Radioactive Sources: Applications and Alternative Technologies: Spanish Version (2022)
Chapter: Resumen
Resumen
Sandia National Laboratories encargó a las National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine (las National Academies) que evaluaran el estado de las aplicaciones médicas, de investigación, de esterilización y otras aplicaciones comerciales de las fuentes radiactivas y tecnologías alternativas (no radioisotópicas) en los Estados Unidos y a nivel internacional. El propósito del estudio era apoyar las actividades actuales y futuras realizadas en virtud del programa de la Oficina de Seguridad Radiológica de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear para reducir el uso actual de materiales radiológicos de alto riesgo en estas aplicaciones y promover las tecnologías alternativas. El estudio analizó las fuentes de Categoría 1, 2 y 3, que son las tres categorías de fuentes más peligrosas en el sistema de cinco categorías desarrollado por el Organismo Internacional de Energía Atómica (International Atomic Energy Agency, OIEA). El sistema clasifica las fuentes principalmente en términos de su potencial para causar efectos deterministas1 en la salud de las personas que las manipulan o entran en contacto con ellas si estas fuentes no se manejan o protegen de forma segura. Los organismos reguladores nacionales, incluida la Comisión Reguladora Nuclear de los Estados Unidos (U.S. NRC), han adoptado el sistema de clasificación de fuentes del OIEA para regular la seguridad tecnológica y física de las fuentes radiactivas.
Las Academias Nacionales designaron un comité de expertos para que realizara el estudio y preparara un informe técnico. Este resumen contiene la lista completa de los hallazgos y las recomendaciones del comité, según se enumeran a continuación.
Hallazgo 1: Las fuentes radiactivas continúan utilizándose ampliamente, a nivel tanto nacional como internacional, para aplicaciones médicas, de investigación, de esterilización y otras aplicaciones comerciales. Durante los últimos 10 a 15 años, no han surgido nuevas aplicaciones de fuentes radiactivas de alto riesgo (Categoría 1 y Categoría 2) y de riesgo moderado (Categoría 3). Una de las aplicaciones de las fuentes de Categoría 1, el uso de generadores termoeléctricos de radioisótopos para energía terrestre, se ha eliminado gradualmente.
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1 Un efecto determinista es aquel para el que existe un nivel umbral de dosis y, por encima de este, la gravedad del efecto sobre la salud aumenta a medida que aumenta la dosis.
Hallazgo 2: El gobierno de los Estados Unidos y la comunidad internacional han implementado acciones para fortalecer la seguridad de las fuentes radiactivas y la responsabilidad por ellas. Estas acciones se enfocan principalmente en las fuentes de alto riesgo (Categoría 1 y Categoría 2) debido a su mayor potencial para causar efectos deterministas en las personas que las manipulan o entran en contacto con ellas. La seguridad de las fuentes de Categoría 3 y la responsabilidad por ellas tienen una prioridad menor debido a su potencial menor para causar efectos deterministas.
Hallazgo 3: En los Estados Unidos, el seguimiento de las fuentes de Categoría 1 y Categoría 2 es llevado a cabo por el Sistema Nacional de Seguimiento de Fuentes, una base de datos centralizada no pública mantenida por la U.S. NRC desde 2008. El número de fuentes de Categoría 1 y Categoría 2 ha aumentado en los últimos 12 años en aproximadamente un 30 por ciento.
Hallazgo 4: Las medidas de seguridad menos estrictas y la falta de seguimiento nacional e internacional de las fuentes de Categoría 3 las hacen vulnerables a las transacciones no autorizadas y los robos.
Hallazgo 5: Los análisis recientes del modelado de acontecimientos radiológicos concluyeron que emisiones pequeñas de radiación y exposiciones pequeñas de poblaciones a la radiación por debajo de los niveles que pueden causar efectos deterministas pueden tener consecuencias socioeconómicas graves y a largo plazo. Varios acontecimientos radiológicos de la vida real respaldan esta conclusión. Un sistema de seguridad que se base únicamente en los efectos deterministas de las fuentes radiactivas puede proporcionar un nivel de protección inadecuado para la sociedad.
Recomendación A: El Organismo Internacional de Energía Atómica, la Comisión Reguladora Nuclear de los EE. UU. y otras organizaciones deberían considerar la posibilidad de reestructurar sus esquemas de clasificación de fuentes para tener en cuenta tanto a (a) los impactos probabilísticos en la salud, p. ej., el desarrollo de cáncer más adelante en la vida, como a (b) los impactos económicos y sociales. Esta reestructuración llevaría a una descripción más holística del riesgo general, que incluiría las consecuencias posibles en caso de que las fuentes no se gestionen o protejan de forma segura.
