1 / 40

Sugárvédelem, dozimetria

Sugárvédelem, dozimetria. Dr. Csurgai J ózsef jcsurgai@t-online.hu +36-30-536-9394. Előadás témája. 1. Dózisfogalmak 2. Az ionizáló sugárzások egészséget károsító hatásai 3. A sugárvédelem alapelvei, korlátok 4. Dózis- és dózisteljesítmény-mérés 5. Műszaki sugárvédelem. 1. Dózisfogalmak.

jethro
Download Presentation

Sugárvédelem, dozimetria

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Sugárvédelem, dozimetria Dr. Csurgai József jcsurgai@t-online.hu +36-30-536-9394

  2. Előadás témája 1. Dózisfogalmak 2. Az ionizáló sugárzások egészséget károsító hatásai 3. A sugárvédelem alapelvei, korlátok 4. Dózis- és dózisteljesítmény-mérés 5. Műszaki sugárvédelem

  3. 1. Dózisfogalmak Párhuzamos fotonnyaláb gyengülése anyagi közegben / [m2/kg] • = lineáris abszorpciós tényező = térfogategységre jutó hatásos elnyelési keresztmetszet / = tömegabszorpciós tényező • = tömegegységre jutó h.e.k. • LET = dE/dx • = lineáris energiaátadási tényező σe= elektron h.e.k. σA= atomi h.e.k.

  4. = H D * w [ Sievert , Sv ] R fR:részecske-gyakoriság ER:részecske energiája Energiaáram-sűrűség Dózisteljesítmény wR α 20 β, γ, X 1 n <10 keV 5 10 – 100 keV 10 0.1 – 2 MeV 20 2 – 20 MeV 10 > 20 MeV 5 Egyenérték dózis wR a LET függvénye

  5. Bragg-Gray elv = Q a sugárzás energiájától függetlenül állandó x : céltárgy m: mérőberendezés A külső sugárterhelés mérhetőségének feltétele KERMA = Kinetic Energy Released in Mass Absorption Az átalakított energia a céltárgy bármely elemében elnyelődhet. Primer részecske-energia átalakítása: * sugárzási KERMA (fotonok) * részecske KERMA (szekunder elektronok) D = KERMAa testszövetben > 0.07 mm mélységben Szekunder részecske egyensúly

  6. A dózisteljesítmény definíció-egyenletének paramétereinek csoportosításával lehetséges a külső sugárterhelés számítása. kγ : „dózisállandó” adott sugárforrásra és elnyelő közegre állandó érték

  7. Belső sugárterhelés számítási modellje: Egy adott radioizotóptól származó, az „S” forrás-szövetekből a „T” céltárgy-szövetbe jutó és ott elnyelődő „R” sugárzás egyenérték-dózis u: bomlások száma az adott szövetben függ az aktivitást hordozó vegyület tartózkodási idejétől Q: elnyelési hányad függ „S” és „T” geometriai elrendezésétől, „T” abszorpciós együtthatójától

  8. 2. Az ionizáló sugárzások egészséget károsító hatásai Determinisztikus hatás (nekrózis): - küszöbdózishoz kötött (0.3 – 0.4 Gy) - szöveti szintű hatás - életveszélyes károsodások: központi idegrendszer, emésztőrendszer, vérképző rendszer

  9. Sztochasztikus hatás (mutáció): - nincs küszöbdózis (kis dózisok hatása nem igazolt) - sejti szintű hatás (DNS-lánchibák) (javító mechanizmus) - kockázat-dózis-függvény lineáris (?)

