Resumen: Magnitudes y detección radiológica

📋 Esquema del Curso

1. Origen de la protección radiológica
2. Magnitudes físicas y radiológicas
3. Magnitudes de radioprotección
4. Magnitudes dosimétricas operacionales
5. Exposición, kerma y cema
6. Detección y rendimiento de detectores
7. Dosimetría y registro de lecturas

📅 Fechas clave

1. 1922La American Roentgen Ray Society y la American Radium Society realizaron el primer estudio para determinar niveles de radiación aceptables y definir magnitudes y unidades de dosis.
2. 1925Se creó la Comisión Internacional de Unidades y Medidas de la Radiación (ICRU).
3. 1928Se definió el roentgen (R), primera unidad física para medir la radiación producida por un tubo de rayos X, y se creó la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP), que establece las bases técnicas de protección radiológica.
4. 1934Marie Curie falleció de anemia como consecuencia de haber manipulado durante años la sustancia que había descubierto.

📖 1. Origen de la protección radiológica

★ Imprescindible

• La generalización de los rayos X y la radiactividad, junto con el desconocimiento de la radiación y la falta de medidas de protección, produjo exposiciones con consecuencias biológicas.

Complementos

• Las exposiciones a radiación se asociaron con pérdida de cabello, quemaduras, ulceraciones, leucemia, dolores, cataratas y aborto.

• Las chicas del radio aplicaban pintura con radio a relojes y, chupaban los pinceles mientras trabajaban; murieron de cánceres faciales que les desfiguraban el rostro.

• En España, el Consejo de Seguridad Nuclear es el único organismo con competencias en materia de protección radiológica.

💡 Truco mnemotécnico

La exposición sin medición ni protección → lesiones y enfermedades

📖 2. Magnitudes físicas y radiológicas

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Magnitud física: Propiedad o cualidad de un cuerpo o sistema físico que puede medirse objetivamente y expresarse con un número y una unidad.
• Dosimetría: Rama de la física y la protección radiológica que calcula, mide y evalúa cuantitativamente la dosis de radiación ionizante absorbida por un material o tejido vivo.
• Radiactividad: Describe la cantidad de desintegraciones nucleares que ocurren en una sustancia por unidad de tiempo.
• Radiometría: Describe cuantitativamente las propiedades físicas de la energía electromagnética durante su generación, propagación por el espacio o absorción por una superficie.
• Flujo radiante: Energía total emitida, transportada o recibida por unidad de tiempo.

★ Imprescindible

• Los tres grupos de magnitudes radiológicas son:
  • magnitudes fundamentales
  • magnitudes de radioprotección
  • magnitudes dosimétricas operacionales

Complementos

• Entre las magnitudes de radiactividad se encuentran:

  • actividad (A)
  • constante de decaimiento (λ)
  • tasa de kerma en aire (Ka)

• Entre las magnitudes radiométricas se encuentran:

  • número de partículas (N)
  • energía radiante (Q)
  • flujo radiante (φ)

• Entre las magnitudes de interacción con la materia se encuentran:

  • coeficientes de atenuación
  • coeficientes de transferencia de energía
  • transferencia lineal de energía (LET)

• Entre las magnitudes dosimétricas fundamentales se encuentran:

  • exposición (X)
  • tasa de kerma en un medio (Km)
  • dosis absorbida en un medio (Dm)

📖 3. Magnitudes de radioprotección

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Dosis equivalente en órgano: La dosis equivalente en órgano (HT,R) mide el daño biológico esperado en un órgano o tejido T, ponderando la energía absorbida según el tipo de radiación recibida R.
• Dosis efectiva: La dosis efectiva (E) mide el riesgo total para la salud de todo el cuerpo a largo plazo, considerando la radiosensibilidad de cada órgano en una irradiación de cuerpo entero.
• Equivalente de dosis en un punto: El equivalente de dosis en un punto (H) considera los distintos efectos biológicos de las radiaciones ionizantes según el material o tejido y el tipo de radiación, en una posición espacial concreta.

★ Imprescindible

• Las magnitudes de radioprotección relacionan el efecto biológico de la energía absorbida y su distribución con la naturaleza de la radiación y del tejido irradiado.

• Las magnitudes recomendadas para radioprotección incluyen la dosis equivalente en órgano o tejido (HT) y la dosis efectiva (E), basadas en la dosis absorbida en tejidos humanos y relacionadas con el riesgo asociado.

📐 Fórmula - El equivalente de dosis en un punto se expresa como $H = Q \cdot D$, donde D es la dosis absorbida y Q es el factor de calidad que indica la efectividad biológica relativa de la radiación ionizante.

