Alapfokú sugárvédelmi ismeretek
-1-
Bevezetés Az ionizáló sugárzás felhasználása a XIX. század végi felfedezése óta egyre nagyobb teret hódít magának az egészségügy, az ipar, a mezőgazdaság, a tudományos kutatás területein. Az atomenergia alkalmazása magába foglalja az egészségkárosodás, a baleset lehetőségét. Ezek kockázatát ésszerűen csökkentenünk kell. Ezért a veszélyek jellegére és az ellenük való védekezés lehetőségeire ki kell oktatni a munkavállalót. Az általános munkavédelmet ki kell egészíteni sugárvédelemmel. Meg kell tanulnunk, hogyan lehet a sugárzás okozta kockázatokat az ésszerűen elérhető legalacsonyabb szinten tartani, hogyan lehet sugárveszélyes területen elvégezni a munkánkat úgy, hogy közben a sugárzás okozta károsodást elkerüljük. Erről szól a sugárvédelem tantárgy, azaz azt tanuljuk meg, hogy hogyan védekezzünk egy számunkra érzékszerveinkkel nem érzékelhető veszélyforrás ellen. A következőkben szeretném elérni, hogy egy általános kép alakuljon ki bennünk a sugárzás fizikai, biológiai hatásairól, e hatások veszélyeiről, a veszélyek elhárítására érdekében hozott főbb jogszabályi rendelkezésekről, illetve a védekezés módszereiről.
Az ionizáló sugárzás fizikai alapjai Atomszerkezeti alapfogalmak Ahhoz, hogy az ionizáló sugárzás ártalmait, illetve az ellene történő védekezés módszereit megismerjük szükséges ismernünk a keletkezésének atomszerkezeti eredetét. Ha a körülöttünk lévő világot összefoglaló néven akarjuk illetni, azt mondjuk rá, hogy anyag. Ha ezt tovább akarjuk boncolni, akkor kémia tanulmányaink alapján a molekulákhoz jutunk. A molekulákat pedig atomok alkotják. Az atom görög eredetű szó magyarul oszthatatlant jelent, ugyanis az ókori görögök úgy gondolták, hogy ez a legkisebb alkotórész, amely tovább már nem bontható. Ma már tudjuk, hogy vannak az atomnak is alkotó részei, amelyeket ismernünk kell, ha a sugárzás okait, jellemzőit boncolgatjuk. Az atom két fő részből áll az atommagból, és a körülötte keringő elektronokból. Az atommagban találhatóak a pozitív töltésű protonok és a semleges töltésű neutronok. A protonokat és a neutronokat szokás összefoglaló néven nukleonoknak is nevezni. Az elektronok negatív töltésűek (1. ábra).
-2-
1. ábra Az elektronok meghatározott pályákon úgynevezett elektronhéjakon helyezkednek el a mag körül (2. ábra). Egy-egy héjon meghatározott számú és energiájú elektron lehet. Ha az atomban a protonok és az elektronok száma megegyezik akkor az atom semleges. Ha az elektronból több, vagy kevesebb van akkor negatív, illetve pozitív az atom töltése. Ilyenkor negatív illetve pozitív ionról beszélünk.
2. ábra
-3-
A következő táblázat összefoglalja az atom alkotóelemeinek néhány jellemző adatát: részecske
definíció
tömege (m)
elektron
negatív töltésű elemi részecske
proton neutron
–31
9,1·10
töltése (Q)
kg
–1,602·10-19 C
pozitív töltésű elemi részecske
1,673·10–27 kg
+1,602·10-19 C
semleges töltésű elemi részecske
1,675·10–27 kg
semleges
Egy atom tömege nagyrészt az atommagban összpontosul, míg a méretét a körülötte keringő elektronok adják. Meg kell ismerkednünk néhány alapvető fogalommal: Rendszám:
Az atommagban lévő protonok száma. Jele: Z. A rendszám meghatározza, hogy melyik elemről van szó. (pl.: a 92. rendszámú elem az urán)
Neutronszám: Az atommagban lévő neutronok száma. Jele: N. Tömegszám: Az atommagban lévő protonok és neutronok számának összege, azaz a nukleonok száma. Jele: A. Számítása: A=N+Z. Egy elem szokásos jelölése a következőképpen néz ki:
Például a 238-as tömegszámú urán szokásos jelölése a következő:
A tömegszám feltüntetésére azért van szükség, mert abból, hogy a rendszám 92 kiderül, hogy uránról van szó, de az uránnak létezik többféle tömegszámú változata is. Például 238-as, 235-ös, 234-es. A különböző tömegszámú változatok tulajdonságaikban is jelentős eltérést mutathatnak. Ezek alapján adódik, hogy szükséges különbséget tennünk egy elem különböző tömegszámú változatai között. Így egy újabb alapfogalomhoz jutunk. Izotóp:
Egy adott elem különböző tömegszámú változatai.
Az izotópokat két csoportra szokás bontani: stabil, és instabil izotópokra. A stabil izotópokkal sugárvédelmi szempontból nincs probléma. Az instabil izotópok stabil állapotba törekednek, ennek során radioaktív átalakulásokon mennek át, amelynek következtében sugárzást bocsátanak ki. Logikusan felvetődik, hogy mi okozza az instabilitást. A válasz az atommag alkotórészei között fellépő erők vizsgálatával kapjuk. Az atommagban fellépő erők: gravitációs erő (hatása gyakorlatilag elhanyagolható) coulomb erő magerő. A gravitációs erő bármely két test között fellépő vonzó erő, amelynek nagysága függ a testek tömegétől és a köztük lévő távolság négyzetétől. Az atommagon belül azt mondhatjuk, hogy egy viszonylag nagy hatótávolságú, de gyenge vonzást kifejtő erő.
-4-
A coulomb erő a töltéssel rendelkező testek között hat, az azonos töltések esetén taszít a különbözőek esetén, pedig vonz. Nagysága függ a két töltés nagyságától és a közöttük lévő távolság négyzetétől. Az atommagban a protonok közt erős taszító és viszonylag nagy hatótávolságú erő. A magerő bármely két szomszédos nukleon között fellépő kis hatótávolságú erős vonzó hatás. Stabil atommagban a fenti erők egymással egyensúlyban vannak. Ha az erők egyensúlya megbomlik, az atommag instabillá válik. Ilyenkor a mag szabadulni próbál a fölösleges energiától sugárzás kibocsátása révén és így kerül egy stabilabb állapotba. Ezt a folyamatot nevezzük radioaktivitásnak. Radioaktív bomlás: Az a spontán folyamat, amely során az instabil izotóp energia, részecske, vagy mindkettő kibocsátása során stabilabb állapotba kerül. A radioaktív bomlást nagysága alapján az aktivitással jellemezzük. Aktivitás: az egységnyi idő alatt végbement bomlások száma. Jele: A; mértékegysége: (1/s), másképp (1Bq) /becquerel/; számítása: A= bomlás/idő. Egy radioaktív izotópot az aktivitásával és a felezési idejével szoktunk jellemezni. Felezési idő: az az időtartam, amely alatt egy radioaktív anyag aktivitása a felére csökken. Egy radioaktív anyagot tekintve azt tapasztalhatjuk, hogy a radioaktív magok száma folyamatosan csökken. Azaz a kiindulási aktivitás folyamatosan csökken (az idő függvényében exponenciálisan). A 3. ábrán láthatjuk, hogy néhány felezési idő alatt hogyan csökken a radioaktív magok száma.
