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Antecedentes y tarea del estudio

Las fuentes radiactivas se utilizan en una variedad de aplicaciones médicas, de investigación, de esterilización y otras aplicaciones comerciales esenciales y beneficiosas. Estas aplicaciones incluyen terapia oncológica, irradiación de la sangre para pacientes trasplantados y de animales de laboratorio con fines de investigación, esterilización de dispositivos médicos, irradiación para reducir la transmisión de enfermedades transmitidas por alimentos y proteger los cultivos nacionales de especies invasoras, pruebas no destructivas de estructuras y equipos industriales, exploración de formaciones geológicas para encontrar depósitos de petróleo y gas, y calibración de instrumentos. Las fuentes radiactivas utilizadas en estas aplicaciones se almacenan en instalaciones universitarias, médicas, de investigación, gubernamentales, comerciales y de otra índole a las que accede personal calificado, que las utiliza. Si estas fuentes se manejan incorrectamente, particularmente, con intenciones maliciosas en un dispositivo de dispersión radiológica (radiological dispersal device, RDD), podrían causar daños y lesiones importantes. Aunque es poco probable que se produzcan muertes inmediatas y efectos deterministas debido a la radiación proveniente de un RDD, las consecuencias sociales podrían ser graves debido a la limpieza requerida y la pérdida del acceso a las áreas afectadas. El daño económico de la denegación del acceso a las áreas y de su reconstrucción también podría ser grande, posiblemente, de miles de millones de dólares.

No se ha hecho uso de un RDD en los Estados Unidos ni en ningún otro lugar.¹ Sin embargo, los ataques terroristas y varios intentos de tráfico de materiales radiactivos o de utilizar fuentes radiactivas con fines malintencionados, a nivel nacional e internacional, destacan la necesidad de prepararse para un RDD. En todo el mundo, entre 1992 y 2019², se informaron alrededor de 3,700 actividades y acontecimientos no autorizados relacionados con material nuclear y radiactivo, incluidos incidentes de tráfico y uso malintencionado (ver, p. ej., Elfrink, 2017; Malone y Smith, 2016; Schreuer y Rubin, 2016).

La responsabilidad de asegurar los materiales nucleares y radiactivos recae en los titulares de licencias que poseen estos materiales. Si bien contar con medidas de seguridad adecuadas puede reducir los riesgos que plantean las fuentes radiactivas, el enfoque más directo para la reducción de riesgos es la eliminación del uso de radioisótopos y su reemplazo con tecnologías que no planteen tales riesgos, pero que puedan llevar a cabo adecuadamente la función prevista de las fuentes radiactivas. Los hospitales, los centros de investigación y los gobiernos reconocen cada vez más los riesgos y las responsabilidades de seguridad tecnológica y física asociados con la posesión de fuentes radiactivas y, en algunos casos, las están retirando y reemplazando voluntariamente con tecnologías alternativas.

Este capítulo proporciona información de antecedentes sobre la solicitud del estudio y el sistema actual de clasificación de fuentes de radiación y analiza la implementación de las recomendaciones del informe de 2008 de las National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine (las National Academies) (NRC, 2008) sobre el mismo tema.

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¹ Stephen Musolino, Laboratorio Nacional de Brookhaven, presentación al comité el 20 de noviembre de 2020.

² José García Sainz, Organismo Internacional de Energía Atómica, presentación al comité el 10 de junio de 2020.

1.1 SOLICITUD DEL ESTUDIO

La Oficina de Seguridad Radiológica (Office of Radiological Security, ORS) dentro de la Administración Nacional de Seguridad Nuclear (NNSA) del Departamento de Energía (DOE) amplió el enfoque de sus esfuerzos para alentar la implementación de medidas voluntarias de protección física de las fuentes de radiación para que incluya la promoción de tecnologías alternativas. La ORS está encargada de “trabajar con el gobierno, las fuerzas del orden y las empresas de todo el mundo para proteger las fuentes radiactivas utilizadas con fines médicos, de investigación y comerciales; retirar y eliminar las fuentes radiactivas en desuso; y reducir la dependencia a nivel global de fuentes radiactivas de alta actividad mediante la promoción de tecnologías alternativas no radioisotópicas viables”.³

La ORS solicitó a las Academias Nacionales que revisen y evalúen los desarrollos en aplicaciones de fuentes radiactivas y tecnologías alternativas viables para reemplazar las fuentes radiactivas que se utilizan actualmente en esas aplicaciones. El objetivo de este estudio es proporcionar información técnica y conocimientos independientes que puedan respaldar las actividades actuales y futuras de la ORS con el objetivo de reducir el uso actual de materiales radiológicos de alto riesgo en estas aplicaciones y promover las tecnologías alternativas. La ORS delegó la gestión del estudio a Sandia National Laboratories (denominado Sandia en este informe). Sandia apoya la misión de la ORS mediante la instalación de sistemas de seguridad en sitios que utilizan fuentes radiológicas de alta actividad en los Estados Unidos y en todo el mundo, y al alentar a los usuarios a reemplazar las fuentes radiactivas de alta actividad con tecnologías alternativas (no radioisotópicas).

Las fuentes analizadas en este informe son principalmente fuentes radiactivas selladas, normalmente, material radiactivo encapsulado doblemente en contenedores de acero inoxidable antes de usarlo en dispositivos. La cápsula evita que el material radiactivo se libere en las operaciones normales o en la mayoría de las condiciones accidentales. Las fuentes radiactivas selladas suelen tener la apariencia de una pequeña pieza de metal regular (ver la Figura 1.1). En la mayoría de las aplicaciones, se instala una fuente radiactiva sellada en un dispositivo que está diseñado para permitir que la fuente se mueva de forma segura hacia adentro y hacia afuera del blindaje contra la radiación donde se almacena o para permitir que se libere un haz de radiación desde la fuente blindada. Algunos dispositivos radiológicos utilizan múltiples fuentes. Las fuentes selladas, cuando están intactas, suelen presentar un riesgo de exposición a la radiación externa únicamente. Sin embargo, si las fuentes se rompen o tienen fugas, también pueden causar una exposición interna por inhalación o ingestión.

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³ Oficina de Seguridad Radiológica, Administración Nacional de Seguridad Nuclear, https://www.energy.gov/nnsa/office-radiological-security-ors.

