La dosis absorbida se define como la cantidad de energía depositada por la radiación ionizante en una sustancia. La dosis absorbida se da el símbolo D . La dosis absorbida generalmente se mide en una unidad llamada gris (Gy), que se deriva del sistema SI. En ocasiones, también se usa la unidad no SI rad , predominantemente en los EE. UU.
Unidades de dosis absorbida:
- Grey . Una dosis de un gray es equivalente a una unidad de energía (julio) depositada en un kilogramo de una sustancia.
- RAD . Una dosis de un rad es equivalente a la deposición de cien ergios de energía en un gramo de cualquier material.
Dosis absorbida
La tasa de dosis absorbida es la tasa a la que se recibe una dosis absorbida. Es una medida de la intensidad de la dosis de radiación (o fuerza). La tasa de dosis absorbida se define como:
En unidades convencionales, se mide en mrad / seg , rad / h, mGy / seg o Gy / h. 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.
Ejemplos de dosis absorbidas en grises
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 µGy – Dormir al lado de alguien
- 0.09 µGy : viviendo dentro de 30 millas de una planta de energía nuclear durante un año
- 0.1 µGy – Comer una banana
- 0.3 µGy : viviendo dentro de 50 millas de una central eléctrica de carbón durante un año
- 10 µGy : dosis diaria promedio recibida del fondo natural
- 20 µGy – Radiografía de tórax
- 40 µGy : un vuelo en avión de 5 horas
- 600 µGy – mamografía
- 1000 µGy : límite de dosis para miembros individuales del público, dosis efectiva total por año
- 3 650 µGy : dosis anual promedio recibida del fondo natural
- 5 800 µGy : tomografía computarizada del tórax
- 10 000 µGy : dosis media anual recibida de un entorno natural en Ramsar, Irán
- 20 000 µGy – tomografía computarizada de cuerpo completo
- 175 000 µGy : dosis anual de radiación natural en una playa de monazita cerca de Guarapari, Brasil.
- 5 000 000 µGy : 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. Los ejemplos anteriores pueden ayudar a ilustrar las magnitudes relativas. Desde el punto de vista de las consecuencias biológicas, es muy importante distinguir entre las dosis recibidas durante períodos cortos y prolongados . Una » dosis aguda » es aquella que ocurre durante un período de tiempo corto y finito, mientras que una » dosis crónica«Es una dosis que continúa durante un período prolongado de tiempo para que se describa mejor mediante una tasa de dosis. Las dosis altas tienden a matar células, mientras que las dosis bajas tienden a dañarlas o cambiarlas. Las dosis bajas distribuidas durante largos períodos de tiempo no causan un problema inmediato a ningún órgano del cuerpo. Los efectos de bajas dosis de radiación ocurren a nivel celular y los resultados pueden no observarse durante muchos años.
Cálculo de la tasa de dosis protegida
Suponga la fuente isotrópica puntual que contiene 1.0 Ci de 137 Cs , que tiene una vida media de 30.2 años . Tenga en cuenta que la relación entre la vida media y la cantidad de radionúclido requerida para dar una actividad de un curie se muestra a continuación. Esta cantidad de material se puede calcular usando λ, que es la constante de descomposición de ciertos nucleidos:
Alrededor del 94,6 por ciento se desintegra por emisión beta a un isómero nuclear de bario metaestable : bario-137m. El pico principal de fotones de Ba-137m es 662 keV . Para este cálculo, suponga que todas las desintegraciones pasan por este canal.
Determine la tasa de dosis primaria de fotones , en gray por hora (Gy.h -1 ), en la superficie externa de un blindaje de plomo de 5 cm de espesor. La tasa de dosis de fotones primarios descuida todas las partículas secundarias. Suponga que la distancia efectiva de la fuente desde el punto de dosis es de 10 cm . También supondremos que el punto de dosis es tejido blando y que puede ser simulado razonablemente por el agua y usamos el coeficiente de absorción de energía de masa para el agua.
Ver también: atenuación de rayos gamma
Ver también: Blindaje de rayos gamma
Solución:
La tasa de dosis de fotones primarios se atenúa exponencialmente , y la tasa de dosis de fotones primarios, teniendo en cuenta el escudo, viene dada por:
Como se puede ver, no tenemos en cuenta la acumulación de radiación secundaria. Si se producen partículas secundarias o si la radiación primaria cambia su energía o dirección, entonces la atenuación efectiva será mucho menor. Esta suposición generalmente subestima la tasa de dosis real, especialmente para protecciones gruesas y cuando el punto de dosis está cerca de la superficie de la protección, pero esta suposición simplifica todos los cálculos. Para este caso, la tasa de dosis real (con la acumulación de radiación secundaria) será más de dos veces mayor.
Para calcular la tasa de dosis absorbida , tenemos que usar en la fórmula:
- k = 5,76 x 10 -7
- S = 3.7 x 10 10 s -1
- E = 0.662 MeV
- μ t / ρ = 0.0326 cm 2 / g (los valores están disponibles en NIST)
- μ = 1.289 cm -1 (los valores están disponibles en NIST)
- D = 5 cm
- r = 10 cm
Resultado:
La tasa de dosis absorbida resultante en grises por hora es entonces:
Si queremos dar cuenta de la acumulación de radiación secundaria, entonces tenemos que incluir el factor de acumulación. La fórmula extendida para la tasa de dosis es entonces:
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