instituto peruano ipen[1]

5/28/2018 INSTITUTO PERUANO IPEN[1]

1/404

IPEN : Trabajando en las fronteras de la cienciaIPEN, 2006Diapositiva 1

Ins titu to Peruano de Energa Nuclear

MSc. JORGE CONDORI CCARI

Curso : SEGURIDAD RADIOLGICA EN GAMMAGRAFA Y

RADIOGRAFIA INDUSTRIAL


2/404


I.- CONCEPTOS FUNDAMENTALESRadiactividad y radiacionesMagnitudes y unidades de radiacinInteraccin de la radiacionesEfectos biolgicos de las radiaciones

Instrumentacin para vigilanciaradiolgica.


3/404


tomotomo - Unidad bsica en que puededividirse la materia

Ncleo(partculas fuertemente unidas)

Protn (p+)(partcula con carga positiva)

Electrn (e-)(partcula con carga negativa)

Neutrn (no)(partcula sin carga)


4/404


Est formado por protones y neutrones:

Masa de un nuclen: 1,6 10-27kg

(masa de un electrn : 9,1 10-31

kg)

NCLEO ATMICO


5/404


NUCLEO

NUCLEON

QUARK ELECTRON

n

p

Dimensiones Atmicas


6/404


El NcleoCasi toda la masa del tomo est en el

ncleo. Partculas muy pequeas concarga negativa llamadas electronesdescriben rbitas alrededor del ncleo

El ncleo es una masafuertemente unida compuesta

de protones con carga positivay neutronesque no tienen carga


7/404


MODELO ATOMICO ELEMENTAL


8/404

IPEN : Trabajando en las fronteras de la ciencia IPEN, 2006Diapositiva 8

El tomo de HidrgenoEl ATOMO ms sencillo posible est formado

por un solo protnen el ncleo rodeado por unelectrn.Las cargas de estas dos partculas se anulan

mutuamente y el tomo en su conjunto esneutro

tomo de Hidrgeno


9/404


Nmero AtmicoNmero Atmico (Z)

Basado en el nmero de protonesen el ncleo

LosProtonesidentifican el

elemento y determinan suspropiedades qumicas

tomo ms simple -Nmero Atmico = 1

Hidrgeno Z = 1 Helio Z = 2 Carbono Z = 6


10/404


IstoposElementos con el mismo nmero de protones

pero diferente nmero de neutrones.El nmero total de partculas en el ncleodetermina el nmero de Masa Atmica(A)

Hidrgeno, deuterio y tritio todos tienen el mismo nmeroatmico Z: Sus propiedades qumicas son las mismas, perosus nmeros msicosson diferentes.

Hidrgeno Deuterio Tritio


11/404


H1

1 H

3

1H2

1

ISOTOPOS DEL HIDROGENO


12/404


Nmeros Atmicos de Algunos ElementosNombre Smbolo Z

Hidrgeno H 1

Helio He 2

Cobalto Co 27

Yodo I 53

Uranio U 92

Plutonio Pu 94


13/404


La siguiente es una convencin usada para

simplificar la referencia a cada istopo.

A

Z

X

donde Xes el smbolo qumico, Ael nmeromsico y Zes el nmero de protones (nmero

atmico). El hidrgeno, deuterio y tritio sonrepresentados como:

1

1 H2

1 H3

1 HEl subndice a veces es omitido ya que el smbolo qumico da la misma informacin

Otro tipo de notacin: H-3, Co-60, U-238

Nomenclatura


14/404


Nomenclatura

SmboloQumico

Helio

He4

2

Nmero Atmico (Z)

Nmero Msico(A)

A : nmero de nucleones (neutrones + protones)

Z : nmero de protones (= nmero de electrones)


15/404


He42 Be94Li73

ATOMOS DE ELEMENTOS LIVIANOS

.


16/404


Radioactividad

alfa () emisin de partcula

beta () : emisin de partcula (-), psitron (+)y captura electrnica (ec)

gamma () decaimiento con conversin interna

DefinicinCmbio espontneo en el estado del ncleo seguido deliberacin de energa.

Tipos Principales:


17/404


Radioactividad

La radioactividad y las propiedades radioactivas de losnucledos son: Determinadas solamente por las caractersticas

nucleares.

Independientes de los estados qumico y fsico delradioistopo.

Slo cambia por decaimiento nico para el respectivo radionucledo


18/404


RadiactividadResulta de un tomo con un nmero de neutrones

en el ncleo demasiado bajo o demasiado alto conrespecto a los ncleos establesEl tomo inestable trata de hacerse ms estableemitiendo energa en forma de radiacin

Hidrgeno (H-1)Estable

Deuterio (H-2)Estable

Tritio (H-3)Inestable y radiactivo

Los istopos de varios elementos inestables son llamadosradionucleidos


19/404


RELACION NEUTRONES A PROTONES

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 20 40 60 80 100

Protones

Neu

trones


20/404


Elementos e IstoposTabla Peridica Carta de Nucleideos

Media-vida110 dias

10-100 dias


21/404


Actividad

Definicin razn de decaimiento radioactivo en una muestra

Cantidad de tomos decados por unidad de tiempo.Unidades de Actividad

2.22E+03.7E-21E-12pCipicocurie2.22E+33.7E+11E-9nCinanocurie

2.22E+63.7E+41E-6Cimicrocurie

2.22E+93.7E+71E-3mCimilicurie2.22E+123.7E+101Cicurie

dpmdpsCurieSmboloUnidad

Rango de actividad usual


22/404


Unidad Internacional de Actividad

Becquerel (Bq)

1,00 Bq = 1 dps

60,00 Bq = 1 dpm

1,00 Ci = 3,7 x 1010Bq


23/404


LEYES DE DESINTEGRACION RADIACTIVA

-dN = N dt N(t) = N0 e- t

Ndt

dN

l

NA l

Ln2

2/1

T

2

1 2/1

Ln

T

l

Perodo de sem idesin tegracin:

Vida media:


24/404


VIDA MEDIA(T1/2)Tiempo requerido para que la muestra radioactiva pierda 50 desu actividad por decaimiento.Cada radionucleido tiene su vida media caracterstica.

La actividad est relacionada a la vida media segn la expresin:

Ao = actividad original (tiempo cero)l= 0,693/ vida media del nucleidoDt =tiempo pasado entre la primeramedicin y la postrera

A =A0e-l(Dt)


25/404


Decaimiento Radiactivo y Periodo deSemidesintegracin Cantidades y Unidades(T)Cuanto menos estable es un elemento, ms rpida

es la tasa en que emite energa en forma deradiacin.

La tasa de decaimiento de un nucleido es

caracterstica. El tiempo que toma para la mitadde los tomos puedan decaer se llama periodo deSemidesintegracin.

El periodo de Semidesintegracinse mide en aos(a), das (d), horas (h), minutos (m) o segundos


26/404


ESQUEMAS DE DESINTEGRACION

18 keV

3H

-

3He

12,6 aos1,39 MeV

-

40Ca

40K1,28 x 109 aos

C.E.

40Ar

1,46MeV


27/404


DESINTEGRACION RADIACTIVA

Forma general Ejemplo

Y4A2Z

XAZ

Po21884

Rn22286

n

YA1Z

XAZ

Ba13756

Cs13755

n

YA

1Z

XA

Z

Ne22

10

Na22

11

n YA1-Z

XAZ

-eC.E. V5123

-eCr5124

C tid d U id d d A ti id d


28/404


Cantidades y Unidades de Actividad

Cantidad: Decaimientos por unidad de

tiempoUnidad (SI) : Becquerel (Bq)

Igual a la transformacin (decaimiento) de un tomo

por segundo

37 x 109Bq = 0.037 TBq =1 Curie*

* Unidades antiguas para las cantidades de actividad


29/404


Cantidades y Unidades de Actividad EspecficaMasas iguales de radionucleidos diferentes

pueden tener actividades muy distintas si susperiodos de semidesintegracin son diferentes.La actividad por unidad de masa se llamaactividad especfica

Cantidad: actividad por unidad de masaUnidad: Becquerelios por gramo. (Bq/g) La actividad especfica de radionucleidos

individuales es constante. La actividad especfica de nucleidos mezclados

depende de la tasa de la mezcla.


30/404


Decaimiento

+

+

+

+

+

+

+

+

+

4He Ncleo emitido del

Ncleo Padre

Tiene energa discreta que puede ser medida y

relacionada con el ncleo padre. Razn P/N pequea.

