, los dosímetros proporcionan aproximaciones razonables al equivalente de dosis personal, Hp (d), al menos en la ubicación del dosímetro. Cabe señalar que la dosis personal equivalente generalmente sobreestima la dosis efectiva. Por otro lado, este procedimiento es válido solo a dosis bajas y bajo el supuesto de una exposición uniforme de todo el cuerpo . Sin embargo, para dosis personales altas que se aproximan o exceden el límite de dosis anual, o en campos de radiación fuertemente no homogéneos, este procedimiento podría no ser suficiente.

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>.

Tipos de dosímetros

Dosímetros de placa de película

Las placas de película son pequeños dispositivos portátiles para monitorear la dosis de radiación acumulativa debido a la radiación ionizante. El principio de funcionamiento es similar al de las imágenes de rayos X. La placa consta de dos partes: película fotográfica y un soporte. La película está contenida dentro de una placa. La pieza de película fotográfica que es el material sensible y debe eliminarse mensualmente y desarrollarse. A mayor exposición a la radiación, más ennegrecimiento de la película. El ennegrecimiento de la película es lineal a la dosis, y se pueden medir dosis de hasta aproximadamente 10 Gy.

Ver también: dosímetro de placa de película

TLD – Dosímetro termoluminiscente

Un dosímetro termoluminiscente, abreviado como TLD, es un dosímetro de radiación pasiva, que mide la exposición a la radiación ionizante midiendo la intensidad de la luz visible emitida por un cristal sensible en el detector cuando el cristal se calienta. La intensidad de la luz emitida es medida por el lector TLD y depende de la exposición a la radiación. Los dosímetros termoluminiscentes fueron inventados en 1954 por el profesor Farrington Daniels de la Universidad de Wisconsin-Madison. Los dosímetros de TLD son aplicables a situaciones en las que no se necesita información en tiempo real, pero se desean registros precisos de monitoreo de dosis acumulada para compararlos con las mediciones de campo o para evaluar el potencial de efectos en la salud a largo plazo.

Ver también: TLD – Dosímetro termoluminiscente

EPD – Dosímetro personal electrónico

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.

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.

Ver también: EPD – Dosímetro electrónico personal

Dosímetro MOSFET

El dosímetro MOSFET es un pequeño dispositivo portátil para monitorear y leer directamente la tasa de dosis de radiación. Dado que se basa en el transistor MOSFET, el transistor de efecto de campo de semiconductor de óxido de metal (MOSFET), el principio de funcionamiento es similar al de los detectores de semiconductores. Los dosímetros MOSFET ahora se usan como dosímetros clínicos para haces de radiación de radioterapia. Su principal ventaja es su tamaño físico, que es inferior a 4 mm ² . En la dosimetría de radioterapia, los dosímetros MOSFET a menudo reemplazan a los dosímetros TLD, ya que ofrecen una lectura inmediata.

Ver también: dosímetro MOSFET

Dosímetro de auto lectura

Los dosímetros de auto lectura son dispositivos legibles en campo que se usan en el cuerpo para medir la dosis acumulada. Estos son dispositivos sin alimentación que no contienen una batería. Los dispositivos en este grupo incluyen:

• Dosímetro de fibra de cuarzo. Un dosímetro de fibra de cuarzo, a veces llamado dosímetro de bolsillo con indicación automática (SIPD), es un dispositivo tipo bolígrafo que mide la dosis acumulada de radiación ionizante recibida por el dispositivo, generalmente durante un período de trabajo.
• Tarjetas fotoquímicas de desarrollo propio. La tarjeta fotoquímica de autodesarrollo es un dosímetro de emergencia de tamaño de tarjeta de crédito, de desarrollo instantáneo en color. Está diseñado para monitorear la exposición en un incidente radiológico para el tratamiento médico y para minimizar la preocupación y el pánico.

Ver también: dosímetro de auto lectura

DIS Dosímetro

El dosímetro de almacenamiento de iones directos, DIS, es un dosímetro electrónico, desde el cual la información de dosis para Hp (10) y Hp (0.07) se puede obtener instantáneamente en el lugar de trabajo mediante el uso de una unidad de lector electrónico. El dosímetro DIS se basa en la combinación de una cámara de iones y un elemento electrónico de almacenamiento de carga no volátil. El dosímetro DIS utiliza una celda de memoria analógica dentro de una pequeña cámara de ionización llena de gas . La radiación incidente provoca ionizaciones en la pared de la cámara y en el gas, y la carga se almacena para su posterior lectura. El dosímetro DIS se lee en el sitio del usuario a través de la conexión a una unidad de lector electrónico.

