5.2 Criterios actuales. Radiación externa

Un término antiguo que aún es de uso común es el de dosis máxima permitida (DMP). Su uso no es recomendable porque puede ser engañoso en ciertos sentidos. Por citar uno, el adjetivo ``permitido'' no es del todo adecuado, porque la ley no ``permite'' dosis, sino simplemente elabora normas de protección. El término ``máxima'' también es engañoso, puesto que sugiere que una dosis por encima de ésta va a ser repentinamente perjudicial. Sin embargo, no hay evidencia de que la exposición a dosis superiores a las señaladas sea perjudicial. De hecho, ya hemos mencionado que en ciertos lugares del planeta las dosis del fondo natural excede de estos criterios, y también se administran dosis superiores en diagnósticos y tratamientos médicos. Las normas no imponen un lımite máximo por encima del cual ocurrirá un daño medible, sino que son pautas para una radioprotección prudente. El término ``criterios de protección radiológica'' (CPR) (radiation protection guide o RPG, en inglés) es más adecuado.

La elaboración de los CPR es una tarea complicada donde la polıtica juega un papel importante. No obstante los comités que evalúan las recomendaciones para los CPR están formados en su mayor prte por expertos en radiologıa. Para la elaboración de los CPR se tienen en cuenta las siguientes hipótesis:

1. Existe una relación lineal dosis-efecto para todas la dosis de radiación. Esta dependencia lineal puede ser extrapolada a partir de una base de datos establecida para dosis por encima de 100 rads.

2. Las dosis pequeñas suministradas a un órgano son aditivas, independientemente de la velocidad o el intervalo de tiempo en que fueron suministradas.

3. No hay recuperación biológica de los efectos de la radiación a pequeñas dosis.

Se han definido dos conjuntos de CPR basados en estas suposiciones: uno para la población en general y otro para trabajadores en contacto habitual con la radiación. En la tabla 8 se presenta una versión abreviada de los mismos.

Tabla 8: Criterios de protección radiológica (dosis en rem)

Tipo de exposición	FRC/EPA (1960)	EPA (1981)	NCRP (1971)	ICRP (1977)
Exposición ocupacional
Cuerpo Completo
Prospectivo	12/a; 3/tr	5/a	5/a	5/a
Retrospectivo	-	-	10-15 cualquier año	-
Hasta $N$ años de edad	$5(N-18)$	100 en toda la vida	$5(N-18)$	-
Piel	30/a; 10/tr		15/a	(ver texto)
Manos	75/a; 25/tr	50/a	75/a; 25/tr	(ver texto)
Antebrazos	75/a; 25/tr	-	30/a; 10/tr;	(ver texto)
Gónadas	12/a; 3/tr	5/a	5/a	(ver texto)
Ojos	12/a; 3/tr	5/a	5/a	(ver texto)
Tiroides	30/a; 10/tr	-	15/a	(ver texto)
Cualquier otro órgano	15/a; 5/tr	30/a	15/a; 5/tr	(ver texto)
Mujeres embarazadas	-	$\dag$	0.5 gestación	$\ddag$
Población en general
Individuos	0.5/a	-	0.5/a	0.5/a
Promedio	5/30a	-	5/30a	-

$\dag$ Varios criterios alternativos propuestos
$\ddag$ Menos de 0.3 veces la dosis normal ocupacional durante la gestación

Las organizaciones o empresas que tratan con radiación poseen comités internos que se encargan de controlar el cumplimiento de los criterios de protección. Se suele adaptar un conjunto de criterios para sus necesidades especıficas. Un ejemplo de ``manual de protección radiológica'' usado en varios establecimientos se muestra en la tabla 9.

