LABORATORIO DE DOSIMETRIA

INTRODUCCINUtilizacin de la radiacin ionizante.

En Medicina: Radiodiagnstico, Radioterapia, Medicina Nuclear.

En Industria: medidores de nivel, radiografa de tuberas de combustible, esterilizacin

En Investigacin y enseanza.

El ser humano esta expuesto a las radiaciones ionizantes debido a las diversas actividades que lleva a cabo con las fuentes radiactivas, como ejemplo:

1.Consiste en la extraccin del uranio desde las minas hasta el almacenamiento de residuos radiactivos.

2Equipos de rayos X, para diagnstico mdico e industriales; aceleradores de partculas para la investigacin cientfica.

Radiacin csmica y los Radionclidos presentes en la corteza terrestre, en materiales de construccin y en el aire. Radionclidos naturales que estn dentro del cuerpo humano.

El POE requiere de un monitoreo rutinario debido a que las fuentes de radiacin contribuyen de manera significativa a la dosis.

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DOSIMETRA EXTERNAMedicin de la dosis absorbida debida a las fuentes de radiacin externas al POE.

Medicin de la dosis absorbida que resulta de la interaccin de la radiacin ionizante con la materia. 2

DOSIS ABSORBIDACociente d/dm d: Energa promedio depositada por la radiacin ionizante en la materia de masa dm.

La unidad es el Gray ( 1Gy = 1 J kg-1)

La unidad anterior es el rad (radiation absorbed dose): 1 rad=10-2 Gy

EQUIVALENTE DE DOSISProducto de la Dosis absorbida D y el factor de calidad Q, el cual depende del tipo y energa de la radiacin.

H = D * Q

La unidad es el Sievert (1 Sv = 1J kg-1)

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EQUIVALENTE DE DOSISImportante en la proteccin radiolgica, particularmente porque es una medida del efecto biolgico que la radiacin causa en el ser humano.

No todos los tipos de radiacin producen el mismo efecto biolgico.

La dosis equivalente es una medida del efecto que la radiacin tiene sobre los seres humanos. implica el impacto que tienen los diferentes tipos de radiacin en seres humanos, esto es NO todos los tipos de radiacin producen el mismo efecto biolgico.5

DOSIS EFECTIVAEs la suma de los equivalentes de dosis ponderados en todos los tejidos y rganos del organismo

E = T wT HT

wT: factor de ponderacin para el tejido THT :equivalente de dosis para el tejido T

EQUIVALENTE DE DOSIS PERSONAL Hp(d)Magnitud operacional recomendada para la estimacin de dosis por exposicin a fuentes de radiacin externas.

Para radiacin fuertemente penetrante se recomienda una profundidad (d) de 10 mm.

Para radiacin dbilmente penetrante se recomienda una profundidad de 0.07mm.

EQUIVALENTE DE DOSIS PERSONAL Hp(d)Hp(10) es una estimacin razonablemente conservadora de la dosis efectiva.

Hp(0.07) es una estimacin del equivalente de dosis a piel (o a extremidades).

Hp(3) es una estimacin del equivalente de dosis representativa para el cristalino.

FACTORES PARA CONVERTIR DE KERMA EN AIRE A EQUIVALENTE DE DOSIS PERSONAL ANSI/HPS N13.11-2001

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DOSIMETRA PERSONALEXTERNAMedicin de las dosis recibidas por los trabajadores que rutinariamente estn expuestos a la radiacin ionizante (POE).

Asegurar que los lmites de dosis no sean excedidos.

Tener un registro de dosis acumulada individual.

Optimizar los procedimientos de trabajos para minimizar las dosis

DOSIMETROS PERSONALESDispositivos capaces de proporcionar una medida confiable o representativa del equivalente de dosis H, con una incertidumbre aceptable, en la mayora de las actividades que involucran el uso de fuentes de radiacin; independientemente del tipo, de la energa y la direccin de incidencia de la radiacin.

DOSMETROS PERSONALES PASIVOSIntegran la dosis durante su exposicin a la radiacin ionizante sin necesidad de estar conectados a instrumentos de medida.

Su evaluacin se realiza en laboratorios especializados al finalizar el perodo de monitoreo.

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DOSIMETRA DE PELCULA FOTOGRFICAFormacin de pares Ag+ e- al incidir la radiacin sobre una emulsin que contiene cristales de AgBr suspendidos en un medio gelatinoso (imagen latente)Cuando la pelcula fotogrfica es expuesta a la radiacin forma una imagen y cuando es revelada manifestara un ennegrecimiento.

DOSIMETRA DE PELCULA FOTOGRFICALas variaciones en el ennegrecimiento de la pelcula se miden con un densitmetro, que consiste de una fuente de luz y un detector de luz y mide la luz transmitida a travs de la pelcula

Esta Magnitud se relaciona con la dosis recibida.

