Dosimetría Física y Biológica
La Dosis Física es la energía absorvida por unindad de masa, luego la expresión mpara calcularla es
Las unidades de la dosis física son ...
J/kg = 1 Gray = 1 Gy
1 Gy = 100 rad
La Dosis Biológica es el efecto en los tejidos biológicos, segun una determinada dosis fisica.
Al irradiar una muestra biològica con cierta energìa radioactiva, los efectos producidos dependen del tipo de radiación, de ahí que se hable de la dosis biológica, irradiar con 100 J de rayos x, o con 100 J de rayos beta, no producen el mismo efecto biológico. Luego ...
Dosis Biológica = Dosis Física × EBR
la EBR es la Eficacia Biológica Radioactiva, que es el factor que hace comparables los diferentes tipos de radiación según el efecto biológico.
1 Gy · EBR = 1 Sievert = 1 Sv (EBR = 1)
1 rad · EBR = 1 rem (EBR = 1)
1 Sv = 100 rem
Efectos Biológicos
Ejemplo 8.10.
Para destruir el 60 por 100 de una determinada población de bacterias se necesita una dosis de 400 rad de rayos X de 200 keV. Si 100 rad de partículas β – de cierta energía destruyen casi el mismo tanto por ciento de la población de bacterias, ¿cuál es la eficacia biológica relativa de dichas partículas β –? (Se toma como EBR = 1 la de los rayos X de 200 keV.)
Ejemplo 8.11.
Se pretende destruir un tumor de 1010 células mediante una radiación γ de alta energía. La intensidad de la dosis recibida es de 1 800 rad/hora. ¿Cuánto tiempo de exposición será necesario para reducir el tumor a tan sólo 10 células? Se supone que la destrucción del tumor obedece a una ecuación del tipo C(D) = C(0)e–D/D0, con D0 = 200 rad.
Ejemplo 8.12.
Una población celular homogénea absorbe una dosis de 1 000 rad de rayos
X de 200 keV. Después de esta irradiación sólo sobrevive el 37 por 100 de la
población.
a) Calcular la dosis letal 50.
b) Si se pretende conseguir la misma dosis letal con una radiación de eficacia biológica relativa 0,85, ¿cuál será la dosis necesaria?
Ejemplo 8.13.
La semivida fisica de un determinado radioisótopo utilizado para exploración
biológica es de 8 días. Sin embargo, es eliminado del cuerpo por los procesos
biológicos según una semivida de 3 días.
a) ¿Cuál será la semivida efectiva del isótopo en el cuerpo?
b) Si la dosis original es de 100 microcurios, ¿qué dosis permanecerá al cabo de 24 días?
Ejemplo 8.14.
El 60Co decae con una semivida de 5,27 años (1,66 × 108 s), emitiendo dos rayos γ, los cuales se utilizan en el tratamiento del cáncer.
a) ¿Cuál es la masa de 60Co correspondiente a una actividad de 1 000 curios?
b) La energía de cada uno de dichos rayos es 1,33 MeV. Suponiendo que la quinta parte de dichos rayos atraviesa el cuerpo sin reaccionar, ¿cuál es la dosis recibida por el paciente durante un minuto de irradiación? (peso del paciente, 70 kg; 1 MeV, 1,6 × 10–13 J).
c) ¿Qué aumento de temperatura producirá esta energía si es absorbida homogéneamente por todo el cuerpo y si el calor específico de éste fuera el del agua?
Ejemplo 8.16.
Una determinada central nuclear vierte a un río 50 curios al día de 137Cs (la semivida de dicho elemento es 30 años). El caudal del río es de 50 000 litros/segundo.
a) Calcular la actividad por litro de agua del río.
Los peces de dicho río acumulan en su cuerpo materia radiactiva, con una actividad unas cinco veces superior a la del agua por gramo de sustancia.
b) Calcular la dosis ingerida por una persona de 70 kg que come 1 kg de pescado por semana.
Si cada radiación transporta 1 MeV de energía y si la máxima dosis aconsejable es de 0,5 rems/año y si la EBR de dicha radiación es 2,
c) ¿qué tanto por ciento de la dosis máxima supone la dosis ingerida?