3.ábra
Radioaktív bomlások Mielőtt a bomlásokra rátérnénk meg kell ismernünk még két fogalmat: anyaelem és leányelem. Azt az instabil elemet, amely radioaktív bomlás során energiát vagy részecskét bocsát ki anyaelemnek nevezzük. A keletkező elemet szokás leányelemnek nevezni. A leányelem gyakran anyaelem lesz egy következő bomlás során.
-5-
-bomlás Az anyaelem egy hélium atommagot bocsát ki, amelynek a tömegszáma négy a rendszáma kettő, és kétszeres pozitív töltéssel rendelkezik. Ez a fajta átalakulás a nagy tömegszámú elemekre jellemző. Képlettel:
Az α-részecske az anyaggal háromféleképpen lép kölcsönhatásba. Kétszeres pozitív töltése miatt képes a közelébe kerülő atomok elektronjait a magtól távolabb eső, nagyobb energiájú pályákra kényszeríteni, ilyenkor gerjesztésről beszélünk. Amennyiben az elektronokat el is lopja, akkor mivel az eredeti atomból pozitív ion keletkezik, ionizációról beszélünk. Ritkábban az α-részecske az atommaggal is képes kölcsönhatásba lépni. Ilyenkor a mag az α-részecskét befogja, gerjesztett állapotba kerül, majd fölös energiájától megszabadul vagy egy újabb α-részecske kibocsátásával, vagy γ-sugárzás formájában. Az α-sugárzás jellemzője a nagy ionizáló hatás, és ebből következően a rövid hatótávolság. Levegőben néhány centiméter megtétele után elnyelődik. Az emberi szervezetre külső sugárforrásként igazából nem veszélyes, mert egy papírlapon, vagy a felső elhalt bőrrétegen elnyelődik. A védekezés elsősorban a szervezetbe kerülés megakadályozásából áll, hiszen ott a nagy ionizációs készsége folytán jelentős károsodást okozhat. A szervezetbe lenyelés, belégzés útján, néha bőrsérüléseken keresztül juthat. -bomlás A β-bomlásnak két fajtája van: a negatív és a pozitív. A negatívnál egy neutron protonná alakul azáltal, hogy kibocsát magából egy elektront. Ez az elektron mint β-részecske távozik a magból. Az átalakulás során az elem tömegszáma nem változik, csak a rendszám nő eggyel. Ez a fajta átalakulás a neutron felesleggel rendelkező elemekre jellemző. Képlettel:
A pozitív bomlásnál egy proton bocsát ki magából pozitront és így alakul neutronná. (A pozitron tulajdonságaiban azonos az elektronnal azzal a különbséggel, hogy pozitív a töltése.) A bomlás során a tömegszám változatlan, a rendszám eggyel csökken. Ez a fajta átalakulás a protonfelesleggel rendelkező elemekre jellemző. Képlettel:
-6-
A β-sugárzás mindkét változata ionizál. A pozitron rövid úton egy elektront szakít magának és azzal egyesülve energiává alakul ezt megsemmisülési sugárzásnak nevezzük. Az elektron az atomok között mozogva azok elektronjaival való véletlenszerű „ütközések” során annyi energiát ad át, amely elég ahhoz, hogy az atomból elektronok szakadjanak ki. Gyakran a β- -részecske (elektron) kevesebb energiát ad át az atom körül keringő elektronoknak, mint amennyi ahhoz kell, hogy azok kiszakadjanak, ilyenkor az atom gerjesztett állapotba kerül azáltal, hogy a többlet energiával rendelkező elektronja egy nagyobb energiájú külső elektronhéjra kerül. Ezt nevezzük gerjesztésnek. Ettől a többlet energiától aztán a gerjesztett elektron karakterisztikus röntgensugárzás formájában szabadul meg. Azért nevezik karakterisztikusnak, mert bármely két elektronpálya között pontosan tudjuk, mekkora az energia különbség, és a kibocsátott röntgensugárzás annyi energiát hordoz, amennyi a különbség a gerjesztett elektron két pályája között. A β- -részecske az atomok között mozogva folyamatosan fékeződik, és eközben amennyivel csökken az energiája, azt fékezési röntgensugárzás formájában bocsátja ki a környezetébe. Mindkét fajta röntgensugárzás elektromágneses sugárzás. A fékezési röntgen sugárzás energia tartalma nem határozható meg olyan pontosan, mint a karakterisztikusé. A β-sugárzás ionizációs készsége kisebb, mint az -sugárzásé. Ebből adódóan az áthatoló képessége nagyobb, levegőben energiától függően néhány centimétertől 10-15 méterig. A testszövetben néhány milliméter a hatótávolsága. Orvosi gyakorlatban terápiás és fájdalomcsillapítás céljából alkalmazzák. Jelentős kiemelnünk még itt a röntgensugárzás ipari jelentőségét is. Fontos tudnunk még azt is, hogy a reaktor hasadvány termékei is zömében bétasugárzó izotópok. A bétasugárzás elleni védekezés jellegzetes anyaga a plexi. Elektronbefogás Az atommag egy protonja egyesül egy elektronnal, melyet rendszerint a maghoz legközelebbi K elektronhéjról fog be és alakul neutronná. Az átalakulás során az elem tömegszáma nem változik, a rendszáma viszont eggyel csökken. A protonfelesleggel rendelkező elemek egyik átalakulási módja. Képlettel:
Ezen átalakulásnál sugárvédelmi szempontból az elektronoknak a megüresedett héjra történő beugrása közben kibocsátott röntgensugárzásának van jelentősége. -sugárzás Az instabil mag fölös energiájától elektromágneses sugárzás formájában szabadul meg, ezt gammasugárzásnak nevezzük. A gammasugárzás nagyon hasonló a röntgensugárzáshoz, csak egyrészt nagyobb az energiája, másrészt az atommagban keletkezik, míg a röntgensugárzás az elektronhéjakon, vagy még kijjebb. A gammasugárzás energiájától függően a következő négyféle kölcsönhatásra képes az anyaggal. Fotoeffektus: a kis energiájú gammasugárzás az atom belső elektronhéján keringő elektronnak adja át az energiáját, és ezáltal megszűnik. Az energiát kapó elektron kiszakad az atommag vonzásából és távozik, így egy pozitív ion marad hátra. Compton-szórás: a közepes energiájú gammasugárzás a külső elektronhéjon lévő lazán kötött elektronoknak adja át energiájának egy részét. A kölcsönhatás következményeként egyrészt az
-7-
elektron kiszakad az atomból, másrészt létrejön egy „szóródott” gammasugárzás, melynek az energiája kisebb, és az iránya is más, mint az érkezőé volt. Párkeltés: a nagy energiával rendelkező gamma részecskék az atommagok közelében egy elektron és pozitron párrá alakulnak. Az atommag nem vesz részt az átalakulásban, csak katalizálja azt. Magfotoeffektus: nagyon nagy energiával rendelkező gammasugárzás az atommagban hal el. Energiájával gerjeszti a magot, aminek következménye neutron, vagy ritkább esetben proton kibocsátás. A röntgen és a gammasugárzás elleni védelemre ólmot szoktunk használni.
