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La Radiaciónionizante
Lic. Carlos A Correa
La Radiación
Es una emisión de energía en forma de partículas u ondas electromagnéticas
La RadiaciónUn poco de historia
La radiación y los materiales radiactivos no son un invento del siglo XX. Una parte de los radionucleidos aparecen hace algo más de 5000 millones de años junto con los núcleos estables, luego de reacciones nucleares producidas en una supernova. Otra parte se generan de núcleos estables bombardeados por rayos cósmicos.
Un poco de historiaLa Radiación
1896 Becquerel descubre por casualidad el fenómeno de la radiación al velársele unas placas fotográficas colocadas debajo de una muestra de uranio natural.
1898 Mary Curie descubre como el uranio se transforma en otros elementos a medida que emitía radiación, como por ejemplo Polonio y Radio.
1895 Roentgen descubre los rayos X. Producidos por una descarga eléctrica en un tubo al vacío.
1913, Bohr describe el ”Modelo Orbital del Átomo".
Estructura del átomo
Nucleus
Orbiting Electrons
Núcleo
Electrones orbitales
Fuerzas en los núcleos
p
n
n
Nuclear force of neutron on proton
Nuclear force of proton on neutron
p
n
p
Nuclear force of proton on proton
Nuclear force of proton on proton
Electrostatic force of proton on proton
Electrostatic force of proton on proton
Fuerzas nucleares del neutrón sobre el protón Fuerzas nucleares del
protón sobre el protón
Fuerza electrostástica del portón sobre el protrón
Fuerzas nucleares del protón sobre el neutrón
Fuerzas nucleares del protón sobre el protón
Fuerza electrostástica del portón sobre el protrón
Hydrogen-3 (Tritium)Hidrógeno-3 (Tritio) Helium - 3 Helio - 3
Nomenclatura• Z = Número de Protones• N = Número de Neutrones• A = Neutrones más Protones
XAZ N
A = Z + NX = Simbolo químico
Radioactividad – Por que?
Sólo ciertas combinaciones de neutronesy protones son estables
-Demasiados neutrones; el núcleo cambia un neutrón a un protón
Decaimiento Beta negativoDemasiados protones; el núcleo cambia un protón a un neutrón
Decaimiento Beta positivoDemasiados nucleones totales; el núcleoemite protones y neutrones.
Decaimiento Alfa
La Radiación de partículasNeutrones
Son partículas sin carga que forman parte del núcleo de los átomos, de masa similar a la de los protones. Por no tener carga eléctrica pueden llegar al núcleo del átomo y ser absorbidos (activación o fisión).Se generan en las fisionesProduce activación o fisión, es penetrantesPara detenerlos son necesarios varios cm de parafina y cadmio o de hormigón borado.
La Radiación de partículas
α (alfa)
Es un núcleo de helio sin electrones. Esta compuesta por 2 protones y 2 neutrones.Es muy ionizante, poco penetrante.
Para detenerla alcanza una hoja de papel
β (beta)
Es ionizante, penetrante.
Es una partícula con carga eléctrica Puede ser positiva (positrón) o negativa (electrón)
Para detenerla son necesarios algunos centímetros de materiales livianos, el plomo la absorbe y emite radiación de frenado.
La Radiación de partículas
γ (gamma)
La Radiación electromagnética
Es una radiación electromagnética de alta energía y frecuencia superiores a la de la luz visibles.Es ionizante, muy penetrante.
Para detenerla son necesarios varios cm de plomo. Se frena la mitad en 1 cm de Pb o 5 a 15 cm de agua dependiendo de la energía.
La Radiación electromagnética
X (equis)
Es una radiación electromagnética de alta energía y frecuencia superiores a la de la luz visibles e inferior al γ.
Es ionizante, penetrante.
Para detenerla son necesarios algunos centímetros de plomo.
Elec
tric
idad
Ond
as d
e ra
dio
Mic
roon
das
Infr
arro
jo(c
alor
)
Luz
visi
ble
Ult
ravi
olet
as
Rayo
s X
Rayo
s γ
Rayo
s có
smic
os
Baja frecuencia Longitud de onda larga
Alta frecuencia Longitud de onda corta
La Radiación electromagnética
Diferencia entre radiación ionizante y no ionizante: Pueden suceder dos cosas cuando la radiación es absorbida por la materia: excitación o ionización.
•Excitación ocurre cuando la radiación excita el movimiento de los átomos ó moléculas, o excita un electrón de un orbital ocupado a uno vacío, de mayor energía.
•Ionización ocurre cuando la radiación posee suficiente energía para arrancar un electrón de un átomo ó molécula.
La Radiación electromagnética
UV (Ultra violeta)
Es una radiación electromagnética de alta energía y frecuencia superiores a la de la luz visibles e inferior al γ y X.Es no ionizante, poco penetrante.Para detenerla son necesarios algunos milímetros de materiales livianos.
El tejido vivo posee entre 70-90% de agua en peso, la línea divisoria entre la radiación que excita electrones y que forma iones es a veces considerada igual a la ionización del agua.
