Promieniowanie jonizujące Flashcards
1
Q
Naturalne źródła promieniowania jonizującego
A
- promieniowanie kosmiczne,
- substancje promieniotwórcze znajdujące się w organizmach żywych głównie potas-40,
- substancje promieniotwórcze znajdujące się w skorupie ziemskiej (uran, rad, radon, tor)
2
Q
Sztuczne źródła promieniowania jonizującego
A
- w reakcjach jądrowych z cząsteczkami naładowanymi (akceleratory),
- w reakcjach jądrowych z neutronami (reaktory jądrowe) lub z fotonami
występowanie: - źródła używane w badaniach medycznych,
- odpady promieniotwórcze,
- niektóre przedmioty codziennego użytku np. świecące zegarki, odbiorniki telewizyjne
3
Q
Radon
A
Bezbarwny, bezwonny radioaktywny gaz szlachetny. Występuje naturalnie jako produkt rozpadu radu, który z kolei powstaje z obecnego w przyrodzie w sporych ilościach uranu.
Radon występuje w powietrzu i powstaje blisko powierzchni minerałów.
4
Q
Stężenie radonu
A
Na zewnątrz: większe stężenie radonu jest późnym latem, a mniejsze w zimie, największa aktywność w okolicy Sudetów.
Stężenie radonu jest znacznie większe wewnątrz budynków niż na zewnątrz - większe jest w zimie niż w lecie, co wynika z częstszego wietrzenia pomieszczeń latem niż zimą.
5
Q
Jak radon przedostaje się do domów?
A
- z podłoża,
- z materiałów budowlanych,
- z wody i z gazu ziemnego używanych w codziennych czynnościach
6
Q
Zastosowanie Radonu
A
- pomiar ruchów mas powietrza,
- wnioskowanie nt szybkości przemieszczania się wody,
- określenie lokalizacji ropy naftowej,
- wzrost koncentracji radonu w wodach podziemnych może być wskaźnikiem zbliżającego się trzęsienia ziemi
7
Q
Wpływ radonu na organizm
A
- kąpiele radonowe stosowane w rehabilitacji narządów ruchu, do leczenia cukrzycy, chorób stawów, chorób tarczycy oraz schorzeń ginekologicznych
Radon nie jest szkodliwym pierwiastkiem, w przeciwieństwie do produktów jego rozpadu (metalów ciężkich), które mogą spowodować chorobę popromienną
8
Q
Promieniowanie alfa
A
- emisja przez jądro ciężkie lekkiego jądra helu 4/2 He,
- słabo przenikliwe (silnie pochłaniane przez materię), zasięg do 10 cm,
- silnie jonizuje,
- zastosowanie: terapia BNCT
Przykład reakcji:
226/88 Ra -> 222/86 Rn
9
Q
Promieniowanie beta-minus
A
- za dużo neutronów w jądrze,
- przenikliwe (do kilku m),
- jonizujące bezpośrednio,
- neutron -> proton + elektron + neutrino elektronowe,
- zastosowanie: testy oddechowe, radioterapia,
Przykład reakcji:
14/6 C -> 14/7 N
10
Q
Promieniowanie beta-plus
A
- niedobór neutronów w jądrze,
- ciągłe widmo energetyczne,
- proton -> neutron + pozyton + neutrino elektronowe,
- zastosowanie: PET-CT, PET-NMR, cyklotron, FDG (fluodeoksyglukoza)
Przykład reakcji:
19/9 F -> 19/8 O
11
Q
Wychwyt elektronu
A
- niedobór neutronów w jądrze,
- pochłanianie przez jądro elektronu z powłoki K atomu,
- inaczej wychwyt K
Przykład reakcji:
A/Z X -> A/Z-1 Y
12
Q
Promieniowanie gamma
A
- pochodzenia jądrowego,
- jonizacja pośrednia,
- bardzo przenikliwe,
- jądro po rozpadzie nie osiąga stanu równowagi,
- istniejący nadmiar energii może zostać wyemitowany w postaci fotonu gamma (który może wywołać: efekt Comptona, efekt fotoelektryczny lub kreację par), bądź przekazany elektronom orbitalnym atomu (konwersja wewnętrzna)
13
Q
Promieniowanie X
A
- pochodzenia atomowego,
- widmo złożone: widmo ciągłe + widmo charakterystyczne,
- wychwyt K, konwersja wewnętrzna => emisja promieniowania charakterystycznego,
- zastosowania: badania pośmiertne chorób neurodegeneracyjnych, rtg
14
Q
Fotony gamma oraz promieniowanie X oddziałuje na:
A
- elektrony walencyjne,
- elektrony silnie związane w atomach,
- pole elektryczne jąder i elektronów atomowych,
- jądra atomowe
