O que é Dosimetria Beta – Dosímetro Beta – Definição

A dosimetria beta é muito específica, porque as partículas beta são mais penetrantes que as partículas alfa. O emblema do filme pode ser usado para medir e registrar a exposição à radiação devido a raios gama, raios X e partículas beta. Dosimetria de Radiação
Contador Geiger - radiação beta
Uso laboratorial de um contador Geiger com sonda na janela final para medir radiação beta Fonte: wikipedia.org Licença: Public Domain

A dosimetria beta  é muito específica, porque as partículas beta são mais penetrantes que as partículas alfa. Por outro lado, uma fina placa de alumínio pode detê-los.

As partículas alfa e beta, em geral, não representam risco de exposição externa, porque as partículas geralmente não passam pela pele. Por outro lado, as radiações alfa e beta são muito prejudiciais quando seus radionuclídeos são ingeridos ou inalados. A exposição interna  é mais perigosa do que a exposição externa, pois estamos carregando a fonte de radiação dentro de nossos corpos e não podemos usar nenhum dos  princípios de proteção contra radiação  (tempo, distância, blindagem).

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 ).

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.

Fatores de ponderação de radiação
Fonte: ICRP, 2003. Efetividade biológica relativa (RBE), fator de qualidade (Q) e fator de ponderação de radiação (wR). Publicação ICRP 92. Ann. ICRP 33 (4).

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.

Fatores de ponderação por radiação - corrente - ICRP
Fonte: ICRP Publ. 103: As recomendações de 2007 da Comissão Internacional de Proteção Radiológica

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. Observe que E n  é a energia de nêutrons em MeV.

fator de ponderação por radiação - nêutrons - ICRP
O fator de ponderação de radiação wR para nêutrons introduzido na Publicação 60 (ICRP, 1991) como uma função descontínua da energia de nêutrons (- – -) e a modificação proposta (-).

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.

Detectores de radiação beta

Os detectores também podem ser classificados de acordo com materiais e métodos sensíveis que podem ser utilizados para fazer uma medição:

Detecção de radiação beta usando câmara de ionização

câmara de ionização - princípio básicoPara que as  partículas alfa  e  beta  sejam detectadas pelas câmaras de ionização, elas devem ter uma janela fina. Essa “janela final” deve ser fina o suficiente para que as partículas alfa e beta penetrem. No entanto, uma janela de quase qualquer espessura impedirá que uma partícula alfa entre na câmara. A janela é geralmente feita de mica com uma densidade de cerca de 1,5 – 2,0 mg / cm 2 .

A câmara de ionização pode ser, por exemplo, usada para a medição de trítio no ar. Esses dispositivos são conhecidos como monitores de trítio no ar. O trítio  é um isótopo radioativo, mas emite uma forma muito fraca de radiação, uma partícula beta de baixa energia   que é semelhante a um elétron. É um emissor beta puro (ou seja, emissor beta sem uma radiação gama que o acompanha  ). A energia cinética do elétron varia, com uma média de 5,7 keV, enquanto a energia restante é transportada pelo antineutrino quase indetectável do elétron . Uma energia tão baixa de elétrons causa que o elétron não pode penetrar na pele ou nem mesmo viaja muito longe no ar. As partículas beta do trítio podem penetrar apenas cerca de 6,0 mm de ar. É praticamente impossível projetar um detector cujas paredes essas partículas beta possam penetrar. Em vez disso, o monitor de trítio no ar bombeia o ar contaminado com trítio diretamente através de uma câmara de ionização, para que toda a energia das partículas beta possa ser utilmente convertida na produção de pares de íons no interior da câmara.

Detecção de radiação beta usando contador de cintilação

Os contadores de cintilação  são usados ​​para medir a radiação em uma variedade de aplicações, incluindo medidores portáteis de pesquisa de radiação, monitoramento pessoal e ambiental de  contaminação radioativa , imagens médicas, ensaios radiométricos, segurança nuclear e segurança de usinas nucleares. Eles são amplamente utilizados porque podem ser fabricados de maneira barata e com boa eficiência e podem medir a intensidade e a energia da radiação incidente.

Os contadores de cintilação podem ser usados ​​para detectar  radiação alfa ,  beta e  gama . Eles podem ser usados ​​também para a  detecção de nêutrons . Para esses fins, diferentes cintiladores são usados.

  • Partículas beta . Para a detecção de partículas beta, cintiladores orgânicos podem ser usados. Cristais orgânicos puros incluem cristais de antraceno, estilbeno e naftaleno. O tempo de decaimento desse tipo de fósforo é de aproximadamente 10 nanossegundos. Este tipo de cristal é freqüentemente usado na detecção de partículas beta. Os cintiladores orgânicos , com um  Z menor  que os cristais inorgânicos, são mais adequados para a detecção de partículas beta de baixa energia (<10 MeV).