Este estudio utiliza el informe anterior de las Academias Nacionales (NRC, 2008; ver la Sección 1.4 para obtener un resumen de las recomendaciones clave de ese informe) como punto de partida para evaluar los desarrollos en el uso de fuentes radiactivas y tecnologías alternativas. Sin embargo, este estudio tiene un alcance expandido que incluye desarrollos tanto nacionales como internacionales en aplicaciones de fuentes radiactivas. Además, mientras que el estudio anterior de las Academias Nacionales se limitó a la revisión de fuentes de alta actividad (Categoría 1 y Categoría 2), este estudio también revisa fuentes de actividad moderada (Categoría 3). La Declaración de la tarea completa para el estudio se muestra en la Nota de recuadro 1.1. La estimación reciente es que aproximadamente 80,000 fuentes de Categoría 1 y Categoría 2 se encuentran en los Estados Unidos. No hay una estimación actual del número de fuentes de Categoría 3. Alrededor de 2008, la Comisión Reguladora Nuclear de los EE. UU. (U.S. NRC) realizó una recopilación de datos por única vez y estimó que el número de fuentes de Categoría 3 en los Estados Unidos era de aproximadamente 5,200.⁴

Este estudio fue realizado por el Comité de Fuentes Radiactivas: Aplicaciones y Tecnologías Alternativas (denominado “el comité” en este informe), que fue designado por el presidente de la Academia Nacional de Ciencias. En el Apéndice A, se proporcionan biografías breves de los integrantes del comité y del personal involucrado en este estudio. El comité está formado por expertos en disciplinas relevantes para la solicitud del estudio e incluye usuarios, desarrolladores e implementadores de fuentes radiactivas y tecnologías alternativas en aplicaciones médicas, de investigación, de esterilización y otras aplicaciones industriales. El comité también incluye expertos en seguridad tecnológica y física de fuentes radiactivas y análisis económicos. Dos integrantes del comité también se desempeñaron como parte del comité que llevó a cabo el estudio de las Academias Nacionales de 2008 sobre el mismo tema.

El comité recopiló la información necesaria para redactar su informe desde enero de 2020 hasta marzo de 2021. Durante ese período, el comité recibió información de expertos nacionales e internacionales en la materia, incluidos representantes federales y estatales, expertos de laboratorios nacionales, representantes de la industria y de pequeñas empresas y representantes de asociaciones comerciales. Las presentaciones proporcionadas al comité se publican en el sitio web de las Academias Nacionales.⁵ El personal de varias secciones del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) proporcionó colectivamente varias horas de sesiones informativas sobre las actividades del organismo relacionadas con las fuentes radiactivas y las tecnologías alternativas para todas las aplicaciones analizadas en este

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⁴ Carta de George Smith, Comisión Reguladora Nuclear de los EE. UU., a Ourania Kosti, Academias Nacionales, 5 de febrero de 2021.

⁵ Ver https://www.nationalacademies.org/our-work/radioactive-sources-applications-and-alternative-technologies.

informe. El Apéndice B proporciona la lista de presentaciones que recibió el comité durante sus reuniones de recopilación de información. El comité también recibió comentarios por escrito, tanto solicitados como no solicitados, de organismos gubernamentales, asociaciones industriales y expertos técnicos. Estos comentarios fueron útiles para informar al comité acerca de las perspectivas relacionadas con el estudio y para descubrir fuentes de datos y documentos útiles.

Debido a la pandemia de COVID-19 y las restricciones de viaje asociadas y la cancelación de eventos de gran envergadura, todas las reuniones del comité, excepto la primera, en enero de 2020, se llevaron a cabo de forma remota. El comité, con el apoyo del personal de las Academias Nacionales, se adaptó rápidamente a las interacciones virtuales para abordar su Declaración de la tarea y producir este informe. Si bien el comité no tuvo el beneficio de la dinámica interpersonal entre sus integrantes o con expertos externos, un resultado positivo de las interacciones virtuales fue la posibilidad de acceder a una serie de expertos nacionales e internacionales que podrían no haber estado disponibles para participar en reuniones en persona.

El comité hace hincapié en los siguientes puntos relacionados con su enfoque para responder a la Declaración de la tarea:

1. Está de acuerdo con la recomendación del informe de 2008 de las Academias Nacionales sobre la eliminación del cesio-137 en forma de cloruro de cesio de aplicaciones comerciales (ver la Sección 1.4.2 de este informe). La dispersabilidad y la presencia del cloruro de cesio en centros médicos y de investigación en los Estados Unidos y en otros lugares hacen que genere una preocupación particular.
2. No obstante el punto (1), no realiza juicios de valor técnico relacionados con la magnitud de los riesgos asociados con diferentes fuentes radiactivas o radioisótopos, y no intenta priorizar el reemplazo de determinadas fuentes o determinados radioisótopos por sobre otros. Esto se debe a que el comité no tuvo acceso a información relacionada con la dispersabilidad y otras propiedades de los radioisótopos analizados en este informe o a información sobre la seguridad de las instalaciones donde se almacenan estas fuentes.
3. No adopta la posición de que cualquier posesión de fuentes radiactivas de Categoría 1, 2 y 3 representa un riesgo inaceptable para la sociedad o de que el estado final debe ser necesariamente la eliminación completa de las fuentes de Categoría 1, 2 y 3. El comité entiende que cualquier decisión con respecto al reemplazo de estas fuentes con alternativas implica que organizaciones que las poseen equilibren los riesgos y los beneficios.
4. Las referencias a tecnologías específicas y, en algunos casos, a productos comerciales y fabricantes específicos no necesariamente constituyen ni implican que el comité los respalde.

1.2 EL SISTEMA DE CLASIFICACIÓN DE FUENTES RADIACTIVAS

El OIEA es la principal organización internacional de cooperación científica y técnica intergubernamental en el campo nuclear y radiológico. En 2004, el OIEA publicó el Código de Conducta sobre Seguridad Tecnológica y Física de las Fuentes Radiactivas (OIEA, 2004). Este documento marcó el comienzo de una tendencia mundial hacia un mayor control y una mayor responsabilidad y seguridad de las fuentes radiactivas. Desde entonces, el OIEA ha elaborado documentos con orientaciones y normas sobre la seguridad tecnológica y física de las fuentes radiactivas y sus aplicaciones. Si bien el OIEA busca el consenso en la elaboración de normas, estas normas no son vinculantes legalmente para los Estados miembro, sino que sirven como orientación con respecto a las mejores prácticas que pueden adoptar los gobiernos y los organismos reguladores.

