Ioniseeriv kiirgus

Ioniseeriv kiirgusja töökeskkond

22. märtsil 2013, Tallinnas

Kadri Isakar

TÜ füüsika instituutisakar@ut.ee

Sisu

Mis on mis?Ioniseeriva kiirguse allikad,

looduslikud ja tehislikud.Bioloogilised efektid,

stohhastilised ja deterministlikud.Efektiivdoos.Mida seadus/määrus reguleerib?Mille osas tähelepanelik olla?

Mis on mis?Ioniseeriva kiirguse allikad,

looduslikud ja tehislikud.Bioloogilised efektid,

stohhastilised ja deterministlikud.Efektiivdoos.Mida seadus/määrus reguleerib?Mille osas tähelepanelik olla?

Radioaktiivne maailmNäide – vesiniku aatomi kolm isotoopi.

Isotoop: sama keemiline element, aga erinevad füüsikalised omadusedsama arv prootoneid, erinev arv neutroneid tuumas

Stabiilne Stabiilne Radioaktiivne

Mis on mis?Radioaktiivne lagunemine

Alfa – raske laetud osake (sisuliselt He tuum)Beeta – kerge laetud osake (elektron või

positron)

Mis on mis?

GammakiirgusEM kiirgus, mis järgneb alfa- või beetalagunemisele.

RöntgenkiirgusEM kiirgus, mida toodetakse tehislikult

o Vajab elektri olemasoluo Ei ole tuumakiirgus, vaid tekib aatomi elektronkihis

EM kiirguste skaala

GammakiirgusRöntgenkiirgusUltraviolettNähtav valgusInfrapunaMikrolainedRaadiolained

Need kõik on elektromagnetlained. Omadused ja mõju ainele (sh inimesele) oleneb väga palju lainepikkusest/sagedusest!!

Mis on mis?Ioniseeriva kiirguse allikad,

looduslikud ja tehislikud.Bioloogilised efektid,

stohhastilised ja deterministlikud.Efektiivdoos.Mida seadus/määrus reguleerib?Mille osas tähelepanelik olla?

Kus?

Looduslik

Tehislik

Kõikjal!

Doosipirukas

Kus?Ioniseerivat kiirgust leidub kõikjal looduses.

Lisaks rakendatakse erinevaid kiirguse liike:MeditsiinisTööstusesTeaduses

Keeruline küsimus:Inimtegevuse tõttu kuhjunud looduslikud radioaktiivsed

materjalid (nn NORM jäätmed jms).

Erinevate objektide steriliseerimine.

Tuumameditsiin ja kiiritusravi.

Diagnostika.

Nivooandurid.

Keevituste kontroll jms.

Tuumarelva-katsetused.

Keskmine aastane efektiivdoosMaailma elanikkonna keskmine doos 3,03 mSv/a

Mis on mis?Ioniseeriva kiirguse allikad,

looduslikud ja tehislikud.Bioloogilised efektid,

stohhastilised ja deterministlikud.

Efektiivdoos.Mida seadus/määrus reguleerib?Mille osas tähelepanelik olla?

Interaktsioon ainega, sh inimesega

Otsene (peamiselt laetud osakesed) Kaudne (peamiselt footonid)

Kergem parandadaRaskem parandada

Kromosoomide aberratsioonid

DNA MutationCell survives but

mutated

Cancer?

Cell death

Mutation repaired

Unviable Cell

Viable Cell

Kahjustatud raku edasine käekäik

Ionisatsioon rakkudes

Inimene = umbes 1014 rakku.

1 mGy/a (nt looduslikud kiirgusallikad) =1016 ionisatsiooni ehk 100 iga raku kohta

Eeldusel, et DNA moodustab 1% raku massist, võime arvata, et iga raku igas DNA-molekulis toimub igal aastal üks ionisatsioon.

…ja selle tulemus

999 1000-st kahjustusest parandatakse

999 1000-st parandamata rakust sureb(miljonid rakud surevad iga päev nii ehk naa)

Osa rakke elab kahjustusega edasi (võivad muteeruda)

Otsene mõju

Kaudnemõju

Raku surm

Kahjustus

Rakumodifikatsioon

Organi kahjustus

Somaatilisedrakud

Sugu-rakud

Pärilikkus-efektid

KasvajaLeukeemia

Organismisurm

Parandamine

Deterministlik Stohhastiline

Bioloogilised efektid

Deterministlikud efektid

LäviväärtusKahjustuse määr sõltub doosi suurusest

Stohhastilised efektid

Eeldatakse, et läviväärtust ei oleKahjustuse esinemise tõenäosus sõltub doosi

suurusest; kahjustuse määr ei sõltu

Kasvaja areng

Vähieelne etapp

Algus

Kasvamine

Diagnoosimine

Metastaas

Rakkude surm ja paranemine

Peiteaeg

Haigus

Surm või eluea lühenemine

Mis on mis?Ioniseeriva kiirguse allikad,

looduslikud ja tehislikud.Bioloogilised efektid,

stohhastilised ja deterministlikud.

