| dosis equivalente | |
|---|---|
| Símbolos comunes | H |
| Unidad SI | sievert |
| Otras unidades | hombre equivalente de röntgen |
| En unidades base SI | J ⋅ kg −1 |
La dosis equivalente es una cantidad de dosis H que representa los efectos estocásticos en la salud de niveles bajos de radiación ionizante en el cuerpo humano, lo que representa la probabilidad de cáncer inducido por radiación y daño genético. Se deriva de la cantidad física absorbida dosis , pero también tiene en cuenta la eficacia biológica de la radiación, que depende del tipo de radiación y la energía. En el sistema SI de unidades, la unidad de medida es el sievert (Sv).
Aplicación [ editar ]
Para permitir la consideración del riesgo estocástico para la salud, se realizan cálculos para convertir la cantidad física de dosis absorbida en dosis equivalente, cuyos detalles dependen del tipo de radiación. Para aplicaciones en protección radiológica y evaluación dosimétrica , la Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) y la Comisión Internacional de Unidades y Medidas Radiológicas (ICRU) han publicado recomendaciones y datos sobre cómo calcular la dosis equivalente a partir de la dosis absorbida.
La CIPR designa la dosis equivalente como una "cantidad limitante"; especificar límites de exposición para garantizar que "la aparición de efectos estocásticos en la salud se mantenga por debajo de niveles inaceptables y que se eviten las reacciones tisulares". [1] [2] [3] Este es un valor calculado, ya que la dosis equivalente no se puede medir en la práctica, y el propósito del cálculo es generar un valor de dosis equivalente para compararlo con los efectos observados en la salud. [4]
Cálculo [ editar ]
La dosis equivalente H T se calcula utilizando la dosis absorbida media depositada en el tejido corporal u órgano T, multiplicada por el factor de ponderación de la radiación W R que depende del tipo y energía de la radiación R.
El factor de ponderación de la radiación representa la eficacia biológica relativa de la radiación y modifica la dosis absorbida para tener en cuenta los diferentes efectos biológicos de varios tipos y energías de radiación.
La CIPR ha asignado factores de ponderación de radiación a tipos de radiación específicos en función de su eficacia biológica relativa , que se muestran en la tabla adjunta. [5]
Cálculo de la dosis equivalente a partir de la dosis absorbida;
dónde
- H T es la dosis equivalente en sieverts (Sv) absorbida por el tejido T,
- D T, R es la dosis absorbida en grises (Gy) en el tejido T por radiación tipo R y
- W R es el factor de ponderación de radiación definido por regulación.
Así, por ejemplo, una dosis absorbida de 1 Gy por partículas alfa conducirá a una dosis equivalente de 20 Sv, y se estima que una dosis equivalente de radiación tiene el mismo efecto biológico que una cantidad igual de dosis absorbida de rayos gamma, que es dado un factor de ponderación de 1.
Para obtener la dosis equivalente para una combinación de tipos de radiación y energías, se suma la suma de todos los tipos de dosis de energía de radiación. [6] Esto tiene en cuenta las contribuciones de los diferentes efectos biológicos de diferentes tipos de radiación.
| Radiación | Energía | W R (anteriormente Q) |
|---|---|---|
| rayos X , rayos gamma , partículas beta , muones | 1 | |
| neutrones | <1 MeV | 2,5 + 18,2 · e - [ln (E)] ² / 6 |
| 1 ... 50 MeV | 5,0 + 17,0 · e - [ln (2 · E)] ² / 6 | |
| > 50 MeV | 2,5 + 3,25 · e - [ln (0,04 · E)] ² / 6 | |
| protones , piones cargados | 2 | |
| partículas alfa , productos de fisión , núcleos pesados | 20 |
Historia [ editar ]
El concepto de dosis equivalente se desarrolló en la década de 1950. [7] En sus recomendaciones de 1990, la CIPR revisó las definiciones de algunas cantidades de protección radiológica y proporcionó nuevos nombres para las cantidades revisadas. [8] Algunos reguladores, en particular el Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM) y la Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos, continúan utilizando la antigua terminología de factores de calidad y dosis equivalente, aunque los cálculos subyacentes han cambiado. [9]
Uso futuro [ editar ]
En el 3er Simposio Internacional de la CIPR sobre el Sistema de Protección Radiológica en octubre de 2015, el Grupo de Trabajo 79 de la CIPR informó sobre el "Uso de la dosis efectiva como una cantidad de protección radiológica relacionada con el riesgo".