Recomendación B: El Organismo Internacional de Energía Atómica, la Comisión Reguladora Nuclear de los EE. UU. y otras organizaciones deberían realizar cambios en su orientación sobre seguridad y seguimiento de fuentes en función del resultado de la reestructuración propuesta en la Recomendación A.
Recomendación C: En paralelo, la Comisión Reguladora Nuclear de los EE. UU. debe introducir gradualmente el seguimiento de las fuentes de Categoría 3 en el Sistema Nacional de Seguimiento de Fuentes existente. Dicho seguimiento proporcionaría una contabilidad más precisa en el inventario nacional de las fuentes de Categoría 3 y aumentaría la responsabilidad por ser propietario de estas fuentes y regular su uso. El gobierno de los EE. UU. debería tomar decisiones informadas sobre las mejoras de seguridad posibles para las fuentes de Categoría 3 en las instalaciones donde se encuentran estas fuentes.
Hallazgo 6: El objetivo del gobierno de los EE. UU. de reducir el riesgo mediante el reemplazo de las fuentes radiactivas con alternativas no radioisotópicas no se logrará hasta que las fuentes en desuso se retiren y eliminen adecuadamente. Los altos costos de la eliminación y las opciones, los recursos y la orientación limitados para su eliminación a nivel nacional e internacional pueden resultar prohibitivos tanto para la adopción de alternativas como para la eliminación adecuada de las fuentes radiactivas al final de su vida útil.
Recomendación D: La Comisión Reguladora Nuclear de los EE. UU. debe ampliar sus requisitos actuales en materia de garantías financieras para asegurar que cubran adecuadamente la gestión al final de la vida útil de las fuentes radiactivas con una licencia reciente. El gobierno de los EE. UU. también debería desarrollar e implementar una estrategia nacional para la gestión al final de la vida útil de las fuentes radiactivas de Categoría 1 y Categoría 2 con propietarios actuales y huérfanas y debería considerarla para las fuentes de Categoría 3.
Hallazgo 7: Muchas organizaciones gubernamentales y no gubernamentales nacionales e internacionales han contribuido al aumento de la visibilidad de las tecnologías alternativas como una forma de reducir los riesgos de seguridad derivados de las fuentes radiactivas. Sin embargo, actualmente, ninguna organización está equipada para promover la amplia gama de tecnologías alternativas y abordar los problemas para su adopción en un contexto global. Una organización o red de organizaciones de este tipo podría unir información técnica, normativa, financiera, sobre políticas y sobre recursos específicos de cada país para influir en las decisiones relacionadas con la adopción de tecnologías alternativas y facilitar la transición a tecnologías alternativas para aplicaciones médicas, de investigación y comerciales, cuando sea apropiado.
Hallazgo 8: El progreso en el desarrollo de tecnologías alternativas ha sido desparejo en las diferentes aplicaciones y los diferentes radionucleidos (ver la Tabla S.1). A excepción de la irradiación de la sangre, donde la tecnología de rayos X se considera equivalente a la irradiación con cesio-137, y la terapia con haces externos, donde la tecnología del acelerador lineal se considera superior a la teleterapia de cobalto-60, no existen tecnologías de reemplazo ampliamente aceptadas para otras aplicaciones. En algunas aplicaciones, no se ha desarrollado una tecnología de reemplazo adecuada.
Como se describe en el Hallazgo 12, a pesar de los avances tecnológicos para las aplicaciones médicas, existen desafíos para la adopción de tecnologías alternativas en países de ingresos bajos y medios.
Hallazgo 9: Varias compañías de gran envergadura están invirtiendo en investigación y desarrollo para brindar soluciones a desafíos específicos asociados con la adopción de tecnologías alternativas. La transición de una idea creativa a un producto comercial, si tiene éxito, puede tardar años (con frecuencia, más de una década) y requiere inversiones sustanciales.
Hallazgo 10: Varias compañías más pequeñas tienen en marcha proyectos de desarrollo de tecnologías alternativas con el apoyo financiero de los programas de Investigación sobre Innovación para Pequeñas Empresas y Transferencia de Tecnología para Pequeñas Empresas administrados por la Administración Nacional de Seguridad Nuclear.