Efektiivdoos.Mida seadus/määrus reguleerib?Mille osas tähelepanelik olla?

DoosidNeeldunud doos (füüsikaline suurus): D

1 Gy = 1 J/kg

Ekvivalentdoos (võtab arvesse kiirguse liiki): HT

1 Sv [= 1 J/kg]:Neeldunud doos x kiirgusfaktor

Efektiivdoos (arvestab koe eripära): E1 Sv [= 1 J/kg]Ekvivalentdoos x koefaktor

KiirgusfaktoridKiirguse liik Energia piirkond Kiirgusfaktor WR

Footonid kõik energiad 1

Elektronid ja müüonid kõik energiad 1

Neutronid < 10 keV 5

  10 keV – 100 keV 10

  100 keV – 2 MeV 20

  2 MeV – 20 MeV 10

  > 20 MeV 5

Prootonid kõik energiad 5

α - osakesed, kildtuumad kõik energiad 20

KoefaktoridKude või elund Koefaktor WT

Sugunäärmed 0,20

Luuüdi 0,12

Käärsool (jämesoole alaosa) 0,12

Kops 0,12

Magu 0,12

Põis 0,05

Rinnad 0,05

Maks 0,05

Söögitoru 0,05

Kilpnääre 0,05

Nahk 0,01

Luuümbris 0,05

Muu 0,05

1 Sv on väga suur ühik!Maailma elanikkonna keskmine doos 3,03 mSv/a

Riskide hindamineRisk = kiirgusefekti esinemise tõenäosus

Millistest efektidest on juttu?“Kilpnäärmevähi juhud” ei ole sama, mis “suremus

kilpnäärmevähi tõttu”.

Riskihinnangutes lähtutakse suurtest doosidest; ekstrapoleeritakse madalatele.

ICRP hinnatud riskidEfekt Populatsioo

nEksposit-siooni periood

Tõenäosus

Pärilikkus-Efektid

Kogu elanikkond

Eluaeg 1 %/Sv(kõik generatsioonid)

Surmav kasvaja

Kogu elanikkond

Eluaeg 5 %/Sv

Surmav kasvaja

Töötav elanikkond

Eluaastad 18-65

4 %/Sv

Tervise halvenemine

Kogu elanikkond

Eluaeg 7.3 %/Sv

Tervise halvenemine

Töötav elanikkond

Eluaastad 18-65

5.6 %/Sv

Mis juhtub väikeste dooside korral?

a) Lineaarneb) Läviväärtusc) Väiksem doos =

väiksem risk doosiühiku kohta

d) Väiksem doos = suurem risk doosiühiku kohta

Kogukehakiiritus arvudesNeeldunud doos (Gy)

Asjassepuutuvad organid

Sümptomid

1-10 Luuüdi Leucopenia, thrombopenia, hemorrhage, infections

10-50 Seedeelunkond Diarrhoea, fever, electrolytic imbalance

>50 Kesknärvisüsteem Cramps, tremor, ataxia, lethargy, impaired vision, coma

Kogukehakiiritus arvudes (2)Neeldunud doos (Gy)

Ravi Prognoos

1-10 Leukotsüütide ja trombotsüütide ülekanne.

Luuüdi siiramine.

Kuni suurepärane

10-50 Leevendav Väga halb

>50 Sümptomaatiline Lootusetu

Suremus

0-90%

90-100%

100%

Mis on mis?Ioniseeriva kiirguse allikad,

looduslikud ja tehislikud.Bioloogilised efektid,

stohhastilised ja deterministlikud.

Efektiivdoos.Mida seadus/määrus reguleerib?Mille osas tähelepanelik olla?

