Dozimetria
Dozimetria Dr. Voszka István SE Biofizikai és Sugárbiológiai Intézet
Célja a sugárzás biológiai hatásának számszerű (kvantitatív) jellemzése. Biológiai hatást csak a szövetben elnyelődött sugárzás fejt ki. Elnyelt dózis:
A sugárkárosodások fajtái: Determinisztikus -Csak küszöbdózis felett -A károsodás súlyossága arányos a dózissal (pl. bőrpír, sugárbetegség) Sztochasztikus Nincs küszöbdózis A valószínűsége arányos a dózissal (pl. daganatkeletkezés)
D=
J ΔE LegységeL = Gy Δm kg
Egyenérték dózis: HT = DT,R wR
mértékegysége: J/kg = Sv
A sugárvédelemben leggyakrabban előforduló típusú és minőségű sugárzások súlytényezője: Sugárzási súlytényező, wR
A sugárzás típusa és energiatartománya Fotonok
teljes energiatartomány
1
Elektronok és müonok
teljes energiatartomány*
1
Neutronok
Protonok (kivéve: visszalökött protonok) Alfa-részecskék, hasadási töredékek, nehéz magok
<10 keV
5
10 keV-100 keV
10
>100 keV-2 MeV
20
>2 MeV-20 MeV
10
>20 MeV
5
>2 MeV
5
-
20
E = Σ HT wT
Effektív dózis:
Az egyes szövetek sugárvédelemben használt súlytényezője:
Sugárzási súlyozási tényező (wR) neutronok esetén (ICRP-2007) (International Commission on Radiological Protection)
25
Testszövet vagy szerv
ICRP-1990-Step ICRP-2007-Cont
Rad. weight. fact.
20 15 10 5 0 0,001
0,01
0,1
1
10
100
1000
mértékegysége: J/kg = Sv
10000
Neutron-energy (MeV)
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
dD D& = , dt
Szöveti súlytényezők, ICRP-1990/2007 (IBSS: Int. Basic Safety Standards) Tissue or organ Gonads Bone marrow, red Colon Lung Stomach Bladder Breast Liver Esophagus Thyroid Skin Bone surface Brain Salivary glands Remainder Total
ICRP-1990/ IBSS-1996 0.20 0.12 0.12 0.12 0.12 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.01 0.01 0.05 1.00
ICRP-2007 0.08 0.12 0.12 0.12 0.12 0.04 0.12 0.04 0.04 0.04 0.01 0.01 0.01 0.01 0.12 1.00
További dózismennyiségek, fogalmak • Lekötött egyenérték és lekötött effektív dózis • Szervezetbe került radioaktív anyagtól! • A τ időtartamig összegezett (integrált) dózis: τ
∫ Ė(t) d t ,
E(τ) =
Akt(Bq)
0
τ ~E(τ) t (nap, év)
ahol Ė az effektív dózisteljesítmény a t időpontban. Előzőhöz hasonlóan adott időintervallumban a lekötött egyenérték dózis:
• • • • •
H T (τ ) =
t 0 +τ
∫
t0
H& T (t ) dt
Sugárvédelmi céllal: Felnőtt: τ = 50 év Gyermekeknél: 70 év. Dózislekötés: τ = ∞ .
Besugárzás, expozíció (besugárzási dózis)
A besugárzási dózis ionizációs kamrával egyszerűen mérhető.
- -+
V, m Csak: Rtg, γ
• •
Ebből az elnyelt dózis kiszámítható
levegő
Dlev = f0 X
f0 = 34 J/C
X=Q/m,
ahol Q az m tömegű levegőben keltett elektromos töltések, ionok mennyisége. • SI egysége: C⋅kg-1 (C: coulomb), korábban a röntgen (R) volt és • Lágy szövetekben 1 R-nek kb. 0,0088 Gy elnyelt dózis felel meg, csontszöveteknél ennél 20-30 %-kal nagyobb.
Dszöv = Dlev
μ m , szöv μ m ,lev
Folyamatosan kapott kollektív dózisok
Kollektív dózis (Jele: S) Egy kollektíva, vagy akár a népesség egészének a sugárterhelése S = a sugárterhelést elszenvedett egyedek egyéni dózisának összege. Mértékegysége: személy.Sv .