En 2005, el OIEA publicó una guía de seguridad para la clasificación de fuentes radiactivas (OIEA, 2005). La guía, que tiene como objetivo proporcionar una clasificación basada en el riesgo de las fuentes radiactivas en términos de su potencial para causar daños a la salud humana, se basa en el sistema de clasificación informado en el IAEA-TECDOC-1344 (OIEA, 2003a), al que se hace referencia en la Declaración de la tarea. El potencial de una fuente para causar daño a la salud humana se cuantifica en términos de un valor D, definido como la actividad específica del radionucleido por encima de la cual una fuente radiactiva con actividad A se considera peligrosa porque tiene un potencial significativo para causar efectos deterministas graves si no se maneja de forma segura y protegida.

El sistema de clasificación presentado en la guía de seguridad tiene cinco categorías, en donde las fuentes de Categoría 1 son las más peligrosas y las fuentes de Categoría 5 son las menos peligrosas. La Tabla 1.1 enumera las relaciones de actividad (A/D) y ejemplos de prácticas para cada una de las cinco categorías en el sistema de clasificación. Una fuente peligrosa es aquella que podría dar lugar a una exposición suficiente como para causar un efecto determinista grave si no se maneja de forma tecnológica y físicamente segura. Una cantidad de Categoría 1 de un radionucleido determinado, el más peligroso, se define como una cantidad de 1,000 veces o más (es decir, A/D > 1,000) que la cantidad necesaria

para causar una lesión permanente a humanos. A modo de comparación, una cantidad de Categoría 3 de un radionucleido dado se define como una cantidad igual o 10 veces menor (es decir, 10> A/D> 1) que la cantidad necesaria para causar una lesión permanente en humanos. La guía de seguridad del OIEA también analiza la agregación de fuentes y sugiere un enfoque de “suma de fracciones” si se almacenan múltiples fuentes o múltiples radionucleidos en el mismo lugar. La U.S. NRC y otros organismos reguladores a nivel internacional han adoptado el sistema de clasificación del OIEA en su marco regulador de fuentes radiactivas. La U.S. NRC utiliza la relación de actividad para determinar en qué categoría se ubicaría una fuente individual, y la suma de fracciones para determinar la categoría en la que se ubicarían cantidades agregadas de materiales radiactivos. La U.S. NRC no asigna categorías de fuentes según el tipo de dispositivo o la práctica.

El sistema de clasificación del OIEA no considera dos factores importantes que son relevantes para el trabajo de este comité: a) efectos estocásticos, como el desarrollo futuro de cáncer, que podrían inducirse por estar en la proximidad de las fuentes radiactivas si no se manejan de forma segura y protegida; y (b) las consecuencias socioeconómicas de los incidentes radiológicos que involucran estas fuentes radiactivas.

Para el factor (a), el OIEA opina que, dado que el riesgo de provocar efectos estocásticos aumenta con la exposición, las fuentes de categorías más altas, por lo general, presentarán un mayor riesgo de provocar efectos

TABLA 1.1 Categorías de fuentes radiactivas

^a Según lo descrito por la U.S. NRC, https://www.nrc.gov/reading-rm/basic-ref/glossary/category-of-radioactive-sources.html.

^b 1 TBq = 27 Ci.

c Las fuentes de braquiterapia de alta tasa de dosis suelen ser fuentes de Categoría 2 según el sistema de clasificación del OIEA, pero en los Estados Unidos, son fuentes de Categoría 3 y están reguladas como tales por la U.S. NRC. FUENTE: Adoptado y modificado del OIEA, 2004.

estocásticos. Es decir, el sistema del OIEA tiene en cuenta indirectamente los efectos estocásticos solo para el pequeño número probable de personas que, si se exponen a las fuentes de radiación, también sufrirían efectos deterministas. Sin embargo, no tiene en cuenta los efectos estocásticos para aquellas personas que no sufrieron efectos deterministas porque no estaban muy próximas a la fuente, pero que podrían haber estado expuestas a niveles de radiación por debajo del umbral determinado para los efectos deterministas.

Para el factor (b), el OIEA generalmente no considera las consecuencias socioeconómicas en su sistema de calificación, porque no se disponía de una metodología para cuantificar y comparar estos efectos al momento de la creación del sistema. Desde que se publicó el informe del OIEA, el gobierno de los EE. UU. ha tomado medidas para comprender mejor los costos socioeconómicos asociados con un RDD y ha estimado miles de millones de dólares en daños al modelar los efectos de un RDD que involucra una fuente de Categoría 1 o de Categoría 3 (ver la Sección 2.7). Además, la experiencia en la vida real del accidente de la central nuclear de Fukushima Daiichi y otros incidentes radiológicos ha demostrado que las emisiones de radiación y la exposición a la radiación en poblaciones muy por debajo de los niveles que pueden causar efectos deterministas pueden tener consecuencias socioeconómicas graves y a largo plazo (ver las Secciones 2.3.2 y 2.3.4).

Los representantes del OIEA que informaron al comité declararon que no existe un plan actual para reevaluar el sistema de clasificación de fuentes radiactivas del organismo.⁶

1.3 RADIOISÓTOPOS COMUNES EN LAS FUENTES RADIACTIVAS

El gobierno de los EE. UU. desarrolló una lista de los 16 radionucleidos⁷ que generan mayor preocupación con respecto a su uso en un RDD. De estos 16 radioisótopos, los 5 más comunes representan el 99 por ciento de todas las fuentes selladas de Categoría 1 y Categoría 2 en los Estados Unidos. Estos cinco radioisótopos son cobalto-60, cesio-137, iridio-192, americio-241 y selenio-75. Las características principales de estos radioisótopos se resumen en las siguientes secciones y en la Tabla 1.2.

