Radiaciones Ionizantes

FUNDAMENTOS Y OBJETIVOS DE LA PROTECCIÓN RADIOLÓGICA Almudena Real Gallego. Doctora en Ciencias Biológicas

¿QUÉ ES LA RADIACTIVIDAD? Son sustancias Radiactivas Algunos átomos poseen un núcleo inestable (nº de neutrones mayor o menor que el de protones). Para estabilizarse emiten energía de manera espontánea. Neutrón

LAS RADIACIONES IONIZANTES

LA RADIACIÓN ES NATURAL

LA RADIACIÓN ES NATURAL “ La vida en la tierra se ha desarrollado en presencia de radiación. No es nada nuevo, inventado por el hombre, la radiación siempre ha estado aquí” Eric J Hall. Profesor de la Universidad de Columbia. NY. EH!! ¿Cuál es el nivel de radiación D.C? Muy similar al de A.C Pregunta al de atrás, es griego ¿Qué son los rayos gamma y beta? Radiación y vida

Del suelo y materiales de construcción: Más de 200.000.000 de rayos gamma nos atraviesan en una hora. LA RADIACIÓN ES NATURAL De los alimentos y bebidas: Unos 15.000.000 de Potasio-40 se desintegran cada hora en nuestro organismo. Del aire que respiramos: Cada hora en nuestros pulmones se desintegran unos 30.000 átomos que emiten radiación (radón) Recibimos radiación natural de casi todo lo que nos rodea. Del cielo: Cada hora nos atraviesan unos 100.000 rayos cósmicos de neutrones y 400.000 secundarios. microSv/hora 10 5 1 0,1 0,03 15 Km 10 Km 6,7 Km 5 Km 2,25 Km Madrid Nivel del mar 0,6 Km

Contribución de las diferentes fuentes de radiación naturales a la dosis media total anual recibida por la población mundial (UNSCEAR, 2000) DOSIS ANUALES DE RADIACIÓN NATURAL 2,4 1,2 0,5 0,3 0,4 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 Dosis media total anual por causas naturales Radiactividad natural en el aire Suelo y edificios Comidas y bebidas Rayos Cósmicos mSv FUENTES NATURALES

RADIACIÓN NATURAL: EL GAS RADÓN Radón : Gas natural invisible, incoloro e insípido (transformación del Uranio). El radón es un problema en las casas, pero no en la atmósfera.

RADIACIÓN NATURAL EN ESPAÑA Fuente: E. Gallego (Univ. Polit. Madrid)

FUENTES DE RADIACIÓN ARTIFICIAL Fuente de energía Radiodiagnóstico Radioterapia Medicina Nuclear Medicina Agroalimentación Esterilización Datación Hidrología Medio Ambiente Industria Esterilización Nivel de tanques Cables

Contribución de las diferentes fuentes de radiación artificiales a la dosis media total anual recibida por la población mundial (UNSCEAR, 2000) DOSIS ANUAL DE RADIACIÓN ARTIFICIAL 0,417 0,400 0,008 0,007 0,002 0 0,5 1 1,5 2 2,5 Dosis media total anual por causas artificiales Aplicaciones médicas Otras causas (usos industriales, viajes en avión, etc.) Lluvias radiactivas de pruebas nucleares y Chernobyl Energía Nuclear mSv FUENTES ARTIFICIALES

Contribución de las fuentes de radiación naturales y artificiales a la dosis media total anual recibida por la población española (3,71 mSv) DOSIS MEDIA ANUAL EN ESPAÑA Radón (hasta 40 mSv) 31,0% Torón 2,7% Diversas fuentes y vertidos de CCNN (hasta 1 mSv) 0,1% Alimentos y bebidas (K-40 y otros hasta 1 mSv) 8,7% Rayos gamma terrestres (hasta 1 mSv) 13,0% Rayos cósmicos 10,4% Usos médicos (hasta 100 mSv) 35,0% (CSN, 2002)

EFECTOS BIOLÓGICOS DE LAS RADIACIONES IONIZANTES

EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA RADIACIÓN IONIZANTE Las radiaciones ionizantes tienen muchas aplicaciones beneficiosas , pero también pueden producir efectos perjudiciales para la salud de las personas y para el medio ambiente. Es importante conocer, tan en detalle como sea posible, todos los efectos producidos por la radiación ionizante. Desde que se descubrieron los rayos X en 1895, se observó que éstos podían producir efectos nocivos para la salud.

EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA RADIACIÓN IONIZANTE Sólo los rayos gamma penetran hasta los órganos Radiación alfa y beta A nivel celular y molecular no influye la localización de la fuente Radiación externa Radiación interna Tejidos/órganos que van a ser irradiados

EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA RI: ¿COMO SE PRODUCEN? Fuente: E. Gallego (Univ. Polit. Madrid) La ionización altera la estructura electrónica de la materia y por tanto sus propiedades. La radiación ionizante puede desplazar un electrón de un átomo. Ionización En los tejidos vivos la ionización produce cambios químicos.

Núcleo (ADN) EFECTOS BIOLÓGICOS DE LA RI: ¿COMO SE PRODUCEN? Los efectos biológicos de la radiación derivan del daño que éstas producen en la estructura química de las células, sobre todo en la molécula de DNA. Cilios Aparato de Golgi Retículo endoplásmico liso Microtúbulos Centriolos Peroxisoma Lisosoma Microfilamentos Mitocondrias Retículo endoplásmico rugoso Poros nucleares Membrana plasmática Nucleolos Envuelta nuclear Cromatina Retículo endoplásmico rugoso Ribosomas Radiación ionizante

DAÑO EN EL ADN La información contenida en el ADN se transmite a las células hijas . El ADN contiene toda la información necesaria para el normal funcionamiento de las células (crecimiento, división, etc.). Doble hélice DNA Pares de bases Centrómero Cromátida Cromosoma Núcleo Célula en metafase

LESIONES RADIOINDUCIDAS EN EL ADN Para rayos X y gamma : 35% del daño es direct o y 65% indirect o . ¿Cómo produce la radiación el daño en el ADN? 2 nm 4 nm H H O Acción Indirecta Acción Directa OH · Radicales libres

Daño subletal EFECTOS BIOLÓGICOS RADIOINDUCIDOS Acción directa Radiación ionizante Acción indirecta Radicales libres Daño al ADN Mecanismos de reparación Célula transformada Célula normal Efecto estocástico Daño letal Efecto determinista Daño letal Muerte celular

Dosis (mSv) Causas y Efectos (valores típicos) 10.000 4.000 250 100 3,5 2,5 0,02 0,002 Muerte en días o semanas (100% casos) Muerte en días o semanas (50% casos) No produce efectos observables de tipo inmediato No hay evidencia de efectos sanitarios en seres humanos Dosis media anual por persona en España Dosis media anual por persona en el mundo Una radiografía de tórax 3 horas en avión. Dosis anual debida a la industria nuclear ESCALA (no científica) SOBRE DOSIS DE RADIACIÓN IONIZANTE Y EFECTOS

¿CÓMO PODEMOS DETECTAR Y MEDIR LAS RADIACIONES IONIZANTES?

DETECCIÓN Y MEDIDA DE LA RADIACIÓN: DOSIMETRÍA FÍSICA Fuente: E. Gallego (Univ. Polit. Madrid) Los sentidos del ser humano no pueden “detectar” la radiación. Dosímetros de neutrones Monitor de contaminación Detector Geiger Cámara de ionización Dosímetros termoluminiscentes

DETECCIÓN Y MEDIDA DE LA RADIACIÓN: DOSIMETRÍA BIOLÓGICA El daño en el DNA se pueden traducir en aberraciones cromosómicas: Estimar la dosis de radiación recibida Preparaciones de metafases Linfocitos de S.P. 48 horas en cultivo Colcemida Fijación Contaje de aberraciones cromosómicas Anillo Dicéntrico Micronúcleo Tinción

DOSIMETRÍA BIOLÓGICA Dicéntrico Anillo

DOSIMETRÍA BIOLÓGICA Micronúcleos

DOSIMETRÍA BIOLÓGICA FISH (Fluorescence In Situ Hybridization) SKY (Spectral Karyotyping)

MAGNITUDES UTILIZADAS PARA CUANTIFICAR EFECTOS ESTOCÁSTICOS Dosis absorbida: Energía absorbida por unidad de masa. Julio/kilogramo; Gray (Gy). Dosis equivalente: Dosis absorbida ponderada por el factor de ponderación de la radiación. Julio/kilogramo; Sievert (Sv). Dosis efectiva: Dosis equivalente ponderada por el factor de ponderación de tejido. Julio/kilogramo; Sievert (Sv).

