Anexo 1 Reglamento sobre protección de la salud contra los riesgos derivados de la exposición a las radiaciones ionizantes
ANEXO I. Magnitudes dosimétricas en el ámbito de la protección radiológica. Factores de ponderación de la radiación y de los tejidos. Magnitudes operacionales para la estimación de las dosis por exposición externa
1. Magnitudes dosimétricas en el ámbito de la protección radiológica:
- Dosis absorbida en un punto, D: Es la magnitud física básica en protección radiológica y se define como el cociente entre la energía media impartida (d𝜀̅) por la radiación ionizante en un elemento de volumen y la masa de dicho elemento (dm).
D = d𝜀̅ / dm
La unidad para la dosis absorbida es el julio por kilogramo (J/kg), y recibe el nombre especial de gray (Gy).
- Dosis absorbida media en un órgano o tejido, DT: es la dosis absorbida promediada sobre un órgano o tejido T y viene dada por el cociente entre la energía media total impartida en ese órgano o tejido (∈T) y la masa de dicho órgano o tejido (mT):
DT = ϵT / mT
La unidad para la dosis absorbida media es el julio por kilogramo (J/kg), y recibe el nombre especial de gray (Gy).
- Dosis equivalente, HT: es la dosis absorbida media en un órgano o tejido T ponderada por un factor (wR) que es función del tipo y calidad de la radiación implicada (R):
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El sumatorio se extiende a todos los tipos de radiación involucrados. La unidad para la dosis equivalente es el julio por kilogramo (J/kg), y recibe el nombre especial de sievert (Sv).
En el apartado 2 se presentan los valores de los factores de ponderación de radiación (wR) a utilizar en el cálculo de la dosis equivalente.
- Dosis efectiva, E: es la suma de las dosis equivalentes (HT) en todos los órganos y tejidos del organismo ponderadas por un factor (wT) que depende del órgano o tejido irradiado. Viene dada por la siguiente expresión:
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La unidad para la dosis efectiva es el julio por kilogramo (J/kg), que recibe el nombre especial de sievert (Sv).
En el apartado 2 se presentan los valores de los factores de ponderación de tejido (wT) a utilizar en el cálculo de la dosis efectiva.
2. Valores de los factores de ponderación de radiación y de tejido.
En la tabla adjunta se muestran los valores de los factores de ponderación de radiación (wR) a utilizar en el cálculo de la dosis equivalente.
Tabla I-1. Factores de ponderación de radiación (wR)
Tipo y rango de energía | wR |
Fotones. | 1 |
Electrones y muones. | 1 |
Protones y piones cargados. | 2 |
Partículas alfa, fragmentos de fisión e iones pesados. | 20 |
Neutrones. | Ver explicación |
Nota: En el caso de la exposición externa los valores se relacionan con la radiación incidente sobre el organismo y, en el caso de la exposición interna, con la radiación emitida por la fuente. |
El factor de ponderación de radiación para neutrones presenta una dependencia con la energía que se ajusta a la función continua que se muestra en la siguiente figura:
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Esta función continua se puede expresar matemáticamente mediante las siguientes ecuaciones:
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En la tabla adjunta se muestran los valores de los factores de ponderación de tejido (wT) a utilizar en el cálculo de la dosis efectiva:
Tabla I-2. Factores de ponderación de tejido (wT)
Órgano o tejido | wT | ΣwT(1) |
Médula ósea, colon, pulmón, estómago, mama. | 0,12 | 0,60 |
Gónadas. | 0,08 | 0,08 |
Vejiga, esófago, hígado, tiroides. | 0,04 | 0,16 |
Superficie del hueso, cerebro, glándulas salivares, piel. | 0,01 | 0,04 |
Resto de tejidos(2). | 0,12 | 0,12 |
(1) Los factores wT representan la contribución relativa de cada órgano o tejido al detrimento de la salud resultante de una exposición total del organismo y, por ello, dichos factores de ponderación deben sumar la unidad. (2) Se incluyen los siguientes tejidos (14 en total): glándulas suprarrenales, región extra-torácica, vesícula biliar, corazón, riñones, nódulos linfáticos, músculo, mucosa oral, páncreas, próstata, intestino delgado, bazo, timo y útero. |
Los valores de wT se han establecido con base en una población de referencia con igual número de miembros de cada sexo y un rango amplio de edades y, por ello, de cara al cálculo de la dosis efectiva, dichos valores son aplicables tanto a los trabajadores expuestos como a los miembros del público, de uno y otro sexo en ambos casos.
Los factores de ponderación de tejido constituyen una herramienta que solo debe emplearse con fines de protección radiológica y que, por tanto, no deben utilizarse con otros propósitos como, por ejemplo, juzgar una posible relación causa-efecto entre la exposición a radiaciones y la aparición de determinadas enfermedades.
3. Magnitudes operacionales para la estimación de las dosis por exposición externa.
En la exposición a campos de radiación externa no resulta factible la medida física de las magnitudes dosimétricas (dosis efectiva y dosis equivalente) en las que se sustentan los límites de dosis establecidos en el sistema de protección radiológica.