El cobalto-60 se utiliza principalmente en la esterilización de dispositivos médicos (el 99 por ciento de las aplicaciones)⁸, pero también en la investigación, la terapia oncológica y la radiografía industrial. En los Estados Unidos, hay aproximadamente 72,000 fuentes de cobalto-60 de Categoría 1 y Categoría 2, lo que representa aproximadamente el 90 por ciento de todas las fuentes de Categoría 1 y Categoría 2 en los Estados Unidos. En estas fuentes, el cobalto-60 se utiliza en forma de un metal sólido, no soluble y no dispersable o de una aleación metálica con una vida media de 5.27 años. La desintegración del cobalto-60 produce dos rayos gamma con energías de 1.17 y 1.33 megaelectronvoltios (MeV). El cobalto-60 se produce como subproducto en reactores nucleares mediante la activación neutrónica del cobalto-59. El cobalto-60 se produce actualmente en 21 reactores en Argentina, Canadá, China, India y Rusia. Las preocupaciones sobre el suministro de cobalto-60 se intensificaron en 2014 tras el anuncio de la finalización de la empresa conjunta REVISS entre una empresa estatal rusa y una empresa británica que tuvo como resultado una reducción casi inmediata en el suministro global de cobalto-60. Casi al mismo tiempo (en 2016), el reactor argentino Embalse se cerró para su renovación, lo que retiró una cantidad adicional de cobalto-60 del suministro global. Según una estimación reciente, el suministro de cobalto-60 está por debajo de la cantidad necesaria para satisfacer la demanda para aplicaciones de esterilización en aproximadamente un 5 por ciento (Nordion, 2021).

El cesio-137 se utiliza principalmente en irradiadores autoblindados (irradiadores de cesio) para aplicaciones de irradiación de la sangre y de investigación, así como en aplicaciones de registro de pozos. Hay aproximadamente 3,200 fuentes de cesio-137 de Categoría 1 y Categoría 2 en los Estados Unidos, que representan aproximadamente el 4 por ciento de todas las fuentes de Categoría 1 y Categoría 2. El cesio-137 en los irradiadores y los dispositivos de calibración se encuentra en forma de un polvo de cloruro de cesio comprimido, que es soluble en agua y se puede dispersar con relativa facilidad. En dispositivos y medidores de registro de pozos, el cesio-137 se encuentra en forma de cerámica o vidrio y, por lo tanto, no es fácilmente dispersable ni soluble. La vida media del cesio-137 es de 30.17 años, y su emisión primaria de rayos gamma es de 0.662 MeV (o 662 kiloelectronvoltios [keV]). El cesio-137 se produce por fisión nuclear de uranio con un rendimiento de aproximadamente el 6 por ciento de todos los productos de fisión. Hasta hace poco, el cesio radiactivo separado que se vendía internacionalmente era producido solo por la Production Association Mayak (PA Mayak) en la región de Cheliábinsk de Rusia. En 2015, el Bhabha Atomic Research Centre (BARC) de la India anunció que había comenzado la producción de cesio-137

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⁶ Ronald Pacheco, OIEA, presentación al comité el 10 de junio de 2020.

⁷ Ver https://www.nrc.gov/docs/ML0531/ML053130250.pdf.

⁸ Ian Downie, Nordion, presentación al comité el 13 de octubre de 2020.

TABLA 1.2 Resumen de los radionucleidos más comunes contenidos en las fuentes radiactivas de Categorías 1, 2 y 3 en los Estados Unidos

^a Sobre la base de la cantidad de dispositivos.

^b La forma elemental de selenio-75 solo se suministra desde Rusia y no está disponible comercialmente ni aprobada para su transporte en los Estados Unidos.

FUENTE: Adoptado y modificado del NRC, 2008.

para su uso en irradiadores de sangre y había considerado el uso de este radionucleido en otras aplicaciones como braquiterapia, irradiación de alimentos y esterilización de dispositivos médicos. India fue el primer país en informar el uso de cesio vitrificado en forma de lápiz (BARC, 2017). La disponibilidad futura de cesio-137 en forma de cloruro de cesio es incierta porque varios países tienen como objetivo eliminar los riesgos asociados con esta forma.

El iridio-192 se utiliza en ensayos no destructivos (nondestructive testing, NDT) industriales para obtener imágenes de la estructura interior de fundiciones de metal, soldaduras y componentes fabricados. También se utiliza en la terapia oncológica para tratar tumores localizados. El iridio-192 médico se utiliza en forma de discos o cápsulas. Existen aproximadamente 4,000 fuentes de iridio-192 de Categoría 1 y Categoría 2 que se utilizan en NDT, lo que representa aproximadamente el 5 por ciento de todas las fuentes de Categoría 1 y Categoría 2 en los Estados Unidos. Las fuentes de iridio-192 utilizadas en aplicaciones médicas son fuentes de Categoría 3. La vida media del iridio es de 73.83 días, y las emisiones de rayos gamma oscilan entre 0.110 y 1.378 MeV, donde la emisión media de rayos gamma de iridio-192 es de 0.375 MeV (o 375 keV). El iridio-192 se produce en un reactor nuclear mediante la irradiación por neutrones de iridio-191 estable. El iridio-192 para radiografías industriales se fabrica en reactores en Europa, Rusia y Sudáfrica.

El americio-241 se mezcla con berilio para crear una fuente de neutrones para el registro de perforaciones (pozos) a fin de inferir la porosidad, densidad y composición de la roca subterránea. Aproximadamente 200 fuentes de americio-241 de Categoría 2 cuentan con una licencia para su uso en los Estados Unidos, lo que representa menos del 1 por ciento del total de fuentes de Categoría 1 y Categoría 2 con licencia en los Estados Unidos. El americio utilizado en estas fuentes se encuentra en forma de pastillas sumamente comprimidas de una mezcla de óxido de americio y polvo metálico de berilio. El americio-241 es principalmente un emisor alfa, y los picos de emisión de partículas alfa más prevalentes alcanzan los 5.486 MeV (aproximadamente, el 85 por ciento de las desintegraciones). Las interacciones alfa con núcleos de berilio en fuentes de americio-berilio provocan como resultado un espectro de energía de neutrones desde energías térmicas hasta aproximadamente 10 MeV con picos de aproximadamente 3 MeV y 5 MeV. La emisión primaria de rayos gamma del americio-241 (alrededor del 36 por ciento de las desintegraciones) es de 59.5 keV. El americio tiene una vida media de 432.2 años. El americio-241 se produce en un reactor nuclear mediante la captura sucesiva de neutrones de uranio-238 y por la desintegración del plutonio-241 contenido en las armas nucleares desmanteladas, ⁹que se desintegra por emisión beta con una vida media de 14.35 años en americio-241. El americio-241 es suministrado a nivel global por PA Mayak. En marzo de 2020, luego de una pausa de 16 años, el Programa de Isótopos del DOE anunció que se reanudaría la producción y la disponibilidad de rutina de americio-241 en los Estados Unidos.

