Ioniseeriv kiirgus

1. Ioniseeriv kiirgus ja töökeskkond Kadri Isakar TÜ füüsika instituut isakar@ut.ee 22. märtsil 2013, Tallinnas

2. Sisu • Mis on mis? • Ioniseeriva kiirguse allikad, • looduslikud ja tehislikud. • Bioloogilised efektid, • stohhastilised ja deterministlikud. • Efektiivdoos. • Mida seadus/määrus reguleerib? • Mille osas tähelepanelik olla?

3. Mis on mis? • Ioniseeriva kiirguse allikad, • looduslikud ja tehislikud. • Bioloogilised efektid, • stohhastilised ja deterministlikud. • Efektiivdoos. • Mida seadus/määrus reguleerib? • Mille osas tähelepanelik olla?

4. Radioaktiivne maailm Näide – vesiniku aatomi kolm isotoopi. Isotoop: sama keemiline element, aga erinevad füüsikalised omadused sama arv prootoneid, erinev arv neutroneid tuumas Stabiilne Stabiilne Radioaktiivne

5. Mis on mis? • Radioaktiivne lagunemine • Alfa – raske laetud osake (sisuliselt He tuum) • Beeta – kerge laetud osake (elektron või positron)

6. Mis on mis? • Gammakiirgus • EM kiirgus, mis järgneb alfa- või beetalagunemisele. • Röntgenkiirgus • EM kiirgus, mida toodetakse tehislikult • Vajab elektri olemasolu • Ei ole tuumakiirgus, vaid tekib aatomi elektronkihis

7. EM kiirguste skaala Gammakiirgus Röntgenkiirgus Ultraviolett Nähtav valgus Infrapuna Mikrolained Raadiolained Need kõik on elektromagnetlained. Omadused ja mõju ainele (sh inimesele) oleneb väga palju lainepikkusest/sagedusest!!

9. Mis on mis? • Ioniseeriva kiirguse allikad, • looduslikud ja tehislikud. • Bioloogilised efektid, • stohhastilised ja deterministlikud. • Efektiivdoos. • Mida seadus/määrus reguleerib? • Mille osas tähelepanelik olla?

10. Kus? • Looduslik • Tehislik • Kõikjal! • Doosipirukas

11. Kus? • Ioniseerivat kiirgust leidub kõikjal looduses. • Lisaks rakendatakse erinevaid kiirguse liike: • Meditsiinis • Tööstuses • Teaduses • Keeruline küsimus: • Inimtegevuse tõttu kuhjunud looduslikud radioaktiivsed materjalid (nn NORM jäätmed jms).

12. Keevituste kontroll jms. Diagnostika. Erinevate objektide steriliseerimine. Tuumameditsiin ja kiiritusravi. Nivooandurid. Tuumarelva- katsetused.

13. Maailma elanikkonna keskmine doos 3,03 mSv/a Keskmineaastaneefektiivdoos

14. Mis on mis? • Ioniseeriva kiirguse allikad, • looduslikud ja tehislikud. • Bioloogilised efektid, • stohhastilised ja deterministlikud. • Efektiivdoos. • Mida seadus/määrus reguleerib? • Mille osas tähelepanelik olla?

15. Interaktsioon ainega, sh inimesega Otsene (peamiselt laetud osakesed) Kaudne (peamiselt footonid)

16. Kergem parandada Raskem parandada

17. Kromosoomide aberratsioonid

19. Kahjustatud raku edasine käekäik Viable Cell Mutation repaired Unviable Cell Cell death Cancer? DNA Mutation Cell survives but mutated

20. Ionisatsioon rakkudes Inimene = umbes 1014rakku. 1 mGy/a (nt looduslikud kiirgusallikad) = 1016ionisatsiooni ehk 100iga raku kohta Eeldusel, et DNA moodustab 1% raku massist, võime arvata, et iga raku igas DNA-molekulis toimub igal aastal üks ionisatsioon.

