Dosis de radiación - en seguridad radiológica , física y radiobiología - un valor utilizado para evaluar el grado de exposición a la radiación ionizante en cualquier sustancia, organismos vivos y sus tejidos.
La principal característica de la interacción de la radiación ionizante con un medio es el efecto de ionización. Una medida cuantitativa basada en la cantidad de ionización del aire seco a presión atmosférica normal, que es bastante fácil de medir, se denomina dosis de exposición .
La dosis de exposición es la relación entre la carga eléctrica total de iones del mismo signo, formados después de la desaceleración completa en el aire de electrones y positrones , liberados o generados por fotones en un volumen elemental de aire, a la masa de aire en este volumen.
En el Sistema Internacional de Unidades (SI), la unidad de dosis de exposición es el culombio dividido por el kilogramo (C/kg). La unidad fuera del sistema es el roentgen (R). 1 taza/kg = 3876 r.
Con la expansión de la gama de tipos conocidos de radiación ionizante y el alcance de su aplicación, resultó que la medida del efecto de la radiación ionizante en una sustancia no puede determinarse simplemente debido a la complejidad y diversidad de los procesos que ocurren en este caso. Uno importante de ellos, que da lugar a cambios fisicoquímicos en la sustancia irradiada y conduce a un cierto efecto de radiación, es la absorción de la energía de la radiación ionizante por parte de la sustancia. A raíz de esto, surgió el concepto de dosis absorbida . Muestra cuánta energía de radiación se absorbe por unidad de masa de la sustancia irradiada y está determinada por la relación entre la energía absorbida de la radiación ionizante y la masa de la sustancia absorbente.
Gray (Gy) se toma como la unidad de medida de la dosis absorbida en el sistema SI . 1 Gy es la dosis a la que se transfiere 1 julio de energía de radiación ionizante a una masa de 1 kg . La unidad de dosis absorbida fuera del sistema es el rad . 1 Gy = 100 rad.
El estudio de los efectos individuales de la irradiación de tejidos vivos ha demostrado que con las mismas dosis absorbidas, diferentes tipos de radiación producen efectos biológicos desiguales en el cuerpo . Esto se debe al hecho de que una partícula más pesada (por ejemplo , un protón ) produce más iones por unidad de longitud de trayecto en el tejido que una más ligera (por ejemplo , un electrón ). Con la misma dosis absorbida, el efecto destructivo radiobiológico es mayor cuanto más densa es la ionización creada por la radiación . Para tener en cuenta este efecto, se introduce el concepto de dosis equivalente . La dosis equivalente se calcula multiplicando el valor de la dosis absorbida por un coeficiente especial: el factor de ponderación de la radiación , que tiene en cuenta la eficacia biológica relativa de varios tipos de radiación.
La unidad SI de dosis equivalente es el sievert (Sv). El valor de 1 Sv es igual a la dosis equivalente de cualquier tipo de radiación absorbida en 1 kg de tejido biológico y creando el mismo efecto biológico que la dosis absorbida de 1 Gy de radiación fotónica . La unidad de medida no sistémica de la dosis equivalente es el rem (antes de 1954 - el equivalente biológico de un roentgen, después de 1954 - el equivalente biológico de un rad [1] ). 1 Sv = 100 rem.
La dosis efectiva (E) es un valor utilizado como medida del riesgo de consecuencias a largo plazo de la irradiación de todo el cuerpo humano y sus órganos y tejidos individuales, teniendo en cuenta su radiosensibilidad. Representa la suma de los productos de la dosis equivalente en órganos y tejidos y los factores de ponderación correspondientes.
Algunos órganos y tejidos humanos son más sensibles a la radiación que otros: por ejemplo, con la misma dosis equivalente, el cáncer de pulmón es más probable que el de la glándula tiroides , y la irradiación de las glándulas sexuales es especialmente peligrosa debido al riesgo de daño genético . daño. Por lo tanto, las dosis de radiación de diferentes órganos y tejidos deben tenerse en cuenta con un coeficiente diferente, que se denomina factor de ponderación del tejido . Multiplicando el valor de la dosis equivalente por el factor de ponderación apropiado y sumándolo sobre todos los tejidos y órganos , obtenemos la dosis efectiva , que refleja el efecto total sobre el cuerpo . Los coeficientes de ponderación se establecen empíricamente y se calculan de forma que su suma para todo el organismo sea uno.
Las unidades de dosis efectivas son las mismas que las unidades de dosis equivalentes. También se mide en sieverts o rems .
La dosis efectiva comprometida E(τ) es la dosis de exposición interna de los radionucleidos que han entrado en el cuerpo humano [2] [3] . El tiempo de exposición humana a tales radionucleidos está determinado por los períodos de su vida media y retención biológica en el cuerpo y puede ser de muchos meses e incluso años [4] . A efectos regulatorios, el período de acumulación de dosis total se establece en 50 años para un adulto o, si la dosis se evalúa para niños, hasta los 70 años. Al estimar la dosis anual, la dosis efectiva comprometida se suma a la dosis efectiva de exposición externa para el mismo período [5] .