El selenio-75, al igual que el iridio-192, se utiliza para realizar NDT. Es mucho menos común que el iridio-192 en los Estados Unidos, pero se utiliza ampliamente en otros lugares (CISA, 2019). El selenio-75 utilizado en estas fuentes tiene la forma de una pastilla cilíndrica o cuasi esférica. Las fuentes de selenio-75 emiten rayos gamma con una energía promedio de 215 a 230 keV. (La energía precisa de las emisiones depende del tamaño del punto focal). Existen dos rayos gamma primarios a 136 keV y 265 keV (cada uno alrededor del 60 por ciento de las desintegraciones) y un rango de energía útil que abarca de 97 a 401 keV. El selenio-75 tiene una vida media de 119.8 días. Se produce en un reactor nuclear mediante la irradiación por neutrones de selenio-74 estable isotópicamente enriquecido en reactores rusos, estadounidenses y europeos. Las fuentes de selenio-75 fabricadas en los Estados Unidos suelen utilizar una aleación metálica de selenio y vanadio.

En los Capítulos 4 a 6, se analizan detalles de las aplicaciones de estos radionucleidos y las tecnologías alternativas disponibles.

1.4 IMPACTO DEL INFORME DE 2008 DE LAS ACADEMIAS NACIONALES

El estudio que produjo como resultado el informe de 2008 de las Academias Nacionales (NRC, 2008) se realizó a pedido del Congreso en virtud del artículo 651 de la Ley de Política Energética de 2005 (frecuentemente denominada EPAct [Energy Policy Act]). Como parte de la Ley, el Congreso de los EE. UU. ordenó a la U.S. NRC que llevara a cabo varias acciones, incluida la financiación de un estudio de las Academias Nacionales para evaluar los usos de fuentes de alto riesgo (Categoría 1 y Categoría 2) que pudieran reemplazarse con un proceso equivalente o uno que planteara un riesgo menor si ocurriera un accidente o un ataque. La Ley también estableció un Equipo especial de trabajo sobre la protección y seguridad de las fuentes de radiación (el Equipo especial de trabajo), cuya función es proporcionar recomendaciones al presidente y al Congreso de los EE. UU. relacionadas con la seguridad de las fuentes radiactivas. La EPAct designó al presidente de la U.S. NRC, o quien este designara, como presidente del Equipo especial de trabajo que estaría integrado por integrantes de 14 organismos federales, la Conferencia de Directores de Programas para el Control de la Radiación (Conference of Radiation Control Program Directors, CRCPD) y la Organización de Estados del Acuerdo. A la fecha, el Equipo especial de trabajo ha emitido cuatro informes, el último de los cuales fue en 2018 (U.S. NRC, 2018). Es relevante para el trabajo de este comité el hecho de que el Equipo especial de trabajo recomienda que el gobierno de los EE. UU. mejore el apoyo a la investigación y el desarrollo de tecnologías alternativas para reemplazar el uso de fuentes radiactivas de alto riesgo y establezca un programa incentivado por el gobierno para el reemplazo de dispositivos de alto riesgo con alternativas eficaces (U.S. NRC, 2018).¹⁰

Cuando se publicó el informe de 2008 de las Academias Nacionales, la U.S. NRC estimó que había aproximadamente 54,000 fuentes civiles de Categoría 1 y Categoría 2 en los Estados Unidos (NRC, 2008). Los datos sobre las fuentes de Categoría 1 y Categoría 2 se registraron en una base de datos provisoria, de 2004 a 2008, la precursora del Sistema nacional de seguimiento de fuentes (ver la Sección 2.4). La base de datos provisoria se diseñó para recopilar un inventario por única vez de los dispositivos y las fuentes que contenían los materiales. La presentación de información a la base de datos provisoria fue voluntaria. Como se señaló en una sección anterior, en la actualidad existen aproximadamente 80,000 fuentes de Categoría 1 y Categoría 2.¹¹

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⁹ El desmantelamiento de armas fue parte del Tratado de Reducción de Armas Estratégicas (Strategic Arms Reduction Treaty, START 2) de 1993 entre los Estados Unidos y Rusia.

¹⁰ El informe del Equipo especial de trabajo de 2018 indica que un integrante de la Organización de Estados del Acuerdo estuvo representado como miembro sin derecho a voto; la CRCPD no estuvo representada.

¹¹ Carta de George Smith, U.S. NRC, a Ourania Kosti, Academias Nacionales, 5 de febrero de 2021.

La comunidad de seguridad radiológica considera que el informe de 2008 de las Academias Nacionales es un informe trascendental¹² para identificar la necesidad de

• Reconsiderar la clasificación de las fuentes de radiación en función de su peligro para incluir su potencial para provocar trastornos económicos y sociales; y
• Reemplazar el cesio-137 utilizado en forma de cloruro de cesio.

Estas recomendaciones, y el progreso con su implementación, se analizan en las siguientes secciones.

1.4.1 Cambio propuesto en la clasificación de las fuentes de peligro

El informe de 2008 de las Academias Nacionales destacó que la U.S. NRC clasifica los peligros de las fuentes radiactivas principalmente en función del potencial para tener efectos deterministas para la salud (muerte o daños corporales graves debido a la radiación) y no considera el potencial de una fuente para contaminar grandes áreas terrestres, lo que provoca como resultado la denegación del acceso al área si estas fuentes no se utilizan de forma segura. El comité del informe de 2008 hizo la siguiente recomendación para abordar ese problema:

La U.S. NRC ha reevaluado históricamente la consideración de los daños a la propiedad fuera del sitio causados por emisiones radiológicas dentro de su marco normativo, incluida la consideración de los impactos socioeconómicos de la emisión no intencionada de radiación al medio ambiente (U.S. NRC, 1997, 1998, 1999, 2000, 2001). En general, estas reevaluaciones no dieron lugar a cambios en el marco normativo de la U.S. NRC. El organismo continúa utilizando las muertes inmediatas y los efectos deterministas en la salud como sus criterios principales para medir las consecuencias de una emisión radiológica.