238U 4He + 234Th

Radioactivo

+2

Th 234

U 238


31/404


CADENA DEL URANIO - 238

Th 234

24,1 d

Ra 226

1600 aRn 222

3,8 d

At 218

2 s

Bi 214

19,8 m

Tl 210

1,3 m

Po 210

138,4 d

Tl 206

4,3 m

Pb 206

U 2384,5x109aos

Pa 234

6,7 h

2,4 x105

aos

U 234

Po 218

3 m

Pb 211

36,1 m

8 x 104aos

Th 230

Po 214

162 ms

Pb 210

22 aos

Hg 206

8,1 m

Bi 210

5 das


32/404


CADENA DEL TORIO - 232

Ra 228

5,7 a

Th 228

1,9 a

Ac 228

6,1 h

Ra 224

3,6 d

Rn 220

55,6 s

Po 216

0,1 s

Pb 212

10,6 h

Bi 212

60,6 m

Po 212

0,3 ms

Tl 208

3,1 m

Pb 208

1,4x1010aos

Th 232


33/404


CADENA DEL URANIO - 235

U 2357x108

aos

Th 231

22,3 m

Pa 231

3,3 104aos

Th 227

18,7 d

Ac 227

22 aos

Fr 223

21,8 m

At 219

0,9 m

Bi 215

7,4 m

Ra 223

11,4 d

Rn 219

3,9 s

Po 215

1,8 ms

Pb 211

36,1 m

At 215

0,1 ms

Bi 211

2,2 m

Po 211

0,5 s

Tl 207

4,8 m

Pb 207

R di i Alf


34/404

IPEN : Trabajando en las fronteras de la cienciaIPEN, 2006

Diapositiva 34

Radiacin Alfa

No es muy penetrante, y no es capaz de atravesar

una hoja de papel No es un riesgo significativo de exposicin externa

Es difcil de detectardebido a su bajo poder depenetracin

D i i


35/404


Diapositiva 35

Decaimiento

+

+

+

+

+

+

+

+

+

Exceso de protones o neutrones

Cmbia un protnen neutrn

Liberando carga +

Cmbia un neutrnen protnLiberando carga -

+

anti-neutrino

-

neutrino

(beta)

(positron)

Rango de Energa Contnuo

Energa compartida porlas tres partculas

R di i B t


36/404


Diapositiva 36

Radiacin Beta

Es ms penetrante que alfa, pero puede blindarse conlminas delgadas de metal

Es un riesgo de exposicin externaal cristalino del ojo y a lapiel

Es un riesgo de exposicin interna

El grado de deteccin depende de la energa de laspartculas beta


37/404


Diapositiva 37

Decaimiento Emisin de fotn del ncleo Generalmente ocurre dspues de emisiones o cuando el ncleo

sigue en un estado excitado Tiene energas discretas La medicin de la energa del fotn identifica el nucleido padre

+

+

+

+

+

+

+

+

+

-

neutrino

Fotn Gamma

+2

R di i G


38/404


Diapositiva 38

Radiacin Gamma

No tiene masa ni carga pero es extremamente penetrante

Blindada por material pesado o de alta densidad como

hormign, acero y plomo

Es un riesgo de exposicin externae interna

Se detecta fcilmente a niveles muy bajos (con uso deContador Geiger Meller)

C t El t i


39/404


Diapositiva 39

Captura Electrnica

rayo-X

rayo-X

Cmbio de protn en neutrn

R di i N t i


40/404


Diapositiva 40

Radiacin Neutrnica. Los neutrones son emitidos desde los ncleos durante la

fisin u otras reacciones nucleares (por ejemplo, una

partcula alfa puede colisionar con un ncleo ligero que asu vez emite un neutrn).

Sin carga, slo pueden interactuar con otros ncleos:i. Siendo dispersados y por consiguiente liberando energa

cintica.ii. Siendo absorbidos por otros ncleos hacindolosinestables por partculas y/o radiacin gamma. Esto sellama activacinen el caso de la radiacin gamma.

Los neutrones son muy penetrantes y causan daosbiolgicos significativos Los neutrones rpidos pueden ser blindados por material

hidrogenado

Ejemplos de Prcticas Involucrando Radiacin


41/404


Diapositiva 41

Ejemplos de Prcticas Involucrando RadiacinNeutrnica

Hexafluoruro de Uranio: Las partculas alfa emitidas por el Uranio tienenreacciones nucleares con los ncleos del Florproduciendo neutrones.

Una fraccin considerable de dosis de radiacindelUF6 es causada por estos neutrones.

Fuentes de Neutrones: Una fuente comn de neutrones usada como tal en

la prctica esAmericio-Berilio


42/404


Diapositiva 42

FisinLa Fisin ocurre cuando un ncleo pesado se divideen forma espontnea (fisin espontnea).Ej.:U-235 o Pu-239.

La fisin tambinpodra ser inducidapor neutrones

que colisionan conun ncleo


43/404


Diapositiva 43

Fisin en un Ncleo de UranioEn a, el neutrn impacta el ncleo y esabsorbido provocando la deformacin delncleo, b. En alrededor de 10-14 segundosuna de las deformaciones es tan drsticaque el ncleo no puede recuperarse yfisiona, d, liberando dos o tres neutrones.En 10-12segundos, los fragmentos de fisin

pierden su energa cintica y vuelven alreposo, emitiendo rayos gamma. En estaetapa,e, se llaman productos de fisin. Enla etapa final, f, los productos de fisinpierden su exceso de energa pordecaimiento radiactivo, emitiendo

partculas beta y radiacin gamma duranteun perodo de tiempo que puede variarentre segundos y aos.

Los neutrones de fisin extra generados


44/404


Diapositiva 44

Los neutrones de fisin extra generados

Los neutrones de fisin estndisponibles para causar fisionesadicionales (reaccin encadena)

Cuando las fisiones ocurren auna tasa constante, la reaccin

es autosostenida y se dice queel sistema es crtico

Radiacin


45/404


Diapositiva 45

Radiacin

Los ncleos inestables emiten radiacin:

Partcula Alfa: un ncleo que es muy pesadopuede emitir dos protones y dos neutrones

Partcula Beta : un ncleo con

muchos neutrones convierte unoen un protn y emite un electrn


46/404


Diapositiva 46

Radiacin Gamma: (radiacin electromagntica)

puede acompaar partculas alfa o beta desde el

ncleo

Radiacin Neutrnica: un ncleo emite neutrones

durante la fisin; un ncleo ligero colisiona con

una partcula alfa y emite un neutrn.

Ionizacin


47/404


Diapositiva 47

Ionizacin

ocurre cuando una partcula de radiacin cargada

o un rayo gamma retira un electrn de un tomoelctricamente neutro. El tomo con carga elctricapositiva se llama Ion.

Los neutrones primero tienen que crear partculascargadas por reacciones nucleares, que a su vez,causan la ionizacin.

Ionizacin


48/404


Diapositiva 48

Ionizacinnizacin...

permite a la radiacin ser detectada

permite a la radiacin ser blindada

pero causa daos fsicos en el cuerpo

humano que conlleva a efectosbiolgicospor la exposicin radiolgica


49/404


Diapositiva 49

Usos del Material Radiactivo

Energa NuclearIndustria y Agricultura

Medicina e

Investigacin


50/404


Diapositiva 50

Reactor de agua presurizada


51/404


Diapositiva 51

Reactor de agua presurizada


52/404


Diapositiva 52

Usos del Material Radiactivo..Uso mdico de radiacin concentra el 95% de

exposiciones a fuentes artificiales

Ms de 2 mil millones de exmenes de rayos X32 millones de procedimientos de medicinanuclear

5,5 millones de tratamientos de radioterapia


53/404


Diapositiva 53

Usos del Material Radiactivo

Energa nuclear

procesos de

manufactura

Bienes yservicios


54/404


Diapositiva 54

Fuentes Naturales de Radiacin

Radiacin csmica

Corteza terrestre

RadnAlimentos y bebidas agua

de suelos dentro de lacadena alimenticia

cuerpo humano


55/404


Diapositiva 55

Fuentes Artificiales de RadiacinMdicas

Medio ambiente

Industria nuclearIndustria no nuclear

Liberaciones

accidentalesProductos de consumo


56/404


Diapositiva 56

Promedio de Dosis de Radiacin de Fondo GlobalesIndividuales (mSv/ao)

Csmico0.39

Terrestre0.46

InternaK-40, C-140.23

Radn1.3

Mdico0.3

Precipitaciones radiactivas0.007

Ocupacional0.002

Liberaciones0.001

Productos

0.0005TOTAL = 2.69Fuente:UNSCEAR


57/404


Diapositiva 57

Tipos de RadiacinRevisin

No Ionizante Calor Luz Ondas de radio

Ionizante Alfa Beta Gamma y Rayos X Neutrones

La radiacin ionizante atraviesa lamateria y podran causar quealgunos de sus tomos sevuelvan cargados elctricamenteo ionizados.

