Dose de radiação

Dose de radiação é o termo usado para descrever os efeitos da radiação ionizante na matéria . Dose de energia ou dose de energia é a radiação emitida pela radiação por massa de energia do material, taxa de dose , dose de energia por período de tempo, portanto, o desempenho por massa registrado .

energia

O fator decisivo para o efeito da radiação é o trabalho realizado na matéria , ou seja, a energia transferida para um volume (unidade: J = Joule).

Dose absorvida

A dose absorvida é a energia absorvida ao longo de toda a duração da irradiação em relação à massa irradiada .

É feita uma distinção entre os tamanhos de dose física para diferentes áreas de aplicação:

Dose de íon

Outra medida física para a dose de radiação é a dose de íon , que indica quanta carga (de um sinal) é liberada em um corpo pela radiação:

Trabalho de dosagem avaliado

As mesmas doses de energia física podem ter diferentes efeitos fisiológicos em sistemas biológicos , como órgãos humanos . É por isso que existe um trabalho de dosagem que é avaliado de maneira radiológica diferente para diferentes tipos de radiação para sistemas biológicos :

Assim como as doses de energia não avaliadas, essas grandezas avaliadas possuem a unidade J / kg. Porém, para marcá- las como doses nominais , elas são fornecidas no sistema internacional de medida na unidade física Sievert (Sv = J / kg, anteriormente também Rem ).

poder

O poder físico da radiação é o trabalho feito na matéria por período de tempo ou a energia transferida através de uma seção transversal por período de tempo ,

  • Potência (unidade: J / s = joule / segundo = watt);

Taxa de dose

Uma taxa de dose também é definida para todas as variáveis ​​medidas nomeadas : Esta é a dose registrada por intervalo de tempo, ou seja, o quociente diferencial instantâneo da dose de trabalho ao longo do tempo ou um valor médio da energia diferencial durante um período de tempo mais longo. Esta taxa de dose é dada em relação à massa e ao tempo:

  • Taxa de dose (unidade: J / (kg s) = cinza / segundo, não ponderada)
  • Taxa de dose (unidade: J / (kg s) = sievert / segundo, ponderado)

O termo “taxa de dose” é freqüentemente usado como sinônimo para isso.

Dose e fator de eficácia da taxa de dose

Para fins práticos, é freqüentemente assumido que os efeitos da radiação estocástica seguem uma relação de dose proporcional ( hipótese LNT , Inglês Linear Sem Limiar , linear sem valor de limite ). Na faixa de dose baixa, entretanto, estudos indicam que o risco de radiação determinado com base na hipótese de LNT é superestimado. A Comissão Internacional de Proteção Radiológica resume essas influências em um fator de eficácia de dose e taxa de dose (DDREF). Em sua recomendação ICRP 103, ele confirma o valor introduzido anteriormente com DDREF = 2, que divide os coeficientes de risco determinados por extrapolação linear para a faixa de baixas doses e taxas de baixas doses .

Na história dos conceitos

Após a descoberta dos raios X ( Röntgen , 1895) e da radioatividade ( Becquerel , 1896), foram observados os efeitos da radiação ionizante em humanos. As tentativas de usá-los para terapia só deram resultados reproduzíveis após vários graus de sucesso, quando foi possível administrar radiação ionizante de uma força definida, comparável a uma certa dose de um medicamento. A dose de radiação correspondeu a este conceito farmacológico . Por razões práticas, foi medida a carga iônica, a radiação ionizante gerada na matéria, normalmente no ar. Essa dose de íons, a carga elétrica formada por massa , é uma quantidade puramente mensurável fisicamente. Como todo processo de ionização está vinculado a um determinado gasto de energia, a dose do íon é proporcional à dose absorvida. Essa energia depositada em um elemento de massa pela radiação ionizante leva em grande parte ao aquecimento do corpo. O aumento da temperatura é mensurável e, mais recentemente, tentativas foram feitas para representar a unidade de dose absorvida diretamente por meio de medidas calorimétricas (aquecimento da água). No entanto, o aumento da temperatura é muito pequeno: uma dose de 50 Gray administrada a uma pessoa em um curto período de tempo  , no qual a morte ocorre em poucas horas, gera apenas um aumento de temperatura de cerca de 0,01 ° C na água. O efeito especial da radiação é causado pela ionização e pelos radicais livres formados como resultado.

