Część druga: promieniowanie, jednostki, bezpieczeństwo

Charakterystyka materiałów nuklearnych i radioaktywnych, zagadnienia dotyczące zdrowia i bezpieczeństwa w obecności materiałów radioaktywnych Część druga: promieniowanie, jednostki, bezpieczeństwo

Część druga: promieniowanie, jednostki, bezpieczeństwo Zarys Jednostki: bekerel,grej, siwert (nowe) Jednostki: kiur, rad, rem (stare) Efekty, ryzyko, skażenie ALARA

Dawne jednostki promieniowania Aktywność: 1 kiur (1Ci) = 37 GBq (~ 1g Ra) 1 mCi = 37 MBq, 1 µCi = 37 kBq 1 Bq = 27 pCi

Jednostki promieniowania • Czym jest bekerel (Bq)? • Jednostką radioaktywności. • 1 Bq = 1 rozpad atomowy na sekundę. • 60 bekerelijest przeciętną ilością naturalnego potasu-40 (K-40) na każdy kg człowieka, tj. ilość K-40 w każdym kilogramie ciała jest taka, że 60 atomów potasurozpada sięw każdej sekundzie.

Jednostki promieniowania: grej i siwert • Aspekt fizyczny: dawka pochłonięta mierzona jest w grejach, 1 Gy jest ilością energii promieniowaniarówną 1 dżul (1 J) pochłoniętą w 1 kg materii (1 J/kg) Uwaga: definicja dżula - 1 J = energia potrzebna do podniesienia ciężaru 9,8 kg na wysokość 1m. 2. Aspekt biologiczny: Równoważnik dawkimierzony w siwertach, (Sv) lubdawka równoważnadefiniują to samo jakodawkę pochłoniętą (J/kg) , lecz zależne są od tkanki biologicznej w której dawka została pochłoniętaoraz od rodzaju promieniowania (alfa, beta, gamma, neutrony).

Jednostki promieniowania... • Czym jest milisiwert (mSv)? • Jednostką dawki promieniowania związaną z energią zaabsorbowaną w ciele. • 1 mSv to mniej niż połowa przeciętnej rocznej dawki promieniowania ze źródeł naturalnych, 10-krotność dawki promieniowania z pojedynczego prześwietlenia klatki piersiowej. • (1 millisiwert = 1/1000 siwerta = 1000 mikrosiwertów)

Dawniejsze jednostki promieniowania Dawka: 1 rem = 10 mSv = 0,01 Sv 1mrem = 10 mikrosiwertów (10 µSv) 1 mSv = 100 mrem = 0,1 rem

Nie każde promieniowanie ma ten sam efekt biologiczny • Różne rodzaje promieniowania mają różne efekty biologiczne, zależne głównie od gęstości jonizacji • Odzwierciedleniem tego jest “relatywna efektywność biologiczna (RBE)”, a wskaźnik “Q” odniesiony do promieniowania, który pokazuje, jak bardzo jest efekt zwielokrotniony, jeśli działają nie  , lecz cięższe lub naładowane cząstki:

Największy udział w naszej dawce ma naturalne promieniowanie tła (mSv /rok)

Sztuczne źródła promieniowania zawarte w dawce (przeciętnie w mSv / rok)

Dawka promieniowania związana z zawodem Roczne dawki zawodowe dla różnych stanowisk: (przeciętniew mSv/rok)

Biologiczne efekty promieniowania • Ludzkie ciało składa się głównie z wody. • Jeśli w cząsteczki wody uderzy promieniowanie jonizujące, mogą pękać wiązania chemiczne i tworzyć się wolne rodniki. Mogą one uszkadzać lub zabijać komórki. • Jeśli niezbyt wiele komórek zginie, mogą one łatwo być zastąpione.

Biologiczne efekty promieniowania Jeśli zbyt wiele komórek zginie, organ lub cały organizm umiera. • Jeśli komórki są uszkodzone lecz nie zabite, organizm może próbować je naprawić, korzystając z DNA jako wzorca • Naprawy mogą być prawidłowe lub błędne.

