A sugáregészségtan
A sugáregészségtan célkitűzései A sugáregészségtan célja az ionizáló és nem ionizáló sugárzások hatásának megismerése az emberi szervezetben annak érdekében, hogy kellő sugárvédelmet lehessen megvalósítani a sugárterheléssel járó hasznos tevékenységek indokolatlan korlátozása nélkül. Prof. Dr. Köteles György, Igazgató-főorvos, OKK-OSSKI
A sugárzások típusai Ionizáló sugárzások Elektromágneses: gamma-, röntgensugárzás Részecsketípusú: alfa-, beta-, neutronsugárzás Nem ionizáló sugárzások Ultraibolya Látható Infravörös Rádiófrekvenciás Mikrohullám Alacsony frekvenciájú Nagyon alacsony frekvenciájú Extrém alacsony frekvenciájú Elektromágneses terek
Az ionizáló sugárzások
Fogalmak I. Mekkora a sugárzás? Radioaktivitás radioaktív bomlás/sec = Becquerel (Bq) Mekkora a sugárterhelés? Elnyelt dózis (D T,R ) J/kg = Gray (Gy) Milyen típusú sugárzással? Dózisegyenérték (H T ) = D T,R w R J/kg c = Sievert (Sv) Mekkora biológiai hatással? Effektív dózis (E) = w T H T Sievert (Sv) Mekkora populációs hatással? Kollektív effektív dózis (S) = E i N i Személy-Sievert
Fogalmak II. Elnyelt dózis Bármely sugárzásra és bármilyen anyagra értelmezhető A sugárzás hatására az anyagban elnyelt energia két komponensből származik: a. a belépő és kilépő sugárzás által szállított energia különbsége (a sugárzásból elnyelt energia) b. a magreakciók során létrejött részecskéktől átvett energia (jellemzően neutronsugárzás esetén)
Fogalmak III. Dózisegyenérték Egy emberi szervre vagy szövetre (T) vonatkozik A különböző sugárzásokra (R) külön-külön kell meghatározni az elnyelt dózis és az adott sugárféleségre vonatkozó sugárzási súlytényező szorzataként. Ez fejezi ki azt, hogy azonos elnyelt dózist okozó gamma-, béta-sugárzásnál az alfa- és a neutronsugárzás várható biológiai hatása nagyobb.
Az ionizáló sugárzások típusai Elektromágneses sugárzás Gammasugárzás: Az alfa- és bétasugárzás kísérőjelensége szokott lenni. Hatótávolsága légüres térben praktikusan végtelen, a nagy tömegszámú elemek (általában ólom) gyengítik hatékonyan. Röntgensugárzás Részecsketípusú sugárzás: Alfasugárzás: Erősen ionizáló, viszont a hatótávolsága levegőben 1 cm alatti Bétasugárzás: Közepesen ionizáló hatású,hatótávolsága levegőben pár tíz cm. Neutronsugárzás
Az ionizáló sugárzások forrásai
Hogyan alakul ki az emberi sugárterhelés? Hol helyezkedik el a sugárforrás? - Külső sugárterhelés - Belső sugárterhelés Milyen sugárforrás idézi elő? - Természetes eredetű - Mesterséges eredetű
Hol helyezkedik el a sugárforrás? Külső sugárterhelés Belső sugárterhelés A sugárforrás testen kívül van (pl. röntgenvizsgálat) Pontszerű sugárforrás esetén a sugárzás dózisteljesítménye a távolság négyzetével fordítottan arányos Kiterjedt forrásnál a csökkenés lassabb A sugárzó anyag bekerül a szervezetbe, részt vesz az anyagcserefolyamatokban, eközben bomlik és a bomlás során keletkező sugárzás közvetlenül az élő sejteket éri pl. nukleáris baleset környezeti hatásai
A természetes eredetű sugárforrások 1 főre jutó expozíciós mértékének évi Külső átlaga Kozmikus sugárzás: 0,4 msv (p +,α,nº,β,γ..) Földkérgi sugárzás: 0,5 msv (γ ) Belső Inhaláció során: 1,2 msv (α ) Lenyelés során: 0,3 msv (α ) Összesen 2,4 msv
A háttérsugárzás kiemelkedő szereplője: A radon 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. A talajban lévő természetes radioaktív anyagok bomlástermékeként keletkezik, majd a talaj felsőbb rétegeiből a ház repedésein keresztül, csatornák és vízvezetékek mellett beszivárog a lakásokba. 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 (pl. dohányzás esetén). A tél közeledtével a lakások radon koncentrációja jelentősen megnő. A fűtés beindulásával csökken a beltéri légnyomás, és a ház alól a radon intenzívebben áramlik be a zárt terekbe. A csökkentett természetes légcsere, a kevesebb szellőztetés mind hozzájárul a radon koncentráció növekedéséhez.
