En radiobiología, protección radiológica o tecnología nuclear, se puede definir la dosis efectiva desde distintos puntos de vista, siendo lo más habitual su uso desde el punto de vista del individuo expuesto a una radiación ionizante.
Esta magnitud es un indicador cuantitativo de la probabilidad de que pueda ocurrir un efecto estocástico, generalmente cáncer, sobre una persona irradiada a cuerpo completo.
La probabilidad de que ocurran esos sucesos se calcula actualmente a partir del modelo lineal sin umbral (LNT por sus siglas en inglés).
Para el cálculo de la dosis efectiva en un cierto individuo suelen considerarse cada componente por separado, sumando finalmente las contribuciones externa e internas (ingestión e inhalación).
La dosis efectiva (E) es una magnitud definida[1] por la suma de las dosis equivalentes en tejido, multiplicada cada una por el factor de ponderación para tejido correspondiente:
Donde wR es el factor de ponderación de la radiación correspondiente a la radiación R y DT,R la dosis absorbida media en el órgano o tejido T. Para cada órgano es necesario calcular la dosis equivalente debida a la exposición externa e interna de cada radioisótopo:
La unidad de la dosis efectiva es el Sievert (Sv) que es equivalente al julio por kilogramo de masa del tejido (J kg-1).
La dosis efectiva total S a una cierta población, viene definida por:[1]
Donde Ei es la dosis efectiva en el subgrupo de población i en promedio y Ni el número de individuos del subgrupo.
Si en el grupo existen diferentes exposiciones puede utilizarse la expresión como integral:
es el número de individuos que reciben una dosis efectiva comprometida entre E y E+dE.
La dosis efectiva colectiva Sk causada por un suceso, decisión o parte finita de una práctica k es:
es la tasa de dosis efectiva colectiva en el tiempo t que ha sido causada por la práctica k. La Dosis efectiva comprometida E(τ) se define[1] como:
Siendo HT(τ) la dosis equivalente comprometida al tejido T a lo largo del periodo de integración τ y wT el factor de ponderación para el tejido T. Generalmente τ toma el valor de 50 años para los adultos (y trabajadores) y hasta la edad de 70 años para los cálculos con incorporaciones en niños.
Tipo de radiación Fotones de todas las energías 1 Electrones y muones, todas las energías 1 Neutrones con energías 5 - 20 Partículas alfa 20 A partir de los estudios epidemiológicos (supervivientes de Hiroshima y Nagasaki, minería del uranio y aplicaciones médicas) se calcularon la probabilidad de que un cáncer pudiera tener lugar para una irradiación dada en un órgano determinado.
Para calcular la dosis efectiva debida a una irradiación a cuerpo entero, se debe ponderar el efecto para cada órgano irradiado.
Los valores calculados para la persona de referencia definida por la CIPR y la Sociedad de Medicina Nuclear americana, varían a medida que se obtienen nuevos datos.
Los factores de ponderación para los correspondientes órganos utilizados en la actualidad[2] son: Los órganos que corresponden al resto son las glándulas suprarrenales, el cerebro, el intestino grueso superior, el intestino delgado, los riñones, el músculo, el páncreas, el bazo, el timo y el útero.