DOSIMETRA DE PELCULA FOTOGRFICA

DOSIMETRA DE PELCULA FOTOGRFICATIPOS DE FILTRO

1. Ventana2. Plstico (b, fotones)3. Aluminio (fotones)5. Cadmio + plomo (fotones, neutrones)6. Estao + plomo (fotones alta energa)

Ventajas

La pelcula revelada aporta informacin sobre el tipo y energa de radiacin.Constituye un registro permanente.Permiten la reevaluacin de la dosis.No necesitan bateras

Desventajas

No son reutilizablesProceso de revelado y evaluacin complejosElevado umbral de deteccinProblemas de saturacin a dosis moderadasInestabilidad debida a factores ambientales como luz, calor, humedad.

TERMOLUMINISCENCIAEmisin de luz visible de un material slido aislante o semiconductor que previamente ha sido expuesto a radiacin ionizante, al estimularlo trmicamente.

Radiacin Ionizante

Luz

BANDA DE VALENCIABANDA DE CONDUCCIN

CalorTERMOLUMINISCENCIA

DOSIMETROS TERMOLUMINISCENTES

Fluoruro de Litio (LIF:Mg,Ti).Fluoruro de Calcio (CaF2:Dy).Borato de Litio (Li2B4O7:Cu).Sulfato de Calcio (CaSO4:Dy).

CARACTERISTICAS DE LOS DOSIMETROS TERMOLUMINISCENTESRespuesta en funcin de la energa y el tipo de radiacin.Equivalentes a tejido (ej. LiF:Mg,Ti Li2B4O7:Cu).Respuesta en funcin de la dosis(linealidad).Estabilidad bajo condiciones ambientales.

RESPUESTA EN FUNCIN DE LA ENERGA

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LECTOR DE DOSMETROS TERMOLUMINISCENTES

Sistema de Calentamiento.

Sistema de Deteccin de luz.

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SISTEMA DE CALENTAMIENTOProporciona al dosmetro TL un incremento de temperatura en forma controlada, el cual ser lineal o no lineal, con el propsito de obtener la intensidad TL (curva de luminiscencia).

Los mtodos utilizados para el calentamiento de los dosmetros TL son:Plancheta. Gas (N2).ptico (IR).

Plancheta : Calentamiento por contacto o por resistencia elctrica.27

SISTEMA DE DETECCIN DE LUZ Convierte la luz emitida por el dosmetro TL en una seal elctrica, la cual es cuantificada para finalmente mostrar una lectura (carga, cuentas) que es proporcional a la dosis.

CURVA DE LUMINISCENCIA

VENTAJAS

ReutilizablesLinealidad en un amplio rango de dosis (Sv Sv)Equivalencia a tejidoProceso de lectura automatizableNo necesitan baterasBuena estabilidad a largo plazoUmbral de deteccin bajo.

DESVENTAJAS

La informacin dosimtrica se pierde en el proceso de lecturaPrdida de la seal TL o fading por estimulacin trmica u ptica

CALIBRACINProceso que permite convertir la seal termoluminiscente de un material dado en Dosis.

CALIBRACINEl rea bajo la curva de luminiscencia es empleada para la estimacin de dosis.

Los dosmetros son sometidos a un tratamiento trmico.

CALIBRACINLos dosmetros TL se irradian conforme a las siguientes condiciones:

- Fuente de radiacin : 137Cs

-Fantoma: paralelepdedo de dimensiones 30x30x15 cm3

-Geometra del haz: colimado con un dimetro del haz suficiente para cubrir totalmente el fantoma.

Luminiscencia por Estimulacin ptica (OSL)

Emisin de luz de un material slido aislante o semiconductor (BeO, Al2O3), que previamente ha sido expuesto a radiacin ionizante, cuando es estimulado por medio de una fuente de luz (LEDs )

La intensidad OSL es proporcional a la dosis absorbida por la muestra. El proceso comienza con la radiacin interactuando con el material, originando la ionizacin de los electrones de valencia y la creacin de pares electrn-hueco. Las impurezas (dopaje) del material solido pueden comportarse como trampas para los electrones y los huecos. Durante la irradiacin atraen a los huecos y electrones libres por medio de transiciones no radiactivas. Posteriormente la iluminacin del material irradiado con luz, causa la absorcin de energa por los electrones atrapados y tranciosiona de la trampa a la banda de conduccin.36

Luminiscencia por Estimulacin ptica (OSL)

Luminiscencia por Estimulacin ptica (OSL)El dosmetro Personal utilizado consiste de una tarjeta con 2 o 4 elementos detectores de BeO o Al2O3, que se encuentran bajo distintas filtraciones de plstico, cobre y plomo dentro de un estuche de plstico.

Luminiscencia por Estimulacin ptica (OSL)

Luminiscencia por Estimulacin ptica (OSL)El arreglo de LED's estimula al BeO o Al2O3 y la luz emitida por estos detectores OSL se mide por medio de un tubo fotomultiplicador y es cuantificada mediante un sistema de conteo de alta sensibilidad.

Luminiscencia por Estimulacin ptica (OSL)La cantidad de luz emitida durante la estimulacin ptica es proporcional a la dosis y a la intensidad de luz estimulante.

La dosis resultante se obtiene mediante la aplicacin de un algoritmo de calculo.