RADIOISOTOPOS


58/404


Diapositiva 58

RADIOISOTOPOS

tiempo59Co 59Co

tiempo60Co 60Ni

Istopo estable

Radio istopo

Partcula betaRadiacin gamma

L t INESTABLES it


59/404


Diapositiva 59

Los tomos INESTABLES emiten energa

non-ionizante ionizante

Radio

Frecuencia ondasm Infrarojo visible ultravioletarayos xrayos

rayos

cosmicos

radiacin


60/404


Diapositiva 60

Ondas - Caractersticas


61/404


Diapositiva 61

Ondas - PropiedadesTodas las ondas electromagnticas poseen

Energa (E), Longitud de onda (l) y Frecuencia (n)Que se relacionan entre si de la siguiente manera:

ln

ln chchE

Donde h = 6,67 x 10-34Js

C = 3 x 108m/s

operando las constantes:l239,1E

Donde E esta en keV y len nm


62/404


Diapositiva 62

ESPECTRO DE LAS RADIACIONES

RADIACIN IONIZANTE


63/404


Diapositiva 63

La energa de la radiacin es capaz de sacar un electrn a

un tomo produciendo un ion.Partcula Alfa

Partcula Beta

Fotn Gamma y Rayos-X

Masa grande ~ ncleo de

Heliocon carga +2

Masa Pequea - ElectrnPartcula Subatmica

Radiacin ElectromagnticaNo Tiene Masa ni Carga

+

+

RADIACIN IONIZANTE


64/404


Diapositiva 64

La Radiacin alfa solo es un riesgo cuando est dentrodel cuerpo (riesgo interno)


65/404


Diapositiva 65

La Radiacin Beta es un Riesgo cuando seIngiere, para la Piel y los Ojos.

Piel, ojos o dentro del cuerpo

Se detiene con un plstico

Se encuentra en losalimentos, el aire y elagua


66/404


Diapositiva 66

Se detiene con plomo

Se presenta naturalmenteen el suelo y en los rayos cosmicos

Se encuentra en

aplicaciones medicase industriales

Los rayos X y gamma son radiacionespenetrantes y un RIESGO EXTERNO

.


67/404


Diapositiva 67

Las partculas neutrones no tienen carga y penetranprofundamente en el cuerpo

ATENUACION DE LAS RADIACIONES


68/404


Diapositiva 68


69/404


Diapositiva 69

Decaimientodel Ir-192 ydel Ir-194


70/404


Diapositiva 70

Decaimientodel Iridio-192

INTERACCIONES DE LA RADIACION GAMMA


71/404


Diapositiva 71

INTERACCIONES DE LA RADIACION GAMMA

-dI = m l d x

I = I0e- m xI0

x

Efectofotoelctrico

EfectoCompton

Efecto deformacin de

pares

m s k

Efecto fotoelctricoh


72/404


Diapositiva 72

N

Fotn incidente

E : 0.01 - 0.5 MeV

e-Fotoelectrn

Efecto fotoelctricohn

> E.F ----> Z

Efecto Compton


73/404


Diapositiva 73

N

Fotn incidente

E : 0.05 - 15 MeV

Efecto Compton

e-

ElectrnCompton

Fotn dispersadohn hn

E.C. --- independiente de Z


74/404


Diapositiva 74

N

Fotn incidente

E : > 1.022 MeV

e-

hn

e+

Electrn

Positrn

> P.P --- > Z , > E

ZONAS DE PREPONDERANCIA DE CADA EFECTO


75/404


Diapositiva 75

O S O C C C O

0

20

40

60

80

100

120

0,01 0,1 1 10 100

Energa (MeV)

Nmero

atmico

Fotoelctrico

Compton

Formacinde pares


76/404


Diapositiva 76

Unidades de Dosimetra

de lasRadiaciones

Exposicin (X):


77/404


Diapositiva 77

p ( )

La cantidad de cargas del mismo signo producidas en el

aire, cuando todos los electrones liberados por losfotones en un elemento de volumen de aire, soncomplementamente absorbidos en este medio

Interaccin con el aire en elrango hasta 3 MeV

Sistema International (SI) : Coulomb/kilogram (C/kg)Tradicional: Rentgen ( R ) 1 R= 2,58x10-4C/kg


78/404


Diapositiva 78

Radiacin al Cuerpo

Cuando la radiacinllegaal cuerpo deposita su

energa

ENERGA ABSORBIDAes

una medida de cuntaenerga es depositada


79/404


Diapositiva 79

Dosis Absorbida (D)

Cantidad: dosis absorbida(D)

Unidad = gray (Gy);(1 joule por kilogramo)(Algunos pases todava usan

el rad (= 0.01 Gy))D


80/404


Diapositiva 80

Efecto Biolgico y Tipo de RadiacinProblema:El efecto biolgico de una dosis absorbida dadadepende del tipo de radiacinque ha depositado suenerga. Entonces, Cmo considerar la

combinacin de los efectos de diferentes tipos deradiacin?Solucin:Multiplicar la dosis absorbida de cada tipo de

radiacin ionizante por un FACTOR PONDERADO DERADIACIN (WR) para encontrar las DOSISEQUIVALENTESy despus sumarlas


81/404

IPEN : Trabajando en las fronteras de la ciencia

IPEN, 2006

Diapositiva 81

Dosis Equivalente (H)Cantidad: la Dosis Equivalentetiene en cuenta los tiposdiferentes de radiacin

ionizanteSmbolo HUnidad = Sievert (Sv)

Algunos pases todava usan elrem(= 0.01 Sv)

HH wRD


82/404


IPEN, 2006

Diapositiva 82

Factores de Ponderacin de la Radiacin (WR)Tipo y Rango de Energa WR

Fotones 1Electrones 1Neutrones 100 keV a 2 MeV 20

>2 MeV a 20 MeV 10>20 MeV 5

Partculas Alfa 20


83/404


IPEN, 2006

Diapositiva 83

Usar Factor de Ponderacin de la Radiacin WR

Ejemplo:Un tejido absorbe 2 mGyde radiacin

gammay 1 mGyde radiacin alfa.Cul es su dosis equivalente?

H WRD Solucin:

(2 mGyx 1) + (1 mGyx 20) = 22 mSv


84/404


IPEN, 2006

Diapositiva 84

Riesgo de Cncer y Tipo de Tejido

Factor de Ponderacin del Tejido (WT)Problema:El riesgo de cncer de una dosis equivalente dadadepende del tejido que recibe la dosis. Entonces

Cmo considerar la combinacin de los efectos adiferentes tejidos?

Solucin:

Multiplicar la dosis equivalentea cada tejido por unFACTOR DE PONDERACIN DEL TEJIDO (WT) paraencontrar las DOSIS EFECTIVASy despus sumarlas


85/404


IPEN, 2006

Diapositiva 85

Dosis Efectiva (E)

Cantidad: la dosis efectivatiene en cuenta laradiosensibilidad de diferentestejidos u rganos o

Smbolo E

Unidad (SI) = Sievert (Sv)

EE WTH


86/404


IPEN, 2006

Diapositiva 86

Factores de Ponderacin del Tejido

Gnadas 0.20

Mdula sea (roja) 0.12

Colon 0.12

Pulmn 0.12

Estmago 0.12

Vejiga 0.05

Mama 0.05

Hgado 0.05

Esfago 0.05

Tiroides 0.05

Piel 0.01

Superficies seas 0.01

Restantes rg. o tej. 0.05

Tejido WT

Factores dePonderacin

del Tejido

WT


87/404


IPEN, 2006

Diapositiva 87

Usando los Factores de Ponderacin del Tejido WT

Problema:El pulmn recibe una dosis equivalenteH de 3mSv y la tiroides recibe una dosis equivalente

H de 6 mSv. Cul es la dosis efectivaqueesta persona ha recibido? E WTH Solucin:

( 3 mSv x 0.12) + ( 6 mSv x 0.05) =0.36 + 0.3 = 0.66 mSv


88/404


IPEN, 2006

Diapositiva 88

Cantidades OperacionalesLa cantidad Eno puede medirse tcnicamente.Ningn instrumento tiene una sensibilidadequivalente, tal como los rganos humanos tienenal cncer.Las cantidades operacionales tienen que serintroducidas para dar una estimacin superior de EEstas son: Dosis Equivalente Ambientalpara

radiacin penetrante fuerte. (H*(d))y DosisEquivalente Direccionalpara radiacin penetrantedbil. (H`(d))


89/404


IPEN, 2006

Diapositiva 89

MedicionesLa Dosis Equivalente Ambiental, H*(d)y la DosisEquivalente Direccional, H`(d)son medidos porlos instrumentos de monitoreo de proteccin

radiolgica convencional.

