NARAŻENIE POPULACJI

NA PROMIENIOWANIE

JONIZUJĄCE

dr nauk biol. Jolanta Pawlus



kosmos,



skorupa ziemska,



cywilizacja

Źródłem promieniowania jądrowego jest

:

PODZIAŁ ŹRÓDEŁ PROMIENIOWANIA

JONIZUJĄCEGO



Naturalne – występujące w przyrodzie



Sztuczne – wytworzone przez człowieka

NATURALNE ŹRÓDŁA

NATURALNE ŹRÓDŁA

PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO

PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO



Substancje promieniotwórcze zawarte
w skorupie ziemskiej (uran, rad, tor)



Promieniowanie kosmiczne



Substancje promieniotwórcze znajdujące się w
naszym organizmie i innych organizmach żywych,
głównie potas-40

Na całej kuli ziemskiej mamy do czynienia z działaniem promieniowania

jonizującego pochodzącego ze źródeł naturalnych i nazwanego NATURALNYM

TŁEM PROMIENIOWANIA.

Pochodzi głównie, od radionuklidów szeregów
promieniotwórczych powstałych z rozpadu
uranu – 238 i toru – 232 oraz od potasu – 40,
rubidu – 87.

Wszystkie one dzięki swej długowieczności
pozostały na Ziemi dnia dzisiejszego.

Ziemskie promieniowanie

Istotny jest tu rozkład tych radionuklidów w górnych warstwach
skorupy ziemskiej, zależy od składu geologicznego i historii tej
warstwy.

Przeciętna zawartość każdego z radionuklidów szeregu
uranowego i torowego w glebach wynosi 40Bq/kg. Radionuklidy
naturalne znajdują się również w materiałach używanych do
budowy domów (w niskich stężeniach w betonie, w nieco
wyższych w cegłach i pustakach).

Ziemskie promieniowanie

Promieniowanie kosmiczne

Pierwotne promieniowanie kosmiczne to w głównej mierze

wysokoenergetyczne protony (około 90%), cząstki

α

(około 9%), w

niewielkiej ilości ciężkie jądra, kwanty

γ

oraz neutrina. Cząstki

promieniowania kosmicznego niosą olbrzymie energie rzędu
tysięcy GeV.

 Promieniowanie

to

dociera

do

nas

z

obszarów

międzygalaktycznych i jest produkowane w procesach
termojądrowych odbywających się wewnątrz gwiazd. Pierwotne
promieniowanie kosmiczne oddziałuje z atmosferą tworząc
promieniowanie wtórne. Powstają wówczas protony, deuterony,
cząstki

α

, neutrony, mezony, elektrony, kwanty γ oraz izotopy

promieniotwórcze np. H-3, Be-7,Be-10, C-14, Na-22, P-32, S-33

Promieniowanie kosmiczne

Natężenie promieniowania kosmicznego zależy między

innymi od aktywności Słońca, wysokości nad poziomem
morza oraz położenia geograficznego.

Jest ono znacznie wyższe w okolicach podbiegunowych

niż na równiku.

Promieniowanie kosmiczne

Znacznie większe dawki otrzymują ludzie mieszkający

na na dużych wysokościach – przeciętnie 40% wyższe na
każde 1000 m wysokości, a także ci , którzy zamieszkują
obszary o specyficznej budowie geologicznej np. tereny
skaliste o pochodzeniu wulkanicznym.

Dla przykładu przebywając na Kasprowym Wierchu,

otrzymujemy dawkę ok. 2,4 raza większą niż na plaży w
Juracie.

Dawki otrzymywane przez przeciętnego

człowieka w dzisiejszej dobie cywilizacji

Natężenie promieniowania kosmicznego rzeczywiście wzrasta
silnie wraz ze wzrostem wysokości nad poziomem morza.

Stąd też pasażerowie samolotów, a zwłaszcza kosmonauci,
narażeni są na promieniowanie kosmiczne w znacznie
większym stopniu, mogą to być dawki nawet 30 razy większe
od dawki średniej.

