Upload
others
View
12
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Dozimetrija
(Osnovni pojmovi)
1
Pozadinsko zračenje - FON
2
Oprema koja koristi X zrake
Radioaktivno zračenje i materijali koriste se u medicini,industriji,
istraživanjima,svakodnevnom životu
3
Koji je mehanizam uticaja
jonizujućeg zračenje na zdravlje?
Prekidajući hemijske veze u
kompleksnim molekulima kao
što su DNK
DOZIMETRIJA - skup instrumentalnih i teorijskih metoda
za proračun i merenje doze jonizujućeg zračenja
kao i mere dejstva zračenja na materiju.
4
Fizičke veličine
Fluens, Ф
Kerma, Ka
Absorbovana doza, D
Оperativne veličine
Ambijentalni dozni ekviv., H*(d)
Direkcioni dozni faktor., H’(d, W)
Personalni dozni ekviv., Hp(d)
Zaštitne veličine
Srednja apsorb. doza u organu, DT
Ekviv. doza organa, HT
Efektivna doza, E
Veza izmedju veličina u radiološkoj zaštiti (ICRP74, 1996
i ICRP116,2010)
• Fluens, , čestica u nekoj tački prostora je
količnik broja čestica koje padaju na malu
sferu oko te tačke i površine poprečnog
preseka te sfere:
dS
dN
Kerma, Ka, (Kinetic Energy Realised in Material) se definiše izrazom:
dm
dEK k
gde je dEk, suma početnih kinetičkih energija svih naelektrisanih čestica
koje proizvede nenaelektrisano jonizujuće zračenje u elementu mase dm
Merna jedinica je Grey (Gy): 1 Gy=1J/kg.
APSORBOVANA DOZA - mera energije zračenja koju
apsorbuje jedinična masa ozračene sredine
5
Apsorbovana doza je srednja energija koju jonizujuće
zračenje preda materiji mase dm,
podeljena sa masom tog elementa:
dm
dED
dE - apsorbovana energija jonizujućeg zračenja
dm - masa apsorbenta
Jedinica je Grej (Gy) 1 Gy=1J/kg.
• Raspodela apsorbovana doze
Odredjivanje zaštitnih i operativnih
veličina, počinje računanjem raspodele
apsorbovane doze za sve tipove
spoljašnjeg ozračivanja. Proračuni
raspodele apsorbovane doze se
obavljaju korišćenjem Monte-Karlo
programa.
6
EKSPOZICIONA DOZA (DOZA IZLAGANJA) – ukupno
naelektrisanje svih jona istog znaka nastalih
jonizacijom jedinične mase vazduha pri prolasku
upadnog fotona kroz vazduh
Jedinica je C/kg
X=dQ/dm dQ – naelektrisanje jona istog znaka
dm - masa vazduha
7
NISU SVI ORGANI PODJEDNAKO OSETLJIVI NA DEJSTVO
JONIZUJUĆEG ZRAČENJA
I GRUPA (najneotporniji) - gonade, hematopoezni aparat,
telo u celini
II GRUPA - štitna žlezda, jetra, bubrezi, očno sočivo
III GRUPA (najotporniji) - koža, prsti, kosti
• Ekvivalentna doza u tkivu se definiše
kao:
• gde su: DT,R srednja apsorbovana doza u
organu ili tkivu T usled jonizujućeg
zračenja kvaliteta R; wR je radijacioni
težinski faktor čije su vrednosti date u
Tabeli. Ekvivalentna doza uzima u obzir
biološke efekte po jedinici doze. Merna
jedinica je Sivert (Sv): 1 Sv=1J/kg.
