Contexto histórico de la radiación ionizante y de Protección Radiológica
-
Guillermo Morgan
Describió una serie de experimentos que había realizado sobre fenómenos producidos por una descarga eléctrica en el interior de un tubo de vidrio manifestando que ante la ausencia de aire, no existe posibilidad de paso de alguna descarga eléctrica, pero que el ingreso de una pequeña cantidad de aire al tubo, provocaba una luz verdosa sin saberlo, había producido rayos X y su sencillo aparato representaba el primer tubo de rayos X. -
Tubo de Geissler
Julius Plucker observó que el resplandor de un tubo de Geissler se podía desviar con ayuda de un campo magnetico. Como ese resplandor parecía producirse algo que salía del cátodo, a ése algo se le llamó rayos catódicos -
William Crookes
Mejoró los tubos de vacío inventados por Geissler y consiguió alcanzar presiones muy bajar obteniendo descargas que se propagaban en linea recta, en forma de rayos. Cuando ésos misteriosos "rayos catódicos" impactaban contra las paredes del vidrio generaba un llamativo resplandor verde. Y, haciendo mas experimentos hizo girar una ruedecilla de mica dentro del tubo, y se convenció de que estaba observando materia, pero un un nuevo estado, al que llamó "radiante" . -
Nikola Tesla
Estudió el efecto creado por Crookes observando e informando que los rayos descritos por Crookes, podían producir efectos nocivos para los organismos expuestos de manera sostenida a ellos. No se podían usar a la ligera ya que eran dañinos.
Evidentemente, esto ha tenido implicaciones enormes en el campo de la medicina. -
Wilhelm Roentgen
Motivado por la fluorescencia se cuestionaba si los rayos atravesaban el vidrio de los tubos, para comprobarlo cubrió con cartón uno de los mismo. No observó resplandor pero sí vio luminiscencia en una pantalla platinocianuro de bario. Repitió el experimento e interpuso diferentes materiales entre la pantalla y el tubo, notó que sólo el plomo podía impedir la luminiscencia. Obtuvo imágenes del paso de la radiación atreves del cuerpo humano, y la primera radiografía que obtuvo fue la de su Esposa -
Antoine Becquerel- Descubridor de la Radioactividad natural
Mientras estudia las propiedades fluorescentes de las sustancias, accidentalmente descubrió la existencia de rayos desconocidos que provenían de algunos compuestos del Uranio. Notó que éste elemento emitía radiaciones espontáneas que revelaban las placas fotográficas envueltas en papel negro incluso en ausencia de los rayos catódicos.
Hizo ensayos con el mineral en caliente, en frío, pulverizado, disuelto en ácidos y la intensidad de la misteriosa radiación era siempre la misma. -
Destrucción de células como medio de curación
Después del descubrimiento del Roentgen, los médicos encontraron que los Rayos X al parecer destruian células tanto normales como neoplásicas. El Dr. Freund, tras haber observado que esta radiación había provocado la caída del pelo en uno de sus colaboradores, trató con rayos X el nevus piloso de un niño. -
Primeros efectos de la radiación
Thomas Edison, luego de conocer el informe de Roentgen construyó su propio aparato, pronto reportó irritación en los ojos por trabajar con tubos "a fluorescencia", y recomendó no usarlos en forma continua. Sin embargo no evitó la sobreexposición de su asistente, Clarence Dally, quien ponía las manos en el fluoroscopio durante las demostraciones, sufrió una radiodermitis que lo llevó a la amputación de la mano izquierda, además de caída del cabello, las cejas y eritema; finalmente murió -
Marie Curie: Torio
Marie Curie pudo descubrir nuevos cuerpos que emitían rayos uránicos. El primer resultado sorprendente que obtuvo fue que los rayos de Becquerel no eran una propiedad exclusiva del uranio y sus sales, sino que también la presentaban los compuestos de otro elemento químico: el torio. -
Polonio
Los Esposos Curie buscando radiaciones en los minerales de uranio, mezclandolo con metales y minerales, y repitiendo varias veces el ciclo de separación química llegaron a obtener una sustancia cuya actividad era cuatrocientas veces superior a la del uranio. En una comunicación afirmaban que de la extraordinaria actividad mostrada por la chalcolita y la pechblenda deducían que contenían un nuevo elemento mucho más activo que el uranio y para el que proponían el nombre de “Polonio" -
Radio
Los Curie separaron químicamente otra sustancia de la pechblenda. Habían encontrado una emisión tan intensa que solo podía explicarse si existía otro elemento nuevo, más radiactivo que el propio polonio. Esta sustancia tenía una actividad por unidad de masa novecientas veces mayor que la del uranio y era químicamente completamente diferente del uranio, del torio y del polonio.Finalmente encontraron el elemento desconocido que era la fuente de las radiaciones misteriosas y lo denominaron "Radio". -
Ernest Rutherford: Rayos alfa, beta y gamma
Inició a investigar la naturaleza de los rayos emitidos por el uranio, descubrió que éste al emitir esos rayos estaba acompañada de una desintegración de los elementos y resultó estar constituido principalmente por tres componentes a los cuales se les dio el nombre de alfa, beta y gamma, éste ultimo es en realidad radiaciones electromagnéticas parecidas a los rayos X y a la luz visible, pero de diferente energía. -
Quemadura de Becquerel
Después de haber mantenido durante un tiempo un tubo de ensayo con una partícula de uranio en el bolsillo de su chaleco, Antoine Becquerel experimentó una quemadura en su piel que le llevó a interesarse por una posible solución con de este elemento para eliminar tumores cancerosos. Con este hallazgo, el científico Parisino recientemente había propuesto las bases de la quimioterapia. -