Dawki otrzymywane przez przeciętnego

człowieka w dzisiejszej dobie cywilizacji

Pasażer w czasie lotu nad Atlantykiem, np. z Paryża do
Nowego Jorku na wysokości 11 km, trwającego 7,4h,
otrzymuje równoważnika dawki ok. 16

µ

Sv, a lecąc

samolotem naddźwiękowym 12

µ

Sv (leci na wysokości 19

km, ale tylko 2,6 h)

Dawka pochodząca od promieniowania kosmicznego rośnie wraz z
wysokością nad poziomem morza. Na poziomie morza wynosi 0,2-0,5
mSv na rok, na wysokości 3 km już około 1,2 mSv, a powyżej 9 km
ponad 10mSv.

mSv

km

W Polsce roczne dawki promieniowania, zarejestrowane w
ciagu dotychczasowych badań, wynosiły na wolnym
powietrzu 0,13 – 0,8 mSv, a wewnątrz domów – 0,4 – 1,3
mSv. Górne granice dawek zaobserwowano na terenach
województw jeleniogórskiego i wałbrzyskiego. .

Niektóre współczesne działania gospodarcze powodują
zaburzenia w naturalnym rozkładzie radionuklidów.
Najpoważniejszym z nich jest wydobycie i spalenie
węgla, i w mniejszym stopniu produkcja i stosowanie
nawozów fosforowych oraz wykorzystywanie energii
geotermicznej.

Naturalne źródła cywilizacyjne

Węgiel, jak wszystkie materiały ziemskie, zawiera ślady
radionuklidów. Spalanie go w Polsce w ogromnych ilościach w
elektrowniach, ciepłowniach i paleniskach domowych zagęszcza
stężenie radionuklidów w popiołach paleniskowych wprowadza do
otoczenia człowieka te radionuklidy, które od setek milionów lat były
skryte głęboko w ziemi. .
Odpady w postaci popiołu są usuwane na hałdy, lecz część ich
uwalniana do atmosfery. Tych ostatnich jest tym więcej, im gorsze są
filtry i instalacje odpylające w elektrowniach i tak jest właśnie w
Polsce dawki od popiołów lotnych w okolicach dużych elektrowni
węglowych ocenia się na 0,1 mSv rocznie (jest to 4% przyczyn dawek
naturalnych).

Naturalne źródła cywilizacyjne

SZTUCZNE ŹRÓDŁA PROMIENIOWANIA

JONIZUJĄCEGO



Źródła używane w medycynie (radiologia, medycyna

nuklearna, radioterapia)



Opad promieniotwórczy – opad na ziemię substancji

promieniotwórczych powstałych w wyniku próbnych

wybuchów jądrowych oraz podczas normalnej pracy

elektrowni jądrowych



Odpady promieniotwórcze



Niektóre przedmioty codziennego użytku, np. zegarki

świecące i odbiorniki telewizyjne (promieniowanie

hamowania)



Zastosowanie izotopów promieniotwórczych w przemyśle

i gospodarce

Źródłem poważnej części dawek dla ogółu ludzi są aparaty
służące do medycznej diagnostyki (częściowo również w terapii)
oraz stosowane w coraz większym stopniu radioizotopy.
Powszechnie znane aparaty rentgenowskie odgrywają tu
pierwszoplanową rolę. Obecnie techniki rtg, służące do
uzyskiwania wszechstronnej informacji o wnętrzu ciała pacjenta,
stają się coraz bardziej wyrafinowane (tomografia komputerowa).

