IV. UNIDADES QUE SE USAN EN LA SEGURIDAD RADIOL�GICA
LOS efectos da�inos de la radiaci�n ionizante en un organismo vivo se deben en primera instancia a la energ�a absorbida por las c�lulas y los tejidos que lo forman. Esta energ�a absorbida principalmente a trav�s de los mecanismos de ionizaci�n y excitaci�n at�mica, produce descomposici�n qu�mica de las mol�culas presentes.
Para poder medir y comparar las energ�as absorbidas por el tejido en diferentes condiciones ha sido necesario definir ciertos conceptos ( de exposici�n, de dosis absorbida, de dosis equivalente) , as� como las unidades correspondientes. Estas definiciones y unidades han ido evolucionando a medida que se ha tenido mayor conocimiento de la radiaci�n.
La Comisi�n Internacional de Unidades de Radiaci�n ( CIUR) se ha abocado a la tarea de definir un sistema de unidades aceptado internacionalmente, y de empleo rutinario en la Comisi�n Internacional de Protecci�n Radiol�gica ( CIPR). Estas unidades en el sistema internacional (S.I.) incluyen el Becquerel, el Gray y el Sievert, y su definici�n se basa en el sistema MKS. Vienen a substituir al Curie, al rad y al rem, que son unidades tradicionales. En lo que sigue se definen, en primer lugar, las unidades del S.I. para cada uno de los conceptos, y despu�s las antiguas. La transici�n de un sistema de unidades al otro ha sido lenta, por lo que es frecuente encontrar las antiguas unidades en los textos, en los medidores de radiaci�n y en el uso cotidiano.
IV.2. EXPOSICI�N (EL ROENTGEN)
La exposici�n es una medida de la ionizaci�n producida por una radiaci�n; su unidad es el Roentgen. Un Roentgen (R) es la exposici�n (X o gamma) recibida por un kilogramo de aire en condiciones est�ndar de presi�n y temperatura (CSPT) si se produce un n�mero de pares de iones equivalente a 2.58 x10- 4 Coulombs. Como la carga de un ion es 1.602 x 10-19 Coulombs, esto equivale a que se produzcan 1.61 x 1015 pares de iones/ kilogramo de aire. En resumen,
1 R�2.58 X 10-4 Coulombs/ kg de aire en CSPT,
1 R�1.61 X 1015 pares de iones/ kg de aire en CSPT.
Esta definici�n es totalmente equivalente a la antigua, en que se tomaba 0.001293 gramos (1 cm³ de aire en vez de un kilogramo, y una unidad electrost�tica de carga en vez de un Coulomb.
Del n�mero de iones producidos en aire por un Roentgen se puede calcular la energ�a empleada, si se recuerda que la energ�a necesaria para cada ionizaci�n del aire es de 34 eV, equivalente a 5.4 x10 -18 joules (J). Resulta ser:
Como en tejido la energ�a de ionizaci�n es diferente que en aire,
IV.3. DOSIS ABSORBIDA (EL GRAY Y EL RAD)
En vista de que el Roentgen deposita diferentes cantidades de energ�a seg�n el material que recibe la exposici�n, resulta m�s c�modo definir un nuevo concepto, la dosis absorbida (D), como la energ�a depositada por unidad de masa, independientemente de qu� material se trate.
En el S.I. la unidad de dosis absorbida es el Gray (Gy), definido como sigue:
La unidad antigua de dosis absorbida es el rad, definido como:
Como se puede ver: 1 rad = 0.01 Gy = 1 cGy. N�tese tambi�n que un Roentgen deposita en tejido una dosis de 0.96 rad, casi un rad, por lo que con frecuencia estas dos unidades se confunden.
IV.4. DOSIS EQUIVALENTE (EL SIEVERT Y EL REM)
Aunque todas las radiaciones ionizantes son capaces de producir efectos biol�gicos similares, una cierta dosis absorbida puede producir efectos de magnitudes distintas, seg�n el tipo de radiaci�n de que se trate. Esta diferencia de comportamiento ha llevado a definir una cantidad llamada factor de calidad (Q) para cada tipo de radiaci�n.
Se seleccion� arbitrariamente Q = 1 para rayos X y gamma, y para las otras radiaciones los valores dados en el cuadro 4. El factor de calidad es una medida de los efectos biol�gicos producidos por las distintas radiaciones, comparados con los producidos por los rayos X y gamma, para una dosis absorbida dada. As�, por ejemplo, un Gray de part�culas alfa produce efectos biol�gicos 20 veces m�s severos que un Gray de rayos X (seg�n los valores del cuadro 4). El factor de calidad Q depende de la densidad de ionizaci�n de las diferentes radiaciones. La dosis equivalente es un nuevo concepto que se defini� tomando en cuenta el factor de calidad. Es igual a la dosis absorbida multiplicada por el factor de calidad. La unidad de dosis equivalente en el S.I. es el Sievert (Sv), definido como:
La unidad antigua es el rem, con 1 rem = 1 rad x Q. N�tese que
1 rem = 0.01 Sv = 1 cSv.
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Tipo de radiación
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Q
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Rayos X, g
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1
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Electrones
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1
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Neutrones térmicos
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2.3
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Neutrones rápidos
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10
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Protones
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10
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Partículas a
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20
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IV.5. M�LTIPLOS Y SUBM�LTIPLOS
Es com�n usar los prefijos conocidos, c (centi = 10-2), m (mili = l0-3), m (micro = 10-6), k (kilo = 103), y M (mega = 106) para indicar m�ltiplos o subm�ltiplos de las unidades de radiaci�n. Algunas conversiones �tiles son:
1 Ci = 3.7 X 1010 Bq = 3.7 X 104 MBq
1 mCi = 3.7 X l07 Bq = 3.7 X 101 MBq =37 MBq
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| Concepto | Proceso físico |
S.I.
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Unidades antiguas |
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Actividad
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Desintegración nuclear
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Bq
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Ci
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Exposición
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Ionización del aire
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R
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R
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Dosis absorbida
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Energía depositada
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Gy
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rad
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Dosis equivalente
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Efecto Biológico
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Sv
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rem
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El cuadro 5 muestra un resumen de las unidades de radiaci�n que se han definido.
IV.6. TASA ( O RAZ�N) DE DOSIS
Las unidades de dosis absorbida y dosis equivalente expresan la cantidad total de radiaci�n recibida, por ejemplo, en una operaci�n dada. Sin embargo, para controlar los riesgos por radiaci�n tambi�n es necesario conocer la rapidez (raz�n o tasa) a la cual se recibe la dosis. Para conocer la raz�n de dosis (D/t), se divide la dosis recibida (D) entre el intervalo de tiempo (t) correspondiente. La dosis total recibida es igual a la raz�n de dosis multiplicada por el tiempo de exposici�n.
Por ejemplo, si una fuente radiactiva produce a una cierta distancia una raz�n de dosis de 1 mrem/ hr y una persona permanece en esa posici�n durante 8 horas, entonces recibir� una dosis total de 8 mrem.
