Etilena`s Site

Източници на облъчване на човека. Биологично действие на йонизиращите лъчения

Понятия

• Йонизираща радиация – поток от заредени електронеутрални частици и фотони, които могат да йонизират веществата, през които преминават
• Йонизация – процесът на образуване на йони от електронеутрални атоми или йони чрез освобождаване на електрони от електронната обвивка на атома
• Вещество = атом (протони + неутрони) + електрони
• A = атомен номер; Z= масово число
• Изотопи – вещества с еднакъв атомен номер и различно масово число
• Директно йонизираща радиация – всички електрически зарадени частици – електрони, позитрони, протони, алфа и бета лъчи
• Линейна йонизация
  • мярка за йонизираща способност
  • отношението на броя на йонните двойки, създавани от частицата по продължение на опредлена дължина от нейния път и дължината на този път
• Пробег във веществото – пътят изминат от частицата във веществото до нейното спиране
  • алфа – къс, около 2,5-11 см
  • бета – зависи от тяхната енергия
• Линейно предаване на енергия (ЛПЕ)- предаването на енергия от заредена частица на единица дължина от пътя и в определена клетъчна структура
• Индиректно йонизиращи лъчения – всички електронеутрални лъчения (фотонни, рентгенови, гама-лъчи, неутрони)
  • взаимодействат с веществото и трансформират енергията си чрез
    • фотоелектрично поглъщане – енергията на фотона се предава на един електрон от атомната обвивка
    • комптънов ефект – енергията от фотона се поделя между електрон от веществото и разсеян фотон с по-ниска енергия от тази на падащия (резсейване)
    • образуване на двойка електрон – позитрон (при енергия над 1022 кеV- килоелектронволта)
• Интензитетът намалява при разсейване във вакуум и при взаимодействие с веществото. Коефициент на полуотслабване (въздух – пренебрежитено малък, но на Pb е голям), за да се избере подходящ материал и неговата дължина се пресмята  кратност на отлабване
• Неутрони – йонизират подобно на фотоните чрез вторично заредните частици, които се създават във веществото
  • бавни – 0-1 кеV
  • междинни – 1-0.5 МкеV
  • бързи и свръхбързи – над 0,5 М кеV

Величини и единици в радиационната защита

• Радиационни ефекти – промените във веществото, след взаимодействие с йонизиращите лъчения
• Погълната доза D
  
  • основна дозиметрична единица
  • средна предадена енергия от онизиращото лъчение в елементарен обем от облъчваното в-во / масата на този обем
  • измерва се в Gy (грей)= 1 J/1 kg; старата е Rad= 0,01Gy
• Експозиция X
  
  • сумата от ел. заряди на вс. йони с еднакъв знак, получени при опр. условия в малък обем въздух, при облъчване с рентгенови и гама лъчи / масата на този обем
  • измерва се в С.кг -1 ( кулон на килограм) или R (рентген) = 2.58.10-4 С.кг -1
• Мощност на дозата
  
  • отношение на нарастването на дозата за малък интервал от време и големината на този интервал
  • Gy за секунда – Gy.s -1
• Органна (тъканна доза) DT
  
  • средната предадена енергия от лъчението на органа (тъканта) / неговата маса
• Радиационен тегловен фактор = фактор WR  – отразява вида и енергията на йонизиращото лъчение
• Еквивалентна доза H
  
  • тъканната DT x WR , като при различни лъчения дозата им се сумира
  • отразява ефектите от различните лъчения
  • измерва се в Sv (сиверт) = погълната доза в Gy
• Радиационен риск= до 200 mSv е свързан възможни късни стохастични ефекти
• Ефективна доза Е
  • оценява хетерогенно облъчване, сумата от DT x WR на отделните лъчения
  • отразява приноса на всеки облъчен орган в радиационният риск за цялото тяло
  • Sv
  • ставнява се риска между различните видове облъчвания – външно и вътрешно
• Тъканен тегловен фактор WT
  • относителния принос на отделен орган или тъкан в общото лъчево увреждане
  • измерва се в Sv
• Колективна ефективна доза S
  • обществената вреда при облъчване на определена група от населението
  • сумата от индивидуалните ефективни дози

Източници

• Природни = космични + естесвени радионуклиди
  • Космично лъчение- мощноста на еквалентната доза зависи от височина и географска ширина, нормиране на получената по време на самолетен полет радиация. Бива:
    Първично и Вторично – при взаимодействието на първичното с атомите и молекулите на земната атмосфера (неутрони, протони, пиони, леки ядра)
  • Естесвени радионуклидив земната кора – източници на външно и вътрешно облъчване
    • Външно – уран, торий, калий, за БГ- средно 70 nGy.h-1
    • Радионуклиди в строителни материали, при сгради от камък и тухли дозата превишава тази на открито
    • Вътрешно ( p.o и p.inh.) – радон, торон, най-голямо значение имат кратко живеещите. Над 90% облъчването става в затворени помещения
      • зависи от състава на почвата под зградата, строителните материали и обмена на въздух в помещението, от състава на природния газ и водата, от самото помещение
    • По нови наредби мощноста на еквивалентната доза гама-лъчение да е < 0,2µSv.h -1,
• Антропогенни
  • Изгаряне на каменни въглища – ТЕЦ,  7% постъпват инхалаторно
  • Изгаряне на нефт и природен газ
  • Фосфатни руди – торове за селско стопанство
  • Отпадъци от различни производства
  • Тютюнопушене – полоний,
  • Надфондово (техногенно)
    • опити с ядрено оръжие (локални и глобални отлагания)
    • обединен уран след Войната на Персийския залив
    • ядрена енергетика – АЕЦ „Козлодуй – изгаряне на урана в ядрения реактор и закопаването на радиоактивни отпадъци, ядрени аварий и ициденти
    • Международна скала за ядрени събития (INES):
      • 0 = отклонения
      • 1-3 = инциденти
      • 4-7= аварии
      • при >2- докладва се в NEWS ( Nuclear Event Web- based System)
      • 26.04.1986г – AEЦ „Чернобил”
  • Облъчване с медицински цели: рентген, нуклеарна, лъчелечение – по директива на EU- EURATOM
  • Професионално облъчване: персонал, в среда с по-голямо облъчване, отколкото средното за популацията – ядрена енегретика, медицина