Honnan származik a radon?
A radon egészségügyi vonatkozása A WHO besorolása szerint a radongáz a dohányzás után a tüdőrák kialakulásának második leggyakoribb okozója. Az Egyesült Államokban évente 20 000 eset, Magyarországon évente 400-800 tüdőrákos megbetegedést írnak a számlájára.
A mesterséges eredetű sugárforrások éves effektív dózisa monitorozott munkásoknál Atomipar (α, β, γ ) (Uránbányászat: 4,5 msv) Atomreaktor üzemeltetése: 1,4 msv Egészségügy (rtg ) Röntgendiagnosztika: 0,5 msv (DE! Magyarországon: 1,4 msv) Fogászati röntgen: 0,06 msv Izotópdiagnosztika: 0,79 msv Sugárterápia: 0,55 msv Egyéb Izotópelőállítás 1,93 msv (Szénbányászat: 0,7 msv) (Légiforgalom: 3 msv)
A sugárhatások típusai I. Determinisztikus hatás: Bizonyos küszöbdózis felett fellépő, a dózis növekedésével egyre súlyosabb formában megnyilvánuló eltérések. Akut: lokális sugárbetegség, akut sugárbetegség Krónikus: katarakta, sugár-dermatitis, teratológiai hatás Károsodás súlyossága Küszöbdózis Elnyelt dózis (Gy)
Sugárhatások típusai II. Sztochasztikus hatás: Olyan küszöbdózis nélküli elváltozások, amelyek a népességben többletsugárterhelés nélkül is jelentkeznek, de az előfordulásuk gyakorisága az elnyelt dózis növekedésével arányosan növekszik. Csak krónikus hatás: rosszindulatú daganatok, öröklődő rendellenességek Károsodás valószínűsége Dózisegyenérték (Sv)
Az ionizáló sugárzás okozta korai betegségek Lokális sugárbetegség: igen nagy küszöbdózis felett lépnek fel az exponált bőrterületeken Tünet: erythema, oedema, epiláció, hámlás, hólyagképződés, fekély, nekrózis gangréna Terápia: általában többlépcsős műtét Akut sugárbetegség: egész testet érinti Kezdetben: láz, hányinger, hányás, hasmenés Látens fázis Vérzések, gasztroenterális tünetek, fáradtság, hajhullás, coma, shock (jellemző, hogy a 2-5. héten a vérsejtek, vérlemezkék, granulociták száma csökken)
Az ionizáló sugárzás okozta késői betegségek Genetikai, ivarsejtekben bekövetkezett elváltozások Daganatos elváltozásokat (leggyakrabban Akut Limfoid Leukémia; méh/végbél daganatokat ritkán) DE! keringési, légúti, gastrointestinalis megbetegedések is okoz.
Sugársérültek vagy az arra gyanús személyek ellátása Azt a személyt, aki 250 msv effektív dózist meghaladó sugárterhelést kapott, illetőleg, ha ennek gyanúja fennáll, soron kívüli orvosi vizsgálatnak kell alávetni, szükség esetén kezelésbe kell részesíteni. 12 kijelölt intézmény van, ha ezekben az ellátás szakmailag nem biztosítható, a további speciális ellátást az Országos Onkológiai, ill. az Országos Haematológiai és Immunológiai végzi az OSSKI szakmai közreműködésével (16/2000 EüM. Rendelet 28. ).
Ionizáló sugárzás elleni védelem Lakossági és foglalkozási dóziskorlátozás Foglalkozási: évi 20 msv effektív dózis (ICRP ajánlás) Speciális foglalkozási dóziskorlátok: fiatalok 16-18 év (évi 6 msv) Várandós nők nem foglalkoztathatók sugárexpozícióban Testrészekre (foglalkozási): szemlencse: 150 msv, bőr: 500 msv/cm2 Lakossági: évi 1 msv effektív dózis Egyéni védőfelszerelés Ólomtartalmú védőfelszerelés Műszaki védelem Kibocsátás alacsonyan tartása, építészeti megoldások pl. ólomüveg, radon elvezetés. Expozíciós idő csökkentése szervezett módon műszakbeosztás Rendszeres orvosi vizsgálat, doziméteres sugárzás-szint monitorozás Szellőztetés
Munkahelyi sugárvédelem Személyi feltételek (>18. év, orvosi alkalmasság, megfelelő szakmai és sugárvédelmi képzettség, döntés a személyi dozimetriáról) Adminisztratív követelmények (működési engedély, munkahelyi sugárvédelmi szabályzat) Ellenőrzött zóna létrehozása és biztosítása
A sugárvédelem jogi háttere ICRP (International Commission on Radiological Protection) : csak ajánlások NAÜ (Nemzetközi Atomenergia-ügynökség): csak ajánlások (esetünkben alapdokumentum: Biztonsági sorozat 115.) EU taggá válásunkkal, ha nincs kivétel az előírások kötelezőek Hazai előírások (alap: az atomenergiáról szóló 1996. évi CXVI. Törvény)
Az ionizálós sugárzással kapcsolatos balesetek és meggondolatlan háborús lépések
Hiroshima és Nagasaki előzményei Az USA térdre akarja kényszeríteni Japánt a II. világháborúban. Harry S. Truman amerikai elnök 1945. aug. 6-án kiadja a parancsot Hirosima, majd később Nagasaki elpusztítására is.