Complementos

📐 Fórmula - La dosis efectiva se calcula como $E = \sum_T w_T H_T$, donde wT es el factor de ponderación del órgano o tejido T y HT es la dosis equivalente en ese órgano o tejido.

• La unidad de la dosis efectiva es el sievert (Sv).

💡 Truco mnemotécnico

La dosis equivalente pondera la radiación; la dosis efectiva pondera el riesgo en el organismo

📖 4. Magnitudes dosimétricas operacionales

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Magnitudes dosimétricas operacionales: Magnitudes físicas diseñadas para medir y vigilar la radiación en la práctica diaria y estimar de forma conservadora el riesgo real para las personas.

📝 Puntos esenciales

• Las principales magnitudes dosimétricas operacionales incluyen la dosis equivalente ambiental H*(d) y la dosis personal Hp(d).

• La dosis equivalente ambiental evalúa la radiación del ambiente y estima la que recibiría una persona si estuviera en ese lugar; un ejemplo es un dosímetro colocado en la pared de un laboratorio.

• La dosis personal evalúa la dosis recibida por una persona concreta mediante dosímetros personales, por ejemplo, colocados en el pecho o la muñeca.

• En la notación H*(d), d indica la profundidad en el tejido equivalente.

💡 Truco mnemotécnico

Ambiental mide el lugar; personal mide a una persona

📖 5. Exposición, kerma y cema

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Exposición: La exposición (X) cuantifica la carga eléctrica total de los iones de un solo signo producidos en una masa determinada de aire seco y se define únicamente para fotones, como los rayos X y la radiación gamma.
• Kerma: El kerma es la energía cinética liberada por unidad de masa y permite evaluar el efecto de radiaciones ionizantes no cargadas, como neutrones y fotones, al interaccionar con la materia.
• Cema: El cema es la energía convertida por unidad de masa para radiación incidente formada por partículas ionizantes cargadas, considerando la energía que pierden en una masa de material y excluyendo los electrones secundarios.

📝 Puntos esenciales

• La exposición se expresa en culombios por kilogramo (C/kg).

📐 Fórmula - La exposición se expresa como $X = \frac{dQ}{dm}$, donde dQ es el valor absoluto de la carga de iones de un mismo signo y dm es la masa de aire.

• La unidad del kerma es el julio por kilogramo (J/kg), denominado gray (Gy).

📐 Fórmula - El kerma se expresa como $K = \frac{dE_{tr}}{dm}$, donde dEtr es la suma de las energías cinéticas iniciales de las partículas cargadas liberadas por partículas no cargadas en un material de masa dm.

• La unidad del cema, igual que la del kerma, es el julio por kilogramo (J/kg).

💡 Truco mnemotécnico

Radiación sin carga → kerma; radiación cargada → cema

📖 6. Detección y rendimiento de detectores

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Eficiencia: Determina la fracción de radiación detectada y depende de los procesos de interacción entre radiación y materia y de la estructura del detector.
• Resolución temporal: La resolución temporal es el tiempo que transcurre entre la incidencia de la radiación y la formación de la señal del detector.
• Resolución en energía: La resolución en energía es la capacidad del detector para diferenciar radiaciones con valores de energía muy próximos.

★ Imprescindible

• Los detectores de radiación ionizante contienen sustancias cuyas características fisicoquímicas cambian al interaccionar con la radiación, como gases que se vuelven conductores o sustancias que emiten luz.

Complementos

• Entre los detectores de radiación se encuentran:

  • cámara de ionización
  • contador proporcional
  • contador Geiger-Müller
  • contador de centelleo
  • dosímetro

• Solo una fracción de la radiación emitida por una fuente se dirige al detector, por lo que el rendimiento del detector es importante para la medición.

📐 Fórmula - La eficiencia absoluta es $\frac{\text{número de pulsos}}{\text{número de fotones emitidos}}$.

• Durante el tiempo muerto, el detector no recoge señales incidentes, lo que limita los eventos detectados por unidad de tiempo.

• La linealidad de respuesta significa que las señales son proporcionales a la llegada de los fotones.

📖 7. Dosimetría y registro de lecturas

★ Imprescindible

• La intensidad de la corriente eléctrica que aparece directa o indirectamente en muchos detectores está relacionada con la intensidad de la radiación ionizante que la produce.

Complementos

• La dosimetría de la radiación comprende:
  • dosimetría radiológica ambiental
  • dosimetría radiológica de área
  • dosimetría personal externa
  • dosimetría personal interna
  • monitores y dosímetros de radiación
  • interpretación de las lecturas dosimétricas

📊 Tablas de síntesis

Magnitudes dosimétricas principales