Биологично действие

• нищо, промяна, изменеие, увреда (да има КК) и щета
• вреда = комплексно понятие за вероятност, тежест, време за поява
• „оценка на риска” и „ допълнителен риск”
• Етапи на остро облъчване
  1. физични процеси на предаване на енергия – кратък 10 -13 сек
  2. химични процеси, последващи йонозацията (ДНК разкъсване, белтък) – 10 -10 сек
  3. биохимични процеси – секунди до часове (рапарация на генно, клетъчно и субклетъчно ниво) – транслокация, делеция, инверсия
  4. клинично наблюдаеми увреждания на организма – биологични процеси (митотична смърт и клетъчни мутации)
• Лъчечувствителност на тъканите
  • пропорционална на репродуктивна активност
  • обратнопропорционална на тяхната степен на диференциация
• Последствия
  • обратими и необратими, соматични и генетични, ранни и късни
  • зависят от
    • вида и големината на лъчението
    • погълната  доза
    • кратност на облъчването
    • индивидуална лъчечувствителност
    • фактори на околна среда
• Клинични ефекти
  • при облъчване с доза над определен праг (3,5-6 Sv траен стерилитет – тестиси)
  • Остър лъчев синдром
    • след общо целотелесно облъчване с прагова доза 1 Sv
    • 1-3 Sv – възможен е благоприятен изход ако се предприеме – кръвопреливане, костно-мозъчна трансплантация, медикаменти
    • 3-5 Sv – над 50% смъртност за 60 дни
    • 5-15 Sv – смърт за 10-20 дни
    • повече от 15 Sv- смърт за 1-2-дни
  • Стохастични ефекти
    • няма прагова доза, късни ефекти, след дълъг латентен период (20г.)
    • лъчева концерогенеза – левкемия, рак на гърдата, щитовидната жлеза ,белия дроб
    • наследявани (генетични мутации)
  • Радиобиологични ефекти от облъчване in utero
    • предимплантацинни и имплантационни
    • нарушаване на емриогенезата
    • умствено изоставане при облъчване 8-25 г.с.
    • потискане на растежа и мутации при над 100Gy
• Радиационен риск
  • вероятността за очаквана вреда от въздействието на йонизиращи лъчения върху биологичния ефект и популацията
  • хипотези: линейна зависимост, линейно-квадратична зависимост, степенна функция
  • МКПЗ 1990- да се представя произведение от номинални коефициенти на вероятност за стохастични ефекти и ефективната доза

Радиационна защита

Определение

Комплексът от знания и действия, предназначени да защитят отделния човек и човешката популация от вредното действие на йонизиращите лъчения. Тя е интердисциплинарна. Медицинските аспекти целят установяване и оценка на действието им върху човека.

Нормативна  база

• Международна комисия по радиологична защита (МКРЗ, ICRP) -1863г- “Основни норми за безопасност”
• Научен комитет по действие на атомна радиация (НКДАР)
• СЗО (WHO) Международна организация по труда ( МОТ, ILO)
• Oрганизация на прехраната и земеделието (ФАО, FAO)

Принципи

• да се осигури изключването на детерминирани радиационни ефекти и да се намали вероятността за стохастични
• Категории: професионално, медицинско и на населението
• І принцип – обосноваване на практическа дейност (да се компенсира вредата от облъчването с някаква полза)
• ІІ принцип – оптимизация на радиационната защита ALARA
• ІІІ принцип – установяване на границите на дозите на облъчване – номиране – референтни нива на облъчване

Методи

• запознаване с характеристиката на източника
  • енергия
  • количествени и качествени характеристики (рентгеновите апарати – източник само ако са включени, а тези за телегаматерапи я- и в неработещо състояния
• създаване условия за безопасна работа
  • външно и вътрешно
  • при открити източници – да има ЛПС ( облеко, обувки)
  • лична хигиена (за ръце, коса, да не се храниш или пушиш)
  • дезактивация (миещи средства)
  • при закрити източници
    • намаляване на продължителността и мощността
    • увеличаване разстоянието
    • екраниране (престилки, яки, прегради)
• дозиметричен контрол – индивидуални дозиметри, контрол на работно място
• медицински коннтрол – в началото, периодичен + диспансеризация

Национална система за радиационна защита в БГ

• Закон за безопасно използване на ядрената енергия от 2002г
• Основни граници на дозата
  • за 16-17 годишни е по-ниска 6mSv
  • 15 mSv за населението за годишна ефективна доза
  • 50 mSv за очната леща
  • 150 mSv за кожата
  • 150 mSv за дланите

—