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. 1 - .
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Instituto Boliviano de C i e n c i a y Tecnología N u c l e a r
T E N C e n t ro de Protección Radiológica
1 8
, INDICE
P ü g i ri a
PROLOGO .... 5
CAPITULO I
E S T R U C T U R A DE LA M A T E R I A . . . .. . . . . . . . . .. . .. . . . . . . .. . . . . . 7
1 . 1 INTRODUCCION . . . . . . . . . . . . 7
1.2 E S T R U C T U R A DEL ATOMO
· · · · · · · · · · · · · -- · · · . . 7
1.2.1 El n ú c l e o ..... 8
1.2.2 Nuhc el e c t r ó n i c a 8
. .� N O M E N C L A T U R A ATOMICA . 8
1 .4 T I P O S DE N U C L E I D O S . 9
1. 5 UNIDADES DE M A S A Y E N E R G l A EN F I S I C A A T O M I C A . . 10
1.5.1 U ri i d ad de masa atómica ( u . m . a . ) 10
1 .5.2 U ri i d u d Je energía (electrvoltio, e V) 10
CAPITULO 1 1
ELEMENTOS DE R A D I A C T I V I D A D . 1 O
2.1 INTRODUCCION , ...•.......... 1 0
2.1 INTRODUCCION . 10
2.2 R A D I A C TI V I D A D . .. 1 1
2.3 ACTIVIDAD . 12
2 .4 LEY DEL D E C A I M I E N T O E X P O N E N C I A L ., 1 2
2.5 P E R I O D O DE S E M I D E S l N T E G R A C I O N (T) 1 3
2.(, C L A S E S DE R A D I A C T I V I D A D 14
2.(1. l Desintegración a l fa (a) 14
2.6.2 D e s i n t e g ra c i ó n beru ( J3 ) 1 5
2 . 6 . 3 Desintegración gamma ( -y ) . . 1 7
C A P I T U L O 1 11
RAYOS X 1 8
3. 1 JNTRODUCCION . . .. 18
3.2 NATURALEZA DE LOS RAYOS X 1 8
3 .3 PRODUCCIÚN DE R A Y O S X 1 9
3.3. l G c n e r u l idadcs de la c o n s t i t u c i ó n del t u b o de rayos X 19
3 . 3 . 2 P r o d u c c i ó n de ruyos X . 2 1
3.3.3 Espectro de los rayos X
···········•······•················•···························· 2 1
3 . 3 . 4 E fi c i e n c i a en la p r o d u c ci ó n ck los rayos x
··············•·· 2 1
3.4 C L A S E S DE T U B O S DE RAYO� X ... . 22
C A P I T U L O IV
INTERACCION DE LA R A D I A C I O N CON LA M A T E R I A .22
4. 1 INTRODUCCION . . . .
· · · · · · · · · · · · · • · · -- · · " · · · 22
4.2 RADIACION D IR E C T A M E N T E I O N I Z A N T E .. . 23
4 . 2 . 1 .Ion i z u c i ó n . . 25
4.3 RADIACION INDIRECTAMENTE I O N I Z A N T E .25
4.3.1 Efecto Fotoeléctrico ..... . . . . 25
4 .3 . 2 Efecto Compton . . . . . . . 26
4.3.3 C ru . u - i ó ri de pares . 2 R
4.4 LEY E X P O N E N C I A L DE ATENUACION . . . . . :: 8
4.5. INTERACCION DE LOS N E U T R O N E S CON LA MATERIA .... . . . 29
CAPITULO V
MAGNITUDES Y UNIDADES RADIOLOGICAS
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · .. · · · · · · -' º
5. 1 I N T R O D U C C IC )N .
