Hombre equivalente a Roentgen

El roentgen equivalente hombre ( 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 en la salud de bajos niveles de radiación ionizante en el cuerpo humano.

Las magnitudes medidas en rem están diseñadas para representar el riesgo biológico estocástico de la radiación ionizante, principalmente el cáncer inducido por radiación . Estas magnitudes se derivan de la dosis absorbida , que en el sistema CGS tiene la unidad rad . No existe una constante de conversión universalmente aplicable de rad a rem; la conversión depende de la eficacia biológica relativa (EBR).

El rem se define desde 1976 como equivalente a 0,01 sievert , la unidad del SI más utilizada fuera de Estados Unidos. Las definiciones anteriores, que datan de 1945, derivaban de la unidad roentgen , nombrada en honor a Wilhelm Röntgen , científico alemán que descubrió los rayos X. El nombre de la unidad es engañoso, ya que 1 roentgen deposita aproximadamente 0,96 rem en tejido biológico blando, cuando todos los factores de ponderación son iguales a la unidad. Las unidades de rem más antiguas, basadas en 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 síndrome de irradiación aguda (SIA), que podría provocar la muerte en cuestión de semanas si no se trata. Cabe señalar que las cantidades medidas en rem no se diseñaron para correlacionarse con los síntomas del SIA. La dosis absorbida , medida en rad, es un mejor indicador del SIA. ^{[ 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 usa a menudo para las dosis que se encuentran comúnmente, como la cantidad de radiación recibida de rayos X médicos y fuentes de radiación de fondo .

El rem y el milirem son las unidades CGS más utilizadas por el público, la industria y el gobierno de los Estados Unidos. ^{[ 5 ]} Sin embargo, la unidad del SI, el sievert (Sv), es la unidad habitual fuera de los Estados Unidos y se encuentra cada vez más dentro de los EE. UU. en entornos académicos, científicos y de ingeniería, y prácticamente ha reemplazado al rem. ^{[ 6 ]}

Las unidades convencionales para la tasa de dosis son mrem/h. Los límites reglamentarios y las dosis crónicas suelen expresarse en unidades de mrem/año o rem/año, donde se entiende que representan la cantidad total de radiación permitida (o recibida) durante todo el año. En muchos escenarios laborales, la tasa de dosis horaria puede fluctuar hasta alcanzar niveles miles de veces superiores durante un breve período, sin infringir los límites de exposición total anual. Las conversiones anuales a un año juliano son:

1 mrem/h = 8766 mrem/año

0,1141 mrem/h = 1000 mrem/año

La Comisión Internacional de Protección Radiológica (ICRP) adoptó en su momento conversiones fijas para la exposición ocupacional, aunque estas no han aparecido en documentos recientes: ^{[ 7 ]}

8 h = 1 día

40 h = 1 semana

50 semanas = 1 año

Por lo tanto, para las exposiciones ocupacionales de ese período de tiempo,

1 mrem/h = 2000 mrem/año

0,5 mrem/h = 1000 mrem/año

El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología de EE. UU. (NIST) desaconseja encarecidamente a los estadounidenses que expresen las dosis en rem, recomendando en su lugar el uso de la unidad del SI. ^{[ 8 ]} El NIST recomienda definir el rem en relación con el SI en cada documento donde se utilice esta unidad. ^{[ 9 ]}

La radiación ionizante tiene efectos deterministas y estocásticos en la salud humana. Los efectos deterministas que pueden provocar síndrome de radiación agudo solo 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) a los que se utilizan en el cálculo de la dosis equivalente y efectiva. Para evitar confusiones, los efectos deterministas se comparan normalmente con la dosis absorbida en unidades de rad, no de rem. ^{[ 10 ]}

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). ^{[ 11 ]} 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. Hay acuerdo general en que el riesgo es mucho mayor para los bebés y 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 consenso cuantitativo al respecto. ^{[ 12 ] [ 13 ]} 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 . ^{[ 14 ]}

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. ^{[ 11 ]} 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. ^{[ 15 ]} La NRC establece la dosis efectiva total anual de radiación de cuerpo entero, o radiación de cuerpo entero (TBR), permitida para los trabajadores expuestos a radiación en 5000 mrem (5 rem). ^{[ 16 ] [ 17 ]}

El concepto de rem apareció por primera vez en la literatura en 1945 ^{[ 18 ]} y se le dio su primera definición en 1947. ^{[ 19 ]} 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". ^{[ 20 ]} Utilizando los datos disponibles en ese momento, el rem se evaluó de diversas maneras como 83, 93 o 95 erg /gramo. ^{[ 21 ]} Junto con la introducción del rad en 1953, la ICRP decidió continuar utilizando el rem. El Comité Nacional de Protección Radiológica y Mediciones de EE. UU. señaló en 1954 que esto implicaba efectivamente un aumento en la magnitud del rem para igualar el rad (100 erg/gramo). ^{[ 22 ]} 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 (EBR) para varios tipos de radiación. ^{[ 23 ]} En la práctica, la unidad de rem se utilizó para indicar que se había aplicado un factor de EBR a un número que originalmente estaba en unidades de rad o roentgen.

El Comité Internacional de Pesas 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 EE. UU. junto con el SI. ^{[ 9 ]} El rem sigue siendo ampliamente utilizado como estándar industrial en EE. UU. ^{[ 24 ]} La Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos todavía permite el uso de las unidades curie , rad y rem junto con las unidades del SI. ^{[ 25 ]}

La siguiente tabla muestra las cantidades de radiación en unidades del SI y en unidades que no pertenecen al SI:

• equivalente físico de Roentgen
• Dosis equivalente a un plátano
• Amenaza para la salud derivada de los rayos cósmicos
• Órdenes de magnitud (radiación)