Forrás
Világító mutatójú karórák Utazások repülőgépen Orvosi fogröntgenek Többi orvosi röntgenvizsgálat Orvosi radioizotópos vizsgálatok Orvosi sugárterápia Orvosi radioizotóp terápia Geotermikus energia hasznosítása Földgáztermelés Kőolajtermelés Foszfát műtrágyagyártás Nukleáris ipartól lakosság Nukleáris Ipari dolgozók Szénipar Salakbeton építkezés Házban lakni (radon összegyűlik) Természetes radioaktivitástól
kollektív dózis (ezer Sv-fő/év) 1 10 17 1600 160 1500 9 0,005 0,003 0,1 10 10 20 110 300 6000 7000
Egyes események által okozott sugárdózis Sv-fő egységben. Dóziskorlátok Esemény
kollektív dózis (ezer Sv-fő)
1945 Hirosimai atombomba 1957 Windscale reaktor balesete 1957 Kystim hulladéktároló balesete 1961 Novaja Zemlja légöri kísérleti robbantás 1964 SNAP-9A szonda visszatérése a légkörbe 1979 Harrisburg atomerőmű baleset 1986 Csernobil atomerőmű baleset 1992 El Chicon tűzhányó kitörése Összes földalatti atombomba-kísérlet Összes légköri atombomba-kísérlet
1 2 2,5 1000 2,1 0,04 600 10 0,2 30000
A foglalkozási egésztest dóziskorlátok (mSv/év) változása (ICRP ajánlás) 500 400 300 200 100 0
1931
1947
1977
1990
Egésztest
Szemlencse Bőr
Foglalkozási Tanulók, sugárterhelés gyakornokok (16-18 év között) 100 mSv/5 év 6 mSv/év (egy évben sem lehet > 50 mSv) 150 mSv/év 50 mSv/év 500 mSv/év 150 mSv/év
Lakosság (orvosi sugárterhelés nélkül) 1 mSv/év
15 mSv/év 50 mSv/év
Dózisértékek, példák •Sugárforrás
•Dózisérték, dózismennyiség
•Természetes háttér éves átlagértéke hazánkban, egyéni dózis • ebből a Rn-leányelemek belégzése • (lekötött effektív dózis)
•2-3 mSv effektív dózis •1,0-1,5 mSv
•Egyéni dózis járulék a Paksi Atomerőműben dolgozóknál, éves átlag
•1,1 mSv effektív dózis
•Ember félhalálos dózisa (LD50/30), akut terhelés γ-sugárzástól
•4-5 Gy, elnyelt dózis
Félhalálos dózisok, akut besugárzás esetén
Egyéni dozimetriai ellenőrzés, monitorozás, orvosi gyakorlatban • Egyéni külső dózis követésére személyre szólóan dozimétert használjunk, melynek típusa lehet:
Emlősök Madarak Növények
- Film kazetta
Halak
- Termolumineszcens (TL)
Kétéltűek Csúszómászók
- Elektronikus (operatív) doziméter
Rákok Rovarok Mohák, zuzmók Baktériumok Egysejtűek Puhatestűek Vírusok 1
10
100
Filmdoziméter
1000
Dózis [Gy] 10000
• Egyéni dozimétert mell-magasságban, a váll és derék között hordjuk • A monitorozási időtartam legyen 1 hónap, de semmi esetre sem 3 hónapnál hosszabb. • Doziméter csere és eredmény közlés ne legyen 3 hónapnál ritkább!
2013 során a Személyi Dozimetriai Szolgálat átáll a filmdoziméterekről az egésztest termolumineszcens doziméterek használatára. Az átállás várhatóan 2013 márciusában kezdődik.
Termolumineszcens dózismérő
Termolumineszcens dózismérő
Elektronikus operatív doziméter
Lehetőségek a sugárterhelés csökkentésére • A távolság növelése • Az expozíciós idő csökkentése • Sugárelnyelő rétegek alkalmazása
4. számú melléklet a 16/2000. (VI. 8.) EüM rendelethez Sugárvédelmi képzés és továbbképzés Az atomenergia alkalmazása körében szervezett munkavégzés, valamint bármely egyéb jogviszony alapján végzett munkatevékenységet végzőket a tevékenység jellegéből fakadó kockázat mértékétől függően az alábbi fokozatú sugárvédelmi vizsgaköteles - képzésben és - ötévenként továbbképzésben kell részesíteni. I. Képzés 1. Alapfokozatú sugárvédelmi képzésre kötelezettek, akik sugárveszélyes tevékenységhez kapcsolódó munkakört töltenek be, de sugárforrással nem dolgoznak. 2. Bővített fokozatú sugárvédelmi képzésre kötelezettek, akik a) az ionizáló sugárzást alkalmazó ipari, orvosi, radiológiai munkaterületen beleértve a nyitott, vagy zárt sugárforrást felhasználókat is - dolgoznak, a sugárforrást önállóan kezelik, illetőleg ilyen munkakört felügyelnek, b) ionizáló sugárforrást esetenként alkalmazó egészségügyi munkahelyen dolgoznak.
3. Átfogó fokozatú sugárvédelmi képzésre kötelezettek, akik a) az ionizáló sugárzás fokozott sugárterhelés kockázatával járó önálló, továbbá vezető munkakörben dolgoznak, illetőleg ilyet felügyelnek, vagy sugárbiztonsági szempontból ellenőriznek, b) sugárveszélyes munkahelyek sugárvédelmét tervezik, vagy az ilyen terveket sugárvédelmi szempontból elbírálják, c) egészségügyi munkahelyen ionizáló sugárzást alkalmazó terápiás eljárást terveznek, irányítanak, illetőleg sugárvédelmi szempontból felügyelnek, d) a sugárveszélyes munkahelyek hatósági ellenőrzését végző személyeknek, e) sugár-egészségügyi és sugárvédelmi szakértői tevékenységet folytatóknak, f) bővített vagy ennél magasabb fokú sugárvédelmi tanfolyamokon oktatnak és vizsgáztatnak, g) nukleárisbaleset-elhárítás területén intézkedési joggal felruházott vezetők, akik veszélyhelyzetben végzett tevékenységekre adhatnak utasítást. Minimális óraszámok: - Alapfokozatú: 8 óra - Bővített fokozatú: 26 óra - Átfogó fokozatú: 40 óra