Esto incluyó una propuesta para suspender el uso de la dosis equivalente como una cantidad de protección separada. Esto evitaría la confusión entre dosis equivalente, dosis efectiva y dosis equivalente, y utilizaría la dosis absorbida en Gy como una cantidad más apropiada para limitar los efectos deterministas en el cristalino del ojo, la piel, las manos y los pies. [10]
Estas propuestas deberán pasar por las siguientes etapas:
- Discusión dentro de los comités de la ICRP
- Revisión del informe por el grupo de trabajo
- Reconsideración de los comités y la comisión principal
- Consulta pública
Unidades [ editar ]
La unidad de medida del SI para la dosis equivalente es el sievert , definido como un Joule por kg . [11] En los Estados Unidos, el hombre equivalente a roentgen (rem), igual a 0.01 sievert, todavía es de uso común, aunque los organismos reguladores y asesores están alentando la transición a sieverts. [12]
Cantidades relacionadas [ editar ]
Limitación del cálculo de la dosis equivalente [ editar ]
La dosis equivalente H T se utiliza para evaluar el riesgo estocástico para la salud debido a los campos de radiación externa que penetran uniformemente por todo el cuerpo . Sin embargo, necesita más correcciones cuando el campo se aplica solo a una (s) parte (s) del cuerpo, o de manera no uniforme para medir el riesgo estocástico general para la salud del cuerpo. Para permitir esto, se debe utilizar una cantidad de dosis adicional denominada dosis eficaz para tener en cuenta la sensibilidad variable de los diferentes órganos y tejidos a la radiación.
Relación con la dosis comprometida [ editar ]
Si bien se usa una dosis equivalente para los efectos estocásticos de la radiación externa, se usa un enfoque similar para la dosis interna o comprometida . La CIPR define una cantidad de dosis equivalente para la dosis comprometida individual, que se utiliza para medir el efecto de los materiales radiactivos inhalados o ingeridos. Una dosis comprometida de una fuente interna representa el mismo riesgo efectivo que la misma cantidad de dosis equivalente aplicada uniformemente a todo el cuerpo de una fuente externa.
Dosis equivalente comprometida , H T ( t ) es la integral de tiempo de la tasa de dosis equivalente en un tejido u órgano en particular que recibirá un individuo después de que una persona de referencia ingiera material radiactivo en el cuerpo, donde s es el tiempo de integración. en años. [13] Esto se refiere específicamente a la dosis en un tejido u órgano específico, de manera similar a la dosis equivalente externa.
La CIPR establece que "los radionúclidos incorporados al cuerpo humano irradian los tejidos durante períodos de tiempo determinados por su vida media física y su retención biológica dentro del cuerpo. Por lo tanto, pueden dar lugar a dosis en los tejidos corporales durante muchos meses o años después de la ingestión. La necesidad de regular las exposiciones a radionucleidos y la acumulación de dosis de radiación durante períodos prolongados ha llevado a la definición de cantidades de dosis comprometidas ". [14]
Dosis equivalente V dosis equivalente [ editar ]
No hay confusión entre dosis equivalente y dosis equivalente . De hecho, son los mismos conceptos. Aunque la definición del CIPM establece que la función de transferencia de energía lineal de la ICRU se utiliza para calcular el efecto biológico, la ICRP en 1990 [15] desarrolló las cantidades de dosis de "protección" denominadas dosis efectiva y equivalente , que se calculan a partir de modelos computacionales más complejos. y se distinguen por no tener la frase dosis equivalente en su nombre.
Antes de 1990, la CIPR utilizaba el término "dosis equivalente" para referirse a la dosis absorbida en un punto multiplicado por el factor de calidad en ese punto, donde el factor de calidad era una función de la transferencia de energía lineal (LET). Actualmente, la definición de "dosis equivalente" de la CIPR representa una dosis promedio sobre un órgano o tejido, y se utilizan factores de ponderación de la radiación en lugar de factores de calidad.