4. ábra Neutron-sugárzás A magból egy neutron távozik, ezáltal a tömegszám eggyel csökken. Ez a fajta átalakulás a neutron felesleggel rendelkező atommagok egyik átalakulási lehetősége. Ennél a fajta átalakulásnál ugyanaz az elem marad, csak egy másik izotópja. A neutron kibocsátás a középnehéz magokra jellemző. Képlettel:
Mivel a neutron semleges, ezért az atomok töltött magja nincs rá hatással, így az ütközés a jellegzetes kölcsönhatása. A neutron elsősorban a maggal lép reakcióba. Onnan vagy lepattan és ekkor beszélünk szórásról, vagy befogódik és ezt abszorpciónak nevezzük. A szórás rugalmas, ha a távozó neutron mozgási energiája és a mag mozgási energiájának összege ugyanannyi, mint a beérkező neutroné. Rugalmatlan, ha az energiája egy része a mag gerjesztésére fordítódik. Az abszorpció háromféle lehet. Sugárzásos befogás esetén a neutron elnyelődik a magban, mely ezáltal gerjesztett állapotba kerül, és a fölös energiájától gammasugárzás formájában szabadul meg. Részecske kibocsátás esetén az elnyelődő neutron rendelkezik akkora energiával, amekkora elegendő ahhoz, hogy a magból részecske váljon ki. Ez általában alfarész. Ilyenkor rendszerint gammasugárzás is követi a részecskekiválást. -8-
Hasadáskor a mag két részre szakad, a részek nagy energiával távoznak. Hasadáskor mindig keletkezik 2-3 újabb neutron, és gammasugárzás. Neutronsugárzás ellen paraffinnal, bórral védekezünk. Összefoglalásként az 5. ábra szemlélteti az ionizáló sugárzások elnyelődését és áthatoló képességét.
5. ábra
Dózisfogalmak és egységeik Dózis: egy adott térfogatelembe besugárzott energia és a térfogatelem tömegének a hányadosa. Jele: D; számítása: D=E/m; mértékegysége: ( 1 J/kg ) vagy (1 Gy ) gray Dózisteljesítmény: az egységnyi idő alatt elnyelt dózis. Jele: D*; számítása: D* = D/t; mértékegysége: ( 1Gy/s); a gyakorlatban gyakran előfordul az: (1μSv/h) A dózissal fejezhetjük ki a sugárzás hatására elnyelt energia nagyságát, amitől a szövetet, szervet ért károsodás mértéke függ. A besugárzott személy testében elnyelt energia mennyisége egyik alapja a szervezetet ért káros hatás megbecsülésének. Az élő szervezet károsodásának mértéke nemcsak az elnyelt energiától függ. Már a sugárzások fizikai jellemzőinek tárgyalásakor is tapasztaltuk, hogy a különböző sugárzások különbözőképpen lépnek kölcsönhatásba környezetükkel. Tehát ha a hatás súlyosságát akarom vizsgálni, akkor nem elég azt tudnom mennyi energiát ad át a szervezetnek a sugárzás, hanem azt is tudnom kell milyen fajta a sugárzás. Ha figyelembe veszem a sugárzás fajtáját is, akkor már egyenérték dózisról beszélek. Egyenérték dózis: az egyes szövetek, szervek besugárzása esetén a sugárzásra jellemző súlytényezővel (wR) korrigált dózis. Jele: HT,R; számítása: HT,R = wR · D; mértékegysége: (1 Sv) sievert. Az következő táblázat tartalmazza a sugárzásokra jellemző súlytényezőket.
A sugárzás típusa Fotonok
-9-
energiatartomány a
Sugárzási súlytényező wR
teljes energiatartomány
1
Elektronok és müonok
Neutronok Protonok(kivéve: visszalökött) Alfa-részecskék, hasadási töredékek, nehéz magok
teljes energiatartomány <10keV 10keV-100keV >100keV-2MeV >2MeV-20MeV >20MeV >2MeV
5 10 20 10 5 5
–
20
1
Az egyenérték dózisban már figyelembe vettük az energiát és a sugárzás típusát, de a különböző szövetek érzékenysége is eltérő. Ezért logikusan adódik, hogy szükséges egy súlytényező (wT), mely figyelembe veszi a különböző szövetek eltérő érzékenységét a sugárzással szemben. Az alábbi táblázat tartalmazza a szövetekre jellemző súlytényezőket: testszövet vagy szerv
súlytényező (WT)
ivarszervek
0,20
csontvelő (vörös)
0,12
vastagbél
0,12
tüdő
0,12
gyomor
0,12
hólyag
0,05
emlő
0,05
máj
0,05
nyelőcső
0,05
pajzsmirigy
0,05
bőr
0,01
csontfelszín
0,01
maradék
0,05
Effektív dózis: az adott szövetekre vonatkozó egyenérték dózisokat korrigáljuk a rájuk vonatkozó szöveti súlytényezőkkel, majd a kapott értékeket összegezzük a teljes szervezetre vonatkozóan. Jele: E; számítása: E = ∑ wT·HT,R = ∑ wT · wR · D; mértékegysége: ( 1Sv ) sievert.
A sugárzás biológiai hatásai Az ionizáló sugárzás hatása az élő anyagra A röntgensugárzás 1895-ös felfedezése után a kutatás elsősorban a sugárzás fizikai tulajdonságainak megismerésére, és az alkalmazás lehetőségeinek feltárására törekedett. A sugárzás biológiai hatásai ismeretének bővülése során a sugárzás káros nem kívánt hatásainak vizsgálata egyre fontosabbá vált. Ezek az ismeretek lassan egy új tudományág kialakításához, a sugárvédelem alapjainak megteremtéséhez járultak hozzá.
- 10 -
Bőrön létrejövő külső elváltozásokat írták le, röntgensugárzást alkalmazó orvosok kezén, vérképzőszervi megbetegedések, rosszindulatú daganatos megbetegedések sorozatos előfordulását észlelték a sugárzó anyagokkal foglalkozó embereknél. Ennek hatására gyorsult fel a biológiai hatások kutatása. Baktériumokon, állatokon és szövetkultúrákon folytak a kísérletek. Első jelentősebb tapasztalatok között volt, hogy a besugárzott nyulakban a hím ivarsejtek képződése leállt, a sejtekben rendellenes osztódások jelentek meg. Ma már részletesen ismerjük sugárzásnak az élő szövetekben kifejtett hatását, hatásmechanizmusát. Ismereteink lehetővé teszik, hogy befolyásolni tudjuk szervezet sugárérzékenységét csökkenő, illetve a növekvő irányban. Ez cél lehet például daganatok kezelésénél. A vérsejtek vizsgálatából bizonyos dózishatárok között következtetni tudunk a sugárbalesetet szenvedett emberek dózisára.