A bombákról Az Enola Gay kioldotta az első atombombát ( Little Boy ) kb. 9000 m magasan Hiroshima felett. A bomba 40 s-el később felrobbant kb. 1000 m magasságban. Robbanóereje kb. 12000 t TNT-nek felelt meg. A láncreakció mindössze az urántöltet 1 %-ra terjedt ki A Bock s Car kioldotta az első Pu-bombát ( Fat Man ). A bomba kb. 503 m magasságban robbant fel Nagasaki felett. Robbanóereje kb. 22000 t TNT-nek felelt meg. A láncreakció kb 1 kg plutóniumra terjedt ki (a kb. 10 kg-nyi töltetből)
A sugárzás mennyisége Hiroshimában és Nagasakiban Az epicentrumhoz közel a sugárzás mértéke 100 Gy. Ez az érték feleződik minden 200 m- rel. 10 Gy feletti dózis esetén biztos a halál emberre nézve. 3 km-re az epicentrumtól a sugárzás mértéke 0.002 Gy. Itt akut hatások már nem jelentkeztek.
Hiroshima és Nagasaki áldozatainak száma A bombázások több mint 600 000 embert érintett Kb. 210 000 haláleset A leukémiás esetek 5-10 év múlva mutattak csúcsokat. Az egyéb daganatok 20 éven belül kezdtek el emelkedni, végül jóval meghaladva a leukémiás esetek számát.
A robbantások jellemzői A csernobili össz-sugárzás 200-szorosa az atombombákéhoz viszonyítva. A sugárzás 80%-a a bombázástól számított első nap során szabadult fel. Egy hét alatt a sugárzás az egymiliomodnyijára csökkent. A bombázás során az akut halálozás 20%-t okozta sugárbetegség, 20%- a különböző égési sérülések és 60% az egyéb sérülések.
A csernobili baleset okai (1986.04.26.) A reaktorban igen magas volt a pozitív üregtényező. Ez azt jelenti, hogy ha a reaktor hűtővizében gőzbuborékok keletkeznek, a láncreakció felgyorsul, és ha nem avatkoznak közbe, szabályozhatatlanná válik. Még fontosabb hiba volt a szabályozórudak tervezési hibája, mert a rudak nem lassították hanem gyorsították a folyamatot
Csernobili baleset következményei Egyes becslések szerint a sugárzás mértéke az első nap elérte a 20 000 msv értéket. Kiterjedt területeket érintett, de csak 134 főnél (zömében atomerőműi dolgozók, tűzoltók) alakult ki akut sugárbetegség. Ebből 28 fő három hónapon belül, további 19 fő az elkövetkező húsz évben halt meg. A Nemzetközi Atomenergia Ügynökség 56 közvetlen áldozatot tart nyilván: 47 munkást és 9 gyermeket, akik pajzsmirigyrákban haltak meg; valamint úgy becsüli, hogy körülbelül 4000 ember hal meg a későbbiekben ezzel kapcsolatos betegségekben Nemzetközi Rákkutató Újság (International Journal of Cancer) 2006-os tanulmányában megjelent egy újabb tudományos modell. Eszerint a Csernobili szerencsétlenség körülbelül 1000 pajzsmirigyrákos és 4000 egyéb rákos esetet okozott Európában, ami az összes rákos esetek 0,01%- a a szerencsétlenség óta.
