O que é contador de corpo inteiro – Contagem de corpo inteiro – Definição

Um contador de corpo inteiro é um instrumento que mede a quantidade de radionuclídeos emissores de gama no corpo. Nas instalações nucleares, os contadores de corpo inteiro são usados ​​para medir a radioatividade no corpo humano. Dosimetria de Radiação

Um contador de corpo inteiro é um instrumento que mede a quantidade de radionuclídeos emissores de gama no corpo (ou seja, é um espectrômetro gama ). Nas instalações nucleares, esses contadores são usados ​​para medir a radioatividade no corpo humano , ou seja, para medir a contaminação interna . Isso não deve ser confundido com um “monitor de corpo inteiro”, usado para monitoramento de saída de pessoal, que é o termo usado na proteção contra radiação para verificar a contaminação externa de um corpo inteiro de uma pessoa que deixa uma área controlada por contaminação radioativa. Os contadores de corpo inteiro são dispositivos muito sensíveis e, portanto, geralmente são cercados por grandes quantidades de blindagem de chumbo para reduzir aradiação de fundo . Um contador de corpo inteiro consiste, por exemplo, em uma cabine de stand-up com dois detectores de cintilação NaI em grandes áreas . O detector superior monitora os pulmões, o detector inferior monitora o trato gastrointestinal.

Deve-se notar que todas as pessoas também têm alguns isótopos radioativos dentro de seus corpos desde o nascimento . Esses isótopos são especialmente potássio-40 , carbono-14 e também os isótopos de urânio e tório . A dose média anual de radiação para uma pessoa de materiais radioativos internos que não o rádon é de cerca de 0,3 mSv / ano, dos quais:

  • 2 mSv / ano vem de potássio-40,
  • 12 mSv / ano provém das séries de urânio e tório,
  • 12 μSv / ano vem do carbono-40.

A variação na dose de radiação de uma pessoa para outra não é tão grande, mas também é detectada por um contador de corpo inteiro.

Espectroscopia gama

Detector HPGe - Germânio
Detector HPGe com criostato LN2 Fonte: canberra.com

Se um raio gama é emitido a partir de um elemento radioativo dentro do corpo humano devido a decaimento radioativo, e sua energia é suficiente para escapar, ele pode ser detectado. Isso seria por meio de espectrômetro gama. Espectroscópios, ou espectrômetros, são dispositivos sofisticados projetados para medir a distribuição espectral de potência de uma fonte. A radiação incidente gera um sinal que permite determinar a energia da partícula incidente. A maioria das fontes radioativas produz raios gama , que são de várias energias e intensidades. Os raios gama frequentemente acompanham a emissão de radiação alfa e beta . Quando essas emissões são detectadas e analisadas com um sistema de espectroscopia, umpode ser produzido espectro de energia de raios gama . Os raios gama do decaimento radioativo estão na faixa de energia de alguns keV a ~ 8 MeV, correspondendo aos níveis típicos de energia nos núcleos com vida útil razoavelmente longa. Como foi escrito, eles são produzidos pela deterioração dos núcleos à medida que passam de um estado de alta energia para um estado inferior. Uma análise detalhada desse espectro é normalmente usada para determinar a identidade e a quantidade de emissores gama presentes em uma amostra e é uma ferramenta vital no ensaio radiométrico. O espectro gama é característico dos nuclídeos emissores gama contidos na fonte.

Para a medição de raios gama acima de várias centenas de keV, existem duas categorias de detectores de grande importância: cintiladores inorgânicos como NaI (Tl) e detectores de semicondutores . Nos artigos anteriores, descrevemos a espectroscopia gama usando um detector de cintilação, que consiste em um cristal cintilador adequado, um tubo fotomultiplicador e um circuito para medir a altura dos pulsos produzidos pelo fotomultiplicador. As vantagens de um contador de cintilação são sua eficiência (tamanho grande e alta densidade) e as altas taxas de precisão e contagem possíveis. Devido ao alto número atômico de iodo, um grande número de todas as interações resultará na absorção completa da energia dos raios gama, de modo que a fração fotográfica será alta.