Detecção de radiação beta usando semicondutores – Detectores de tira de silicone

detector de tira de silicone - semicondutores
Detector de tira de silício Fonte: micronsemiconductor.co.uk

Os detectores à base de silício são muito bons para rastrear partículas carregadas. Um detector de tira de silício é um arranjo de implantes em forma de tira que atuam como eletrodos coletores de carga.

Detectores de fita de silicone 5 x 5 cm 2na área são bastante comuns e são usadas em série (assim como os planos de MWPCs) para determinar as trajetórias de partículas carregadas com precisão de posição da ordem de vários μm na direção transversal. Colocados em uma bolacha de silício com baixa dopagem e totalmente empobrecida, esses implantes formam uma matriz unidimensional de diodos. Ao conectar cada uma das tiras metalizadas a um amplificador sensível à carga, é construído um detector sensível à posição. É possível obter medições de posição bidimensional aplicando uma faixa adicional, como doping na parte traseira da bolacha, usando uma tecnologia de dupla face. Esses dispositivos podem ser usados ​​para medir pequenos parâmetros de impacto e, assim, determinar se alguma partícula carregada se originou de uma colisão primária ou foi o produto de decomposição de uma partícula primária que percorreu uma pequena distância da interação original e depois se deteriorou.

Medidores portáteis de pesquisa

Os medidores portáteis de pesquisa  são  detectores de radiação  usados ​​por técnicos em radiologia para medir  a taxa de dose ambiente . Esses instrumentos portáteis geralmente possuem medidores de taxa. Em instalações nucleares, esses  medidores portáteis de inspeção  são normalmente usados ​​por técnicos de proteção contra radiação, responsáveis ​​por seguir as operações em campo para ajudar a garantir que as políticas de proteção contra radiação sejam executadas e que os trabalhos sejam implementados de acordo com o  princípio ALARA . Suas responsabilidades incluem:

  • Prestar assistência e aconselhamento aos trabalhadores para motivá-los a adotar um comportamento ALARA.
  • Trabalhos a seguir para garantir o respeito aos procedimentos de segurança e proteção contra radiação.
  • Em algumas plantas, interromper o trabalho em caso de desvio grave dos objetivos dosimétricos ou quando houver um risco radiológico significativamente crescente para os trabalhadores.

O medidor típico de pesquisa de radiação é, por exemplo, o  RDS-31 , que é um medidor de pesquisa de radiação multiuso que utiliza um  detector GM . Possui sondas externas alfa, beta e gama opcionais. Ele mede 3,9 x 2,6 x 1,3 polegadas e pode ser portátil ou usado pelo bolso, clipe para cinto ou bolsa. Possui um display LCD de cinco dígitos com luz de fundo. Os contadores Geiger operam em uma tensão tão alta que o tamanho do pulso de saída é sempre o mesmo, independentemente de quantos pares de íons foram criados no detector. Os contadores Geiger são usados ​​principalmente para  instrumentação portátil  devido à sua sensibilidade, circuito de contagem simples e capacidade de detectar radiação de baixo nível.

Dosímetro de distintivo de filme

Os dosímetros de distintivo de filme são apenas para uso único, não podem ser reutilizados. Um dosímetro de crachá de filme é um dosímetro usado na superfície do corpo pela pessoa que está sendo monitorada e registra a dose de radiação recebida. O emblema do filme é usado para medir e registrar a exposição à radiação devido a  raios gama ,  raios X  e  partículas beta . O crachá incorpora uma  série de filtros (chumbo, estanho, cádmio e plástico) para determinar a qualidade da radiação. Para monitorar a emissão de partículas beta, os filtros usam várias densidades de plástico ou mesmo material de etiqueta. É típico que um único crachá contenha uma série de filtros de diferentes espessuras e materiais diferentes; a escolha precisa pode ser determinada pelo ambiente a ser monitorado.

Exemplos de filtros:

  • Há uma  janela aberta  que possibilita que radiações mais fracas cheguem ao filme.
  • Um  filtro plástico fino  que atenua a radiação beta, mas passa todas as outras radiações
  • Um  filtro plástico grosso  que passa quase a radiação fotônica de menor energia e absorve quase a radiação beta mais alta.
  • Um  filtro dural  que absorve progressivamente a radiação de fótons em energias abaixo de 65 keV, bem como a radiação beta.
  • Um  filtro  de estanho / chumbo com uma espessura que permite uma resposta à dose independente de energia do filme na faixa de energia de fótons de 75 keV a 2 MeV.
  • Um  filtro de chumbo de cádmio  pode ser usado para  a detecção de nêutrons térmicos . A captura de reações de nêutrons ((n, gama)) pelo  cádmio produz raios gama que escurecem o filme, permitindo a avaliação da exposição aos nêutrons.

 

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