··········"······· . 30
5.2 SISTEMA D L'. UNIDADES . . . 30
5.3 N A T U R A L EZ A D E L A S MAGNITUDES RADIOLOGICAS . . 30
5.4 EXPOSICION . . , J
5.5 D O S I S A B S O R B ID A .
. ·' 1
5.(, DOSIS EQUIVALENTE :> 2
5.7 DOSIS EFECTIVA....................... . :n
5.8 O T R A S M A ( i N IT U D E S . . 34
5.9 RELACION F.NTRE E X P O S I C I O N ( O TASA DE E X P O S I C I O N )
Y D O S I S A B <; O R B I D A (O TASA DE D O S I S A B S O R OI D A ) 34
,CAPITULO V I
DETECT< )R E S DE R A D I /\ C I O N . . . . . . . . . . 15
6.1 G E N E R A LI D A D ( • <; . . .15
6 2 TIPOS DE D E T I. C r O R E S . 1 5
CAPITULO V II
EFECTOS B I O L Ú G I C < >S DE LAS R A D I A C: I < ) N E. <.; . .42
7 . 1 INTRODUCCION .. .. 42
7.2 /\ C: C I CJ N DE L J\ "- RADIACIONES IONIZANTES. 42
7 1 C A R A C T E R I S T I C: , \ S DE L /\ S RADIOLESIONES. ..44
7 .4 T I P O S D E E F E C I O S .
······················•···•········. 45
7.5 RELACION EFLClO D <J S I S ... ··•·•············· 47
C A P I T U L O V II I
S I S T E M /\ DE RESTRICCION DE DOSIS . . . 49
X I I N T R < ) D U C C I< ) N . ..49
X.2 EL S I S T E M /\ DE R E S T R I C C I O N DE D O S I S . . . . 49
X.2.1 J u x t i íi c u c i ó n .
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · .. · .50
X.2.2 O p t i rni z a c i ó n . . 50
H.2.� Lu n i t ,..�, )- t \. · , 1 1 11.. 1. · u 1i 11 '- · , ,.h.· t.l P ' l' ... 5 1
X 2.3.1 '-'l"''"."'" , .._... J"t . 1- 1 11 11 . tl . . . 5 1
l< 2 . ., . 2 Ex p o x r v i ou de M r cm b r i », del Pri b l i c o . . . . . . . 52
X . ., C L A S I P I C /\ C I O N D E L /\ S A R E /\ S DE T R A B A .J O . . . 52
X . ."I . 1 Are-a C () n t r () la c b . . . . . 52
X . 1 . 2 Arca s u p c rvi s u d u . . . . . . 52
CAPITULO IX
PROTECCION CONTRA L. /\ S R J\ D I A C I C > N L S · · • • · · -- · · · · • • · · • -- · • • • · · · . 5 1
9.1 I N T R O D U C CI C ) N . . . . . 5."I
').2 IR R A D I /\ C I O N EXTERNA. .51
<).2. 1 T i c 111 r " . . . . . . . . . 54
').2.2 Distancia. . . . 54
9.2.1 13 1 i n d . 1 i s · , c o r u r « r a rt k u l a s .55
9.2.4 B l í n d . 11 , · u > n t r a rud i ac i ó n � a m rn a . . . . . 57
').2.5 Ahnu.qs·, para Rayos X . . .. 5X
CAPITULO X
ASPECTOS VARIOS. . 60
1 0 . 1 G F: S T I O N DE R L S l !J l. ' O S R , \ D I A C ' T I V C >S . . 60
1 O. 1 . 1 . l nu-od ucc i ón . . . . . . 60
1 0 . 1 . 2 . < )h.jcll\ , , , k l.1 d , · , 1 1 0 11 de rc·�iduo,. .60
1 0 . 1 . ., . G , · , 1 i .- 11 ck· rc x i dtu », rud iuct i v o -. . 60
. . (, 1
10.2 D E S CC J N T /\ M I N /\ C I O N D E S lJ P E R F IC I L S . .. (,2
1 Cl 2 . 1 T é c n i c a s d e d c , c <> n t a 11 11 n ; 1 c i , , 11 . . . . 62
1 0 ..1 T R /\ N S P < >RTF DE I V U \ T E R I /\ L E S R A DI A C" T I V < >S . . . . (,1
1 0 . .1 . 1 C n n s i d c r :1 L · i , >rlc's .s, ,hr,· e l disL·ñ, > del cm b u l ajc . . . . . . 64
10.1.2 D c fi n i c i o u vs . . . . (,4
1 0 . .1 . 1 Tipo-, de L " lll h a h j e . h u l u ». y c · t i q t1 L · t a d o s ....... (,(,
