El mesurament de la radioactivitat consisteix a quantificar l'emissió de radiació ionitzant de materials radioactius. Es realitza utilitzant diversos instruments com a comptadors Geiger-Müller, dosímetres i espectròmetres de radiació. Aquests dispositius detecten i mesuren la quantitat de partícules alfa, beta i gamma emeses per una font radioactiva.
El mesurament de la radioactivitat és essencial en molts camps. Per exemple, a la seguretat nuclear, garanteix que les plantes nuclears no alliberin nivells perillosos de radiació. Així mateix, en medicina, permet que tractaments com la radioteràpia s'administrin amb precisió per atacar tumors sense fer malbé el teixit sa. A més, a la indústria, s'utilitza per revisar la qualitat de les soldadures o mesurar el gruix de materials. A nivell científic, serveix per datar fòssils antics. Finalment, en la protecció ambiental permet detectar contaminació radioactiva i protegir la població.
Diferència entre les unitats de mesurament i de dosis de radiació
Les unitats de mesura de la radioactivitat quantifiquen l'activitat radioactiva, és a dir, la quantitat de desintegracions nuclears que tenen lloc per segon en una font. En contrast, les unitats de dosi de radiació mesuren lenergia que la radiació diposita en un material o teixit i consideren els efectes biològics daquesta radiació.
Mentre que les primeres s'enfoquen en la quantitat de radiació emesa, les segones se centren en l'impacte d'aquesta radiació en termes d'energia absorbida i dany potencial per a la salut.
Unitats de mesura
Aquestes unitats se centren a mesurar l‟activitat radioactiva d‟una font, és a dir, la quantitat de desintegracions nuclears que ocorren en un segon.
- Becquerel (Bq) : Un becquerel equival a una desintegració nuclear per segon, cosa que es coneix com a activitat típica. És la unitat del Sistema Internacional (SI) per mesurar la radioactivitat. Per exemple, una mostra d'un material radioactiu pot tenir una activitat de 500 Bq, fet que significa que hi ha 500 desintegracions per segon.
- Curi (Ci) : Un curi equival a 3.7 x 10^10 desintegracions per segon. És una unitat més antiga que encara s'utilitza en alguns contextos, especialment als Estats Units. 1 Ci = 37 GBq (gigabecquerel).
Unitats de dosi de radiació
Aquestes unitats s'enfoquen a mesurar l'energia que diposita la radiació en un material o teixit i els efectes biològics d'aquesta radiació.
- Gray (Gy) : Un gray equival a l'absorció d'un joule d'energia de radiació per quilogram de matèria. És la unitat del SI per mesurar la dosi absorbida de radiació.
- Rad : Un rad equival a l'absorció de 0,01 joules d'energia de radiació per quilogram de matèria. És una unitat més antiga, reemplaçada pel gray al SI. 1 Gy = 100 rad.
- Sievert (Sv) : Un sievert mesura la dosi equivalent, que té en compte l'efecte biològic de la radiació. És la unitat del SI per mesurar el risc radiològic. Per a la radiació gamma i beta, 1 Gy = 1 Sv, però per a la radiació alfa, 1 Gy podria equivaler a més de 1 Sv a causa del seu major efecte biològic.
- Rem : Un rem equival a l'absorció de 0.01 sievert. És una unitat més antiga que ha estat reemplaçada pel sievert al SI. 1 Sv = 100 rem.
Aquesta taula mostra diversos exemples de nivells de dosi de radiació:
|
Tipus de radiació |
Dosi (Gy) |
Dosi equivalent (Sv) |
|
Radiografia dental |
0,005 - 0,01 Gy |
0,005 - 0,01 Sv |
|
Radiografia de tòrax |
0,1 Gy |
0,1 Sv |
|
TAC abdominal |
5 - 10 mGy (0,005 - 0,01 Gy) |
5 - 10 mSv (0,005 - 0,01 Sv) |
|
Radioteràpia diària |
1 - 2 Gy |
1 - 2 Sv |
|
Dosi letal mitjana (LD50/30)* |
3,5 - 4,5 Gy |
3,5 - 4,5 Sv |
|
Accident nuclear (immediat) |
1,000 - 10,000 Gy (varia segons proximitat a l'epicentre) |
1,000 - 10,000 Sv (varia segons proximitat a l'epicentre) |
Aquests valors són aproximats i poden variar depenent del tipus específic de radiació, el tipus de teixit exposat i altres factors, però ens ofereix una idea sobre la diferència de les dosis entre els diferents elements de la taula.
* El terme "LD50/30" es refereix a una mesura utilitzada en radiobiologia i radiologia per indicar la dosi de radiació ionitzant que s'espera que causi la mort del 50% d'una població exposada dins dels 30 dies següents a l'exposició.
Dispositius per mesurar la radioactivitat
Un dispositiu de mesura de radioactivitat és un instrument dissenyat per detectar i quantificar la radiació emesa per materials radioactius. Utilitza principis físics com la ionització de gasos a comptadors Geiger-Müller, l'emissió de llum en espectròmetres de centelleig, o la generació de polsos elèctrics en detectors de semiconductors.
Aquests dispositius es fan servir per monitoritzar nivells de radiació, avaluar riscos i assegurar el compliment de normatives de seguretat.
Aquí hi ha els principals tipus i les seves característiques:
- Comptadors Geiger-Müller (GM): detecten partícules ionitzants (alfa, beta, gamma) que ionitzen el gas dins del tub detector, produint una descàrrega elèctrica. Són comuns per mesurar nivells de radiació ambiental i en aplicacions de seguretat i protecció radiològica. Són dispositius simples i robusts i són ideals per detectar radiació en temps real.
- Dosímetres: mesuren la dosi acumulada de radiació rebuda per una persona. Estan dissenyats per a ús personal (portats per treballadors exposats a radiació) i d'àrea (monitoregen nivells de radiació en espais específics). S'utilitzen en entorns laborals per assegurar que les dosis rebudes no excedeixin els límits segurs.
- Espectròmetres de centelleig: utilitzen vidres de centelleig que emeten llum quan són excitats per radiació. La llum emesa és proporcional a lenergia de la radiació. Analitzen l'energia dels fotons gamma i permeten identificar isòtops radioactius específics. Els principals avantatges són la seva alta precisió i capacitat d'identificar diferents tipus de radiació.
- Cambres d'Ionització: Mesuren la ionització de l'aire o el gas dins de la cambra causada per la radiació. Es fan servir per mesurar l'exposició a radiació en un volum específic, comú en aplicacions mèdiques i ambientals. En general, proporcionen mesures precises de la dosi absorbida.
- Detectors de semiconductors: Utilitzen materials semiconductors que generen un pols elèctric quan són travessats per radiació. Aquests detectors ofereixen alta precisió en el mesurament de radiació ionitzant i són útils en investigació i monitorització de radiació.