•La línea divisoria entre estos dos tipos de radiaciones en el espectro electromagnético se encuentra en la porción del ultravioleta. Por eso la utilidad de dividir el espectro del UV en dos categorías : UVA y UVB. (peligrosos como los rayos- x y los gamma).
La Radiación electromagnética
Luz (Visible)
Es una radiación electromagnética de baja energía y frecuencia comprendida entre el rojo y el violeta. De la superposición incoherente de todo este espectro resulta la luz blanca.
Es no ionizanteMuy poco penetrante Se detiene con una hoja de papel.
La Radiación de Cherenkov
La Radiación de Cherenkov
Las partículas cargadas de alta energía, al atravesar un medio transparente con una velocidad cercana a la de la luz, emiten una radiación electromagnética visible.
La Radiación electromagnética
Infrarroja(trasmisión de calor)
Es una radiación electromagnética de baja energía y baja frecuencia, por debajo de la luz visible, emitida por los cuerpos calientes.
Es no ionizante, poco penetrante.Se detiene con una delgada lámina de aluminio
Son no ionizantes, penetrantes.
Son radiaciones electromagnéticas de baja energía y baja frecuencia, por debajo del infrarrojo, emitidas por variaciones de campos eléctricos y magnéticos.
Se detiene con una delgada envoltura de metal conectada a tierra.
( radio, TV y telefonía)Microondas y ondas de radioLa Radiación electromagnética
Cotidianamente estamos expuestos a radiaciones ionizantes. Desde el espacio la tierra es bombardeada por radiación electromagnética de muy alta energía (rayos cósmicos), rayos γ, X, ultravioleta, microondas, radiofrecuencia, etc. y partículas de alta energía (protones, neutrones, etc)
Natural de fondoLa Radiación
βNeutrones
Xγ
UV
Protones
radiación electromagnética
partículas de alta energía.Tierra
Radiofrecuencia y microondas
Luzinfrarrojos
cósmicos
Radiacion en nuestro cuerpoEn el interior de nuestro organismoexisten radionucleidos naturales queexistieron desde siempre y que son muyabundantes en la naturaleza como es el caso del Uranio y el Potasio–40Además existen también radionucleidosformados por la radiación cósmica en la atmósfera como el carbono-14 y el tritioFinalmente, existen radionucleidosartificiales, producidos por el hombre, que pueden haber ingresado en nuestracadena alimenticia como es el caso del Estroncio-90 o el Cesio-137Además ingresa a nuestro organismo el Radón que está presente en todas partesy deja sus productos sólidos de decaimiento en nuestros pulmones
La Radiación Natural de fondo
Los seres vivos somos radiactivos.
Nuestros propios cuerpos son levemente radiactivos, a lo largo de nuestras vidas incorporamos isótopos inestables.
Los niveles de radiación natural varían con la ubicación geográfica y la altura debido a la concentración de materiales radiactivos (zonas aledañas a yacimientos de materiales radiactivos) y la protección atmosférica a los rayos cósmicos ( a mas altura menor protección, los vuelos en avión están mas expuestos).
Medicina Nuclear4%UsosMédicos
de los R-X 11%
Internas
Terrestre
Rayos Cósmicos
Productos Consumidos
Otros
Fuentes Naturales y Artificiales de Irradiación del Hombre
Radón
La RadiaciónDecaimiento o desintegración
De los isótopos de Z muy grande, solo unos pocos son estables, la mayoría son inestables debido a las fuerzas de unión y repulsión que actúan entre los componentes de sus núcleos y decaen emitiendo radiación.
De los isótopos de Z muy grande, solo unos pocos son estables, la mayoría son inestables debido a las fuerzas de unión y repulsión que actúan entre los componentes de sus núcleos y decaen emitiendo radiación.
Decaimiento o desintegraciónLa Radiación
Período de semidesintegración t1/2: Es el tiempo que tarda en reducirse a la mitad el número de átomos de un isótopo inestable o radioisótopo.
período de semidesintegración
radioisótopo
Radioisótopo Isótopo hijo
α (alfa)
La Radiación Decaimiento
2 protones2 neutrones.
Z disminuye 2 cambia el elemento A disminuye 4
Z disminuye 2 cambia el elemento A disminuye 4
92 U 238 - α = 90 Th 23492 U 238 - α = 90 Th 234Z A Z A
uranio torio
Z aumenta 1 cambia el elementoA NO cambia
Z aumenta 1 cambia el elementoA NO cambia
β −(beta)
Decaimiento
Un neutrón se transforma en una partícula β− y un protón.
La Radiación
1 protón neutrón
1 β−
82 Pb 214 – β− = 83 Bi 21482 Pb 214 – β− = 83 Bi 214plomo bismuto
Z A Z A
Z disminuye 1 cambia el elementoA NO cambia
Z disminuye 1 cambia el elementoA NO cambia
β +(beta)
Decaimiento
Un protón se transforma en una partícula β+ y un neutrón.
