3. La dosimetría de la radiación, es un
concepto muy amplio y tiene como objeto
principal, determinar la energía que las
radiaciones ionizantes suministran por
unidad de masa de material irradiado. Este
material frecuentemente es tejido biológico
como en el caso de experimentos de
radiobiología, en radioterapia, en protección
de personas contra los efectos dañinos de
las radiaciones y en problemas de
tecnología, tales como determinación de
dosis para conservación de alimentos,
esterilización de productos médicos,
activación de procesos químicos, cambios
estructurales de los plásticos.
DOSIMETRIA PERSONAL
4. Enfocada la dosimetría a la protección radiológica
personal, implica necesidad de una vigilancia y control
de las cantidades de radiación a que se expone el
trabajador al realizar sus tareas, esto con el fin de
conocer la dosis recibidas y planear la reducción de las
mismas.
La dosis real, recibida por los tejidos como
consecuencia de una exposición a la radiación, no es
fácil determinarla; sin embargo se puede deducir con
aproximación aceptable, conociendo la dosis recibida
por un material distinto de los tejidos expuesto a la
misma cantidad de radiación. De esto materiales
(dosímetros), se aprovechan algunas propiedades o se
hacen algunas adaptaciones para que la dosis en ellos
sea parecida a la dosis recibida por la persona.
DOSIMETRIA PERSONAL
5. Podemos definir al dosímetro, como un dispositivo que nos permite estimar la
dosis de radiación a la cual ha sido expuesto por un periodo de tiempo.
Los dosímetros (medidores de dosis) o exposímetros (medidores de exposición),
se agrupan en dos tipos de distintos instrumentos llamados ambientales si se
destinan a evaluar niveles de radiación en posiciones fijas en la instalación, o
personales dedicados a la vigilancia radiológica individual de cada uno de los
trabajadores.
Tipos de dosímetros personales
Se conoce como dosímetro personal, aquel instrumento que es de uso exclusivo de
la persona sometida a vigilancia radiológica, y le sirve para llevar un registro de las
dosis de radiación recibidas al desempeñar sus labores en presencia de la radiación.
En este tema trataremos de los dispositivos (dosímetros) mas continuamente
empleados para determinar la dosis total, acumulada por el personal, en un cierto
periodo de tiempo; el dosímetro de bolsillo, el dosímetro de pluma, el dosímetro de
película y el dosímetro termoluminisente (TLD).
DOSÍMETROS
7. Para control individual se utilizan los llamados dosímetros de pluma que
permiten la lectura directa de la exposición o de la dosis (típicamente hasta 200 mR o
hasta 5 R).
Funcionamiento:
Su funcionamiento se basa en utilizar como detector un condensador formado
por dos electrodos soportados por un material aislante de alta calidad. El dosímetro
se carga al aplicarle una cierta diferencia de potencial (típicamente alrededor de 200
V) a sus electrodos, tensión que permanece en tanto no sea ionizado el gas que hay
entre ellas. Los rayos X son capaces de producir esta ionización, generando cargas
libres de uno y otro signo que neutralizarán a las que mantienen la diferencia de
potencial.
Por tanto, la diferencia de potencial entre ambos electrodos va disminuyendo a
medida que llega radiación al dosímetro, pudiendo establecer una correspondencia
entre aquella y la exposición producida por el haz de rayos X (máxima diferencia de
potencial equivalente a una exposición nula).
DOSÍMETRO DE PLUMA
8. Este dosímetro lleva incorporado un dispositivo de lectura directa (aguja
indicadora de un electrómetro que se mueve sobre una escala graduada en R o mR) de
manera que se puede conocer el valor acumulado, observando por transparencia la
escala de lectura a través de un adecuado sistema óptico.
Estos dosímetros se utilizan cuando el tipo de trabajo a realizar con
radiaciones hace prever exposiciones intensas en tiempos cortos, tales como una
jornada laboral. Más allá de este plazo, las indicaciones del dosímetro pueden estar
sesgadas por exceso, ya que el condensador tiende a descargarse espontáneamente
con el tiempo, aún en ausencia de radiación. Por eso, su utilización queda restringida
a una jornada de trabajo, debiendo leerse al final de su uso y recargarlo para una
nueva utilización.
