GRANDEZAS DOSIMÉTRICAS BÁSICAS (7 ª aula) Existem várias unidades que medem diversas características das radiações ionizantes e, também, das substâncias radioativas. 1)ATIVIDADE 2)EXPOSIÇÃO 3)DOSE ABSORVIDA 4)DOSE EQUIVALENTE 5)DOSE EFETIVA Um novo sistema de unidades foi adotado!
1)ATIVIDADE Definição: Atividade é o número de átomos que se desintegram (dn) em uma amostra por unidade de tempo (dt), isto é, é a velocidade de desintegração dos átomos: A = dn/dt Até recentemente a unidade padrão de atividade foi o Curie (Ci), sendo: 1 Ci = 3,7 x 10 10 s -1 Em 1977, a ICRP n0 26 definiu como unidade de atividade o BECQUEREL (Bq) como: 1 Bq = 1 s -1 Assim: 1 Ci = 3,7 x 10 10 Bq ou 1 Bq = 2,7 x 10-11 Ci
Diferentes aplicações requerem quantidades de atividade grandes ou pequenas, que serão múltiplos ou frações da unidade básica:. fonte de radioagrafia... Ci. terapia com rádio... mci.. diagnóstico em medicina nuclear... Ci. quantidades medidas em amostras de sangue... pci. terapia com Co-60... kci. atividades de reatores ou bombas nucleares... Mci
2)EXPOSIÇÃO Definição:A exposição (X), é uma grandeza que mede a quantidade de ionização produzida pela radiação X ou no ar. A exposição é: X = dq/dm onde dq é a soma de todas as cargas de mesmo sinal criadas no ar quando todos os elétrons (positivos e negativos) liberados por fótons em um elemento de volume de ar de massa dm, são completamente freiados no ar.
A exposição é a medida da quantidade de radiação absorvida pelo ar, definida a partir da ionização que os fótons produzem no ar, e está diretamente relacionada ao fluxo de radiação incidente num dado corpo. A unidade de exposição é Coulomb por quilograma (C/Kg). A unidade especial de exposição é Roentegen (R), que equivale a: 1 R = 2,58 x 10-4 C/Kg ou 1 C/Kg = 3876 R
3)DOSE ABSORVIDA O Roentgen foi inadequado não somente porque era limitado a raios X e, mas também porque era uma medida física de ionização, e não uma quantidade de energia transferida pela radiação à matéria. Em 1953 a ICRP estabeleceu a Dose Absorvida (D), que vale para qualquer radiação ionizante. Definição: D é a energia absorvida (d ) por unidade de massa (dm) da matéria que a radiação ionizante atravesssa: D = d /dm
UNIDADES: A unidade de dose absorvida é J/Kg, que recebe o nome de Gray (Gy): 1 Gy = 1 J/Kg A unidade especial de dose absorvida, o rad, é equivalente a: 1 rad = 10-2 Gy ou 1 Gy = 100 rad A dose absorvida no ar devido a uma exposição de 1R é igual a 0,87 rad = 0,0087 Gy.
4)DOSE EQUIVALENTE A dose absorvida mede a quantidade de energia cedida à matéria, mas nada diz sobre os efeitos biológicos produzidos. Diferentes tipos de radiação podem produzir diferentes efeitos biológicos, para uma mesma dose absorvida. A dose absorvida deve então ser modificada por um Fator de Qualidade (Q), que vai permitir relacionar a energia cedida à matéria aos danos no organismo. Com o uso do fator de qualidade foi possível a introdução de padrões e limites de proteção radiológica.
Valores comumente usados para Q são:. raios X ou... 1. eletrons... 1. neutrons térmicos... 5. neutrons energéticos... 10. protons... 5. e fragmentos de fissão... 20 Mas Atenção Os valores de Q são usados somente para aplicações rotineiras de proteção radiológica, e não devem ser usados para avaliar efeitos biológicos em exposições acidentais agudas ou em estudos de radiologia.
A dose equivalente é então: H = D Q A unidade para D e H é a mesma, J/Kg, uma vez que Q é adimensional. O nome da unidade de dose equivalente, no entanto, é Sievert (Sv): 1 Sv = 1 J/Kg A unidade especial de dose equivalente, o rem (Roentgen equivalent man), vale: 1 Sv = 100 rem ou 1 rem = 10-2 Sv
5)DOSE EFETIVA A relação entre a probabilidade do aparecimento de câncer e de defeitos genéticos, e a dose equivalente, depende também do órgão ou tecido irradiado. Em 1993, a ICRP introduziu o conceito de Dose Efetiva, como uma dose ponderada por fatores de peso derivados dos riscos de morte para trabalhadores, causada por câncer nos órgãos irradiados, e um fator de peso para as gônadas derivado do risco de efeito genético, definida por: E = w T H T onde H T é a dose equivalente no tecido ou órgão T, e w T é o fator de peso do tecido ou órgão.
Os fatores de peso representam a contribuição relativa do órgão ou tecido para o detrimento total devido aos efeitos de uma irradiação uniforme de corpo inteiro. Os fatores de peso são independentes do tipo e da energia da radiação incidente no corpo, e seus valores são:. gônadas... 0,20. medula óssea... 0,12. cólon... 0,12. pulmão... 0,12. estômago... 0,12. bexiga....0,05. mama... 0,05. fígado... 0,05. esôfago...0,05. toróide...0,05. pele...0,01. superfície óssea...0,01. restante...0,05 Restante: glândulas suprarenais, cérebro, intestino, rins, pâncreas, baço e útero.
Resumindo... Quantidades Unidades Nome símbolo Definição nome Unidade Especial Atividade A s -1 Bequerel: 1 Bq = 1 s -1 1 Ci = 3,7 x 10 10 Bq 1 Bq = 2,7 x 10-11 Ci Exposição X C/kg Roentgen 1 R = 2,58 x 10-4 C/Kg Taxa de Exposição C/kg/s Dose Absorvida X D J/kg Gray (Gy): 1 Gy = 1 J/Kg 1 rad = 10-2 Gy 1 Gy = 100 rad Taxa de dose Absorvida D H J/kg/s Dose Equivalente J/kg Sievert (Sv): 1 Sv = 1 J/Kg 1 Sv = 100 rem 1 rem = 10-2 Sv Taxa de Dose Equivalente H J/kg/s