Dozimetriai alapfogalmak. Az ionizáló sugárzás mérése

A DÓZISFOGALOM FEJLŐDÉSE

• A sugárzás mértékét számszerűen jellemző mennyiségek

• ERYTHEMA DÓZIS:

meghatározott sugárminőséggel (180 kV, 1 mm Al szűrés), meghatározott nagyságú (6x8 cm2) bőrfelületen bőrpírt előidéző röntgensugárzás egységnyi mennyisége

• Mutscheller 1924-ben javasolta, hogy a sugárvédelem első referencia értékeként, a röntgenorvosok és asszisztensek elviselhető havi sugárterhelésére vezessék be az erythema dózis századrészét, mint „tolerancia dózist”.

Dozimetria

A dozimetria a sugárzások olyan jellemzőivel foglalkozik, melyek alkalmasak az élő szervezetekben a biológiai, egészségügyi, általában károsító (élettartam rövidülést, életminőség csökkentést okozó) hatást a lehető legjobban jellemezni, előre jelezni.

Elnyelt dózis (D) A sugárzás energiájának az a része okoz elváltozást az anyagban amelyik

elnyelődik.

(D) az elnyelt dózis, az anyagban elnyelt sugárzás energiája / tömeg

Az elnyelt dózis mértékegysége a J/kg, neve: gray, jele: Gy

(bármely sugárzásfajtára, és besugárzási szituációra használható)

Gyakran használt egységei a mGy és µGy.

1 mGy=10-3 Gy 1 μGy=10-6 Gy

Dózisteljesítmény

• Időegység alatti elnyelt dózist : dózisteljesítmény

Egysége J/kg/s, jele Gy/s.

• A gyakorlati sugárvédelemben használt egységei:

μGy/h; mGy/h.

Sugárvédelmi célú dózismennyiségek

• A sugárzás biológiai hatása függ a sugárzás típusától (α, β, γ, stb)

• EGYENÉRTÉKDÓZIS (H) figyelembe veszi az adott típusú sugárzás biológiai hatékonyságát

Egyenérték dózis = Elnyelt dózis szorozva a sugárzás fajtájára jellemző súlytényezővel

• Egyes szervek besugárzása esetén használjuk, hogy a lokális sugársérülés kockázatát megbecsüljük

• Mértékegysége a sievert, jele Sv

• Gyakran használt egységei a mSv és µSv.

Egyenérték dózis

• A röntgen és gamma sugárzás esetén egy szervben az elnyelt dózis és az egyenérték dózis számértékileg azonos

D=1 mGy illetve H = 1 mSv

• Alfa sugárzás esetén ugyanez a mennyiség:

D=1 mGy illetve H = 20 mSv.

EFFEKTÍV DÓZIS (E) • Leginkább sugárérzékeny szervek relatív érzékenysége (szöveti

súlytényező): Vörös csontvelő, vastagbél: 0,12; 0,12

• Szöveti súlytényező: azzal arányos szám, hogy az adott szerv (azonos egyenérték dózis esetén) mennyire hajlamos az elrákosodásra.

• Effektív dózis: meghatározzuk az egyes sugárérzékeny szervek egyenérték dózisait ezeket megszorozzuk a szöveti súlytényezőkkel és az így előállított kockázatokat összeadjuk.

• Az (E) az emberi testet érő külső/belső sugárterhelés teljes (sztochasztikus kockázatát) károsodását fejezi ki.

• Mértékegysége a sievert, jele Sv

487/2015 Korm. rendelet EGÉSZTEST DÓZISKORLÁT Dózismennyiség: EFFEKTÍV DÓZIS (E)

A sugaras munkavállalókra vonatkozó effektív dóziskorlát(ok)

20 mSv/év

A lakosságra vonatkozó effektív dóziskorlát

• 1 mSv/év effektív dózis

Lekötött egyenértékdózis {HT(τ)}

• inkorporáció!

• az egyenérték dózisteljesítmény időintegrálja

• t0 = egyszeri felvétel időpontja

• Ʈ = 50 év (felnőtt), 70 év (gyermek)

• mértékegység = J / kg = Sv

Lekötött effektív dózis, E(Ʈ)

• inkorporáció !

