• ochrana před ionizujícím zářením • biologické účinky ionizujícího záření Ionizující záření Ionizující záření ochrana před ionizujícím zářením - při práci se zdroji záření spočívá v zeslabení dávky záření na hodnotu, při níž je riziko ozáření sníženo na zanedbatelnou hodnotu - ochrany dosahujeme: - udržováním patřičné vzdálenosti od zdroje - odstíněním zdroje - co nejkratší dobou pobytu v prostoru zdroje Ionizující záření ochrana vzdáleností - hustota toku částic v homogenním prostředí 𝐼 = 𝐼0 4𝜋𝑙2 l - vzdálenost od bodového zdroje I0 - počet částic emitovaných ze zdroje za jednu sekundu - pokles toku částic - o 3 řády při zvětšení vzdálenosti z 1 cm na 32 cm Ionizující záření ochrana stíněním - využívá se vždy Ionizující záření ochrana stíněním - materiál vhodné tloušťky - α-záření - absorbuje se ve stěnách nádob, ve kterých se zářič uchovává - β-záření - 1-2 cm vrstva hliníku, skla, plexiskla - γ-záření, rtg záření, pozitronové zářiče - vrstva olova, barytu, oceli Ionizující záření ochrana stíněním - neutronové záření - ochrana spočívá ve zpomalení neutronů látkami s vysokým obsahem vodíku - parafin, polyethylen - γ-záření, které vzniká při konečné absorpci zpomalených neutronů reakcí (n, γ) se odstíní vrstvou olova Ionizující záření biologické účinky ionizujícího záření Státní ústav pro jadernou bezpečnost https://www.sujb.cz/radiacni-ochrana/oznameni-a-informace/strucny- prehled-biologickych-ucinku-zareni/ Státní ústav radiační ochrany https://www.suro.cz/cz/radiacni-ochrana/biologicke-ucinky- ionizujiciho-zareni Ionizující záření biologické účinky ionizujícího záření - jsou studovány od počátku 20. století, kdy bylo zjištěno, že záření (i rtg) poškozuje kůži - obecně lze konstatovat, že účinky jsou nepříznivé, v některých případech je však i pozitivní - vliv záření je rozdílný podle druhu organismu Ionizující záření Absorbovaná dávka ionizujícího záření (kerma) - dávka D - fyzikální veličina, která udává energii dodanou jednotkovému množství hmoty průchodem příslušného záření - jednotka gray, [D] = Gy = J/kg - starší jednotkou je rad, platí 100 rad = 1 Gy. Ionizující záření Dávkový příkon - dávková rychlost - rychlost s jakou je energie látce sdělována - rozměr dávkového příkonu Gy/s nebo W/kg d𝐷 d𝑡 Ionizující záření Expozice - hodnocení účinku nepřímo ionizujícího záření na látku - dQ - součet nábojů obojího znaménka vytvořených sekundárními elektrony v hmotnostním elementu vzduchu - [X] = C/kg 𝑋 = d𝑄 d𝑚 Ionizující záření Expoziční příkon - hodnocení účinku nepřímo ionizujícího záření na látku - přírůstek expozice za jednotku času - jednotka C/(kg s) d𝑋 d𝑡 Ionizující záření působení ionizujícího záření na buňky - buňka vodný roztok solí a nízkomolekulárních látek, v němž jsou dispergovány makromolekulární látky přímý účinek - je dán přímým zásahem makromolekuly ionizující částicí nebo sekundárním elektronem při ozařování γ nebo rtg zářením - zvláště nebezpečný je zásah nukleových kyselin v jádře, kde dochází k jejich degradaci nepřímý účinek - je dán především radiolýzou vody a chápou se tak účinky produktů této radiolýzy na obsah buňky Ionizující záření Primární produkty radiolýzy vody: - objevují v čase od 10-16 do 10-12 s Excitovaná molekula vody H2O* Radikály H∙ a OH∙ (důsledek disociace excitované molekuly) H2O+ a e- (důsledek přímé ionizace nárazem) Navazující procesy: H2O+ → H+ + OH∙ e- + H2O → H2Oe- + H+ → H∙ H2O- → H∙ + OHe- + H20 → e- aq eaq -solvatovaný, vodný, hydratovaný elektron, doba života přibližně 0,2 ms Ionizující záření Vazba solvatovaného elektronu obklopeného šesti molekulami vody má 3,3 eV, na povrchu vody jen 1,6 eV – měřeno na základě energie dopadajícím světlem vyražených elektronů. Ionizující záření působení ionizujícího záření ovlivňuje - dávka - dávkový příkon - druh ionizujícího záření - rozdílná lineární ionizace - poškození je tím závažnější, čím je větší lineární ionizace - jakostní faktor Q - udává kolikrát je daný druh záření biologicky účinnější než záření gama, za základ se bere rentgenové záření o energii 200keV Ionizující záření působení ionizujícího záření ovlivňuje - dávkový ekvivalent H = Q·D , [H] = Sv, Sievert - dávka 1 Sv jakéhokoli záření má stejné biologické účinky jako dávka 1 Gy rentgenového nebo gama záření, pro které je jakostní faktor stanoven Q = 1 - dávkový ekvivalent je biofyzikální dozimetrická veličina, která kombinuje fyzikální veličinu radiační dávka s daným druhem záření a empiricky stanovenou mírou jeho vlivu na živou tkáň - v porovnání s fotonovým zářením Ionizující záření ekvivalentní dávka - používá se pro praktické hodnocení vlivu druhu záření HT = wR·DT , [HT] = Sv, Sievert - DT - dávka záření v orgánu nebo tkáni - wR - radiační váhový faktor - opět bezrozměrné číslo - hodnoty jsou doporučené mezinárodní komisí pro ochranu před ionizujícím zářením - pro praktické účely dobře vystihují riziko různých druhů záření vzhledem k záření fotonovému Ionizující záření radiační váhové faktory Ionizující záření příkon dávkového ekvivalentu - dávkový ekvivalent za časovou jednotku Sv/s příkon ekvivalentní dávky - ekvivalentní dávka za časovou jednotku Sv/s dávkový úvazek - úvazek ekvivalentní dávky - celková dávka, kterou člověk obdrží za delší časové období 50 let u dospělých, 70 let u dětí Ionizující záření tkáňový váhový faktor wT pravděpodobnost poškození orgánů při stejné dávce je různá pro různé tělesné orgány a tkáně Ionizující záření efektivní dávka součet ekvivalentních dávek vážených s ohledem na radiační citlivost orgánů pro všechny ozářené orgány a tkáně