21. …ja selletulemus 999 1000-st kahjustusest parandatakse 999 1000-st parandamata rakust sureb (miljonid rakud surevad iga päev nii ehk naa) Osa rakke elab kahjustusega edasi (võivad muteeruda)

22. Bioloogilised efektid Kaudne mõju Otsene mõju Parandamine Kahjustus Raku surm Raku modifikatsioon Organi kahjustus Somaatilised rakud Sugu- rakud Organismi surm Kasvaja Leukeemia Pärilikkus- efektid Deterministlik Stohhastiline

23. Deterministlikud efektid • Läviväärtus • Kahjustuse määr sõltub doosi suurusest

24. Stohhastilised efektid • Eeldatakse, et läviväärtust ei ole • Kahjustuse esinemise tõenäosus sõltub doosi suurusest; kahjustuse määr ei sõltu

25. Kasvaja areng Vähieelne etapp Algus Kasvamine Diagnoosimine Metastaas Rakkude surm ja paranemine Peiteaeg Haigus Surm või eluea lühenemine

26. Mis on mis? • Ioniseeriva kiirguse allikad, • looduslikud ja tehislikud. • Bioloogilised efektid, • stohhastilised ja deterministlikud. • Efektiivdoos. • Mida seadus/määrus reguleerib? • Mille osas tähelepanelik olla?

27. Doosid • Neeldunud doos (füüsikaline suurus): D • 1 Gy = 1 J/kg • Ekvivalentdoos (võtab arvesse kiirguse liiki): HT • 1 Sv [= 1 J/kg]: • Neeldunud doos x kiirgusfaktor • Efektiivdoos (arvestab koe eripära): E • 1 Sv [= 1 J/kg] • Ekvivalentdoos x koefaktor

28. Kiirgusfaktorid

29. Koefaktorid

30. Maailma elanikkonna keskmine doos 3,03 mSv/a 1 Sv on väga suur ühik!

31. Riskide hindamine • Risk = kiirgusefekti esinemise tõenäosus • Millistest efektidest on juttu? • “Kilpnäärmevähi juhud” ei ole sama, mis “suremus kilpnäärmevähi tõttu”. • Riskihinnangutes lähtutakse suurtest doosidest; ekstrapoleeritakse madalatele.

32. ICRP hinnatud riskid

33. Mis juhtub väikeste dooside korral? • Lineaarne • Läviväärtus • Väiksem doos = väiksem risk doosiühiku kohta • Väiksem doos = suurem risk doosiühiku kohta

34. Kogukehakiiritus arvudes

35. Kogukehakiiritus arvudes (2)

36. Mis on mis? • Ioniseeriva kiirguse allikad, • looduslikud ja tehislikud. • Bioloogilised efektid, • stohhastilised ja deterministlikud. • Efektiivdoos. • Mida seadus/määrus reguleerib? • Mille osas tähelepanelik olla?

37. Kiirgusseadus • Riigi Teataja: • https://www.riigiteataja.ee/akt/109112011006 NB! Ei reguleeri kiirgustegevusloa väliseid sündmusi/tegevusi: par 1 lg 3 Käesolevseaduseireguleeriradoonisttekitatudkiiritusteluruumides, kosmilisestkiirgusesttekitatudkiiritustmaapinnaljainimtegevusestpuutumatusmaakooressisalduvatest radionukliididest tekitatudkiiritustmaapinnakohal.