1 0 . . 1 .4 ( ' l .t s i i' i L · a c i ( m de lo, t i p i », d e bu l t o-, . . . 66
CAPITULO X I
LEGISLACION Y R E G L A M E N T /\ C I O N . . . . 66
1 1 . 1 INTRODUCCION. . . . . . 6(,
1 1 2 AUTORIDAD N A CI < l N /\ L C O M l' E T L :'-I T E . . . . 67
1 1 .2.1 /\ n t c c c · d c n t L " S y e r c · a c \l >rl .. . . . . . (,7
1 1 . 2 . 2 L q : 1 , l. t c 11 • 11 , · 11 Pn,tc·cci,·m R a d 1 0 1 , · , , � il' . 1 . . . . . . . . . (,7
1 1 . 2 . ., LC) ch.: (' í ll t , · c • i <'> n y .,cgurit.Ltd r .1 d i , 1 l n ¡.: 1 c . 1 . . . (,7
1 1 . 2 . • + l � c g l a 11 1 c n t ll , dc l;1 l .cy JL· P r n t c T c · i u ll ) ,,,.!-uricbd R a J i o l< ' > g i c a · · · · · · · (, ' )
1 1 .2.5 ( )tras N P r !ll ;i t i v a � V i ¡! L' ll l c ' ' .... 7 1
, PROLOGO
La , d i f u s i ó n de los criterios y conceptos básicos de lo que es l a p ro t e c c i ó n
ra d i o l ó g i c a y su i n c i d e n c i a e n l a s d i fe r e n t e s a c t i v i d a d e s , así c o m o l o s r i e s g o s y
b e n e fi c i o s que s i g n i fi c a n e l uso de las r a d i a c i o n e s i o n i z a n t e s , es p r e o cu p a c i ó n
p e rm a n e n t e . \
La e s c a s a i n fo r m a c i ó n d i fi c u l t a u n a a p l i c a c i ó n adecuada de estas n o c i o n e s , e l
presente texto en el cual se han recogido aportes y e x p e r i e n c i a s , a s í c o m o la
i n fo rm a c i ó n y c o n o c i m i e n t o s d i s p o n i b l e s , pretende superar en a l g u n a m e d i d a
esta d i fi c u l t a d .
El c o n t e n i d o del presente texto m u e s t ra aspectos como el origen y naturaleza de
l a s ra d i a c i o n e s i o n i z a n t e s . Se presentan a l o s fe n ó m e n o s de i n t e ra c c i ó n de l a s
ra d i a c i o n e s con l a materia, l a forma en q u e d e p o s i t a n su energía en e l m e d i o y
cómo pueden ser detectadas. así c o m o los efectos b i o l ó g i c o s q u e t a l e s ra d i a c i o
nes p ro d u c e n en el ser h u m a n o .
Se presentan aspectos r e fe r i d o s a unidades y magnitudes utilizadas en
ra d i o p ro t e c c i ó n , t a m b i é n se i n c l u y e el s i s t e m a de r e s t r i c c i ó n de d o s i s . Y l a parte
referida a l o s fu n d a m e n t o s b á s i c o s de protección c o n t ra las ra d i a c i o n e s i o n i z a n t e s ,
fi n a l m e n t e se mencionan aspectos co m o e l t ra n s p o r t e de material ra d i a c t i v o ,
g e s t i ó n de residuos ra d i a c t i v o s y d e s c o n t a m i n a c i ó n de s u p e r fi c i e s , c o n c l u y e n d o
c o n l a presentación de la n o r m a t i v a e x i s t e n t e en e l país dentro d e l campo de l a
p ro t e c c i ó n ra d i o l ó g i ca .
Esperamos que el texto presentado sea ú t i l para e l fin que se persigue y así coadyu
var al p ro p ó s i t o de mejorar las c o n d i c i o n e s de seguridad y uso de las fuentes de
ra d i a c i ó n i o n i z a n t e en el p a í s .
Febrero de 1998
Instituto B o l i v i a n o de Ciencia y Tecnología Nuclear
Centro de Protección Radiológica
ra
. 1 - .