R
R,TRT DwH
Vrsta i energija zračenja Radijacioni težinski faktor, WR
• Fotoni svih energija 1
• Elektroni svih energija 1
• Neutroni energije < 10 keVod 5
• 10 do 100 keV `10
• od 0.1 do 2 MeV 20
• od 2 do 20 MeV 10
• Neutroni energije veće od 20 MeV 5
• Protoni energije > od 2 MeV 5
• čestice, fisioni fragmenti, teški nukleoni 20
• Radijacioni težinski faktor, WR (ICRP103, 2007)
• Protoni i nael π- mezoni 2 Neutroni- kontinualna kriva
Radijacioni težinski faktori za pojedine vrste zračenja (ICRP 60, 1991)
8
EKVIVALENTNA DOZA – uvedena kako bi potpunije bili
opisani efekti različitih vrsta jonizujućeg zračenja u
različitim biološkim sistemima (umesto doznog
ekvivalenta)
EFEKTIVNA DOZA – uvedena kako bi potpunije bili opisani
efekti različitih vrsta jonizujućeg zračenja na pojedine
organe
Jedinica je Sivert (Sy)
HT - ekvivalentna doza u posmatranim
organima
wT – tkivni težinski faktor za posmatrane organe
T
TT HwE
Glavni organi Tkivni težinski faktori
ICRP 60
(1991)
ICRP 26 ICRP103
(1977) (2007)
Gonade
Crvena koš. srž
Debelo crevo
Pluća
Želudac
Bešika
Grudi
Jednjak
Jetra
Štitna žlezda
Koža
Površina kostiju
Ostatak (mozak, bubrezi, nadb.
žlezde, slezina, pankreas, mišići,
tanko crevo, timus, materica)
0.20
0.12
0.12
0.12
0.12
0.05
0.05
0.05
0.05
0.05
0.01
0.01
0.05
0.25 0.08
0.12
-
0.12
- 0.04
-
0.15 0.12
- 0.04
- 0.04
0.03 0.04
-
0.03
0.30
Tkivni težinski faktori prema ICRP Publikacijama No 60 i 26
9
BRZINA DOZE –
doza apsorbovana u jedinici vremena
dD/dt Jedinica je Gy/s (J/kg s = W/kg)
Ili
Ekspoziciona doza u jedinici vremena
dX/dt Jedinica je C/kg s
Ili
Ekvivalentna doza u jedinici vremena
dH/dt Jedinica je Sy/s
• Lična dubinska ekvivalentna doza Hp(10): ekvivalentna doza u mekom tkivu na dubini od 10 mm ispod odredjene tačke u telu. Reprezentativna je za efektivnu dozu E ukoliko nije iznad propisanih granica.
• Lična površinska ekvivalentna doza Hp(0.07): ekvivalentna doza u mekom tkivu na dubini od 0.07 mm ispod odredjene tačke u telu. Reprezentativna je za kožnu dozu ukoliko nije iznad propisanih granica.
•Veličine uvedene za potrebe zaštite od zračenja
• Ambijentalna ekvivalentna doza H*(10): ekvivalentna doza u tački polja zračenja u ICRU sferi na dubini 10 mm.
• Kao izvedene veličine definišu se
• Vezana ekvivalentna doza E50: efektivna doza akumulirana u ljudskom telu u periodu od 50 godina posle apsorbovanja radionuklida (posle jednokratnog unošenja radioaktivnog materijala).
• Kolektivna efektivna doza S: ukupna doza zračenja kojoj je izložena populacija. Merna jedinica je: čovekSivert (manSv).
i
iiNES
11
Uticaj jonizujućeg zračenja na zdravlje
10
Radioaktivno zračenje i materijali –
ekvivalentna doza
Radon maksimalno 2 mSv godišnje
X – zraci u medicini
“snimanje” pluća 0,1 mSv
mamografija 2.5 mSv
“snimanje” abdomena 4 mSv
CT –celo telo 30 – 100 mSv
tretman kancera 50 000 mSv
• KONCEPTUALNI OKVIRI ZAŠTITE
OD ZRAČENJA
• Principi zaštite od zračenja
• Na drugom kongresu radiologa 1928.
formirana je Medjunarodna komisija za
zaštitu od zračenja ICRP (International
Commission on Radiological Protection),
koja postoji i danas.
• Pored ICRP, postoje medjunarodna tela i
organizacije koje se bave odredjenim
aspektima radijacione fizike.
• IAEA (International Atomic Energy
Agency) specijalna agencija Ujedinjenih
nacija, osnovana 1956, sa sedištem u Beču,
sa ciljem podsticanja miroljubivog
korišćenja atomske energije i dr.
• ICRU (International Commission on
Radiological Units and measurements).
• Biološki efekti zračenja mogu se podeliti u
dve široke kategorije: nestohastički i
stohastički efekti.
• Nestohastičke efekte karakterišu tri
karakteristike:
• -postoji PRAG doze (minimalna doza
ispod koje se sfekat ne pojavljuje;
• -veličina fekta raste sa porastom doze iznad
praga
• -postoji jasna kauzalna (posledična) veza
izmedju zapaženog efekta i štetnog agensa.