38. Kiirgusallikateliigitus Allika ehituse järgi: • Kinnine kiirgusallikas – allika ehitus välistab radioaktiivsete ainete sattumise keskkonda • Lahtine kiirgusallikas Päritolu järgi: • Looduslikud – u 80 % efektiivdoosist • Tehislikud – u 20 % efektiivdoosist

39. Kiirgusohutuse tagamisel lähtutakse põhimõtetest: • Õigustamine • Iga kiirgustegevus peab olema õigustatud: kasuna ühiskonnale või üksikisikule, mis korvab võimalikud tervisekahjud. • Optimeerimine • Iga kiirgustegevuse juures peab kiirgustasemed hoidma võimalikult madalad, võttes arvesse ka majandus- ja sotsiaaltegureid. • Piiramine • Elanike ja kiirgustöötajate saadud dooside summa ei tohi ületada kehtestatud piirmäärasid.

40. Doosi piirmäärad • Vabariigi Valitsuse määruse kohaselt: • (https://www.riigiteataja.ee/akt/758078) • Kiirgustöötaja • Kiirgustöötajapooltviiejärjestikuseaastajooksulsaadudefektiivdoosipiirmäär on 100 millisiivertittingimusel, et üheaastajooksulsaadudefektiivdoosei ole suuremkui50 millisiivertit. • Elanik • Elanikupooltüheaastajooksulkiirgustegevustestsaadavaefektiivdoosipiirmäär on 1 millisiivert. • Lisaks on kehtestatud silma, naha ja jäsemete (ainult kiirgustöötajatel) ekvivalentdooside piirmäärad.

41. Mis on mis? • Ioniseeriva kiirguse allikad, • looduslikud ja tehislikud. • Bioloogilised efektid, • stohhastilised ja deterministlikud. • Efektiivdoos. • Mida seadus/määrus reguleerib? • Mille osas tähelepanelik olla?

42. Seadus saab reguleerida ja ise saame tähelepanelikud olla ainult nende nähtuste suhtes, mida oskame • mõõta! • Aktiivsus • Doosikiirus • Kiirgustöötaja aastane efektiivdoos • Jne • Kas asutuses üldse on kiirgussaaste tuvastamist võimaldavaid seadmeid?

43. Termoluminestsentsdosimeetri (TLD) näide

44. Filmdosimeetri näide (Eestis praegu ei kasutata)

45. Töökeskkonna seiramiseks, näiteks • Integreerivad Rn detektorid • Pinnasaaste „loendurid“ • Dosimeetrid • Portatiivsed spektromeetrid • Enamikel juhtudel tasub abi ja nõu saamiseks esmalt pöörduda Keskkonnaameti Kiirgusosakonda: • http://www.keskkonnaamet.ee/keskkonnakaitse/kiirgus-3/

46. Meditsiin • Kiirgustöötajad • + Kannavad TLD isikudosimeetreid • Mittekiirgustöötajad • - Ei kontrollita

47. Tööstus ja teenindus • Kiirgustegevusluba omavad ettevõtted: • + Töö- ja keskkonnaohutusspetsialist • - „Tavaline“ töötaja ja tema töökultuur? • Kiirgustegevusloata ettevõtted • Mitmed reguleerimata valdkonnad: • Lennundus • Veepuhastusjaamad • vms

48. Teadusasutused • Tööohutuskultuur väga varieeruv!!

49. Kasulikud materjalid • Eesti-inglise kiirguskaitsesõnastik • http://www.kiirguskeskus.ee/image/avalik/sonastik.pdf • Ioniseeriv kiirgus ja inimene kiirgusväljas • http://www.kiirguskeskus.ee/image/uudis/inforaamat_est.pdf • Keskkonnaameti Kiirgusosakonna veebileht • http://www.keskkonnaamet.ee/keskkonnakaitse/kiirgus-3/ • Kiirgusseadus Riigi Teatajas • https://www.riigiteataja.ee/akt/109112011006 • Raamat „Kiirgus, inimesed ja keskkond“ • http://www.kiirguskeskus.ee/image/kiirguskeskond.pdf • Radoon (infovoldik) • http://www.kiirguskeskus.ee/image/radoon_booklet.pdf • Rahvusvahelise Aatomienergiaagentuuri veebileht • http://www.iaea.org

50. Aitäh! Küsimusi?