La Radiación
1 protón1 neutrón
1 β+
8 O 14 – β+ = 7 N 148 O 14 – β+ = 7 N 14oxigeno nitrógeno
Z A Z A
γ (gama)
DecaimientoLa Radiación
La radiación γ son fotones de alta energía, y no producen cambios en el número atómico ni en el número de masa.
Z NO cambia A NO cambiaZ NO cambia A NO cambia
27 Co 60 - γ = 27 Co 6027 Co 60 - γ = 27 Co 60Cobalto Cobalto
Z A Z A
Período de semidesintegración
Cada núcleo radiactivo tiene unacierta probabilidad de decaer en función del tiempo.Algunos decaen rápidamente, otrosmás lentamenteEl número de decaimientos en función del tiempo depende en el número de núcleos disponibles.
Half-lifeF
ract
ion
of th
e or
igin
al
Time (Number of half-lives)
1
12
14
181
16
1 2 3 4
Frac
ción
de
la o
rigin
al
Tiempo (número de t1/2)
La RadiaciónDecaimiento o desintegración
Se estima que transcurridos 8-10 períodos (t1/2) el radioisótopo prácticamente decayó en su totalidad.
Se estima que transcurridos 8-10 períodos (t1/2) el radioisótopo prácticamente decayó en su totalidad.
Ejemplos de Período de Semidesintegración -
NaturalesUranio-238 (En suelo)
4500 millones de añosPotasio-40 (En suelo y cuerpo)
1300 millones de añosCarbono-14 (En todos los tejidosvivientes)
5730 añosHidrogeno-3 (en todas las aguas)
12 años
Ejemplos de Período de Semidesintegración –
NaturalesRadio-226 (En suelo – produce radón)
1600 añosRadón-222 (en suelo y aire)
3.8 díasPolonio-214 (progenie del radón quedecae en los pulmones)
164 microsegunods (0.000164 s)
Ejemplos de Período de Semidesintegración – Usos
médicos
Iodo - 131 (Tratamiento de tiroides)8 días
Tecnecio-99m (Medicina Nuclear)6 horas
Oro-198 (Terapia de tumores)2.7 días
Unidades PrUnidades Práácticas cticas de la radiacide la radiacióónn
EXPOSICIEXPOSICIÓÓN DEBIDA A UNA FUENTE N DEBIDA A UNA FUENTE GAMMA PUNTUALGAMMA PUNTUAL
FUENTE: A; E
PrAire ó Tejido
Tasa de ExposiciónTasa de Exposicióni
Energía absorbida alrededor de P, por segundo y por kg de aire ó tejido según definición de la unidad
Energía absorbida alrededor de P, por segundo y por kg de aire ó tejido según definición de la unidad
La Radiación Dosis
Dosis absorbida : Energía entregada por la radiación por kg de sustancia irradiada.
Dosis absorbida : Energía entregada por la radiación por kg de sustancia irradiada.
Dosis equivalente : Dosis absorbida ponderada en términos del daño potencial de las diferentes radiaciones
Dosis equivalente : Dosis absorbida ponderada en términos del daño potencial de las diferentes radiaciones
Dosis efectiva : Dosis equivalente ponderada en términos de susceptibilidad de causar daño a diferentes tejidos.
Dosis efectiva : Dosis equivalente ponderada en términos de susceptibilidad de causar daño a diferentes tejidos.
UnidadesLa Radiación
Becquerel (Bq) : Equivale a una desintegración por segundo de cualquier radionucleido.
Gray (Gy) : Cantidad de energía entregada por una radiación ionizante por unidad de masa de materia irradiada (tejido). Un gray equivale a un joule por kilogramo.
Sievert (Sv) : Dosis absorbida ponderada en términos del potencial dañino de la radiación que la produce. Un sievert equivale asimismo a un joule por kilogramo.
ActividadActividad = Decaimiento por unidad de tiempoUnidades:
1 Becquerel = 1 desintegración porsegundo (dps)1 Curie = 37000 millones dps1 microCurie (µCi) = 37,000 dps1 picoCurie (pCi) = 0.037 dps
Ejemplo de actividades -Médicas
Usos típicos para diagnósticoCantidades en microCurie
Usos típicos terapéuticosCantidades de miliCurie
Dosis de Radiación
Dosis = Energía absorbida porunidad de masaUnidades:
RadGray (Gy) [1 Gy = 100 rad)
Exposición a la RadiaciónUnidades antiguas de exposición
Cantidad de radiación presente en el aireUnicamente Aplicable para rayos-x y radiacióngamma.
Unidades:Roentgen (R)1 R es la exposición en aire que produciráalrededor de una dosis de 1 rad en tejidohumano.
