OSNOVE VARSTVA PRED IONIZIRAJOIM SEVANJEM mag Bogdan Pucelj

OSNOVE VARSTVA PRED IONIZIRAJOČIM SEVANJEM mag. Bogdan Pucelj Institut Jožef Stefan

Vsebina • Zgodovinski utrinki • Načela varstva pred IS • Izpostavitve sevanju - naravno sevanje - medicinska diagnostika (RTG itd. ) - poklicne izpostavitve - jedrski objekti - letalski poleti - poskusne jedrske eksplozije - Černobil (Čornobil)

Wilhelm Conrad Roentgen Žarki X (1895)

Henri Becquerel naravna radioaktivnost (1896)

Victor Hess kozmično sevanje (1912)

“Radijeva” dekleta (1917+)

Manhattan Project – Trinity 16. 7. 1945 Fat Man “I am become Death, the Destroyer of Worlds” Dr. J. Robert Oppenheimer, Director of Los Alamos

6. 8. 1945 9. 8. 1945

Hirošima 6. avgust 1945 15 kt TNT

Černobil, 26. 4. 1986

MEDNARODNA VODILA ZA VARSTVO PRED IS

Mednarodna vodila • Recommendations ICRP 60 (1990) (International Commission on Protection) • WHO) • Radiological Basic Safety Standards BSS 115 (1996) (FAO, IAEA, ILO, OECD/NEA, PAHO, Council Directive 96/29/EURATOM (European Union 13 May 1996)

Biološke posledice sevanja • Deterministični učinki - akutni: lahko smrtno nevarni • Stohastični učinki - zakasneli: rak, levkemija - dedne posledice pri potomcih

Deterministični učinki • akutni radiacijski sindrom ARS - hematopoietski (2 – 10 Gy) - gastrointestinalni (10 – 50 Gy) - centralni živčni sistem (>50 Gy) • kožne poškodbe • katarakta • sterilnost

Značilnosti stohastičnih učinkov • rak, levkemija, dedne posledice • latentna doba (nekaj let, desetletje) • verjetnost narašča z dozo (LNT)

EPIDEMIOLOGIJA dejavnost vir posledica rudniki U potomci Rn-222 pljučni rak svetleče številčnice Ra-226 kostni rak ameriški radiologi RTG levkemija Hirošima, Nagasaki gama, nevtroni levkemija, rak medicina uporaba RTG, izotopi rak, levkemija Černobil (1986) I-131 rak ščitnice

Hirošima, Nagasaki – rak levkemija (1950 – 1990)

Dozimetrija - 1 Biološke posledice so sorazmerne absorbirani energiji

Dozimetrija - 2 Fizikalna količina Absorbirana doza D D = E/m = J/kg 1 Gray = 1 J/kg = 1 Gy

Dozimetrija - 3 Odvisnost od vrste sevanja Ekvivalentna doza HT HT = Σ w. R D R utežni faktor sevanja w. R 1 Sievert = 1 J/kg = 1 Sv

Utežni faktorji sevanja w. R Sevanje w. R X, γ, β 1 α 20 p 5 n 5 - 20

Dozimetrija - 4 Odvisnost od občutljivosti tkiva (stohastični učinki) Efektivna doza E E = Σ w. T HT utežni faktor tkiva w. T 1 Sievert = 1 J/kg = 1 Sv

Tkivni utežni faktorji w. T (stohastični učinki) Tkivo / organ w. T gonade 0, 20 rdeči kostni mozeg, debelo črevo, pljuča, želodec 0, 12 mehur, prsa, jetra, požiralnik, ščitnica 0, 05 koža, kostne površine 0, 01 ostalo 0, 05

Kategorije izpostavljenih • poklicni delavci z viri IS • medicina (pacient) • prebivalstvo

Poklicno delo z viri IS • umetni viri - naprave (RTG, reaktor, LINAC itd. ) - radioizotopi (medicina, industrija, raziskave) • naravni viri - radon (rudniki urana, Postojnska jama) - tehnološko koncentrirani naravni izotopi - kozmično sevanje (letalski poleti)