Luminiscencia por Estimulacin ptica (OSL)El proceso de lectura OSL es no destructivo, lo que permite el reanlisis de la dosis, as como un anlisis de la dosis acumulada durante un periodo determinado.

TLDOSLRango de medicin desde 0.5mSv Rango de medicin desde 0,2 Sv a 10 Sv 5keV 10MeV son posibles, el rango 16keV 10MeV cumple con las normas del IECEl dosmetro es reutilizableEl dosmetro es reutilizableUna vez procesado el dosmetro no hay posibilidad de reinterpretacin.Una vez procesado el dosmetro permite la posibilidad de multiples lecturas ya que a veces no es necesario estimular a toda de la carga atrapada para leer una seal de luminosidad suficiente. De esta manera, puede ser estimulada en un momento posterior cuya lectura de la seal es necesaria para fines de verificacin de la dosis.Tecnologa basada sistemas de calentamiento, es decir emitir luz cuando son calentados a determinada temperaturaTecnologa basada en Luminiscencia Estimulada pticamente, no requiere de calentamiento de las muestras logrando un aumento significativo de la sensibilidad.El proceso de lectura es de 15 dosmetros por hora El proceso de lectura es muy rpido, se puede procesar 90 dosmetros por hora.El proceso comnmente usado es: leer, ponerlos en una mufla para limpiarlos. No existe comprobacin de dosis residual.El proceso de lectura es automatizado, el equipo reconoce el dosmetro, se inserta en el lector, pasa despus al borrador de dosis residual , se verifica que no exista dosis residual y es expulsado el dosmetro que ya est listo para ser usado, todo este proceso toma tan solo 30 segundos.El proceso es manual, requiere de un control ms detallado para garantizar que el margen de error es minino. El proceso es automtico lo que garantiza una disminucin a niveles significativos de margen de error.El informe de dosis que proporcionado es dosis equivalentes para tejidoEl informe de dosis que proporcionado es dosis equivalentes para tejido profundo y superficialAmplio rango de Sensibilidad (0.10 mSv hasta 10Sv).Amplio rango de Sensibilidad (0.2 Sv hasta 10Sv) cumpliendo con las normas del IECLa calibracin de los dosmetros es realizado por el propio prestador de serviciosCertificado IEC de calibracin de cada dosmetro emitido (Helmholtz Zentrum Mnchen) Centro Internacional de Calibracin, Mnich, Alemania.

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DOSIMETRA AMBIENTAL Medicin de los niveles de la radiacin natural.

Medicin de los niveles de radiacin en una rea determinada de una instalaciones nuclear y/o radiactiva.

DOSMETRO DE LECTURA DIRECTA TIPO PLUMA

miliRoentgens

0 50 100 150 200

DOSMETRO DE LECTURA DIRECTA TIPO PLUMAPequea cmara de ionizacin tipo condensador de forma cilndrica con un electrodo central.

Antes de exponerlos a la radiacin se le aplica una carga para polarizarlos.

Al exponer el dosmetro a la radiacin, el aire de la cmara se ioniza y los iones se mueven hacia los electrodos.

DOSMETRO DE LECTURA DIRECTA TIPO PLUMA

DOSMETRO DE LECTURA DIRECTA TIPO PLUMALa perdida de carga proporcional a la cantidad de radiacin recibida.

La perdida de carga origina el desplazamiento de la Fibra de cuarzo.

Sistema de lentes para observar el desplazamiento

DOSMETROS PERSONALES ACTIVOS

Respuesta inmediata y continua durante su operacin

Proporcionan informacin sobre la dosis acumulada y la rapidez de dosis en tiempo real.

DOSIMETRA ELECTRNICA DE LECTURA DIRECTA

Basados en dos tipos de detectores: Geiger-Mller

Mide la ionizacin producida en el volumen activo del detector por lo que en estos dispositivos el tamao viene determinado por el volumen de gas necesario para detectar la radiacin.

semiconductores.opera como si se tratase de una cmara de ionizacin en la que el gas ha sido sustituido por un slido, incrementndose de esta forma la sensibilidad del detector

DOSIMETRA ELECTRNICA DE LECTURA DIRECTAVentajas

Estimacin de dosis y tasa de dosis en tiempo realAlarmas luminosas y acsticas programablesFcil conexin a medios informticosMuy sensibles: umbral de deteccin bajoPosibilidad de utilizacin en campos mixtos beta-gamma.

Desventajas

Necesidad de baterasPrecio elevadoNecesidad de calibracin individual

RECOMENDACIONES RELACIONADAS CON LOS DOSIMETROS PERSONALESEl dosmetro personal es intransferible.

El periodo de uso de los dosmetros personales es mensual.

El dosmetro personal debe colocarse en la regin pectoral.

Necesidad de dosimetros pequeos con la capacidad de utilizarse durante el tratamiento de teleterapia, braquiterapia y con radio farmacos.52

PPSSD

DATOS GENERALES

GRAFICA DE RESULTADOS

INFORME DE DOSIMETRIA