Radioaktivitás biológiai hatása

Hasonló dokumentumok
Radioaktivitás biológiai hatása

Atomfizika. Radioaktív sugárzások kölcsönhatásai Biofizika, Nyitrai Miklós

Sugárvédelem kurzus fogorvostanhallgatók számra. Töltött részecskék elnyelődése. Sugárzások és anyag kölcsönhatása. A sugárzások elnyelődése

Sugárbiológia: dozimetria, találat és. sugárhatás, sugárérzékenység

1. A radioaktív sugárzás hatásai az emberi szervezetre

FIZIKA. Radioaktív sugárzás

FIZIKA. Atommag fizika

Sugárterápia. Ionizáló sugárzások elnyelődésének következményei

Az ionizáló és nem ionizáló sugárzások összehasonlító elemzése. Készítette: Guáth Máté Környezettan Bsc Témavezető: Pávó Gyula

Sugárterápia. Ionizáló sugárzások elnyelődésének következményei. Konzultáció: minden hétfőn 15 órakor. 1. Fizikai történések

Sugárzások kölcsönhatása az anyaggal

ÉRTELMEZŐ INFORMÁCIÓK ÉS MEGHATÁROZÁSOK A SUGÁRVÉDELEMBEN

Dozimetriai alapfogalmak. Az ionizáló sugárzás mérése

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Sugárfizikai és sugárvédelmi ismeretek. SZTE Nukleáris Medicina Intézet

Az atommag összetétele, radioaktivitás

Sugárvédelmi feladatok az egészségügyben. Speciális munkakörökben dolgozók munkavégzésére vonatkozó általános és különös szabályok.

Sugárbiológiai ismeretek: LNT modell. Sztochasztikus hatások. Daganat epidemiológia. Dr. Sáfrány Géza OKK - OSSKI

Ionizáló sugárzások egészségügyi hatásai. Dr. Vincze Árpád

A sugárzás biológiai hatásai

SE Bővített fokozatú sugárvédelmi tanfolyam, 2005 márc IONIZÁLÓ SUGÁRZÁSOK DOZIMETRIÁJA. (Dr. Kanyár Béla, SE Sugárvédelmi Szolgálat)

Az ionizáló sugárzások előállítása és alkalmazása

Környezetgazdálkodás ban gépészmérnöki diplomát szerzett Dr. Horváth Márk ben ő lett az első Fizikai Nobel-díj tulajdonosa.

Ionizáló sugárzások dozimetriája

Az ionizáló sugárzások el állítása és alkalmazása

I. DOZIMETRIAI MENNYISÉGEK ÉS MÉRTÉKEGYSÉGEK

-A radioaktivitás a nem stabil (úgynevezett radioaktív) atommagok bomlásának folyamata. -Nagyenergiájú ionizáló sugárzást kelt Az elnevezés: - radio

rvédelem Dr. Fröhlich Georgina Ionizáló sugárzások a gyógyításban ELTE TTK, Budapest Országos Onkológiai Intézet Sugárterápiás Központ Budapest

ÉRTELMEZŐ INFORMÁCIÓK MEGHATÁROZÁSOK

Hidrogén: 1 p + + különböző számú neutron

A vérképző rendszerben ionizáló sugárzás által okozott mutációk kialakulásának numerikus modellezése

Izotóp geológia: Elemek izotópjainak használata geológiai folyamatok értelmezéséhez.

RADIOAKTIVITÁS. Természetes (spontán) radioaktivitásról beszélünk, ha a természetben megtalálható elemek atommagja képes átalakulni.

Radioaktív elemek környezetünkben: természetes és mesterséges háttérsugárzás. Kovács Krisztina, Alkímia ma

3. Nukleá ris fizikái álápismeretek

Az ionizáló sugárzások előállítása és alkalmazása

Terápiás ablak. Ionizáló sugárzás. Sugárterápia. Röntgen sugárzás. Radioaktív izotópok

1. Az ionizáló sugárzások és az anyag kölcsönhatása (2-34) 2. Fizikai dózisfogalmak. 3. A sugárzás mérése (42-47) Prefixumok

Sugárzás kölcsönhatása az anyaggal 1. Fény kölcsönhatása az anyaggal. 2. Ionizáló sugárzás kölcsönhatása az anyaggal KAD

Atommag, atommag átalakulások, radioaktivitás

H 2 O e aq + H 2 O + Ionizáció (e aq = hidratált elektron) H 2 O H 2 O OH + H Excitácót követő disszociáció

A dozimetria célja, feladata. Milyen hatásokat kell jellemezni? Miért kellenek dozimetriai fogalmak? Milyen mennyiséggel jellemezzük a káros hatást?

