MATERIA: MEDICINA NUCLEAR
CARRERA: INGENIERÍA BIOMÉDICA
F.C.E.F.y N - U.N.C.
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.
Descripción del Haz de fotones
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.
Las cantidades que se utilizan para la descripción del haz de
fotones son:
FLUENCIA:
 
dN
da
dN: Numero de fotones
da: área transversal de una esfera donde entran los fotones
FLUENCIA DE ENERGIA:
 
dE
fl
da

dN h 
da
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:
 
d
dt
Cantidad de fotones que ingresan por unidad de area por unidad
de tiempo
TASA DE FLUENCIA DE ENERGIA:
 
d
dt
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
KERMA
K 
d E tr
dm
 J 


Kg


dEtr es la energía cinética transferida de los fotones incidentes a los electrones.
Esta es la cantidad que conecta la descripción del haz de
radiación con los efectos que puede producir.
También:
h  max
K 

0
 
K     E tr
 
d  h     h 

d h  

Haces monoenergéticos
 E tr  h   d h 

Espectros
Es una cantidad fácil de calcular, pero difícil de medir
EXPOSICION
X 
dQ
dm
 C

 R

 Kg

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.
Esta cantidad da la capacidad que tiene el haz de radiacion de
ionizar aire.
1
C
 3876 R
Kg
Es una cantidad que solo sirve en aire, para fotones y energías
menores de 3 MeV
DOSIS ABSORVIDA
D 
d E ab
dm
 J 


 Kg 
dEab es la energía que queda retenida en el medio
También:
 
D     E ab
 
La unidad que se utiliza para la Dosis absorvida
1 Gy ( Gray )  1
J
Kg
Es una cantidad que sirve en cualquier material, cualquier tipo de
radiación y cualquier energía.
Relaciones entre las cantidades
 
 
K     E tr    tr 
 
  
KERMA
  en

 
Y teníamos
dando
K K
col
K
rad
   tr 
  
 1  g 
   

   en
 

   g
    tr  

   1  g



EXPOSICION
La exposición es la ionización equivalente al KERMA de colisión
en aire
Podemos calcular X a través de Kcol conociendo la carga de
ionización producida por unidad de energía depositada por
fotones
W
es la energía media requerida para producir un par de iones en aire
W
es la energía media por unidad de carga
e

X  K
col


 e 
col

K

aire 
 W  aire

aire
 0 . 00876
Gy
R
Además la Exposición en un punto esta relacionada con la de
otro punto a través de la ley de inversa del cuadrado
X1
X2
 d2 

 

d
 1 
2

D    E ab

DOSIS ABSORVIDA
O
DK

  K 1  g 

col
EQUILIBRIO 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-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
D gas 
Q
W
m 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
E max
D pared
D gas


E min
 d E  
pared


S
E
dE


ion
 dE  wall
E max

E min
 d E  
gas
S ion  E  dE


 dE  wall
S
pared
gas
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