Az ionizáló sugárzás hatásmechanizmusának négy szakasza Az ionizáló sugárzás hatásmechanizmusa szempontjából a folyamat négy szakaszra osztható: fizikai, kémiai, kémiai-biokémiai, biológiai. A fizikai fázis 10-15 másodpercig tart, ezalatt az atomok gerjesztett állapotba kerülnek. A kémiai fázis tart 10-15 -10-11 másodpercig és ezalatt szabadgyökök keletkeznek, illetve reakciók jönnek létre az ép sejtekkel. A kémiai-biokémiai fázis 10-11-10-3 másodpercig és ekkor a sejtekben biokémiai folyamatok, enzim, anyagcsere változások zajlanak. A biológiai szakasz az előző szakasz végétől kezdődik és hatása alapján percektől akár évekig is tarthat. Ebben a szakaszban zajlik a sejtosztódás károsodása, alakulnak ki sejt és szöveti változások. Ebben a szakaszban jelentkeznek a bőrtünetek, idegrendszer, gyomor-béltraktus változásai, vérképző rendszer károsodása.
A sugárzás hatását módosító tényezők A sugárzás hatását módosító tényezőket három nagy csoportba szoktuk összeszedni. Az első csoportban a fizikai tényezők szerepelnek. Ezeket viszonylag részletesen tárgyaltuk a korábbiakban, például a sugárzás fajtája, vagy a dózisteljesítmény ilyen tényező. Ugyanakkor ide tartozik még a hőmérséklet is. Azaz a normál testhőmérséklet felett a sejtek érzékenysége a sugárzással szemben megnő. Ezt elsősorban a különböző sugárterápiák hatékonyságának fokozása érdekében szokták kihasználni. Szintén ide soroljuk az úgynevezett dózisfrakcionálást is, ami azt jelenti, hogy ha ugyanakkora dózist több kisebb adagban szenved el a szervezet, akkor annak károsodása kisebb lesz, mintha egy adagban folyamatosan szenvedné el. A második csoportban a kémiai tényezők szerepelnek. A legjelentősebb tényező ebben a csoportban az oxigén. Oxigén jelenlétében a sejtek sugárérzékenysége jelentősen nő, mivel ha az oxigén jelen van az ionizáció során, akkor több és többféle szabad gyök keletkezik. Vannak a sugárzás káros hatását csökkentő anyagok is. Ide sorolhatók az úgynevezett szabadgyök-fogók, melyek a vízből (testünk jelentős része víz) létrejövő szabadgyököket kötik meg. Jellegzetes szabadgyök-fogók az etil- és izopropil alkohol, valamint néhány enzim például a kataláz. Hasonló hatást fejtenek ki az antioxidánsok, melyek csökkentik a nagy reagálóképességű gyökök mennyiségét. Erre jó példa a C, E, és A vitamin. A harmadik csoportba a biológiai tényezőket szokás sorolni. A szöveteinkben a sejtek megújulása során találunk éretlen (ős), közbülső állapotú, és érett (funkcionáló) sejteket. A különböző szövetekben különböző ezek aránya. Egy szövet annál ellenállóbb a sugárzás károsító
- 11 -
hatásaival szemben minél több benne az érett funkcionáló sejt. Ennek megfelelően nagyon érzékenyek az ivarsejtek, vérképző sejtek, nyirokszövet, vékonybélhám, kevésbé érzékenyek az idegszövetek, izomszövetek, zsírszövetek. A fenti megállapítás szervezet szintjén is igaz, azaz egy növekedésben lévő gyerek sokkal érzékenyebben reagál a sugárzás káros hatásaival szemben, mint egy felnőtt. Ugyanakkor minden estben befolyásolja a sugárzással szembeni ellenálló képességet az egyén fiziológiás állapota.
A determinisztikus és sztochasztikus hatás Ebben a fejezetben a sugárzás egészségügyi hatásainak néhány lehetséges csoportosítását szeretném bemutatni. Ez alapján sugársérülésről beszélünk, ha csak a testünk bizonyos szerveit, szöveteit érte károsodás. Míg sugárbetegség esetén a szervezet egészét érő hatásra kell gondolnunk. A sugárártalom tüneteinek jelentkezése alapján lehet korai, amikor órák, napok alatt tapasztalható, vagy késői, amikor évek, évtizedek telnek el. A sugárártalom lehet szomatikus, amikor az egyénben jelentkeznek a hatásai, illetve genetikai, amikor az utódgenerációkban. Sugárvédelmi szempontból az ionizáló sugárzás biológiai hatásait a dózis-hatás összefüggések alapján két csoportba soroljuk, a sztochasztikus és determinisztikus jellegűekre. A determinisztikus hatásra jellemző, hogy a károsodás egy dózisszint, a küszöbdózis felett biztosan bekövetkezik. A hatás súlyossága függ az elnyelt dózis nagyságától.
1. grafikon A küszöbdózisok relatíve nagy értékek, így elmondhatjuk, hogy a determinisztikus hatások a nagydózisokra alakulnak ki. A determinisztikus hatások körébe tartoznak az akut sugársérülések szöveti-szervi károsodásai, illetve az akut sugárbetegség különböző tünetegyüttesei, azaz a csontvelői, a gyomor-bélrendszeri és az ér-idegrendszeri szindrómák, valamint a bőr égései. A sugárbetegség küszöbdózisa 1Gy (gray), azaz aki ezt a dózist elszenvedi annál biztosan kialakul. A sugárbetegségnek nincsenek elkülönült specifikus tünetei, amelyek csak a sugárbetegségre lennének jellemzőek. A sugárbetegség lefolyása négy szakaszra bontható. Kezdeti szakasz: a testet ért sugárdózistól függően néhány órán belül hányinger, hányás, étvágytalanság, émelygés, fejfájás, levertség, rossz közérzet, súlyosabb esetben hasmenés, verejtékezés, láz, ingerlékenység és a mozgáskoordináció zavara lép fel. Lappangási szakasz: a tünetek eltűnnek, a sérült jól érzi magát, munkaképes. Minél nagyobb a dózis, annál rövidebb a tünetmentesség, 2-3 Gy-nél akár 3-4 hét is lehet, de 10 Gy-nél el is maradhat.