Las dosis efectivas y equivalentes son valores normalizados, es decir, valores que son una medida del daño (daño) de la exposición a la radiación ionizante en una persona. Desafortunadamente, no se pueden medir directamente. Por tanto, se introducen en la práctica magnitudes dosimétricas operativas, que se determinan únicamente a través de las características físicas del campo de radiación en un punto, lo más cercano posible a las normalizadas. La principal cantidad operativa es la dosis ambiental equivalente (sinónimos: dosis ambiental equivalente, dosis ambiental).
Dosis equivalente ambiental H * (d) - la dosis equivalente que se creó en el maniquí esférico ICRU (Comisión Internacional de Unidades de Radiación) a una profundidad d (mm) desde la superficie a lo largo de un diámetro paralelo a la dirección de la radiación, en una radiación campo idéntico al considerado en composición, fluencia y distribución de energía, pero unidireccional y homogéneo, es decir, la dosis ambiental equivalente H*(d) es la dosis que recibiría una persona si se encontrara en el lugar donde se realiza la medición. La unidad de dosis ambiental equivalente es el sievert (Sv).
Al calcular las dosis efectivas individuales recibidas por individuos, se puede llegar a la dosis colectiva: la suma de las dosis efectivas individuales en un grupo dado de personas durante un período de tiempo determinado. La dosis colectiva se puede calcular para la población de un pueblo , ciudad , unidad territorial administrativa , estado , etc. en particular. Se obtiene multiplicando la dosis efectiva promedio por el número total de personas que estuvieron expuestas a la radiación . La unidad de medida de la dosis colectiva es man-sievert (man-Sv.), la unidad fuera del sistema es man-rem (man-rem). La dosis colectiva puede acumularse durante mucho tiempo, ni siquiera una generación, sino que abarca generaciones posteriores.
Además, se distinguen las siguientes dosis:
El milisievert (mSv) se utiliza a menudo como medida de dosis en procedimientos de diagnóstico médico ( fluoroscopia , tomografía computarizada de rayos X , etc.).
De acuerdo con el Decreto del Médico Jefe de Sanidad del Estado de Rusia No. 11 del 21 de abril de 2006 "Sobre la limitación de la exposición pública durante los exámenes médicos de rayos X", párrafo 3.2, es necesario "garantizar el cumplimiento de la dosis efectiva anual de 1 m Sv durante los exámenes médicos preventivos de rayos X, incluso durante los exámenes médicos.
La dosis de radiación global promedio de los estudios de rayos X acumulada per cápita por año es de 0,4 mSv, sin embargo, en países con un alto nivel de acceso a la atención médica (más de un médico por cada 1000 habitantes), esta cifra se eleva a 1,2 mSv [6 ] .
La irradiación de otras fuentes tecnogénicas es mucho menor:
La dosis de exposición mundial media procedente de fuentes naturales, acumulada per cápita al año, es de 2,4 m Sv, con una dispersión de 1 a 10 m Sv [6] . Componentes principales:
Con una sola irradiación uniforme de todo el cuerpo y la falta de atención médica especializada, la muerte como resultado de la enfermedad por radiación aguda ocurre en el 50% de los casos [7] :
La tasa de dosis (intensidad de irradiación) es el incremento de la dosis correspondiente bajo la influencia de una radiación dada por unidad de tiempo. Tiene la dimensión de la dosis correspondiente ( absorbida , exposición , etc.) dividida por una unidad de tiempo. Se permite utilizar varias unidades especiales (por ejemplo: Sv/h, rem/min, mSv/año , etc.).
| Cantidad física | Unidad fuera del sistema | unidad SI | Transición de unidad fuera del sistema a unidad SI |
|---|---|---|---|
| Actividad de nucleidos en una fuente radiactiva | Curie (Ci) | Becquerel (Bq) | 1 Ki = 3.7⋅10 10 Bq |
| Dosis de exposición | Rayos X (R) | Culombio/kilogramo (C/kg) | 1 P \u003d 2.58⋅10 -4 C / kg |
| Dosis absorbida | Rad (rad) | Gris (J/kg) | 1 rad = 0,01 Gy |
| Dosis equivalente | rem (rem) | Sievert (Sv) | 1 rem = 0,01 Sv |
| Tasa de dosis de exposición | Roentgen/Segundo (R/c) | Culombio/kilogramo (in) segundo (C/kg·s) | 1 R/s = 2,58⋅10 −4 C/kg·s |
| Tasa de dosis absorbida | Rad/segundo (Rad/s) | Gray/segundo (Gy/s) | 1 rad/s = 0,01 Gy/s |
| Tasa de equivalente de dosis | rem/segundo (rem/s) | Sievert/segundo (Sv/s) | 1 rem/s = 0,01 Sv/s |
| dosis integral | Rad-gramo (Rad g) | Kilogramo gris (Gy kg) | 1 rad g = 10 −5 Gy kg |
| Seguridad radiológica | |
|---|---|
| Efecto biológico de la radiación. | |
| dosis de radiación | |
| Unidades | sistémico Gris Sievert fuera del sistema Contento Baer radiografía |
| Organizaciones internacionales | |