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RADIACIONES IONIZANTES Y NO IONIZANTES. APLICACIONES Y RIESGOS. (Actualizado Abril 2003) - PDF
RADIACIONES IONIZANTES Y NO IONIZANTES. APLICACIONES Y RIESGOS. (Actualizado Abril 2003)
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Victoria Rodríguez Maestre
1 1 RADIACIONES IONIZANTES Y NO IONIZANTES. APLICACIONES Y RIESGOS. (Actualizado Abril 2003) José Luis Carrasco Rodríguez Especialista en Radiofísica Hospitalaria. Jefe de Servicio de Protección Radiológica Hospital U. Virgen de la Victoria de Málaga. Tfno.: OBJETIVOS BÁSICOS. i) Saber qué radiaciones son ionizantes y cuáles no ionizantes, y para cada tipo: ii) Conocer en qué ámbitos aparecen y cómo se generan. iii) Conocer sus efectos biológicos demostrados y/ó supuestos. iv) Conocer la forma de cuantificarlas y medirlas (magnitudes, unidades, detectores,...). v) Comprender los riesgos laborales a que se está expuesto al utilizarlas. vi) Conocer cómo nos podemos proteger frente a ellas. vii) Conocer las normas, recomendaciones y legislación en relación con las radiaciones. Todo ello, de forma básica pero suficientemente profunda para comprender adecuadamente lo relacionado en los puntos v) y vi). 2. CLASIFICACIÓN DE LAS RADIACIONES. RADIACIONES IONIZANTES NO IONIZANTES Partículas con masa Rem* Rem* Alfa Beta Neutrones Otros** Gamma, RX UV Visible IR Microondas RF * Radiación electromagnética ** Otros: protones, núcleos pesados,... En todos los casos cuando hablamos de radiación estamos pensando en haces formados por un gran número de partículas del tipo que corresponda. Una partícula es ionizante cuando al atravesar un medio e interaccionar con los átomos del mismo, es capaz de arrancar electrones de las capas más externas de la corteza de los átomos, creando iones, que son más inestables y activos químicamente que el átomo neutro inicial.
2 Haces de radiación de partículas con masa. Las partículas masivas que forman los haces de radiación ionizante se distinguen unas de otras básicamente en dos parámetros: su masa y su carga. NOMBRE SÍMBOLO CONSTITUCIÓN CARGA MASA Partícula alfa α Núcleo 4 2He m e Partícula beta β Electrón - m e Neutrón n Neutrón m e Donde un indica la carga eléctrica del electrón, un + el equivalente en positivo de la carga eléctrica del electrón, y m e = masa del electrón = 9, Kg. Todas ellas se originan en procesos ocurridos en los núcleos de los átomos. Las radiaciones alfa son partículas pesadas cargadas positivamente, y son emitidas por átomos de elementos de altos números atómicos como el Uranio y el Radio (en desintegraciones y en fisiones). Son detenidas por una hoja de papel ó por nuestra propia epidermis. Sin embargo, si un material emisor alfa lo inhalamos ó ingerimos, quedarían expuestos directamente nuestros tejidos y recibiríamos gran daño biológico. Las radiaciones beta son emisiones de haces de electrones originados en los núcleos de los átomos, en su proceso de desintegración. Son más penetrantes que las partículas alfa, y pueden llegar a atravesar 1 ó 2 cm. de agua. En general una hoja de aluminio de pocos milímetros de espesor detendrá el haz de partículas beta. Los neutrones son partículas no cargadas, que producen ionización indirectamente (esto es, al interaccionar con los átomos de la materia, originan rayos alfa, beta, gamma ó X que producen a su vez ionización). Son muy penetrantes, y para detenerlos se usan masas gruesas de hormigón, agua, parafina,... y en ocasiones venenos neutrónicos. En términos generales, para las partículas cargadas, la capacidad de penetración será mayor cuanto mayor sea su energía, y el daño biológico será mayor cuanta mayor sea la carga de la partícula (-> ver factor de calidad) y menor la energía.
3 Radiación electromagnética (Rem). En principio todas las Rem son lo mismo: transporte de energía sin soporte material. En todos los casos el transporte se realiza de forma ondulatoria y a igual velocidad en el vacío (c = Km/s). Sin embargo, cuando tropiezan con la materia no se comportan igual: La luz visible podemos verla, la radiación X ó las radiofrecuencias no. La radiación infrarroja la detectamos como calor, aunque no la vemos. Los rayos X nos atraviesan, sin embargo somos opacos a la luz visible. El parámetro que distingue un tipo de Rem de otro es su frecuencia: ν,esto es, el número de ondas por segundo que pasan por un cierto punto. La frecuencia se mide en Hz (= 1 ciclo/segundo). En ocasiones se describe una Rem por su longitud de onda (λ) (dimensiones de distancia (m.)), pero en realidad ambos parámetros no son independientes, puesto que ν=c/λ. En la siguiente figura podemos ver los distintos nombres que se dan a la radiación electromagnética según el tramo de frecuencia (ó de energía) en que estemos.