- 12 -
Kritikus szakasz: a kezdeti tünetek súlyosabb formájához pontszerű bőrbevérzések, véres széklet, s az immunrendszer károsodása miatt fertőzések társulhatnak. A túlélés szempontjából kritikus időszak a besugárzás utáni 3-6. hétre esik. Lábadozási szakasz: a felépülés lassú, hónapokig is elnyúló időszaka. A dózis növelésével a hatások természetesen egyre súlyosodnak 8-10 Gy körüli egésztest besugárzás esetén az elhalálozás gyakorlatilag biztos. Ember esetén 5 Gy körülire tehető a félhalálos dózis LD50/60 , amely azt jelenti, hogy ha egy csoport ezt a dózis mennyiséget elszenvedi, akkor a csoport tagjainak a fele 60 napon belül elhalálozik. A sztochasztikus hatásra jellemző, hogy nincs küszöbdózisa, azaz minden dózis érték mellé rendelhető a biológiai elváltozás egy bizonyos valószínűsége. A dózis növekedésével egyenes arányban nő a hatás bekövetkezésének valószínűsége, gyakorisága. Itt kell említeni a leukémiát, a rosszindulatú daganatos megbetegedéseket, és bizonyos genetikai ártalmak létrejöttének lehetőségét. A leukémia lappangási ideje átlagosan 5 év, míg az egyéb rákos elváltozásoknál ez 25 évre tehető. Itt meg kell jegyeznem, hogy az emberi népességben sugárexpozíciónak tulajdonítható genetikai hatást még nem mutattak ki.
2. grafikon
A sugárvédelemmel kapcsolatos jogi szabályozás Az egyes ágazatok a törvény előírásának megfelelően végrehajtási rendeleteket adtak ki. Sugárvédelmi szempontból legfontosabb a 16/2000. (VI. 08.) EüM. rendelet. Az atomenergia alkalmazását Magyarországon törvény szabályozza, az 1996. évi CXVI törvény az atomenergiáról. A törvény rendeltetése a sugaras tevékenységet végzők és a lakosság egészségének, biztonságának, valamint a környezetnek a védelme. Rendelkezik az atomenergia alkalmazásának szabályozásáról, az ezekkel összefüggő engedélyezési eljárásról, e téren a hatóságok és az atomenergiát alkalmazok alapvető feladatairól, kötelezettségeiről. A sugaras tevékenységet több hazai és külföldi hatóság is felügyeli. A külföldiek közül kiemelném a NAÜ-t (Nemzetközi Atomenergia Ügynökség). A hazaiak közül az OAH (Országos Atomenergia Hivatal), az ÁNTSZ (Állami Népegészségügyi és Tisztiorvosi Szolgálat), ORFK (Országos Rendőr-főkapitányság), Környezetvédelmi Felügyelőség, Vízügyi Felügyelet, Katasztrófa Védelmi Hivatal… Az atomtörvény rendelkezik az egyes minisztériumok sugaras tevékenységgel kapcsolatos feladatairól. Az egyes ágazatok a törvény előírásának megfelelően végrehajtási rendeleteket adtak ki. Sugárvédelmi szempontból legfontosabb a 16/2000. (VI. 08.) EüM. rendelet. Ez rendelkezik - 13 -
arról, hogy sugaras munkavégzést csak a 18. életévét betöltött, a megfelelő szakmai és sugárvédelmi képzettséggel rendelkező, orvosi alkalmassági vizsgálattal rendelkező munkavállaló folytathat. Rendelkezik továbbá arról is, hogy sugárveszélyes tevékenységet folytató munkahelyeken sugárvédelmi szolgálatot kell létrehozni, amely minimálisan a sugárvédelmi megbízottból és annak helyetteséből áll. A sugárvédelmi szolgálat feladata létrehozni a Munkahelyi Sugárvédelmi Szabályzatot (MSSZ), amely a hatályos jogszabályok alapján a helyi adottságokat figyelembe véve rendelkezik a sugárveszélyes tevékenység biztonságos elvégzéséhez szükséges szabályokról. A rendelet mellékletében megtalálható, hogy az MSSZ-nek mit kell tartalmaznia, valamint az is, hogy melyek a sugárvédelmi szolgálat feladatai. Továbbá még rendelkezik arról is, hogy sugárveszélyes munka végzéséhez egyidejűleg két munkavállaló jelenléte szükséges, kivéve a röntgenfelvétel-készítés. A 16/2000. EüM rendelet előírja még a sugaras tevékenység folytatásához szükséges engedély kérés tartalmi elemeit, valamint az engedélyezési eljárásban részt vevő szakhatóságok körét. Összegzi még a munkahelyi sugárvédelem alapvető előírásait, valamint tartalmazza a dóziskorlátokat.
Dóziskorlátok Munkavállalókra vonatkozó dóziskorlátok (foglalkozási sugárterhelés): az alkalmazott mesterséges és fokozott sugárterhelést eredményező természetes forrásokból származó, külső és belső sugárterhelés együttesen 5 naptári évre összegezve nem haladhatja meg a 100 mSv effektív dózis korlátot (az effektív dózis egyetlen évben sem haladhatja meg az 50 mSv-et), szemlencsére évi 150 mSv egyenérték dózist, bőrre végtagokra évi 500 mSv egyenérték dózist, különleges sugárterhelés évi 50 mSv effektív dózist. Különleges sugárterhelés egyazon munkavállalónál 5 éven belül egyszer fordulhat elő. Tanulókra, gyakornokokra vonatkozóan (16. életévüket betöltött, de 18 év alatti): évi 6 mSv effektív dózist, szemlencsére évi 50 mSv egyenérték dózist, bőrre, végtagokra évi 150 mSv egyenérték dózist. A lakosság tagjaira vonatkozóan: évi 1 mSv effektív dózist, szemlencsére évi 15 mSv egyenérték dózist, bőrre évi 50 mSv egyenérték dózist. A rendelet alapján készített MSSZ nem mondhat ellent a rendeletben előírtaknak, engedményeket nem tehet, de további korlátozásokat igen. Azaz ha a helyi specialitások úgy kívánják „szigorúbb” lehet, mint a rendelet. Az MSSZ-t az atomerőmű esetén az OTH (Országos Tisztiorvosi Hivatal) hagyja jóvá.
