IONIZÁLÓ SUGÁRZÁSOK

1. IONIZÁLÓ SUGÁRZÁSOK Dr. Sárváry Attila

2. Az elektromágneses spektrum tartományai

3. Az ionizáló sugárzások egészségtana Korpuszkuláris sugárzás alfa-sugárzás: He2+ részecskék; erősen ionizál áthatolóképessége élő szövetekben: 0,01-0,1 mm béta-sugárzás: elektron sugárzás; kevésbé ionizál áthatolóképessége élő szövetekben: 1-2 cm neutronsugárzás: lassú, közepes és gyors neutronok erősen ionizál áthatolóképessége levegőben: 2 cm-2,5 km

4. Az ionizáló sugárzások egészségtana Elektromágneses sugárzás (fotonok) gamma-sugárzás: erősen ionizál; áthatoló képessége levegőben: 3,5 km röntgensugárzás: erősen ionizál áthatoló képessége kisebb a gamma-sugárzásénál

5. Az ionizáló sugárzások egészségtana 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

6. 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

7. Az emberi populációt érő természetes és mesterséges ionizáló sugárzás effektív dózis egyenérték/év-ben kifejezve Természetes sugárforrások kozmikus sugárzás 0,3 mSv/év földkérgi külső sugárzás 0,5 mSv/év földkérgi belső sugárzás 1,6 mSv/év Mesterséges sugárforrások orvosi alkalmazás 0,4 mSv/év karóra, TV 0,01 mSv/év fall-out 0,01 mSv/év nukleáris ipar 0,0002 mSv/év

8. Földkérgi külső sugárzás 8% Diagnosztikus orvosi rtg 11% kozmikus sugárzás 8% Terápia 4% Radon 55% Kereskedelmi termékekből eredő sugárzás 4% Egyéb <1% foglalkozási:0.03% radioaktív csapadék: 0.3% nukleáris melléktermékek körforgása: 0.1% egyéb 1% A sugárterhelés forrásai

9. Egy 75 kg-os emberben található radioizotópok mennyisége és aktivitása

10. Az orvosi gyakorlatban alkalmazott sugárzások 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

11. 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

12. Az ionizáló sugárzások sejten belüli biológiai hatásai Mag: kromatin, DNS Plazma: membrán rendszer (telítetlen zsírsavak, fehérjék) Biokémiai és sejtbiológiai változások Szabályozási zavarok - gén-aktivitás - energiatermelés - sejtfelület megjelenése - permeabilitás - sejtek közötti kapcsolat - sejtosztódás Sérülések, helyreállítások Alkalmazkodási válasz

13. Az ionizáló sugárzások biológiai hatásai a DNS-ben • 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 MUTÁCIÓ, DAGANAT

14. Az ionizáló sugárzások biológiai hatásai A legsugárérzékenyebb szervek: csontvelő gonádok gyomor-béltraktus nyh sejtjei bőr osztódó sejtrétegei nyirokcsomók Kevésbé sugárérzékeny szervek: belső szervek (máj, vese, szív) izomzat idegrendszer

15. Dózis-hatás összefüggés telítés A hatás valószínűsége Hatás súlyossága küszöb Természetes valószínűség Elnyelt dózis Elnyelt dózis Az ionizáló sugárzások biológiai hatásai Determinisztikus hatások van küszöbdózis akut hatások krónikus hatások Sztochasztikus hatások nincs küszöbdózis teratogén hatás mutagén hatás carcinogén hatás

16. Az ionizáló sugárzások biológiai hatásai Akut sugárártalom 0,1-0,2 Gy dózis: lymphopenia 3-4 hétig tartó granulo- és thrombocytopenia >0,5-1 Gy dózis: 1. fázis: fejfájás, hányinger, hányás, hasmenés 2. fázis: javulás, tünetek enyhülése 3. fázis: fokozódó láz, hasmenés, anorexia, leuko- és thrombocytopenia, anaemia vérzések, immunitás csökkenése endogén és exogén infekciók, irreverzibilis sterilitás 4. fázis: rekonvaleszcencia vagy halál

17. Az ionizáló sugárzások biológiai hatásai Krónikus sugárártalom - krónikus anaemia, thrombocytopenia - sugárkataracta (szürkehályog) - bőrfekély - ismétlődő fertőzések - rosszindulatú daganatok: krónikus leukaemiák, csont és bőrtumorok (Csernobil: gyermekkori pajzsmirigytumorok) - mutagén, teratogén

18. Az ionizáló sugárzások in utero hatási • magzati elhalás • malformációk • gyerekkori rosszindulatú daganatok 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

19. 15 15-29 30-40 Leukaemia incidencia relativ alakulása 45 5 10 15 20 25 Expozíciót követő évek Hiroshima - Nagasaki és daganatos elváltozások megemelkedett leukaemia rizikó A hirosimai atombombatámadást túlélőknél észlelt leukaemiaincidencia és a latenciaperiódus változása a sugárexpozició idején adott életkor alapján képzett csoportokban

20. 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, Oroszország érintett területein a pajzsmirigyrákos esetek gyakorisága nőtt meg.

21. A csernobili atomreaktor balesetben a légkörbe került radioaktív anyagok útja Európában

22. A pajzsmirigyrák prevalenciája Fehéroroszország, Ukrajna és Oroszország egyes régióiban (1981-94) Forrás: Chernobyl Ten years on radiological and health impact. Nuclear Energy Agency Organization for Economic Co-operation and Development, 1996, Paris.

23. Az ionizáló sugárzások okozta ártalmak megelőzése • Indokoltság • Optimalizálás • Dóziskorlátozás • - foglalkozási • - lakossági

24. Az ionizáló sugárzások okozta ártalmak megelőzése 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

25. Az ionizáló sugárzások okozta ártalmak megelőzése Megelőzés: - műszaki védelem (béta sugárzás - alumínium lemez; gamma sugárzás - ólomfal) - munkaszervezés - egyéni védőeszközök (ólomgumi védőkötény, védőkesztyű) - monitorozás - filmdoziméter - előzetes és időszakos orvosi vizsgálat