Ionizáló sugárzások. Ionizáló sugárzások. dozimetriája. A dozimetria feladata. Megfelelő mennyiségek megfogalmazása

Sugárvédelmi Ellenőrző és Jelző Rendszerének vizsgálata

Dr. Fröhlich Georgina

Izotópok és radioaktív sugárzások

Sugárvédelmi mérések és berendezések

Radonexpozíció és a kis dózisok definíciója

A Geiger-Müller számlálócső és alkalmazásai Engárd Ferenc okl.villamosmérnök - blackbox@engard.hu

Magfizikai alapismeretek

Radioaktív sugárzások tulajdonságai és kölcsönhatásuk az elnyelő közeggel. A radioaktív sugárzások detektálása.

1. Az ionizáló sugárzások és az anyag kölcsönhatása

Kis dózis, nagy dilemma

ESEO-TRITEL: az ESEO műhold dózismérője

Radon. 34 radioaktív izotópja ( Rd) közül: 222. Rn ( 238 U bomlási sorban 226 Ra-ból, alfa, 3.82 nap) 220

4. A nukleá ris mediciná fizikái álápjái

Háttérsugárzás. A sugáregészségtan célkitűzése. A sugárvédelem alapelvei, dóziskorlátok. Sugáregészségtan és fogorvoslás

Arany-Tóth Attila. Sebészeti röntgenvizit: Általános radiológia - előadás

DOZIMETRIA, SUGÁRHATÁSOK

Országos Onkológiai Intézet, Sugárterápiás Centrum 2. Országos Onkológiai Intézet, Nukleáris Medicina Osztály 4

A kehelysejtek szerepe a radon expozícióra adott sugárválaszban

Orvosi Fizika 2. Az izotópos nyomjelzés alapjai, orvosi alkalmazások szempontjai, sugárzási formák és orvosi alkalmazási területek. Részecskegyorsítók

Radon leányelemek depozíciója és tisztulása a légzőrendszerből

Sugárvédelem alapjai. Nukleáris alapok. Papp Ildikó

Alapfogalmak. Magsugárzások. A magsugárzások kölcsönhatása az anyaggal. Töltött részecskék ionizáló hatása. tulajdonságai.

II./3.4. fejezet: Daganatos betegségek sugárkezelésének alapelvei

Tamás Ferenc: Természetes radioaktivitás és hatásai

A radioaktív sugárzás rövid és hosszú távú biológiai hatásai

Nukleáris környezetvédelem Környezeti sugárvédelem

Röntgensugárzás. Röntgensugárzás

A természetes és mesterséges sugárterhelés forrásai, szintjei. Salik Ádám

Biológiai módszerek alkalmazása környezeti hatások okozta terhelések kimutatására

MATROSHKA kísérletek a Nemzetközi Űrállomáson. Kató Zoltán, Pálfalvi József

Alapfokú sugárvédelmi ismeretek

Általános radiológia - előadás. Arany-Tóth Attila. Radiológia-Aneszteziológia: 6. félév: 3 kredit

FIZIKA. Sugárzunk az elégedettségtől! (Atomfizika) Dr. Seres István

Radioaktív sugárzások az orvosi gyakorlatban. Az ionizáló sugárzások biológiai hatása. A sugárhatás osztályozása. A sugárhatás osztályozása

EGÉSZTESTSZÁMLÁLÁS. Mérésleírás Nukleáris környezetvédelem gyakorlat környezetmérnök hallgatók számára

ORVOSI RÖNTGEN- ÉS IZOTÓPDIAGNOSZTIKAI VIZSGÁLATOKBÓL SZÁRMAZÓ PÁCIENS SUGÁRTERHELÉSEK VIZSGÁLATA MAGYARORSZÁGON. Dr. Giczi Ferenc

SUGÁRVÉDELEM. Szervdózis szöveti súlytényezők. Kit védünk? Determinisztikus hatás. Sztochasztikus hatás! Sugárterhelés orvosi sugárterhelés

Sugárbiológia ismeretek jelentősége a diagnosztikában és terápiában. és sugárkémiai alapismeretek.

Radon-koncentráció relatív meghatározása Készítette: Papp Ildikó

Radiológiai osztályon dolgozók egészségkárosító kockázati tényezői

1. Az ionizáló sugárzások és. az anyag kölcsönhatása. Prefixumok. levegőben (átlagosan) 1 ionpár keltéséhez 34 ev = 5.4 aj energia szükséges

Beltéri radon mérés, egy esettanulmány alapján

DOZIMETRIA GYAKORLATOK

Az ionizáló sugárzások fajtái, forrásai

Dr Zellei Gábor (szerk.) Nukleárisbaleset-elhárítási fogalmak, kategóriák

Bari Ferenc egyetemi tanár

Radon és leányelemeihez kapcsolódó dóziskonverziós tényezők számítása komplex numerikus modellek és saját fejlesztésű szoftver segítségével

Atomfizika. Az atommag szerkezete. Radioaktivitás Biofizika, Nyitrai Miklós

1. Környezetvédelmi célú gamma spektrummérések

Radioaktív lakótársunk, a radon. Horváth Ákos ELTE Atomfizikai Tanszék december 6.