La dosimetría de radiación es la medición, el cálculo y la evaluación de las dosis absorbidas y la asignación de esas dosis a los individuos. Es la ciencia y la práctica que intenta relacionar cuantitativamente las medidas específicas realizadas en un campo de radiación con los cambios químicos y / o biológicos que la radiación produciría en un objetivo.

Dosimetría Ambiental

La dosimetría ambiental se usa cuando es probable que el ambiente genere una dosis de radiación significativa. Como se escribió, la radiación nos rodea . En, alrededor y por encima del 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. Todas las criaturas vivientes, desde el principio de los tiempos, han estado y siguen estando expuestas a la radiación ionizante . La radiación ionizante se genera a través de reacciones nucleares , desintegración nuclear , por temperaturas muy altas o por aceleración de partículas cargadas en campos electromagnéticos.

En general, hay dos grandes categorías de fuentes de radiación en el medio ambiente:

• Radiación de fondo natural . La radiación de fondo natural incluye radiación producida por el Sol, rayos, radioisótopos primordiales o explosiones de supernovas, etc.
• Fuentes artificiales de radiación . Las fuentes artificiales incluyen usos médicos de radiación, residuos de pruebas nucleares, usos industriales de radiación, etc.

Un ejemplo de dosimetría ambiental  es el monitoreo de radón. El radón es un gas radiactivo generado por la descomposición del uranio , que está presente en cantidades variables en la corteza terrestre. Es importante tener en cuenta que el radón es un gas noble , mientras que todos sus productos de descomposición son metales . El mecanismo principal para la entrada de radón en la atmósfera es la difusión a través del suelo.. Ciertas áreas geográficas, debido a la geología subyacente, generan continuamente radón que impregna su camino hacia la superficie de la tierra. En algunos casos, la dosis puede ser significativa en edificios donde se puede acumular el gas. Las ubicaciones con mayor fondo de radón están bien mapeadas en cada país. Al aire libre, oscila entre 1 y 100 Bq / m3, incluso menos (0.1 Bq / m3) sobre el océano. En cuevas o minas aireadas, o casas mal aireadas, su concentración sube a 20–2,000 Bq / m3. En la atmósfera exterior, también hay cierta advección causada por el viento y los cambios en la presión barométrica. Se utilizan varias técnicas de dosimetría especializadas para evaluar la dosis que pueden recibir los ocupantes de un edificio.

Espectroscopía Gamma

Como se escribió, el estudio y análisis de los espectros de rayos gamma para uso científico y técnico se llama espectroscopía gamma, y ​​los espectrómetros de rayos gamma son los instrumentos que observan y recopilan dichos datos. Un espectrómetro de rayos gamma (GRS) es un dispositivo sofisticado para medir la distribución de energía de la radiación gamma. Para la medición de rayos gamma por encima de varios cientos de keV, hay dos categorías de detectores de gran importancia,  centelleadores inorgánicos como NaI (Tl)  y  detectores de semiconductores.. En los artículos anteriores, describimos la espectroscopía gamma utilizando un detector de centelleo, que consiste en un cristal centelleador adecuado, un tubo fotomultiplicador y un circuito para medir la altura de los pulsos producidos por el fotomultiplicador. Las ventajas de un contador de centelleo son su eficiencia (gran tamaño y alta densidad) y las altas tasas de precisión y conteo que son posibles. Debido al alto número atómico de yodo, una gran cantidad de todas las interacciones dará como resultado la absorción completa de la energía de los rayos gamma, por lo que la fracción de la foto será alta.