Biologiczne efekty promieniowania • Jeśli naprawa jest błędna, komórka może przeżyć, lecz jej biologiczny program może ulec zmianie (“Mutacja”) • Może to w ostateczności być przyczyną raka

Biologiczne efekty promieniowania Są dwa rodzaje efektów Efekty ostre: • Dawka > 1 Sv: zmiany we krwi, oparzenia, choroba popromienna (więcej komórek zostało zabitych, niż może być naprawionych). Im większa dawka, tym silniejszy efekt! Efekty ostre mogą wystąpić jedynie, gdy dawka jest powyżej progu ~ 1 Sv!

Biologiczne efekty promieniowania Dwa rodzaje efektów Efekty ostre:

Biologiczne efekty promieniowania • Dwa rodzaje efektów • Efekty opóźnione: • Rak, białaczka; jeśli komórki przeżyły lecz zmutowały (przez nieudaną naprawę). Nie ma tutaj progu! • Im większa dawka, tym większe prawdopodobieństwo („statystyka”).

Biologiczne efekty promieniowania Dwa rodzaje efektów Efekty opóźnione: Jeśli mutacja wystąpi w komórkach rozrodczych (gonady) efekty mogą być oddziedziczone przez następne pokolenia (“efekty genetyczne”) Efekty rozwijają się wiele lat po ekspozycji na promieniowanie

Perspektywa ryzyka Relatywne ryzyko śmierci z prawdopodobieństwem 1 do miliona: • Wypalenie 1,4 papierosa (rak płuc) • Spożycie 40 łyżek masła orzechowego (cholesterol) • Spożycie 100 steków grillowanych na węglu drzewnym (rak) • Spędzenie 2 dni w Nowym Jorku (zanieczyszczenie powietrza)

Perspektywa ryzyka • Relatywne ryzyko śmierci z prawdopodobieństwem • 1 do miliona: • Przejechanie 65 km samochodem (wypadek) • Przelecenie 4000 km samolotem (wypadek) • Spływ łodzią canoe przez 6 minutes (utonięcie) • Pochłonięcie dawki promieniowania ~ 0,1 mSv

Limity ekspozycji rocznej • Ogólny dla ludności: 1 mSv / rok • Pracownicy przemysłu jądrowego: 20 mSv / rok

Limity ekspozycji rocznej • Dawka 1mSv/rokodpowiada ryzyku śmierci na rakaspowodowanego napromieniowaniemw wysokości ~50 zgonówna milion ludzi (5% na Sv). Jest to 1/10 przeciętnego rocznego ryzyka śmierci w wypadku przy pracy dla rolników, pracowników budowlanych, górników lub kierowców ciężarówek Przeciętne ryzyko śmierci na raka bez napromieniowania wynosi około 20% (~ 200.000 zgonówna milion)

Ekspozycja a skażenie Jesteś eksponowany(-na), jeśli znajdujesz się w pobliżu źródła. Im dłużej tam pozostajesz, im bliżej się znajdujesz, tym większa jest twoja pochłonięta dawka promieniowania. Nie staniesz się od tego radioaktywny(-na).

Ekspozycja a skażenie • Jeśli radioaktywny materiał znajdzie się na tobie lub co gorsza wewnątrz ciebie, jesteś skażony (-na), praktycznie jesteś chodzącym źródłem promieniowania. • Wchłonięcie materiału radioaktywnego następuje przez wdychanie i/lub spożycie

Być może niewielkie jest ryzyko ekspozycji na niewielkie promieniowanie: Powinieneś (powinnaś) zawszeprzestrzegać “ALARA” AS LOW AS REASONABLY ACHIEVABLE (tak niewiele, jak to jest rozsądnie osiągalne)

Zasady ekspozycji ALARA • Są trzy podstawowe zasady dla zachowania niskiej ekspozycji: • Czas:redukcja czasu ekspozycji • Dystans: zwiększenie dystansu od źródła • Osłona:stosowanie osłon

Pytania

Część druga: promieniowanie, jednostki, bezpieczeństwo