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Protección contra la irradiación externa Tema 9 - 1/15

Elementos de Radioprotección ISBN 84-398-9769-3 © Manuel R. Ortega Girón

111... PPPEEELLLIIIGGGRRROOOSSSIIIDDDAAADDD DDDEEE LLLAAASSS RRRAAADDDIIIAAACCCIIIOOONNNEEESSS

IIrrrraaddiiaacciióónn • Externa: fuente exterior al individuo • Interna: fuente incorporada por ingestión o por inhalación

AAllccaannccee ddee llaass ddiissttiinnttaass rraaddiiaacciioonneess eenn tteejjiiddoo bbiioollóóggiiccoo.. partículas α (1 MeV) 4 µm partículas β (1 MeV) 4 mm partículas γ (1 MeV) 0.65 m

PPeelliiggrroossiiddaadd ddee llaass ddiissttiinnttaass rraaddiiaacciioonneess

α apenas peligrosa irradiación externa β poco peligrosa γ, n muy peligrosa

α muy peligrosa irradiación interna β peligrosa γ, n peligrosa

FFaaccttoorreess qquuee iinntteerrvviieenneenn eenn eell ccoonnttrrooll ddee llaa ddoossiiss..

• Distancia • Tiempo • Blindaje



222... DDDIIISSSTTTAAANNNCCCIIIAAA

Fuente puntual isótropa con absorción despreciable entre la fuente y el punto considerado.

(flujo) 2

1r

φ ∝

(dosis) 2

1Dr

∝

• Decrece proporcionalmente al cuadrado de la distancia.

• Para fuentes extensas y/o absorción pronunciada hay que hacer

las correcciones oportunas.

• Para partículas cargadas, su alcance máximo en el aire nos

proporciona la distancia límite.

• Fuente puntual de 60Co que produce H = 400 µSv/h a una distancia de 2 m.

• Límite máximo aconsejable: H = 25 µSv/h

2

1 2

2 1

H rH r

=

⇒ 2 2 2 21

2 12

400 2 64 m25

Hr rH

= = × = ⇒

∴ 8 mr =



333... TTTIIIEEEMMMPPPOOO

DDoossiiss aaccuummuullaaddaa: Es conveniente reducir al máximo el tiempo de exposición (ensayos en frío).

• Para una tasa de dosis: H = 50 µSv/h • Límite máximo recomendado: H = 50 mSv/año

50 mSv/año = 1 mSv/semana (1 año = 50 semanas)

100 µSv/semana 20 horas/semana50 µSv/h

HtH

= = =

D D t=



444... BBBLLLIIINNNDDDAAAJJJEEE

• Interposición de un medio material entre la fuente y los seres humanos, a fin de atenuar la intensidad.

• Son indispensables para: o Fuentes muy activas o Exposición prolongada

• La elección del blindaje dependerá del tipo y energía de la radiación emitida por la fuente.

PPPAAARRRTTTÍÍÍCCCUUULLLAAASSS αααααααααααα

Recorrido de las partículas α emitidas por el 216Po (6.78 MeV)

aire: 5.6 cm tejido: 50 µm aluminio: 34 µm

No hay necesidad de blindaje.

PPPAAARRRTTTÍÍÍCCCUUULLLAAASSS ββββββββββββ

Recorrido de las partículas β emitidas por el 32P (Emáx=1.7 MeV)

aire: 6 m plexiglás: 6.5 mm aluminio: 3 mm

• Basta con pocos cm de material ligero (vidrio,...) • Hay que tener en cuenta el bremsstrahlung producido en las

paredes del recipiente. • Fracción de energía que reaparece: ZE/3000 • Material ligero seguido de material pesado ( plomo, ...)

para absorber el bremstrahlung.



RRRAAAYYYOOOSSS XXX YYY RRRAAADDDIIIAAACCCIIIÓÓÓNNN γγγγγγγγγγγγ

Haz colimado Ley de atenuación exponencial.

• Un espesor de semireducción reduce la dosis a la mitad. • Materiales adecuados: elevados número atómico y densidad.

ejemplo: hormigón, hierro ó plomo

Recipiente de plexigás (6.5 mm de espesor) que contiene 1 Ci de fósforo-32. Las partículas β se detienen en la pared del recipiente sin embargo, la radiación de frenado produce a 15 cm

D = 2.5 mGy/h (Dmáx = 25 µGy/h )

0 e xD D µ−=

1/ 2ln 2 0.693ESR xµ µ

= = =



Haz no colimado Se produce acumulación

Factor de acumulación B(µx )

• También depende de hν y de la geometría del blindaje • Sus valores están tabulados.

Hay que tener en cuenta el efecto de sombra y la radiación dispersa procedente de las paredes, techo, ...



NNNEEEUUUTTTRRROOONNNEEESSS Neutrones Rápidos: materiales ligeros e hidrogenados (agua, parafina, hormigón, ...) Neutrones Térmicos: absorbentes (boro, cadmio, ...)

10 7n + B Li + α→

113 114n + Cd Cd + γ→ (7.5 MeV)

(blindaje de plomo)



555... CCCÁÁÁLLLCCCUUULLLOOO DDDEEE DDDOOOSSSIIISSS

CCCÁÁÁLLLCCCUUULLLOOO DDDEEE DDDOOOSSSIIISSS DDDEEE RRRAAADDDIIIAAACCCIIIÓÓÓNNN GGGAAAMMMMMMAAA

CCoonnssttaannttee eessppeeccííffiiccaa ddee rraaddiiaacciióónn ggaammmmaa ((kk)) para un radionucleido determinado es la tasa de exposición a 1 m de distancia de una fuente puntual e isótropa de 1 Ci de actividad.