- 14 -
Sugárvédelem fő célkitűzései és alapelvei A sugárvédelem foglalkozik: az egyén és utódainak, az egész emberiség védelmével a sugárzás káros hatásaival szemben oly módon, amely lehetővé teszi a sugárterheléssel járó szükséges és hasznos tevékenységek kifejtését. A sugárvédelem célkitűzései: biztosítani, hogy az ionizáló sugárzás alkalmazásával kapcsolatban determinisztikus hatások ne léphessenek föl sugárveszélyes tevékenységet folytató személyek foglalkozási kockázata ne legyen nagyobb, mint az egyéb foglalkozási ártalmak kockázata (10-4 eset/év) a lakosság sugárterhelésből adódó kockázata ne haladja meg az egyéb civilizációs ártalmakból eredő kockázatot (10-5 eset/év). A sugárvédelem alapelvei: Indokolás elve: Sugárterheléssel járó tevékenység nem folytatható, hacsak nem eredményez olyan megfelelő hasznot az exponált személy, vagy a társadalom számára, amely meghaladja a sugárzás okozta hátrányokat, károsításokat. Tehát a sugárterheléssel járó eljárás alkalmazását indokolni kell, és csak akkor alkalmazható, amikor a várt hatás más eljárással nem helyettesíthető. Optimálás elve (ALARA): Egy sugaras tevékenység során bármely sugárforrásnál a védelmet úgy kell biztosítani, hogy minél nagyobb legyen a „nettó haszon” a gazdasági és társadalmi tényezők figyelembe vételével. Azaz a sugárforrásokat és létesítményeket megfelelő védelmi és biztonsági rendszerrel kell ellátni, hogy a sugárterhelés nagysága és valószínűsége, valamint az érintett személyek száma az ésszerűen elérhető legkisebb legyen, a gazdasági és társadalmi szempontok figyelembevételével. Dóziskorlátozás elve: Egyéni dóziskorlátok alkalmazása. Korlátozni kell azt a dózist, melyet az orvosi sugárterhelés kivételével az egyén kaphat az általa végzett minden sugaras tevékenységből.
Sugárterhelés lehetséges forrásai és a főbb védekezési módok A szervezetünket sugárterhelés külső és belső sugárterhelés érheti, aszerint, hogy a terhelés forrása a szervezetünkön belül, vagy azon kívül található. Tekintsük át először a belső sugárterhelés lehetséges megvalósulásait: Belégzéssel is juthat sugárzó anyag a testbe. Emiatt tiltott az ellenőrzött zónában a dohányzás, ugyanis dohányzás során megnő a vitálkapacitás (belélegzett levegő mennyisége) és ezáltal több radioaktív anyag juthat a szervezetbe. A védekezés egyik módozata, hogy az erőmű ellenőrzött zónájában csakis nedves takarítás engedélyezett. Valamint különböző típusú légzésvédő félálarcok és maszkok is rendelkezésre állnak az adott terület szennyezettségének megfelelően. Lenyeléssel szintén juthat a szervezetünkbe sugárveszélyes anyag. Ez az oka annak, hogy az atomerőmű ellenőrzött zónájában csakis a kijelölt spec. büfében szabad étkezni, hiszen a szennyezett területeken az ételre ragadva könnyedén bejutna testünkbe a radioaktív anyag. Hegeken és sebeken át juthat be a szervezetbe radioaktív izotóp. Ez ellen védhet a védőruha, a kesztyű vagy a gumikesztyű viselése. Amennyiben radioaktívan szennyezett területen végzett munka során sérülést, sebet szerez a dolgozó belső sugárterhelésének mérése is indokolt. - 15 -
Orvosi diagnosztikai és terápiás alkalmazás során kerülhet radioaktív anyag a szervezetünkbe. Ebben az esetben értelmetlen a védekezés eszközeit vizsgálni. Természetesen ebben az esetben fontos, hogy a diagnosztikai vizsgálat elvégzése után minél rövidebb idő alatt távozzon a szervezetből az ahhoz használt sugárzó anyag. Ezt különböző biológiai gyorsítókkal el lehet érni. A terápiás eljárások esetén viszont az lényeges, hogy a radioaktív anyagot olyan vivő anyagba kötötten adják be a szervezetbe, amelyre jellemző, hogy nagyrészt a célszövetben rakodik ki. Tartalmilag ide illik a felületi szennyezettség definíciója: az egységnyi felületre jutó aktivitás. A sugárvédelmi gyakorlatban használt mértékegysége a Bq/cm2 (becquerel per négyzetcentiméter). Továbbiakban vizsgáljuk a külső sugárforrásból származó sugárterhelések elleni védekezés lehetséges módozatait. Az idővédelem alatt azt értjük, hogy próbálunk a sugárzó térben minél rövidebb ideig tartózkodni. Jellemzően az erőmű ellenőrzött zónájában történő munkavégzés előtt a dozimetrikusok elkészítik az adott terület dózistérképét. Ezen a területre jellemző dózisteljesítmény értékek szerepelnek. Így előre tervezhető, hogy egy-egy munkavállaló mennyi időt dolgozhat anélkül, hogy túlzott dózisterhelést kapna. Az idővédelemhez sorolható az is, hogy az erőmű karbantartói, akik a legnagyobb dózisterhelésnek vannak kitéve a Karbantartó Gyakorló Központban inaktív körülmények között gyakorolhatják be a szükséges mozdulatokat. A KGYK-ban ugyanolyan főberendezések találhatók, mint bent a primerkörben. Az itt begyakorolt mozdulatoknak köszönhetően aztán bent a radioaktív területen gyorsabban végeznek, kevesebb időt töltenek sugárzásban. Az idővédelem egy lehetséges módja az is, hogy az adott sugárveszélyes feladatra több dolgozót is kiképeznek, így azok egymást váltva egy-egy dolgozónak kevesebb időt kell a radioaktív térben tölteni. A távolságvédelem azt jelenti, hogy az adott sugárforrástól minél távolabb helyezkedünk el, mivel a távolság négyzetével csökken a minket érő dózis. Azaz ha kétszer, háromszor messzebb vagyunk a forrástól, akkor a minket érő dózis negyed, kilenced akkora. Ennek magyarázata az, hogy pontszerű forrásból a tér minden irányába, azaz a gömb teljes felületén át haladnak a sugarak. Ha messzebb állunk, akkor az ottani gömb felületének kisebb részét takarja a test felületünk, mint közelebb állva. Egyszerűen megfogalmazva távolabb állva a kiinduló sugarakból kevesebb halad át a testünkön, mint közelebb állva (6.ábra). A négyzetes összefüggés a gömb felszínképletéből adódik (A=4r2π). A gyakorlatban ez a fajta védekezési mód különböző manipulátorok alkalmazásában nyilvánul meg. Ezeknek az a szerepük, hogy a kezünket mintegy meghosszabbítva biztosítják, hogy úgy végezhessük el a feladatunkat, hogy közben a sugárforrástól a lehető legtávolabb tartózkodjunk. Például ha egy sugárforrástól 1 méterre 100 μSv/h a dózisteljesítmény, akkor attól 2 méterre csak 25 μSv/h. Sugárelnyelő rétegeket alkalmazhatunk. Ezek lehetnek falak téglából, vagy betonból, vagy bóros vizes tartályok neutron elnyeletésre, vagy állványokra tehető ólomlapok. Gyakoriak még a védőruhák elsősorban a röntgensugárzás elleni védekezésre használnak ólom-gumikötényt az egészségügyben.
