Ionizační Záření a Životní Prostředí

Všichni jsme vystaveni ionizujícímu záření přirozeného i umělého původu. Konkrétní úroveň nebo dávka ozáření závisí na tom, kde žijeme, jakou vykonáváme práci, co jíme a pijeme, a jaké zdravotní výkony jsme podstoupili.

Co je Ionizační Záření?

Pojmem ionizující záření (IZ) se rozumí jakékoliv záření schopné ionizovat atomy a molekuly prostředí (odtrhnout elektrony z atomového obalu a vytvořit iontový pár - záporně nabitý elektron a kladně nabitý zbytek atomu).

Ionizující záření je takové záření, které předáním své vlastní energie hmotě způsobí v této hmotě tvorbu iontových párů - ionizaci. Má tedy větší energii, než je minimální ionizační energie této hmoty.

Iontové záření je tedy přenos energie, který může být buď ve formě hmotných částic, či ve formě vln elektromagnetického záření.

Druhy Ionizačního Záření:

• záření alfa
• záření beta
• neutrony
• rentgenové záření
• záření gama

Mezi zdroje ionizujícího záření patří radioaktivní přeměny atomových jader nebo urychlené elektrony či ionty. Ionizující záření může být korpuskulární (vyzařované hmotnými částicemi - α částicemi, neutrony, elektrony) a elektromagnetické (fotony - záření X či γ).

Čtěte také: Účinky UV záření

Nabité částice tvoří podél své dráhy značné množství iontových párů, naopak nenabité částice mají schopnost ionizace atomů hmoty jen pomocí interakce s nabitými částicemi hmoty.

Intenzita Ionizace:

Dle vlastní intenzity ionizace se rozlišuje ionizující záření na:

• hustě ionizující (α, nº, p+)
• řídce ionizující (X, γ, β-, β+)

Zdroje Ionizačního Záření

Zdroje ionizujícího záření dělíme na:

• přírodní,
• umělé.

Přírodní zdroj ionizujícího záření je takový, který se přirozeně vyskytuje v přírodě bez působení člověka a jeho činnosti. Patří sem radon (43 % z celkového ozáření obyvatelstva), kosmické záření (14 %) a příjem záření lidským organismem ingescí a inhalací (11 %).

Záření vytvořené člověkem, jinak nazýváno umělé ionizující záření, je lékařské záření např. při terapii nádorových onemocnění (14 %). Zbytek tvoří globální energetika (1 %) a globální spad (1 %). To vše je doplněno haváriemi, které jsou spojeny s únikem záření (např. výbuch jaderné elektrárny v Černobylu).

Čtěte také: Obnovitelné zdroje: Sluneční záření

Ve zdravotnictví se se zdroji ionizujícího záření setkávají obory radiologie (rentgenové záření X), nukleární medicína (γ záření, protonová emisní tomografie (PET) s emisí β+ (pozitronové zářiče)) a radioterapie (využívající záření γ s uzavřenými radionuklidovými zářiči / z lineárních urychlovačů jako zdroje elektronů β- / brzdné záření).

Veličiny a Jednotky

Základní veličinou pro popis biologických účinků ionizujícího záření je dávka (D) definovaná jako hmotnostní hustota energie předaná ionizujícím zářením ozářené látce (jednotka gray Gy). Další veličinou je aktivita a její jednotkou je becquerel (bq).

Dávkový ekvivalent se také týká toho, kolik látka absorbuje. Jedná se pouze o korekci absorbované dávky jakostním faktorem Q. Jakostní faktor Q vyjadřuje různou biologickou účinnost různých druhů záření.

Veličina zvaná aktivita nám udává kolik radionuklid prodělá radioaktivních přeměn za jednotku času. Jednotka becquerel se používá také v jednotkách aktivity vztažené na jednotku hmotnosti, objemu, plošného obsahu, nebo času a plochy (např.

Efektivní dávkový ekvivalent (vztahující se k stochastickým účinkům záření) se vyjadřuje v Sievertech [Sv].

Čtěte také: Zdroje radioaktivního záření

Účinky Ionizačního Záření

Rozdělení Účinků:

• deterministické (předpokládané),
• stochastické (pravděpodobnostní).