Recomendación E: La Administración Nacional de Seguridad Nuclear debería priorizar la financiación de proyectos de investigación y desarrollo que tengan como objetivo desarrollar alternativas al uso de fuentes radiactivas en aplicaciones para las que actualmente no existen tecnologías alternativas no radioisotópicas aceptables.
Hallazgo 11: El progreso más notable en la adopción de tecnologías alternativas es la adopción a nivel mundial de tecnologías de rayos X para la irradiación de la sangre y con fines de investigación. En los Estados Unidos, los incentivos financieros proporcionados por el gobierno a través del Proyecto de Reemplazo de Irradiadores de Cesio son un importante contribuyente a la transición de los irradiadores de cesio a las tecnologías de rayos X y a la eliminación gradual del cesio-137 en forma de cloruro de cesio de las aplicaciones médicas y de investigación. Se podrían lograr avances adicionales con el reemplazo de los irradiadores de cesio utilizados en la investigación al ayudar a la comunidad de investigación con el diseño y el financiamiento de estudios de equivalencia.
Recomendación F: La Administración Nacional de Seguridad Nuclear debería colaborar con socios federales como el Departamento de Salud y Servicios Sociales, la Fundación Nacional de Ciencias y la Administración de Alimentos y Medicamentos para apoyar la realización de estudios de equivalencia para los investigadores que estén considerando reemplazar sus irradiadores de investigación de cesio o cobalto con tecnologías alternativas. Los hallazgos de estos estudios deberían estar ampliamente disponibles.
Hallazgo 12: Las tecnologías alternativas no proporcionan una “solución única para todos los casos”, y esto es particularmente evidente en las aplicaciones médicas en países de ingresos altos, bajos y medios debido a las marcadas desigualdades en el acceso a la atención médica y los recursos para la salud. La adopción de tecnologías alternativas para la terapia oncológica en algunos países de ingresos bajos y medios ha tenido impactos negativos no deseados en la atención de los pacientes debido a la falta de fuerza laboral capacitada, y los recursos y la infraestructura necesarios para permitir que estas alternativas sean opciones viables.
Recomendación G: Los esfuerzos del gobierno de los EE. UU. y otras organizaciones nacionales e internacionales para reducir el uso de fuentes radiactivas de alta actividad a nivel global y en países de ingresos bajos y medios deberían estar impulsados por el análisis de los recursos, la infraestructura y las necesidades locales. En situaciones en las que los recursos y la infraestructura locales no pueden respaldar alternativas, los esfuerzos deben centrarse en mejorar la seguridad radiológica de las fuentes radiactivas existentes, ayudar a construir la infraestructura y respaldar proyectos de investigación y desarrollo para ajustar las tecnologías para que funcionen eficazmente en entornos con recursos limitados, por ejemplo, cuando no hay un suministro eléctrico confiable.
Hallazgo 13: Se está produciendo una transición progresiva a tecnologías alternativas en las aplicaciones de esterilización. La utilización de tecnologías con haz de electrones (e-beam) en la esterilización de dispositivos médicos ha aumentado durante los últimos 10 a 15 años a nivel tanto nacional como internacional, y se espera que continúe aumentando para satisfacer la demanda creciente de esta aplicación. Varias compañías también han anunciado sus planes de abrir nuevas instalaciones de esterilización por rayos X. Las tecnologías alternativas para otras aplicaciones de esterilización, incluida la irradiación de alimentos para tratamientos de seguridad y fitosanitarios y la esterilización de insectos, también se aceptan cada vez más como remplazos viables de las fuentes radiactivas en muchos países.
Hallazgo 14: No se ha logrado demasiado progreso a nivel nacional con la adopción de tecnologías alternativas para algunas otras aplicaciones comerciales, en particular, en algunas aplicaciones de pruebas no destructivas y registro de pozos. Esto se debe a que, actualmente, no existen alternativas viables o rentables, a que las alternativas comprometen las mejoras en el desempeño o no las ofrecen, o a que producen datos sobre materiales y estructuras que no son directamente comparables con los producidos por las fuentes radiactivas.
Recomendación H: La Administración Nacional de Seguridad Nuclear debería participar con otras oficinas dentro del Departamento de Energía, la Fundación Nacional de Ciencias y sociedades profesionales para apoyar la realización de estudios de equivalencia para proveedores de servicios de registro de pozos y radiografía industrial que estén considerando reemplazar sus fuentes radiactivas y adoptar una tecnología alternativa. Los hallazgos de estos estudios deberían estar ampliamente disponibles.
