Dosímetro - Dosimeter
Um dosímetro de radiação é um dispositivo que mede a absorção de dose de radiação ionizante externa . É usado pela pessoa que está sendo monitorada quando usado como um dosímetro pessoal e é um registro da dose de radiação recebida. Os modernos dosímetros pessoais eletrônicos podem fornecer uma leitura contínua da dose cumulativa e da taxa de dosagem atual, e podem alertar o usuário com um alarme sonoro quando uma taxa de dosagem especificada ou cumulativa for excedida. Outros dosímetros, como termoluminescentes ou tipos de filme, requerem processamento após o uso para revelar a dose cumulativa recebida e não podem fornecer uma indicação atual da dose durante o uso.
Dosímetros pessoais
O dosímetro pessoal de radiação ionizante é de fundamental importância nas disciplinas de dosimetria da radiação e física da saúde da radiação e é usado principalmente para estimar a dose de radiação depositada em um indivíduo que usa o dispositivo.
O dano da radiação ionizante ao corpo humano é cumulativo e está relacionado à dose total recebida, para a qual a unidade SI é o sievert . Radiologistas , trabalhadores de usinas nucleares , médicos que usam radioterapia , trabalhadores de HAZMAT e outras pessoas em situações que envolvem o manuseio de radionuclídeos geralmente são obrigados a usar dosímetros para que um registro da exposição ocupacional possa ser feito. Esses dispositivos são conhecidos como "dosímetros legais" se tiverem sido aprovados para uso no registro de dose pessoal para fins regulatórios.
Os dosímetros são normalmente usados do lado de fora da roupa, um dosímetro de "corpo inteiro" é usado no tórax ou torso para representar a dose para todo o corpo. Este local monitora a exposição da maioria dos órgãos vitais e representa a maior parte da massa corporal. Dosímetros adicionais podem ser usados para avaliar a dose nas extremidades ou em campos de radiação que variam consideravelmente dependendo da orientação do corpo em relação à fonte.
Tipos modernos
O dosímetro pessoal eletrônico, o tipo mais comumente usado, é um dispositivo eletrônico que possui uma série de funções sofisticadas, como monitoramento contínuo que permite alertas de alarmes em níveis predefinidos e leitura ao vivo da dose acumulada. Estes são especialmente úteis em áreas de alta dosagem onde o tempo de residência do usuário é limitado devido a restrições de dose. O dosímetro pode ser reiniciado, geralmente após fazer uma leitura para fins de registro e, portanto, reutilizado várias vezes.
Dosímetro MOSFET
Dosímetros de transistor de efeito de campo de semicondutor de óxido metálico são agora usados como dosímetros clínicos para feixes de radiação de radioterapia. As principais vantagens dos dispositivos MOSFET são:
1. O dosímetro MOSFET faz leitura direta com uma área ativa muito fina (menos de 2 μm).
2. O tamanho físico do MOSFET quando embalado é inferior a 4 mm.
3. O sinal pós-radiação é armazenado permanentemente e não depende da taxa de dose.
O óxido de porta do MOSFET, que é convencionalmente o dióxido de silício, é um material de detecção ativo em dosímetros MOSFET. A radiação cria defeitos (atua como pares de elétron-buraco) no óxido, que por sua vez afeta a tensão de limiar do MOSFET. Essa mudança na tensão de limiar é proporcional à dose de radiação. Dielétricos alternativos de alta k, como dióxido de háfnio e óxidos de alumínio, também são propostos como dosímetros de radiação.
Dosímetro termoluminescente
Um dosímetro termoluminescente mede a exposição à radiação ionizante medindo a intensidade da luz emitida por um cristal dopado com Dy ou B no detector quando aquecido. A intensidade da luz emitida depende da exposição à radiação. Estes já foram vendidos em excesso e um formato usado por submarinistas e trabalhadores nucleares se assemelhava a um relógio de pulso verde escuro contendo os componentes ativos e um diodo IR altamente sensível montado no chip de vidro LiF2 dopado que, quando o conjunto é precisamente aquecido (portanto, termoluminescente) emite a radiação armazenada como luz infravermelha de banda estreita até que se esgote. A principal vantagem é que o chip registra a dosagem passivamente até ser exposto à luz ou ao calor, portanto, mesmo uma amostra usada mantida no escuro pode fornecer dados científicos valiosos.
Tipos legados
Dosímetro de crachá de filme
Os dosímetros de crachá de filme são para uso único. O nível de absorção da radiação é indicado por uma mudança na emulsão do filme, que é mostrada quando o filme é revelado. Eles agora foram substituídos principalmente por dosímetros pessoais eletrônicos e dosímetros termoluminescentes.
Dosímetro de fibra de quartzo
Eles usam a propriedade de uma fibra de quartzo para medir a eletricidade estática retida na fibra. Antes de ser usado pelo usuário, um dosímetro é carregado com uma alta tensão, fazendo com que a fibra se desvie devido à repulsão eletrostática. Conforme o gás na câmara do dosímetro fica ionizado por radiação, a carga vaza, fazendo com que a fibra se endireite e, assim, indique a quantidade de dose recebida em uma escala graduada, que é vista por um pequeno microscópio embutido. Eles são usados apenas por curtos períodos, como um dia ou um turno, pois podem sofrer vazamento de carga, o que dá uma leitura falsa alta. No entanto, eles são imunes ao EMP, por isso foram usados durante a Guerra Fria como um método à prova de falhas para determinar a exposição à radiação.
