carrera: ingenierÍa biomÉdica f.c.e.f.y n - u.n.c. materia: medicina nuclear año: 2008 lic. g. r....
TRANSCRIPT
CARRERA: INGENIERÍA BIOMÉDICA
F.C.E.F.y N - U.N.C.
MATERIA: MEDICINA NUCLEAR
Año: 2008
Lic. G. R. Vélez – Lic. A. Martínez – Lic. M.L. Haye.
Medición de la radiación: Dosimetría
Hay dos consideraciones diferentes en dosimetría: describir el haz de radiación y describir la cantidad de energía que puede depositar en algún medio.
Un haz de Rayos X emitidos de un blanco o un haz de Rayos emitidos de una fuente radioactiva consisten en un gran número de fotones, usualmente con una gran variedad de energias.
Descripción del Haz de fotones
Las cantidades que se utilizan para la descripción del haz de fotones son:
FLUENCIA:
dadN
dN: Numero de fotones
da: área transversal de una esfera donde entran los fotones
FLUENCIA DE ENERGIA:
dahdN
da
dE fl dEfl: Suma de la energia de todos los fotones que pasan por da
Si es un haz monoenergético
Cantidad de energía que pasa por unidad de área
TASA DE FLUENCIA:
dt
d
Cantidad de fotones que ingresan por unidad de area por unidad de tiempo
TASA DE FLUENCIA DE ENERGIA:
dt
d
Cantidad de energía que pasa a través de una unidad de área por unidad de tiempo
Descripción de la deposición de energía
La transferencia de energía de un fotón al medio se hacia en 2 etapas:
1. el fotón interacciona con el átomo causando que los electrones se pongan en movimiento
2. luego los electrones de alta energía trasferían esta a través de ionizaciones y excitaciones
KERMAKERMA
dEtr es la energía cinética transferida de los fotones incidentes a los electrones.
KgJ
dmEd
Ktr
Esta es la cantidad que conecta la descripción del haz de radiación con los efectos que puede producir.
También:trEK
Haces monoenergéticos
max
0
h
tr hdhEh
hd
hdK Espectros
Es una cantidad fácil de calcular, pero difícil de medir
EXPOSICIONEXPOSICION
dQ es el valor absoluto de la carga total de iones de un mismo signo que se producen en aire cuando todos esos iones (positivos y negativos) son liberados por fotones en un dm y son completamente parados en aire.
R
Kg
C
dm
dQX
Esta cantidad da la capacidad que tiene el haz de radiacion de ionizar aire.
Es una cantidad que solo sirve en aire, para fotones y energías menores de 3 MeV
RKgC
38761
DOSIS ABSORVIDADOSIS ABSORVIDA
dEab es la energía que queda retenida en el medio
KgJ
dm
EdD ab
También:abED
Kg
JGrayGy 1)(1
La unidad que se utiliza para la Dosis absorvida
Es una cantidad que sirve en cualquier material, cualquier tipo de radiación y cualquier energía.
Relaciones entre las cantidadesRelaciones entre las cantidades
KERMAKERMA
tr
trEK
gtren
1
Y teníamos
dando
g
gKKK trenradcol
1
EXPOSICIONEXPOSICION
La exposición es la ionización equivalente al KERMA de colisión en aire
W
e
W
Podemos calcular X a través de Kcol conociendo la carga de ionización producida por unidad de energía depositada por
fotones
es la energía media requerida para producir un par de iones en aire
es la energía media por unidad de carga
RGy
KWe
KX airecol
aireaire
col 00876.0
Además la Exposición en un punto esta relacionada con la de otro punto a través de la ley de inversa del cuadrado
2
1
2
2
1
d
d
X
X
O
DOSIS ABSORVIDADOSIS ABSORVIDA gKED ab
1
colKD
EQUILIBRIO ELECTRONICOEQUILIBRIO ELECTRONICO
Suponemos que en una irradiación, todos los e- viajan hacia delante y una distancia R (rango) y los fotones no se atenuan.
El número de e- que se pone en movimiento en cada cuadrado es el mismo
Si medimos la ionizacion en D, tendremos la ionización total del haz que ingreso en A. La dosis absorbida es proporcional a la ionización producida en cada cuadro, por lo tanto comienza en cero y alcanza su valor máximo en R.
Así vemos que nuestra relación entre Dosis Absorbida y Kerma es solo validera cuando existe el equilibrio electrónico, es decir cuando hay un
equilibrio entre dosis y kerma.
Si tenemos en cuenta la atenuación del haz, entonces
Teoría de la cavidad de BRAGG-GRAYTeoría de la cavidad de BRAGG-GRAY
La dosis absoluta solo puede medirse por calorimetría. La mayoria de las mediciones de hoy en día se realizan sobre medir ionización y calcular la dosis corrigiendo por factores de cambio.
Supongamos que metemos en nuestro medio una cavidad llena de aire. Se producirán ionizaciones en el gas de la cavidad, dando lugar a energía absorbida en el gas. Es posible recolectar la carga producida en el gas.
Podemos relacionar la dosis absorbida en el gas con la ionización producida en el gas
Si asumimos que la cavidad de aire es tan pequeña que no afecta la fluencia de fotones en el medio, el aire en la cavidad verá la misma fluencia de e- que las paredes. Entonces
WmQ
Dgas
gas
paredgasE
E
gasion
wall
E
E
paredion
wall
gas
pared S
dEESdE
Ed
dEESdE
Ed
D
D
max
min
max
min
Relación promedio de poderes de frenado
La importancia de la Fórmula de BRAGG-GRAY es que relaciona la ionización en una cavidad con la dosis absorbida en la pared que rodea la cavidad