Dozimetriai alapfogalmak. Az ionizáló sugárzás mérése

Átírás

1 Dozimetriai alapfogalmak. Az ionizáló sugárzás mérése

2 A DÓZISFOGALOM FEJLŐDÉSE A sugárzás mértékét számszerűen jellemző mennyiségek ERYTHEMA DÓZIS: meghatározott sugárminőséggel (180 kv, 1 mm Al szűrés), meghatározott nagyságú (6x8 cm2) bőrfelületen bőrpírt előidéző röntgensugárzás egységnyi mennyisége Mutscheller 1924-ben javasolta, hogy a sugárvédelem első referencia értékeként, a röntgenorvosok és asszisztensek elviselhető havi sugárterhelésére vezessék be az erythema dózis századrészét, mint tolerancia dózist.

3 Dozimetria A dozimetria a sugárzások olyan jellemzőivel foglalkozik, melyek alkalmasak az élő szervezetekben a biológiai, egészségügyi, általában károsító (élettartam rövidülést, életminőség csökkentést okozó) hatást a lehető legjobban jellemezni, előre jelezni.

4 Elnyelt dózis (D) A sugárzás energiájának az a része okoz elváltozást az anyagban amelyik elnyelődik. (D) az elnyelt dózis, az anyagban elnyelt sugárzás energiája / tömeg Az elnyelt dózis mértékegysége a J/kg, neve: gray, jele: Gy (bármely sugárzásfajtára, és besugárzási szituációra használható) Gyakran használt egységei a mgy és µgy. 1 mgy=10-3 Gy 1 μgy=10-6 Gy

5 Dózisteljesítmény Időegység alatti elnyelt dózist : dózisteljesítmény Egysége J/kg/s, jele Gy/s. A gyakorlati sugárvédelemben használt egységei: μgy/h; mgy/h.

6 Sugárvédelmi célú dózismennyiségek A sugárzás biológiai hatása függ a sugárzás típusától (α, β, γ, stb) EGYENÉRTÉKDÓZIS (H) figyelembe veszi az adott típusú sugárzás biológiai hatékonyságát Egyenérték dózis = Elnyelt dózis szorozva a sugárzás fajtájára jellemző súlytényezővel Egyes szervek besugárzása esetén használjuk, hogy a lokális sugársérülés kockázatát megbecsüljük Mértékegysége a sievert, jele Sv Gyakran használt egységei a msv és µsv.

7 Egyenérték dózis A röntgen és gamma sugárzás esetén egy szervben az elnyelt dózis és az egyenérték dózis számértékileg azonos D=1 mgy illetve H = 1 msv Alfa sugárzás esetén ugyanez a mennyiség: D=1 mgy illetve H = 20 msv.

8 EFFEKTÍV DÓZIS (E) Leginkább sugárérzékeny szervek relatív érzékenysége (szöveti súlytényező): Vörös csontvelő, vastagbél: 0,12; 0,12 Szöveti súlytényező: azzal arányos szám, hogy az adott szerv (azonos egyenérték dózis esetén) mennyire hajlamos az elrákosodásra. Effektív dózis: meghatározzuk az egyes sugárérzékeny szervek egyenérték dózisait ezeket megszorozzuk a szöveti súlytényezőkkel és az így előállított kockázatokat összeadjuk. Az (E) az emberi testet érő külső/belső sugárterhelés teljes (sztochasztikus kockázatát) károsodását fejezi ki. Mértékegysége a sievert, jele Sv

9 487/2015 Korm. rendelet EGÉSZTEST DÓZISKORLÁT Dózismennyiség: EFFEKTÍV DÓZIS (E) A sugaras munkavállalókra vonatkozó effektív dóziskorlát(ok) 20 msv/év A lakosságra vonatkozó effektív dóziskorlát 1 msv/év effektív dózis

10 Lekötött egyenértékdózis {HT(τ)} inkorporáció! az egyenérték dózisteljesítmény időintegrálja t 0 = egyszeri felvétel időpontja Ʈ = 50 év (felnőtt), 70 év (gyermek) mértékegység = J / kg = Sv

11 Lekötött effektív dózis, E(Ʈ) inkorporáció! egyes szervek/szövetek lekötött egyenérték dózisainak a szöveti súlytényezővel súlyozott összege

12 GYAKORLATI DÓZISMENNYISÉGEK olyan mérhető dózismennyiségek, amelyek alkalmasak az egyenértékdózis és az effektív dózis becslésére Egységük a J/kg, nevük sievert, Sv KÖRNYEZETI DÓZISEGYENÉRTÉK {H*(d)}, effektív dózis becslésére, ICRU gömbben (d=30), d mélységben mérve. Erősen áthatoló sugárzásra d= 10 mm H*(10) új műszerként H*(10)-ben mérő sugárvédelmi dózismérőt válasszunk!