4 4 Para explicar algunos comportamientos de Rem de alta frecuencia (en particular la ionización) hemos de ver, sin embargo, al haz de radiación como formado por pequeños paquetes de energía a los que denominamos fotones (podrían verse como partículas sin masa en reposo, pura energía). La expresión que relaciona ambos puntos de vista (ondulatorio y corpuscular) de la Rem es la siguiente: E (fotón) = h. ν Donde h = 6,62 E-34 Julio.s -1 es la constante de Planck. De esta forma, una Rem de mayor frecuencia es también una Rem de mayor energía. Las zonas de más altas energías (RX y rayos γ ) son ionizantes (incluso tb. lo es el UV lejano (UVC)); el resto son no ionizantes. Es costumbre expresar las radiaciones no ionizantes de frecuencia más baja mediante el valor de su frecuencia (Hz), la zona del visible y alrededores (IR, UV) mediante la longitud de onda (nm), y las Rem ionizantes mediante su energía (KeV ó MeV). Nota: En este ámbito la unidad de energía utilizada es el electronvoltio (ev), en lugar del Julio. El ev es la energía adquirida por un electrón cuando se le somete a una diferencia de potencial de un voltio. 3. EN QUÉ ÁMBITOS APARECEN LAS RADIACIONES? COMO SE GENERAN? 3.1. Radiaciones ionizantes. Las radiaciones ionizantes pueden aparecer bien como emisión de materiales radiactivos (sean estos naturales ó creados artificialmente), bien generadas mediante equipamiento eléctrico. En la siguiente tabla se recogen algunas de las aplicaciones de los materiales radiactivos: UTILIZACIÓN ISÓTOPOS RADIACTIVOS Telegammaterapia Cobalto-60 Radioterapia (alta intensidad) Iridio-192 Radioterapia (baja intensidad) Cesio-137, Iridio-192 Irradiación de productos sanguíneos Cobalto-60, Cesio-137 Irradiación industrial Cobalto-60, Cesio-137 Medidas de espesor Cobalto-60, Kripton-85, Cesio-137, Americio-241 Medidas de nivel Cobalto-60 Medidas de humedad y densidad Americio, Berilio, Cesio-137 Radiografías industriales Cobalto-60, Iridio-192 Análisis por fluorescencia de rayos X Hierro 55, Americio 241, Plutonio 238 Cromatografía en fase gaseosa Níquel 63, Tritio (Hidrógeno 3) Detectores de humo, pararrayos radiactivos Americio 241
5 5 En el caso de la generación de energía eléctrica en centrales nucleares, en que se usa habitualmente Uranio como material generador de energía, se obtienen como productos residuales una larga colección de isótopos radiactivos, que emiten todos los tipos de radiaciones ionizantes. En Medicina se utilizan las radiaciones ionizantes esencialmente en tres ámbitos: Radiodiagnóstico (RX), Medicina Nuclear y Laboratorios (radiación gamma, radiación beta y radiación alfa), y Radioterapia (radiación gamma (Co-60, Ir-192, Cs-137), radiación X (en aceleradores de electrones trabajando en régimen de rayos X), radiación beta y alfa, e incluso neutrones y núcleos pesados). En general para tratamientos se usa radiación con partículas masivas ó Rem de energías más altas, y para diagnóstico Rem de menores energías. Además aparecen radiaciones ionizantes en aceleradores de partículas de alta energía, reactores de fusión, procedimientos de datación de materiales (C-14), generadores de neutrones ó pilas de larga duración (Pu-238 para funcionamiento de equipos sin posible reposición energética), etc Radiaciones no ionizantes. Separadas según el tramo del espectro: 1 Hz 300 KHz LF, ELF (Radiación de baja y muy baja frecuencia) Campos eléctricos de aparatos, red eléctrica convencional, monitores de video ( Hz), tramos de radio AM. 300 KHz 300 MHz RF (Radiofrecuencias) Tramos de radio AM, radio FM, Onda corta médica (27 MHz), RMN (2,13 MHz para campo magnético de 1T). 300 MHz 300 GHz M.O. (microondas) Aparatos domésticos por microondas. Telefonía móvil (900 MHz, 1800 MHz). Microondas para fisioterapia médica: 2450 MHz y 915 MHz. Radar y otras comunicaciones por microondas. 300 GHz 780 nm IR (Infrarrojo) Luz solar, aparatos para terapia con calor, láser 780 nm 400 nm Luz visible Luz solar, fototerapia, láser. 400 nm 100 nm UV (Ultravioleta) Luz solar, materiales por encima de 2700K, tubos fluorescentes, Esterilización de comida y aire, tratamientos de radioterapia,... El UV más lejano (más alejado de la zona del visible) empieza ya a considerarse radiación electromagnética ionizante.