Tabla 9: Criterios de exposición externa

Area expuesta	rem por trimestre
Cuerpo completo, cabeza y tronco, órganos productores de la sangre, gónadas, ojos	1.25
Manos y antebrazos, pies y tobillos	18.75
Piel	7.5

Nótese que en la tabla 8 se usa una ecuación para obtener la dosis máxima acumulada $H$ en función de la edad $N$:

$$H_{max}= 5(N-18) \,\mbox{rem}.$$ (14)

Según esta ecuación resultarıa una dosis máxima acumulada de 260 rem para un individuo de 70 años, mientras que según el criterio usado por la EPA (Agencia de Protección Ambiental de Estados Unidos) la dosis máxima acumulada no puede ser superior a 100 rem. El CPR de 5 rem para la dosis anual externa supone aproximadamente 100 mrem/semana. Una jornada semanal de 40 horas supone una dosis de 2.5 mrem/h. Las áreas en que la tasa de dosis excede de estos valores se consideran áreas restringidas. Bajo ciertas regulaciones, cualquier habitación o espacio donde una persona pueda ser expuesta a dosis superiores 5 mrem/h se denomina área radiactiva y debe ser identificada con las señales de peligro apropiadas.

El uso médico de la radiación es una excepción a estos criterios. Los procedimientos de diagnóstico con rayos X moderadamente intensos pueden producir dosis que exceden estos criterios. Los tratamientos con radiación pueden exceder en varios órdenes de magnitud las dosis recomendadas.

Ejemplo Un técnico médico maneja una máquina de rayos X de 75 keV. El haz está en funcionamiento durante 0.2 segundos, y en dicho tiempo la exposición es de 200 mR.

a) ¿Cuánto tiempo puede exponer sus manos el técnico antes de que se absorba su dosis semanal?

b) Estimando una relación exposición/dosis de 1.2 rad/R, ¿qué dosis recibirá un paciente que es expuesto 5 veces durante un procedimiento de diagnóstico?
Adoptando los CPR de la EPA la dosis para las manos es de 50 rem/a, aproximadamente 1 rem/semana.

El haz produce una exposición de

$$\frac{dX}{dt}= \frac{200 \,\mbox{mR}}{0.2 s} = 1000 \,\mbox{mR}/s = 1 \,\mbox{R}/s$$

Ahora ncesitamos convertir la exposición en dosis efectiva. Para el tejido blando, 1 R equivale a 0.95 rad (aproximadamente 1 rad). No obstante, la mano se compone también de huesos. El hueso es más denso que el músculo y contiene más elementos pesados, que tienen una sección eficaz fotoeléctrica mayor. Por tanto, es de esperar que el hueso absorba más energıa que el músculo para la misma exposición.

Figura 6: Relación Rad/Roentgen (factor $f$) para hueso, músculo y grasa.

La figura 6 representa la relación entre dosis absorbida y exposición para tejido óseo, muscular y graso, es decir, el factor

$$f= \frac{D}{X}$$

en unidades de rad/roentgen. Se observa que, para energıas pequeñas la absorción de energıa por los huesos es mucho mayor que la absorbida por el músculo. Para $E=75$ keV el factor $f \sim 2$. En nuestro caso, una estimación de 50% de hueso y 50% de músculo para una mano serıa apropiada. Por lo tanto, podemos tomar para la mano un factor $f\sim 1.5$.

Esto supone una dosis absorbida por las manos de 1.5 rad/s. Puesto que el factor de calidad para rayos X es de $Q=1$, la dosis equivalente es de $1.5$ rem/s. La dosis semanal de 1 rem se ebsorberá en $1/1.5=2/3=0.67$ s. Esta es una estimación que muesra las precauciones que deben tomarse al trabajar alrededor de una fuente radiactiva.

En el caso del paciente la dificultad es mayor porque en este caso es el tronco completo el que está expuesto y la composición del tejido variará con la localización y, además, los rayos X se atenúan al atravesar el cuerpo. Por lo tanto, la exposición promediada para el cuerpo completo será menor que la exposición en la superficie. Puesto que el enunciado sugiere que tomemos $f\sim 1.2$ rad/R para el paciente, éste recibirá una dosis de 1.2 rem.