Munkavégzés nyílt radioaktív preparátumokkal Sugárvédelmi alapismeretek
Miklovicz Tünde Debreceni Egyetem Nukleáris Medicina Intézet
[email protected]
Sugárzások Áthatoló képesség: árnyékolás!
Töltés
α β
γ
Alfa: nehéz részecske (tömegszám: 4), E: 3-9 MeV kicsi a hatótávolság méréstechnika: vákuum Béta: - (elektron sug.) vagy + (pozitron), ált. kísérő sug. (kivéve tisztán béta sugárzó izotópok: 3H, 14C, 90Sr, 99Tc, 90Y): mérési nehézség. E: 18 -2500 keV nagyobb hatótávolság Gamma: elektromágneses sugárzás + kvantált energiacsomagok (E= h*ν) Mindig az alfa vagy béta-bomlás, magreakció kísérő jelensége (csak gammát kibocsátó izotóp nincs) E: 20-7000keV Pályahosszról nem beszélhetünk, csak gyengülésről: I= I0*e-µx Árnyékolás: ólom, beton (nagy rendszámú és sűrűségű anyagok) 2
Ionizáló és nem ionizáló sugárzás • A sugárzás az elektromágneses spektrum bizonyos energia tartományát (frekvenciát) jelenti. • Sugárzások, melyeknek nincs elég energiájuk a kémiai kötés hasításához: a nem ionizáló sugárzások, pl. rádió hullámok, mikrohullám, infra, látható fény. • Sugárzás, mely nagy energiájával képes a kémiai kötést hasítani: ionizáló sugárzás, pl. alfa, béta, gamma.
Radiation protection
J. Varga, 2010
3
Elektromágneses hullám élettani hatásai Az élettani hatáshoz a sugárzási energiának el kell nyelődnie a testben. Ehhez olyan energiaszint-párnak kell jelen lennie, amelyek különbsége a foton energiájának megfelelő.
Csaknem átlátszó. Ionizálás Molekulavibráció, hőérzet
Gamma Röntgen
Csaknem átlátszó. Molekula-rotáció, hő
A test „átlátszó”
Ultraibolya Látható fény Infravörös
mm hullámhossz, távmérés Mikrohullám, radar TV, FM rádió Rövidhullámú rádió
Erős elnyelődés. Elektron-gerjesztés ionizálás nélkül
AM rádió 1.E+03
1.E+06
1.E+09
1.E+12
A bőrben elnyelődik. Elektrongerjesztés, fent ionizálás
1.E+15
1.E+18
1.E+21 Frekvencia 4 (Hz)
Az ionizáló sugárzás forrásai •Naturally Occurring •Consumer Products •Foods and Containers •Medical Procedures •Nuclear Plants •Radiological Sites •Government & Industry
Háttérsugárzás forrásai
Természetes: 75-80 % Mesterséges: 20-25 % http://www.world-nuclear.org/Nuclear-Basics/What-is-radiation-/
Az átlagos háttér (világ): (világ): 2,4 mSv/év mSv/év Magyarországon: 3,2 mSv/év (0,1 uSv/h)
Radiation protection
J. Varga, 2010
7
Magyarországon • Hazánk lakosságának természetes sugárterhelése 3 mSv/év, mivel azon országok közé tartozunk, amelyek lakói viszonylag több időt töltenek épületben. Az emberiség létszámából jelentős hányadot képviselő, többnyire a szabadban tartózkodó trópusi népek építőanyagoktól származó sugárterhelése kisebb a világátlagnál, míg az északi országok lakóinál annak a dupláját is elérheti. • A természetes sugárterhelésünk legnagyobb része - mintegy kétharmada a felszíni kőzetekben, talajokban és az építőanyagokban bizonyos koncentrációban mindig jelen lévő urán bomlásakor felszabaduló radongáz és egyéb légnemű radioaktív anyagok belégzéséből ered. • A radonnak köszönhető sugárdózis annál nagyobb, minél többet tartózkodunk rosszul, avagy nem szellőztetett, illetve földszinti, s netán földalatti helyiségben. Ezért is fontos a huzamos tartózkodásunkra szolgáló helyiség gyakori, nappal egy-két óránként néhány perces, illetve elalvás előtti alapos szellőztetése lehetőség szerint kereszthuzattal.