6 6 4. RADIACIONES IONIZANTES Como ya se ha comentado, las radiaciones ionizantes se producen bien mediante equipamiento eléctrico, bien a partir de materiales radiactivos naturales ó artificiales Actividad de un material. Ley de desintegración radiactiva. Un material emite radiaciones ionizantes (y decimos que es radiactivo) cuando parte de los núcleos son inestables. La emisión se produce en la transición del estado inestable al estable. Se denomina Actividad de un cierto material al número de desintegraciones por segundo que se producen en él. Cada desintegración originará una ó más partículas (fotones gamma, partículas alfa, beta, neutrones,...), pero en cualquier caso conocer la actividad viene a ser conocer la cantidad de radiación que está emitiendo ese material. La unidad en SI de la Actividad es el Becquerelio (Bq), de forma que si por ejemplo en un material hay un millón de desintegraciones cada segundo, diremos que su actividad es de 1 MBq. La actividad del material radiactivo decae con el tiempo siguiendo una ley exponencial negativa: A(t) = A(0). exp -{(Ln2. t)/ T} Donde A(0) es la actividad en el instante inicial, A(t) es la actividad tras un tiempo t, y T es el período de semidesintegración del material. T representa el tiempo que debe transcurrir para que la actividad de la muestra quede reducida a la mitad. Por ejemplo, el Tecnecio-99m tiene T = 6 horas; esto significa que si hoy a las 10:00 tengo en un frasco 300 MBq de Tc-99m, a las 16:00 tendré 150 MBq, a las 22:00 me quedarán 75 MBq,... En el caso del Pu-239 con un T del orden de años, aunque pasen varios días tengo lo mismo que al principio. Como se puede comprender, en principio un material radiactivo es más problemático cuanto más grande es su periodo de semidesintegración, y cuanto mayor es la actividad inicial de la que partimos Comportamiento de la radiación ionizante. Supongamos que ya tenemos un haz de radiación ionizante, bien obtenido a partir de un material radiactivo, bien generado en un equipo de rayos X. Llamemos N al número de partículas del haz por cm 2 y por segundo. - Comportamiento en el vacío (ó aprox. en aire) Si la fuente puede asumirse como puntual, y el haz es isótropo y homogéneo, se verifica la ley del inverso del cuadrado de la distancia. Esto es, si a un metro de la fuente recibo N partículas por cm 2 y por segundo, a dos metros recibiré N/4, a tres metros recibiré N/9, a cinco metros N/25,...
7 7 - Comportamiento en presencia de un medio material El haz de radiación al encontrarse un medio material se atenúa en un porcentaje que tiene que ver con qué partículas lo formen, cuál sea la energía de estas y cuál sea el medio material: 1. Las partículas con carga se van frenando paulatinamente por choques con los átomos del medio, y si el material es suficientemente grueso pueden llegar a atenuarse completamente el haz. En cada frenazo que sufre una partícula cargada se emiten a su vez fotones ionizantes! 2. Los fotones y neutrones interaccionan catastróficamente con los átomos del medio; esto significa que para un cierto fotón (ó neutrón) se tiene que ó pasa limpiamente (sin enterarse de que hay un material por medio) ó es absorbido por el medio. Y esto se traduce en que la atenuación de este tipo de haces es exponencial negativa, siguiendo una ley del tipo: M(x) = M(0). exp - (µ. x) donde M(x) es en número de fotones tras grosor x del material, M(0) es el número de fotones antes del material y µ es el coeficiente de atenuación lineal que depende de la energía del haz y el material que intercepta. Cuando diseñamos blindajes contra la radiación deseamos que la atenuación sea la máxima posible. En el caso de fotones se consigue con materiales de alto número atómico (p.e. plomo); para partículas beta materiales de bajo número atómico (seguidos de plomo); en el caso de neutrones, hormigón ó blindajes más finos con hasta tres capas distintas (parafina, veneno neutrónico, plomo) Cómo cuantificamos la radiación ionizante? Exposición (X) Un haz de radiación ionizante al atravesar un medio provoca su ionización; esto es, a su paso va arrancando electrones de los átomos presentes y dejando en lugar del átomo un ión cargado positivo. Podemos utilizar como parámetro para cuantificar la cantidad de radiación, la cantidad de cargas de un signo creadas. En realidad la magnitud que se utiliza es la cantidad de cargas creadas por unidad de masa del medio atravesado (esta magnitud se denomina Exposición, y su unidad tradicional era el Roëntgen (R); la unidad en el SI es el Culombio/Kg). Sin embargo es más habitual utilizar la magnitud Dosis. Dosis absorbida (D) Cuando la radiación atraviesa el material, se invierte una cantidad de energía por cada electrón liberado. Si en lugar de contar la cantidad de carga, consideramos la energía que el material ha absorbido para que se haya generado la carga, estamos midiendo dosis absorbida. Esto es, dosis absorbida en un cierto material al ser atravesado por la radiación se define como la energía depositada en el material por la radiación por unidad de masa del material. La dosis absorbida se mide en Julio/Kilogramo, y a esta unidad se le da nombre propio: Gray (Gy).