Uso em radioterapia médica

De acordo com as recomendações atuais, a dose absorvida, ou seja, a energia absorvida por quilograma de material irradiado ou tecido irradiado, medida em Gy ( Gray ), 1 Gy = 1 J / kg, é usada na radioterapia médica . Fatores de avaliação ( fatores de RBW ) são usados para levar em consideração diferentes efetividade biológica .

A dose absorvida é uma quantidade adequada para estimar os efeitos diretos em humanos ( dano de radiação determinística ). Para um determinado tipo, energia e duração da radiação, a dose absorvida depende da composição química do material. Por este motivo, escolhe-se como material de referência z. B. uma composição elementar semelhante a tecido ou água. A dose absorvida determinada para um determinado material de referência pode ser convertida em dose absorvida para outro material com o auxílio de fatores de correção.

Determinação de dose para fontes radioativas e taxa de dose

As chamadas constantes de taxa de dose são usadas para estabelecer uma relação entre a atividade de uma fonte radioativa (idealmente puntiforme, não blindada) e a dose que ela gera a uma certa distância . A dose de radiação absorvida por período de tempo é chamada de taxa de dose (unidade: Sv / s ou Sv / h).

No caso de emissores incorporados , a estimativa da dose pode ser difícil. É importante saber sobre a cinética da substância no corpo, i. H. como é distribuído no corpo (ou seja, como a dose é distribuída em percentagens pelos vários órgãos) e como e com que rapidez ( meia-vida biológica ) é excretada, bem como informações sobre há quanto tempo foi incorporada. A atividade momentânea distribuída no corpo pode, e. B. estimativa por meio de uma medição de amostra de urina.

A determinação da dose é uma etapa importante no planejamento de uma terapia de radiação ou terapia de medicina nuclear .

Uso em proteção contra radiação

Na proteção contra radiação , os tamanhos de dose avaliados radiologicamente foram definidos para levar em consideração os diferentes riscos de radiação para diferentes tipos de radiação e diferentes tipos de tecido:

  • A dose corporal na forma de dose para o órgão e a dose efetiva são utilizadas para estabelecer os valores-limite . A ocorrência de dano de radiação estocástica é quantificada com a dose efetiva.
  • O equivalente de dose na forma de equivalente de dose ambiente ou dose pessoal é usado como medida de proteção radiológica .

A unidade comum de todos os tamanhos de dose avaliados radiologicamente é Sv (Sievert) . Em muitos casos de proteção contra radiação prática (para raios-X , gama e beta , ou seja , radiação eletromagnética e de elétrons ) aplica-se o seguinte: 1 Gy = 1 Sv. No caso da radiação alfa , próton e nêutron, entretanto , esta equação não se aplica devido à sua maior eficácia biológica. Isso é levado em consideração por fatores de ponderação de radiação entre 5 e 20 (dependendo da energia e do tipo de partícula).

O perigo de permanecer na vizinhança de uma ou mais fontes de radiação pode ser caracterizado pela especificação da taxa de dose prevalecente em um ponto de medição.

Veja também

literatura

  • W. Schlegel, J. Bille (Ed.): Medical Physics 2, Radiation Physics. Springer Verlag, 2002, ISBN 3-540-65254-X .
  • H. Krieger: Radiation Physics, Dosimetry and Radiation Protection. 3ª edição revisada. Volume 2, Teubner Verlag, 2001, ISBN 3-519-23078-X .

Links da web

Evidência individual

  1. ↑ DIN 6814, parte 3
  2. ↑ a b BAnz AT 3 de maio de 2016 B4