• egyes szervek/szövetek lekötött egyenérték dózisainak a szöveti súlytényezővel súlyozott összege

GYAKORLATI DÓZISMENNYISÉGEK

• olyan mérhető dózismennyiségek, amelyek alkalmasak az egyenértékdózis és az effektív dózis becslésére Egységük a J/kg, nevük sievert, Sv

KÖRNYEZETI DÓZISEGYENÉRTÉK {H*(d)}, effektív dózis becslésére,

• ICRU gömbben (d=30), d mélységben mérve. Erősen áthatoló sugárzásra d= 10 mm

• H*(10)

• új műszerként H*(10)-ben mérő sugárvédelmi dózismérőt válasszunk!

KÖRNYEZETI DÓZISEGYENÉRTÉK

• Szabad környezet, munkahely

• Gyenge áthatolóképességű sugárzásra: d=0,07 mm

• Nagy áthatolóképességű sugárzásra: d=10 mm

sugárzási

tér d

ICRU gömb

H*(d)

SZEMÉLYI DÓZISEGYENÉRTÉK

• Az a dózisegyenérték, amely a doziméter viselési pontján a lágy testszövet d mélységében fellép.

• SZEMÉLYI DÓZISEGYENÉRTÉK {Hp(d)} személyi dózisok becslésére

• a lágy testszövet d mélységében fellépő dózisegyenérték

• erősen áthatoló sugárzásokra d=10 mm

• bőr, kéz, láb, szemlencse d=0.07 mm

SZEMÉLYI DÓZISEGYENÉRTÉK

• Munkahelyi ellenőrzés

• Gyenge áthatolóképességű sugárzásra: d=0,07 mm

• Egésztest: d=10 mm, bőr,kéz,láb=0,07 mm, (szemlencse=3 mm),

sugárzási

tér

d

ICRU hasáb

Hp(d)

Megnevezés és jele Rövid meghatározása Mértékegység Megjegyzés

Elnyelt dózis, D Sugárzás révén elnyelt

energia osztva az elnyelő tömeggel

Gy (J/kg)

Mindenfajta ionizáló sugárzásra és mindenféle elnyelő anyagra

értelmezhető . Nem jellemez biológiai hatás mértékét

Egyenérték dózis, HT

Elnyelt dózis szorozva a sugárzás fajtájára jellemző

súlyozótényezővel Sv (J/kg)

Elsősorban emberi szövetekre, szervekre (kb. 1 Sv-ig). Jellemző a

Jellemző a szövetek, szervek biológiai egészségkárosító hatására

Effektív dózis, E Egyenérték dózis és a szöveti súlytényezők szorzatának összege

Sv Emberi egésztestre (kb. 1 Sv ig) A szöveti súlytényezők összege :1.

Környezeti dózisegyenérték H*(d)

ICRU-fantomban „d” mélységben és irányban

mért dózis Sv Terület és munkahely ellenőrzésére

Lekötött dózis Szervezetbe került

radioaktív anyagoktól 50 vagy 70 évre

Gy, Sv Csak belső dózis, bomlás, felszívódás

és kiürülési sebesség

Kollektív dózis, S Több személy egyéni dózisainak összege

Személy * Sv Társadalmi kockázat jellemzésére

Sugárzások mérése

A sugárzások mérése általában a sugárzás és anyag (detektor anyag) közötti kölcsönhatáson alapul.

Gázionizációs detektorok

• Egy gázzal töltött kondenzátorba ionizáló részecske jut, pályája mentén ionizálja a töltőgázt.

Ionkamrás műszerek

• Az ionkamrák áramüzemű kamrák, a töltéshordozók maradéktalan összegyűjtésével előállított áram arányos lesz az elnyelt dózissal.

• gáztöltés (folyadéktöltés)

• U = „tökéletes töltés-kigyűjtés”

• ionizáció mértéke = árammérés

• a mért jel = folyamatos

Geiger-Müller számláló (GM-cső)

Az ionkamrához képest magasabb feszültségen működik, impulzus üzemmódban dolgozik (becsapódó részecskéket gyűjti, számlálja), kioltógáz használata.

•ritkított gáztöltés, korlátozott élettartam

•U = „teljes lavina letörés”

•mért jel = impulzusok száma

•foton sugárzásnál széles foton-E tartományban alkalmas

dózismérésre

Szcintillációs detektorok

• A szcintilláló anyagoknál a ɤ -sugárzás kölcsönhatásakor fényfelvillanás (foszforeszencia jelenség) keletkezik a szcintillátorban.

• A fényfelvillanást fotoelektron sokszorozóval (photomultiplier) árammá alakítjuk, majd erősítjük

A szcintillációs detektor érzékelő eleme maga a szcintillációs kristály.

Néhány szcintillátorfajta: NaI, CsI

Köszönöm a figyelmet!