Después del accidente de la central nuclear de Fukushima Daiichi en 2011, la U.S. NRC analizó sus procesos para considerar las consecuencias económicas que surgen como resultado de los daños a la propiedad fuera del sitio causados por acontecimientos de contaminación radiológica. El análisis no consideró específicamente incidentes radiológicos, como un RDD. El personal de la U.S. NRC concluyó que el marco normativo existente tiene el efecto de minimizar las consecuencias económicas mediante la prevención o la mitigación de acontecimientos que podrían llevar a una emisión radiactiva. El personal de la U.S. NRC también recomendó mejorar la orientación para estimar los costos económicos fuera del sitio sobre la base de datos actualizados (U.S. NRC, 2012a). La Comisión aprobó la recomendación del personal de brindar una mejor orientación, pero observó que las consecuencias socioeconómicas no deben considerarse en el marco normativo como equivalentes a una protección adecuada de la salud y la seguridad públicas (U.S. NRC, 2013).

Aproximadamente al mismo tiempo (en 2010), el Equipo especial de trabajo sobre la protección y seguridad de las fuentes de Radiación identificó la necesidad de que el gobierno federal reevaluara las estrategias de protección y mitigación frente a las definiciones de un dispositivo de exposición radiológica (radiological exposure device, RED) significativa y un RDD y considerara las consecuencias más allá de las muertes inmediatas por radiación y los efectos deterministas en la salud (U.S. NRC, 2012a, b). En 2012, el personal de la U.S. NRC informó que considerar las consecuencias socioeconómicas y la contaminación constituiría un cambio significativo en los supuestos utilizados como respaldo para determinar la consecuencia de un RDD (U.S. NRC, 2012b) y que necesitaría instrucciones adicionales de la Comisión para considerar examinar consecuencias alternativas. El personal de la U.S. NRC también concluyó que el marco de seguridad actual proporciona una protección adecuada contra la contaminación y las consecuencias económicas que provoca como resultado. Un dato interesante es que la guía de la U.S. NRC reconoce que “se producirían pocas muertes debido a la naturaleza radiactiva del acontecimiento [RDD]; sin embargo, podría haber impactos sociales y socioeconómicos significativos como resultado del pánico del público, los costos de la descontaminación y la denegación del acceso a la infraestructura y la propiedad durante períodos prolongados” (U.S. NRC, 2014a).

Los expertos en una reunión de la Oficina de Responsabilidad Gubernamental (Government Accountability Office, GAO) convocada con el apoyo de las Academias Nacionales coincidieron, en términos generales, en que

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¹² El informe tuvo un alcance amplio. Hasta febrero de 2021, se ha descargado del sitio web de la National Academies Press más de 5,600 veces en 126 países.

las muertes inmediatas y los efectos deterministas de la radiación en la salud tienen un valor limitado para la U.S. NRC como criterios para determinar las consecuencias de un RDD. En cambio, estos expertos consideraron los efectos socioeconómicos y las muertes resultantes de la evacuación como criterios más relevantes para determinar las consecuencias holísticas de un RDD (GAO, 2019).

1.4.2 Eliminación propuesta del cesio-137 de las aplicaciones comerciales

El informe de 2008 de las Academias Nacionales identificó al cesio-137 en forma de cloruro de cesio como el radioisótopo de mayor preocupación, porque un RDD que propague intencionalmente cesio-137 en esa forma tendría las consecuencias más devastadoras. Otros isótopos potencialmente peligrosos son los metales sólidos dispersados como fragmentos que podrían recogerse del suelo o extraerse de los edificios después de una detonación. Sin embargo, el cesio-137, cuando se combina químicamente con cloro para formar cloruro de cesio, es un polvo sumamente dispersable. Los edificios expuestos al cloruro de cesio podrían tener que demolerse y los escombros podrían tener que retirarse y enterrarse si estas estructuras no pueden descontaminarse adecuadamente in situ. Un RDD de cloruro de cesio probablemente provocaría la denegación del acceso al área contaminada durante años.

Cuando se publicó el informe de 2008, aproximadamente 550 titulares de licencias en los Estados Unidos poseían alrededor de 1,100 irradiadores autónomos de cloruro de cesio, que contenían, como mínimo, cantidades de radiactividad de Categoría 2. El informe concluyó que, para la mayoría de las aplicaciones, el cloruro de cesio radiactivo podría reemplazarse por formas menos peligrosas de cesio radiactivo, cobalto radiactivo o alternativas sin radionucleidos. En ese momento, los irradiadores de rayos X estaban disponibles comercialmente como sustitutos para aplicaciones que no requerían los rayos gamma con las energías específicas emitidas por el cesio-137 y el cobalto-60, pero eran menos confiables y eran costosos. Además, también se planteaba la viabilidad de utilizar sistemas de rayos X en instalaciones que requerían un alto rendimiento.

El comité del informe de 2008 hizo la siguiente recomendación con respecto al cloruro de cesio:

1. Suspender el otorgamiento de licencias para fuentes irradiadoras de cloruro de cesio nuevas.
2. Establecer incentivos para el desmantelamiento de las fuentes existentes.
3. Prohibir la exportación de fuentes de cloruro de cesio a otros países, excepto a los fines de su eliminación en una instalación debidamente autorizada mediante una licencia.

El otorgamiento de licencias para fuentes radiactivas es responsabilidad de la U.S. NRC y de los Estados del Acuerdo (ver la Sección 2.4.1). Cerca del momento en que se publicó el informe de las Academias Nacionales y, en parte, como respuesta a las recomendaciones hechas en el informe, la U.S. NRC comenzó a llevar a cabo varias actividades para determinar el mejor camino para el control de las fuentes radiactivas, en particular, las fuentes de cesio-137. Estas actividades incluyeron investigar el potencial de las formas alternativas de cesio, desde el punto de vista de la producción, así como evaluar la reducción potencial del riesgo que estas formas alternativas podrían proporcionar. El resultado de ese esfuerzo fue la Declaración de política de la U.S. NRC sobre la protección de las fuentes de cloruro de cesio-137 (U.S. NRC, 2011). La declaración de política destacó que “los titulares de licencias tienen la responsabilidad primaria de gestionar y proteger de forma segura las fuentes en su poder contra el uso indebido, el robo y el sabotaje radiológico” y que las fuentes estarán adecuadamente protegidas si los titulares de las licencias siguen los requisitos de la U.S. NRC y los Estados del Acuerdo. No obstante, la declaración de política señaló que “se podrían realizar mejoras en el diseño que mitiguen o minimicen aún más las consecuencias radiológicas” (U.S. NRC, 2011). Ni la U.S. NRC ni los Estados del Acuerdo han suspendido el otorgamiento de licencias para fuentes de cloruro de cesio-137. Desde 2015, se otorgaron o modificaron 16 licencias para agregar fuentes individuales de cesio-137 en niveles de Categoría 2 o superiores para la irradiación de la sangre, aplicaciones de investigación o calibración de dosis.¹³