Deterministické účinky ionizujícího záření se projevují až při dosažení či překročení dávkového prahu, který je individuální dle charakteru dané tkáně. Dalo by se říci, že čím je větší dávka záření, tím dochází k masivnějšímu poškození buněk, po dosažení prahu se dávka záření znázorňuje na esovité křivce. Nadměrná dávka tohoto záření se projevuje charakteristickými symptomy. Pro deterministické účinky jsou charakteristické časné projevy záření. Mezi důsledky poškození deterministickými účinky záření patří tzv. radiační poškození kůže, které je součástí nemoci z ozáření.

• Při dávce 3-8 Gy dochází k devastaci bílých krvinek (tzv. krevní stupeň).
• Střevní stupeň je dávka kolem 10 Gy, při které dochází k poškození střevního epitelu.
• Jako nervový stupeň se označuje celotělová dávka několika desítek Gy, která končí kómatem či smrtí.

Stochastické účinky nemají jasně definovaný dávkový práh, k projevům poškození dochází lineárně při působení jakékoliv dávky. Jedná se tedy o jakousi zvyšující se pravděpodobnost vzniku poškození organismu. Stochastické účinky mají charakteristicky pozdní projevy. Důsledkem je vznik nádorového bujení (při poškození somatických buněk) či genetického poškození (při ozáření gametických neboli pohlavních buněk). Dalo by se říci, že pravděpodobnost vzniku nádorového onemocnění se stochastickými účinky záření zvyšuje o 20-25 %. Jde o přidané riziko k přirozené incidenci, nedá se však jistě říci, zda k poškození dochází právě důsledkem záření či jiných nox (škodlivin). Vzhledem k tomu, že stochastické účinky záření na rozdíl od deterministických účinků nejsou závislé na dávce, nelze hovořit o přímé souvislosti mezi dávkou záření, závažností poškození a průběhem onemocnění, jde jen o pravděpodobnost vzniku tohoto onemocnění.

Teorie Účinku Ionizujícího Záření:

• zásahová teorie,
• radikálová teorie.

Zásahová teorie (či teorie přímého účinku) nám říká, že při účinku ionizujícího záření na lidský organismus je důležitý mechanismus působení, tedy skutečnost, zda záření zasáhne přímo určitou cílovou strukturu, kde přímo v zasažených buňkách dojde k poškození DNA. Naproti tomu tzv. radikálová teorie vypovídá o ionizaci molekuly vody H₂O (radiolýze), kdy se uvolní iont H+ a volný škodlivý radikál OH-, který poškodí DNA chemicky.

Ochrana před Ionizujícím Zářením

Ochranné Faktory:

• čas - čím kratší bude expozice, tím menší bude dávka záření (lineárně),
• vzdálenost - obdržená dávka klesá s druhou mocninou vzdálenosti,
• stínění - závisí na tloušťce a materiálu stínidla.

Optimalizace radiační ochrany má za cíl snížení, nejlépe vyloučení, deterministických účinků ionizujícího záření za současného snížení pravděpodobnosti stochastických účinků záření.

Vedle toho stojí správné odůvodnění lékařského ozáření, tedy zvážení přínosu (upřesnění diagnózy, léčba onemocnění) a možného rizika (poškození radiační i neradiační) při použití ionizačního záření. Současně je potřeba ochránit i zdravotnický personál v oboru radiologie či nukleární medicíny. Pro tyto pracovníky platí radiační limit 20 mSv/rok (nebo 100 mSv za 5 let), pacient přesné limity nemá, jeho dávka je však určená diagnostickými referenčními úrovněmi.

Problematiku ionizujícího záření v životním prostředí řeší SÚRO - Státní ústav radiační ochrany se sídlem Bartoškova 28, 140 00 Praha 4 - Nusle.