�, -· .. � M i n i s t e r i o de D e s a r r o ll o S o s t e n i b l e y P l a n i f i c a c i ó n
Instituto Boliviano de C i e n c i a y Tecnología N u c l e a r
T E N C e n t ro de Protección Radiológica
1 8
, INDICE
P ü g i ri a
PROLOGO .... 5
CAPITULO I
E S T R U C T U R A DE LA M A T E R I A . . . .. . . . . . . . . .. . .. . . . . . . .. . . . . . 7
1 . 1 INTRODUCCION . . . . . . . . . . . . 7
1.2 E S T R U C T U R A DEL ATOMO
· · · · · · · · · · · · · -- · · · . . 7
1.2.1 El n ú c l e o ..... 8
1.2.2 Nuhc el e c t r ó n i c a 8
. .� N O M E N C L A T U R A ATOMICA . 8
1 .4 T I P O S DE N U C L E I D O S . 9
1. 5 UNIDADES DE M A S A Y E N E R G l A EN F I S I C A A T O M I C A . . 10
1.5.1 U ri i d ad de masa atómica ( u . m . a . ) 10
1 .5.2 U ri i d u d Je energía (electrvoltio, e V) 10
CAPITULO 1 1
ELEMENTOS DE R A D I A C T I V I D A D . 1 O
2.1 INTRODUCCION , ...•.......... 1 0
2.1 INTRODUCCION . 10
2.2 R A D I A C TI V I D A D . .. 1 1
2.3 ACTIVIDAD . 12
2 .4 LEY DEL D E C A I M I E N T O E X P O N E N C I A L ., 1 2
2.5 P E R I O D O DE S E M I D E S l N T E G R A C I O N (T) 1 3
2.(, C L A S E S DE R A D I A C T I V I D A D 14
2.(1. l Desintegración a l fa (a) 14
2.6.2 D e s i n t e g ra c i ó n beru ( J3 ) 1 5
2 . 6 . 3 Desintegración gamma ( -y ) . . 1 7
C A P I T U L O 1 11
RAYOS X 1 8
3. 1 JNTRODUCCION . . .. 18
3.2 NATURALEZA DE LOS RAYOS X 1 8
3 .3 PRODUCCIÚN DE R A Y O S X 1 9
3.3. l G c n e r u l idadcs de la c o n s t i t u c i ó n del t u b o de rayos X 19
3 . 3 . 2 P r o d u c c i ó n de ruyos X . 2 1
3.3.3 Espectro de los rayos X
···········•······•················•···························· 2 1
3 . 3 . 4 E fi c i e n c i a en la p r o d u c ci ó n ck los rayos x
··············•·· 2 1
3.4 C L A S E S DE T U B O S DE RAYO� X ... . 22
C A P I T U L O IV
INTERACCION DE LA R A D I A C I O N CON LA M A T E R I A .22
4. 1 INTRODUCCION . . . .
· · · · · · · · · · · · · • · · -- · · " · · · 22
4.2 RADIACION D IR E C T A M E N T E I O N I Z A N T E .. . 23
4 . 2 . 1 .Ion i z u c i ó n . . 25
4.3 RADIACION INDIRECTAMENTE I O N I Z A N T E .25
4.3.1 Efecto Fotoeléctrico ..... . . . . 25
4 .3 . 2 Efecto Compton . . . . . . . 26
4.3.3 C ru . u - i ó ri de pares . 2 R
4.4 LEY E X P O N E N C I A L DE ATENUACION . . . . . :: 8
4.5. INTERACCION DE LOS N E U T R O N E S CON LA MATERIA .... . . . 29
CAPITULO V
MAGNITUDES Y UNIDADES RADIOLOGICAS
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · .. · · · · · · -' º
5. 1 I N T R O D U C C IC )N .