En general, los diferentes tipos de radiacin requieren de

instrumentos de medicin especficos.


90/404


IPEN, 2006

Diapositiva 90

MAGNITUDES Y UNIDADES

Emisin

Factor dePeso de la

Radiacin

wR

Factor dePeso del

Tejido

wT

FUENTEdentroo fuera

del cuerpo

DosisEfectiva

E(Sv)

DosisEquivalente

HT((Sv)

RGANOSRGANOS

DT((Gy)

DosisAbsorbida

DOSIS : DEFINICIONES


91/404


IPEN, 2006

Diapositiva 91

EXPOSICIN : Cantidad de cargas de un mismo signo,producidas por la radiacin, en una masa de aire, dividida entre la

masa de ese volumen. Unidad especial : Roentgen

DOSIS ABSORBIDA : Es la energa promedio absorbida poruna masa de materia. Unidad : Gray (Gy)

DOSIS EQUIVALENTE : Dosis absorbida en un rgano otejido multiplicada por el correspondiente factor deponderacin de la radiacin. Unidad : Sievert (Sv)

DOSIS EFECTIVA: Se define como la suma ponderada de lasdosis equivalentes recibidas en los distintos tejidos. Unidad :Sievert (Sv)


92/404


IPEN, 2006

Diapositiva 92

Recuerde:Terminologa de Dosis para unPrograma de Proteccin Radiolgica

Dosis Absorbida

Dosis Equivalente

Dosis Efectiva

Unidad = Gray (Gy)

Unidad = Sievert(Sv)

HE

Unidad = Sievert(Sv)

D

Radiacin Versus Contaminacin Radioactiva


93/404


IPEN, 2006

Diapositiva 93

Radiacinson partculas u ondas de energaemitidas por tomos inestables.

Contaminacin Radioactivaes materialradioactivo usualmente en un lugar en el queno se desea.

RADIACIN IONIZANTE


94/404


IPEN, 2006

Diapositiva 94

RADIACIN IONIZANTE

DAO CELULAR

MECANISMOS DE REPARACIN

REPARACIN ADECUADAREPARACIN INADECUADA

CELULA VIABLESIN MODIFICAR

MUERTECELULAR

CELULA VIABLEMODIFICADA

CELULASOMTICA

CELULAGERMINAL

CANCER EFECTOSGENTICOS

EFECTOSESTOCSTICOS

EFECTOSDETERMINSTICOS


95/404


IPEN, 2006

Diapositiva 95

Factores a considerar en los Efectos

Biolgicos de la Radiacin IonizanteCantidad de radiacin ionizante (Dosis)

Tasa de dosis

Parte del cuerpo expuesta

Caractersticas de la radiacin

Variabilidad biolgica


96/404


IPEN, 2006

Diapositiva 96

EXPOSICION

ABSORCIN DE ENERGA10-17s

IONIZACIN EXCITACIN10-11

S

IONES Y RADICALES LIBRES10-3S

ALTERACIONES MOLECULARES--EFECTOS QUIMICOS

segundos -- minutos


97/404


IPEN, 2006

Diapositiva 97


98/404


IPEN, 2006

Diapositiva 98

CLASIFICACIN DE ALGUNOS TIPOS DE CLULASDE ACUERDO A SU RADIOSENSIBILIDAD

RADIOSENSIBILIDAD TIPO DE CLULA

ALTA EMBRIONARIASLINFOCITOSESPERMATOGONIASERITROBLASTOSCLULAS DE LAS CRIPTASINTESTINALES

INTERMEDIA CLULAS ENDOTELIALESOSTEOBLASTOSESPERMTIDESFIBROBLASTO

BAJACLULAS MUSCULARESCLULAS NERVIOSASCONDROCITOS


99/404


IPEN, 2006

Diapositiva 99

Accin I ndirecta Accin Directa

RadiacinRadiacin

ADNDao Molecular

H2OIonizacin y ExcitacinH+ OH-

H; OH;

HO2; H2O2Radicales libres y

Perxido de Hidrgeno

Mutacin

Reparacin

Respuesta Biolgica

Gentica

SomticaMuerte

Minutos a Decadas10-17a 10-5segundos

Los Efectos Estocsticos o Probabilisticos


100/404


IPEN, 2006

Diapositiva 100

NO TIENEN DOSIS UMBRAL.

NO HAY VALOR SEGURO DE DOSIS.

SE PUEDEN PRESENTAR DESPUS DE UN LARGO

PERODO DE LATENCIA (AOS O DCADAS).

SON EFECTOS ESTOCSTICOS:Cncer radioinducido

Efectos genticosEnvejecimiento prematuro


101/404


IPEN, 2006

Diapositiva 101

Efectos Hereditarios

La epidemiologa no ha descubiertoefectos hereditarios de la radiacin en los

humanos, con un grado de confianzasignificativo estadsticamente

Fuente: UNSCEAR 1993UNSCEAR = Comit Cientfico de las Naciones Unidas para el

Estudio de los Efectos de las Radiaciones Atmicas

Efectos Estocsticos o Probabilsticos


102/404


IPEN, 2006

Diapositiva 102

0

20

40

60

80

100

120

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1DOSIS (Sv)

PROBABILIDA

DDELEFECTO

(%)

SU PROBABILIDAD DE OCURRENCIA EST EN FUNCIN DE LA DOSIS.

Efectos Determinsticos...


103/404


IPEN, 2006

Diapositiva 103

SU GRAVEDAD O SEVERIDAD ESTN EN FUNCIN DE LADOSIS.

HAY UN VALOR DE DOSIS (DOSIS UMBRAL) POR DEBAJODEL CUAL EL EFECTO NO SE PRODUCE.

SI HAY VALORES DE DOSIS SEGUROS PARA ESTOS EFECTOS.

SE PUEDEN PRESENTAR MUY RPIDO (PERODO DE LATENCIACORTO).

SON EFECTOS DETERMINSTICOS : LAS LESIONES

RADIOINDUCIDAS EN PIEL, OJOS, GONADAS, MEDULAOSEA, TRACTO GASTRO INTESTINAL, SISTEMANERVIOSO CENTRAL, HUESOS, ETC.

1,2 Efectos Determinsticos...


104/404


IPEN, 2006

Diapositiva 104

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

DOSIS (Sv)

SEVERIDAD

DELEFECTO


105/404


IPEN, 2006

Diapositiva 105

Sndromes Agudos de la Radiacin

*Prdida de apetito *Sangrado de nariz*Nausea *Sangrado

subcutneo*Fatiga *Diarrea*Anemia *Vmito

*Infeccin *Prdida del pelo*Muerte

Dosis Agudas a todo el cuerpo para efectos


106/404


IPEN, 2006

Diapositiva 106

Dosis Agudas a todo el cuerpo para efectosdeterministas

Gy

0.25 Efectos no discernibles

1.00 Cambios en sangre, ninguna enfermedad2.00 Enfermedad de radiacin, no muerte

4.50 Muertes a 50% de las personas irradiadas

10.00 Muertes a 100% de personas irradiadas

Efectos por Irradiacin Localizada o Parcial


107/404


IPEN, 2006

Diapositiva 107

SISTEMA, ORGANO O TEJIDO DOSIS (Gray) EFECTO BIOLOGICO

3 - 5 DEPILACIN TEMPORAL

> 7 DEPILACIN PERMANENTE

3 - 10 ERITEMA

10 - 15 DESCAMACIN SECA

12 - 25 DESCAMACIN HMEDA

> 25 NECROSIS

20 - 30 ARDOR EN EL ESFAGO.

INFLAMACIN SEVERA DE LA MUCOSA INTESTINAL. DIARREAS.

INSUFICIENCIA HEPTICA TEMPORAL.

> 40 ULCERACIN Y PERFORACIN DEL ESTMAGO.