En 2014, siguiendo la recomendación del informe de 2008 de las Academias Nacionales de proporcionar incentivos para el desmantelamiento de las fuentes de cesio-137 existentes, el gobierno de los EE. UU. llevó a cabo un piloto para el Proyecto de Reemplazo de Irradiadores de Cesio (CIRP). Este proyecto, administrado por la NNSA, tiene como objetivo trabajar con los usuarios nacionales para facilitar el reemplazo voluntario de irradiadores de la sangre y para

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¹³ Margaret Cervera, U.S. NRC, presentación al comité el 11 de junio de 2020.

investigación de cloruro de cesio con dispositivos de rayos X sobre una base de costo compartido (normalmente, un 50 por ciento) (ver la Nota de recuadro 1.2 para obtener una descripción del CIRP y la Figura 1.2 para obtener una imagen de una operación de retiro de fuentes). Los incentivos financieros adicionales del CIRP incluyen la eliminación del irradiador de cesio por parte de la NNSA. Además de los irradiadores de cesio, que fueron el tema central de la recomendación del informe de 2008 de las Academias Nacionales, el CIRP también incluye el retiro y la eliminación de irradiadores de la sangre y para investigación de cobalto-60. Las fuentes de cobalto-60 no generan preocupaciones similares a las de las fuentes de cesio-137 porque la fuente es sólida y, por lo tanto, no se puede dispersar fácilmente.

La ORS también admite reemplazos de irradiadores de cesio a nivel internacional. Los representantes de Sandia señalaron que el aspecto internacional del programa es más complicado debido a las diferentes reglas y regulaciones internas de los países; líneas de autoridad ambiguas con respecto al otorgamiento de licencias y la regulación de tecnologías alternativas; limitaciones de infraestructura; y desafíos con la contratación internacional, entre otros factores.¹⁴

Con respecto a la exportación de fuentes de cloruro de cesio, el Informe de 2010 del Equipo especial de trabajo recomendó:

La declaración de política de la U.S. NRC es congruente con esta recomendación (U.S. NRC, 2011). Desde 2015, ha habido 23 exportaciones de cloruro de cesio. Una de ellas estaba relacionada con la exportación de un irradiador de cloruro de cesio en 2015; el resto fueron devoluciones de irradiadores de cloruro de cesio u otros dispositivos industriales que usaban cloruro de cesio a un fabricante.¹⁵

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¹⁴ Michael Itamura y Jodi Lieberman, Sandia, presentación al comité el 29 de abril de 2020.

¹⁵ Margaret Cervera, U.S. NRC, presentación al comité el 9 de septiembre de 2020.

1.5 TRABAJO RELEVANTE REALIZADO POR OTRAS PERSONAS O ENTIDADES

El comité tuvo el beneficio de revisar varios informes y de basarse en el trabajo de múltiples organizaciones que han examinado cuestiones de seguridad tecnológica y física relacionadas con las fuentes radiactivas y el progreso y los desafíos de adoptar tecnologías alternativas para diferentes aplicaciones.

La GAO ha sido fundamental en la identificación de vulnerabilidades del sistema normativo en los Estados Unidos relacionadas con las fuentes radiactivas, por ejemplo, en el uso de materiales radiactivos en instalaciones médicas (GAO, 2012) e industriales (GAO, 2014), en la adquisición de licencias de Categoría 3 (GAO, 2016), y en la verificación de licencias (GAO, 2018). La GAO también convocó una reunión de expertos con el apoyo de las Academias Nacionales para analizar si la evaluación del riesgo de la U.S. NRC incluye todos los criterios relevantes (GAO, 2019). Al momento de la redacción de este escrito, después del Proyecto de Ley de Asignaciones de Presupuesto para el Desarrollo de Agua y Energía del Senado del año fiscal 2020 (Congreso de los EE. UU., Senado, 2020), la GAO estaba llevando a cabo otra revisión centrada en las actividades federales relacionadas con tecnologías alternativas no radioisotópicas. Se espera que la revisión se publique en el otoño de 2021.

El Grupo de trabajo sobre tecnologías alternativas del Departamento de Seguridad Nacional (Department of Homeland Security, DHS) emitió un informe en 2019 que describe el estado del desarrollo y la adopción de tecnologías alternativas a las fuentes radiactivas de alto riesgo utilizadas en aplicaciones industriales, médicas y de investigación (CISA, 2019). Ese informe detalla la eficacia, los costos del ciclo de vida útil y las aplicaciones de estas tecnologías alternativas y los posibles obstáculos para su adopción.

El Grupo de trabajo interorganismo sobre las alternativas a las fuentes radiactivas de alta actividad (que se conoce como GARS), del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, publicó una guía de prácticas recomendadas para los organismos federales. La guía proporciona medidas que los organismos federales pueden considerar para facilitar la transición a tecnologías alternativas en su planificación estratégica a largo plazo (NSTC, 2016).

El Centro James Martin para Estudios de No Proliferación (James Martin Center for Nonproliferation Studies, CNS) publicó un documento en 2014 y recomendó que los Estados Unidos liderara un esfuerzo global para eliminar gradualmente el uso de irradiadores de la sangre de cloruro de cesio (Pomper et al., 2014) y luego propuso una hoja de ruta para reemplazar fuentes radiactivas de alto riesgo (Moore y Pomper, 2015). El CNS también se ha asociado con el Cuerpo Internacional de Expertos en Cáncer para promover ideas para abordar la necesidad creciente de contar con tratamientos para el cáncer, especialmente en países de ingresos bajos y medios, a la vez que se acelera la adopción de tecnologías alternativas como los aceleradores lineales (Coleman et al., 2017). Además, desde 2013, el CNS ha mantenido la única base de datos disponible para el público (patrocinada y alojada por la NTI) sobre incidentes a nivel mundial de materiales nucleares y radiológicos fuera del control normativo (ver la Sección 2.5.3).

