Radiofísica SanitariaGuia de ejercicios

Universidad de Buenos Aires.

Facultad de Odontología.

Cátedra de Biofísica y Bioestadística

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Principios Básicos de la Protección Radiológica

• JUSTIFICACIÓN

• OPTIMIZACIÓN

• LIMITES Y RESTRICCIONES DE LAS DOSIS

Límite de dosis para el trabajador: 20mS al año

Límite de dosis para el público en general: 1mS al año

Es una responsabilidad del profesional de la salud

determinar si los procedimientos radiológicos están

justificados en cada caso y decidir las condiciones

en que deberán efectuarse.2

Procedimientos básicos para reducir la dosis por radiación externa

�Reducir el tiempo de exposición

�Aumentar la distancia a la fuente de radiación

� Interponer blindajes

�Reducir la actividad de la fuente

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Tiempo de exposición

Menor tiempo de exposición

Mayor tiempo de exposición

4

Distancia a la fuente

d1

d2

I1 I

2

2

1 2

2 1

d I

d I

=

5

Blindaje

µ = coeficiente de atenuación lineal (depende de la energía de la radiación y del Z del medio que atraviesa)

Espesor (x)

I = I0.e-µxI0

Fuente de radiación

EFEECFP

Intensidad (I) = número de fotones / tiempo x área

e=constante de Napier =2,7 aprox.

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Inte

nsi

dad

(I)

Espesor (x)1 X1/2

I0

I0/2

I0/4

2 X1/2

SEMIESPESOR (X1/2)

X1/2 = 0.69 / µ

Es el espesor de material absorbente que reduce la intensidad de la radiación incidente a la mitad.

Si I = I0 / 2,

x = ln 2 / µ

I = I0.e-µx

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EHR = Hemiespesor o semiespesor (reduce la radiación al 50%)

EDR = Deciespesor (reduce la radiación al 10%) 8

Semiespesores para plomo y concreto

0 2000 4000 6000 8000 10000

0

20

40

60

80

100

120

PLOMO

CONCRETOS

em

ies

pe

so

r (m

m)

Energía (kV)9

Blindaje

Moneda Plomo Aluminio Vidrio Control(sin exponer)

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Dosis• Dosis de Exposición [C kg-1]

C kg-1 = 3,875 x 103 R (Röntgen)

• Dosis absorbida [Gy]1 J kg-1 = 1 Gy = 100 Rads

• Dosis equivalente [mS] 1 Sv = 100 Rems

Sistema internacional de unidades

Unidades tradicionales11

Las radiaciones ionizantes, además deinteractuar con los blindajes y los equiposde detección, interactúan con los pacientes,el público y el personal ocupacionalmente

expuesto.

RADIOPROTECCIÓN

RADIODOSIMETRIA

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RADIOPROTECCIÓN

MONITOREO DEL INDIVIDUO

necesario en áreas controladas

Irradiación Dosímetros Emulsión fotográfica

externa personales TLD (termoluminiscente)

Cámara de bolsillo (lapicera)

Alarma y advertencia

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RADIODOSIMETRIADosímetros de emulsión fotográfica

� Personas que trabajan enambientes con riesgo deexposición a radiacionesionizantes requieren del usode dosímetros personales.

� Los film radiográficos sonusados comunmente coneste fin.

Badges

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Dosímetros de emulsión fotográfica

� Una parte escencial de estosdispositivos involucra el desarrollo deun sostén apropiado para acomodarla placa radiográfica.

� Están construídos con un set defiltros absorbentes de diferentesmateriales y grosores.

� La determinación de la densidadóptica del film da una indicación de laexposición del individuo a lasradiaciones. El patrón de losdiferentes filtros indica el tipo y laenergía de la radiación a la que elindividuo estuvo expuesto.

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� El monitoreo personal de las dosis recibidas por radiación externamediante dosímetros de emulsión fotográfica (film monitores)permiten efectuar el reconocimiento del campo e inferir la forma enque se produjo la irradiación con un solo elemento detector.

� La opacidad de la emulsión fotográfica se determina por unparámetro medible que es la densidad óptica (DO). La DO se asociacon el campo de radiación.

� El grado de velado del film guarda una relación conocida con ladosis recibida.

� Los dosímetros fotográficos tienen la ventaja de almacenarpermanentemente la información. Pueden sufrir alteraciones si se losexpone a altas temperaturas y humedad.

Dosímetros de emulsión fotográfica

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CALIBRACIÓN DE UN DOSÍMETRO DE EMULSIÓN FOTOGRÁFICA

Dosis: 0.06mGyDO: 0.187

Dosis: 0.13mGyDO: 0.387

Dosis: 0.19mGyDO: 0.603

Dosis: 0.26mGyDO: 0.848

Dosis: 0.32mGyDO: 0.991

Dosis: 0.38mGyDO:1.03

•Fuente: 70 kV•Intensidad corriente: 8 mA•Dist. Foco-película: 1 m•Filtración: 1.5 mm de Al•Tiempo exposición:0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5 y 0.6 s

Curva de Calibración

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45

Dosis (mGy)

DO

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� El dosímetro TLD es ampliamente utilizado para elmonitoreo individual de la radiación externa.