Hallazgo 15: No se ha logrado ningún progreso a nivel nacional e internacional con la adopción de tecnologías alternativas para los sistemas de calibración para reemplazar las fuentes de cesio-137 y cobalto-60. No existen alternativas no radioisotópicas obvias para reemplazar las fuentes de cloruro de cesio utilizadas en estas aplicaciones y, actualmente, no hay investigaciones ni desarrollos dedicados a explorar alternativas. La falta de alternativas representa un obstáculo en los esfuerzos globales para eliminar el cesio-137 en forma de cloruro de cesio.
Recomendación I: El Instituto Nacional de Estándares y Tecnología debería participar con la comunidad de investigación, así como con socios federales, industriales e internacionales para dar comienzo a investigaciones sobre alternativas al cloruro de cesio para aplicaciones de calibración. Este compromiso debe comenzar de inmediato para prepararse para la posible eliminación futura del uso de cesio-137 en forma de cloruro de cesio.
TABLA S.1 Progreso en la adopción de tecnologías alternativas en diferentes aplicaciones
| Solicitud (capítulo analizado) | Dispositivos comunes (isótopos primarios) | Tecnología de reemplazo | Tendencia de adopción de alternativas | Impulsores principales de adopción (que no sean riesgos de seguridad) | Desafíos principales para el reemplazo | Áreas de investigación prometedora y de enfoque del desarrollo para facilitar la adopción |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Médica | ||||||
| Irradiación de la sangre (Capítulo 4) | Irradiadores autoblindados (cesio-137 y cobalto-60) | Tecnología de rayos X | Adopción generalizada a nivel nacional e internacional | El CIRP en los Estados Unidos e iniciativas reguladoras del gobierno nacional en otros países; ahorro de costos a lo largo del ciclo de vida útil del dispositivo; eficacia | Preferencia del usuario | Metodologías de reducción de patógenos para glóbulos rojos |
| Tratamiento oncológico: terapia de haz externo (Capítulo 4) | Teleterapia (cobalto-60) | Linac | Eliminación casi completa de las fuentes radiactivas en los países de ingresos altos y en muchos países de ingresos medios; aumento de la adopción en los LMIC | Versatilidad; provisión de tratamientos superiores; mejor resultado para los pacientes; tratamientos más cortos | Ningunos en países de ingresos altos; económicos; de infraestructura; y recursos en los LMIC | Linacs asequibles y resistentes a las interrupciones en el suministro eléctrico |
| Tratamiento oncológico: radiocirugía estereotáctica (Capítulo 4) | Radiocirugía basada en rayos gamma, incluida Gamma Knife® (cobalto-60) | Radiocirugía basada en Linac, incluida CyberKnife® | Adopción en aumento en países de ingresos altos; baja adopción de la radiocirugía en general en los LMIC | Versatilidad de los lugares de tratamiento; menores costos de instalación | Presunta precisión menor; preferencia del usuario | Tecnologías que tienen como objetivo reducir los costos de instalación, incluido el blindaje |
| Tratamiento oncológico: braquiterapia HDR (Capítulo 4) | Braquiterapia HDR (iridio-192) | Terapia de haz externo; braquiterapia electrónica | Adopción parcial en países de ingresos altos | Reembolso favorable por la radioterapia de haz externo | La braquiterapia electrónica no es una alternativa viable a los usos más comunes de la braquiterapia HDR para tratar cánceres ginecológicos | Braquiterapia electrónica adecuada para el tratamiento de cánceres ginecológicos |
| Investigación (Capítulo 4) | Irradiadores autoblindados (cesio-137 y cobalto-60) | Tecnología de rayos X | Adopción cada vez mayor | El CIRP en los Estados Unidos e iniciativas reguladoras del gobierno nacional en otros países; ahorro de costos a lo largo del ciclo de vida del dispositivo | Estudios de equivalencia; datos heredados; recursos escasos en las instituciones de investigación | Estudios de equivalencia; desarrollo de dispositivos de rayos X con una energía media de 600 keV y superior |
| Solicitud (capítulo analizado) | Dispositivos comunes (isótopos primarios) | Tecnología de reemplazo | Tendencia de adopción de alternativas | Impulsores principales de adopción (que no sean riesgos de seguridad) | Desafíos principales para el reemplazo | Áreas de investigación prometedora y de enfoque del desarrollo para facilitar la adopción |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Esterilización | ||||||