8 8 Así, por ejemplo en los tratamientos de Radioterapia se suele dar un valor de dosis total al tumor de Gy. Ó en una placa de Tórax se da un valor de dosis a la entrada del paciente de unos 0,3 mgy. Dosis equivalente (H) En realidad lo nos importa al final es el daño biológico, y resulta que para igual dosis absorbida el daño es distinto según el tipo de radiación ionizante: por ejemplo los haces de neutrones son más dañinos que los de radiación X. Para tener esto en cuenta, la dosis absorbida se multiplica por un factor sin dimensiones (llamado factor de calidad) mayor cuanto mayor es el daño causado por ese tipo de radiación. Al resultado se le llama dosis equivalente, y también se mide en Julio/Kilogramo. Pero a su unidad (resultado de multiplicar 1 Gy por el factor de calidad) se le llama Sievert (Sv). TIPO DE PARTÍCULA FACTOR DE CALIDAD (Q) Fotones (X y γ), electrones 1 Neutrones, protones, alfa 10 Núcleos pesados 20 Así, si somos irradiados por un equipo de rayos X, y nuestro cuerpo absorbe 1 J/Kg, estamos recibiendo una dosis absorbida de 1 Gy, y una dosis equivalente de 1 Sv. Si nos hubiéramos irradiado por un haz de neutrones, habríamos recibido una dosis absorbida de 1 Gy, y una dosis equivalente de 10 Sv. En el segundo caso el daño sufrido sería del orden de 10 veces el daño del primer caso. Dosis efectiva (E) Por último resulta que cuando somos irradiados no todos nuestros órganos responden igual: unos son más radiosensibles que otros. De ahí que para caracterizar la aparición de efectos radioinducidos cuando la irradiación afecta a más de un órgano, se haya creado la magnitud Dosis efectiva. Dada una cierta irradiación, para calcular el valor de dosis efectiva sobre el organismo basta multiplicar la dosis equivalente recibida en cada órgano por un factor de ponderación del tejido, para acabar sumando todos los productos. Esta magnitud se mide también en Sv, y se acepta como el mejor parámetro para caracterizar la probabilidad de aparición de efectos biológicos en valores de dosis habituales laborales (dosis por debajo de umbral de efectos deterministas).
9 9 TEJIDO U ÓRGANO FACTOR DE PONDERACIÓN(1990) Gónadas 0,2 Médula ósea (roja) 0,12 Colon 0,12 Pulmón 0,12 Estómago 0,12 Vejiga 0,05 Mama 0,05 Hígado 0,05 Esófago 0,05 Tiroides 0,05 Piel 0,01 Superficie ósea 0,01 Resto del cuerpo 0,05 Ejemplo práctico: Supóngase que un individuo ha sufrido irradiación por fotones de forma que recibió 1 mgy en gónadas, y 4 mgy en vejiga; y además sufrió irradiación por neutrones que le reportaron 3 mgy en piel y 2 mgy en colon. Entonces habrá recibido: 1 msv en gónadas, 4 msv en vejiga, 30 msv en piel y 20 msv en colon de dosis equivalente, y 1. 0, , , ,12 = 3,1 msv de dosis efectiva. Si ahora queremos saber qué podría implicar lo anterior, hemos de saber que de acuerdo con la ICRP- 60, si un grupo de personas estuvieran expuestas a 1 msv de dosis efectiva cada una (adicional al fondo), se estima que cinco de ellas presentarían cáncer radioinducido a lo largo de su vida. Por tanto nuestro individuo tendría una probabilidad de unos 3,1. 5 = 15 ó 16 en de sufrir cáncer radioinducido por la irradiación anterior. Los valores límites de dosis de la Legislación, recomendaciones,... están escritos de msv (bien sea dosis equivalente cuando se trata de límites locales, bien dosis efectiva cuando se trata de irradiación a cuerpo entero) Cómo medimos la radiación ionizante? Como no somos sensibles a la radiación ionizante, necesitamos instrumentos que nos indiquen su presencia y nos la cuantifiquen. Los dosímetros son los aparatos con los que podemos medir la dosis. Según el fenómeno físico que emplean para la medida pueden ser: de ionización gaseosa (cámara de ionización, contador proporcional ó Geiger-Müller), de película fotográfica, de termoluminiscencia, de centelleo,... Según el objetivo pueden ser: para dosimetría ambiental ó para dosimetría personal. Para dosimetría ambiental suelen utilizarse detectores de ionización gaseosa. Para dosimetría personal están más extendidos los de película fotográfica y los de termoluminiscencia.
10 Qué efectos biológicos produce la radiación ionizante? Bien de forma directa, bien de forma indirecta (generación de radicales libres), los daños biológicos de las radiaciones ionizantes son esencialmente sobre el núcleo de las células; en particular sobre su material genético (ADN). Básicamente, al incidir la radiación ionizante sobre una célula tenemos las siguientes posibilidades: CONSECUENCIA * No se produce alteración del material genético No hay daño biológico * Se produce alteración del material genético: La célula es capaz de repararlo No hay daño biológico La célula muere Reposición ó pérdida funcional Se produce mutación Cáncer ó efecto hereditario En cualquier caso el efecto será probabilístico (como lo es la interacción de la radiación), no selectivo e inespecífico. Desde el punto de vista macroscópico los efectos pueden ser: Deterministas: El efecto es proporcional a la dosis recibida. Esto es, a mayor dosis mayor daño biológico. Ocurren en general cuando son reflejo de muerte de muchas células, lo que puede conducir a pérdida de funcionalidad del órgano. Para que ocurran se ha de superar un cierto valor de dosis (umbral). Suelen presentarse de forma más ó menos inmediata. Ej: cataratas en cristalino (umbral: 1000 msv), radiodermitis, sindromes agudos de irradiación (dosis letal efectiva: msv). Ej: por encima de 100 msv son apreciables aberraciones cromosómicas en los linfocitos. El contaje de esas aberraciones es la base de la dosimetría biológica. Probabilistas: La probabilidad del efecto es proporcional a la dosis recibida. Se asume que pueden ocurrir desde una mínima cantidad de radiación (no hay umbral). El ejemplo prototípico es el cáncer: basta una célula con mutación para generar un tumor. Suelen presentarse con período de latencia más largo (incluso en generaciones posteriores: efectos hereditarios) Qué es la Protección Radiológica? Protección Radiológica es la disciplina dedicada a la creación, desarrollo y aplicación de principios que garanticen que personal expuesto profesionalmente, público y pacientes no sufran efectos biológicos deterministas debidos a la radiación ionizante, y la probabilidad de aparición de efectos probabilistas quede limitada a un valor socialmente aceptable. Las recomendaciones, normativa y principios de la Protección Radiológica han venido siendo desarrollados desde hace años por varios organismos: - Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP). Establece los principios básicos a nivel internacional. - Organización Internacional de Energía Atómica (OIEA). Incorpora los principios a Normas Básicas de seguridad en materia de Protección Radiológica.