� El detector TLD consiste en una pastilla de un materialque posee características fotoluminiscentes. Cuando laradiación incide sobre éstos materiales algunos átomosresultan excitados y no se desexcitan espontáneamente.Los electrones quedan retenidos en niveles energéticosmetaestables conocidos como trampas. La cantidad deátomos excitados resulta directamente proporcional a ladosis de radiación recibida por la pastilla.

� Para rescatar la información almacenada se requieredel uso de un lector TLD cuyo fundamento es inducir ladesexcitación de los átomos elevando la temperatura dela pastilla, lo cual posibilita el salto de los electronesdesde los niveles de trampas hacia los nivelesenergéticos originales. Éste proceso va acompañado porla emisión de luz.

Dosímetros TLD (termoluminiscentes)

Badges

Anillos18

Applicaciones:• Manipulación de isótopos• Trabajo bajo Rayos-X, etc.

Si bien las extremidades son menos sensibles a las radiaciones, las dosisacumuladas en las manos de personas que están en contacto directo conradiaciones ionizantes puede tener serias consecuencias.

Algunos de estos dispositivos son usados para brindar datos de exposición a radiaciones ionizantes de las extremidades.

Dosímetros TLD (termoluminiscentes)

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Dosímetros de cámara de bolsillo (dosímetro lapicera)

� Poseen una cámara de ionización tipo condensador y un electroscopiocuya fibra de cuarzo móvil va desplazándose a medida que la ionización ladescarga. La posición de la fibra se observa sobre una escala graduadamediante una lupa ocular.

� Se emplean como dosímetros suplementarios cuando se precisa unaindicación inmediata de la dosis recibida en una determinada práctica.

Dosímetros de alarma y advertencia

� Son pequeños dispositivos electrónicos que generalmente utilizandetectores Geiger-Müller para determinar la tasa de exposición, produciendouna señal sonora proporcional a la tasa de exposición o bien, emitiendo dichaseñal cuando dicha tasa alcanza un nivel predeterminado.

� Estos dosímetros permiten seleccionar la tasa de advertencia en un ampliorango de valores de tasa de exposición y solo deben ser empleados comodosímetros suplementarios.

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PREGUNTAS

1. Explique cómo varía la DO de la película en función dela dosis recibida.

2. ¿Qué sucede con la intensidad de los rayos X recibidospor la película si se interpone una lámina de plomo entrela fuente y la película? Y con la DO?

3. ¿Cómo varía la DO de la película y la dosis absorbida siaumentamos la distancia entre la fuente y la película aldoble? ¿Y si aumentamos el tiempo de exposición?

4. Si aumentamos la diferencia de potencial de la fuente derayos X ¿Qué sucede con la energía de los rayos X? ¿Ycon la dosis absorbida?

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5. Si se exponen dos películas a fuentes con distintaintensidad de corriente (Fuente 1 = 8 mA, Fuente 2 = 15mA) y el tiempo de exposición es el mismo ¿En quépelícula la DO será mayor?

6. Un trabajador entrega su dosímetro al finalizar el mes alservicio de dosimetría. Del análisis resulta una DO de0.3. En los siguientes dos meses resulta una DO de 0.6por mes. Calcular la dosis absorbida mensual y la dosisabsorbida trimestral (utilizar la curva de calibración).

7. ¿Cuál es el límite de dosis equivalente anual para lostrabajadores?

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CALIBRACIÓN DE UN DOSÍMETRO DE EMULSIÓN FOTOGRÁFICA

Dosis: 0.06mGyDO: 0.187

Dosis: 0.13mGyDO: 0.387

Dosis: 0.19mGyDO: 0.603

Dosis: 0.26mGyDO: 0.848

Dosis: 0.32mGyDO: 0.991

Dosis: 0.38mGyDO:1.03

Curva de Calibración

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45

Dosis (mGy)

DO

6. Un trabajador entrega su dosímetro al finalizar el mes al servicio de dosimetría. Del análisis resulta una DO de 0.3.En los siguientes dos meses resulta una DO de 0.6 por mes. Calcular la dosis absorbida mensual y la dosis absorbida trimestral (utilizar la curva de calibración).

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PROBLEMAS

1. A qué distancia (d2) respecto de la distancia (d1) debecolocarse una fuente para que la dosis de los Rx se reduzca de9 mRad a 1m Rad.

2. Si contamos con dos materiales absorbentes:

• Plomo: semiespesor de 0.17mm para una energía de 70 kV

• Concreto: semiespesor de 0.84 cm para una energía de 70 kV

a) ¿Qué material utilizaría para atenuar la radiación de unafuente de rayos X de 70 kV?

b) ¿Cuál deberá ser el espesor del blindaje de plomo y concretopara atenuar la radiación en un 90%?

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3. La tasa de exposición producida por un equipo generador derayos X a una distancia de 50 cm es de 6.4 R por segundo. Eloperador se ubica detrás de un blindaje de plomo de 0.88 mm deespesor, cuyo semiespesor es de 0.27 mm.

¿Cuál será la tasa de exposición detrás del blindaje, si éste estáubicado a 2 m de la fuente?

50 cm

I1

Ix

Fuente de radiación

Plomo

I0

2 m

I2 25