50 - 70 ATROFIA, FIBROSIS Y NECROSIS DE GLNDULAS SALIVALES.

40 DEGENERACIN DEL MIOCARDIO (CORAZN).

MUERTE POR DERRAME PERICRDICO.

PERICARDITIS CONSTRICTIVA.

20 REDUCCIN EN LA FUNCIN RENAL.55 - 60 ULCERACIN Y FIBROSIS DE VEGIGA.

OBSTRUCCIN DE LOS CONDUCTOS E IMPOTENCIA.

30 DOSIS DE TOLERANCIA DE LA MDULA ESPINAL.

> 55 PROBABLE MUERTE CEREBRAL.

SISTEMA URINARIO

SISTEMA NERVIOSO

CENTRAL

SISTEMA

CARDIOVASCULAR

> 30

PIEL

APARATO DIGESTIVO

> 60


108/404


IPEN, 2006

Diapositiva 108

Dosis de Relevancia en Proteccin RadiolgicaRelacin Entre Dosis de Radiacin y Efectos Nocivos

Dosis de Radiacin

EfectosNocivos

Dosis de relevanciaen proteccinradiolgica

Dosis donde se haobservado cncer

En proteccin radiolgica se

supone que no obstante sea baja

la dosis, hay algn riesgo de

efectos nocivos y que el riesgo es

proporcional a la dosis. Lasestimaciones de riesgo estn

basadas en estudios con las

personas que fueron expuestas a

dosis altas de radiacin. Incluye a

los sobrevivientes de las bombas

atmicas de Japn, los pacientes

expuestos a radiacin para

tratamiento o diagnstico de

enfermedades, y grupos de

trabajadores en algunas

industrias.

Clculos de exposicin y dosis


109/404


IPEN, 2006

Diapositiva 109

Para estimar dosis :

H =

A x

d2A : GBq

: mSv-m2/h-GBq

d : metros

H : Tasa de dosis en mSv/Hr

Constante de dosis


110/404


IPEN, 2006

Diapositiva 110

60Co 0,35

137Cs 0,088

192Ir 0,13

: mSv-m2/h-

GBq

EJEMPLO DE CLCULO


111/404


IPEN, 2006

Diapositiva 111

Cul ser a 5 m la tasa de dosis de 400 GBq de Iridio192?Tasa de dosis = (0.13 x 400 ) / 52 mSv.h-1

= 2.08 mSv.h-1


112/404


IPEN, 2006

Diapositiva 112

Medicin de las

Radiaciones


113/404


IPEN, 2006

Diapositiva 113

Principio de la deteccin

La deteccin y medicin de las radiacionesionizantes se basa en su interaccin con la

materia, principalmente en los fenmenosde ionizacin y excitacin.La radiacin al incidir sobre el detector

proporciona una seal elctrica: impulso detensin

F i d l di i


114/404


IPEN, 2006

Diapositiva 114

Funciones de la medicin

Indicar donde se requiere una mejor proteccin

contra la radiacin

Verificar la efectividad de los sistemas y los mediosde proteccin para la prevencin de accidentes

Garantizar que los blindajes y medios de

proteccin sean suficientes y adecuados

Radiacin Detector

DETECCION


115/404


IPEN, 2006

Diapositiva 115

Radiacinalfabetaneutronesotras partculasgammaX

DetectorcmaraGMproporcionalcentelleadorsemiconductor

Seal elctr icacorrientepulsos

Ins trum ento electrnico

CLASIFICACION


116/404


IPEN, 2006

Diapositiva 116

Interaccin en gasesCmara de ionizacinGeiger - MllerProporcionales

Interaccin en sl ido sCristales de centelleo

I Na (Tl)F Ca (Eu)

I Li (Eu)Semiconductores

Ge - Li

Si - Lihiperpuros

Interac c in en lqu idos

Centelleo lquido

Detector gaseoso


117/404


IPEN, 2006

Diapositiva 117

+

+

+

+

DP

A

E1

Radiacin

E2

P: Fuente de poder D: pantalla de lectura

A: contenedor de gas. E1,2: electrodos positivo y negativo.

C t d G i Mll (G M )


118/404


IPEN, 2006

Diapositiva 118

Contadores Geiger-Mller (G.M.)

Contiene gas inerte a baja presin y trazas degas orgnico o halgeno (quenching gas)La alta diferencia de V entre electrodos causa

ionizacin completa a partir de una simpleionizacin primaria.Los pulsos elctricos son relacionados con la

intensidad de partculas e independientes dela energa absorbida en el detector.


119/404


IPEN, 2006

Diapositiva 119

DETECTOR DE RADIACION


120/404


IPEN, 2006

Diapositiva 120

Dosmetros Personales


121/404


IPEN, 2006

Diapositiva 121

Ha varios tipos de dosmetros personales.Estos deben ser apropiados para cada trabajo y se deben usar correctamente,

l


122/404


IPEN, 2006

Diapositiva 122

Dosmetros termoluminiscentes

Los cristales termoluminiscentes emiten luzcuando son calentados despus de haber sido

expuestos a la radiacin Ejm: CaF2,LiFDeterminados cristales respondencuantitativamente a rayos X, beta, gamma,

electrones y protones en un rango de algunosmiliGray hasta 103Gy

TLD


123/404


IPEN, 2006

Diapositiva 123

TLD

TLD

Despus de exposicin se calienta para determinar la dosis.Absorbe energa y luego la libera como luz.

V j D j d l TLD


124/404


IPEN, 2006

Diapositiva 124

Ventajas y Desventaja de los TLDSon reutilizablesEl uso puede ser anual sin mayoresproblemasEs independiente de la energa (>100keV)

A bajas tasas de dosis la respuesta es lineal

No deja testigo de la dosis registrada porquela dosis se pierde una vez ledo el dosmetro

D t d l l


125/404


IPEN, 2006

Diapositiva 125

Dosmetros de pelculaLa radiacin ionizante interacciona con unaemulsin fotogrfica (cristales de haluro de plata)y se forma una imagen latente por reduccin de la

plata y accin qumica del revelado.El ennegrecimiento de la pelcula es directamenteproporcional a la energa depositada y a laradiacin incidente (dosis).

Se utiliza en la vigilancia radiolgica individual


126/404


IPEN, 2006

Diapositiva 126

AUTORADIOGRAFIA DE ALAMBRE DE Iridio-192


127/404


IPEN, 2006

Diapositiva 127

V t j d l d t d l l


128/404


IPEN, 2006

Diapositiva 128

Ventajas de los dosmetros de pelcula

Constituyen un testigo permanenteDiscriminan distintos tipos de energas de

radiacinAbarcan dosis desde pocos Gy hasta cerca decientos de Gy

Desventajas de los dosmetros de pelcula


129/404


IPEN, 2006

Diapositiva 129

Desventajas de los dosmetros de pelcula

Se afectan por agentes fsicos externosEl proceso de revelado es engorroso, noresulta prctico efectuarlo con periodicidad

menor de un mesLa interpretacin no es sencilla. Se puedecometer serios errores si no se tiene buenos

conocimientos y experiencia

d


130/404


IPEN, 2006

Diapositiva 130

Recordar:Es de uso personal e intransferibleSe debe utilizar en una sola instalacinNo debe ser doblado ni perforadoNo debe ser expuesto fuera del portadosmetroUtilizarlo durante el trabajo con radiacionesGuardarlo lejos de las radiaciones

No debe exponerse al calor, humedad o presin

DETECTOR DE CENTELLEO


131/404


IPEN, 2006

Diapositiva 131

FOTOMULTIPLICADOR


132/404


IPEN, 2006

Diapositiva 132

DETECTOR DE CENTELLEO

In form acin entregada: pulso s


133/404


IPEN, 2006

Diapositiva 133

In form acin entregada: pulso s

Radiacin gamma

Radiacin lumnica

Electrones

Multiplicacinelectrnica

Pulsos


134/404


Diapositiva 134

Efecto Tipo de instrumento etectorelctrico Cmara de ionizacin Gas

Contador proporcional Gas

Contador Geiger-Mller Gasqumico Pelcula Emulsin fotogrfica

Termoluminiscente Dosmetro TLD Cristal

Luminoso Contador de Centelleo Cristal

R i t t i d d d i


135/404


Diapositiva 135

Registros computarizados de dosis.

Formatos adecuados para posibles anlisis futuros.

Todos los datos deben mantenerse.