11 11 - Comité Científico de las Naciones Unidas para el Estudio de los Efectos de las Radiaciones Atómicas (UNSCEAR),... En cualquier caso, los principios básicos son tres: 1. Justificación. Una actividad en que esté implicada emisión de radiaciones ionizantes sólo se llevará a cabo si da lugar a beneficio. 2. Optimización. Una vez que la actividad esté justificada, se llevará a cabo buscando que las dosis a que dé lugar se mantengan tan bajas como sea posible (ALARA) 3. Limitación. En ningún caso, la actividad dará lugar a valores individuales de dosis por encima de los límites establecidos para cada caso. Los límites actualmente en uso en España están recogidos en el RD 783/2001 (Reglamento de Protección Sanitaria contra las radiaciones ionizantes), Real Decreto que ha sustituido recientemente al RD 53/1992, y supone la transposición a nuestra normativa de la Directiva 96/26/EURATOM. Personal profesionalmente expuesto LÍMITES DE DOSIS (RD 783/2001) PERSONA LÍMITE ANUAL (msv) LÍMITE ESPECIAL (msv) Cuerpo entero 20 Manos 500 Piel 500 Cristalino 150 Público (cuerpo entero) 1 Edad< Estudiantes 16<edad<18 6 Edad>18 20 Embarazadas 1 al feto en todo el embarazo Además no podrán trabajar en actividades con riesgo significativo de contaminación radiactiva las mujeres en periodo de lactancia Cómo aplicamos en la práctica la Protección Radiológica? (Protección Radiológica Operacional) Las actividades de Protección Radiológica comienzan antes de poner en marcha la actividad generadora de radiaciones, se mantienen todo el tiempo de vigencia de la actividad, y en ocasiones permanecen incluso después de clausurada la instalación. i) En primer lugar se requieren las correspondientes autorizaciones de las Autoridades Competentes (Reglamento de Instalaciones Nucleares y Radiactivas (1999)). Según el tipo de instalación (nuclear ó radiactiva (1ª, 2ª ó 3ª categoría) se exige presentar en el MINER una serie de Memorias relativas a la Construcción y Puesta en Marcha de las Instalaciones. ii) Para obtener las correspondientes autorizaciones, las memorias deben contener, entre otros puntos, un estudio coherente de los blindajes estructurales con que se dotará a la instalación.
12 12 Los blindajes que se utilizarán dependerán de: 1. El tipo de partículas ionizantes y energías que se generarán. 2. Si el haz que incide sobre la estructura es directo ó disperso. 3. La ocupación de los espacios colindantes. 4. La carga real de trabajo de la instalación (esto es, el porcentaje de tiempo sobre el total en que realmente se estén generando radiaciones). 5. Los costes y facilidad de obtención y manejo del material de blindaje En función de los puntos anteriores se decidirán qué materiales y con qué grosor se utilizan para blindar cada estructura. iii) Se deberá dotar a la instalación de las dependencias adecuadas y se estudiarán los accesos, facilidad de movimientos,... en función de los riesgos posibles para asegurar mínimos valores de dosis a trabajadores y público. En el trabajo con radiaciones ionizantes pueden presentarse dos tipos de riesgos: IRRADIACIÓN, y CONTAMINACIÓN RIESGO DE IRRADIACIÓN: Hablamos de irradiación cuando la radiación que recibe el individuo procede de fuentes no incorporadas a su cuerpo. En general, se tendrá irradiación cuando el haz radiactivo proceda de fuentes externas a la persona (equipo de RX, materiales radiactivos fuera del cuerpo,...). La irradiación dura el tiempo que estemos próximos a la fuente, y será menor cuanto más alejados estemos de ella. En ningún caso será trasmisible de unos individuos a otros. RIESGO DE CONTAMINACIÓN: De acuerdo al RD 783/2001, contaminación radiactiva es la presencia indeseable de sustancias radiactivas en una materia, una superficie, un medio cualquiera o una persona. En el caso particular del organismo humano, esta contaminación puede ser externa o cutánea, cuando se ha depositado en la superficie exterior, o interna, cuando los radionucleidos han penetrado en organismo por cualquier via (inhalación, ingestión, percutánea,...). Todo el tiempo que permanezca la contaminación, el individuo se estará irradiando, por lo que contaminación radiactiva siempre va acompañada de irradiación. Además bajo ciertas circunstancias, la contaminación radiactiva podrá pasar de unos individuos a otros. iv) Se dotará de prendas de protección adecuadas al personal (mandiles plomados, guantes plomados, batas y patucos desechables, máscaras,...) de acuerdo a los riesgos inherentes a la actividad, y a la instalación de los sistemas de detección de radiación pertinentes (detectores de fugas en centrales nucleares, dosimetría ambiental fija en salas de Medicina Nuclear, detectores a la salida de zonas con riesgo de contaminación,...)
