Curs I.1

Dozimetrie

Fiz. PhD Constantin Petrica Cristin

Expunerea (X)Expunerea (X)• Expunerea este o marime dozimetrica pentru

radiatia electromagnetica si exprima abilitatea radiatiei de a produce ionizare in aer .

• Aceasta marime este definita numai pentru radiatia electromagnetica care interactioneaza cu aerul .

Debitul expunerii: X/t

Debitul expunerii (si ulterior, debitul dozei) este expunerea produsa pe unitatea de timp.

In SI unitatea debitului expunerii este [C kg-1s-1] sau [ A kg-1 ] si (in vechile unitati) [R/s]. In protectia radiologica de obicei aceste valori de debit se

exprima “per ora” (ex., R/h).

Doza absorbita, D• Doza absorbita D,este energia absorbita pe

unitatea de masa.• Aceasta marime este definita pentru toate tipurile

de radiatii ionizante (nu numai pentru radiatia electromagnetica, cum a fost in cazul “expunerii”), si pentru orice material .

• D = dE/dm. In SI unitatea pentru D este Gray [Gy]. • 1 Gy = J/kg.• Vechea unitate a fost “rad”. 1 Gy = 100 rad.

Doza medie absorbita intr-un tesut sau organ

• Doza medie absorbita intr-un tesut sau organ DT este energia depusa in organ, impartita la masa acelui organ.

Doza echivalenta: H

• Doza echivalenta H este doza absorbita multiplicata printr-un factor de ponderare pentru radiatie, wR , nedimensional, care exprima eficacitatea biologica a tipului dat de radiatie

• Pentru a evita confuzia cu doza absorbita, in SI unitatea de dosa echivalenta este numita sievert (Sv). Unitatea veche a fost “rem”

1 Sv = 100 rem

Factorul de ponderare pentru radiatie, wR

• Pentru cea mai mare parte a radiatiilor folosite in medicina (X, , e-) wR este=1, astfel incat doza absorbita si doza echivalenta sunt numeric egale.

• Exceptiile sunt: – particulele alfa (wR = 20)

– neutronii (wR = 5 - 20).

Factor de ponderare pentru tesut

Pentru a reflecta detrimentul combinat datorita efectelor stochastice datorate dozelor echivalente din toate organele si tesuturile din corp, doza echivalenta din fiecare organ sau tesut se multiplica cu un factor de ponderare pentru tesut, wT, iar rezultatele sunt insumate pe intregul corp, pentru a obtine doza efectiva E.

Efectul fotoelectric

• Apare cand un foton este absorbit total de un electron de pe un nivel interior (puternic legat).

Ca urmare a energiei primite electronul este scos de pe orbita-emisia de fotoelectroni si atomul ramane cu o sarcina pozitiva (ion pozitiv).

Locul ramas vacant pe nivelul interior este ocupat de un electron de pe un nivel exterior iar excesul de energie este emis sub forma de radiatie X caracteristica sau electroni Auger.

Imprastierea Compton

• Apare la interactia fotonului cu electronii (slab legati) de pe nivelul exterior (de valenta) al atomului.

• Cele trei tipuri principale de interactie a fotonilor cu materia – efect fotoelectric , efect Compton si formare de perechi – au probabilitati de aparitie diferite functie de numarul atomic Z si energia fotonului incident.

Coeficientul de atenuare liniara (µ)

• Reprezinta fractiunea din fotonii incidenti scoasa din fascicul, indiferent de tipul de interactiune, pe unitatea de parcurs, exprimata in . 1cm

Atenuarea

• Atenuarea unui fascicul de radiatie electromagnetica (X sau gamma) monocromatic la trecerea printr-un material de grosime t (cm) si coeficient de atenuare µ se face dupa o lege exponentiala data de formula:

N(t)=N(0)exp(- µt)

Doze şi riscuri în context

• Printre multe riscuri la care suntem expuşi, în mod constant suntem expuşi la fondul natural de radiaţii care conduce la o doză medie anuală de 2400 µSv pe an pe persoană. Expunerea medicală (inclusiv cea dentară), adaugă o doză suplimentară substanţială dozei datorată fondului natural de radiaţii, cu o variaţie mare de la ţară la ţară.