DOSÍMETRO DE PLUMA
9. Este instrumento propiamente no mide dosis, sino exposición, debido a que su
funcionamiento está basado en la ionización que produce la radiación al interaccionar
con el gas que contiene. Tiene la forma y el tamaño de una pluma fuente; y como va
prendido en un bolsillo, sea de la camisa, la bata, etc., que se esté usando, por esta
razón se le conoce como dosímetro de bolsillo, o también, de cámara de ionización.
Constitución:
El dosímetro esta constituido según la figura 6.1, por una pequeña cámara
llena de gas, de aproximadamente 2cm3 (cámara de ionización); dentro de ella tiene
un alambre central (ánodo) y se le ha agregado una fibra de cuarzo metalizada, que
juntos forman un pequeño electrómetro, una escala graduada en mR; un pequeño
sistema óptico para observar la deflexión de la fibra de cuarzo a través de la escala;
todo esto dentro de un cilindro metálico de unos 10 cm de largo por 1.58cm de
diámetro (5/8¨).
DOSÍMETRO DE BOLSILLO O DE
CÁMARA DE IONIZACIÓN
10. DOSÍMETRO DE BOLSILLO O DE
CÁMARA DE IONIZACIÓN
Complemento del
dosímetro debe haber
una unidad de carga
(cargador) accionada por
baterías, que
proporciona la carga
electroestática para el
funcionamiento del
dosímetro, tiene un
vástago y una perrilla de
ajuste.
11. Funcionamiento:
El dosímetro de bolsillo, para proporcionarle carga, se inserta en el vástago que
sobresale en el cargador presionándolo, y mediante la perrilla de ajuste, se ajusta a
cero.
Cuando el ánodo esta cargado a un potencial positivo, la carga se distribuye entre el
ánodo y la fibra de cuarzo; la repulsión electroestática tiende a reflectar la fibra de
cuarzo y, por su elasticidad natural, tiende a regresar a su posición original. Cuando
la radiación llega al volumen activo de la cámara, los electrones producidos por
colección de electrones se reduce la carga neta positiva permitiendo que la fibra de
cuarzo regrese a la posición original; la cantidad de movimiento es proporcional a la
ionización producida y, por lo tanto, a la cantidad de radiación a la que se expone la
persona que porta el dosímetro.
DOSÍMETRO DE BOLSILLO O DE
CÁMARA DE IONIZACIÓN
12. Rango del dosímetro y unidades.
Los dosímetros de bolsillo se construyen según las necesidades, los hay en
diferentes rangos a completa escala de 0 a 100, 0 a 200, 0 a 500, 0 a 1000 mR; los
mas útiles en protección radiológica son los rangos bajos, 0 a 100, 0 a 200 mR.
Los dosímetros de bolsillos se clasifican en dosímetros de lectura directa y
dosímetros que requieren de un aparato lector.
En los dosímetros de lectura directa, se obtiene esta observando la posición de la
fibra de cuarzo mediante el pequeño sistema óptico y frente a una fuente de luz.
DOSÍMETRO DE BOLSILLO O DE
CÁMARA DE IONIZACIÓN
13. Ventajas y desventajas
Cuando el dosímetro es de lectura directa la principal ventaja es que se puede
obtener la lectura en cualquier momento después de la exposición y se pueden tener
lecturas desde cero. Si es un dosímetro de lectura indirecta, solamente se necesita el
aparato lector.
Sus desventajas son, el costo relativamente alto, le afectan las caídas o golpes
y la corriente de fuga, que hacen que la fibra de cuarzo avance dando una lectura sin
ser expuesto a la radiación. Un buen dosímetro de bolsillo debe dar una lectura por
corriente de fuga menor al 2% del rango de la escala en 24 h.
DOSÍMETRO DE BOLSILLO O DE
CÁMARA DE IONIZACIÓN
14. Históricamente el método de la película fotográfica fue el primero empleado en
la detección de la radiación, para usarla como dosímetro, es necesario tomar en
cuenta algunos detalles como el tipo de emulsión, la respuesta al tipo de radiación,
técnicas de revelado e interpretación de la exposición.
Para la dosimetría de película se requiere de un dosímetro, un dispositivo para
revelar las películas y un aparato para interpretar la exposición llamado densitómetro.
Constitución:
El dosímetro esta constituido por un porta dosímetro, varios filtros y la película.
El porta dosímetro de plástico o baquelita, es ligero, resistente a golpes por caídas,
y es pequeño.
En la tapa vacía que va hacia el frente, tiene dos ventanas, una rectangular y una
redonda y en la tapa posterior, tiene solamente la ventana redonda que coincide con
la tapa frontal; tiene compartimientos para los filtros en ambas tapas, los cuales
están dispuestos por pares en contraposición, tiene un asa y un broche para
prenderlo a la solapa o el bolsillo de la bata o la camisa.