Límites de dosis individuales
Ocupacional Público
Límite de dosis efectiva
20 mSv por año o 100 mSv promediado en 5 años, pero sin exceder 50 mSv en
cualquier año
1 mSv en un año
Límites de dosis individuales
Ocupacional Público
Límite de dosis equivalente
Cristalino: 150 mSvpor año
Piel: 500 mSv por año
Cristalino: 15 mSvpor año
Piel: 50 mSv por año
EXPOSICIÓN OCUPACIONAL DE MUJERES EN CASO DE EMBARAZO
LLíímitesmites aplicablesaplicables a a susu extensiextensióónn::
DosisDosis equivalenteequivalenteen en superficiesuperficie del abdomendel abdomen: 2 : 2 mSvmSv
IncorporaciIncorporacióónn de de material material radiactivoradiactivo: 1 / 20 ALI: 1 / 20 ALI
Ejemplo de DosisRadiación de fondo natural anual
cosmica: 27 mrem (0.27 mSv)Terrestre: 28 mrem (0.28 mSv)Interna: 35 mrem (0.35 mSv)
[total natural (excl. Radon): ~100 mrem (1 mSv)]
Dosis efectiva cuerpo entero: 2 mSv Fuente: NCRP reporte #94(1987)
Ejemplos de dosisPacientes
Radiación médica (Dosisefectiva cuerpo entero)
Rayos X de torax: 8 mrem (0.08 mSv)Scan de cabeza CT: 111 mrem (1.11 mSv)Enema de Bario: 406 mrem (4.06 mSv)Rayos X de extremidad: 1 mrem (0.01 mSv)Rayos X dentales: 1 mrem(0.01 mSv)
fuente: reporte NCRP 100/UNSCEAR 2000
LIMITES DE DOSIS Y OPTIMIZACIONLIMITES DE DOSIS Y OPTIMIZACION
Límite de Dosis INACEPTABLE
TOLERABLE
Restricciones de Dosis
Optimización
ACEPTABLE
Digitales (son los de ultima generación) Poseen un semiconductor sensible a la radiación gama y un micro procesador con memoria, que procesa y almacena toda la información presentándola en una ventana de cristal líquido y además la transfiere a una PC por medio de una interfase.
Electroscópio (son los de tipo lapicera)Dentro de un compartimiento con gas a presión se encuentran dos hojuelas metálicas, una fija y otra móvil. La radiación ioniza el gas cargando las hojuelas que se repelen entre sí, al mirar a trasluz la hojuela sobre una escala graduada grabada en el fondo se puede leer la dosis recibida.
Dosímetros personales de lectura instantáneaSeguridad radiológica
Seguridad radiológicaControl de la exposición a la radiación individual .
Para ingresar a lugares con riesgo de exposición se debe llevar dosímetros personales. La información de los dosímetros es documentada por la oficina de radioprotección llevando un registro de cada persona .Dosímetro personal de estado sólido .
Dentro de un soporte plástico, se encuentra una película tipo fotográfica (que es velada por la radiación) colocada detrás de un mosaico de distintos blindajes, los que dan un velado facetado por el cual se puede determinar el tipo y energía de la radiación, además posee 3 cristales foto sensibles (TLD), uno libre y dos con filtros. Los átomos de los critales son excitados por la radiación. Posteriormente al ser calentados en un horno se desexcitanemitiendo fotónes cuyo recuento seráproporcional a la dosis recibida.
Película fotográfica
Cristales TLD
Pb Cu
Cu CdFiltros
Pb
Filtros
Dosímetros Lapicera
Seguridad radiológica
Dosímetros digital
Dosímetros de estado sólido
Dosímetros personales
Seguridad radiológicaDetectores portátiles
Sonda alfa - beta
Detector de gama (Geiger)
Detector de gama (digital)
Detector de neutrones
La radiación ionizante, puede clivar moléculas de las células y destruir o dañar su ADN, con lo cual, si pueden llegar a reproducirse lo harán probablemente con alguna mutación.
Como los seres vivos nos desarrollamos en un ambiente levemente radiactivo, estamos adaptados y toleramos estos niveles bajos. Pero a niveles mas altos, los daños sobrepasan los mecanismos de regeneración.
Es lo que ocurre por ejemplo en nuestra piel con los rayos ultra violeta (UV) cuando nos exponemos al sol del medio día con la protección de la capa de ozono disminuida.
A • • • • T
A • • • • T
A • • T
C • • • • G
C • • G
C • • G
C • • • • G
C • • • • G
C • • • • G
C • • • G
C • • G
C • • • • G
C • • • • • G
C • • G
C • • • G
C • • G
T • • • • A
T • • • A
ARN MENSAJERO
CO
DO
N 7
CO
DO
N 6
CO
DO
N 5
CO
DO
N 4
CO
DO
N 3
CO
DO
N 2
CO
DO
N 1
SURCOMAYOR
SUR
CO
MEN
OR
HEBRAMOLDE
C • • • G
C • • • G
C • • • G
G • • • C
T • • • A
T • • • A
G • • • C
C • • • G
G • • • C
C • • • G
G • • • C
G • • • C
G • • • C
G • • • C
G • • • C
C • • • G
C • • • G
G • • • C
T • • • A
T • • • A
A • • • U
A • • • U
A • • • U
5′ 5′3′ 3′
PROTEINA
METIONINA
GLISINA
SERINA
ISOLEUCINA
GLISINA
ALANINA
ALANINA
5′ 5′3′3′
34 A•
20 A•
EN LOS TEJIDOS EXISTEN MUCHOS ELEMENTOS QUE PUEDEN SER AFECTADOS
POR LA RADIACION PERO LA MOLECULA DE ADN ES EL UNICO BLANCO DONDE LOS EFECTOS SE MANIFIESTAN
EN UNA FORMA BIEN CLARA
AL AFECTARSE EL ADN SE ALTERA LA TRASMICION DEL
MENSAJE BIOLÓGICO...