136/404


Diapositiva 136

II.- FUNDAMENTOS DE LAPROTECCIN RADIOLGICA

Objetivo de la seguridad radiolgica

Principios de seguridadMtodos para controlar la exposicin.Cultura de seguridad

OBJETIVOS DE LA PROTECCINRADIOLGICA


137/404


Diapositiva 137

Proporcionar un adecuadonivel de proteccin a laspersonas sin limitarindebidamente lasprcticas beneficiosas quedan lugar a la exposicina radiaciones ionizantes

Normas Internacionales para la ProteccinRadiolgica


138/404


Diapositiva 138

El objetivo de las NBS es prevenir la ocurrencia de efectosa corto plazo de dosis altas de radiacin y restringir laprobabilidad de ocurrencia de efectos a largo plazo.

Normas Bsicas Internacionales de Seguridad(NBS), OIEA Coleccin de Seguridad 115 Normas acordadas internacionalmente Gua prctica para todos los involucrados en la

proteccin radiolgica Reforzar todas las actividades que involucran la

ayuda y apoyo del OIEA

Controlar la exposicin radiolgica

de trabajadores, pacientes y pblico

El Sistema de la NBS de


139/404


Diapositiva 139

Proteccin Radiolgica

Justificacin( 2.20-2.22 de CS 115)

Lmite de dosis( 2.23 de CS 115)Optimizacin de laproteccin y seguridad

( 2.24-2.25 de CS 115)

Las Normas Bsicas de Seguridadrequieren para la proteccin radiolgica:

Objetivos de la Proteccin Radiolgica


140/404


Diapositiva 140

Evitar que ocurran efectosdeterminsticos, y

Reducir al mximo la probabilidadde aparicin de efectos estocsticos

PRINCIPIOS DE LA PROTECCIN RADIOLGICA


141/404


Diapositiva 141

PRINCIPIOS DE LA PROTECCIN RADIOLGICA

JUSTIFICACIN

OPTIMIZACION

LIMITACIN DEDOSIS

Justificacin


142/404


Diapositiva 142

Ninguna prctica que involucre exposicin

deber ser adoptada a menos que produzca un

beneficio suficiente en los individuos expuestos

o en la sociedad para compensar el detrimento

que la radiacin pudiera causar

Justificacin


143/404


Diapositiva 143

Justificacin

Las prcticas debenproducir un beneficiosuficiente paracompensar los daospor radiacin que

pudieran causar

JUSTIFICACINNinguna prctica deber ser adoptada a


144/404


Diapositiva 144

Ninguna prctica deber ser adoptada a

menos que se produzca un beneficioneto.B = V - ( P + X + Y )

B= Beneficio neto

V= Valor bruto = Valor del producto + beneficios sociales P = Costes de produccin X= Costes en proteccin radiolgica Y= Costes para la sociedad del detrimento radiolgico.

***Asegurar que el detrimeto radiolgico sea tenido en cuenta. BENEFICIO > RIESGO

Optimizacin


145/404


Diapositiva 145

En relacin a cualquier fuente particular dentro de una

prctica, la magnitud de las dosis individuales, elnmero de personas expuestas y la probabilidad de

sufrir exposiciones deben ser tan bajas como

razonablemente se puedan alcanzar, considerandolos factores sociales y econmicos

(ALARA: As Low As Reasonably Achievable)

Optimizacin


146/404


Diapositiva 146

OptimizacinLa magnitud de la dosisindividual, el nmero depersonas expuestas, y laprobabilidad de sufrirexposiciones, se reduzcanal valor ms bajo quepueda razonablementealcanzarse, (ALARA),teniendo en cuenta losfactores econmicos ysociales

Limitacin de dosis


147/404


Diapositiva 147

La exposicin normal de los individuos estsujeta a dosis lmites, o a algn control deriesgo en caso de exposiciones potenciales

Limitacin de dosis


148/404


Diapositiva 148

Los lmites de dosis , tienen como objetivo

principal asegurar una proteccin adecuada,

incluso para los individuos ms expuestos.

Lmite de Dosis


149/404


Diapositiva 149

Lmite de Dosis

La exposicin normal de los individuosse deber restringir de modo que ni el

total de la dosis efectiva ni el total dela dosis equivalente a rganos otejidos excedan los lmites de dosisrelevantes

Lmites de Dosis Individual


150/404


Diapositiva 150

Lmites de Dosis Individual

Lmite deDosisEfectiva

Ocupacional

20 mSv por ao

como promedioen un periodo de5 aos, pero que

no exceda 50mSv en cualquier

ao

Pblico

1mSv en un ao

Lmites Laborales de Dosis


151/404


Diapositiva 151

Fuente de Radiacin

Dosis de Cuerpo Intero < 20 mSv/ ao

Lmite de Exposicin Laboral para Extremidades


152/404


Diapositiva 152

Dosis de Extremidades< 500 mSv/ao

Lmite de Dosis en el Cristalino


153/404


Diapositiva 153

Dosis en el cristalino


154/404


Diapositiva 154

Madres:Dosis Total< 2 mSven la gestacinMenores 16 -18 aos:Dosis< 6 m Sv/ao

Riesgos Radiolgicos


155/404


Diapositiva 155

Riesgos RadiolgicosRADIACION - partculas u ondaselectromagnticas emitidas por el materialradiactivo.

CONTAMINACIONpresencia de materialradiactivo en lugares donde no es deseable

Transitoria (no fija)Fija

Ejemplos: Radiacin versus Contaminacin


156/404


Diapositiva 156

Programa de Proteccin Radiolgica


157/404


Diapositiva 157


Requisitos TcnicosSeguridad fsica de fuentes

Defensa en profundidadBuena prctica tecnolgica

Verificacin de la seguridad



158/404


Diapositiva 158

g g

Requisitos de CapacitacinLos trabajadores debern recibir lacapacitacin apropiada en relacin con los

riesgos radiolgicos involucrados y lasprecauciones a adoptar para asegurar lalimitacin de su exposicin y la de otras

personas que pudieran resultar afectadas porlas actividades que ellos realicen.

Recuerde:Principios Generales del Programa


159/404


Diapositiva 159

de Proteccin Radiolgica

Justificacin de la prctica

Optimizacin de la proteccin

Limitacin de dosis del riesgo individual

Recuerde:Principios Generales del Programa de


160/404


Diapositiva 160


Justificacin de la prctica - Ninguna prctica

que involucre exposicin a la radiacin debeadoptarse a menos que produzca un beneficioque pese ms que el dao que causa o podracausar



161/404


Diapositiva 161

p gProteccin Radiolgica

Optimizacin de la proteccin - Las dosis de radiacinylos riesgos deben mantenerseALARA, teniendo en cuentalos factores econmicos y sociales

ALARA (As Low As Reasonably Achievable)Tan Bajo Cmo Rasonablemente Sea Possible Conseguir



162/404


Diapositiva 162


Limitacin de dosis del riesgo individual - La

exposicin de los individuos no debe exceder loslmites de dosis establecidos, donde la dosis oriesgo sera considerada inaceptable

Recuerde:Programa de Proteccin Radiolgica


163/404


Diapositiva 163

g g

OptimizacinALARAMagnitud de dosis individualesNmero de personas expuestasProbabilidad de que ocurranexposiciones

LimitacinLas dosis que reciben las personasestn por debajo de los lmites dedosis primarios

TS-R-1, 302

Recuerde:Trminos Asociados con un Programa


164/404


Diapositiva 164

de Proteccin Radiolgica

Nivel de RadiacinLa tasa de dosis correspondiente

expresada en milisieverts por horaContaminacinPresencia de materialradiactivo no deseadoContaminacin transitoria: Contaminacin que

puede ser retirada de una superficieContaminacin fija: Contaminacin diferente alacontaminacin transitoria

TS-R-1, 233, 214-216

Medidas de Proteccin Radiolgica


165/404


Diapositiva 165

Exposicin

externa

Contra la exposicinexterna:

Tiempo

Distancia

Blindaje

SISTEMAS DE PROTECCIN PARA LA RADIACINEXTERNA


166/404


Diapositiva 166

EXTERNA

DISTANCIA TIEMPO BLINDAJE

DISTANCIA


167/404


Diapositiva 167

A mayor distancia,menorexposicin

SISTEMA DE PROTECCION : DISTANCIA


168/404


Diapositiva 168

La intensidad de la radiacin de la fuente y de la

Distancia


169/404


Diapositiva 169

La intensidad de la radiacin de la fuente, y de la

exposicin a la radiacin, vara inversamente alcuadrado de la distancia.