Tantárgy neve. Környezetfizika. Meghirdetés féléve 6 Kreditpont 2 Összóraszám (elm+gyak) 2+0

Szerven belül egyenetlen dóziseloszlások és az LNT-modell

Az atom szerkezete. Az eltérülés ritka de nagymértékű. Thomson puding atom-modellje nem lehet helyes.

A munkavállalók személyi dozimetriai ellenőrzésének aktualitásai

Sugárvédelem. Szabó Endre

Egy egyetemi sugárvédelmi szolgálatvezető "kalandjai avagy sugárvédelmi feladatok az egészségügyben.

Sugárzások és anyag kölcsönhatása

Átírás:

Radioaktivitás biológiai hatása Dózis definíciók Hatások PTE ÁOK Biofizikai Intézet, 2012 december Orbán József

A radioaktív sugárzás elleni védekezés 3 pontja Minimalizált kitettségi idő Maximalizált távolság (1/r 2 ) Védőanyagok használata

Radioaktív sugárzás lehetséges hatásmechanizmusa élőlényekben Energia abszorpció (10-15 s) Ionizáció vagy gerjesztés (10-5 s) Molekuláris változások (s) Biokémiai változások (s - h) Fiziológiai és/vagy anatómiai elváltozások (perc - h) Egyéb biológiai hatások (h - évek) Az élőlény halála (nap évek) Fizikai hatás Kémiai hatás Biológiai hatás 3

Sugárzások hatása (pl.) a DNS-re Indirekt károsodás A vízmolekula ionizálódik és reaktív OH - gyököt formál. A gyök párosítatlan elektronjával erősen reaktív károsítja a DNS-t Az összes radioaktív sugárzás okozta DNS - károsodás 75%-a ilyen. Direkt károsodás Magát a DNS-t találja el a radioaktív részecske és okozza a károsodást. From: Hall, Radiobiology for radiologist

Mi történik a kromoszóma károsodás után? A sejt esetleges reakciója: Kisebb sérülés javítása (DNS javító enzimek). Néhány DNS károsodás nem érint kódoló szakaszt, vagy csak inaktív marad további sugárzásig. A károsodás csak az utódokban jelenik meg. A károsodás hatására rákos sejtté transzformálódik. Nem működik tovább. Sejthalál következik be.

Fizikai hatás Kémiai hatás

Radioaktív sugárzás hatása Fizikai k.hatás: ionizáció /gerjesztés közvetlen / közvetett Sugárhatás - direkt / indirekt - reverzibilis / irreverzibilis - akut / krónikus sztochasztikus kockázat (valószínűség) determinisztikus küszöbdózis

Halálozási arány LD 50 DETERMINISZTIKUS A hatás csak küszöbdózis felett jelentkezik. A hatás súlyossága arányos a dózissal. Vannak jellegzetes tünetek. A hatás általában akut. Példa: bőrpír, katarakta SZTOCHASZTIKUS Nincs küszöbdózis! A hatás valószínűsége arányos a dózissal. Nincsenek jellegzetes tünetek. A hatás mindig később jelentkezik. Példa: rák, öröklődő hatások

Hogyan működik a sugárterápia? Kritikus / halálos besugárzási mennyiség, lokális szinten. De mi a kívánt mennyiség / DÓZIS?

D o z i m e t r i a

Dozimetria 1. Besugárzási dózis Jele: X Mértékegysége: C kg Q X m =1 Gy= 29,4 mc/kg levegő ΔQ: az m tömegű levegőben keltett ionok töltésösszege» Besugárzási dózisteljesítmény A besugárzási dózis és az idő hányadosa: Mértékegysége: C kg s X t

Dozimetria Fizikai dózis mennyiségek 2. Elnyelt dózis Tömegegységre vonatkoztatott elnyelt energia Jele: D Mértékegysége: J/kg, Gy (gray)» Elnyelt dózisteljesítmény Az elnyelt dózis és az idő hányadosa: Mértékegysége: Gy h D D t E m

Dozimetria Biológiai dózis mennyiségek (intenzitás + LET) 1. Egyenértékdózis Jele: H Mértékegysége: Sv (sievert) 1 Sv=1 J/kg D T,R : elnyelt dózis w R : sugárzás típusára jellemző faktor H=w R D T,R 2. Effektív dózis Jele: E Mértékegysége: Sv (sievert) 1 Sv = 1 J/kg H T : egyenértékdózis (szövettípustól függ) w T : szövet típusára jellemző faktor E=Σw T H T