DOSÍMETRO DE PELÍCULA
15. Funcionamiento:
Al interaccionar la radiación con la película, la energía transferida por la radiación hace
que los electrones pasen a la banda de conducción de los cristales del haluro de plata,
ahí permanecen un tiempo corto, luego son atrapados en los defectos de la malla
cristalina, quedando alojados como iones de plata resultando un agrupamiento de
átomos de plata, hasta formarse un grano, al cual se le denomina imagen latente.
Mediante el revelado de la película, los centros de imagen latente se reducen a plata
por la acción química de revelador, produciéndose el ennegrecimiento de la película. La
medida puede relacionarse con la cantidad de radiación absorbida.
El efecto fotográfico una vez procesada la película, se mide en términos de la densidad
de transmisión de luz y se hace mediante un densitómetro.
La luz enfocada sobre una pequeña abertura pasa a través de una pequeña sección de la
película e incide sobre una celda fotográfica en la que produce la liberación de
electrones, los cuales se colectan produciendo una corriente que se lee en un
amperímetro. La corriente de los electrones liberados es proporcional a la cantidad de
luz que llega a la superficie de la celda.
DOSÍMETRO DE PELÍCULA
16. Funcionamiento:
La interpretación de las lecturas en términos de exposición varia según el material
usado como filtro; para cada filtro se obtiene una respuesta dependiendo del tipo de
radiación y su energía. La mayoría de los dosímetros tienen una ventaja abierta en
la que se registra principalmente la radiación beta.
Una película usada en un monitoreo personal, generalmente no cubren el intervalo
de exposición requeridos, por esa razón los envases generalmente contienen dos
películas, una de densidad alta y una de densidad baja para cubrir intervalos altos y
bajos de exposición. El material de envoltura comúnmente es un papel opaco y la
envoltura debe ser hermética a la luz.
DOSÍMETRO DE PELÍCULA
17. Ventajas y desventajas:
Es un dosímetro pequeño, ligero, de fácil manejo, bajo costo, con retención
permanente de la información. Los factores desfavorables son altas temperaturas,
presencia de humedad y oxigeno, tiempo de revelado, técnicas de revelado y
temperatura y edad del revelador, principalmente. No se obtiene información debajo
de 20mR y su uso es por periodos de 30 días.
DOSÍMETRO DE PELÍCULA
18. Ciertos sólidos cristalinos tienen la propiedad que al recibir radiación ionizante,
algunos de sus electrones son excitados y permanecen en tal estado, hasta que la
sustancia se calienta a 250ºC, lo que permite a los electrones excitados volver a sus
niveles estables, emitiéndose la diferencia de energía en forma de luz. Este fenómeno
se llama termoluminiscencia y es de gran interés en el campo de la dosimetría
personal, pues en condiciones adecuadas la luz emitida es proporcional a la dosis
absorbida.
El dosímetro termoluminiscente adopta la forma de un pequeño cristal de
naturaleza adecuada montado en un soporte provisto de una pinza, mediante la cual
se puede sujetar el dispositivo a la ropa de trabajo. Los dosímetros se leen en
condiciones normales tras un mes de trabajo.
DOSÍMETROS
TERMOLUMINISCENTES
20. El dispositivo de lectura consiste en un microhorno que realiza el ciclado
térmico del cristal, más un fotomultiplicador y la cadena electrónica asociada. El
horno eleva la temperatura del cristal hasta un cierto valor, del orden de los 250ºC o
inferior, y la luminiscencia generada es transformada en señal eléctrica e integrada
por el fotomultiplicador y los dispositivos electrónicos.
El microprocesador incorporado al sistema, calcula entonces la dosis
acumulada y la indica al operador mediante un sistema de lectura, variable según el
tipo de dispositivo.
La dosimetría por termoluminiscencia se realiza con un dosímetro y un equipo
de medida.
DOSÍMETROS
TERMOLUMINISCENTES
21. Descripción:
El dosímetro esta constituido por un disco de latón con una depresión circular
en la que se deposita el material termoluminiscente con el aglomerante, sus
dimensiones son aproximadamente de 1.5 a 2 cm de diámetro y 0.3 cm de espesor; el
material termoluminiscente normalmente es polvo. Es muy importante el tamaño y la
uniformidad de grano, lo cual se consigue mediante cuidadosa granulometría. En
algunos casos prensan el polvo a alta temperatura para darle la forma de una pastilla.
