IONIZÁLÓ SUGÁRZÁSOK

IONIZÁLÓ SUGÁRZÁSOK

Dr. Sárváry Attila

Sugárzás Frekvencia (Hz) Hullámhossz Energia (eV)

Hosszúhullám 0 - 105 550 m - 4.E-10

AM rádió 105 -106 200 - 550 m 4.E-09

Rövidhullám 106 -107 2 - 200 m 4.E-08

FM URH, TV 107 -109 0.5 - 20 m 4.E-06

Radar, mikrohullám 109 -1011 1 mm - 0.5 m 4.E-04

Ho, távoli infravörös 1011 -1012 0.1 - 1 mm 4.E-03

Közeli infravörös 1012 -1014 1 -100 mikron 4.E-01

látható fény 4-8*1014 400 - 800 nm 4.E-01

UV 1015 -1017 1 - 400 nm 4.E+02

Röntgen 1017 -1019 10 pm -1 nm 4.E+04

Gamma sugárzás 1019 -1021 0.1 - 10 pm 4.E+06

Az elektromágneses spektrum tartományai

Az ionizáló sugárzások egészségtana

Korpuszkuláris sugárzás

alfa-sugárzás: He2+ részecskék; erősen ionizáláthatolóképessége élő szövetekben: 0,01-0,1 mm

béta-sugárzás: elektron sugárzás; kevésbé ionizáláthatolóképessége élő szövetekben: 1-2 cm

neutronsugárzás: lassú, közepes és gyors neutronokerősen ionizáláthatolóképessége levegőben: 2 cm-2,5 km


Elektromágneses sugárzás (fotonok)

gamma-sugárzás: erősen ionizál;áthatoló képessége levegőben: 3,5 km

röntgensugárzás: erősen ionizáláthatoló képessége kisebb a gamma-sugárzásénál


Mértékegységek:

A sugárzás aktivitásának (A) egysége a bequerel (Bq)

1 Bq = 1 bomlás/s

Az elnyelt sugárdózist (D) gray-ben (Gy) fejezzük ki

1 Gy = 1J/kg

A dózisegyenérték (H) egysége a Sievert (Sv)

H = D x Q,

ahol Q a röntgensugárzásra vonatkoztatott minőségi faktor

A sugárzás tényleges biológiai hatásának meghatározására az effektív dózisegyenértéket (E)

használjuk, egysége a sievert (Sv)

E = ΣHT x WT,

ahol WT a szerv vagy szövet súlyozó tényezője

Különböző szervek szöveti súlyozó tényezői

Szerv WT

gonádok 0,25

emlő 0,15

vörös csontvelő 0,12

tüdő 0,12

pajzsmirigy 0,03

csontfelszínek 0,03

Az emberi populációt érő természetes ésmesterséges ionizáló sugárzás effektív dózis

egyenérték/év-ben kifejezve

Természetes sugárforrások

kozmikus sugárzás 0,3 mSv/évföldkérgi külső sugárzás 0,5 mSv/évföldkérgi belső sugárzás 1,6 mSv/év

Mesterséges sugárforrások

orvosi alkalmazás 0,4 mSv/évkaróra, TV 0,01 mSv/évfall-out 0,01 mSv/évnukleáris ipar 0,0002 mSv/év

1 2 3 4 5 6 7

Radon 55%

kozmikus sugárzás 8%

Földkérgi külső sugárzás 8% Diagnosztikus

orvosi rtg 11%

Terápia 4%

Kereskedelmi termékekbőleredő sugárzás 4%

Egyéb <1% foglalkozási:0.03%radioaktív csapadék: 0.3%nukleáris melléktermékek körforgása: 0.1%egyéb 1%

A sugárterhelés forrásai

Radioaktív izotóp

Mennyisége a

szervezetben (darab)

Aktivitás (Bq)

Éves dózis (mSv)

3H 4,8*109 10 0,0000114C 750*1012 3000 0,00587Rb 2500*1018 100 0,00540K 3000*1018 5500 0,15

Össz - 8610 0,16

Egy 75 kg-os emberben található radioizotópok mennyisége és aktivitása

Az orvosi gyakorlatban alkalmazottsugárzások effektív dózisegyenértékei

Röntgendiagnosztikai vizsg. Dózis

mellkasátv. Rtg filmmel 0,15 mSv

fogröntgen 0,3 mSv

tomográfia 1,3 mSv

hasüregi átv. 4,1 mSv

szív 6,8 mSv

urológia 17,8 mSv

daganatok kezelése 30.000-70.000 mSv

Az ionizáló sugárzások biológiai hatásai

Találat -elmélet: direkt károsító hatás

Vízaktiválási elmélet: indirekt károsító hatás a vízmolekulákból szabad gyökök alakulnak ki

Diffúziós elmélet: a kettő kombinációja

A biológiai hatást meghatározza:- a sugárzás fajtája- az elnyelt dózis- az expozíciós idő- egyszeri vagy ismételt- külső sugárzás vagy inkorporált- kiürülés (Tf és Tb)- a szövet sugárérzékenysége

Az ionizáló sugárzások sejten belülibiológiai hatásai

Mag: kromatin, DNS

Plazma: membrán rendszer (telítetlen zsírsavak, fehérjék)