13 13 v) De acuerdo con el RD 783/2001, se clasificará al personal profesionalmente expuesto (categoría A, categoría B) dotándole de la dosimetría personal cuando esté indicado según su clasificación. De igual forma se clasificarán las zonas de trabajo (libre acceso, vigilada, controlada, permanencia limitada, permanencia reglamentada, acceso prohibido) señalizando el acceso a ellas (tréboles gris, verde, amarillo, ámbar, rojo respectivamente, con (riesgo de contaminación) ó sin (sólo riesgo de irradiación) fondo punteado (ver Anexo I). Ambas clasificaciones se mantendrán actualizadas en función de los resultados dosimétricos (personales y de área) recogidos. Se llevarán a cabo las revisiones médicas iniciales y periódicas anuales por parte de un Servicio de Prevención (categoría A). vi) vii) viii) El personal profesionalmente expuesto estará formado en materia de Protección Radiológica, y conocerá los procedimientos a seguir en la instalación (protocolos por escrito). Si así lo requiere el puesto, deberá estar en posesión de la correspondiente Acreditación ó Licencia (Supervisor u Operador) en vigor. Se generarán y pondrán en marcha planes de garantía de calidad con el objeto de reducir al mínimo posible las dosis a trabajadores y público en general (RD s de garantía de calidad en RX, MN ó Radioterapia). Cuando sea requerido por el Consejo de Seguridad Nuclear se dispondrá de un Servicio de Protección Radiológica propio ó concertado que realice las labores de Protección Radiológica. UNA VEZ QUE EL PROFESIONAL ESTÉ TRABAJANDO EXPUESTO A RADIACIONES IONIZANTES, A TÍTULO PERSONAL DEBE SABER QUE, PARA MINIMIZAR RIESGOS: 1. CUANTO MÁS LEJOS DE LA FUENTE DE RADIACIÓN, MEJOR (Ley de Inverso de Cuadrado de Distancia). 2. CUANTO MENOR TIEMPO EN CONTACTO CON RADIACIÓN, MEJOR. (Relación lineal entre dosis y tiempo de exposición). 3. CUANTO MAYOR GROSOR DE MATERIAL ENTRE ÉL Y LA FUENTE DE RADIACIÓN HAYA, ESTARÁ SOMETIDO A MENOS DOSIS. (Atenuación de radiación por blindajes). 4. SI PRESENTA CONTAMINACIÓN EXTERNA DEBERÁ ELIMINARLA CUANTO ANTES, PERO SIEMPRE EVITANDO QUE PASE A INTERNA Qué Legislación hay relacionada con las radiaciones ionizantes? La Legislación española en materia de Seguridad Nuclear y Protección Radiológica es muy extensa. Está conformada por Leyes Generales (Ley de Energía Nuclear (1964), Ley de Creación del CSN (1980), Ley de Tasas del CSN (1999)), y Reales Decretos (Reglamento de Instalaciones Nucleares y Radiactivas (1999), Reglamento de Protección contra RRII (2001),...) y Órdenes Ministeriales que las desarrollan.