Radon: a radioaktív nemesgáz • • • •
A periódusos rendszer 86. eleme (jele: Rn). Színtelen, szagtalan és radioaktív (egészségre ártalmas) nemesgáz; az egyik legnehezebb gáz. Izotópjainak száma: kb. 20. Legstabilabb és egyben leggyakoribb izotópja a 222Rn, az 238U bomlási sorának tagja. A radioaktív háttérsugárzás körülbelül 40%-át a radon és rövid felezési idejű bomlástermékei okozzák, melyek mindig jelen vannak a lakóhelyiségek légterében és kisebb koncentrációban a szabad levegőben is
Forrása, keletkezése • Természetes környezetünkben a radon forrása a kőzetekben (talajokban) található rádium. A 222Rn az 1622 év felezési idejű 226Ra (rádium) alfa-bomlásából keletkezik, és szintén alfa-részecske kibocsátásával bomlik. Felezési ideje 3,824 nap. • A kőzetszemcsékben lévő rádiumatomokból keletkező radonatomok egy része kiszabadul a pórustérbe. Élettani hatásai A radon alfa-sugárzó bomlástermékei között két további alfa-sugárzó van: a 218Po és a 214Pb. • A belélegzett radont általában ki is lélegezzük; közvetlen élettani szerepe elhanyagolható. Különösen veszélyessé akkor válik, ha bomlástermékei megtapadnak a levegőben található aeroszol részecskéken, majd a tüdő falán.
Radiation protection
J. Varga, 2010
9
RADON-222: T1/2: 3,8 nap, csak felszínen : 1-2 m mélységben
A radon épületbe jutásának forrásai Átlagos radon koncentráció a lakásokban: 40 Bq/m3 Míg a szabadban: 5-10Bq/m3
Radiation protection
J. Varga, 2010
12
Személyi dozimetria Személyi sugárvédelem feladata: Radioaktív sugárforrásokkal, ionizáló sugárzást létrehozó berendezésekkel dolgozó személyek részére olyan munkafeltételek biztosítása, hogy ne érje őket károsodás. ⇓ Mérni kell ezen személyek által kapott dózist! A DOZIMETRIA a különböző sugárzások által, az élő testben elnyelt energiamennyiség mérési módszereivel foglalkozik. •
Radioaktív sugárzást az általuk létrehozott kölcsönhatások eredményei alapján észleljük, mérjük.
•
Alapkövetelmény bármely sugárzásmérővel kapcsolatban, hogy a sugárzás észlelt hatása arányos (ill. arányossá tehető) legyen az anyagban elnyelt sugárzás energiájával (dózissal).
•
A sugárzásoknak és a környezet atomjainak kölcsönhatása leggyakrabban ionizációt eredményez 2013
Nagy Annamária
13
Sugárzásmérők típusai (1)
Észlelés
Érzékelő (detektor) -------------------------------------------------------------------------------------ionizációs kamra gáz elektromos proporcionális számláló gáz ionizáció Geiger-Müller számláló gáz szilárdtest dózismérő félvezető -------------------------------------------------------------------------------------szcintillációs számláló kristály,folyadék fény termolumineszcens dózismérő(TLD) kristály --------------------------------------------------------------------------------------fotokémia filmdoziméter fotográfiai emulzió
2013
Sugárzásmérő típusa
Nagy Annamária
14
Sugárzásmérők típusai (2) • Geiger-Müller (GM) számláló: Leggyakrabban használt magsugárzásmérő (α, β, γ) detektortípus. Minden primer ionizáló részecske jelét külön-külön méri, a becsapódó részecskéket gyűjti, számlálja. Felbontási (holt) ideje: 100 µs. Előnye: érzékeny, gyors, olcsó és kis térfogatú Hátránya: 200 keV alatt energiafüggő, kis intenzitástartomány • Félvezető detektorok: Az ionizáció szilárd, félvezető (GeLi, SiLi) anyagban jön létre. Előnye: több töltéshordozó, kisméretű érzékelő, nagy érzékenység, kisebb gyűjtőfeszültség, energiafelbontása a legnagyobb
2013
Nagy Annamária
15
Sugárzásmérők típusai (3) A sugárzás energiáját fénnyé alakító érzékelőt hívjuk szcintillátornak. Anyaga lehet szerves (naftalin), szervetlen (ZnS, NaI, LiI, CsI), halmazállapota szilárd, folyékony (toluol) vagy gáz. • Szcintillációs számláló: Sugár-részecskék becsapódását spontán, azonnali fényfelvillanás kíséri. Széles energia - és intenzitástartomány Hátrány: viszonylag drága, a fotonelektron- sokszorozó instabil Számos szigetelő anyag képes az ionizáló sugárzás energiájának tárolására.
