Radiační patofyziologie. Zdroje záření. Typy ionizujícího záření: Jednotky pro měření radiace:

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Radiační patofyziologie. Zdroje záření. Typy ionizujícího záření: Jednotky pro měření radiace:"

Miloš Neduchal
před 9 lety
Počet zobrazení:

1 Radiační patofyziologie Radiační poškození vzniká účinkem ionizujícího záření. Co se týká jeho původu, ionizující záření vzniká: při radioaktivním rozpadu prvků, přichází z kosmického prostoru, je produkováno technickými zařízeními (např. RTG diagnostika, defektoskopie). Jednotky pro měření radiace: Jednotkou aktivity je becquerel: 1 Bq = 1 rozpad/s Jednotkou absorbované dávky je gray: 1 Gy = 1 J/kg Jednotkou expozice je vzniklý náboj: 1 C/kg Jeddnotkou absorbované dávky je sievert: 1 Sv = 1 Gy * jakostní faktor Zdroje záření Zdroje záření můžeme rozdělit také na: -přirozené (přirozená radioaktivita prostředí, kosmogenní záření) -umělé (RTG diagnostika, medicínské aplikace, technická zařízení, dříve také pokusy s jadernými výbuchy) Obě složky se v současné době podílejí na zátěži obyvatelstva velmi zhruba 50%. Ozáření obyvatelstva z různých zdrojů ZDROJE Dávka (µsv/r) PŘÍRODNÍ ZDROJE Prostředí Kosmické záření 280 Záření zemské kůry 260 Vnitřní radioisotopy v těle 260 UMĚLÉ ZDROJE Prostředí Technolog. zvýšení (uhlí atd.) 40 Spad z jaderných výbuchů 40 Jaderné elektrárny 3 Lékařství Diagnostika 780 Radioizotopy 140 Profesionální expozice 10 Spotřební zboží a další 50 Typy ionizujícího záření: fotony (γ-záření, RTG-záření, hranice je dána způsobem vzniku, energeticky se překrývají); záření α (jádra atomů helia); záření β - (elektrony); neutrony (n); záření β + (positrony); protony (p); těžké produkty (jádra prvků těžších než He). Mimo tyto typy záření existují i jiné druhy vysoce energetických částic (například mezony, hyperony), lze je jednak vyrobit v urychlovačích, jednak se vyskytují v kosmickém záření. Pro úplnost je třeba poznamenat, že dalším typem záření (bez biologického významu) jsou neutrina. Běžnými typy záření jsou pouze fotony (γ), β-, α a při štěpných reakcích neutrony.

Jednotky pro měření radiace: Jednotkou aktivity je becquerel: 1 Bq = 1 rozpad/s Jednotkou absorbované dávky je gray: 1 Gy = 1 J/kg Jednotkou expozice je vzniklý náboj: 1 C/kg Jeddnotkou absorbované

2 Vlastnosti ionizujícího záření Typ Částice Dolet (cm) Ionizace (cm) Jak. faktor γ fotony olovo β - elektrony vzduch β + positrony n neutrony tepelné 3 rezonanční 2.5 střední beton rychlé beton p protony vzduch α jádra helia vzduch štěpné trosky vzduch Cesty radiace do organizmu: Ozářením z vnějších zdrojů (neutrony, γ-záření) Kontaminací povrchu těla (radioizotopy) Dýchacími cestami (horké částice, Rn) Ingescí (radioizotopy) Pro běžnou populaci přichází v úvahu hlavně ozáření z vnějších zdrojů (diagnostika, technické zdroje) a Rn ze stavebních materiálů. Princip působení záření Časová odezva v biologických systémech Všechny typy pronikavého záření mají v zásadě stejný efekt - vyvolávají ionizaci. Vlivem ionizace vznikají radikály, které jsou chemicky vysoce aktivní. Působením radikálů dochází k poškození citlivých buněčných struktur. Tato poškození se často projeví až po delší době (např. při dělení buňky). Úroveň Fyzikální jevy, ionizace Radikály, reaktivní molekuly Stabilní molekulární poškození Buňka Organizmus Lidská populace Časová škála s s s s s s

