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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
Protección contra la irradiación externa Tema 9 - 2/15
Elementos de Radioprotección ISBN 84-398-9769-3 © Manuel R. Ortega Girón
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 =
Protección contra la irradiación externa Tema 9 - 3/15
Elementos de Radioprotección ISBN 84-398-9769-3 © Manuel R. Ortega Girón
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=
Protección contra la irradiación externa Tema 9 - 4/15
Elementos de Radioprotección ISBN 84-398-9769-3 © Manuel R. Ortega Girón
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.
Protección contra la irradiación externa Tema 9 - 5/15
Elementos de Radioprotección ISBN 84-398-9769-3 © Manuel R. Ortega Girón
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
= = =
Protección contra la irradiación externa Tema 9 - 6/15
Elementos de Radioprotección ISBN 84-398-9769-3 © Manuel R. Ortega Girón
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, ...
Protección contra la irradiación externa Tema 9 - 7/15
Elementos de Radioprotección ISBN 84-398-9769-3 © Manuel R. Ortega Girón
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)
Protección contra la irradiación externa Tema 9 - 8/15
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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
=
Protección contra la irradiación externa Tema 9 - 9/15
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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
Protección contra la irradiación externa Tema 9 - 10/15
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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.
Protección contra la irradiación externa Tema 9 - 11/15
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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
Protección contra la irradiación externa Tema 9 - 12/15
Elementos de Radioprotección ISBN 84-398-9769-3 © Manuel R. Ortega Girón
Protección contra la irradiación externa Tema 9 - 13/15
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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
Protección contra la irradiación externa Tema 9 - 14/15
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
Protección contra la irradiación externa Tema 9 - 15/15
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