Por lo tanto, se recomienda que el trabajadormantenga la mayor distancia que sea posible entre l

y la fuente de radiacin Para fines prcticos, la relacin que sintetiza la

utilidad de este parmetro es

H1. d12= H2.d22

Una tasa de dosis de 780 mGy.h-1se mide a partir de 320 GBq deC b lt 60 A di t i t it d l f t ?

EJEMPLO


170/404


Diapositiva 170

Cobalto 60 . A qu distancia est situada la fuente?.

Tasa de dosis = H = 0.78 mSv.h-1

mDistancia

mx

Distancia

mSvx

H hd

12

78.0

320351.0

.320351.0 1

.

2

Proteccin contra radiacin externa : tiempo


171/404


Diapositiva 171

A mayor tiempo,mayor exposicin

Tiempo La exposicin total a la radiacin de un


172/404


Diapositiva 172

La exposicin total a la radiacin de un

individuo es directamente proporcional al

tiempo que l ha estado expuesto a la fuente.

Por lo tanto, es prudente no usar ms tiempo

del necesario cerca a la fuente de radiacin

Proteccin contra radiacin externa :Blindaje


173/404


Diapositiva 173

A mayor blindaje,menorexposicin

Blindaje


174/404


Diapositiva 174

Blindaje: Precauciones solamente con la contaminacin.

: Alcanza algunos metros en el aire; penetra enla epidermis.

xe: Muy penetrantes; blindajes de alta densidady nmero atmico (Pb).

ATENUACION DE LAS RADIACIONES


175/404


Diapositiva 175

ATENUACIN DE LA RADIACIN GAMMA EN LAMATERIAQo


176/404


Diapositiva 176

Xdx

Qo

Qu(X)

Qu(X) = Qo e-ux

Donde , u es el coeficiente de atenuacin de la materia en cm-1


177/404


Diapositiva 177

Energa Espesor Hemirreductor (cm)

(MeV) Plomo Concreto Hierro

60

Co 1,6 6,6 2,2137Cs 0,9 4,4 1,4

192Ir 0,3 3,7 1,1

La capa hemireductora ,es el espesor de un

Capa Hemireductora


178/404


Diapositiva 178

es el espesor de un

determinado materialque disminuye laradiacin incidente en lamitad de su intensidadoriginal.

Puede determinarse porla expresin:

2lnCHR


179/404


Diapositiva 179

Control de los Riesgos Radiolgicos


180/404


Diapositiva 180

Dosis = Tasa de dosis x TiempoLas dosis pueden ser minimizadas al:Reducir el tiempo de exposicin a las radiacionesAumentar la distancia a la fuente de radiacinUsar materiales adecuados para blindar las radiaciones

El Reglamento de Transporte establece lmites entrminos de

Tasas de dosis (basado en modelos asumiendo tiempos depermanencia en el lugar)Distancias de separacin de la fuente

Cultura de la Seguridad

Definida en las NBSI (SS No. 115)


181/404


Diapositiva 181

Definida en las NBSI (SS No. 115)

como conjunto de caractersticas y

actitudes en las entidades y los

individuos que hace que, con carcter demxima prioridad, las cuestiones de

proteccin y seguridad reciban la

atencin que requiere su importancia.

Cultura de la SeguridadTodas las tareas importantes de la seguridad


182/404


Diapositiva 182

deben ser ejecutadas correctamente, con el

debido rigor y el completo conocimiento, la

decisin segura y un adecuado sentido del

deber.

Abarca actitudes y hbitos personales

reflexivos, as como polticas y prioridades

organizativas.

CONOCIMIENTO


183/404


Diapositiva 183

HABITOS

ACTITUDES

CONOCIMIENTO

Cultura de la Seguridad

La direccin debe proporcionar el ambiente, la


184/404


Diapositiva 184

capacitacin y las provisiones necesarias, paramantener y ejerc i tarlas aptitudes del personal.

Libertad para discutir el trabajo de otros, en unespritu de buena voluntad, muchas veces

identificando accidentes potenciales antes de

que ellos ocurran.

TRABAJO ENEQUIPO


185/404


Diapositiva 185

EQUIPO

YMULTIDISCIPLINARIO

Defensa en Profundidad

Definida en NBSI como las aplicaciones


186/404


Diapositiva 186

Definida en NBSI como lasaplicaciones

de ms de una barrera protectora para

cumplir con el objetivo de la seguridad

de modo que la falla en una sea

compensada o corregida con la barrera

protectora siguiente.

Defensa en Profundidad


187/404


Diapositiva 187

Gammagrafa Ind:Fuente

Contenedor

BlindadoArea de trabajo

Area Controlada

Departamento

A. Industrial

Por ejemplo...

GARANTIA DE CALIDAD


188/404


Diapositiva 188

III.- CARACTERSTICAS DE LOS


189/404


Diapositiva 189

EQUIPOS RADIOGRFICOSEquipos de R-X

Equipos de gammagrafaFuentes selladas de fuentes radiactivasRequisitos de seguridad del equipo

Qu es Radiografa Industrial?La radiografa industrial es un test no-destructivo


190/404


Diapositiva 190

para examinar la calidad de un componente oproducto

Es ms frecuentemente utilizada en el control decalidad de soldaduras y en la fabricacin decomponentes industriales

Tambin son usados para testar diversos productosindustriales

GAMMAGRAFIA INDUSTRIAL


191/404


Diapositiva 191

FUENTE

OBJETO DELESTUDIO

RADIACIN

PELCULAFOTOGRFICA

EQUIPOS DE R-X

Fuente generador de electrones


192/404


Diapositiva 192

g

libres (ctodo)

Movimiento de electrones a gran

velocidad

Material adecuado contra el cual han

de chocar los electrones ( nodo).

Esquema de la produccin de Rayos X


193/404


Diapositiva 193


194/404


Diapositiva 194

Produccin de Rayos X

Los Rayos X son radiaciones electromagnticas ionizantescon energas superiores a los 100 eV


195/404


Diapositiva 195

Su produccin se basa en la interaccin de unapartcula cargada (electrn) con electrones y/o ncleos de lostomos de un material (blanco).

Electronesacelerados

Rayos X

Aplicaciones mltiples

Rayos X de frenado o Bremsstrahlung


196/404


Diapositiva 196

Interaccin de unelectrn incidente con

Rayos X de frenado o Bremsstrahlung


197/404


Diapositiva 197

un ncleo del blanco,produciendo laaceleracin del electrn

Emisin de fotones deRayos X con unaenerga igual a laenerga cintica perdidapor el electrn, conocidocomo rayos de frenado

(Bremsstrahlung)Energa mxima del

fotn de Rayos X =Energa cintica delelectrn

Efecto en el haz de R-X debido a cambios de carga ( mAs)


198/404


Diapositiva 198

Principios Bsicos de la Operacin


199/404


Diapositiva 199

Tipos de Equipos de Radiografa Industrial


200/404


Diapositiva 200

ComnAparatos de fuentegammaRayos X direccional

Rayos XpanormicoCrawlers de rayos XCrawlers de gamma

Fuente de controldel Crawler

Poco ComnBetatrnAcelerador lineal(Linac)Radiografa deneutrnAparatos torchRadiografa en tiempo

real (fluoroscopia)

Radiografa Industrial


201/404


Diapositiva 201

Equipos de Rayos XCOMPONENTESPRINCIPALES:

TUBO DE RAYOS X

PANEL DE CONTROL

CABLES


202/404


Diapositiva 202

Rendimiento de kerma en aireSe desea determinar el kerma en aire libre producido por un

tubo de rayos X con los siguientes datos:


203/404


Diapositiva 203

tubo de rayos X con los siguientes datos:

Tipo de alimentacin de alta tensin: rectificacin de

onda completa

Diferencia de potencial aplicada = 70 kVp

Corriente de tubo = 200 mA

Tiempo de exposicin = 0,25 s

Filtracin propia o inherente = 1 mmAl

Filtracin adicional o agregada = 1 mmAlDistancia foco-piel = 65 cm

Fig 1 Rendimiento a 75 cm de distancia focalmGy/mAs


204/404


Diapositiva 204

mGy/mAs


205/404


Diapositiva 205

Rendimiento a 1 m dedistancia focal

Se calcula la filtracin total como:


206/404


Diapositiva 206

Fil tracin to tal=fi l tracin prop ia + fi l tracin agregada=1 mmAl + 1 mmAl = 2 mmAl