Skutkiem tego jest: - zjawisko Comptona,
- rozpraszanie koherentne fotonów,
- absorpcja fotonów - efekt fotoelektryczny, kreacja par
15
Q
Elektrony (w tym cząstki beta) oddziałują na:
A
- elektrony atomowe,
- jądra atomowe
Skutkiem tego jest: - jonizacja atomów,
- wzbudzanie atomów
16
Q
Efekt fotoelektryczny
A
foton o energii hv przekazuje całą swoją energię elektronowi na wewnętrznej powłoce elektronowej atomu, w rezultacie foton zanika a elektron zostaje wybity
Ek = hv - Ewiazania_elektronu_na_danej_powloce
17
Q
Efekt Comptona
A
- niekoherentne rozproszenie kwantu promieniowania o energii hv0 na elektronach swobodnych,
- warunek: energia fotonu > energia wiązania elektronu na powłoce elektronowej,
- foton przekazuje elektronowi część swojej energii i zmienia kierunek propagacji (zzp)
18
Q
Kreacja par elektron-pozyton
A
Zamiana energii fotonu w polu kulombowskim na masę dwóch cząstek - elektronu i pozytonu
19
Q
Osłabienie strumienia fotonów
A
Jeżeli strumień fotonów przechodzi przez warstwę materii, to następuje osłabienie jego natężenia. Dla skolimowanej wiązki monochromatycznego promieniowania X lub gamma:
I = Io exp(-ux)
20
Q
Współczynnik osłabienia
A
Jest funkcją energii promieniowania, składu chemicznego absorbentu i gęstości danego materiału.
21
Q
Przyczyny osłabienia strumienia fotonów:
A
- absorpcja fotonów (efekt fotoelektryczny, kreacja par),
- rozproszenie koherentne i niekoherentne
22
Q
Wtórne promieniowanie rozproszone
A
- promieniowanie rozproszone koherentne,
- promieniowanie rozproszone niekoherentne,
- promieniowanie anihilacyjne,
- promieniowanie hamowania,
- promieniowanie fluorescencyjne
23
Q
Promieniowanie hamowania
A
Efekt hamowania elektronów obdarzonych energią kinetyczną w wyniku zjawisk Comptona, absorpcji fotoelektrycznej i kreacji par
24
Q
Zasada ALARA
A
As low as reasonable achievable
odległość - im dalej od źródła, tym lepiej
25
Pozaukładowa jednostka aktywności
Kiur (Ci)
26
Jednostka aktynwości
1 Bq - bekerel - jeden rozpad na sekundę
27
Jednostka dawki pochłoniętej
D =dE/dm
1 Gy - grej - J/kg
Jest to średnia energia przekazana ośrodkowi przez promieniowanie przypadające na jednostkę masy
28
Moc dawki pochłoniętej
D' = dD/dt [Gy/s]
dawka przypadająca na jednostkę czasu
29
Kerma
K = dE/dm [Gy]
Kinetic Energy Relased in Unit Mass
Jest to wielkość skalująca się z masą (?) XD
30
Czynniki wpływające na skutki biologiczne promieniowania
- dawka pochłonięta - ilość dawki przekazanej organizmowi przez promieniowanie,
- moc dawki,
- wrażliwość osobnicza,
- rodzaj promieniowania,
- jakie tkanki/narządy zostały napromieniowane
31
Dawka skuteczna
- daje informacje nt. ekspozycji całego ciała na promieniowanie
32
Drogi narażenia radiacyjnego
- zewnętrzne źródło promieniowania (metody diagnostyczne i radioterapeutyczne),
- kontakt ze źródłami otwartymi - skażenie na powierzchni skóry,
- wchłonięcie radioizotopu drogą oddechową lub pokarmową
33
Wielkości operacyjne (robocze)
Dawka skuteczna i równoważna nie są bezpośrednio mierzalne.
Dlatego stosuje się
- równoważnik dawki,
- indywidualny (osobniczy) równoważnik dawki Hp(d)
34
Wartość dopuszczalnej dawki dla oczu (dawka graniczna)
20 mSv/rok
35
Osłony
- stałe,
- ruchome,
- osobiste
36
Do zaprojektowania własnej osłony wymagana jest znajomość:
1. charakterystyki promieniowania,
2. materiału, z którego chcemy zrobić osłonę,
3. krotność osłabienia k dla danej osłony, zależnej od rodzaju materiału (gęstości) oraz jego grubości
37
Krotność (krotność osłabienia)
stosunek dawki promieniowania zmierzony bez osłony D1 do dawki promieniowania zmierzonej w tej samej odległości, po umieszczeniu osłony miedzy punktem pomiarowym a źródłem D.