Porém, se for necessária uma resolução perfeita de energia , precisamos usar um detector à base de germânio , como o detector HPGe . Os detectores de semicondutores à base de germânio são mais comumente usados ​​onde é necessária uma resolução de energia muito boa, especialmente para espectroscopia gama , bem como espectroscopia de raios-x. Na espectroscopia gama, o germânio é preferido devido ao seu número atômico ser muito maior que o silício e aumentar a probabilidade de interação com raios gama. Além disso, o germânio possui menor energia média necessária para criar um par de elétrons-orifícios, que é 3,6 eV para silício e 2,9 eV para germânio. Isso também fornece ao último uma melhor resolução em energia. O FWHM (largura total até a metade do máximo) para detectores de germânio é uma função da energia. Para um fóton de 1,3 MeV, o FWHM é de 2,1 keV, o que é muito baixo.

Absorção Interna de Dose

Se a fonte de radiação está dentro do nosso corpo, dizemos, é a exposição interna . A ingestão de material radioativo pode ocorrer por várias vias, como ingestão de contaminação radioativa em alimentos ou líquidos, inalação de gases radioativos ou pele intacta ou ferida. A maioria dos radionuclídeos fornecerá muito mais doses de radiação se, de alguma forma, puderem entrar em seu corpo, do que se ficassem fora. Para doses internas, primeiro devemos distinguir entre ingestão e absorção. Consumo significa o que uma pessoa absorve. Captação significa o que uma pessoa mantém.

Quando um composto radioativo entra no corpo, a atividade diminui com o tempo, devido à deterioração radioativa e à depuração biológica . A diminuição varia de um composto radioativo para outro. Para esse fim, a meia-vida biológica é definida na proteção contra radiação.

meia-vida biológica é o tempo necessário para que a quantidade de um elemento em particular no corpo diminua para metade do seu valor inicial devido à eliminação apenas por processos biológicos, quando a taxa de remoção é aproximadamente exponencial. A meia-vida biológica depende da taxa na qual o corpo normalmente usa um determinado composto de um elemento. Os isótopos radioativos que foram ingeridos ou absorvidos por outras vias serão gradualmente removidos do corpo através do intestino, rins, respiração e transpiração. Isso significa que uma substância radioativa pode ser expelida antes que ela tenha se deteriorado.

Como resultado, a meia-vida biológica influencia significativamente a meia-vida efetiva e a dose geral da contaminação interna. Se um composto radioativo com meia-vida radioativa (t 1/2 ) é eliminado do corpo com uma meia-vida biológica tb, a meia-vida efetiva (t e ) é dada pela expressão:

Como pode ser visto, os mecanismos biológicos sempre diminuem a dose geral da contaminação interna . Além disso, se t 1/2 é grande em comparação com t b , a meia-vida efetiva é aproximadamente a mesma que t b .

Por exemplo, o trítio tem meia-vida biológica em 10 dias, enquanto a meia-vida radioativa é de 12 anos. Por outro lado, os radionuclídeos com meia-vida radioativa muito curta também possuem meia-vida efetiva muito curta. Esses radionuclídeos fornecerão, para todos os efeitos práticos, a dose total de radiação nos primeiros dias ou semanas após a ingestão.

Para o trítio, a ingestão limite anual (ALI) é de 1 x 10 9 Bq. Se você ingerir 1 x 10 9 Bq de trítio, receberá uma dose de 20 mSv no corpo inteiro. A dose efetiva comprometida , E (t), é, portanto, 20 mSv. Não depende se uma pessoa realiza essa quantidade de atividade em um curto espaço de tempo ou em um longo período de tempo. Em todos os casos, essa pessoa recebe a mesma dose de 20 mSv no corpo todo.

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