Pero si  se requiere una  resolución energética perfecta , tenemos que usar  un detector a base de germanio , como el  detector HPGe . Los detectores de semiconductores basados ​​en germanio se usan con mayor frecuencia cuando se requiere una muy buena resolución energética, especialmente para  la espectroscopía gamma , así como  la espectroscopía de rayos X. En la espectroscopía gamma, se prefiere el germanio debido a que su número atómico es mucho más alto que el silicio y que aumenta la probabilidad de interacción con los rayos gamma. Además, el germanio tiene una energía promedio menor necesaria para crear un par de electrones, que es 3.6 eV para silicio y 2.9 eV para germanio. Esto también proporciona a este último una mejor resolución en energía. El FWHM (ancho completo a la mitad como máximo) para detectores de germanio es una función de la energía. Para un fotón de 1.3 MeV, el FWHM es 2.1 keV, que es muy bajo.

La dosimetría de radiación es la medición, el cálculo y la evaluación de las dosis absorbidas y la asignación de esas dosis a los individuos. Es la ciencia y la práctica que intenta relacionar cuantitativamente las medidas específicas realizadas en un campo de radiación con los cambios químicos y / o biológicos que la radiación produciría en un objetivo.

Dosimetría Médica

La dosimetría médica es el cálculo de la dosis absorbida y la optimización de la administración de la dosis en los exámenes y tratamientos médicos. En general, las exposiciones a la radiación de los exámenes de diagnóstico médico son bajas (especialmente en usos de diagnóstico). Las dosis también pueden ser altas (solo para usos terapéuticos), pero en cada caso, siempre deben estar justificadas por los beneficios del diagnóstico preciso de posibles enfermedades o por los beneficios de un tratamiento preciso. Estas dosis incluyen contribuciones de radiología de diagnóstico médico y dental (radiografías de diagnóstico), medicina nuclear clínica y radioterapia. Dosimetría médicaA menudo es realizado por un físico profesional de la salud con capacitación especializada en ese campo. Para planificar la administración de la radioterapia, la radiación producida por las fuentes generalmente se caracteriza con curvas de dosis de profundidad porcentual y perfiles de dosis medidos por un físico médico.

El uso médico de la radiación ionizante sigue siendo un campo que cambia rápidamente. En cualquier caso, la utilidad de la radiación ionizante debe equilibrarse con sus peligros. Hoy en día se encontró un compromiso y la mayoría de los usos de la radiación están optimizados. Hoy en día es casi increíble que las radiografías se usaran, en algún momento, para encontrar el par de zapatos adecuado (es decir, fluoroscopia para calzar zapatos). Las mediciones realizadas en los últimos años indican que las dosis a los pies estaban en el rango de 0.07 – 0.14 Gy para una exposición de 20 segundos. Esta práctica se detuvo cuando se comprendieron mejor los riesgos de la radiación ionizante.

Ver también: exposiciones médicas

Ejemplos de exposiciones médicas

En los siguientes puntos tratamos de expresar enormes rangos de exposición a la radiación, así como algunas dosis de fuentes médicas.

• 1 µSv  – Comer una banana
• 1 µSv –  Extremidad (mano, pie, etc.) Radiografía
• 5 µSv –  Radiografía dental
• 10 µSv  : dosis diaria promedio recibida del fondo natural
• 40 µSv  : un vuelo en avión de 5 horas
• 100 µSv  – Radiografía de tórax
• 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
• 80 000 µSv:  la dosis local anual en puntos localizados en las bifurcaciones de bronquios segmentarios en los pulmones causados ​​por fumar cigarrillos (1,5 paquetes / día).
• 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 .

Como se puede ver, las dosis bajas son comunes en la vida cotidiana.

La dosimetría de radiación es la medición, el cálculo y la evaluación de las dosis absorbidas y la asignación de esas dosis a los individuos. Es la ciencia y la práctica que intenta relacionar cuantitativamente las medidas específicas realizadas en un campo de radiación con los cambios químicos y / o biológicos que la radiación produciría en un objetivo.

Dosimetría personal

La dosimetría personal es una parte clave de la dosimetría de radiación. La dosimetría personal se usa principalmente (pero no exclusivamente) para determinar las dosis a las personas que están expuestas a la radiación relacionada con sus actividades laborales. Estas dosis generalmente se miden mediante dispositivos conocidos como dosímetros. Los dosímetros generalmente registran una dosis, que es la energía de radiación absorbida medida en grises (Gy) o la dosis equivalente medida en sieverts (Sv). Un dosímetro personal es dosímetro, que se usa en la superficie del cuerpo por la persona que se está monitoreando, y registra la dosis de radiación recibida. Dosimetría personalLas técnicas varían y dependen en parte de si la fuente de radiación se encuentra fuera del cuerpo (externa) o si se introduce en el cuerpo (interna). Los dosímetros personales se utilizan para medir la exposición a la radiación externa. Las exposiciones internas generalmente se controlan midiendo la presencia de sustancias nucleares en el cuerpo o midiendo sustancias nucleares excretadas por el cuerpo.