Encuentro de la American Roentgen Ray Society
Rome Vernon Wagner fabricante de tubos de rayos X, reportó que en su esfuerzo por controlar el nivel de exposición de sus trabajadores, había iniciado a llevar una placa fotográfica en su bolsillo y a revelar esa placa cada tarde para determinar si había estado expuesto a las radiaciones. Desgraciadamente, la preocupación de Wagner llegó demasiado tarde, porque él ya había desarrollado un cáncer que le produjo la muerte seis meses después de su anuncio. -
Ernest Rutherford: El átomo
Uso la radioactividad para explorar el interior de los átomos; disparó rayos alfa contra una lámina delgada de metal, algunas traspasaban sin cambiar de dirección y otras rebotaban en diversas direcciones. Con ésto concluyó que ésto sólo era posible si los átomos tenían un pequeño núcleo denso con carga positiva capaz de rechazar las partículas alfa cargadas también positivamente. Por lo cual propuso un modelo de átomo, esa imagen familiar del átomo con electrones girando alrededor del núcleo. -
Primer documento sobre protección radiológica
La Sociedad Röntgen German publicó unas primeras recomendaciones sobre blindaje y medidas de alejamiento para prevención de los riesgos de las radiaciones sobre el organismo -
William Coolidge: Tubo de Coolidge
Realizó mejoras al tubo de Crookes ya que al utilizar objetivos de platino bombardeados por electrones producidos en descargas de gas a baja presión se dispersaba por todas partes. Coolidge razonó que bajo el vacío extremo de la bomba los electrones emitidos por un cable de tungsteno y enfocados por un escudo de molibdeno podían ser chocados contra un objetivo de tungsteno y el resultado fue una fuente de rayos X cuya intensidad y poder de penetración podían ser controlados independientemente. -
Dosimetros
Los efectos biológicos de las radiaciones produjo una revolución en la comunidad científica similar a la del descubrimiento de los rayos X. Se reunieron Comités de Protección para empezar a reglamentar las dosis de exposición, las normas de higiene y seguridad de las instalaciones, los horarios de trabajo, y en este período aparecen avances tecnológicos para la monitorización individual de la exposición a las radiaciones ionizantes, los dosímetros individuales basados en película radiográfica. -
Medicina Nuclear
George Hevesy demostró la incorporación de plomo en las plantas cuando estudió la distribución del plomo y el bismuto en los animales, empleando el que llamó método de indicadores radiactivos.
Más tarde Blumgart y Weiss hicieron experimentos para saber el tiempo que tardaba una sustancia radiactiva inyectada en un brazo en llegar al opuesto, en individuos sanos el tiempo de circulación variaba entre 15 y 21 segundos mientras en personas con cardíopatía estaba por encima de los 45 segundos. -
Comisión Internacional de Unidades y Medidas de la Radiación (ICRU)
Desde su creación, se ocupa de la definición formal de las magnitudes y unidades radiológicas asi como de desarrollar recomendaciones aceptables acerca del uso de dichas magnitudes y los métidos adecuados de medida. -
1° Congreso Internacional de Radiología
Se creó el Comité Internacional de protección contra Rayos X, sus recomendaciones agrupan cinco capítulos: protección contra los rayos X, protección contra el radio, instalaciones eléctricas, ventilación e iluminación de los locales, y protección contra los neutrones. Las primeras reglas de radioprotección incluían horarios limitados y vacaciones extra por insalubridad para los trabajadores de la radiación. -
Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP)
Fundada por la Sociedad Internacional de Radiología se ocupa de establecer recomendaciones similares en relación con la protección radiológica -
Radioactividad artificial
Fue descubierta por los esposos Frédéric Joliot e Irène Curie cuando utilizaron su fuente de polonio y bombardearon con partículas alfa una lámina delgada de aluminio, luego se encontraron que aún después de interrumpir el bombardeo la placa de aluminio seguía emitiendo radiación. Con ello descubrieron que partiendo del aluminio, que tiene 13 protones y 14 neutrones, terminaron con fósforo -30 (15 protones y 15 neutrones) así pues descubrieron un isótopo que no se presenta en la naturaleza, -
Enrico Fermi
Desarrolló una teoría sobre la desintegración radiactiva beta. Investigó la radiactividad artificial bombardeando elementos con neutrones por lo que se cambió el concepto sobre el núcleo del átomo. Este fenomeno se le conoce como fisión nuclear -
Modificación de los límites de exposición
Surgieron recomendaciones y se consideró que una persona sana podía tolerar una exposición profesional a los rayos X y las radiaciones gamma hasta 0.2 roetgen por día de trabajo sin manifestar lesiones cutáneas, anemia o disminuyera la fecundidad -
Comisión Internacional de Protección Radiológica
Durante el 6° Congreso Internacional de Radiología se creó la CIPR y la CIUMR (Comisión Internacional de Unidades y Medidas Radiológicas) con el fin de hacer intervención a la expansión de trabajo con fuentes de radiación y materiales radiactivos. -
RAD
La CIUMR recomendó que en los límites de exposición se tomara en consideración la energia absorbida por los tejidos e intradujo el rad (dosis de radiación absorbida) como unidad de dosis absorbida, es decir, la energía transmitida por la radiación a una unidad de masa de tejido -
Curvas de supervivencia
Un estudio sobre la biología de la radiación fe la construcción de las curvas de supervivencia. Las primeras curvas in vitro fueron realizadas por PUCK y Marcus, las cuales determinaron supervivencia de células procedentes de un cáncer de cérvix tras exponerlas a diferentes dosis de radiación -
ALARA.