(primer.piće-pijanac). Za ovakve efekte
može se uspostaviti relacija doza-efekat.
• Stohastički efekti -se dogadjaju slučajno. Dogadjaju se i medju neozračenom i ozračenom populacijom. Ne može se uspostaviti jasna jednoznačna veza izmedju izmedju ozračivanja i efekta. Glavni stohastički efekti pri ozračivanju su kancer i genetski efekti.
• Kod ovih efekata verovatnoća efekta raste sa porastom doze (a ne samo jačina efekta).
• Ovi efekti nemaju prag i čak i najmanja doza može da izazove štetan efekat.
• Filozofija zaštite od zračenja- sveukupan
pristup zaštiti od zračenja.Uopšte, postoji
trend smanjivanja maksimalno dozvoljene
doze.
• Neke ljudske aktivnosti povećavaju
sveukupno izlaganje zračenju-te aktivnosti
nazivamo delatnosti. Druge aktivnosti utiču
na smanjenje izlaganja zračenju-te
aktivnosti nazivamo intervencije. Poseban
sistem je zaštite pri delatnostima, a poseban
pri intervencijama.
• Sistem zaštite pri delatnostima je zasnovan
na sledeća tri principa:
• OPRAVDANOST DELATNOSTI
• OPTIMIZACIJA ZAŠTITE
• GRANICE DOZA I RIZIKA ZA
POJEDINCE
• Pod opravdanošću delatnosti podrazumeva
se da svaka delatnost mora da daje
pozitivnu neto korist. Primenjuje se
takozvana cena-korist analiza.
• Pod optimizacijom zaštite podrazumeva se tzv. ALARA princip, koji glasi: sve doze treba držati onoliko nisko koliko je to razumno moguće postići, uzimajući u obzir ekonomske, socijalne i dr. faktore (all exposure should be kept As Low As Reasonably Acheivable).
• Sistem zaštite pri intervencijama. U ovom slučaju sistem zaštite je zasnovan na sledećim principama:
• opravdanost intervencije
• optimizacija intervencije.
• KATEGORIJE IZLAGANJA
• Komisija predlaže 3 kategorije izlaganja: To
su:
• Profesionalno izlaganje- izlaganje koje je
rezultat rada i pri radu
• Medicinsko izlaganje-izlaganje pri
dijagnostikovanju i terapiji
• Izlaganje stanovništva-
• Kontrola profesionalnog izlaganja. Komisija predlaže granicu za efektivnu dozu od 20mSv godišnje za zaposlena lica, usrednjeno za pet godina, pri čemu maksimalna efektivna doza u jednoj godini ne sme da predje vrednost od 50mSv.
• Komisija predlaže godišnju ekvivalentnu dozu za kožu šake i stopala 500 mSv. Za žene granice su iste kao i za muškarce, sem za trudnice.
• Na osnovu opsežnih istraživanja reakcije
tkiva na neutronsko zračenje, Komisija za
zaštitu od zračenja je objavila preporuku o
značajnom smanjenju ekvivalntne doze za
očna sočiva sa 150 mSv na 20 mSv na
godišnjem nivou. Ova preporuka je izazvala
veliku pažnju u svim institucijama koje se
bave zaštitom od zračenja i dozimetrijom
očnog sočiva, jer do sada nije pokazivano
mnogo interesovanja za zaštitu očnog
sočiva zbog granice doze od 150 mSv po
jednoj godini.
• Urađena su kompletna razmatranja
konverzionih koeficijenata fluensa u Hp(3),
(gde je d=3 mm) za fotone i elektrone, iz
kojih je proizašlo da bi operativne veličine
za praćenje doza za očna sočiva mogle da se
primene ne samo za elektrone i
niskoenergetske fotone već i za sve druge
vrste zračenja.
Slika1. Model oka u Monte Carlo simulacijama Behrens et al. (2009),
• Kontrola izlaganja stanovništva –se postiže kontrolom izvora, radije nego kontrolom okoline. Komisija predlaže za stanovništvo 1 mSv godišnje (ranije je ta vrednost iznosila 5 mSv).
Tabela 1. Preporučene granične doze za planirano izlaganje
Vrsta doze Godišnje
granice doze (mSv)
Zaposlena lica Stanovništvo
Efektivna
doza 20* 1
Ekv. doza
očnog sočiva 20* 15
Ekv. doza
kože 500 50
Ekv. doza
šaka i stopala 150 -
*Usrednjeno na period od 5 godina