13 KÖRNYEZETI DÓZISEGYENÉRTÉK Szabad környezet, munkahely Gyenge áthatolóképességű sugárzásra: d=0,07 mm Nagy áthatolóképességű sugárzásra: d=10 mm H*(d) sugárzási tér d ICRU gömb

14 SZEMÉLYI DÓZISEGYENÉRTÉK Az a dózisegyenérték, amely a doziméter viselési pontján a lágy testszövet d mélységében fellép. SZEMÉLYI DÓZISEGYENÉRTÉK {Hp(d)} személyi dózisok becslésére a lágy testszövet d mélységében fellépő dózisegyenérték erősen áthatoló sugárzásokra d=10 mm bőr, kéz, láb, szemlencse d=0.07 mm

15 SZEMÉLYI DÓZISEGYENÉRTÉK Munkahelyi ellenőrzés Gyenge áthatolóképességű sugárzásra: d=0,07 mm Egésztest: d=10 mm, bőr,kéz,láb=0,07 mm, (szemlencse=3 mm), H p (d) sugárzási tér d ICRU hasáb

16 Megnevezés és jele Rövid meghatározása Mértékegység Megjegyzés Elnyelt dózis, D Sugárzás révén elnyelt energia osztva az elnyelő tömeggel Gy (J/kg) Mindenfajta ionizáló sugárzásra és mindenféle elnyelő anyagra értelmezhető. Nem jellemez biológiai hatás mértékét Egyenérték dózis, H T Elnyelt dózis szorozva a sugárzás fajtájára jellemző súlyozótényezővel Sv (J/kg) Elsősorban emberi szövetekre, szervekre (kb. 1 Sv-ig). Jellemző a Jellemző a szövetek, szervek biológiai egészségkárosító hatására Effektív dózis, E Egyenérték dózis és a szöveti súlytényezők szorzatának összege Sv Emberi egésztestre (kb. 1 Sv ig) A szöveti súlytényezők összege :1. Környezeti dózisegyenérték H*(d) ICRU-fantomban d mélységben és irányban mért dózis Sv Terület és munkahely ellenőrzésére Lekötött dózis Szervezetbe került radioaktív anyagoktól 50 vagy 70 évre Gy, Sv Csak belső dózis, bomlás, felszívódás és kiürülési sebesség Kollektív dózis, S Több személy egyéni dózisainak összege Személy * Sv Társadalmi kockázat jellemzésére

17 Sugárzások mérése A sugárzások mérése általában a sugárzás és anyag (detektor anyag) közötti kölcsönhatáson alapul.

18 Gázionizációs detektorok Egy gázzal töltött kondenzátorba ionizáló részecske jut, pályája mentén ionizálja a töltőgázt.

19 Ionkamrás műszerek Az ionkamrák áramüzemű kamrák, a töltéshordozók maradéktalan összegyűjtésével előállított áram arányos lesz az elnyelt dózissal. gáztöltés (folyadéktöltés) U = tökéletes töltés-kigyűjtés ionizáció mértéke = árammérés a mért jel = folyamatos

20 Geiger-Müller számláló (GM-cső) Az ionkamrához képest magasabb feszültségen működik, impulzus üzemmódban dolgozik (becsapódó részecskéket gyűjti, számlálja), kioltógáz használata. ritkított gáztöltés, korlátozott élettartam U = teljes lavina letörés mért jel = impulzusok száma foton sugárzásnál széles foton-e tartományban alkalmas dózismérésre

21 Szcintillációs detektorok A szcintilláló anyagoknál a ɤ -sugárzás kölcsönhatásakor fényfelvillanás (foszforeszencia jelenség) keletkezik a szcintillátorban. A fényfelvillanást fotoelektron sokszorozóval (photomultiplier) árammá alakítjuk, majd erősítjük A szcintillációs detektor érzékelő eleme maga a szcintillációs kristály. Néhány szcintillátorfajta: NaI, CsI

22 Köszönöm a figyelmet!