2013
Nagy Annamária
16
Termolumineszcens dózismérő (TLD)
Vezetési sáv Elektron-csapda
TL foton
Lyuk-csapda Vegyértéksáv
Ionizáló sugárzásnak kitéve
Fűtés hatására a csapda kiürül, egy TL fotont kibocsátva. A példában az elektron-csapda a kibocsátás központja.
17
Személyi doziméterek A sugárveszélyes tevékenységet végző dolgozók külső forrásból származó sugárterhelésének megállapítására személyi dozimétert alkalmazunk. Külső sugárterhelés mérésére használatos személyi dózismérők számos fajtája ismert, hiszen a mérendő sugárzás fajtája, energia- és dózistartománya munkahelyenként változik. A személyi dozimétereket 2 nagy csoportra oszthatjuk az aktív- és passzív dózismérőkre. Aktív dózismérők esetén a mérőberendezés detektorának válaszjele közvetlen kijelzésként érzékelhető, míg a passzív változatoknál a detektor utólagos kiértékelést igényel.
2013
Nagy Annamária
18
2013
Nagy Annamária
19
Panasonic UD802AT és UD807ATN doziméterek
2013
Nagy Annamária
20
A sugárvédelem alapelvei • Tevékenység INDOKOLTSÁGA: a tevékenység haszna az egyén vagy a társadalom számára nagyobb, mint a sugárzás esetleges káros következményei.
• Védelem OPTIMÁLÁSA: ALARA elv! As Low As Reasonably Achievable („ALARA”) „A személyzet védelmét és biztonságát optimálni kell annak érdekében, hogy az egyéni dózisok nagysága, a sugárzásnak kitett személyek száma és a sugárterhelés valószínűsége az ésszerűen elérhető legalacsonyabb szinten maradhasson.”
http://www.osski.hu/kiadvanyok/izotoposmh/IzotoposMunkavedelmiSzabalyzat_OSSKI_ MU_2011.pdf
•
DÓZISKORLÁTOK alkalmazása A dózist korlátozni kell, amelyet az orvosi sugárterhelés kivételével az egyén kaphat az őt érő minden sugaras tevékenységből. – Cél: megakadályozni a determinisztikus sugárhatást – Csökkenteni a sztochasztikus sugárhatást, hogy az abból származó kockázat ne haladja meg más tevékenységek kockázatát 21
Hazai elsődleges dóziskorlátok Effektív Évi egyenértékdózisdóziskorlát (mSv) korlát (mSv) --------------------------------------------------------------------------------Dolgozók 100 mSv/5 év 500, kivéve (20 mSv/év) szemlencsére: 150! --------------------------------------------------------------------------------Középiskolások 0,5/ év 5 --------------------------------------------------------------------------------Szakképzésben résztvevő tanulók 5/ év 50 (legalább 16 évesek!) --------------------------------------------------------------------------------Lakosság 1/ év 50 ---------------------------------------------------------------------------------
BETEGEK
2013
???
???
