Unidades Radiolóxicas.
O Gray [Gy]: Expresa a enerxía depositada pola radiación por kg de material irradiado: 1 Gray = 1 Joule/kg.
Esta é a unidade utilizada para expresar a cantidade de radiación recibida polo material no túnel durante a operación do LHC. A tolerancia do material do equipamento á radiación pode ser expresada en termos da cantidade de Grays que o material pode recibir sen entrar en fallo. Este límite coñecese como Dose de Inonización Total (TID-Total Ionising Dose) do material do equipamento.
Nalgúns casos, a vella unidade radiolóxica -rad- é aínda utilizada; 100 rad = 1 Gy.
Como xa se ten indicado, vanse producir unhas vinte interaccións en cada cruce de paquetes dando lugar a multiplicidades de aproximadamente 3000 partículas cada 25 ns. Por tanto, será moi alto o nivel de radiación ao que estarán sometidos os detectores.
Tomemos como exemplo o Central Barrel de 2000 toneladas do detector CMS. Cada segundo 600 millóns de colisións de 14 TeV ocorren no centro dese enorme cilindro, e imos considerar que a maior parte da enerxía desas colisións se deposita nesa parte do detector. Logo, a enerxía total depositada por ano (~300 días e 10 h/día) é:
(600·106 colisións/seg)x(14·1012 eV x 1,6·10-19 J/eV)x(300 días x 10 horas/día x 3600 seg/hora) ≈ 1,5 ·1010 J
Por tanto, a absorción de radiación por kilogramo de material no Central Barrel do CMS é en promedio:
Dose de Radiación Absorbida ≈ (1,5 ·1010 J) / (2000·103 kg) ≈ 7500 Gray/ano
En realidade, o valor superará os 10 kGy/ano nas zonas máis expostas.
O Sievert [Sv]: Expresa a dose recibida por un ser humano. A dose en Sieverts é igual a dose absorbida en Grays multiplicada por un factor de calidade chamado Q. Este factor -Q- depende do tipo de radiación e da enerxia da partícula para ter en conta os efectos biolóxicos. Os valores de Q varían entre 1 e 20 e teñen sido determinados pola International Commission for Radio Protection (ICRP).
Cando non hai feixes presentes no LHC, hai só radiación remanente causada por fotóns (R-X e gamma) e electróns (raios β de baixa intensidade). Neste caso é correcto tomar Q = 1, así que 1 Sv = 1 Gy.
Tamén se segue a usar a vella unidade rem: 100 rem = 1 Sv.
O Becquerelio [Bq]: Unidade utilizada para definir a actividade dunha fonte radioactiva. 1 Bq corresponde a 1 desintegración por segundo. Material con actividade menor que 2 Bq/gramo é clasificada como non radiactiva.
Nalgúns casos, aínda se segue a usar o Curie: 1 Curie = 3·107 Bq.
Usualmente, a actividade nas zonas controladas do CERN exprésase en termos da velocidade da dose remanente en μSv/hr a 10 cm de distancia do obxecto.
Dose Límite.
O ICRP recomenda unha dose límite de 20 mSv/ano para traballadores en instalacións nucleares.
O CERN ten establecido unha dose límite de 15 mSv/ano para persoal específico, 6 mSv/ano para outros membros do staff e 1 mSv/ano para o resto de persoas.
É interesante comparar a dose adicional recibida polo persoal do CERN debido ao seu traballo, coa dose recibida por calquera persoa que viva no Pays de Gex (onde a maior parte do LHC está ubicado):