  10. Effektív dózis wT szöveti súlyozó tényező Gonádok (ivarmirigyek) , vörös csontvelő 0.2 tüdő, gyomor/bélrendszer 0.12 hólyag, mellkas, máj, nyelőcső, pajzsmirigy 0.05 csontfelszín, bőr 0.01 maradék 0.05

  11. dH T = E H dt ò C dt 0 DCF [Sv/Bq] – egységnyi aktivitás bevitelétől származó effektív dózis = dóziskonverziós tényező függ: - beviteli útvonaltól (lenyelés, belégzés) - vegyület oldhatóságától (felszívódás és kiürülés sebessége) - a személy életkorától (5 korcsoport) HCLekötött dózis a szervezetben 1 évnél tovább lévő nuklidokra Kollektív dózis: az azonos hatásnak kitett személyeket érő effektív dózisok összege

  12. 3. A sugárvédelem alapelvei • Indokoltság – az ionizáló sugárzás alkalmazásának hasznosnak kell lennie: az alkalmazás kockázata kisebb, mint az alkalmazás elhagyásának kockázata (kára) • Optimálás – az alkalmazás által okozott dózis az észszerűen elérhető legkisebb legyen – tervezési dózis - ALARA • Korlátozás – a tervezés révén a személyek dózisa az átlag körüli eloszlást mutat, a valószínű kimenetelek nem léphetik túl a biztonságot adó egyéni dóziskorlátot

  13. „axiómák”: - A sztochasztikus hatást minimalizáló korlátozás kizárja a determinisztikus hatást. - Vannak nem korlátozható sugárzási helyzetek (≠ természetes radioaktivitás!) • „hiányok”: • Krónikus és akut sugárterhelés lehetséges különbsége • LNT koncepció pontatlansága • Elhanyagolható dózis fogalma

  14. A sugárvédelmi szabályozás forrásai: • Nemzetközi * ICRP ajánlások (ICRP #60 (1990)) * IAEA kiadványok (Safety Series #115 (1996) – IBSS) * EU dokumentumok (EURATOM 96/29 direktíva) • Magyarországi * 1996. évi CXVI. Törvény („2. atomtörvény”) * kormányrendeletek (89/2005.) * miniszteri rendeletek (16/2000. EüM, 15/2001. KöM) * szabványok (MSZ 14344) * hatósági előírások (szabályzatok, útmutatók, irányelvek) (NBSZ) • Illetékes hatóságok: • ÁNTSZ (OSSKI) • OAH • környezetvédelmi, természetvédelmi és vízügyi felügyelőségek • OKF

  15. Sugárvédelmi korlátok • DL –dóziskorlát - immisszió korlátozása • effektív dózis – külső és belső sugárterhelés összege • foglalkozási korlát20 mSv/év • (5 év átlagában, 1 évre 50 mSv) • szemlencse: 150 mSv/év, bőr, végtagok: 500 mSv/év • tanulók (16 – 18 év) 6 mSv/év • lakossági korlát1 mSv/év • (különleges helyzetben: 5 év átlagában, 1 évre 5 mSv) • normális és baleseti helyzetre külön szabályozás

  16. Veszély/baleseti helyzet: alkalmanként • „elhárítók” DL 50 mSv/ 100 mSv/ 250 mSv • „védendő lakosság”: elkerülhető dózis meghatározása szükséges • intézkedések: elzárkóztatás (10 mSv), kimenekítés (50 mSv), • jódprofilaxis (100 mGy) • áttelepítés, fogyasztás-korlátozás A dóziskorlátozás érvényesülését segítő mutatók: Vonatkoztatási/irányadó szintek (dózis, dózisteljesítmény, aktivitás, aktivitás-koncentráció egységekben) • feljegyzési szint (mérési érzékenység) • kivizsgálási szint („eseti”) • beavatkozási/cselekvési szint („általános”)

  17. DC - dózismegszorítás - emisszió korlátozása • kiemelt létesítményekre 0.1 – 0.05 mSv/év • egyéb létesítményekre 0.03 mSv/év (eseti szabályozás) „fiktív” lakosságnak a létesítményhez rendelhető összes kibocsátástól származó effektív dózisa A kibocsátott és az inkorporálható aktivitás viszonya: Amax,i << Aki,i A normális üzemelés során kibocsátott aktivitás nem koncentrálódhat egyetlen személyben.

  18. A létesítmény környezetében élő lakosságra vonatkozó dózismegszorítás és a létesítményből * levegőbe és * vízi úton kibocsátott aktivitás (Amax és Aki)közötti kapcsolatot a TERJEDÉSI MODELLEK teremtik meg. A modell és egy valóságos terjedési folyamat összevetése a validálás.