14 14 A su vez, Guías editadas por el Consejo de Seguridad Nuclear y recomendaciones generadas por otros Organismos y Sociedades Nacionales e Internacionales ayudan a poner en práctica la reglamentación. Desde nuestra incorporación a las Comunidades Europeas, el proceso habitual para generación de los más importantes Decretos y Reglamentos viene a ser: Recomendaciones CIPR, OIEA,... Incorporación como Directiva Europea Transcripción a Normativa Nacional. Normativa básica actual que es conveniente conocer es la siguiente (algunos de estos textos legales pueden descargarse en texto íntegro de la página de la Unidad de Radiofísica (H.U. Virgen de la Victoria : ) * Ley 25/1964, de 29 de Abril sobre Energía Nuclear (BOE nº 107, 4/5/64). * Ley 15/1980, de 22 de Abril de Creación del Consejo de Seguridad Nuclear (BOE nº 100, 25/4/80). * Real Decreto 1891/1991, de 30 de Diciembre sobre Instalación y Utilización de Aparatos de Rayos X con fines de Diagnóstico Médico (BOE nº 3, 3/1/92) * Resolución del Consejo de Seguridad Nuclear de 5 de Noviembre de 1992 por la que se establecen las normas a que habrán de sujetarse la homologación de cursos ó programas que habiliten para la dirección y operación de las instalaciones de Rayos X con fines de diagnóstico y la acreditación directa del personal que ejerza dichas funciones (BOE nº 274, 14/11/92) * Real Decreto 413/1997, de 21 de Marzo, sobre protección operacional de los trabajadores externos con riesgo de exposición a radiaciones ionizantes por intervención en zona controlada (BOE nº 91, 16/4/97) * Real Decreto 1836/1999, de 3 de Diciembre, por el que se aprueba el Reglamento sobre instalaciones nucleares y radiactivas. (BOE nº 313, 31/12/99) * Real Decreto 783/2001, de 6 de Julio por el que se aprueba el Reglamento sobre Protección Sanitaria contra las Radiaciones Ionizantes (BOE nº 178, 26/7/01) Documento internacional de interés: International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing Radiation and for the Safety of Radiation Sources. IAEA, 1997
15 Páginas web útiles relativas a radiaciones ionizantes Consejo de Seguridad Nuclear Comisión Internacional de PR Comisión Europea Organización I. de E. Atómica Org. Mundial de la Salud UNSCEAR AAPM (US) NRPB (UK) SEPR SEFM
16 APLICACIÓN A LOS CAMPOS LABORALES PARTICULARES RADIODIAGNÓSTICO. * Objetivo: Diagnóstico. * Equipamiento: El propio de las instalaciones de Radiodiagnóstico: 1. Equipo de RX: Básico, General (básico + radioescopia), Arco Quirúrgico, equipo portátil, mamógrafo ó TAC. 2. Reveladora: Cuarto oscuro, luz-día ó láser. 3. Película radiográfica + chasis. 4. Negatoscopios. El único equipo emisor de radiación ionizante es el equipo de RX. * Tipo radiación: Rayos X de energía: KeV en mamografía KeV en radiografía convencional Kev de radiografía dental. * Riesgo presente: Sólo irradiación. Exclusivamente durante el disparo. * Diseño de instalación: * Protección del trabajador y paciente: En general, la sala en que se encuentra el equipo de RX (Radiodiagnóstico convencional ó TAC) debe estar adecuadamente plomada (puertas y ventanas incluidas) con el objeto de reducir a valores aceptables el nivel de radiación que escape de ella. Lo habitual: paredes con un equivalente de 2 ó más mm. de plomo. Dependiendo del tamaño de la sala y la carga de trabajo puede no ser necesario blindar la sala de un equipo dental de RX ó el quirófano en que esté instalado un arco quirúrgico. En el caso de mamografía el trabajador suele estar dentro de la sala de RX protegido mediante una mampara. 1. Protección estructural mediante blindajes. 2. Clasificación de zonas (señalización). 3. Uso de prendas de protección individuales en caso de exposición directa: mandiles, guantes, protectores de tiroides y gafas plomadas. 4. Clasificación del personal (categorías A y B). 5. Revisiones médicas iniciales y periódicas anuales (SME). 6. Dosimetría personal (solapa y, según el caso, muñeca). 7. Formación en materia de Protección Radiológica (Acreditación de Operador ó Director de Instalaciones de RX).
17 17 * Legislación particular: 8. Actuación según procedimientos que aseguren mínima irradiación a personal, pacientes y público: Estancia fuera de sala de rayos X. Protección en caso de permanecer en su interior. Acceso controlado a sala de rayos X; cierre de puertas. Colimación de campo, evitar repeticiones innecesarias. Uso de protectores de paciente, y técnicas que aseguren mínimas dosis al paciente. Actuación en caso de emergencia (básicamente cortar el suministro eléctrico) Corroboración de correcto estado de instalación y equipo mediante (siguiendo el RD 1976/1999): Medidas ambientales de dosis. Medidas de dosis a paciente. Control de calidad del equipamiento (criterios de aceptabilidad). - Orden de 18 de Octubre de 1989 por la que se suprimen las exploraciones radiológicas sistemáticas en los exámenes de salud de carácter preventivo. - Real Decreto 1891/1991, de 30 de Diciembre sobre Instalación y Utilización de Aparatos de Rayos X con fines de Diagnóstico Médico (BOE nº 3, 3/1/92). - Resolución del Consejo de Seguridad Nuclear de 5 de Noviembre de 1992 por la que se establecen las normas a que habrán de sujetarse la homologación de cursos ó programas que habiliten para la dirección y operación de las instalaciones de Rayos X con fines de diagnóstico y la acreditación directa del personal que ejerza dichas funciones (BOE nº 274, 14/11/92). - Real Decreto 1976/1999, de 23 de Diciembre, por el que se establecen los criterios de calidad en Radiodiagnóstico (BOE nº 311, 29/12/99). - Real Decreto 815/2001, sobre justificación de exposiciones médicas
18 MEDICINA NUCLEAR Y LABORATORIOS. * Objetivo: Diagnóstico y tratamiento. * Equipamiento: En general equipos detectores de radiación y actividad: contadores, activímetros, gammacámara, SPECT,... El elemento clave en la actividad no es el equipamiento propiamente dicho sino el material radiactivo, que da lugar al riesgo por radiación en estas instalaciones. * Tipo radiación: Rayos γ de cientos de KeV (ej.: Tc-99m con 140 KeV). Radiación beta (básicamente en tratamientos y laboratorios). Radiación alfa (laboratorios). * Riesgo presente: Irradiación y contaminación. Riesgo presente siempre que haya material radiactivo (en todo momento de la vida de la instalación). * Diseño de instalación: En el caso de Medicina Nuclear son necesarias múltiples salas con blindaje estructural adecuado: - Almacén de isótopos. - Almacén de residuos radiactivos. - Sala de manipulación. - Sala de inyección. - Sala de espera de pacientes inyectados (con aseos de pacientes). - Sala de gammacámara. - Aseo de descontaminación. Si además se realiza terapia metabólica: habitación plomada para paciente. En caso de Laboratorios, al menos almacén de material radiactivo, sala de manipulación, almacén de residuos y zona de descontaminación. * Protección del trabajador, paciente y público: 1. Protección estructural mediante blindajes. 2. Protección adicional no individual: cámaras blindadas, visores blindados, carrito blindado para residuos diarios, mampara móvil blindada, jeringas plomadas, Clasificación de zonas (señalización indicadora de riesgo de contaminación). 4. Uso de prendas de protección individuales: mandiles, guantes,... fáciles de descontaminar. 5. Clasificación del personal (categorías A y B). 6. Revisiones médicas iniciales y periódicas anuales (SME).
