MAGNITUDES Y MEDIDA DE LA RADIACIÓN Benigno Barbés Fernández U.C.M. Física Médica y P.R...

MAGNITUDES Y MEDIDADE LA RADIACIÓN

Benigno Barbés FernándezU.C.M. Física Médica y P.RHospital Central de Asturias

CONCEPTOS PREVIOS

a. Magnitudes y unidadesMagnitud: propiedad física que se puede medir

Unidad: patrón para comparar magnitudes

Sistema Internacional (S.I.): convenio de unidades

Magnitud puntual: la que se define en un punto

- p. ej.: energía, tiempo, densidad

- p. ej. no: volumen, masa

TASA: variación de una cantidad con el tiempo

T1012

G109

M106

K103

-1

D10-1

c10-2

m10-3

10-6

n10-9

Puntuales promediables (p. ej. densidad)

CONCEPTOS PREVIOS

b. Radiactividad nºemisionestiempo=

(n. inest) → (n. estable) + α (He++), β(e-, e+) ó γ(fotón)

unidades

S.I.: Bequerelio 1 Bq=1emisión/1segundo (=1s-1)

Curio: 1mCi=37MBq

CONCEPTOS PREVIOS

rX (100KeV)

Menorpenetración

más rápidotransfiereenergía

papel Al Pb hormigón

CONCEPTOS PREVIOS

c. Ionización- directamente ionizante: partículas cargadas. β-(e-), β+

(e+), p+, α++ - indirectamente ionizante: partículas neutras: n0, X, γ

→ Efectos químicos

→ efectos biológicos

Magnitudes para la dosimetría1. Exposición

X=Qm

→ Carga generada por las ionizaciones producidas por los fotones→ masa en la que se producen las ionizaciones

(sólo para fotones y sólo en aire)

ventaja: fácil de medirdesventaja: poca información sobre daño biológico

magnitud de paso

Unidades: - S.I.: C/Kg- Roentgen: 1R=2,6·10-4C/Kg

Tasa de exposición: X =Xt

.

Magnitudes para la dosimetría2. Kerma

(sólo para radiación indirectamente ionizante ( n0, X, γ) ,en cualquier medio)

(Kinetic energy released per unit mass)

γ - atraviesa sin perturbarse - pierde E y cambia trayectoria - arranca un e -

K=E(γ → e -)

menergía transferida por partículas indirectamente ionizantes (γ) a partículas directamente ionizantes (e-) por unidad de masa

Magnitudes para la dosimetría2. Kerma

(sólo para radiación indirectamente ionizante ( n0, X, γ) ,en cualquier medio)

(Kinetic energy released per unit mass)

K=E(ii → di)

menergía transferida por partículas indirectamente ionizantes (γ, n0, X) a partículas directamente ionizantes (e-, e+, p+, α++) por unidad de masa

el proceso de medida es X → K → D : magnitud de paso hacia dosis

unidades: S.I.: Gray: Gy = J/Kg1 rad = 1 cGy

Magnitudes para la dosimetría3. Dosis Absorbida

(para cualquier tipo de radiación y en cualquier medio)

es la magnitud de interés en dosimetría

un e- en un medio... – emitir energía: rX aniquilación y Bremstrahlung(*) – perder su energía en sucesivos choques

1 γ → 1 ionización; 1 e- → 10.000 ionizaciones : el daño celular es por e-

(*) Bremstrahlung

Magnitudes para la dosimetría3. Dosis Absorbida

un e- en un medio... – emitir energía: rX aniquilación y Bremstrahlung(*) – perder su energía en sucesivos choques

K=Eab

m→ sólo la Energía absorbida, no la emitida

unidades: S.I.: Gray: Gy = J/Kg1 rad = 1 cGy

(las mismas que K )

EN CONDICIONES DE EQUILIBRIO ELECTRÓNICO, K=D

(se vale despistarse)

EN CONDICIONES DE EQUILIBRIO ELECTRÓNICO, K=D

detectormedio medio

e- e- e-

Cuestiones

. Cual de las expresiones es ciertaa) 1mGy = 0.1 radb) 1 Gy = 100 mradc) 1 rad = 0.001 Gyd) 1 Gy = 100 rem

Cuestiones

. El Kerma y la Dosis absorbidaa) Coinciden con la dosis efectiva siempreb) Son numéricamente iguales si la medida se realiza en condiciones de equilibrio.c) Son magnitudes operacionalesd) Son magnitudes limitadoras.

Cuestiones

. Cuál es verdada) 1 MBq = 37 mCib) 1 cCi = 370 MBqc) 1 Bq = 1 emisión / sd) La b y la c son ciertas

Cuestiones

. La Exposicióna) Es la magnitud dosimétrica de mayor interés.b) Se define en cualquier material excepto en aire.c) Es una magnitud de paso hacia la dosis absorbida.d) Sus valores se expresan en rad o Grays.