SI EL DAÑO ES IMPORTANTE LA CELULA PUEDE
DESTRUIRSE O PERDER SU CAPACIDAD DE
REPLICARSE PARA PODERSE REPRODUCIR
CELULARADIACION IONIZANTE
RADIACION IONIZANTE
CELULA
DAÑADA
SE ALTERA LA FUNCION Y EL METABOLISMO
CELULA MUERTA
CICATRIZ CELULA MODIFICADA
REPARACIONEXITOSA
Daño en el ADN
ADN NORMAL
MOLÉCULA DE ADN Y LA RADIACION IONIZANTE
ADN DAÑADOPOR RADIACION
Efectos de las RadiacionesIonizantes
H2O-
H2O+
H2O2
H3O-
HO2
AguaAguaRadiaciónIonizante
Luego aparecen Radicales Libres
H2
E-H+
OH- E+
EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA RADIACIONES IONIZANTES
•• DETERMINDETERMINÍÍSTICOSSTICOS
•• ESTOCESTOCÁÁSTICOSSTICOS
EFECTOS DETERMINÍSTICOS•• TAMBIEN SE LOS LLAMA EFECTOS AGUDOS Y TAMBIEN SE LOS LLAMA EFECTOS AGUDOS Y
OCURREN CUANDO SE RECIBEN DOSIS MUY ALTAS OCURREN CUANDO SE RECIBEN DOSIS MUY ALTAS EN INTEN INTÉÉRVALOS MUY CORTOS DE TIEMPO RVALOS MUY CORTOS DE TIEMPO
•• EL EFECTO APARECE SIEMPRE LUEGO DE EL EFECTO APARECE SIEMPRE LUEGO DE TRASCURRIDO UN CORTO TIEMPO (HORAS O DTRASCURRIDO UN CORTO TIEMPO (HORAS O DÍÍAS)AS)
•• APARECEN SOLAMENTE CUANDO SE SUPERA UN APARECEN SOLAMENTE CUANDO SE SUPERA UN DETERMINADO UMBRAL DE DOSISDETERMINADO UMBRAL DE DOSIS
•• LA INTENSIDAD DE LOS EFECTOS ES FUNCION DE LA INTENSIDAD DE LOS EFECTOS ES FUNCION DE LA MAGNITUD DE LAS DOSIS RECIBIDASLA MAGNITUD DE LAS DOSIS RECIBIDAS
•• LA RESPUESTA ES UNA FUNCION SIGMOIDEALA RESPUESTA ES UNA FUNCION SIGMOIDEA•• LOS MLOS MÁÁS COMUNES SON LAS RADIODERMITIS YS COMUNES SON LAS RADIODERMITIS Y
EL EL ““SSÍÍNDROME AGUDO DE LA RADIACINDROME AGUDO DE LA RADIACIÓÓNN””
EFECTOS ESTOCÁSTICOS•• SE ASUME LA HIPSE ASUME LA HIPÓÓTESIS CONSERVADORA DE QUE TESIS CONSERVADORA DE QUE NO TIENEN NO TIENEN
UMBRALUMBRAL AUNQUE AUNQUE ESTAESTA HIPHIPÓÓTESIS NO ESTA DEMOSTRADA TESIS NO ESTA DEMOSTRADA EN EN LA LA PRPRÁÁCTICA E INCLUSO CTICA E INCLUSO CIERTOSCIERTOS CIENTCIENTÍÍFICOS LA DISCUTENFICOS LA DISCUTEN
•• LA PROBABILIDAD DE OCURRENCIA ES FUNCILA PROBABILIDAD DE OCURRENCIA ES FUNCIÓÓN N LINEAL DE LINEAL DE LAS DOSIS RECIBIDAS LAS DOSIS RECIBIDAS DURANTE DURANTE TODA LA VIDA DEL INDIVIDUO TODA LA VIDA DEL INDIVIDUO
•• LOS EFECTOS LOS EFECTOS SON FUNDAMENTALMENTE LA APARICISON FUNDAMENTALMENTE LA APARICIÓÓN DE UN N DE UN DETERMINADO TIPO DE CDETERMINADO TIPO DE CÁÁNCERNCER
•• NO SE PUEDE NUNCA SABER SI EL CNO SE PUEDE NUNCA SABER SI EL CÁÁNCER ES DE ORIGEN NCER ES DE ORIGEN NATURAL O ES DEBIDO A LA RADIACINATURAL O ES DEBIDO A LA RADIACIÓÓNN
•• NO EXISTEN EVIDENCIAS EPIDEMIOLNO EXISTEN EVIDENCIAS EPIDEMIOLÓÓGICAS A BAJAS DOSIS GICAS A BAJAS DOSIS PERO SI EXISTEN EVIDENCIAS CLARAS A DOSIS SUPERIORES A PERO SI EXISTEN EVIDENCIAS CLARAS A DOSIS SUPERIORES A 0.1 0.1 SvSv RECIBIDAS INSTANTRECIBIDAS INSTANTÁÁNEAMENTE (GRUPO DE HIROSHIMA)NEAMENTE (GRUPO DE HIROSHIMA)
OBJETIVOS BASICOSDE LA PROTECCION RADIOLOGICA
Evitar los efectos determinísticos
Mantener los efectos estocásticos en valores aceptados por la sociedad
PROTECCIPROTECCIÓÓN N RADIOLRADIOLÓÓGICA GICA
FUENTES INTERNAS Y FUENTES INTERNAS Y EXTERNASEXTERNAS
IRRADIACION EXTERNA vs. IRRADIACION EXTERNA vs. CONTAMINACION INTERNACONTAMINACION INTERNA
