BIOLOŠKI EFEKTI JONIZUJUĆIH ZRAČENJA I ZAŠTITA

BIOLOŠKI EFEKTIJONIZUJUĆIH ZRAČENJA IZAŠTITA

1. Biološki efekti2. Rizik i procena rizika3. Generalni principi zaštite od zračenja4. Veličine uvedene za potrebe zaštite odzračenja5. Granice doza6. Zakonska regulativa7. Evropske direktive8. Incident/akcident

IZLAGANJE JONIZUJUĆEM ZRAČENJU1) Hronično izlaganje celogtela niskim dozama2) Akutno izlaganje delova telaniskim dozama3) Akutno izlaganje delova telavisokim dozama4) Akutno izlaganje celog telavisokim dozama

Jonizujuće zračenje od kojeg sene možemo zaštititiKosmičko zračenje:~100.000 neutrona i~400.000 ostalih čestica na satVazduh:~30.000 raspada na sat u plućimaLjudski organizam:~15.000.000 β - čestica na sat iz 40 K~7.000 α čestica na sat iz uranaZemlja i zgrade:~200.000.000 γ fotona na sat

Dr. Abram Petkau (1972.): NE POSTOJI DOZA ZRAČENJAKOJA JE POTPUNO BEZBEDNA PETKAU EFEKATNULTA DOZA NE POSTOJI PA NE POSTOJI NI NULTAVEROVATNOĆA NASTANKA RADIJACIONE ŠTETEJonizujuče zračenje deluje na tkiva na ćelijskom nivoukidanjem hemijskih veza i menjanjem strukture molekula.Faktori koji determinišu biološke efekte:- Jačina doze- Ukupna primljena doza- Energija zračenja- Površina tela izložena zračenju- Radiosenzitivnost ćelije- Individualna radiosenzitivnost

EFEKTI IZLAGANJAStohastičkiZRAČENJUkarcinomi,genetske promene budućih generacijaDeterminističkieritem kože, trajni ili privremenisterilitet i kataraktaICRP 60 (1990): SOMATSKI: stohastički ili determinističkiHEREDITARNI (nasledni): stohastički

Efekatzračenja na ćelijuKao rezultat ozračivanja ćelija može da:1) Prođe bez ozleda (sačuvana reproduktivna sposobnost)2) Sama se reparira: (oštećenje ćelijenemaefektanaorganizam)3) Mutira (uticaj na genetsko kodiranje ili DNK)4) umre (letalne ozlede, gubitak reproduktivne sposobnosti)

Rezime: Šta zračenje možeda izazove?SmrtKancerOpekotineKataraktuNeplodnostGenetske efekte

EFEKTI DEJSTVAJONIZUJUĆEG ZRAČENJA -RezimeDeterministički: smrt, opekotine, katarakta,neplodnostStochastički: kancer, genetski efektiEfekatStohastičkiDeterminističkiKancerGenetskiVerovatnoćapojave ∝ doziKataraktaNeplodnostEritemepilacija500 mSv katarakta150 mSv privremeni sterilitet2500 mSv za jajnike, trajniDoza

SOMATSKI EFEKTIJavljaju se na ozračenoj osobi;Utiču na somatske (nereproduktivne ćelije)Efekti oštećenja mogu biti:Rani: Radijaciona bolest (radijaciona povreda)Kasni: Kancer

HEREDITARNI EFEKTIJavljaju se na potomstvu ozračene osobe, od prve sledećegeneracije (30)Rizik od ozbiljnih hereditarnih efekata:U prve dve generacije 1 % / 1 Sv ako je bilo ko od roditeljabio ozračen pre začećaGenetički efekti se javljaju kod:Oštećenja jajne ćelije u ovarijumu,Oštećenja ćelija koje formiraju spermatozoide,Mutacije genetskog materijala..