Los dosímetros disponibles comercialmente van desde dispositivos pasivos de bajo costo que almacenan información de dosis del personal para su posterior lectura, hasta dispositivos más costosos que funcionan con baterías y que muestran información inmediata de dosis y tasa de dosis (generalmente un dosímetro personal electrónico ). El método de lectura, el rango de medición de dosis, el tamaño, el peso y el precio son factores de selección importantes.

Hay dos tipos de dosímetros:

• Dosímetros pasivos . Los dosímetros pasivos de uso común son el dosímetro termo luminiscente (TLD) y la placa de película. Un dosímetro pasivo produce una señal inducida por radiación, que se almacena en el dispositivo. Luego se procesa el dosímetro y se analiza la salida.
• Dosímetros activos . Para obtener un valor en tiempo real de su exposición, puede utilizar un dosímetro activo, generalmente un dosímetro personal electrónico (EPD). Un dosímetro activo produce una señal inducida por radiación y muestra una lectura directa de la dosis detectada o la tasa de dosis en tiempo real.

Los dosímetros pasivos y activos 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.

Los dosímetros personales en uso hoy en día no son instrumentos absolutos, sino instrumentos de referencia. Eso significa que deben calibrarse periódicamente . Cuando se calibra un dosímetro de referencia, se puede determinar un factor de calibración. Este factor de calibración relaciona la cantidad de exposición con la dosis informada. La validez de la calibración se demuestra manteniendo la trazabilidad de la fuente utilizada para calibrar el dosímetro. La trazabilidad se logra mediante la comparación de la fuente con un «estándar primario» en un centro de calibración de referencia. En el monitoreo de individuos, los valores de estas cantidades operativas se toman como una evaluación suficientemente precisa de la dosis efectiva y la dosis de la piel, respectivamente, en particular, si sus valores están por debajo delímites de protección .

Ejemplo: dosímetro personal electrónico

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 pequeño tubo Geiger-Mueller (GM) o un semiconductor en el que la radiación ionizante libera cargas que dan como resultado 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>.

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.

La dosimetría de radiación es la medición, el cálculo y la evaluación de las dosis absorbidas y la asignación de esas dosis a los individuos. Es la ciencia y la práctica que intenta relacionar cuantitativamente las medidas específicas realizadas en un campo de radiación con los cambios químicos y / o biológicos que la radiación produciría en un objetivo.

Dosimetría interna

Si la fuente de radiación está dentro de nuestro cuerpo , decimos que es la exposición interna . La ingesta de material radiactivo puede ocurrir a través de varias vías, como la ingestión de contaminación radiactiva en alimentos o líquidos. La protección contra la exposición interna es más complicada. La mayoría de los radionucleidos le darán mucha más dosis de radiación si de alguna manera pueden ingresar a su cuerpo, de lo que lo harían si permanecieran afuera. La evaluación de dosimetría interna se basa en una variedad de técnicas de monitoreo, bioensayo o imágenes de radiación.

Ver también: absorción de dosis interna

Dosimetría Médica

La dosimetría médica es el cálculo de la dosis absorbida y la optimización de la administración de la dosis en los exámenes y tratamientos médicos. En general, las exposiciones a la radiación de los exámenes de diagnóstico médico son bajas (especialmente en usos de diagnóstico). Las dosis también pueden ser altas (solo para usos terapéuticos), pero en cada caso, siempre deben estar justificadas por los beneficios del diagnóstico preciso de posibles enfermedades o por los beneficios de un tratamiento preciso. Estas dosis incluyen contribuciones de radiología de diagnóstico médico y dental (radiografías de diagnóstico), medicina nuclear clínica y radioterapia. Dosimetría médicaA menudo es realizado por un físico profesional de la salud con capacitación especializada en ese campo. Para planificar la administración de la radioterapia, la radiación producida por las fuentes generalmente se caracteriza con curvas de dosis de profundidad porcentual y perfiles de dosis medidos por un físico médico.