Irradiación Externa
γ
Contaminación Interna
α, β, γ
inhalacióningestión
Por piel
F
U
E
N
T
E
PROTECCIPROTECCIÓÓN N RADIOLRADIOLÓÓGICA GICA
FUENTES EXTERNASFUENTES EXTERNAS
IrradiaciIrradiacióónn ExternaExterna
tiempodistanciablindaje
(µSv/h)
ProtecciónLa Radiación
Cuando se debe trabajar con material radiactivo hay tres factores a tener en cuenta.Distancia: La intensidad de la radiación disminuye con el cuadrado de la distancia a la fuente.
El tiempo de exposición:A menor tiempo menor dosis.
El Blindaje:
αAlfa
Papel
Betaβ
Neutrones
Aluminio Plomo Hormigón
RayosX y γ
TiempoTiempo
Dosis α Tiempo
Dosis = Tasa de dosis x Tiempo
Tiempo
- Planificación de práctica- Práctica en frío- Procedimeintos escritos
DistanciaLa distancia es un factor importante para reducir la exposición
Ley de la inversa del cuadrado“ Cuando se duplica la distancia la tasa de exposición se reduce
4 veces ”
DistanciaDistanciaLey de la inversa del cuadrado de la distancia :
Tasa de dosis α 1/(distancia)2
distancia
Tasa
de d
osis
RESUMIENDO:RESUMIENDO:La dosis absorbida disminuye si:
•Disminuye la actividad de la fuente
• Aumenta la distancia a la fuente
•Disminuye el tiempo de exposición
Si se interpone blindajeY además:
BLINDAJEBLINDAJE
Es todo sistema destinado a atenuar un campo de radiación interponiendo un medio material entre la
fuente radiactiva y la persona a proteger
Los materiales blindantes se seleccionan en función del tipo de radiación a blindar
PARTICULAS ALFAPARTICULAS ALFA
•Alcance reducido en aire (~ 1 cm por Mev)
•En piel, no penetra la capa basal (~ 70 µm)
BLINDAJE INNECESARIOBLINDAJE INNECESARIO
PARTICULAS BETAPARTICULAS BETA
•Alcance FinitoPor Ej. (Para 2 Mev de energía máxima):
en aire: 8 metros
en agua: 1 cm
en plomo: 1.5 mm
PUEDEN FRENARSE TOTALMENTEPUEDEN FRENARSE TOTALMENTE
PARTICULAS BETAPARTICULAS BETA
•Se utiliza material de bajo número atómico
•Aluminio•Lucite
•Vidrio
Se reduce así la radiación de frenamiento(Bremsstrahlung)
BlindajeBlindaje de de RadiaciRadiacióónn GammaGamma
radiación
incidenteradiación
trasmitida
D1 µSv/h D2 µSv/h
D1 > D2
Se dispone de gráficos de transmisión de radiación gamma vs. espesor, para distintos radionucleídosen distintos materiales
cm (Plomo)
Transmisión
Co-60
Conclusión blindajeAumentando el blindaje alrededor de la fuente de radiación va reducir la exposición a radiación, y por lo tanto la dosis recibida.
EquipoRayos-X
Asegurarse de blindar todas las direcciones.Los rayos X son_ fácilmentedispersados.
Blindaje
Radiómetro de radiación, Geiger Muller o cámara de ionización, equipos de monitoreo puede ser utilizadopara :- Verificar puntos calientes de radiación- Indicar producción de rayos x/gamma- Monitorear operación rutinaria
-Los radiómetros pueden ser utilizados paradeterminar la tasa de dosis en un campo de rayosx/gamma.
Monitoreo de área
Los equipos de monitoreo deben ser calibradosperiódicamente (por ej. anualmente). Si un instrumento indica inesperada
alta tasa de dosis, crea en el instrumento y aléjese del área.No asuma es anomalía, luego vertifique funcionamiento.