Magnitudes limitadoras para Radioprotección1. Dosis Equivalente en tejido

(ponderar según el tipo de radiación y su energía)

ionizaciones más concentradas (p+, α++, n0...)

mayor probabilidad de daño irreversible.

HT,R=wRDT,R dosis equiv. en un tejido T debida a una radiación tipo R (p. ej. Hpiel,γ1MeV)

dosis absorbida en un tejido T debida a una radiación tipo R

factor de ponderación

wγ = we =1

wp= 5

wα= 20

wn= 5 – 20

Magnitudes limitadoras para Radioprotección1. Dosis Equivalente en tejido

HT,R=wRDT,R

dosis equiv. en un tejido T debida a una radiación

de tipo R (p. ej. Hpiel,γ1MeV)

dosis absorbida en un tejido T debida a una radiación tipo R

factor de ponderación

HT=RwRDT,R =RHT,R

Sumando todos los tipos de radiación...

Magnitudes limitadoras para Radioprotección1. Dosis Equivalente en tejido

unidades: S.I.: Sievert: Sv = J/Kg1 rem = 1 cSv

El misterio del Sievert y el Gray: 1 Sv = 1 J/s = 1 Gy

– Sv si hablamos de riesgo o protección: HT, E

– Gy en caso contrario: K, D p.ej: en un haz de fotones, una dosis absorbida de 3mGy en pulmones suponeuna dosis equivalente en pulmones de 3mSv- Con protones: 3mGy → 5*3=15mSv- Con partículas α: 3mGy → 20*3=60mSv

Magnitudes limitadoras para Radioprotección2. Dosis Efectiva

unidades: S.I.: Sv = J/Kg1 rem = 1 cSv

(ponderar según el tejido: no todos son igualmente radiosensibles)

E = T wT HT

factor de riesgo Órgano wT

Gónadas 0.20Médula Ósea 0.12Colon 0.12Pulmón 0.12Estómago 0.12Vejiga 0.05

Órgano wT

Mama 0.05Hígado 0.05Esófago 0.05Piel 0.01Superf. ósea 0.01Resto 0.05

“proporción de riesgo” debido al tejido T en caso de irradiación total

Magnit. operacionales para RadioprotecciónDosis equivalente en un punto

(las magn. limitadoras no se pueden medir en interior de un tejido)

HP=QDP

dosis equiv. en un punto P dosis absorbida en un punto P

factor de calidad → poder de penetración del haz en el tejido

– para radiación muy penetrante: HP(10) D. Equiv. a 10mm de profundidad– para radiación poco penetrante: HP(0,07) D. Equiv. a 0,07mm de prof.

VENTAJA: se pueden medir con un dosímetro externo

Magnitudes para la dosimetría del paciente

Dosis Integral: Energía que ha recibido todo el cuerpo

DI= (dosis en cada tejido) * (masa del tejido)

Dosis de entrada al paciente: dosis en un punto

cercano a la superficie del paciente.incluye la radiación retrodispersa

Dosis en órgano: – el parámetro más importante: riesgo de daño al órgano– en órganos internos: simulaciones en maniquíes

Sv

Sv

Gy

Cuadro de magnitudes

Dosimetría:X (C/s, R), K (Gy, rad), D (Gy, rad), Dosis abs. órgano (Gy, rad)

Radioprotección LimitadorasHT (Sv, rem), E (Sv, rem)

Radioprotección OperacionalesHP (d) (Sv, rem)

Dosimetría PacientesD. Integral (Sv, rem), D. Entr. Pacte. (Gy, rad), D. Órgano (Sv, rem)

Cuestiones

. La dosis a la entrada se mide ena) Gyb) Svc) C/Kgd) Bq

Cuestiones

. La dosis en órganoa) Se mide en Sv y es un buen indicador para la estimación del riesgo en radiodiagnóstico.b) Se mide en Gy y es un buen indicador para la estimación del riesgo en radiodiagnósticoc) No es un buen indicador del riesgo.d) Ninguna de las anteriores afirmaciones es cierta.

Cuestiones

. La dosis absorbida en órganoa) Se mide en Sv y es un buen indicador para la estimación del riesgo en radiodiagnóstico.b) Se mide en Gy y es un buen indicador para la estimación del riesgo en radiodiagnósticoc) No es un buen indicador del riesgo.d) Ninguna de las anteriores afirmaciones es cierta.

Cuestiones

. El Sieverta) Es la unidad de dosis absorbidab) Su abreviatura es Gyc) Equivale a 100 remd) Es una unidad de exposición del Sistema

Internacional

Cuestiones

. La unidad de dosis equivalente en el Sistema Internacional se simboliza como:

a) Gyb) Svc) C/Kgd) rem

Cuestiones

. La dosis efectiva se define como:a) La mayor dosis recibida en el cuerpob) La dosis multiplicada por el factor de calidadc) La suma de dosis equivalentes en cada órganod) La suma de dosis equivalentes ponderadas en

todos los órganos