MAGNITUDES DOSIMÉTRICAS Dosis efectiva Daño producido a la persona en función de la zona del cuerpo con la interacciona el granizo) Dosis absorbida (Nº de granizos que impactan en el cuerpo) Dosis equivalente Daño producido a la persona en función del tamaño del granizo)

¿COMO NOS PROTEGEMOS DE LOS EFECTOS PERJUDICIALES DE LA RADIACIÓN IONIZANTE?

LA PROTECCIÓN RADIOLÓGICA “ Proteger al hombre y al medio ambiente de los efectos dañinos de la radiación, sin limitar de forma indebida las prácticas beneficiosas que dan lugar a exposición a radiaciones ionizantes” El objetivo de la protección radiológica es:

PROTECCIÓN RADIOLÓGICA: EXPOSICIÓN EXTERNA EVITAR LA EXPOSICIÓN A mayor distancia , menor exposición y dosis Un blindaje adecuado permite reducir la dosis La dosis es proporcional al tiempo de exposición Reglas de comportamiento práctico

EXPOSICIÓN INTERNA. CONTAMINACIÓN PROTECCIÓN RADIOLÓGICA:

La fuente emisora de las radiaciones se incorpora al interior del organismo: Contaminación interna .

La fuente emisora de las radiaciones se sitúa en la superficie de la piel: Contaminación externa .

Dos posibilidades: Reglas de comportamiento práctico:

Para evitar la contaminación interna : uso de mascarillas, filtros e incluso equipos de respiración asistida. Evitar consumo de alimentos contaminados.

Para evitar la contaminación externa : uso de guantes y ropa desechable. Lavado de la superficie corporal.

LA PROTECCIÓN RADIOLÓGICA Señalización de zonas Vigilancia del medio ambiente Autoridad Competente : CONSEJO DE SEGURIDAD NUCLEAR

Recomendadas por la Comisión Internacional de Protección Radiológica

Incorporadas a la legislación nacional

Normas básicas: Fuente: E. Gallego (Univ. Polit. Madrid) Detectores de radiación y Dosímetros

PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA PROTECCIÓN RADIOLÓGICA Conocer TODOS LOS RIESGOS asociados con la exposición a radiación Justificación: Beneficios > detrimento Optimización: Buscando un equilibrio óptimo entre beneficios y detrimentos. Tratar de reducir la dosis a niveles tan bajos como sea razonablemente posible (ALARA: As Low As Reasonably Achievable ) Limitación de la dosis individual y del riesgo individual frente a exposiciones accidentales.

RIESGO DE EFECTOS DETERMINISTAS Se producen por la muerte de un número elevado de células de un tejido u órgano: hay que superar una dosis umbral para que ocurra el efecto. Si no se supera la dosis umbral NO ocurrirá un efecto determinista Ocurren tras exposición a dosis relativamente altas de radiación.

RIESGO DE EFECTOS ESTOCÁSTICOS Estimar los riesgos de que ocurran efectos estocásticos tras una irradiación Son consecuencia de un daño subletal (mutación) en una o pocas células: No existe dosis umbral . Se producen tras exposición a dosis moderadas-bajas . Pueden ser de naturaleza somática (cáncer) o hereditaria ( enfermedades genéticas ).

… .. Existen multitud de datos epidemiológicos sobre los efectos de la radiación ionizante … RIESGOS DE EFECTOS ESTOCÁSTICOS

… en trabajadores que pintaban esferas con pinturas fluorescentes que contenían radio…

… los pobres pacientes y doctores…

..trabajadores y público de Mayac. MAYAK

… .Hiroshima y Nagasaki…

Ambos sexos, todas las edades (in útero); alta tasa de dosis Seguimiento 1950-1990: - 44.771 muertes - 10.364 muertes por cáncer SUPERVIVIENTES HORISHIMA Y NAGASAKI 300.000 habitantes 90-120 x10 3 muertes Hiroshima 330.000 habitantes 60-80 x10 3 muertes. Nagasaki Dosis (Gy) Nº de individuos DS86: 86.000 individuos (2/3 siguen vivos)