CONTAMINACIONCONTAMINACION INTERNAINTERNA
DOSIMETRIADOSIMETRIA
VIAS DE ENTRADA YVIAS DE ENTRADA YCAMINOS METABOLICOSCAMINOS METABOLICOS
INHALACION TR. RESPIRATORIO
TR. DIGESTIVO
CO
MPA
RT
IMIE
NT
OD
E T
RA
NSF
ER
EN
CIA
CO
MPA
RT
IMIE
NT
OD
E T
RA
NSF
ER
EN
CIA
RIÑONRIÑON
HIGADOHIGADO
ORGANOS DE
DEPOSITO
ORGANOS DE
DEPOSITO
ORINAORINA
HECESHECES
INGESTION
ACTIVIDAD(Bq)
FUENTE
BLANCO
BLANCO
Bq
Bq γ
Emisión γ: Se irradia el órgano fuente y órganos vecinos
Emisión α y β: Solo se irradia el órgano fuenteEmisión α y β: Solo se irradia el órgano fuente
CALCULO DE LA DOSIS EQUIVALENTE EN CALCULO DE LA DOSIS EQUIVALENTE EN UN ORGANO BLANCOUN ORGANO BLANCO
El número de desintegraciones en el
órgano fuente
La energía que cada desintegración entrega
en el órgano blancoX
Dosis en el órgano blanco
A0(Bq)
ORGANOFUENTE
Decaimiento Biológico
Decaimiento Físico
tT físicoeA 2/1
2ln
0
−
tT biológicoeA 2/1
2ln
0
−
DECAIMIENTO EFECTIVODECAIMIENTO EFECTIVO
BiológicoFísico
tT efectivoeA 2/1
2ln
0
−Decaimiento Efectivo
Actividad Integrada a 50 aActividad Integrada a 50 aññosos
0 20 40 60 800,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
50 años
Actividad Integrada
Tefectivo: corto
Activ
idad
Ret
enid
a
años posteriores a la incorporación
0 20 40 60 800,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
50 años
Tefectivo:largo
Actividad Integrada
Act
ivid
ad R
eten
ida
años posteriores a la incorporación
ACTIVIDAD INTEGRADA=N° DE DESINTEGRACIONES
Coeficiente de Dosis Coeficiente de Dosis -- e(50)e(50)
Es la Dosis Efectiva integrada a 50 años, que
se recibe por la incorporación de 1 Bq
Unidades: Sv / Bq
LIMITE ANUAL DE INCORPORACIONLIMITE ANUAL DE INCORPORACION--ALIALI--
Es la cantidad de radionucleido (Bq), que incorporada por el hombre de referencia,
resulta en una dosis efectiva comprometida a 50 años igual al límite de dosis efectiva anual
Seguridad radiológicaContaminación interna La sustancia es ingerida, inhalada, absorbida por piel o ingresa por una lesión. Se irradia desde adentro. Estas sustancias por lo general son emisores alfa, beta o gama en orden de peligrosidad por su poder de Ionización y se acumulan en determinados órganos. El daño depende de la vida media del contaminante, del metabolismo y estado del órgano afectado que determina la velocidad de eliminación. Con medicación adecuada se ayuda a acelerar su eliminación.
Fósforo en pelo, uranio en riñón, Plutonio en huesos, iodo en tiroides. Ante riesgo de contaminación con iodo 131 (I131) se le da a la persona iodo estable (no radioactivo) para saturar las tiroides y evitar la absorción del I131.
Seguridad radiológicaControl de la contaminación interna
Periódicamente al personal afectado instalaciones con riesgo de incorporación se le realiza un examen en el CTC (contador de todo el cuerpo). Se examina a la persona durante varios minutos en busca de sustancias radiactivas con detectores muy sensibles de gamma en un recinto blindado con varios cm de plomo y hormigón para bajar lo mas posible la radiación de fondo y no interfiera en la lectura. Además se le realizan exámenes de orina, sangre y mucosa para determinar depósitos de sustancias radiactivas en órganos.
Contadores del todo el cuerpo
Seguridad radiológicaContaminación externa Básicamente es entrar en contacto con un material radiactivo, tanto la persona como su equipo o herramientas. Se limpia en forma similar a la suciedad convencional teniendo ciertas precauciones, confinando los desechos producidos por la limpieza para evitar expandir la contaminación a otras áreas limpias.
Por eso es fundamental el orden y la limpieza para prevenir la contaminación interna o externa.
Estas sustancias por lo general son emisores gama, beta o alfa en orden de peligrosidad por su poder de penetración que están irradiando al portador.
Seguridad radiológicaControl de la contaminación externaA la salida de las zonas llamadas “controladas”, cada persona, herramienta, equipo y todo material es medido con distintos sensores por el oficial de seguridad para garantizar su egreso libre de contaminantes. Si se trata de muestras irradiadas, el oficial de seguridad verificará que salga debidamente acondicionada para evitar contaminar o irradiar a terceros.
