¿Qué es la dosimetría en plantas de energía nuclear? Definición

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. Dado que hay dos tipos de exposición a la radiación, la exposición externa e interna, la dosimetría también se puede clasificar como:

• 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.

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  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.

Detectores utilizados en centrales nucleares

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.
• Sistema de monitoreo de radiación. En las instalaciones nucleares, se instalan sistemas remotos de monitoreo de radiación (RMS) para monitorear los niveles de radiación en ubicaciones de plantas seleccionadas. El sistema de monitoreo de radiación con niveles de alarma preestablecidos (por ejemplo, para dosis, tasa de dosis o actividad en el aire) proporciona un medio confiable de monitoreo en tiempo real de las condiciones radiológicas a las que está expuesto un trabajador. Si se exceden estos niveles, se activan las alarmas y, en algunos casos, se inician las funciones de protección automáticas. Así el sistema sirve para:
  • Advertir sobre cualquier peligro de radiación para la salud
  • Dar una advertencia temprana de un mal funcionamiento de la planta.
  • Iniciar funciones de protección automáticas.

• Todos los datos se recopilan en una sala de control de protección radiológica. El sistema de monitoreo de radiación puede recopilar toda la información sobre las condiciones radiológicas en diversas áreas de trabajo, así como la retroalimentación de voz y visual, con una presencia mínima de técnicos de RP en áreas de radiación, reduciendo así la dosis para dicho personal. Se utilizan varios tipos de monitores de radiación en el RMS, dependiendo de la fuente y la fuerza de la fuente de radiación.
  • Monitores de contaminación en el aire
  • Monitores de área
  • Monitores de yodo
  • Monitores de gas en ventilación

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