Máme 4 základní způsoby ochrany před zářením:

• Čas: obdržená dávka je přímo úměrná době expozice
• Vzdálenost: intenzita záření a tím i dávkový příkon jsou nepřímo úměrné druhé mocnině vzdálenosti od zdroje záření (přesně platí pro bodový zdroj)
• Stínění: Velmi efektivní ochranou je odstínění záření vhodným absorbujícím materiálem. Pro záření gama jsou to materiály s velkou měrnou hmotností - především olovo, ze stavebních materiálů pak beton s příp. příměsí barytu apod. Používají se olověné kontejnery pro přepravu a skladování zářičů, zástěny z olověného plechu, tvarované olověné cihly atd.
• Zabránění kontaminace - může dojít jednak k povrchové kontaminaci těla, jednak k vnitřní kontaminaci (nejnebezpečnější)

Pro dohled a koordinaci celého komplexu opatření pro bezpečné používání zdrojů ionizujícího záření byl zřízen Státní ústav jaderné bezpečnosti (SÚJB). Kromě legislativní činnosti SÚJB posuzuje projekty pracovišť se zdroji ionizujícího záření, vydává příslušná povolení a vykonává inspekční činnost na těchto pracovištích. V provozním řádu pracoviště je obsažena řada konkrétních zásad pro správnou a bezpečnou práci se zdroji ionizujícího záření.

• Každé použití zdrojů záření musí být zdůvodněno přínosem, který je vyšší než škody plynoucí z jejich užívání (princip zdůvodnění)
• Dávky pracujících a obyvatelstva při používání zdrojů záření musí být tak nízké, jakých lze rozumně dosáhnout s přihlédnutím k ekonomickým a sociálním ukazatelům (princip optimalizace)
• U jednotlivců nesmí zátěž ionizujícího záření překročit stanovené nejvýše přípustné limity

Limity pro Pracující se Zářením:

• vzhledem ke stochastickým účinkům - limit efektivního dávkového ekvivalentu 50 mSv
• vzhledem k nestochastickým účinkům - limit efektivního dávkového ekvivalentu v oční čočce 150 mSv

Monitorovací Program Pracoviště

Soubor hlavních zásad, opatření a metodika měřících postupů pro zajištění optimální úrovně radiační ochrany na konkrétním pracovišti, jsou sepsány v tzv. Monitorovacím programu pracoviště (co se měří, jak často se měří, kde se měří, jak a čím se měří, interpretace výsledků měření).

Součástí monitorovacího programu je stanovení referenčních úrovní:

• záznamová,
• vyšetřovací,
• zásahová.

Měření Ionizujícího Záření

K měření (dozimetrii) ionizujícího záření se používají metody založené na ionizaci plynů:

• tužkové dozimetry,
• Geiger -Mϋllerův počítač

Metody scintilační - počítače se scintilačním detektorem luminiscenční fotografické a aktivační metody pro měření neutronů. Měření dávek se používá v ochraně před zářením ke stanovení zátěže osob, které jsou vystaveny působení ionizujícího záření. K osobní dozimetrii pracovníků pracujících se zdroji ionizujícího záření, je zavedena filmová dozimetrie. Vyhodnocování filmových dozimetrů se provádí centrálně 1 krát za měsíc nebo za čtvrtletí.

Neionizující Záření

Neionizující záření je druh elektromagnetického záření, které na rozdíl od ionizujícího záření ve hmotě nezpůsobí vznik iontových párů (ionizaci).

Účinky Neionizujícího Záření:

• tepelné,
• netepelné neboli specifické.

Tepelné účinky neionizujícího záření jsou vyvolané třením při pohybu jednotlivých atomů, molekul či celých buněk. Druhým typem jsou netepelné účinky ovlivňující přímo funkci buněk. Jedná se o účinky dvojího typu - měnící stav na membránách či metabolismus těchto buněk. Neionizující záření vstupuje do buněk a ovlivňuje děje v nich buď absorpcí, při které se projevují tepelné účinky, nebo indukcí, kdy se záření dostane do buněk podél vodivých drah (podél cév či nervových drah). Celkově se dá říci, že lidský organismus (tzv. trojvrstva - kůže, tuk, svalová vrstva) absorbuje až 70-75 % záření, zbylých 25-30 % se odrazí. Další clonou je oděv, který je schopný odstínit až 25 % dopadajícího záření.

tags: #ionizační #záření #a #životní #prostředí

Oblíbené příspěvky:

• Veřejná správa a životní prostředí
• Antarktida a klimatické změny
• Výběr kompostéru
• Titulní strana seminární práce ESF MU - vzor
• Úspora energie díky recyklaci tepla sprch