El OIEA ha publicado docenas de informes que son directamente relevantes para el trabajo de este comité. Estos informes abarcan varios temas relacionados con las fuentes radiactivas, incluida la seguridad tecnológica y física (OIEA, 2004, 2005, 2008a, 2011, 2014a,b, 2016, 2019d), la viabilidad de adoptar tecnologías alternativas (OIEA, 2012a, 2014a, 2019b, c; van Marcke, 2019), el desarrollo de capacidades en instalaciones médicas para radioterapia y otros tratamientos (OIEA, 2008c,d, 2014c, 2015a,b,d), el transporte de fuentes radiactivas (OIEA, 2008b, 2018c), los controles a la importación y exportación (OIEA, 2012b), y la gestión y eliminación de fuentes en desuso (OIEA, 2013b, 2018a,d; Yusuf, 2020). El OIEA también mantiene bases de datos con información relevante para la tarea del comité, incluida la Base de datos sobre incidentes y tráfico (ver la Sección 2.5.1), un directorio de centros de radioterapia (ver la Sección 4.3.1) y un directorio de instalaciones que utilizan la técnica del insecto estéril (ver la Sección 5.4). Por último, el OIEA apoya tanto las actividades de investigación realizadas en colaboración como las actividades de transferencia de tecnología en los países desarrollados y en desarrollo a través de los Proyectos de Investigación Coordinada y el Programa de Cooperación Técnica. El Programa de Cooperación Técnica ayuda a los Estados miembro mediante la creación de capacidad y asociaciones, el intercambio de conocimiento, el apoyo a la creación de redes y al facilitar las adquisiciones. El OIEA también recibe fondos extrapresupuestarios de los países donantes para brindar asistencia directa, como con los retiros de fuentes de las Categorías 1 y 2.

La NTI se reconoce en general como un recurso y una herramienta para llevar un seguimiento del progreso en seguridad nuclear global mediante la publicación del Índice NTI, que evalúa las condiciones de seguridad nuclear en 175 países y en Taiwán. En el contexto de la seguridad radiológica, la NTI ha sido fundamental en la creación de modelos de redes para crear conciencia sobre los riesgos y las responsabilidades relacionados con las fuentes radiactivas y facilitar el diálogo entre los líderes de la ORS, representantes estatales y de las ciudades, reguladores, personas a cargo de tomar decisiones operativas, fabricantes y usuarios (NTI, 2017, 2018a,b). Recientemente, la NTI publicó el primer índice radiológico para evaluar las políticas nacionales y los compromisos asumidos a nivel global para prevenir el robo de materiales radiactivos (NTI, 2020).

El Instituto Mundial de Seguridad Nuclear (World Institute for Nuclear Security, WINS) ha emitido varios informes relacionados con la seguridad de las fuentes radiactivas y la eliminación segura de estas fuentes (WINS, 2019a,b, 2020a,b). A través de mesas redondas y otras actividades de reunión, el WINS ha informado a las partes interesadas acerca de las alternativas a las fuentes radiactivas, ha proporcionado un marco para ayudar a las personas a cargo de tomar decisiones sobre la pertinencia de considerar alternativas y ha establecido un proceso para ayudar a las organizaciones a decidir si adoptarán una tecnología alternativa (WINS, 2018a,b).

La Asociación Internacional de Irradiación (International Irradiation Association, IIA) y la Asociación Internacional de Proveedores y Productores de Fuentes generan conciencia sobre los riesgos de seguridad radiológica, los entornos normativos cambiantes y los costos totales de por vida del uso de fuentes radiactivas. La IIA ha publicado documentos oficiales que comparan diferentes modalidades de irradiación (IIA, 2017). Los informes publicados por estas asociaciones suelen estar disponible solamente para sus miembros.

1.6 HOJA DE RUTA DEL INFORME

Este informe está organizado en seis capítulos que abordan la Declaración de la tarea (ver la Nota de recuadro 1.1) en su totalidad:

• El Capítulo 1 (este capítulo) proporciona antecedentes sobre la solicitud del estudio y describe la tarea del estudio.
• El Capítulo 2 proporciona una descripción general amplia de los usos actuales de las fuentes radiactivas y analiza los factores que afectan los riesgos de seguridad tecnológica y física asociados con estas fuentes, las funciones y responsabilidades dentro del gobierno y otras organizaciones para reducir estos riesgos, y los esfuerzos para hacer un seguimiento de las fuentes radiactivas y eliminarlas al final de su vida útil.
• El Capítulo 3 describe las tecnologías alternativas primarias consideradas en este informe y las consideraciones institucionales que afectan las decisiones relacionadas con la adopción de estas alternativas. Este capítulo también incluye una sección que resume el progreso en la adopción de tecnologías alternativas para las diferentes aplicaciones analizadas en este informe.
• El Capítulo 4 evalúa opciones de alternativas a las fuentes radiactivas utilizadas en aplicaciones médicas y de investigación.
• El Capítulo 5 evalúa opciones de alternativas a las fuentes radiactivas utilizadas en la esterilización.
• El Capítulo 6 evalúa opciones de alternativas a las fuentes radiactivas utilizadas en aplicaciones industriales.

Los apéndices proporcionan biografías breves del comité y el personal (Apéndice A), descripciones de las reuniones de recopilación de información para el estudio (Apéndice B), una lista de los acrónimos y las abreviaturas más comunes (Apéndice C), un glosario (Apéndice D) que se ha adoptado del informe anterior de las Academias Nacionales sobre el mismo tema (NRC, 2008), información de antecedentes sobre la viabilidad económica de adoptar tecnologías alternativas (Apéndice E), y antecedentes sobre la esterilización con diferentes modalidades de radiación (Apéndice F).

El comité espera que el público principal de este informe técnico esté conformado por lectores con algún conocimiento previo de los problemas generales relacionados con las fuentes radiactivas y, por lo tanto, que tengan un conocimiento básico de los principios y las medidas de la radiación. Se anima a los lectores que carezcan de determinados conocimientos previos a que revisen informes y otro material que proporcionen este contexto. Por ejemplo, el comité recomienda el Apéndice B del informe de 2008 de las Academias Nacionales (NRC, 2008).