Csernobili baleset hatása Magyarországon Magyarországon az 1986-ban kapott többletdózis 0,2 msv volt, mely megfelel 10 mikrorizikó kockázatnak (ennek jelentése: 1 millió, ennek és csak ennek a hatásnak kitett ember közül 10 halálát okozza az adott behatás) NB! Az egy főre jutó évi háttérsugárzás átlagos mértéke 2,4 msv
A Paksi Atomerőműben (2003.04 10-11.) bekövetkezett üzemzavar következményei Forrás: Országos "Frédéric Joliot-Curie Sugárbiológiai és Sugáregészségügyi Kutató. URL: http//www.osski.hu
Fukushimai baleset (2011.03.11.) A tóhokui földrengés és az azt követő szökőár (tsunami) romboló hatásai súlyos nukleáris üzemzavarok és balesetek sorozatát indították el.
Fukushimai baleset sugárzás mértéke A Nukleáris Biztonsági Bizottság közleménye szerint a levegőbe kiszabadult sugárzás mennyisége Március 11 és Április 5 között 1.3 1017 Bq iodine-131-re nézve és 1.1 1016 Bq caesium-137-re nézve, amely a csernobili emisszió 11%-a. Eddigi információink szerint Fukushima környékén eddig a legmagasabb sugárzás 400 msv/óra volt, ami azóta a töredékére esett le.
A fukushimai baleset szerteágazó hatásai DE!: Jelentős mennyiség került a tengerbe (2.7 1016 Bq caesium-137), azonban az erős áramlatok ennek mennyiségét gyorsan felhígították. További problémát jelentett az, hogy képtelenek voltak megakadályozni, hogy szennyezett étel kerüljön ki a területről. Ez főleg spenót, tea levél útján történt, és 200 km-re is ki lehetet mutatni az erőműtől. Egyes területek akár 20 évig is élhetetlenek lehetnek a magas sugárzás miatt. Naoto Kan miniszterelnök úr közleménye szerint fokozatosan meg kell szüntetni Japán atomenergiafüggését.
Fukushima és Csernobil összehasonlítva Egyes felmérések szerint a fukushimai baleset során felszabaduló sugárzás mértéke, illetve az érintett terület nagysága egy tizede a csernobili sugárzáshoz képest.
Az akut sugárbetegség tünetei a dózis függvényében összehasonlításképpen - 0-0,25 Sv (0 250 msv): nincs tünet - 0,25 1 Sv (250 1000 msv): hányinger, étvágytalanság, csontvelő-, nyirokcsomó- és lépkárosodás - 1 3 Sv (1000 3000 msv): közepes vagy erős hányinger, étvágytalanság, fertőzés, súlyosabb csontvelő-, nyirokcsomó- és lépkárosodás - 3 6 Sv (3000 6000 msv): erős hányinger, étvágytalanság, vérzés, fertőzés, hasmenés, hámló bőr, nemzőképtelenség (sterilitás), kezelés nélkül halált okoz - 6 10 Sv (6000 10000 msv): a fenti tünetek és a központi idegrendszeri károsodás, elhalálozás várható. - 10 Sv fölött (10000 msv): bénulás és halál
A nem ionizáló sugárzások
A nem ionizáló sugárzások elektromágnes spektrum szerinti csoportosítása. ultraibolya látható infravörös rádiófrekvenciás mikrohullám alacsony frekvenciájú nagyon alacsony frekvenciájú extrém alacsony frekvenciájú elektromágneses terek
Az ultraibolya sugárzás forrásai Természetes napfény: mezőgazdasági munkások, építőipari munkások, strandőrök, katonai személyzet, postai kézbesítők, vasúti pályamunkások, tengerészek, sportolók Ívhegesztési UV: hegesztők, csőszerelők, karbantartók Plazmaláng UV: plazmaláng-operátorok Germicid UV: orvosok, laboratóriumi asszisztensek, fodrászok, konyhai dolgozók, kozmetkusok Lézer UV: laboratóriumi dolgozók, orvosok Szárító- és kezelési folyamatok: nyomdászok, festőmunkások, műanyagipari munkások, faanyagkezelők.