IZLAGANJE ZRAČENJUDeterministički efekti su prikazani bold-italik

Prosečni godišnji ekvivalentdoze za stanovništvoIzvor dozeKosmičko zračenje0,26Prirodni radionuklidi u zemlji 0,29Radon u zatvorenim prostorijama 2,0040 K i 14 C u organizmu 0,40Radioaktivne padavine 0,01UKUPNO 2,96Prosečan pušač 2,80UKUPNO PUŠAČI 5,76Doza (mSv)

ZAŠTITA OD ZRAČENJAKorist mora biti najmanje jednaka iliveća odšteteŠT E T AK O R I S TŠteta je oblast delatnosti zaštite od zračenja,ali je korist stvar poslovne politike

ALARAOpšti principi zaštite odzračenjaAs Low As Reasonably AchievableSvi mogući napori treba da budu usmereni:- da izlaganje jonizujućem zračenju bude što je moguće višeispod dozvoljene granice doze- da se uzimaju u obzir tehnološki status i druga socioekonomskarazmatranja- da se uvek procenjuje dobrobit od proizvodnje i primenezračenjaUspeh ALARA programa je u direktnoj vezi sa potpunimrazumevanjem i praćenjem politike i procedura u zaštiti odzračenja

Komenatar na ALARA princip• L … šta je niska doza?• R ..... Šta je razumno ? Bazira se na proceniodnosa koristi i štete, zavisi i od ekonomskih ikulturoloških uslovaNOVI PRISTUP: RAZVIJANJE KULTUREZAŠTITE (Edukacija, edukacija,edukacija.....)

OD IZVORA ZRAČENJA DO TELAOD AKTIVNOSTI DO EFEKTIVNE DOZEEmisijaEmisijaTežinski faktorkvaliteta zračenjaw RTkivni težinski faktorw T,AktivnostA [Bq]Izvor uili vantelaKermaK air [Gy]in airAps. dozaD T[Gy]U TKIVU iORGANUEkv.dozaH T[Sv]U TKIVU iORGANUEfektivnadozaE [Sv]U TELU

AktivnostBroj radioaktivnih raspada u jedinicivremenaSI jedinica: Bekerel (Becquerel)1 Bq = 1 s–1

KERMAAkronim za: Kinetic Energy Released per unit MAssOpisuje samo prenos energije ne vodeći računa šta sedogađa posle tog transferaNestohastička veličina primenjljiva na indirektnojonizujuče zračenje ( f, n)VELIČINA INA KOJA MOŽE E DA SE MERIJedinica: Džul po kilogramu [J/kg]Specijalni naziv: gray (Gy),1 Gy = 1 J/kg = 1 m2·s –2

CEMAAkronim: Converted Energy per unit MAssNestohastička fizička veličina primenjljiva za direktnojonizujuće zračenje (naelektrisane čestice, e, p)C = dE c/dmdE c- energija koju naelektrisana čestica izgubi u sudarima umaterijalu mase dmJedinica: Džul po kilogramuSpecijalni naziv: gray (Gy),1 Gy = 1 J/kg[J/kg]

Apsorbovana doza (D)Za razliku od kerme koja se definiše za vazduh, D sedefiniše za sve materijaledε -srednja energija predata materijiMase dmD se MOŽE E meriti i realizovati etalonomSI jedinica: Gray (Gy)

Ekvivalent doze (H T )(Ekvivalentna doza)Uzima u obzir biološke efekte različitihkvaliteta zračenjaRadijacioni težinski ( W R )1-20Usrednjena vrednost apsorbovane doze utkivu (D)H T =W R xDU mešovitom polju: H T= Σ Rw RD T,RSI jedinica: Sievert (Sv)

Veličine izvedene iz ekvivalentne dozeLična dubinska ekvivalentna doza H p(10):Ekvivalentna doza umekom tkivu na dubini od 10 mm ispod određene tačke na telu..Lična površinska ekvivalentna doza H p(0,07): Ekvivalentnadoza u mekom tkivu na dubini od 0,07 mm ispod određene tačke na teluAmbijentna ekvivalentna doza H * (10):Ekvivalentna doza u tačkipolja zračenja u ICRU sferi na dubini 10 mm.ICRU sfera: Sfera prečnika 30 cm gustine 1 g/cm 3Sastav: 76,2 % O + 11,1 % C + 10,1 % H+ 2,6 % N(sastav ekvivalentan mekom tkivu).