El portadosímetro es de platico negro y hermético a la luz y la humedad, en su
interior lleva dos filtros de plomo que forman con el disco dosímetro un pequeño
emparedado. Los filtros de plomo sirven para compensar la respuesta a energía que
presenta el dosímetro.
El equipo de medida, consta principalmente de un elemento de caldeo
constituido por una lamina de grafito, un tubo fotomultiplicador y un microvoltímetro.
DOSÍMETROS
TERMOLUMINISCENTES
22. Funcionamiento:
Cuando el material termoluminiscente (dosímetro) se expone a la radiación
ionizante, en su seno se liberan electrones y cargas positivas (huecos). Los electrones
liberados, debido a la energía que les ha transmitido la radiación, pasan de la banda
de valencia a la banda de conducción, en ella pueden moverse libremente y enseguida
vuelven a su estado base y se recombinan con la consiguiente emisión de luz; pero
muchos al regresar quedan atrapados en las imperfecciones de la red cristalina
(estado metaestable o «trampas»), para que abandonen ese estado es necesario
aplicar energía vibracional.
Después de irradiado el dosímetro se introduce en el aparato de medida, al
aplicarle calor (energía), los electrones retornan a sus estados fundamentales
emitiendo luz. A medida que se eleva la temperatura, las trampas menos profundas se
vacían, mientras que las mas profundas lo hacen a temperaturas mayores.
DOSÍMETROS
TERMOLUMINISCENTES
23. Ventajas y desventajas
Las ventajas más importantes que presentan los dosímetros de termoluminiscencia
son:
a.- Cuando se utilizan cristales de naturaleza adecuada como el FLi, el valor de la
dosis medida coincide muy aproximadamente con la que recibiría en el mismo punto
un tejido biológico blando, pues en ambos casos es muy semejante al número atómico
efectivo.
b.- Una vez se ha leído un dosímetro de termoluminiscencia, una elevación posterior
de temperatura lo pone a cero, lo que permite su reutilización indefinida.
c.- La respuesta de los dosímetros TL resulta lineal en intervalos de dosis
extensísimos, típicamente desde 100 µGy hasta 1000Gy, lo que les convierte en
dispositivos utilizables en grandes márgenes de variabilidad de condiciones.
DOSÍMETROS
TERMOLUMINISCENTES
24. Ventajas y desventajas
Entre los inconvenientes que presentan destacan que estos dosímetros no
pueden archivarse para formar un historial dosimétrico, pues son borrados en el
proceso de lectura. Además, los de buenas características pueden resultar
relativamente caros. Finalmente, requieren procedimientos de calibración y ciclado
térmico cuidadoso (particularmente, en este último debe practicarse de acuerdo con
una cueva de variación temperatura/tiempo, que sea suficientemente reproducible,
para que sean comparables los resultados de distintas medidas). Ello hace que la
instrumentación de precisión resulte costosa.
Los dosímetros de termoluminiscencia más frecuentes usados son los de Fli y
SOP4Ca, con distintas sustancias activadoras y distintos estados de agregación (en
forma de cristales, embutidos en soportes de teflón, etc.).
DOSÍMETROS
TERMOLUMINISCENTES
26. En general, la dosimetría de un paciente sometido a radiación X puede
realizarse de dos formas distintas:
Dosímetros de termoluminiscencia
Los dosímetros más utilizados en dosimetría al paciente son los de
termoluminiscencia, que se colocan sobre la piel del paciente. Para ciertas
exploraciones se realiza una simulación con un maniquí antropomorfológico,
realizándose las medidas dosimétricas con una cámara de transmisión o,
simplemente con una cámara de ionización para medidas en haz directo.
La cámara de transmisión
Una cámara de transmisión es un dispositivo que colocado en el cabezal del tubo de
rayos X, permite efectuar lecturas del producto (dosis) x (área), y consiste en un
detector de ionización gaseosa (cámara de ionización cuyo gas es aire seco), con
paredes equivalentes a aire y calibrado para que sus lecturas se expresen en Gy x
cm2.
INSTRUMENTOS DE DETECCIÓN
PARA DOSIMETRÍA AL PACIENTE
27. El dosímetro con más ventajas es la cámara de transmisión. El procedimiento
menos invasivo, que menos repercute en la exploración y no existe contacto físico
entre el paciente y el dosímetro.