Biokémiai és sejtbiológiai változásokSzabályozási zavarok

- gén-aktivitás- energiatermelés- sejtfelület megjelenése- permeabilitás- sejtek közötti kapcsolat- sejtosztódás

Sérülések, helyreállítások

Alkalmazkodási válasz

• A DNS lánc egyes vagy kettős száltörése

• A DNS cukormolekulájának vagy bázisainak

a megváltozása

• A DNS struktúrájának a megváltozása

• A kromoszómák struktúrájának

és számának a megváltozása

Az ionizáló sugárzások biológiai hatásai a DNS-ben

MUTÁCIÓ, DAGANAT


A legsugárérzékenyebb szervek:csontvelőgonádokgyomor-béltraktus nyh sejtjeibőr osztódó sejtrétegeinyirokcsomók

Kevésbé sugárérzékeny szervek:belső szervek (máj, vese, szív)izomzatidegrendszer


Determinisztikus hatásokvan küszöbdózis

akut hatásokkrónikus hatások

Sztochasztikus hatásoknincs küszöbdózis

teratogén hatásmutagén hatáscarcinogén hatás

Hat

ás s

úly

oss

ága

Elnyelt dózis

küszöb

Dózis-hatás összefüggés

Természetes valószínűség

telítés

A h

atás

val

ósz

ínű

ség

e

Elnyelt dózis


Akut sugárártalom

0,1-0,2 Gy dózis: lymphopenia3-4 hétig tartó granulo- és thrombocytopenia

>0,5-1 Gy dózis:1. fázis: fejfájás, hányinger, hányás, hasmenés2. fázis: javulás, tünetek enyhülése3. fázis: fokozódó láz, hasmenés, anorexia, leuko-és thrombocytopenia, anaemia vérzések,

immunitás csökkenése endogén és exogén infekciók,irreverzibilis sterilitás4. fázis: rekonvaleszcencia vagy halál


Krónikus sugárártalom

- krónikus anaemia, thrombocytopenia

- sugárkataracta (szürkehályog)

- bőrfekély

- ismétlődő fertőzések

- rosszindulatú daganatok: krónikus leukaemiák,

csont és bőrtumorok (Csernobil: gyermekkori

pajzsmirigytumorok)

- mutagén, teratogén

• magzati elhalás• malformációk• gyerekkori rosszindulatú daganatok

Az ionizáló sugárzások in utero hatási

Megtermékenyítést Hatás követő hetek

0-1 méhen belüli elhalás

2-7 fejlődési rendellenességek(anophtalmia, microphtalmia,anencephalia, hydrocephalus)korai elhalás, daganatok

8-40 a foetus kevésbé sugárérzékeny

A hirosimai atombombatámadást túlélőknél észlelt leukaemiaincidencia és a latenciaperiódus változása a sugárexpozició idején adott életkor alapján képzett csoportokban

1515-29

30-4045

5 10 15 20 25

Leu

kaem

ia i

nci

den

cia

rel

ativ

ala

kulá

sa

Expozíciót követő évek

Hiroshima - Nagasaki és daganatos elváltozások

megemelkedett leukaemia rizikó

A csernobili atomreaktor baleset

1986 április 25-26.

Azonnali halálesetek száma: 32

Légkörbe került: I131, Cs137, Sr90

A mentési, helyreállítási munkákban összesen kb. 800 000 ember vett részt.

Ukrajna és Fehéroroszország, Oroszországérintett területein a pajzsmirigyrákos esetek gyakorisága nőtt meg.

http://es.wikipedia.org/wiki/Imagen:Tchernobyl.jpg

A csernobili atomreaktor balesetben a légkörbe került radioaktív anyagok útja Európában

1981 - 85 1986 - 90 1991- 94

Terület Eset

Prevalencia(per millió)

Eset


Eset


Fehéroo.Gomel

UkrajnaÖt északi régió

Oroszo.Bryansk& Kalugarégió

31

25

1

0

0,30,5

0,5

0,1

0

4721

60

21

3

410,5

1,1

2

1,2

286143

149

97

20

30,696,4

3,4

11,5

10

Forrás: Chernobyl Ten years on radiological and health impact. Nuclear Energy Agency Organization for Economic Co-operation and Development, 1996, Paris.

A pajzsmirigyrák prevalenciája Fehéroroszország, Ukrajna és Oroszország egyes régióiban (1981-94)

Az ionizáló sugárzások okozta ártalmak megelőzése

• Indokoltság

• Optimalizálás

• Dóziskorlátozás- foglalkozási- lakossági


Határérték:

- foglalkozási - 100 mSv/5 év (de <50 mSv/év)

- lakossági - 1 mSv/év

- szervezetbe jutó radionuklidok esetén - ALI

(annual limits of intake) Bq/év

- a levegőben megengedett koncentráció - DAC

(derived air concentration) Bq/ml; Bq/m3

Megelőzés:

- műszaki védelem (béta sugárzás - alumínium lemez;

gamma sugárzás - ólomfal)

- munkaszervezés

- egyéni védőeszközök (ólomgumi védőkötény,

védőkesztyű)

- monitorozás - filmdoziméter

- előzetes és időszakos orvosi vizsgálat


Documents

IONIZÁLÓ SUGÁRZÁSOK