··········"······· . 30
5.2 SISTEMA D L'. UNIDADES . . . 30
5.3 N A T U R A L EZ A D E L A S MAGNITUDES RADIOLOGICAS . . 30
5.4 EXPOSICION . . , J
5.5 D O S I S A B S O R B ID A .
. ·' 1
5.(, DOSIS EQUIVALENTE :> 2
5.7 DOSIS EFECTIVA....................... . :n
5.8 O T R A S M A ( i N IT U D E S . . 34
5.9 RELACION F.NTRE E X P O S I C I O N ( O TASA DE E X P O S I C I O N )
Y D O S I S A B <; O R B I D A (O TASA DE D O S I S A B S O R OI D A ) 34
,CAPITULO V I
DETECT< )R E S DE R A D I /\ C I O N . . . . . . . . . . 15
6.1 G E N E R A LI D A D ( • <; . . .15
6 2 TIPOS DE D E T I. C r O R E S . 1 5
CAPITULO V II
EFECTOS B I O L Ú G I C < >S DE LAS R A D I A C: I < ) N E. <.; . .42
7 . 1 INTRODUCCION .. .. 42
7.2 /\ C: C I CJ N DE L J\ "- RADIACIONES IONIZANTES. 42
7 1 C A R A C T E R I S T I C: , \ S DE L /\ S RADIOLESIONES. ..44
7 .4 T I P O S D E E F E C I O S .
······················•···•········. 45
7.5 RELACION EFLClO D <J S I S ... ··•·•············· 47
C A P I T U L O V II I
S I S T E M /\ DE RESTRICCION DE DOSIS . . . 49
X I I N T R < ) D U C C I< ) N . ..49
X.2 EL S I S T E M /\ DE R E S T R I C C I O N DE D O S I S . . . . 49
X.2.1 J u x t i íi c u c i ó n .
· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · .. · .50
X.2.2 O p t i rni z a c i ó n . . 50
H.2.� Lu n i t ,..�, )- t \. · , 1 1 11.. 1. · u 1i 11 '- · , ,.h.· t.l P ' l' ... 5 1
X 2.3.1 '-'l"''"."'" , .._... J"t . 1- 1 11 11 . tl . . . 5 1
l< 2 . ., . 2 Ex p o x r v i ou de M r cm b r i », del Pri b l i c o . . . . . . . 52
X . ., C L A S I P I C /\ C I O N D E L /\ S A R E /\ S DE T R A B A .J O . . . 52
X . ."I . 1 Are-a C () n t r () la c b . . . . . 52
X . 1 . 2 Arca s u p c rvi s u d u . . . . . . 52
CAPITULO IX
PROTECCION CONTRA L. /\ S R J\ D I A C I C > N L S · · • • · · -- · · · · • • · · • -- · • • • · · · . 5 1
9.1 I N T R O D U C CI C ) N . . . . . 5."I
').2 IR R A D I /\ C I O N EXTERNA. .51
<).2. 1 T i c 111 r " . . . . . . . . . 54
').2.2 Distancia. . . . 54
9.2.1 13 1 i n d . 1 i s · , c o r u r « r a rt k u l a s .55
9.2.4 B l í n d . 11 , · u > n t r a rud i ac i ó n � a m rn a . . . . . 57
').2.5 Ahnu.qs·, para Rayos X . . .. 5X
CAPITULO X
ASPECTOS VARIOS. . 60
1 0 . 1 G F: S T I O N DE R L S l !J l. ' O S R , \ D I A C ' T I V C >S . . 60
1 O. 1 . 1 . l nu-od ucc i ón . . . . . . 60
1 0 . 1 . 2 . < )h.jcll\ , , , k l.1 d , · , 1 1 0 11 de rc·�iduo,. .60
1 0 . 1 . ., . G , · , 1 i .- 11 ck· rc x i dtu », rud iuct i v o -. . 60
. . (, 1
10.2 D E S CC J N T /\ M I N /\ C I O N D E S lJ P E R F IC I L S . .. (,2
1 Cl 2 . 1 T é c n i c a s d e d c , c <> n t a 11 11 n ; 1 c i , , 11 . . . . 62
1 0 ..1 T R /\ N S P < >RTF DE I V U \ T E R I /\ L E S R A DI A C" T I V < >S . . . . (,1
1 0 . .1 . 1 C n n s i d c r :1 L · i , >rlc's .s, ,hr,· e l disL·ñ, > del cm b u l ajc . . . . . . 64
10.1.2 D c fi n i c i o u vs . . . . (,4
1 0 . .1 . 1 Tipo-, de L " lll h a h j e . h u l u ». y c · t i q t1 L · t a d o s ....... (,(,