  19. Füstfáklya helyzete a koordinátarendszerben

  20. A felhő terjedése egyenlete (PÖFF) Ha Z = 0

  21. A felhő terjedése egyenlete (CSÓVA) Ha Z = 0

  22. A felhő szegényedése differenciálegyenlete Afelhő = A0 - Akihullott

  23. æ ö m ç ÷ F * ç ÷ E r D è ø = = x x Q æ ö m D ç ÷ F m * ç ÷ E r è ø m A dózismérés sajátosságai Bragg-Gray elv: a dózismérő és az emberi testszövet tömegabszorpciós együtthatójának aránya ne függjön a sugárzás energiájától Dózismérés eljárásai: * az expozíció befejezését követő kiértékelés = integrális dózismérés = utólagos  személyi dózismérők * folyamatos kiértékelés = dózisteljesítmény- mérés = azonnali  területi dózismérők

  24. Dózis- és dózisteljesítmény-mérők fajtái (γ- és X-dózis): * kémiai dózismérők – a válaszjel kialakításához vegyi folyamat vezet el FILM – utólagos kiértékelés * szilárdtest-dózismérők – szilárd kristályok fizikai tulajdonságait használják ki termolumineszcens detektor – TLD– utólagos kiértékelés (LiF, CaF2, BeO, Al2O3) * elektronikus működésű detektorok az elnyelt sugárzási energia közvetlenül szabad töltéshordozókat hoz létre gáztöltésű detektorok– impulzus üzeműek, utólagos és azonnali kiértékelésre is alkalmasak szcintillációs detektorok– szerves kristály és folyadék félvezető detektorok– szilícium, germánium

  25. Dózis- és dózisteljesítmény-mérők fajtái (n-dózis): * kémiai dózismérők –FILM – Cd-lapkával * szilárdtest-dózismérők – TLD– LiF * elektronikus detektorok gáztöltésű detektorok– BF3, 3He szcintillációs detektorok– LiI(Eu) A detektor burkolatának megfelelő kialakításával közvetlenül egyenértékdózist (H) mérhetünk. Belső sugárterhelés meghatározása – nukleáris analízis • Egésztest- és résztestszámlálás (in vivo) • Testnedvek, exkrétum vizsgálata (in vitro) • Levegő, ivóvíz, táplálék analízise Roncsolásos (radiokémiai) vagy roncsolásmentes (műszeres) analízis

  26. 5. Műszaki sugárvédelem • Személyi dózismérés • Területi dózismérés • Szennyezettségmérés – mentesítés (dekontaminálás) • Védelmi intézkedések • Kibocsátás-ellenőrzés (lokális monitorozás) • Környezeti (regionális) monitorozás

  27. Személyi dózismérés: utólagos, hatósági (hitelesített), kiegészítő (kalibrált), egyedi vagy rendszeres leolvasás Területi dózismérés: megelőző, hitelesített és/vagy kalibrált, hordozható és/vagy telepített, monitorozó rendszer (része) Szennyezettségmérés – sugármentesítés (dekontaminálás): hitelesíthető, felületi/térfogati analízis, egyedi tervezésű radiokémiai műveletek, radioaktív hulladék keletkezik

  28. Sugármentesítés (és nem dekontaminálás) Fajtái: ön-, részleges-, teljes (csak szakerők) meg még egy, ami csak egy absztrakció Elvek: gyors, ami feltétlenül szükséges, amilyen közel lehetséges, prioritások. Teljesítőképesség Bevonható erők

  29. Védelmi intézkedések: idő- és/vagy távolságvédelem, árnyékolás Védelmi falak (árnyékolás) vastagságának számítása B: build-up tényező – a szórt sugárzási hányad által okozott dózis figyelembe vételére használjuk

  30. Kibocsátás-ellenőrzés/lokális monitorozás dózisteljesítmény-mérés, nemesgáz-aktivitás meghatározása, aeroszol-mintavétel (mozgószűrő), radiojód-mintavétel on-line gamma-spektrometria korai riasztás – gyors mérések további ellenőrző mérések: víz/csatorna, száraz és nedves kihullás, talaj, növényzet