Egyenértékdózis Sugárzás típusa Sugárzási súlyfaktor (W R ) foton 1 Elektron, müon 1 Neutron < 10 kev 10 kev to 100 kev > 100 kev to 2 MeV > 2 MeV to 20 MeV > 20 MeV Proton > 2 MeV 5 Alfa részecskék, nehéz atommagok 5 10 20 10 5 20 H=Σw R D T,R

Effektív dózis Szerv Szöveti súlyfaktor ivarmirigyek 0,20 végbél 0,12 csontvelő 0,12 tüdő 0,12 gyomor 0,12 húgyhólyag 0,05 mellkas 0,05 máj 0,05 pajzsmirigy 0,05 nyelőcső 0,05 bőr 0,01 Csont felszín 0,01 Vese, agy, izom 0,05 E=Σw T H T Σw T =1 E=Σw T w R D T,R Mi az eltérő érzékenység alapja?

A dózis hatásának függése a szövet típusától A legfontosabb szövetféleségek csökkenő sugárérzékenység alapján felállított sorrendje 1. Nyirokszövet 2. Fehérvérsejtek, csontvelői éretlen vörösvérsejtek 3. Gyomor-, béltraktus nyálkahártya 4. Ivarsejtek 5. Bőr proliferáló sejtrétege 6. Erek 7. Mirigyszövetek, máj 8. Kötőszövet 9. Izomszövet 10. Idegszövet Mit figyelhetünk meg?

A dózis hatásának függése a szövet típusától Milyen esetekben fokozódik a sugárzás hatása? (Bergonie és Tribondeau megfigyelései) - nagyobb fokú szaporodási képesség; - hosszabb sejtmag osztódási periódus; - kevésbé rögzített morfológiájú sejtek.

találatelmélet vagy direkt hatás elmélet, Dessauer 1922 1 tábla * 1 találat * több találat Több tábla * 1-1 találat * több találat A találat nem feltétlen ütközést jelent, hanem ionizációt! találat molekula/sejt inaktiválás

találatelmélet vagy direkt hatás elmélet 1 tábla, 1 vagy több találat túlélési görbék: félhatásos dózis N / N 0 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Poisson eloszlás Ha n>1, a görbe szigmoid n = 1 n = 2 0,1 0,0 0,5 1,0 1,5 D / D 1/2 n = 4 n = 3

Túlélők aránya találatelmélet vagy direkt hatás elmélet túlélési D görbék: 100 több tábla, 1-1 találat D 1/2 vagy LD 50 D 37 8 4 halálos dózis fél halálos dózis 37%-os elhalálozás (1/e) 1,0 m = 1 0,5 0,1 0,01 m = 4 m = 8 Dózis

Indirekt sugárhatás: vízaktiválási elmélet, higítási effektus H + + OH + energia H + + OH* Higítási effektus További kémiai reakció(k)

Mi az összefüggés a fizikai és a biológiai dózis között? A biológiai hatás és az átadott energia között szembetűnő aránytalanság van! Ha 0,3 C/kg besugárzási dózisú sugárzás (~10 Gy) éri az egész testet idővel halálhoz vezet! Ekkor az elnyelt energia kb., 9 J/kg; 75 kg-os embernél az egész testre ez mindössze: E = 675 J Ez egy pohár vizet 1 o C-al melegítene fel!

H (msv) Sugárterhelés hatásai Hatások Dozimetria A sugárdózis átlagértéke msv/év-ben 200 Küszöbdózis orvosilag kimutatható, tünetmentes 750-1000 Kritikus dózis rosszullét 1000-2000 Vérképző szervek zavarai 4000 Félhalálos dózis Az 50%-a orvosi kezelés hiányában meghal 6000 Halálos dózis Az átlagos természetes radioaktív háttérsugárzás kb, 1,8 msv/év, ebből: a levegőben jelenlévő radon (kb, 0,5 msv/év), az épületek sugárzása (kb, 0,4 msv/év), kozmikus sugárzás (0,3 msv/év), a bennünk lévő 40 K izotóp sugárzása (kb, 0,2 msv/év) Emberi tevékenység - orvosi röntgen átvilágítás és terápia, - átlagosan 0,4 msv/év, Összesen kb, 2,5 msv/év,

A dózis hatásának függése a fajtól Különböző fajok D50 értékei Faj LD 50 (Gy) Kutya 3-4,3 Majom 5 Egér 4-6,5 Ember 5-8 E. coli 5,6 Denevér 150 Élesztő 300 Amőba 1000 B. mesentericus 1500 Paramecium 3000

Egy átlag amerikai lakosra jutó éves sugárzás forrásai