- 16 -
6. ábra
A sugárterhelés ellenőrzése A személyi dozimetria olyan munkahelyi sugárvédelmi ellenőrző eljárás, amelynek célja a sugárveszélyes munkát végző dolgozók sugárterhelésének mérése. A 16/2000. (VI.8.) EüM. rendelet a sugaras terület munkavállalóit két nagy csoportra osztja. Az „A” besorolású munkavállalók azok, akiknél fenn áll a lehetősége annak, hogy az évi effektív dózisa meghaladhatja a 6mSv értéket, vagy a szervdózis korlátok bármelyikének 3/10-ed részét. A többi munkavállalót „B” osztályba kell sorolni. Az „A” besorolású munkavállalók külső forrásból eredő sugárterhelésének személyi dozimetriai ellenőrzése kötelező. Az atomerőműben hatósági személyi dózisellenőrzést az OSSKI Személyi Dozimetriai Szolgálata végzi. Technikailag filmdozimétert alkalmaznak, ezt értékelik ki, eredményeit nyilvántartják. A filmdoziméter egy fotográfiai film, amelyet speciális kazettában helyeznek el. A kazettán szűrők vannak, melyek segítségével a filmen különböző mértékű elfeketedések alakulnak ki (7. ábra). A filmeket előhívás után kiértékelik, amely során a feketedés mértékéből lehet a kapott személyi dózist becsülni, sőt ad információt a sugárzás minőségéről, irányáról, és az energia eloszlásáról is. Fent említett rendelet tartalmaz két kivizsgálási szintet is. Amennyiben a havi növekmény meghaladja a 2 mSv-t vállalati kivizsgálást kell tartani. Ha ez az érték 6mSv-t meghaladó hatósági kivizsgálás során kell a dózisnövekmény körülményeit felderíteni. Ilyen esetekben az ÁNTSZ területileg illetékes Sugáregészségügyi Decentrumának szakemberei az OSSKI-tól kapott értesítés alapján ellenőrzést hajtanak végre. Filmdozimétert Magyarországon megközelítőleg 15000 munkavállaló használ. Általában kéthavonta értékelik, kivéve az atomerőműben dolgozó kiemelt 1000 főt, akiknek havi rendszerességgel értékelik ki.
- 17 -
7. ábra Operatív dozimetria: A hatósági, filmdoziméter mellett az atomerőműben a Sugárvédelmi Osztály úgynevezett operatív személyi dózisméréseket végez. Erre elektronikus dozimétereket és termolumineszcens dozimetriát használnak. Ezekre azért van szükség, hogy a folyamatos munkavégzés biztosításához a havi, illetve kéthavi eredményeknél gyakrabban, akár műszakonként lehessen az értékeket kiolvasni a minél hamarabbi beavatkozás elősegítése érdekében. A termolumineszcens dozimetria azon a jelenségen alapul, hogy az anyagok egy részében a sugárzás hatására változás következik be az elektron-szerkezetben. Az energia átadásakor az elektronok egy része úgynevezett elektron csapdákba kerül és ott tárolódik. Melegítés hatására visszatérnek eredeti helyzetükbe, miközben a bezárt energiát fény kibocsátás formájában kisugározzák. A kibocsátott fény mennyisége arányos a tablettákban elnyelt dózissal. Az elektronikus doziméterek ionkamrás, illetve félvezetős dózismérők. Az ionkamrás doziméter működésének lényege, hogy a kamráján áthaladó sugár létrehoz a kamrában ionizációt. A kamra a rá kötött feszültség miatt kondenzátorként működik. Az ionizáció során kialakuló elektronokat – a kamrára kötött vivő feszültség hatására – elvezetik, és mérik az általuk létrehozott áram erősségét. Aztán a kapott értéket az elektronika átszámítja dózissá. A 8. ábra mutatja az ionkamrás dózismérők működési elvét. A félvezető detektorok esetén az ionizáció szilárd, félvezető anyagban jön létre.
- 18 -
8. ábra Nagy előnye az ilyen doziméternek, hogy folyamatosan jelzi a dózisnövekményt, valamint be lehet állítani riasztási szinteket is.
Környezetünkből származó sugárterhelés forrásai A lakosság sugárterhelése két fő forrásból származik, az emberi tevékenység által közvetlenül nem befolyásolt természetes sugárzásból és az emberi tevékenység következtében kialakuló mesterséges sugárforrásoktól.
A természetes eredetű környezeti sugárterhelés Természetes sugárterhelésen az élővilágra annak kialakulása óta ható, ismereteink szerint közel állandó, azonban a Föld egyes részein különböző nagyságú sugárterhelést értjük. Ennek világátlaga 2-3 mSv éves szinten, ám a különböző területeken ettől jelentős mértékű eltérés tapasztalható. A Magyarországi adat 3-4 mSv-t értékek közé tehető. Tekintsük át a továbbiakban, melyek a fő komponensei. Külső sugárterhelés két összetevője a kozmikus és a földkérgi eredetű sugárzás. A kozmikus sugárzás elsődleges komponensei a világűrből a Földre érkező nagyenergiájú részecskék. Ezek a Föld légkörének atomjaival kölcsönhatásba lépve részecske vagy elektromágneses sugárzást hoznak létre. Ezt nevezzük másodlagos kozmikus sugárzásnak. A kozmikus sugárterhelés mértékét elsősorban a tengerszintfeletti magasság határozza meg (9.ábra). Függ még az épületekben való tartózkodás időhányadától is. A hazai jellemző átlagértéke 370 μSv. A földkérgi eredetű sugárterhelést a Föld keletkezésekor már meglévő és elegendően hosszú felezési idejű radioizotópok és bomlástermékeik okozzák. Hazai értéke szabadban 70 μSv. Épületben ez az érték magasabb. Ennek oka az építőanyagokban bedúsuló radioaktív anyag koncentráció. Hazai viszonylatban ez 377 μSv.
9. ábra A kozmogén és a földkérgi radioizotópok a levegőben és a tápláléklánc egyes elemeiben is megtalálhatók. Ily módon belégzéssel és lenyeléssel is bejutnak a szervezetbe, ahol belső sugárterhelést okoznak. Ennek mértékét az izotóp fizikai, kémiai jellemzőin kívül
- 19 -
felszívódásának mértéke, az egyes szervekben történő eloszlása, valamint kiürülésének sebessége határozza meg. Az emberi szervezetbe a táplálékláncon keresztül a 87Rb, 40K, 14C és a 3H izotópok kerülnek, amelyek között vannak a szervezet számára elengedhetetlen fontosságú építő anyagok is. Ennek a dózisértéke 235 μSv. A szervezet belső sugárterheléséért javarészt a belégzéssel a szervezetbe kerülő radon (222Rn) és leányelemei a felelősek. Környezeti sugárterhelésünk 60-70 %-át ez adja, értéke közelítőleg 3 mSv. A fő problémát az okozza, hogy a halmazállapotuk gáz, így be tudnak szivárogni a lakásokba a repedéseken, illetve a vezetékes gázzal és vízzel együtt. Jellemzően zárt térben tud nagyon megnőni a koncentrációja. Jellegzetes védekezés ez ellen a szellőztetés. Magyarországon ez a módszer megfelelő a radon elleni védekezésre. Radonnal „szennyezettebb” országokban szokás a ház alapjában speciális anyagokkal megszűntetni a beszivárgás lehetőségét, illetve egy kis túlnyomást okozva a ház belsejében onnan a gázok kifelé áramlanak a repedéseken. Ezeknek a módszereknek azonban jelentős a költségvonzata. Hazánkban a radon igazából ott okoz problémát, ahol a szellőztetés nem megoldható, barlangokban, bányákban. Ilyen helyeken meg kell oldani az ott dolgozók radon terhelésének mérését.