Con ese valor de la filtracin total, 2 mm Al, con el valorde la tensin aplicada 70 kV y sabiendo que se trata de

rectificacin total, se entra en el grfico de la figura 1 y se

obtiene el rendimiento a 75 cm de distancia de referencia

cuyo valor es 0,094 mGy/mAseg

)habiendo obtenido el rendimiento a 75 cm, se calcula acontinuacin el kerma en aire libre (ka) a esa distancia de lasiguiente manera:


207/404


Diapositiva 207

siguiente manera:

kaa 75 cm = Rend im iento a 75 cm . co rr iente de tubo .t iempo de expo sic in

= 0,094 mGy /mAs . 200 mA . 0,25 s= 4,7 mGy

Para hallar el ka a una distancia foco-piel de 65 cm, restacorregir el valor de ka a 75 cm de acuerdo a la ley de lainversa del cuadrado de la distancia como sigue:

kaa 65 cm = kaa 75 cm . (75 cm / 65 cm)2= 6.25 mGy

BLINDAJE RADIACIONDE FUGA


208/404


Diapositiva 208

BARRERASECUNDARIA

BARRERAPRIMARIA

MATERIALP/ENSAYO

RADIACION UTIL

RADIACIONDISPERSA

RADIACIONRESIDUAL

Clculo de blindajesLos principales factores que intervienen en el clculo

de blindajes son los siguientes:


209/404


Diapositiva 209

a) los lmites de dosisautorizados correspondientes alas personas a proteger o las dosis surgidas de los

estudios de optimizacin

b) la fraccin del tiempo de trabajo o factor deocupacin T, que tales personas permanecen en losrecintos contiguos a los blindajes

c) la carga elctrica de trabajo, mensual, del equipo W

en [mAmin/mes]d) el kilovoltaje con que se usa el tubo de rayos X

Clculo de blindajese) la fraccin del tiempo de trabajo o factor de uso U,

que el haz de rayos X es orientado hacia el blindaje


210/404


Diapositiva 210

que el haz de rayos X es orientado hacia el blindaje

bajo clculo (pared, piso o techo)

f) la distancia d entre la fuente y el blindaje (la

fuente es el tubo cuando se calcula el blindaje para

la radiacin directa y el conjunto de material aensayarse en el caso de la radiacin dispersa)g) la distancia S entre el tubo y el material aensayarse.

LIMITES DE DOSISAREA LOCAL LIM ITE T


211/404


Diapositiva 211

AREA LOCAL LIM ITE

(mSv/sem.)

T

Controlada

Libre

Trabajadores

-Adyacentes-Vestuario

-Sala de espera

-Circulacin externa

0,4

0,020,02

0,02

0,02

1

1

1

1/16

CALCULO DE ESPESORESEnerga de la radiacin


212/404


Diapositiva 212

Energa de la radiacin

Carga de trabajo ( W )

Factor de Uso ( U )

Factor de Ocupacin ( T )

BLINDAJE PARA LA RADIACION DIRECTA

2dkk

aLamax

(1)


213/404


Diapositiva 213

2m1TUWW m

BLINDAJE PARA LA RADIACION DISPERSA

4

22

m1

1000

TUW

Sdk

W

k

m

aLamax

(1)

(2)

Grf .a.- MATERIAL PARA BLINDAJE


214/404


Diapositiva 214

Grf. b.- MATERIAL PARA BLINDAJE


215/404


Diapositiva 215

Grf. c.- MATERIAL PARA BLINDAJE


216/404


Diapositiva 216

Grf. d.- MATERIAL PARA BLINDAJE


217/404


Diapositiva 217

EJERCICIO - Radiacin directa


218/404


Diapositiva 218

d = 2 metros

Datos:

Kv : 100 Wm = 1500 mAmin/mes

U : 1 T : 1

SolucinKal = 0.5 mGy/ao ---------- 0.04 mGy/mes

En ( 1) :


219/404


Diapositiva 219

En ( 1) :

)1)(1)(1(/1500

)2(/04.02

2

mx

mmesmAmin

mmesmGy

W

Ka

mAmin

mGyx

W

Ka4

mx 1006.1

(f)

(f) en Grf. a. , se tiene 0.34 cm de plomo

EJERCICIO - Radiacin dispersa


220/404


Diapositiva 220

S = 0.4 m

D = 1.5 metros

Datos :

Wm : 4000 mAmin/mesKv : 75 kV

SolucinKal = 0.5 mGy/ao ---------- 0.04 mGy/mes

En ( 2) :


221/404


Diapositiva 221

)1)(1)(1(/4000

1000)4.0()5.1(/04.04

22mx

mmesmAmin

mmmesmGy

W

Ka

mAmin

mGyx

W

Ka3

mx 106.3

(g) en Grf. a. , se tiene 0.19 cm de plomo

(g)

RADIONUCLEIDO ENERGAS ESPESOR OPTIMO( MeV ) DEL ACERO ( mm )


222/404


Diapositiva 222

Cobalto 60 Altas (1.17 y 1.33) 50 - 150

Cesio - 137 Altas ( 0.662 ) 50 - 100

Iridio -192 Medias ( 0.2 - 1.4 ) 10 - 70

Iterbio - 169 Bajas ( 0.008 - 0.31 ) 2.5 - 15

Tulio - 170 Bajas ( 0.08 ) 2.5 - 12.5

Equipamiento de radiografa


223/404


Diapositiva 223

Fuentes selladas:

Diseado, manufacturado y ensayado de

acuerdo a las normas : ISO 2919

ISO 3999

ISO 9978


224/404


Diapositiva 224

PROCESO DE PRODUCCIN DE FUENTES SELLADAS

DE IRIDIO-192

IRIDIO METLICO


225/404


Diapositiva 225

IRRADIACIN ENREACTOR NUCLEAR

ENFRIAMIENTO DELBLANCO IRRADIADO

POR 7 DAS

TRANSFERENCIA ARECINTOS BLINDADOS

...

IRIDIO-192 A CPSULAS DEACERO INOXIDABLE AISI 304


226/404


Diapositiva 226

SELLADO DE FUENTERADIACTIVO POR PROCESO

TIG ( ISO 2919 )

CONTROL VISUAL (ISO 9978)

ENSAYO DE FROTIS ( ISO 9978)

ENSAYO DE INMERSIN (ISO 9978)

NO

NO

NO...

TRANSFERENCIA DE PORTAFUENTEA CONTENEDOR TIPO B(U)

...


227/404


Diapositiva 227

EMISIN DE CERTIFICADO DEPRODUCCIN Y CONTROL DE

CALIDAD ( ISO 1677 )

CONTROL DE SEGURIDAD YPROTECCIN RADIOLGICA PARA

TRANSPORTE SEGURO

REMISIN AL CLIENTE


228/404


Diapositiva 228

ABUNDANCIA ISOTPICA :

77Ir191 37. 3 %

77Ir193 62.7 %

DENSIDAD : 22.4 g / cm3

PUNTO DE FUSIN : 2410 0C

PUNTO DE EBULLICIN : 413O0C

BLANCOS DE IRIDIO METLICO


229/404


Diapositiva 229

EL IRIDIO-192 ES PRODUCIDO EN UN REACTOR


230/404


Diapositiva 230

NUCLEAR DE ACUERDO A LA SIGUIENTEREACCIN NUCLEAR:

77Ir191

+ 0n1

77Ir192 + + 77Ir193 + 0n1 77

Ir194 + +

192mIr193mIr

REACCION NUCLEAR PARA LA PRODUCCIN DE IRIDIO-192


231/404


Diapositiva 231

192Ir191Ir

192Os 192Pt

193Ir

A = 400 BARNS

0 = 540 BARNS

= 1500 BARNS

= SECCIN EFICAZ DE ACTIVACIN


232/404


Diapositiva 232

REACTORNUCLEAR

RP-10

NCLEO DEL REACTOR NUCLEAR RP-10


233/404


Diapositiva 233

RECINTO EN OPERACIN


234/404


Diapositiva 234

SELLADO DE FUENTE - PROCESO TIG


235/404


Diapositiva 235

CORDN DE SOLDADURA - TIG


236/404


Diapositiva 236

METALOGRAFA DE LA UNIN SOLDADA - TIG

5/28/2018 INSTITUTO PE

instituto peruano ipen[1]

Documents

ciencia ipen

peruano de energa nuclearmsc

nmero de protonesen

nmero total

nmero de masa atmicaahidrgeno

hidrgeno z

helio z

carbono z