1 0 . . 1 .4 ( ' l .t s i i' i L · a c i ( m de lo, t i p i », d e bu l t o-, . . . 66
CAPITULO X I
LEGISLACION Y R E G L A M E N T /\ C I O N . . . . 66
1 1 . 1 INTRODUCCION. . . . . . 6(,
1 1 2 AUTORIDAD N A CI < l N /\ L C O M l' E T L :'-I T E . . . . 67
1 1 .2.1 /\ n t c c c · d c n t L " S y e r c · a c \l >rl .. . . . . . (,7
1 1 . 2 . 2 L q : 1 , l. t c 11 • 11 , · 11 Pn,tc·cci,·m R a d 1 0 1 , · , , � il' . 1 . . . . . . . . . (,7
1 1 . 2 . ., LC) ch.: (' í ll t , · c • i <'> n y .,cgurit.Ltd r .1 d i , 1 l n ¡.: 1 c . 1 . . . (,7
1 1 . 2 . • + l � c g l a 11 1 c n t ll , dc l;1 l .cy JL· P r n t c T c · i u ll ) ,,,.!-uricbd R a J i o l< ' > g i c a · · · · · · · (, ' )
1 1 .2.5 ( )tras N P r !ll ;i t i v a � V i ¡! L' ll l c ' ' .... 7 1
, PROLOGO
La , d i f u s i ó n de los criterios y conceptos básicos de lo que es l a p ro t e c c i ó n
ra d i o l ó g i c a y su i n c i d e n c i a e n l a s d i fe r e n t e s a c t i v i d a d e s , así c o m o l o s r i e s g o s y
b e n e fi c i o s que s i g n i fi c a n e l uso de las r a d i a c i o n e s i o n i z a n t e s , es p r e o cu p a c i ó n
p e rm a n e n t e . \
La e s c a s a i n fo r m a c i ó n d i fi c u l t a u n a a p l i c a c i ó n adecuada de estas n o c i o n e s , e l
presente texto en el cual se han recogido aportes y e x p e r i e n c i a s , a s í c o m o la
i n fo rm a c i ó n y c o n o c i m i e n t o s d i s p o n i b l e s , pretende superar en a l g u n a m e d i d a
esta d i fi c u l t a d .
El c o n t e n i d o del presente texto m u e s t ra aspectos como el origen y naturaleza de
l a s ra d i a c i o n e s i o n i z a n t e s . Se presentan a l o s fe n ó m e n o s de i n t e ra c c i ó n de l a s
ra d i a c i o n e s con l a materia, l a forma en q u e d e p o s i t a n su energía en e l m e d i o y
cómo pueden ser detectadas. así c o m o los efectos b i o l ó g i c o s q u e t a l e s ra d i a c i o
nes p ro d u c e n en el ser h u m a n o .
Se presentan aspectos r e fe r i d o s a unidades y magnitudes utilizadas en
ra d i o p ro t e c c i ó n , t a m b i é n se i n c l u y e el s i s t e m a de r e s t r i c c i ó n de d o s i s . Y l a parte
referida a l o s fu n d a m e n t o s b á s i c o s de protección c o n t ra las ra d i a c i o n e s i o n i z a n t e s ,
fi n a l m e n t e se mencionan aspectos co m o e l t ra n s p o r t e de material ra d i a c t i v o ,
g e s t i ó n de residuos ra d i a c t i v o s y d e s c o n t a m i n a c i ó n de s u p e r fi c i e s , c o n c l u y e n d o
c o n l a presentación de la n o r m a t i v a e x i s t e n t e en e l país dentro d e l campo de l a
p ro t e c c i ó n ra d i o l ó g i ca .
Esperamos que el texto presentado sea ú t i l para e l fin que se persigue y así coadyu
var al p ro p ó s i t o de mejorar las c o n d i c i o n e s de seguridad y uso de las fuentes de
ra d i a c i ó n i o n i z a n t e en el p a í s .
Febrero de 1998
Instituto B o l i v i a n o de Ciencia y Tecnología Nuclear
Centro de Protección Radiológica