El uso médico de la radiación ionizante sigue siendo un campo que cambia rápidamente. En cualquier caso, la utilidad de la radiación ionizante debe equilibrarse con sus peligros. Hoy en día se encontró un compromiso y la mayoría de los usos de la radiación están optimizados. Hoy en día es casi increíble que las radiografías se usaran, en algún momento, para encontrar el par de zapatos adecuado (es decir, fluoroscopia para calzar zapatos). Las mediciones realizadas en los últimos años indican que las dosis a los pies estaban en el rango de 0.07 – 0.14 Gy para una exposición de 20 segundos. Esta práctica se detuvo cuando se comprendieron mejor los riesgos de la radiación ionizante.

Ver también: exposiciones médicas

Conteo de cuerpo entero

Un contador de cuerpo entero es un instrumento que mide las cantidades de radionucleidos emisores de rayos gamma en el cuerpo (es decir, es un espectrómetro de rayos gamma ). En las instalaciones nucleares, estos contadores se utilizan para medir la radiactividad dentro del cuerpo humano, es decir, para medir la contaminación interna.. Esto no debe confundirse con un «monitor de cuerpo entero» que se utiliza para el monitoreo de salida del personal, que es el término utilizado en la protección contra la radiación para verificar la contaminación externa de todo el cuerpo de una persona que abandona un área controlada de contaminación radiactiva. Los contadores de cuerpo entero son dispositivos muy sensibles y, por lo tanto, a menudo están rodeados por grandes cantidades de blindaje de plomo para reducir la radiación de fondo. Un contador de cuerpo entero consiste, por ejemplo, en una cabina de pie con dos detectores de centelleo NaI de área grande . El detector superior controla los pulmones, el detector inferior controla el tracto gastrointestinal.

Cabe señalar que todas las personas también tienen algunos isótopos radiactivos dentro de sus cuerpos desde el nacimiento . Estos isótopos son especialmente potasio 40 , carbono 14 y también los isótopos de uranio y torio. La dosis de radiación anual promedio para una persona a partir de materiales radiactivos internos distintos del radón es de aproximadamente 0.3 mSv / año, de los cuales:

• 2 mSv / año proviene de potasio-40,
• 12 mSv / año proviene de la serie de uranio y torio,
• 12 μSv / año proviene del carbono-40.

La variación en la dosis de radiación de una persona a otra no es tan grande, pero también es detectada por un contador de cuerpo entero.

Espectroscopía Gamma

Como se escribió, el estudio y análisis de los espectros de rayos gamma para uso científico y técnico se llama espectroscopía gamma, y ​​los espectrómetros de rayos gamma son los instrumentos que observan y recopilan dichos datos. Un espectrómetro de rayos gamma (GRS) es un dispositivo sofisticado para medir la distribución de energía de la radiación gamma. Para la medición de rayos gamma por encima de varios cientos de keV, hay dos categorías de detectores de gran importancia,  centelleadores inorgánicos como NaI (Tl)  y  detectores de semiconductores.. En los artículos anteriores, describimos la espectroscopía gamma utilizando un detector de centelleo, que consiste en un cristal centelleador adecuado, un tubo fotomultiplicador y un circuito para medir la altura de los pulsos producidos por el fotomultiplicador. Las ventajas de un contador de centelleo son su eficiencia (gran tamaño y alta densidad) y las altas tasas de precisión y conteo que son posibles. Debido al alto número atómico de yodo, una gran cantidad de todas las interacciones dará como resultado la absorción completa de la energía de los rayos gamma, por lo que la fracción de la foto será alta.

Pero si  se requiere una  resolución energética perfecta , tenemos que usar  un detector basado en germanio , como el  detector HPGe . Los detectores de semiconductores basados ​​en germanio se usan más comúnmente cuando se requiere una muy buena resolución de energía, especialmente para  la espectroscopía gamma , así como  la espectroscopía de rayos X. En la espectroscopía gamma, se prefiere el germanio debido a que su número atómico es mucho más alto que el silicio y que aumenta la probabilidad de interacción con los rayos gamma. Además, el germanio tiene una energía promedio menor necesaria para crear un par de electrones, que es 3.6 eV para silicio y 2.9 eV para germanio. Esto también proporciona a este último una mejor resolución en energía. El FWHM (ancho completo a la mitad máximo) para detectores de germanio es una función de la energía. Para un fotón de 1.3 MeV, el FWHM es 2.1 keV, que es muy bajo.