5 střední beton 10 1 8 rychlé beton 10 2 10 p protony vzduch 10 0-10 2 10 3-10 4 10 α jádra helia vzduch 10 0-10 1 10 4-10 5 10 štěpné trosky vzduch 10-2 -10 0 10 4-10 6 20 Cesty radiace do

3 Účinky ionizujícího záření NESTOCHASTICKÉ: -jsou důsledkem poškození velkého počtu buněk - projevují se jen při dávkách nad prahovou dávku - stupeň poškození roste s dávkou -většinou mají krátké latentní období STOCHASTICKÉ: - mohou být důsledkem postižení jediné buňky - mohou vzniknout i při nejmenších dávkách - s dávkou roste pravděpodobnost vzniku defektu - projevují se až po více (mnoha) letech Základní typy nestochastických účinků: Akutní nemoc z ozáření (sem je řazena i chronická forma): - krevní forma (1-5 Gy) -střevní forma (kolem 10 Gy) - nervová forma (asi kolem 100 Gy) Akutní lokalizované poškození: -radiační dermatitida - vyvolání neplodnosti (u mužů dočasné při 0.5 Gy, trvalé u obou pohlaví asi po 3 Gy) - poruchy jemného cévního zásobení Poškození plodu in utero Radiosenzitivita (davka LD 50 v Gy) pro RTG a γ-záření Poškození plodu Druh Dávka Ovce Člověk Pes Myši různých linií Ptáci, hadi 8-20 Členovci Kvasinky Rostliny Micrococcus radiodurens 10 5 Gy/den

letech Základní typy nestochastických účinků: Akutní nemoc z ozáření (sem je řazena i chronická forma): - krevní forma (1-5 Gy) -střevní forma (kolem 10 Gy) - nervová forma (asi kolem 100 Gy) Akutní

4 Pozdně se projevující nestochastické účinky: Stochastické účinky ionizujícího záření Nenádorová postižení vznikající důsledkem zhoršené kvality postižených tkání: - zákal oční čočky (při dávkách nad 1 Gy, projeví se po 1/2 roce až 2 letech) - chronická radiační dermatitida - zkrácení střední doby života (tento efekt není u člověka plně potvrzen Tyto účinky se projevují: zhoubnými nádory genetickými změnami Především je nutné si uvědomit, že tyto účinky nejsou specifické, záření je jen jedním z více důvodů jejich vzniku. V jednotlivých případech proto nelze rozhodnout, zda bylo ionizující záření skutečnou příčinou příslušné patologie. Hodnocení rizika stochastických účinků: Koeficienty rizika: počet dodatečných onemocnění při ozářených dávkou 1 Sv. Koeficienty rizika úmrtí: vznikají pronásobením koeficientu rizika a pravděpodobností úmrtí na příslušnou chorobu. Při genetických účincích je koeficient rizika posuzován dle rovnovážného stavu, nikoliv tedy v prvých generacích. Souhrnná profesionální expozice Koeficienty rizika úmrtí (10-4 Sv -1 ) Orgán nebo tkáň Účinek Riziko Mléčná žláza Plíce Kostní dřeň Kost Štítná žláza Zbytek těla leukémie osteosarkom Somatické účinky celkem 125 Gonády genetické postižení 40 (pro 2 generace) Ozáření celého těla 165 Kůže (zvlášť) 1

genetickými změnami Především je nutné si uvědomit, že tyto účinky nejsou specifické, záření je jen jedním z více důvodů jejich vzniku.

5 Diagnostika u nestochastických účinků hlavně dle anamnézy stochastické účinky nelze jednoznačně přiřadit důsledkům ozáření

Podobné dokumenty

Patofyziologie radiačního poškození Jednotky, měření, vznik záření Bezprostřední biologické účinky Účinky na organizmus: - nestochastické - stochastické Ionizující záření Radiační poškození vzniká účinkem