19 19 * Legislación particular: 7. Dosimetría personal (solapa y muñeca). 8. Formación en materia de Protección Radiológica (para toda persona que manipule material radiactivo Licencia como Supervisor u Operador de la Instalación). 9. Actuación según procedimientos que aseguren mínima irradiación a personal, pacientes y público: Mínimo tiempo y máxima distancia a fuentes radiactivas (antes y después de ser incorporadas a los pacientes). Utilización de mínima actividad compatible con el objetivo. Información al paciente (protección del público). Utilización sistemática de guantes, papel secante sobre superficies, superficies no cortantes,... Acceso controlado a las salas; cierre de puertas. Mantenimiento en correcto estado de detectores ambientales de radiación Conocimiento y aplicación de los procedimientos de descontaminación (principal situación de emergencia junto con el incendio). Evitar en todo caso que la contaminación de materiales se convierta en contaminación corporal externa, y que ésta pase a interna. Monitoreo personal de contaminación antes de abandonar la instalación. Eliminación controlada de residuos radiactivos Corroboración de correcto estado de instalación y equipo mediante: Controles de contaminación de superficies. Medidas de niveles ambientales de dosis. Control de calidad del equipamiento: gammacámara y activímetro. Control de radiofármacos. - Real Decreto 1522/1984, de 4 de Julio por el que se autoriza la constitución de la "Empresa Nacional de Residuos Radiactivos, S.A. (ENRESA)" (BOE nº 201, 22/8/84) - Real Decreto 479/1993, de 2 de Abril de 1993 por el que se regulan los medicamentos radiofármacos de uso humano (BOE nº 11806, 7/5/93). - Real Decreto 1841/1997, de 5 de Diciembre de 1997, por el que se establecen los criterios de calidad en medicina nuclear (BOE nº 303, 19/12/97). - Real Decreto 1836/1999, de 3 de Diciembre, por el que se aprueba el Reglamento sobre instalaciones nucleares y radiactivas. (BOE nº 313, 31/12/99).
20 RADIOTERAPIA. * División básica: Radioterapia externa y Braquiterapia. * Objetivo: Tratamiento (básicamente cáncer). * Equipamiento: En Radioterapia externa: - Bomba de Cobalto (Co-60). - Acelerador de electrones (equipo eléctrico; sin fuentes radiactivas). - Otros equipos generadores de haces de alta energía. En Radioterapia interna se utilizan fuentes encapsuladas en contacto con el cuerpo, y en el caso particular de sistemas de alta tasa de dosis, equipos de carga diferida. * Tipo radiación: Radiación γ de miles de KeV (ej.: Co-60 con 1,25 MeV). Haces de electrones, y otras partículas cargadas. Tratamientos con neutrones Radiación γ (ocasionalmente beta) en braquiterapia: Ir-191, Cs-137,... * Riesgo presente: Irradiación. Riesgo potencial de contaminación en caso de incorrecto encapsulamiento de las fuentes. Riesgo presente siempre que haya material radiactivo. * Protección de trabajador y paciente: 1. Diseño de instalaciones: Dependiendo del tipo de instalación. En todas ellas, elevados niveles de radiación; en general escaso contacto ppe-radiación; esencial la Protección Radiológica del paciente. Teleterapia: Búnker en sótano con gruesas paredes de hormigón. Utilización de laberintos y puertas con blindaje en varias capas. Atención a las penetraciones. Braquiterapia: Almacén-quirófano-habitación (WC). Plomo típico material de blindaje. Todas las paredes son barreras primarias. Uso de fuentes encapsuladas en proximidad al ppe -> Mayores dosis.
RADIACIONES. Desde el punto de vista de los efectos sobre la salud distinguimos entre radiaciones ionizantes y no ionizantes.
RADIACIONES La radiación electromagnética es una forma de energía que se propaga en forma de ondas electromagnéticas. Algunas se producen de forma natural, como la radiación solar, y otras se producen

References: Real Decreto 
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 Resolución 
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