38
Śmierć mitotyczna
utrata zdolności do nieograniczonej liczby podziałów -> niekorzystne dla komórek zdrowych, korzystne w kontekście leczenia nowotworów
39
promienioczułość komórki
jest wprost proporcjonalna do liczby podziałów a odwrotnie proporcjonalna do stopnia zróżnicowania (dlatego komórki nerwowe są bardziej promieniooporne) (komórki niedzielące się są bardziej odporne na promieniowanie)
40
Najbardziej promienioczułe tkanki
- limfatyczna,
- krwiotwórcza,
- komórki rozrodcze
41
Najmniej promienioczułe są:
- komórki nabłonka gruczołowego,
- tkanka wątroby, nerek, pęcherzyków płucnych i mięśniowa
42
Narządy krytyczne:
- skóra,
- układ krwiotwórczy i chłonny,
- krew obwodowa,
- narządy rozrodcze,
- soczewka oka,
- błona śluzowa jelita
43
Skutki stochastyczne
- choroby nowotworowe i skutki genetyczne,
- przyjęto bezprogową i liniową zależność dawka-skutek w obszarze małych dawek,
- takie podejście prowadzi do nieuzasadnionego zawyżeń wymaga w stosunku do ochrony radiologicznej przy niskich dawkach
44
Skutki deterministyczne
- poparzenia popromienne, uszkodzenia narządów lub choroba popromienna prowadząca w ostateczności do skutków letalnych,
- występują przy dużej ekspozycji i są następstwem śmierci pewnej liczby komórek,
- występują dopiero po przekroczeniu odpowiedniego progu dawki, gdyż przy niewielkich dawkach organizm może zastąpić zniszczone komórki, bez zauważalnego wpływu na zdrowie
45
Krzywa przeżywalności
- zależność przeżywalności od dawki, uzyskana dla różnych dawek promieniowania i różnych liczb komórek poddanych promieniowaniu,
- ilościowa ocena wpływu promieniowania na populację komórkową
46
Uśredniona dawka letalna (D37)
- miara wrażliwości komórek na promieniowanie,
- dawka, która redukuje liczę komórek do 37%, mierzona na prostoliniowym odcinku krzywej przeżywalności,
- dla większości typów komórek dzielących się, średnia dawka letalna wynosi ok. 2 Gy, a dla szczególnie wrażliwych ok. 0,5-1 Gy
47
Dawka quasi-progowa (Dq)
- informuje o wrażliwości komórek na promieniowanie,
- miara zdolności regeneracji komórek w zakresie niskich dawek promieniowania,
- oblicza się ją przedłużając prostoliniowy odcinek krzywej przeżywalności aż przetnie on przeżywalność na poziomie 100%,
- wysoka wartość Dq świadczy o dużej zdolności naprawczej komórek
48
Względna skuteczność biologiczna
Relative Biological Effectiveness (RBE)
- stosunek dwóch pochłoniętych dawek promieniowania różnego rodzaju lub energii, wywołujących taki sam skutek biologiczny,
- najczęściej promieniowaniem odniesienia jest promieniowanie X przy napięciu 250 kV lub wiązka promieniowania koblat-60
- RBE = (dawka promieniowania odniesienia wywołująca efekt F) / (dawka innego promieniowania wywołującego efekt F)
49
Względna skuteczność biologiczna
Relative Biological Effectiveness (RBE)
- stosunek dwóch pochłoniętych dawek promieniowania różnego rodzaju lub energii, wywołujących taki sam skutek biologiczny,
- najczęściej promieniowaniem odniesienia jest promieniowanie X przy napięciu 250 kV lub wiązka promieniowania koblat-60
- RBE = (Rdawka promieniowania odniesienia wywołująca efekt F) / (dawka innego promieniowania wywołującego efekt F)
50
RBE zależy od
Relative Biological Effectiveness
- rodzaju i energii promieniowania (różny LET),
- dawki promieniowania,
- liczby frakcji,
- mocy dawki,
- efektu biologicznego i rodzaju tkanki
51
Choroby popromienne:
- zespół mózgowy,
- zespół jelitowy,
- zespół szpiku kostnego
52
Hormeza
Korzystny wpływ czynnika w małych dawkach, podczas gdy w większych jest szkodliwy dla organizmu
53
Hormeza radiacyjna
postulowany pozytywny wpływ małych dawek promieniowania na organizmy żywe, polegający m.in. na zmniejszeniu prawdopodobieństwa zachorowania na nowotwory złośliwe i inne choroby o podłożu genetycznym poprzez stymulowanie komórkowych mechanizmów naprawczych