Por ello, para verificar y controlar el cumplimiento de los mencionados límites, en la exposición a campos de radiación externa se hace uso de las magnitudes operacionales que se definen a continuación:
- Equivalente de dosis personal, Hp(d): magnitud operacional utilizada en el ámbito de la vigilancia dosimétrica individual que se define como el equivalente de dosis en tejido blando a una profundidad apropiada (d) por debajo de un punto especificado del cuerpo humano.
La unidad para el equivalente de dosis personal es el julio por kilogramo (J/kg), y recibe el nombre especial de sievert (Sv).
- Equivalente de dosis ambiental, H*(10): magnitud operacional utilizada en el ámbito de la vigilancia radiológica de áreas que se define como el equivalente de dosis en un punto de un campo de radiación que se produciría por el correspondiente campo alineado y expandido en la esfera ICRU a una profundidad de 10 mm y sobre el radio opuesto a la dirección del campo alineado.
La unidad para el equivalente de dosis ambiental es el julio por kilogramo (J/kg), y recibe el nombre especial de sievert (Sv).
- Equivalente de dosis direccional, H'(d,Ω): magnitud operacional utilizada en el ámbito de la vigilancia radiológica de áreas que se define como el equivalente de dosis en un punto de un campo de radiación que se produciría por el correspondiente campo expandido en la esfera ICRU a una profundidad, d, y en un radio en la dirección Ω especificada.
La unidad para el equivalente de dosis direccional es el julio por kilogramo (J/kg), y recibe el nombre especial de sievert (Sv).
Las magnitudes operacionales se determinan a partir de magnitudes físicas directamente medibles mediante unos factores de conversión cuyos valores se establecen y actualizan por la Comisión Internacional de Unidades y Medidas de la Radiación (ICRU) y que se endosan en las normas de la Organización Internacional de Normalización (ISO).
Las magnitudes operacionales proporcionan una adecuada estimación, que además es conservadora, de las magnitudes dosimétricas de protección radiológica, a las que se asocian con base en el esquema que se muestra en la tabla adjunta:
Magnitud de Protección Radiológica | Vigilancia dosimétrica individual | Vigilancia radiológica de áreas |
Dosis efectiva. | Hp (10) | H*(10) |
Dosis equivalente en la piel. | Hp (0,07) | H'(0,07,Ω) |
Dosis equivalente en el cristalino. | Hp (3) | H'(3,Ω) |
Se presentan a continuación las definiciones de aquellos términos y conceptos a los que se ha hecho mención en las definiciones de las magnitudes operacionales:
- Equivalente de dosis, H: es el producto de la dosis absorbida en un punto de un tejido (D) por el factor de calidad (Q) de la radiación existente en dicho punto:
H = D. Q
La unidad para el equivalente de dosis es el julio por kilogramo (J/kg), y recibe el nombre especial de sievert (Sv).
- Factor de calidad, Q: es el factor que caracteriza la eficiencia biológica de un tipo de radiación, basado en la densidad de ionización a lo largo de las trazas de las partículas cargadas en tejido. Q se define en función de la transferencia lineal de energía no restringida (L) de las partículas cargadas en agua:
Tabla I-3. Factor de calidad (Q)
Transferencia lineal de energía en agua (keV/µm) | Q(L) |
< 10 | 1 |
10-100 | 0,32L - 2,2 |
>100 | 300/L1/2 |
En la definición de la dosis equivalente, Q ha sido reemplazado por el factor de ponderación de radiación (wR), pero continúa siendo utilizado para el cálculo de las magnitudes operacionales empleadas en actividades de vigilancia y en dosimetría.
- Transferencia lineal de energía, L: es el promedio lineal de la tasa de pérdida de energía de una partícula cargada en un medio, esto es, la energía perdida por la radiación por unidad de longitud o de camino recorrido a través de un medio. Se define como el cociente entre dE y dl, donde dE es la energía media perdida por una partícula cargada debido a colisiones con electrones al atravesar una distancia dl en la materia:
L = dE / dl
La unidad para la transferencia lineal de energía es el julio por metro (J/m), pero es habitual que se exprese en keV/µm.
- Campo expandido: es un campo de radiación hipotético en el que su fluencia y su distribución angular y energética tienen en todo el volumen de interés los mismos valores que en el punto de referencia del campo de radiación real.
- Campo alineado y expandido: es un campo expandido en el que su fluencia es unidireccional.
- Esfera ICRU: es el maniquí de referencia utilizado por la Comisión Internacional de Unidades y Medidas de la Radiación para la definición de las magnitudes operacionales empleadas en la estimación de las dosis por exposición externa. Consiste en una esfera de 30 cm de diámetro hecha de material equivalente a tejido con una densidad de 1 g/cm3 y una composición en masa de 76,2 % de oxígeno, 11,1 % de carbono, 10,1 % de hidrógeno y 2,6 % de nitrógeno.
- Fluencia, Φ: es el cociente entre dN y da, donde dN es el número de partículas que entran en una esfera de sección recta da:
Φ = dN / da
4. Coeficientes de dosis efectiva por exposición externa.
Se establecerán y actualizarán por el Consejo de Seguridad Nuclear, teniendo en cuenta las recomendaciones de las publicaciones 116 y 144 de la Comisión Internacional de Protección Radiológica y las publicaciones en que se actualicen los criterios y tablas contenidos en dichas publicaciones.
Estos coeficientes serán publicados en la página web del Consejo de Seguridad Nuclear.