Efektivtivna doza (E)Parametar koji se odnosi na rizik, uzima u obzirrelativnu radioosetljivost svakog organa i tkiva:Zbir proizvoda ekvivalentne doze, H T, u tkivu ili organu T i tkivnogtežinskog faktora, w T, po svim izloženim tkivima/organima tela,a u zavisnosti od kvaliteta zračenja R izražava se:E = Σ Tw TH T= Σ Tw TΣ Rw RD T,RD T,R=apsorbovana doza jonizujućeg zračenja kvaliteta R u tkivu TH T=ekvivalentnadozatkivailiorganaTw T=tkivni težinski faktor za tkivo ili organ Tw R=radijacioni težinski faktor za kvalitet zračenja RMerna jedinica: Sivert (Sv): 1 Sv = 1 J/kg

Tkivni težinskifaktor (w ) TBezdimenzionalni faktor:uzima u obzir različite osetljivosti pojedinih organai tkiva na indukciju stohastičkih efekata dejstva jonizujućih zračenja(koristi se u zaštiti od zračenja)Tkivo ili organΣ w T=1w TJajnici ili semenici (gonade) 0,20Crvenakostnasrž, debelo crevo, pluća 0,12Mokraćna bešika, dojke, jetra, štitna žljezda jednjak 0,05Koža, kosti 0,01Ostalo (nadbubrežne žlezde, mozak, ekstratorokalna regija,tanko crevo, bubrezi, mišićno tkivo, pankreas,slezina,timus i materica 0,05

Efektivna doza se NE MOŽE MERITI, ali seMOŽE PROCENITISI jedinica: Sievert (Sv)

Veličine izvedene iz efektivne dozeKolektivna efektivna doza(S)Ukupna doza zračenja kojoj je izložena populacija∑S = E .iE i :srednja efektivna doza u i-toj podgrupi populacijeN i : broj pojedinaca u i-toj podgrupiJedinica: čovek-sivert (man.Sv)Vezana efektivna doza E 50 (t)Efektivna doza akumulirana u periodu od 50 godina odjednokratnog unošenja radionuklida u teloiNi

GRANICE DOZAOperacionalne granice koje se definišu prekoefektivne i ekvivalentne dozeGranica efektivne doze: ZBIR spoljašnjeg i očekivanogunutrašnjeg izlaganja u definisanom vremenskom perioduZa profesionalno izložena lica: 20 mSv godišnje(prosečna vrednost za period od 5 uzastopnih godina, imaksimalna godišnja od 50 mSv)Za stanovništvo: 1 mSv godišnje

Godišnje granice ekv. doze za pojedineorganeOrgan Profesionalci StanovništvoOčno sočivo 150 mSv 15 mSvKoža (1 cm 2 )Delovi ekstremiteta(šaka, podlaktice,stopala i gležnjevi)500 mSv 50 mSv500 mSv

Efektivna doza kao rezultat nekihdelatnosti• Prosečan let avionom: 0,05 mSv• Prosečan rentgenski snimak: 3 mSv• PET pregled sa FDG: 10 mSv• Prosečan pregled CT skenerom: 18 mSv• Dozvoljena godišnja doza za profesionalno izloženalica: 20 mSv• Pregled tiroidne žlezde sa 131 J: 280 mSv (samotiroidna žlezda)• Terapija kancera tiroidne žlezde sa 131 J: 180 Sv(samo tiroidna žlezda)

1. Biološki efekti2. Rizik i procena rizika3. Generalni principi zaštite od zračenja4. Veličine uvedene za potrebe zaštite odzračenja5. Granice doza6. Zakonska regulativa7. Međunarodna regulativa8. Incident/akcident

Nosioci zaštite od zračenja

Zakonska regulativa SrbijeZakon o zaštiti od jonizujućih zračenja SRJ("Službeni list SRJ", br. 46/96) NOVI ZAKON ?Zakon o metrologiji("Službeni list SCG", br. 44/2005)Zakon o standardizaciji("Službeni list SCG", br. 44/2005)Zakon o akreditaciji("Službeni list SCG", br. 44/2005)

Podzakonska regulativa4 ODLUKE i 7 PRAVILNIKA + 4 NS- obrazovni i zdravstveni uslovi za rad sa izvorima j.z.- evidencije lica i izvora zračenja- kontrola izvora zračenja- monitoring- uslovi za ovlašćivanje- granice izlaganja- uslovi prometa i korišćenja izvora zračenja- kontaminacija i dekontaminacija-RAO+ 4 iz nuklearne sigurnosti

Međunarodna regulativa u zzNevladineICRPPrincipiPreporukeVladineUNSCEARefektiIAEAstandardi

Međunarodna regulativa -IAEA

Međunarodna regulativa -IAEA

Međunarodna regulativa -IAEA

Međunarodna regulativa -EU1. 96/29/EURATOM: Osnovnistandard (OJ L-159 of 29/06/96)2. 97/43/EURATOM: Zaštita odjonizujućih zračenja u medicini