La frase dosis equivalente solo se utiliza para los que utilizan Q para el cálculo, y la ICRU y la ICRP definen como tal lo siguiente:
- dosis equivalente ambiental
- dosis equivalente direccional
- dosis equivalente personal
En los EE. UU. Hay cantidades de dosis con nombres diferentes que no forman parte del sistema de cantidades de la CIPR. [dieciséis]
Uso de factores antiguos [ editar ]
El Comité Internacional de Pesas y Medidas (CIPM) y la Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU. Continúan utilizando la antigua terminología de factores de calidad y dosis equivalente. Los factores de calidad de la NRC son independientes de la transferencia de energía lineal, aunque no siempre son iguales a los factores de ponderación de radiación de la ICRP. [9] La definición de dosis equivalente de la NRC es "el producto de la dosis absorbida en el tejido, el factor de calidad y todos los demás factores modificadores necesarios en la ubicación de interés". Sin embargo, se desprende de su definición de dosis equivalente eficaz que "todos los demás factores modificadores necesarios" excluyen el factor de ponderación del tejido. [17]Los factores de ponderación de la radiación para los neutrones también son diferentes entre la NRC de EE. UU. Y la ICRP; consulte el diagrama adjunto.
Informes de dosimetría [ editar ]
La dosis equivalente acumulada debida a la exposición externa de todo el cuerpo se informa normalmente a los trabajadores de la energía nuclear en informes de dosimetría regulares .
En los EE. UU., Normalmente se informan tres dosis equivalentes diferentes:
- equivalente de dosis profunda , (DDE)
- dosis equivalente superficial, (SDE)
- dosis equivalente ocular
Ver también [ editar ]
- Dosis equivalente de plátano
- Becquerel
- Recuentos por minuto
- Curie
- Gris (unidad)
- Unidades de radiación ionizante
- Cámara de ionización
- Rad (unidad)
- Roentgen (unidad)
- Hombre equivalente a Roentgen
- Sievert
Referencias [ editar ]
- ^ Publicación 103 de la CIPR, párrafo 112
- ^ Publicación 103 de la ICRP, párrafo B50
- ^ "En 1991, la Comisión Internacional de Protección Radiológica (CIPR) [7] recomendó un sistema revisado de limitación de dosis, incluida la especificación de cantidades limitantes primariaspara fines de protección radiológica. Estas cantidades de protección son esencialmente inconmensurables" - Informe de seguridad del OIEA 16
- ^ Publicación 103 de la ICRP, párrafo B64
- ^ Publicación 103 de la ICRP, glosario
- ^ a b "Las recomendaciones de 2007 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica" . Anales de la ICRP . Publicación 103 de la CIPR. 37 (2–4). 2007. ISBN 978-0-7020-3048-2. Archivado desde el original el 16 de noviembre de 2012 . Consultado el 17 de mayo de 2012 .
- ^ Clarke, RH; J. Valentin (2009). "La historia de la ICRP y la evolución de sus políticas" (PDF) . Anales de la ICRP . Publicación 109 de la CIPR. 39 (1): 75–110. doi : 10.1016 / j.icrp.2009.07.009 . Consultado el 12 de mayo de 2012 .
- ^ "Recomendaciones de 1990 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica" . Anales de la ICRP . Publicación 60 de la CIPR. 21 (1-3). 1991. ISBN 978-0-08-041144-6. Consultado el 17 de mayo de 2012 .
- ^ a b 10 CFR 20.1004 . Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU. 2009.
- ^ "Uso de dosis eficaz", John Harrison. 3er Simposio Internacional sobre el Sistema de Protección Radiológica, octubre de 2015, Seúl. [1]
- ^ Oficina internacional de pesos y medidas (2006), El sistema internacional de unidades (SI) (PDF) (8.a ed.), ISBN 92-822-2213-6, archivado (PDF) desde el original el 14 de agosto de 2017
- ^ Comisión Reguladora Nuclear. "Regulaciones de la NRC: §34.3 Definiciones" . Gobierno de los Estados Unidos . Consultado el 14 de marzo de 2007 .
- ^ Publicación 103 de la ICRP - Glosario.
- ^ Publicación 103 de la ICRP, párrafo 140
- ^ Publicación 60 de la ICRP publicada en 1991
- ^ - "El confuso mundo de la dosimetría de radiación" Archivado el 21 de diciembre de 2016 en la Wayback Machine - MA Boyd, Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. 2009. Una descripción de las diferencias cronológicas entre los sistemas de dosimetría de EE. UU. Y la ICRP.
- ^ Título 10 del Código de Reglamentaciones Federales, 20.1003 . Comisión Reguladora Nuclear de EE. UU. 2009.
Enlaces externos [ editar ]
- Dosis equivalente - glosario de la Sociedad Nuclear Europea
- [2] - "El confuso mundo de la dosimetría de radiación" - MA Boyd, Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. Una descripción de las diferencias cronológicas entre los sistemas de dosimetría de EE. UU. Y la ICRP.