  31. Mesterséges radioizotópok mérése természetes (változó) háttéren (levegőben) c: aktivitás-koncentráció [Bq/m3] V: mintázott térfogat [m3] A: aktivitás [Bq] t: mintavétel/mérés időtartama Környezeti ellenőrzés/regionális monitorozás Természetes radioaktivitás: -ősi nuklidok -kozmogén nuklidok -kozmikus sugárzás Fő komponens: 222Rn leányelemei A természetes dózis 60 – 70 %-át okozza

  32. Környezeti monitorozás elemei: • Dózisteljesítmény-mérés (mo.-i riasztási küszöb: 500 nSv/h) • Aeroszol-mintavétel (állószűrő) • Radiojód-mintavétel • Folyó- és állóvizek, szennyvíz mintázása • Talaj- és biológiai minták Eszközök: gamma-spektrometria, izotópszelektív radiokémiai módszerek

  33. Gamma dózisteljesítmény hálózatszerű monitorozása Mai követelmény: a természetes szinttől, a katasztrófa szintig mérjen a műszer. Intelligens nukleáris és vegyi monitoring rendszer - OMFB fejlesztés ZMNE Vegyi és környezetbiztonsági Tanszék, Gamma Műszaki Rt, Somos Kft.:Ny.tsz.:ALK-0010/98, 1999-2000 Detektor: BNS-98 50 nGy/h - 0.5Gy/h 10%-os pontosság, 10 Gy/h-ig jelez RS-485 soros vonal

  34. AMAR-2000 rendszer MH-OKF-OMSZ-PARt Kommunikáció: GSM Vezetékes telefon MH VIK Server1 AMAR WEBSERVER MH VIK Server2 Adatgyűjtő 1 Adatgyűjtő 2 SQL Server MH VIK belső hálózat

  35. A sugárhelyzet felderítésének, monitorozásának lehetőségei • Viszonylag jó lefedettség a már telepített és jelenleg telepítés alatt álló AMAR-ral • Sugárfelderítő (harci) helikopter esetén 300 (15-20)km2/h felderítési terület • Földi sugárfelderítő járőr lehetősége 10-30 (3-4) km2/h felderítési terület • Elég nagyszámú mobil és stacioner radiológiai labor (FVM, BM, HM, KFKI, PARt, OM) • Összesen: 500-600 km2/h, ~1500 (~100) km2/nap légi, és 100-120 km2/h, ~500 (~50 – 60) km2/nap földi felderítő kapacitás Megjegyzés: zárójelben vannak a pontszerű sugárforrás keresésére vonatkozó adatok. Tanulság: a lényeg mindig az apró betűs részben van!!!

  36. A rendelkezésre álló lehetőségek összességében(a reklám helye) • A felderítés által szolgáltatott adatok • A mérési eredmények online digitális adatfeldolgozása • Automatizált értékelő rendszerek • Jól felkészült felderítő - értékelő team-ek Biztosítják a sugárhelyzet pontos felmé-rését és a döntés-előkészítés korrekt szakmai megalapozását

  37. Off-line adatfeldolgozás • On-line adattovábbítás baleseti helyzetben • Földi és légi SF rendszerek teljes kompatibilitása • Automatikus adatfeldolgozás – nyers felderítési adatok-értékelt információ konverzió (bejövő adatok -> valós sugárhelyzet) • 2-3D Térinformatikai platform (ARCINFO, MAPINFO, AUTOCAD) A sugárfelmérő rendszer sajátosságai

  38. Környezeti monitorozás – Dózisteljesítmény mérése „csapadékcsúcs” dózisteljesítmény [nSvh] Az esőt megelőző légnyomás-csökkenés és a detektorra hulló csapadék időszakosan megnövelheti a detektor közelében a gammasugárzó radon-leányelemek mennyiségét. 2003. V. 21.-22.-én többször is esett az eső Budapesten. A környezeti dózisteljesítmény változásában 3, eltérő nagyságú és kissé eltérő alakú „esőcsúcs” is megfigyelhető.

More Related