El equivalente de roentgen man ( rem ) [1] [2] es una unidad CGS de dosis equivalente , dosis efectiva y dosis comprometida , que son medidas de dosis utilizadas para estimar los posibles efectos sobre la salud de niveles bajos de radiación ionizante en el cuerpo humano.
Las cantidades medidas en rem están diseñadas para representar el riesgo biológico estocástico de la radiación ionizante, que es principalmente el cáncer inducido por la radiación . Estas cantidades se derivan de la dosis absorbida , que en el sistema CGS tiene la unidad rad . No existe una constante de conversión de rad a rem que sea universalmente aplicable; la conversión depende de la eficacia biológica relativa (RBE).
El rem se define desde 1976 como igual a 0,01 sievert , que es la unidad del SI más utilizada fuera de los Estados Unidos. Las definiciones anteriores que se remontan a 1945 se derivaron de la unidad roentgen , que recibió su nombre en honor a Wilhelm Röntgen , un científico alemán que descubrió los rayos X. El nombre de la unidad es engañoso, ya que 1 roentgen en realidad deposita alrededor de 0,96 rem en el tejido biológico blando, cuando todos los factores de ponderación son iguales a la unidad. Las unidades más antiguas de rem que siguen otras definiciones son hasta un 17% más pequeñas que el rem moderno.
Las dosis superiores a 100 rem recibidas en un corto período de tiempo pueden causar el síndrome de irradiación aguda (SRA), que puede llevar a la muerte en cuestión de semanas si no se trata. Cabe señalar que las cantidades que se miden en rem no fueron diseñadas para correlacionarse con los síntomas del SRA. La dosis absorbida , medida en rad, es un mejor indicador del SRA. [3] : 592–593
Un rem es una dosis grande de radiación, por lo que el milirem ( mrem ), que es una milésima parte de un rem, se utiliza a menudo para las dosis comúnmente encontradas, como la cantidad de radiación recibida de rayos X médicos y fuentes de fondo .
El rem y el milirem son las unidades CGS más utilizadas entre el público, la industria y el gobierno de Estados Unidos. [4] Sin embargo, la unidad SI, el sievert (Sv), es la unidad normal fuera de Estados Unidos y se utiliza cada vez más en ese país en entornos académicos, científicos y de ingeniería, y ahora prácticamente ha reemplazado al rem. [5]
La unidad convencional para la tasa de dosis es mrem/h. Los límites reglamentarios y las dosis crónicas suelen expresarse en unidades de mrem/año o rem/año, que se entiende que representan la cantidad total de radiación permitida (o recibida) durante todo el año. En muchos escenarios ocupacionales, la tasa de dosis por hora puede fluctuar a niveles miles de veces superiores durante un breve período de tiempo, sin infringir los límites de exposición total anual. Las conversiones anuales a un año juliano son:
La Comisión Internacional de Protección Radiológica (CIPR) adoptó en su día una conversión fija para la exposición ocupacional, aunque ésta no ha aparecido en documentos recientes: [6]
Por lo tanto, para las exposiciones ocupacionales de ese período de tiempo,
El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de Estados Unidos (NIST) desaconseja enfáticamente que los estadounidenses expresen las dosis en rem, y recomienda en cambio la unidad SI. [7] El NIST recomienda definir el rem en relación con el SI en todos los documentos donde se utilice esta unidad. [8]
La radiación ionizante tiene efectos deterministas y estocásticos sobre la salud humana. Los efectos deterministas que pueden provocar el síndrome de radiación aguda sólo se producen en el caso de dosis altas (> ~10 rad o > 0,1 Gy) y tasas de dosis altas (> ~10 rad/h o > 0,1 Gy/h). Un modelo de riesgo determinista requeriría factores de ponderación diferentes (aún no establecidos) de los que se utilizan en el cálculo de la dosis equivalente y efectiva. Para evitar confusiones, los efectos deterministas normalmente se comparan con la dosis absorbida en unidades de rad, no rem. [9]
Los efectos estocásticos son aquellos que ocurren aleatoriamente, como el cáncer inducido por radiación . El consenso de la industria nuclear, los reguladores nucleares y los gobiernos es que la incidencia de cánceres causados por radiación ionizante puede modelarse como un aumento lineal con la dosis efectiva a una tasa de 0,055% por rem (5,5%/Sv). [10] Estudios individuales, modelos alternativos y versiones anteriores del consenso de la industria han producido otras estimaciones de riesgo dispersas alrededor de este modelo de consenso. Existe un acuerdo general en que el riesgo es mucho mayor para los bebés y los fetos que para los adultos, mayor para las personas de mediana edad que para las personas mayores y mayor para las mujeres que para los hombres, aunque no hay un consenso cuantitativo al respecto. [11] [12] Hay muchos menos datos, y mucha más controversia, con respecto a la posibilidad de efectos cardíacos y teratogénicos , y el modelado de la dosis interna . [13]
La ICRP recomienda limitar la irradiación artificial del público a un promedio de 100 mrem (1 mSv) de dosis efectiva por año, sin incluir las exposiciones médicas y ocupacionales. [10] A modo de comparación, los niveles de radiación dentro del Capitolio de los Estados Unidos son de 85 mrem/año (0,85 mSv/año), cerca del límite reglamentario, debido al contenido de uranio de la estructura de granito. [14] La NRC establece la dosis efectiva total anual de radiación de cuerpo completo, o radiación corporal total (TBR), permitida para los trabajadores expuestos a la radiación en 5.000 mrem (5 rem). [15] [16]
El concepto de rem apareció por primera vez en la literatura en 1945 [17] y recibió su primera definición en 1947. [18] La definición se refinó en 1950 como "aquella dosis de cualquier radiación ionizante que produce un efecto biológico relevante igual al producido por un roentgen de radiación X de alto voltaje". [19] Utilizando los datos disponibles en ese momento, el rem se evaluó de diversas formas como 83, 93 o 95 erg /gramo. [20] Junto con la introducción del rad en 1953, la ICRP decidió continuar el uso del rem. El Comité Nacional de Protección Radiológica y Medidas de los EE. UU. señaló en 1954 que esto implicaba efectivamente un aumento en la magnitud del rem para que coincidiera con el rad (100 erg/gramo). [21] La ICRP introdujo y luego adoptó oficialmente el rem en 1962 como la unidad de dosis equivalente para medir la forma en que los diferentes tipos de radiación distribuyen la energía en el tejido y comenzó a recomendar valores de efectividad biológica relativa (RBE) para varios tipos de radiación. [22] En la práctica, la unidad de rem se utilizó para indicar que se había aplicado un factor RBE a un número que originalmente estaba en unidades de rad o roentgen.
El Comité Internacional de Pesos y Medidas (CIPM) adoptó el sievert en 1980, pero nunca aceptó el uso del rem. El NIST reconoce que esta unidad está fuera del SI, pero acepta temporalmente su uso en los EE. UU. junto con el SI. [8] El rem sigue siendo de uso generalizado como estándar industrial en los EE. UU. [23] La Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos aún permite el uso de las unidades curie , rad y rem junto con las unidades del SI. [24]
La siguiente tabla muestra las cantidades de radiación en unidades SI y no SI:
En el sistema métrico, la dosis se mide en unidades llamadas sieverts. Un sievert equivale a 100 rem.
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