Kiirgusseadus

Riigi Teataja:https://www.riigiteataja.ee/akt/109112011006

NB! Ei reguleeri kiirgustegevusloa väliseid sündmusi/tegevusi: par 1 lg 3

Käesolev seadus ei reguleeri radoonist tekitatud kiiritust eluruumides, kosmilisest kiirgusest tekitatud kiiritust maapinnal ja inimtegevusest puutumatus maakoores

sisalduvatest radionukliididest tekitatud kiiritust maapinna kohal.

Kiirgusallikate liigitusAllika ehituse järgi: Kinnine kiirgusallikas – allika ehitus välistab

radioaktiivsete ainete sattumise keskkonda Lahtine kiirgusallikas

Päritolu järgi: Looduslikud – u 80 % efektiivdoosist Tehislikud – u 20 % efektiivdoosist

Kiirgusohutuse tagamisel lähtutakse põhimõtetest:

ÕigustamineIga kiirgustegevus peab olema õigustatud: kasuna ühiskonnale või üksikisikule, mis korvab võimalikud tervisekahjud.

OptimeerimineIga kiirgustegevuse juures peab kiirgustasemed hoidma võimalikult madalad, võttes arvesse ka majandus- ja sotsiaaltegureid.

PiiramineElanike ja kiirgustöötajate saadud dooside summa ei tohi ületada kehtestatud piirmäärasid.

Doosi piirmääradVabariigi Valitsuse määruse kohaselt:(https://www.riigiteataja.ee/akt/758078)

KiirgustöötajaKiirgustöötaja poolt viie järjestikuse aasta jooksul saadud efektiivdoosi piirmäär on 100 millisiivertit tingimusel, et ühe aasta jooksul saadud efektiivdoos ei ole suurem kui 50 millisiivertit.

ElanikElaniku poolt ühe aasta jooksul kiirgustegevustest saadava efektiivdoosi piirmäär on 1 millisiivert.

Lisaks on kehtestatud silma, naha ja jäsemete (ainult kiirgustöötajatel) ekvivalentdooside piirmäärad.

Mis on mis?Ioniseeriva kiirguse allikad,

looduslikud ja tehislikud.Bioloogilised efektid,

stohhastilised ja deterministlikud.

Efektiivdoos.Mida seadus/määrus reguleerib?Mille osas tähelepanelik olla?

Seadus saab reguleerida ja ise saame tähelepanelikud olla ainult nende nähtuste

suhtes, mida oskamemõõta!

AktiivsusDoosikiirus

Kiirgustöötaja aastane efektiivdoosJne

Kas asutuses üldse on kiirgussaaste tuvastamist võimaldavaid seadmeid?

Termoluminestsentsdosimeetri (TLD) näide

Filmdosimeetri näide(Eestis praegu ei kasutata)

Töökeskkonna seiramiseks, näiteks

o Integreerivad Rn detektorido Pinnasaaste „loendurid“o Dosimeetrido Portatiivsed spektromeetrid

Enamikel juhtudel tasub abi ja nõu saamiseks esmalt pöörduda Keskkonnaameti Kiirgusosakonda:

http://www.keskkonnaamet.ee/keskkonnakaitse/kiirgus-3/

Meditsiin

Kiirgustöötajad+ Kannavad TLD isikudosimeetreid

Mittekiirgustöötajad- Ei kontrollita

Tööstus ja teenindus

Kiirgustegevusluba omavad ettevõtted:+ Töö- ja keskkonnaohutusspetsialist

- „Tavaline“ töötaja ja tema töökultuur?

Kiirgustegevusloata ettevõttedMitmed reguleerimata valdkonnad:

LennundusVeepuhastusjaamad

vms

Teadusasutused

Tööohutuskultuur väga varieeruv!!

Kasulikud materjalid

Eesti-inglise kiirguskaitsesõnastikhttp://www.kiirguskeskus.ee/image/avalik/sonastik.pdfIoniseeriv kiirgus ja inimene kiirgusväljashttp://www.kiirguskeskus.ee/image/uudis/inforaamat_est.pdfKeskkonnaameti Kiirgusosakonna veebilehthttp://www.keskkonnaamet.ee/keskkonnakaitse/kiirgus-3/Kiirgusseadus Riigi Teatajashttps://www.riigiteataja.ee/akt/109112011006Raamat „Kiirgus, inimesed ja keskkond“http://www.kiirguskeskus.ee/image/kiirguskeskond.pdfRadoon (infovoldik)http://www.kiirguskeskus.ee/image/radoon_booklet.pdfRahvusvahelise Aatomienergiaagentuuri veebilehthttp://www.iaea.org

KÜSIMUSI?Aitäh!