A consecuencia de la guerra se generaron conceptos como la dosis equivalente, la dosis absorbida y la radiobiología. Aparecen tecnologías nuevas de terapéutica y medicina nuclear, con la producción de nuevos radioisótopos que fuerzan la implementación de nuevos límites de dosis. De nuevo las comisiones internacionales actúan para regular la normativa al respecto, y aparece el concepto de no riesgo cero, y dosis lo más bajas posibles que posteriormente se plasmará en el principio ALARA. -
Factor de calidad (Q)
El ICRP recomienda incluir el uso del factor de calidad (Q), el cual dependía de la transferencia lineal de energía (TLE) de la radiación y no de la eficacia biológica relativa (EBR) que es la relación de dosis absorbidas de diferentes radiaciones que producen el mismo efecto biológico. Ademas se reconoció el aumento de radio-sensibilidad en el feto y se recomendó que las mujeres en edad fértil no estuvieran expuestas a más de 1.3 rem en un periodo de 13 sem. -
Relación dosis-respuesta sin dosis de umbal
Se estableció la necesidad de prevenir efectos agudos de la radiación y limitar a un nivel aceptable el riesgo de cáncer y de anomalías genéticas en los descendientes de padres irradiados. Se establece la DMP así: 5 rem para una irradiación uniforme de todo el cuerpo, las gónadas o la médula ósea roja, 30 rem para la piel, tiroides y los huesos, 75 rem para las extremidades y 15 rem para los demás órganos. -
Estimación de riesgos estocásticos
Se supuso que cada órgano o tejido contribuía a determinada fracción de riesgo total (que se calcula en 1.65 x 10 -4 por rem, o 1.65 x 10 -2 Sv -1 en el sistema de unidades SI tras la irradiación de todo el cuerpo) La dosis equivalente pra miembros individuales de la población se determinó como límite de 0.5 rem (5 milisievert) como grado de seguridad adecuado. -
Reporte ICRU-8510: Magnitudes disimétricas
Concebidas para proporcionar una medida física que se correlacione con los efectos reales de la radiación, estas son:
Exposición (X): Se expresa en unidades de C·kg-1 o unidad Röentgen (R) equivale a 2,58·10-4 C·kg-1
Tasa de exposición (Ẋ): Se expresa en C·kg-1·s-1 o R·s-1
Kerma (K): Se expresa en unidades de J·kg-1 o la unidad denominada Gray (Gy)
Dosis absorbida (D): Se expresa en unidades de J·kg-1 o la unidad
denominada Gray (Gy)
Tasa de dosis absorbida (Ḋ): Se expresa en J·kg-1·s-1 o Gy·s-1 -
Reporte ICRU-8510: Magnitudes de protección radiológica
Medición de la energía depositada en órganos y tejidos del cuerpo humano:
Dosis en órgano y tejido-DT(cociente entre el promedio de energía impartido en cierta masa de tejido) Dosis equivalente-HT (producto de la dosis en órgano por el factor (wR), Factor de ponderación-wR (permite tener en cuenta la efectividad biológica relativa de la radiación, en función de su tipo y energía.Valor 1), Dosis efectiva-E (Producto de la dosis equivalente-HT(recibida por cierto tejido u órgano por el factor(wT) -
Reporte ICRU-8510: Magnitudes de protección radiológica operacional
Grupo de magnitudes y unidades capaces de proporcionar en la práctica una aproximación razonable:
Dosis equivalente personal Hp(d): en tejido blando a cierta profundidad bajo determinado punto del cuerpo
Dosis equivalente ambiental H*(d): producida por un campo de radiación alineado a cierta profundidad en el radio opuesto en dirección alineado
Dosis equivalente direccional H’(d, Ω): dosis que puede generarse por la expansión del campo de radiación en un radio en determinada dirección.