Sonda alfa - beta
Detector(Geiger) de gama
Procesos adicionales a tener en cuentaProcesos adicionales a tener en cuenta
Vigilancia radiolVigilancia radiolóógica y gica y monitorajemonitoraje de los laboratorios, exposicide los laboratorios, exposicióón n y contaminaciy contaminacióón del aire y las superficies. n del aire y las superficies. InstrumentosInstrumentos utilizadosutilizados, , frecuenciafrecuencia SeSeññalizacializacióón para prevenir la irradiacin para prevenir la irradiacióón indebidan indebidaMonitorajeMonitoraje del personal, control peridel personal, control perióódico y registro de las dosis dico y registro de las dosis recibidasrecibidasGestiGestióón de residuos radioactivos y patn de residuos radioactivos y patóógenos, almacenamiento genos, almacenamiento temporal y destino finaltemporal y destino finalDisponibilidad de blindajes para proteger de la radiaciDisponibilidad de blindajes para proteger de la radiacióón dispersa n dispersa y otras fuentesy otras fuentes
tubo
relojbaterias
70,000 volts
paciente
El primer paso es saber bien de que se trataEl primer paso es saber bien de que se trata
Debo saber de que tipo de riesgo me debo proteger y cual es el Debo saber de que tipo de riesgo me debo proteger y cual es el efecto que me produce en la saludefecto que me produce en la saludDebo saber si el riesgo es variable de acuerdo a la forma de Debo saber si el riesgo es variable de acuerdo a la forma de exponerme y a las condiciones de la exposiciexponerme y a las condiciones de la exposicióón.n.Debo saber como medirlo y cuantificarlo Debo saber como medirlo y cuantificarlo Debo saber : Debo saber : ¿¿ccóómo me puedo proteger?mo me puedo proteger?Debo respetar los valores lDebo respetar los valores líímites que no debo pasar para que el mites que no debo pasar para que el riesgo sea aceptable y no me produzca dariesgo sea aceptable y no me produzca dañño innecesarioo innecesarioDebo establecer Debo establecer algunalgun sistema de control de la fuente de riesgo sistema de control de la fuente de riesgo para que no se presenten situaciones que sean inaceptablespara que no se presenten situaciones que sean inaceptables
Cuanto mejor se conozca el peligro mejor se sabrCuanto mejor se conozca el peligro mejor se sabráácomo evitarlo y de que manera protegersecomo evitarlo y de que manera protegerse
Riesgo de la exposición
Riesgo de Cáncer
Las dosis de radiación producen un pequeño incremento del riesgo.Las dosis de radiación no producenCáncer en cada persona expuestaPeríodo de latencia:– Tumores sólidos : 10 - 20 years– Leucemia: 2 - 4 years
Período de latencia
Time (years)
Ris
kTime radiation dose received
Latent periodPeriod at risk
Risk curve
0 4 30
Leukemia Latency and Time at Risk Periods
Incidencianormal de cáncer≅ 25%
Dosis Naturales
Probabilidad de tener un cáncer
Dosis Anual D
Incremento de la probabilidad P
Incremento de dosis DEn esta zonaes imposibleconocer la
relación
promedio 2.4 mSvalta 10 mSvMuy alta 100 mSv
0.005% / mSv
P
Posibles extrapolaciones
Dose
Ris
k
threshold
linear-quadratic
linear
supra-linear
Data points
Riesgo de Cáncer
Incremento del riesgo por mortalidad de Cáncer desde 1 mSv de dosis(promedioanual del fondo):– Riesgo de cáncer de tumores sólidos es
alrededor de uno sobre 25.000 (1:25.000)– Riesgo de leucemia es alrededor de uno en
125.000 (1: 125.000)– Riesgo total es alrededor de uno en 20.000 (1:
20.000)
Riesgos comparativos
Riesgos “Normales” que enfrentamos :– Fumar (toda la vida): 1:4– Agricultura (por año): 1:2600– Accidente de avión (un viaje): 1: 1.000.000
CualquieraCualquiera sea la sea la actividadactividad queque se se realicerealiceexisteexiste siempresiempre algalgúúnn riesgoriesgo ligadoligado a la a la mismamisma::
SalirSalir de la casa de la casa dondedonde se vive o se vive o permanecerpermanecer en en ellaellaimplicaimplica algunalgun riesgoriesgo……
•• TodasTodas laslas tareastareas productivasproductivas o de o de prestaciprestacióónn de de serviciosservicios conllevanconllevan un un riesgoriesgo parapara la la sociedadsociedad
•• El El objetivoobjetivo de la de la ProtecciProteccióónn eses porpor lo lo tantotanto lograrlograrqueque loslos riesgosriesgos de de unauna actividadactividad seansean aceptablesaceptables, , optimizoptimizáándolosndolos continuamentecontinuamente parapara reducirlosreducirlos loslosmmááss bajosbajos comocomo sea sea razonablementerazonablemente alcanzablesalcanzables..