| Esterilización de dispositivos médicos (Capítulo 5) | Irradiadores panorámicos (cobalto-60) | Haz de electrones y rayos X | Adopción cada vez mayor | Necesidades del mercado debido a la demanda creciente; escasez de disponibilidad de cobalto-60; preocupaciones de seguridad y una posible regulación más estricta de la fumigación con EtO | Equivalencia y revalidación | Desarrollo de linacs compactos para reducir costos de capital; desarrollo de fuentes de rayos X económicas |
| Tratamientos de seguridad alimentaria (Capítulo 5) | Irradiadores panorámicos u otros irradiadores de alta y baja actividad (cobalto-60) | Haz de electrones y rayos X | Estancada en los Estados Unidos; en declive en Europa; aumento de la adopción en ciertas partes del mundo, especialmente en China | Necesidades del mercado | Aceptación pública; falta de coordinación de las regulaciones en el comercio internacional; tercerización de tratamientos; requisitos de etiquetado | Desarrollo para reducir costos de capital; mayor desarrollo de fuentes de rayos X económicas |
| Tratamientos fitosanitarios (Capítulo 5) | Irradiadores panorámicos u otros irradiadores de alta y baja actividad (cobalto-60) | Haz de electrones y rayos X | Creciente | Necesidades del mercado; sencillez del tratamiento | Aspectos económicos; presiones para reducir el uso de la fumigación con bromuro de metilo | Desarrollo para reducir costos de capital; mayor desarrollo de fuentes de rayos X económicas |
| Esterilización de insectos (Capítulo 5) | Irradiadores panorámicos u otros irradiadores de alta actividad (cobalto-60); irradiadores autoblindados (cesio-137 o cobalto-60) | Haz de electrones, rayos X y modificación genética | Creciente | Disponibilidad y transporte de irradiadores autoblindados; aumento de la demanda de aplicaciones, especialmente para el control regional de mosquitos; percepción pública negativa con respecto a la modificación genética de insectos | Primera experiencia desfavorable debido a la falta de fiabilidad de los primeros dispositivos de rayos X (primera generación) | Desarrollo de fuentes de rayos X para adaptarse a los requisitos de uso |
| Aplicaciones industriales | ||||||
| Radiografía industrial (Capítulo 6) | Radiografía (cobalto-60, iridio-192 y selenio-75) | Rayos X y ultrasonidos | Creciente | Complementariedad con las fuentes radiactivas | No es un reemplazo uno por uno; requisitos técnicos y operativos en entornos desafiantes; costos; mayor nivel de calificaciones técnicas; imagenología indirecta en contraposición a la directa | Representación de imágenes para ultrasonidos; mejoras en cuanto al tamaño, el peso y la potencia |
| Medidores industriales (Capítulo 6) | Cesio-137, cobalto-60 | Ultrasonidos, presión diferencial, radar y radar guiado | Creciente | Complementariedad con las fuentes radiactivas | Requisitos operativos en entornos desafiantes | Mejorar la robustez de las alternativas en entornos desafiantes |
| Registro de pozos (Capítulo 6) | Americio-241 mezclado con berilio | Generadores de neutrones | Estancada | Ninguno | Disminución de la demanda del mercado para la aplicación; equivalencia y confiabilidad; datos heredados | Estudios de equivalencia; mejoras en la confiabilidad del generador de neutrones |
| Cesio-137 (cerámica o vidrio) | Rayos X | Ninguna | Ninguno | Desarrollo de una fuente de rayos X compacta y resistente; necesidad de radiación isotrópica | ||
| Calibradores (Capítulo 6) | Cloruro de cesio-137 | Ninguna | Ninguna | Política posible para eliminar el cloruro de cesio de aplicaciones médicas, de investigación y comerciales | Actualmente, se considera una aplicación que debe estar exenta de los esfuerzos de reemplazo | Desarrollo y uso de una forma menos dispersable de cesio-137; radiografía promedio a 600 keV y superior |
| Cobalto-60 | Ninguna | Ninguna | Ninguno | Ninguna | ||
| Generadores termoeléctricos de radioisótopos para aplicaciones espaciales | Plutonio-238 en forma de óxido prensado | Ninguna | Ninguna | Ninguno | No se reconoce como problema | Ninguna |
| Estroncio-90 | Ninguna | Ninguna | Ninguno | Ninguna | ||
NOTA: CIRP = Proyecto de reemplazo de irradiadores de cesio; e-beam = haz de electrones; EtO = óxido de etileno; HDR = tasa de dosis alta; keV = kiloelectronvoltios; linac = acelerador lineal; LMIC = país de ingresos bajos y medios.