Az UV sugárzás típusai
Az UV okozta egészségkárosodások Fotokeratoconjunctivitis Szem erős fájdalma, fénykerülés, idegentest-érzése. A tünetek fokozatosan enyhülnek, tartós károsodás nincs. Szürke hályog Nagyon gyorsan, az expozíciót követő 24 órán belül megjelenhet Egyéb szemsérülések (iris, retina károsodás) Napégés/erythema Kipirosodás, érzékenység, hámlás, felhólyagosodás Fényérzékenységi reakciók fototoxikus reakciók bizonyos gyógyszerek (grizeofulvin, tetraciklin, szulfonamidok, stb.) szedése esetén fordulhat elő. Fotoallergén reakciók bakteriosztatikus ágensekkel és parfümösszetevőkkel kapcsolatban. premalignus és malignus bőrlaesiók: Basalis sejt carcinoma, laphámsejt carcinoma és malignus melanoma
Az UV sugárzás viselkedése a strandon
A globális nap UV index a napból a föld felszínére érkező maximális ultraibolya sugárzásnak a becslését adja. Forrás: WHO Intersun Program. URL: http://www.who.int/uv/intersunprogramme/activities/uv_index/en/index1.html Fordította: Dr. Komáromi T. Bence
A szoláriumozás néhány kontraindikációja Életkor < 18 év Anamnézisben napon való leégés, erre hajlamosító bőrtípus (I, II) Nagyszámú anyajegy Anamnézisben vagy családban előforduló bőrdaganat Egyes fotoszenzibilizáló gyógyszerek szedése (pl. tetraciklinek, szulfonamidok) Egészséges használathoz fontos a műszaki kontrol és a szemvédelem
A rádiófrekvenciás sugárzás forrásai A természetes környezetből Rádióadás sugárzása során Televízióadás sugárzása során Rádiótelefon-bázisállomásból Mobiltelefon
A mikrohullámú sugárzás forrásai Kozmikus mikrohullámú sugárzás Otthoni sütők (sértetlen védőráccsal biztonságosak) Műsorszórás Radar Telekommunikációs tornyok Orvosi (fizioterápiás) alkalmazású, diatermiás készülékek
Rádiófrekvenciás és mikrohullámú sugárzás által okozott egészségkárosodások Akut sérülések: 10 mw/cm 2 szint feletti expozíció esetén figyelhetők meg. - Hősérülések fehérjedenaturáció és szöveti elhalás jellemzi, amelyeket gyulladásos reakció és hegképződés kísér. Rákkeltő hatás: Adatok vannak az alacsony (<200 Hz) frekvenciatartományú sugárzással történt expozíció daganatkeltő hatására. Agytumorokat, malignus melanomákat, leukémiákat írtak le alacsony frekvenciájú elektromágneses sugárzással exponált munkavállalók között. Utódkárosító hatások: erőtelepi munkások, elektromágneses sugárzással exponált apák utódaiban a neuroblastoma incidenciájának növekedését, férfi terapeuták utódai esetében a fejlődési rendellenességek gyakoriságának növekedését írták le. Egyes adatok szerint a mikrohullámú sugárzás fokozza a vetélés valószínűségét, ezért terhes anyák nem dolgozhatnak ilyen munkakörben. Szürke hályog: feltételezett, egyenlőre tudományos igazolása nincs.
A magasfeszültségi távvezetékek expozíció elsősorban elektromágnes tér formájában történik számos kórképpel való összefüggés lehetősége felmerült: - elsősorban depresszió és egyes daganatos betegségek - de a különböző esethalmozódásokkal kapcsolatban kialakult gyanúk nem kerültek egyértelmű megerősítésre
Mobiltelefonok Rádióhullámú, elektromágnes tér jellegű és mikrohullámú expozíciót jelent. A készülékeknek termikus hatása van, de elhanyagolható mértékű nem-termikus hatásnak tűnik a vér-agy gát permeabilitásának növelése, de ennek pontos mértéke jelentősége egyelőre nem tisztázott. Agytumor-kockázat szignifikáns növekedése analóg celluláris telefon használata esetén, halántéki daganatok kockázata emelkedett, acusticus neurinoma. Óvatossági okokból (széleskörű elterjedtség), azonban bizonyos nemzetközi elektromágneses kibocsátási korlátok le vannak fektetve. A káros hatás jelentősen csökkenthető vezetékes, vezetéknélküli táveszközökkel
A lézerek definíciója, forrásai és az Lézerek: olyan eszköz, amely a 180nm-től 1 mm-ig terjedő hullámhossztartományban elektromágneses sugárzást képes létrehozni indukált emisszió révén. Lézerek forrása: általuk okozott betegségek -orvosi (szemészet, sebészet, bőrgyógyászat) és fogorvosi lézerek, lézermutatók, CD-lejátszók, ipari lézerek, áruházi vonalkód-leolvasók Lézerek okozta egészségkárosodások: -szemre irányítva, vagy tükröző felületekről a szembe világítva retinakárosodást, szaruhártya-sérülést, lencsehomályt okozhatnak. - nagyobb teljesítményű léserek bőrsérülést, égést okozhatnak - biztonsági szabályok betartása, szükség esetén védőszemüveg alkalmazása
A megelőzési lehetőségek Határértékek meghatározás Előírások (pl. lakóhelyek távolsága adott forrástól) Megfelelő védőfelszerelés Korszerű, megfelelően árnyékoló berendezések A használat minimalizálása
Köszönöm a figyelmet!