Mesterséges eredetű környezeti sugárterhelés A mesterséges eredetű sugárterhelés legjelentősebb tényezője az orvosi diagnosztikai és terápiás kezelés. Ez hazánkban személyenként általában 1 mSv körüli érték. Nyilvánvaló azonban, hogy érvényesül az indokolás alapelve, azaz az alkalmazás során a paciensnek közvetlen haszna származik a betegségek megállapításában és gyógyításában. Ezt a hasznot kell szembeállítani a sugárzás esetleges káros hatásával. Minden esetben a haszonnak nagyobbnak kell lennie a káros hatásnál. A másik jelentős tényező a kísérleti atomrobbantások által okozott úgynevezett globális kihullás. Ennek a társadalmi hasznossága szóba sem jöhet, ahogy mondani szokták az ember hajlamos az önpusztításra. Ennek dózisjáruléka 0,01 mSv. Az atomenergia békés célú felhasználása is jelent sugárterhelést a környezetnek. Főbb területei az ipar, a mezőgazdaság, a tudományos kutatás. Aktualitása számunkra itt Pakson az energiatermelésnek van (0,0002 mSv). Ennek fő állomásai a technológiai sorrendet figyelembe véve az uránérc bányászata feldolgozása, fűtőelemgyártás, atomreaktor üzemeltetése, radioaktív hulladék elhelyezése. Az atomerőmű hőkibocsátásával és minimális radioaktív anyag kibocsátásával terheli a környezetünket. Az 1986-os csernobili baleset óta az atomerőművek társadalmi elfogadottsága jelentősen csökkent. Természetesen ez nem tökéletesen környezetbarát megoldás az energiatermelésre, de jelenleg nincs jobb. A világ energia igénye fokozatosan nő. Ilyen ütemű növekedést a hagyományos, fosszilis energiahordozók felhasználásával már azért sem lehet követni, mert a rendelkezésre álló készletek végesek. Másrészt a világ globális felmelegedéséhez vezető széndioxid kibocsátás 75%-át a hagyományos, tüzeléses erőművek adják. Ilyen kibocsátásról atomerőmű esetén nem beszélhetünk. Ugyanakkor, ha összevetjük, akkor megállapítható, hogy egy szénerőmű radioaktív kibocsátása a természetes radionuklidok jelenléte miatt jelentősen nagyobb, mint egy atomerőművé. A hőkibocsátás mértékének érzékeltetése végett, Pakson a hőcserélő kondenzátorba beérkező és az onnan távozó víz közötti hőmérséklet különbség 8 °C, melyet még be is kevernek mielőtt visszabocsátják a Dunába. Természetesen ha az erőmű környezetszennyezését vizsgáljuk, akkor a teljes ciklust kell figyelembe venni az urán bányászattól a radioaktív hulladék elhelyezéséig. A környezeti sugárterhelés forrásait, és dózisterhelésük mértékét azzal a szándékkal tettem be az anyagba, hogy mindenki számára világossá tegyem, hogy szervezetünk sugárterhelésnek akkor is ki van téve, ha nem dolgozunk sugaras munkakörben. Sőt ezek a dózisjárulékok az ember - 20 -
kialakulása során végig jelen voltak, így azt mondhatjuk, hogy szervezetünk megtanult alkalmazkodni ehhez a veszélyforráshoz. A dóziskorlátozás rendszere, pedig megakadályozza, hogy a környezetünkből szerzett dózisterhelést (4 mSv) nagyságrenddel meghaladja a sugaras területen végzett munka folytán szerzett dózis. Sőt a dozimetriai nyilvántartás adatai szerint a sugaras területen munkát végző, dozimetrált munkavállalók nagy részénél a munkavégzés során szerzett dózis alatta marad a környezeti értéknek. Legvégül álljon itt a 10. ábra, melyen néhány jellegzetes dózisérték szerepel a könnyebb összehasonlítás érdekében.
Ellenőrző kérdések Az ionizáló sugárzás fizikai alapjai 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11.
Melyek az atom alkotórészei? Milyen töltéssel rendelkeznek az atom egyes alkotórészei? Mikor mondjuk azt, hogy az atom semleges? Milyen esetben beszélünk pozitív, ill. negatív töltésű ionról? Mit nevezünk rendszámnak, illetve tömegszámnak? Mit nevezünk izotópnak? Mit nevezünk radioaktív bomlásnak? Mit nevezünk aktivitásnak? Mit nevezünk felezési időnek? Melyek az ionizáló sugárzások? Milyen módokon lép kölcsönhatásba a környezetével az -, -, -, neutron-sugárzás?
- 21 -
12. Melyek a jellegzetes elnyelő anyagok az egyes sugárzások esetén? Dózisfogalmak és egységeik 1. 2. 3. 4.
Mit nevezünk dózisnak? Mit nevezünk dózisteljesítménynek? Mit nevezünk egyenérték dózisnak? Mit nevezünk effektív dózisnak? A sugárzás biológiai hatásai
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Milyen fő csoportokba soroljuk a sugárzás hatását módosító tényezőket? Melyek a legjellegzetesebb fizikai tényezők? Melyek a legjellegzetesebb kémiai tényezők? Melyek a legjellegzetesebb biológiai tényezők? Jellemezze a determinisztikus sugárhatást! Mennyi a sugárbetegség küszöbdózisa? Melyek a sugárbetegség szakaszai? Mit nevezünk félhalálos dózisnak, és mekkora a nagysága ember esetén? Jellemezze a sztochasztikus sugárhatást! Sugárvédelemmel kapcsolatos jogi szabályozás
1. Melyek a sugaras munkavégzés alapvető feltételei? 2. Mekkorák a munkavállalókra vonatkozó dóziskorlátok? Sugárvédelem fő célkitűzései és alapelvei 1. Mit értünk az indoklás, optimálás, és dóziskorlátozás alapelvei alatt? Sugárterhelés lehetséges forrásai és főbb védekezési módok 1. Milyen módokon juthat radioaktív anyag a szervezetünkbe? 2. Hogyan védekezhetünk a radioaktív anyagok szervezetbe kerülése ellen? 3. Milyen védekezési lehetőségek vannak külső sugárforrás esetén? Sugárterhelés ellenőrzése 1. 2. 3. 4.
Kiket nevez a jogszabály „A” típusú munkavállalónak? Melyik dózismérőt szokás hatóságinak nevezni? Mennyi a hatósági kivizsgálási szint? Melyek az erőműben használt operatív dózismérők? Környezetünkből származó sugárterhelés forrásai
1. Sorolja fel a természetes eredetű környezeti sugárterhelés forrásait!
- 22 -