Eles agora são amplamente substituídos por dosímetros pessoais eletrônicos para monitoramento de curto prazo.
Dosímetro tubo Geiger
Estes usam um tubo Geiger-Muller convencional, normalmente um ZP1301 ou tubo de compensação de energia semelhante que requer entre 600 e 700 V e componentes de detecção de pulso. O display na maioria era um tipo bolha ou LCD em miniatura com 4 dígitos e um contador discreto de IC, como 74C925 / 6, unidades de LED geralmente têm um botão para habilitar o display para longa duração da bateria e um emissor infravermelho para verificação de contagem e calibração. A tensão é derivada de um módulo separado com pino ou terminal de fio que muitas vezes usa um transistor unijunction conduzindo uma pequena bobina de aumento e estágio multiplicador que embora caro é confiável ao longo do tempo e especialmente em ambientes de alta radiação compartilhando esta característica com diodos de túnel embora o encapsulantes, indutores e capacitores são conhecidos por quebrar internamente com o tempo. Eles têm a desvantagem de que a contagem de becquerel ou microssievert armazenada é volátil e desaparece se a fonte de alimentação for desconectada, embora possa haver um capacitor de vazamento baixo para evitar que a desconexão da bateria de curto prazo tenha um impacto que interrompa a memória. A solução é usar uma bateria de longa duração, contatos serrilhados de alta qualidade e parafusos de segurança para manter o painel frontal de vidro no lugar, embora unidades mais recentes registrem contagens em relação ao tempo para uma memória não volátil de alta capacidade, como 24C256, para que possa ser ler através de uma porta serial.
Quantidades de dose de dosimetria
A quantidade operacional para dosimetria pessoal é o equivalente de dose pessoal, que é definido pela Comissão Internacional de Proteção Radiológica como o equivalente de dose em tecido mole em uma profundidade apropriada, abaixo de um ponto especificado no corpo humano. O ponto especificado geralmente é dado pela posição em que o dosímetro do indivíduo é colocado.
Resposta do instrumento e dosímetro
Esta é uma leitura real obtida de um monitor de gama de dose ambiente ou de um dosímetro pessoal. O dosímetro é calibrado em um campo de radiação conhecido para garantir a exibição de quantidades operacionais precisas e permitir uma relação com efeitos conhecidos na saúde. O equivalente de dose pessoal é usado para avaliar a absorção de dose e permitir que os limites regulamentares sejam cumpridos. É o valor normalmente registrado nos registros de dose externa para trabalhadores de radiação ocupacional.
O dosímetro desempenha um papel importante no sistema internacional de proteção contra radiação desenvolvido pela Comissão Internacional de Proteção Radiológica e pela Comissão Internacional de Unidades e Medidas de Radiação . Isso é mostrado no diagrama a seguir.
Calibração dosímetro
O fantoma "laje" é usado para representar o torso humano para calibração de dosímetros de corpo inteiro. Isso replica a dispersão de radiação e os efeitos de absorção do torso humano. A Agência Internacional de Energia Atômica declara "O fantoma da laje tem 300 mm × 300 mm × 150 mm de profundidade para representar o torso humano".
Quantidade | Unidade | Símbolo | Derivação | Ano | Equivalência SI |
---|---|---|---|---|---|
Atividade ( A ) | becquerel | Bq | s -1 | 1974 | Unidade SI |
curie | Ci | 3,7 × 10 10 s −1 | 1953 | 3,7 × 10 10 Bq | |
Rutherford | Rd | 10 6 s −1 | 1946 | 1.000.000 Bq | |
Exposição ( X ) | coulomb por quilograma | C / kg | C⋅kg −1 de ar | 1974 | Unidade SI |
röntgen | R | esu / 0.001293 g de ar | 1928 | 2,58 × 10 −4 C / kg | |
Dose absorvida ( D ) | cinzento | Gy | J ⋅kg −1 | 1974 | Unidade SI |
erg por grama | erg / g | erg⋅g -1 | 1950 | 1,0 × 10 −4 Gy | |
rad | rad | 100 erg⋅g −1 | 1953 | 0,010 Gy | |
Dose equivalente ( H ) | Sievert | Sv | J⋅kg -1 × W R | 1977 | Unidade SI |
homem equivalente a röntgen | rem | 100 erg⋅g −1 x W R | 1971 | 0,010 Sv | |
Dose efetiva ( E ) | Sievert | Sv | J⋅kg -1 × W R × W T | 1977 | Unidade SI |
homem equivalente a röntgen | rem | 100 erg⋅g -1 × W R × W T | 1971 | 0,010 Sv |
Verificação de irradiação de processo
Os processos de fabricação que tratam de produtos com radiação ionizante, como a irradiação de alimentos , utilizam dosímetros para calibrar as doses depositadas no material irradiado. Estes geralmente devem ter uma faixa de dose maior do que os dosímetros pessoais, e as doses são normalmente medidas na unidade de dose absorvida : o cinza (Gy). O dosímetro está localizado sobre ou adjacente aos itens que estão sendo irradiados durante o processo como uma validação dos níveis de dose recebidos.
Galeria
Cromorradiômetro ou dosímetro colorido de Guido Holzknecht (1902)
Veja também
- Comparação de dosímetros
- contador Geiger
- Câmara de ionização
- Instrumentos operacionais do Royal Observer Corps
- Contador de cintilação