En segundo lugar se utiliza el dosímetro de termoluminiscencia que, además de
resultar muy cómodo, resulta invisible en la exploración, es decir, en la radiografía no
aparece ninguna imagen dejada por el dosímetro.
VENTAJAS E INCONVENIENTES DE
LOS SISTEMAS DE DOSIMETRÍA
28. Para un mayor control de las dosis recibidas en actividades relacionadas con
radiaciones, es necesario usar el dosímetro adecuado. En la selección se toman en
cuenta principalmente:
Costo del dosímetro, Factibilidad de manejo e interpretación, Sensibilidad,
Precisión, Resistencia a golpes por caída, etc.
Sin embargo alguna característica que no tiene otros, hacen que los prefieran
en determinada actividad por ejemplo;
El dosímetro de bolsillo puede darnos una lectura directa; esta característica hace
de él, un instrumento indispensable en caso de un accidente radiológico, puede
haber una irradiación aguda y se desee conocer de inmediato la exposición recibida.
También es útil para que lo use el personal no ocupacional expuesto, que haga una
visita a instalaciones donde hay radiaciones.
El dosímetro de película permite almacenar la información, esta característica lo
hace útil cuando se desea conocer o atestiguar sobre una exposición a la radiación
ocurrida en el pasado.
CRITERIOS DE SELECCIÓN DE
DOSÍMETROS
31. De acuerdo a la legislación vigente, en casi la totalidad de las instalaciones donde
se utilizan radiaciones ionizantes es OBLIGATORIO el uso de dosímetros personales.
Se establece obligaciones y penalidades por su incumplimiento:
Obligaciones del Responsable de la instalación
La responsabilidad que cabe al responsable de la instalación:
Advertir al personal de los riesgos radiológicos que implica el desempeño de sus tareas.
Proveer al personal de elementos de radioprotección cuando fueran indicados e
instruirlo acerca de su correcto uso.
Informar al personal las dosis de radiación que reciben, mes a mes, y almacenar todos
los informes de dosis mientras ejerza dicha responsabilidad, pasándoselos a su sucesor,
cuando cese en sus funciones o a la Autoridad, cuando cierra la instalación.
Obligaciones del personal
Cumplir con las indicaciones impartidas por el Responsable para la protección adecuada
del personal perteneciente a la instalación y público en general que pudiera ser
afectado.
INSTRUCCIONES PARA EL USO DE
DOSÍMETROS
32. Correcto Uso De Los Dosímetros Personales
Los dosímetros deben ser utilizados en una sola instalación. Deberá existir un lugar
seguro y alejado de las radiaciones donde se guardarán todos los dosímetros (puede
ser un mueble o recipiente habilitado exclusivamente a ese fin). Al ingresar a la
instalación, el personal deberá colocarse el dosímetro que utilizará durante todo el
tiempo de permanencia. Al retirarse de la misma, aunque fuera en forma
temporaria, dejará el dosímetro en el lugar mencionado.
Los dosímetros no deben sacarse de la instalación.
Durante su uso, el dosímetro debe estar permanentemente colocado en el usuario.
Cuando un inspector de la Autoridad observe personal sin dosímetro en zonas bajo
supervisión o personal con dosímetros fuera de dichas zonas o dosímetros colocados
en otros lugares que no sean el destinado a la guarda, considerará esto como
infracciones.
INSTRUCCIONES PARA EL USO DE
DOSÍMETROS
33. Modo de uso
Mediante el broche de sujeción que posee la envoltura, se debe localizar el
dosímetro en la zona correspondiente al tórax.
Los dosímetros de anillo se colocarán en un dedo de la mano más utilizada.
Los dosímetros de muñeca se emplazarán en el brazo más usado.
INSTRUCCIONES PARA EL USO DE
DOSÍMETROS
34. TIPOS DE DOSIMETROS
Otras dosimetrías:
De manos, mediante dosímetros-anillo.
De extremidad, mediante dosímetros muñequera o tobillera.
De abdomen, para conocer la dosis en esa ubicación (p.ej., para embarazadas).
De cristalino.
INSTRUCCIONES PARA EL USO DE
DOSÍMETROS
35. TIPOS DE RADIACION
Se pueden medir diferentes tipos de radiaciones en campos puros o mixtos:
Rayos X,
Gamma,
Beta,
Neutrones térmicos y de mayor energía
INSTRUCCIONES PARA EL USO DE
DOSÍMETROS