Medicina - pacient • diagnostika RTG, nuklearna medicina (izotopi) E ~ m. Sv • terapija teleterapija, brahiterapija HT > 100 Sv

Prebivalci • naravno sevanje (K-40, U+, Th+, kozmično sevanje) • umetni viri - nadzorovani (medicina, industrija, raziskave, transport) - nenadzorovani (atomske eksplozije, Černobil)

Sistem radiološke zaščite - 1 NAMEN • preprečitev determinističnih • zmanjšanje stohastičnih posledic na ”sprejemljivo” vrednost posledic

Sistem radiološke zaščite - 2 NAČELA • opravičitev dejavnosti (justification) • optimizacija – ALARA As Low As Reasonably Achievable • dozne omejitve

Dozne omejitve Dozna količina profesionalci prebivalci efektivna doza (stohastični u. ) 20 m. Sv/leto 100 m. Sv/5 let 1 m. Sv/leto max. 5 m. Sv/leto ekvivalentna doza (deterministični u. ) • očesne leče • koža • roke, noge • 150 m. Sv/leto • 15 m. Sv/leto • 500 m. Sv/leto Naravno sevanje in medicinske izpostavitve niso všteti!

IZPOSTAVITVE SEVANJU • • • naravno sevanje poklicne izpostavitve medicina poskusne jedrske eksplozije Černobil NEK, TRIGA

Načini izpostavitve • zunanje obsevanje (prodorni viri v okolici) - radioaktivni izotopi (sevanje gama) - kozmično sevanje - naprave (RTG, reaktor, Linak) • • notranje obsevanje (vnos v organizem) - inhalacija - ingestija (hrana, pijača) - koža, rane

NARAVNO SEVANJE

Naravno sevanje • naravni radioaktivni izotopi - zemeljski (K-40, Th-232+, U-238+) - kozmogeni (H-3, C-14) • kozmično sevanje - primarno – nad atmosfero (protoni) - sekundarno – v atmosferi (nevtroni, mioni)

JEDRSKE ELEKTRARNE

NEK

EKSOTIKA

VSAKDANJE ŽIVLJENJE

Σ = 2, 4 m. Sv/leto

Medicina - pacient RTG • roka, noga • zobje • prsni koš 40 • kolk • abdomen 1400 • CT abdomen • barijev kontrast E = Σw. THT (μSv) <10 20 300 7300 8700

Vpliv NEK na okolje • atmosferski izpusti <1 μSv na leto • izpusti v Savo <0, 1 μSv na leto

Izpostavitve IS pri letalskih poletih CRJ 200 A 320 1 m. Sv/leto 3 m. Sv/leto kabinsko CRJ 200 osebje + A 320 2 m. Sv/leto piloti, kabinsko osebje do 6 m. Sv/leto AA piloti (regionalni poleti) medcelinski poleti

Letalski poleti • nadmorska višina • ekvator > pol Evropa – ZDA ~ 40 μSv

JEDRSKE EKSPLOZIJE

~32000 Mt Potres 26. 12. 2004 (500 – 32. 000) Mt TNT Hirošima 15 kt TNT

Banda Aceh, Sumatra 2004

Test BAKER - Maršalovi otoki 1946 23 kt TNT - 27 metrov pod vodo

Operation "Crossroads“ (1946) (dekontaminacija ladje “Prinz Eugen") 1 m. Sv/dan Danes 20 m. Sv/leto

IJS 2005 (dekontaminacija "vročih" celic)

Test BRAVO Doze zaradi useda v 96 h

ČERNOBIL 26. 4. 1986

Nekdanji černobilski reaktorji

Zemljevid kontaminacije

"Red forest" Direction of the main trace

Izpostavitve sevanju Vir naravno sevanje medicina Doza (m. Sv) opomba 2, 4 0, 4 – 1, 5 svetovno letno povprečje razpon poskusne jedrske eksplozije 0, 15 / 7, 2 maksimum / skupno Černobil SLO 0, 72 /1, 1 odrasli / otroci 1986

SLO Mobilna enota - Černobil 1999 From Chernobile with love