Nagy Annamária
22
Sugárzás és kontamin kontamináció áció Exposure
Internal Contamination
• Besugárzás külső sugárforrásból • Kontamináció (bőrfelület)
External Contamin ation
Mode of Entry into Body Inhalation Ingestion
S
Absorption Injection Radiation protection
J. Varga, 2010
23
Sugárvédelmi alapszabályok a laborban • • • • • • • •
Kesztyű !!! Köpeny (csere, laborból tilos kivinni), Kézmosás (könyökkel, lábbal működtethető csap) Kéztörlés: papír, vagy kézszárító (nem törülköző!) Evés, ivás, dohányzás TILOS (ezek nem vihetők be) Személyi dozimetriai eszközök használata Kéz és lábmonitor távozás előtt (ne vigyük ki laborból!) Radioaktív anyag testbe jutása: – Blocking (gyógyszeres, e.g. jód tabletta) – Anyagcsere felgyorsítása
• Hulladék kezelés:
– Hosszú felezési idejű (>65 days) külön → tárolás – A rövidebb félidejű izotópok esetén megvárjuk míg lebomlik: MENTESSÉGI AKTIVITÁS! – A tároló konténer felületén mérhető limit < 20 µSv/h
Radiation protection
J. Varga, 2010
24
Külső sugárzás elleni védelem alapszabályai Idő (gyakorlás és előkészület!) •Minimalizáljuk az időt, a szükséges eszközöket kézhez készítjük •Ne rohanj, dolgozz effektíven! •Főpróba: „hideg” anyagokkal
Árnyékolás:
•
– gamma, X-ray: ólom (ampulla, fecskendő, köpeny, ólomüveg ablak) • – beta: plexi glass (! bremsstrahlung X-ray)
Alph a Beta
paper
• Gaarányos) Távolság (a dózis a távolság négyzetével fordítottan
– Manipulátor – Csipesz (a lehető leghosszabb)
lead
mm a
Ne feledd: •Sugárzás szóródása és visszaverődése •Kéz és szem (nincs igazi védelem)
Radiation protection
J. Varga, 2010
25
Kalibrált mérőműszerek szükségesek • Dózisintenzitás mérő (lásd a közelgő gyakorlatot) – Felületi szennyezettség mérő – Dózisintenzitás mérő
• Nukleáris medicina (orvosi izotóp) laborokban (ahol humán felhasználásra kerülnek az izotópok): aktivitásmérő: dóziskalibrátor
Radiation protection
Radiation Package Symbols Radiation sign and legend for: • storage boxes, • refrigerators • waste containers • sinks
Label on containers: • which radionuclide • chemical form • activity and time of measurement • (expiration) • signature
Mi a teendő kontamináció esetén? esetén? 1. A munka azonnali felfüggesztése 2. A szennyezett terület egyértelmű körülhatárolása, jelzése a terjedés, széthordás megakadályozására 3. Ha radioaktív gázok és gőzök vannak jelen: megakadályozni a kijutását (fülke levegőzés, ventillátor elzárása) 4. Sugárvédelmi képzettségű munkatárs irányítja a dekontaminációt, a többiek végrehajtják az utasításokat (együttműködés) 5. Csak a sugárvédelmi megbízott léphet be a szennyezett területre (idő!) 6. Első és legfontosabb teendő: a kontaminált személyek dekontaminációját megkezdeni… 7. Ezt követően a felületek… 8. Végül: mérés 9. Dokumentálás és ha szükséges jelentés (hatóságoknak, főnökségnek) Radiation protection
J. Varga, 2010
28
Személyek dekontaminációja • Szennyezett ruhadarab eltávolítása • A bőrfelület lemosása (elkerülve a még tiszta felület elszennyezését) – Bőr, haj, ujjak, körmök: szappanos víz – Kerülendő a forró víz és az erős detergensek – Puha kefe használandó
• Szemmosás folyó vízzel (szükség esetén szemészet) • Testbe jutott izotóp: – anyagcsere gyorsítása – Gyógyszeres blokkolás (jód tabletta) Azt a személyt tekintjük sugársérültnek, aki 250 mSv effektív dózist meghaladó, illetve a bőrfelület egy részén 6 Gy-nél, a szemlencsében 2 Gy-nél,vagy egyéb egyes szervekben 3 Gy-nél nagyobb elnyelt dózist kapott. A sugársérültet, illetőleg akinél ennek gyanúja fennáll, 24 órán belül orvosi vizsgálatnak kell alávetni, szükség esetén kezelésben kell részesíteni. 29
Felületmentesítés • Folyadék felitatása (vatta, papírvatta), lemosás • Nagy specifikus aktivitás esetén: használd az elem stabil izotópját • Nagy mennyiségű folyadék: automata pipettával felszívni, zárható edénybe gyűjteni • A maradékot feltörölni; műanyag zsákba gyűjteni • Fontos a mozgás iránya (ha hordjuk szét a hulladékot) • A felületmentesítést addig folytatjuk, amíg a felületen mérhető dózis a határérték alá csökken • Rövid felezési idejű izotóp: körülhatárolás és jelzés • Hosszú felezési idejű izotóp: a felületborítás eltávolítása vagy megfelelő lefedése • A ruhák, textíliák szennyezettségét ellenőrizni, mielőtt a tisztítóba küldik. Radiation protection
J. Varga, 2010
30