(se expresa en R/h por Ci a 1 m)

Para el cobalto-60: k = 1.35 R/h por Ci a 1 m Para el cesio-137: k = 0.34 R/h por Ci a 1 m

Fuente de cesio-137 de 5 mCi.

a 1 m: 3

2

5 100.341

X−×= = 1.7 × 10-3 r/h = 1.7 mR/h

a 3 m: 3

2

5 100.343

X−×= = 0.19 × 10-3 r/h = 0.19 mR/h

D = 0.2 mrad/h H = 0.2 mrem/h = 2µSv/h Dosis equivalente recibida a 3 m durante dos horas:

X D≈ = 0.2 mrad/h H DQN= = 0.2 mrad/h × 1 × 1 = 0.2 mrem/h

H = 0.2 mrem/h × 2 h = 0.4 mrem = 4 µSv

2

AX kr

=



CCCÁÁÁLLLCCCUUULLLOOO DDDEEE DDDOOOSSSIIISSS DDDEEE RRRAAAYYYOOOSSS---XXX

IInntteennssiiddaadd eessppeeccííffiiccaa ddee eexxppoossiicciióónn ((EE)) a rayos-X es tasa de exposición a 1 m de distancia para una intensidad de corriente de 1 mA .

2( ) iX E Vr

=

(R/min por mA a 1 m)

El valor de E(V) aumenta con la tensión aplicada

Con las modernas técnicas de radiodiagnóstico, la dosis típica en una radiografía es 100 veces inferior.

i = 400 mA, r = 0.35 m, t = 0.2 s

V = 75 kV, E(V)= 0.7 R/min por mA a 1 m

2

4000.70.35

X = × = 2 286 R/min = 38 R/s

X X t= = 38 R/s × 0.2 s = 7.6 R

D = 8 rad H ≈ 8 rem = 80 mSv



666... CCCOOONNNTTTRRROOOLLL DDDOOOSSSIIIMMMÉÉÉTTTRRRIIICCCOOO DDDEEE ÁÁÁRRREEEAAA

• En la puesta en funcionamiento de la instalación. • En operación normal de la instalación.

•• MMoonniittoorreess ddee rraaddiiaacciióónn

o compactos o volumen reducido o respuesta independiente de la energía o calibrados en dosis equivalentes o sensibles a todas las radiaciones.

• MMoonniittoorreess ppoorrttááttiilleess:: ligeros y manejables

o localizar fuentes extraviadas o delimitación de zonas contaminadas o detectar puntos calientes en el blindaje

• MMoonniittoorreess ffiijjooss:: instalación fija

o lectura continua del nivel de exposición.



MMoonniittoorreess eessppeeccííffiiccooss •• MMoonniittoorreess ddee rraaddiiaacciióónn ggaammmmaa yy XX

cámaras de ionización contadores proporcionales contadores Geiger detectores de centelleo ventanas delgadas para detectar radiación beta

o Trabajan en modo de corriente (microamperímetros) o La respuesta es función de la energía, por lo que es

necesario la utilización de monitores compensados

•• MMoonniittoorr ppoorrttááttiill ddee ccoonnttaammiinnaacciióónn ssuuppeerrffiicciiaall ββββββββ--γγγγγγγγ contador proporcional de ventana muy delgada de gran

área calibrados en cuentas /s ⇒ actividad /superficie

•• MMoonniittoorr ppaarraa rraaddiiaacciióónn aallffaa

ventanas muy delgadas protegidas por una rejilla.

•• MMoonniittoorreess ddee nneeuuttrroonneess o Neutrones rápidos contadores proporcionales con polietileno incorporado a

su volumen (protones de retroceso). o Neutrones térmicos cámaras de ionización recubiertas con boro ó contadores proporcionales llenos con F3B (gas).

o No se dispone de monitores entre 1 eV ⇒ 100 keV o Se han desarrollado monitores para medir dosis equivalente

en tejido blando para energías de 0.01 eV ⇒ 15 eV



777... CCCOOONNNTTTRRROOOLLL DDDOOOSSSIIIMMMÉÉÉTTTRRRIIICCCOOO PPPEEERRRSSSOOONNNAAALLL

Miden la dosis acumulada por cada individuo en particular. MMoonniittoorreess ddee ppeellííccuullaa ffoottooggrrááffiiccaa:: son los más utilizados.

• Detectan radiación electromagnética, neutrónica y beta. • Emulsión doble: 50 µSv-50 mSv y 50 mSv-10 Sv • Filtros para discriminar energías de radiación γ y β

MMoonniittoorreess ddee tteerrmmoolluummiinniisscceenncciiaa:: van sustituyendo a las películas fotográficas.

• Los más utilizados son: LiF y Ca F2 DDoossíímmeettrroo ttiippoo pplluummaa (cámara de ionización)

• Escala de medida: 1 mSv a 100 mSv


Elementos de R

888... CCCLLLAAASSSIIIFFFIIICCCAAACCCIIIÓÓÓNNN YYY SSSEEEÑÑÑAAALLLIIIZZZAAACCCIIIÓÓÓNNN DDDEEE ZZZOOONNNAAASSS

Zona vigilada • 1/10 a 3/10 de los límites máximos • 2.5 a 7.5 µSv/h y 5 a 15 mSv/año

• Obligatorio: monitores de área • Contaminación:

o Equipo de protección (ropa, guantes,...) o Control de salida

Zona controlada o superior a 3/10 de los límites o más de 7.5 µSv/h y más de 15 mSv/año

• Obligatorio: o Monitores de área o Dosímetros personales o Controles médicos periódicos

adiopr

cus

Zona de permanencia limitada se superan los límites

otección ISBN 84-398-9769-3 © Manuel R. Ortega Girón

Zona de acceso prohibido ando en una sola exposición hay riesgo de uperar el límite máximo anual de 50 mSv

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