RIESGO PARA LA SALUD TRAS EXPOSICIÓN A DOSIS BAJAS DE RADIACIÓN Detrimento (x10 -2 Sv -1 ) No hay datos que permitan conocer los valores de los riesgos tras exposición a dosis muy bajas de radiación (< 50 mSv). Detrimento: representa la forma cuantitativa de expresar la combinación de la probabilidad de que ocurra un efecto contra la salud y la gravedad de dicho efecto. 1,0 0,8 Cáncer no fatal 7,3 1,3 5,0 Público (todas las edades) 5,6 0,8 4,0 Trabajadores (18-64 años) Total Efectos heredables severos Cáncer fatal

Riesgo por mSv: 0,0056 (trabajadores)- 0,0073 (público) Examen Dosis en piel Dosis efectiva Riesgo (mGy) (mSv) (%) Urografía 30 8 0.04 Espina lumbar 40 5 0.025 Abdomen 10 2.5 0.013 Pecho 2 0.25 0.0013 Extremidades 3 0.025 0.00013 RIESGOS DE LOS EXÁMENES CON RAYOS X Examen Radiofármaco Dosis efectiva Riesgo (mSv) (%) Miocardio Tl-201 chloride 23 0.12 Médula Tc-99m MDP 3.6 0.018 Tiroides Tc-99m pertechnetate 1.1 0.006 Pulmones Tc-99m MAA 0.9 0.005 Riñón Cr-51 EDTA 0.01 0.00005 RIESGOS DE LA RADIACIÓN EN MEDICINA NUCLEAR

Reglamento Protección Sanitaria contra las Radiaciones Ionizantes (R.D. 783/2001, BOE 26 jul 2001; basado en las recomendaciones ICRP de 1990 y en la Directiva Europea 96/29) LÍMITES DE DOSIS PARA TRABAJADORES Tipo de exposición Exposición homogénea cuerpo entero o dosis efectiva 20 Cristalino 150 Piel, manos, antebrazos, tobillos, o cualquier otro órgano individual 500 Mujeres en edad de procrear Igual que a los hombres Mujeres gestantes (dosis al feto) 1 (total durante el embarazo; 2 en el abdomen de la madre) Límite de dosis anuales (mSv)

VIGILANCIA DOSIMÉTRICA DE TRABAJADORES

Realización de exámenes periódicos y especializados del estado de salud.

Zonas y áreas de trabajo debidamente señalizadas

Clasificación de los trabajadores (riesgo potencial) categorías A y B

Control y registro individual de la dosis recibida por vía externa mediante dosímetros .

Control de posible incorporación de radionucleidos en el organismo mediante la detección externa y el análisis de muestras biológicas.

Para la protección de los trabajadores en una instalación, se establecen:

VIGILANCIA DOSIMÉTRICA DE TRABAJADORES

Se controlaron un total de 86.379 trabajadores profesionalmente expuestos.

El 98,90 % de estos trabajadores recibieron dosis inferiores a la décima parte del límite de dosis.

En 11 casos se obtuvieron dosis por encima del límite reglamentario.

Fuente: E. Gallego (Univ. Polit. Madrid) Datos del año 2002:

Reglamento Protección Sanitaria contra las Radiaciones Ionizantes (R.D. 783/2001, BOE 26 jul 2001; basado en las recomendaciones ICRP de 1990 y en la Directiva Europea 96/29) LIMITES DE DOSIS PARA EL PÚBLICO Tipo de exposición Exposición homogénea cuerpo entero o dosis efectiva 1 Cristalino 15 Piel, manos, antebrazos, tobillos, o cualquier otro órgano individual 50 Límite de dosis anuales (mSv)

PLANES DE VIGILANCIA RADIOLÓGICA AMBIENTAL Fuente: E. Gallego (Univ. Polit. Madrid) Aire Radiación directa Suelos y vegetación silvestre Agua de lluvia Leche Cultivos Carne, aves, huevos Peces Agua potable y subterránea Agua superficial Sedimentos y organismos indicadores Zonas abarcadas por un plan de vigilancia radiológica ambiental tipo y puntos de medida y muestreo de la radiactividad en sustancias ambientales

REDES DE VIGILANCIA RADIOLÓGICA AMBIENTAL Fuente: E. Gallego (Univ. Polit. Madrid)

RED DE ALERTA A LA RADIACTIVIDAD Conocer en 902 puntos distribuidos por toda España y en tiempo real, la medida de la radiación gamma y su tendencia. Plan Básico de Emergencia Nuclear : en caso de accidente daría información sobre la situación radiológica de la zona.

LA PROTECCIÓN RADIOLÓGICA DEL MEDIO AMBIENTE

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