La dosimetría de radiación es la medición, el cálculo y la evaluación de las dosis absorbidas y la asignación de esas dosis a los individuos. Es la ciencia y la práctica que intenta relacionar cuantitativamente las medidas específicas realizadas en un campo de radiación con los cambios químicos y / o biológicos que la radiación produciría en un objetivo.

Dosimetría Externa

La exposición externa es la radiación que proviene del exterior de nuestro cuerpo e interactúa con nosotros. En este caso, analizamos predominantemente la exposición de los rayos gamma y las partículas beta , ya que las partículas alfa , en general, no constituyen un riesgo de exposición externa porque las partículas generalmente no pasan a través de la piel. Dado que los fotones y beta interactúan a través de fuerzas electromagnéticas y los neutrones interactúan a través de fuerzas nucleares, sus métodos de detección y dosimetría son sustancialmente diferentes. La fuente de radiación puede ser, por ejemplo, un equipo que produce la radiación como un recipiente con materiales radiactivos, o como una máquina de rayos X. La dosimetría externa se basa en mediciones con un dosímetro, o inferido de mediciones realizadas por otros instrumentos de protección radiológica.

Dosimetría personal

La dosimetría personal es una parte clave de la dosimetría de radiación externa. La dosimetría personal se usa principalmente (pero no exclusivamente) para determinar las dosis a las personas que están expuestas a la radiación relacionada con sus actividades laborales. Estas dosis generalmente se miden mediante dispositivos conocidos como dosímetros. Los dosímetros generalmente registran una dosis, que es la energía de radiación absorbida medida en grises (Gy) o la dosis equivalente medida en sieverts (Sv). Un dosímetro personal es dosímetro, que se usa en la superficie del cuerpo por la persona que se está monitoreando, y registra la dosis de radiación recibida. Dosimetría personalLas técnicas varían y dependen en parte de si la fuente de radiación se encuentra fuera del cuerpo (externa) o si se introduce en el cuerpo (interna). Los dosímetros personales se utilizan para medir la exposición a la radiación externa. Las exposiciones internas generalmente se controlan midiendo la presencia de sustancias nucleares en el cuerpo o midiendo sustancias nucleares excretadas por el cuerpo.

Los dosímetros disponibles comercialmente van desde dispositivos pasivos de bajo costo que almacenan información de dosis del personal para su posterior lectura, hasta dispositivos más costosos que funcionan con baterías y que muestran información inmediata de dosis y tasa de dosis (generalmente un dosímetro personal electrónico ). El método de lectura, el rango de medición de dosis, el tamaño, el peso y el precio son factores de selección importantes.

Protección contra exposición externa

En la protección radiológica hay tres formas de proteger a las personas de las fuentes de radiación externas identificadas:

• 

  Limitando el tiempo.  La cantidad de exposición a la radiación depende directamente (linealmente)  del tiempo que las  personas pasan cerca de la fuente de radiación. La dosis puede  reducirse limitando el tiempo de exposición .

• Distancia.  La cantidad de exposición a la radiación depende de la distancia desde la fuente de radiación. De manera similar al calor de un incendio, si está demasiado cerca, la intensidad de la radiación de calor es alta y puede quemarse. Si está a la distancia correcta, puede resistir allí sin ningún problema y, además, es cómodo. Si está demasiado lejos de la fuente de calor, la insuficiencia de calor también puede dañarlo. Esta analogía, en cierto sentido, puede aplicarse a la radiación también de fuentes de radiación.

Blindaje  Finalmente, si la fuente es demasiado intensa y el tiempo o la distancia no proporcionan suficiente protección contra la radiación, se debe usar el blindaje. El blindaje contra la radiación generalmente consiste en barreras de plomo, concreto o agua. Hay muchos materiales que se pueden usar para proteger contra la radiación, pero hay muchas situaciones en la protección contra la radiación. Depende en gran medida del tipo de radiación que se va a proteger, su energía y muchos otros parámetros. Por ejemplo, incluso el uranio empobrecido puede usarse como una buena protección contra la radiación gamma, pero, por otro lado, el uranio es un blindaje absolutamente inapropiado  de la radiación de neutrones .