Ekspozycje medyczne

W Polsce wykonuje się obecnie rocznie ponad 600
radiologicznych badań na 1000 mieszkańców. Są to głównie
małoobrazowe zdjęcia klatki piersiowej (38%), zdjęcia klatki
piersiowej (20%) oraz zdjęcia zatok i czaszki (9%).
Największe efektywne równoważniki dawek otrzymuje pacjent w
czasie urografii (18 mSv) i w czasie tomografii klatki piersiowej
wartości uśrednione, gdyż zarówno w Polsce, jak i innych krajach
odnotowano znaczne różnice miedzy ośrodkami lekarskimi,
wynikające zarówno ze stanu technicznego aparatury, jak i ze
staranności i stopnia wyszkolenia personelu.

Ocenia się, że przeciętny człowiek otrzymuje w wyniku różnych
badań rentgenowskich rocznie 0,4 mSv.

Ekspozycje medyczne

NAJCZĘŚCIEJ STOSOWANE IZOTOPY PROMIENIOTWÓRCZE

PIERWIASTEK

IZOTOP

WYKORZYSTANE

PROMIENIOWANIE

T1/2

ZASTOSOWANIE

kobat

Co-60

γ

5.3 lat

bomba kobaltowa,
radiografia przemysłowa

rad

Ra-226

γ

1600 lat

aplikatory radowe

cez

Cs-137

γ

30 lat

bomba cezowa, radiografia
przemysłowa

jod

I-131

γ

8 dni

badanie tarczycy

iryd

Ir-192

γ

73.8 lat

radiografia przemysłowa

tal

Tl-204

β

3.8 lat

pomiary grubości

wodór

H-3

β

12.3 lat

farby świecące

pluton

Pu-238
Pu-239

α
α

87.7 lat
24000 lat

czujniki dymu, stymulator
serca
czujniki dymu

ameryk

Am-241

α

432.7 lat

czujniki dymu

technet

Tc-99

γ

6 godzin

medycyna nuklearna

Źródła naturalne

Źródła sztuczne

Dawki pochodzące od produktów

konsumpcyjnych w USA w 1987 roku.

Składniki
uśrednionej
dawki w mSv/rok
otrzymywanej
przez mieszkańca
Polski

Szacowana roczna dawka od naturalnych źródeł
promieniowania wynosi w Polsce 2,7 mSv
(największy udział w tej dawce ma radon w
powietrzu).

Roczna średnia dawka od źródeł sztucznych jest
szacowana w Polsce na 0,9 mSv (praktycznie
całość tej dawki pochodzi od diagnostycznych
badań radiologicznych).

NAPROMIENIOWANIE ZEWNETRZNE

I WEWNETRZNE

 

Przy rozpatrywaniu narażenia na promieniowanie rozróżnia się
dwie składowe:

 

Skutek biologiczny obu składowych jest prawie taki sam,
natomiast sposoby ochrony zupełnie odmienne.  

Napromienienie zewnętrzne

Z napromieniowaniem zewnętrznym mamy do
czynienia wtedy gdy źródło promieniowania
znajduje się na zewnątrz organizmu.

 

Przykładem takich źródeł są:

• aparat rentgenowski,

• defektoskop izotopowy,

• telewizor

Napromienienie wewnętrzne

Napromieniowaniem wewnętrznym nazywamy napromieniowanie
od źródeł znajdujących się wewnątrz organizmu.
Taki stan narażenia wewnętrznego możemy nazwać rzeczywistym.
W odróżnieniu od narażenia potencjalnego, kiedy substancja
promieniotwórcza znajduje się jeszcze na zewnątrz organizmu
człowieka i jest rozproszona w jego otoczeniu, np. powietrzu,
wodzie, żywności itp.

Napromienienie wewnętrzne

Wyróżnia się następujące drogi wchłonięcia substancji
promieniotwórczych prowadzące do napromieniowania
wewnętrznego:

Napromieniowane wewnętrzne

Spowodowane jest głównie wdychaniem radionuklidów
wraz z powietrzem, a w mniejszym stopniu spożywaniem
pokarmów. Największe dawki pochodzące od spożywanych
pokarmów, wynoszące rocznie około 0,23 mSv, pochodzą
od potasu – 40 (izotopu ważnego życiowo pierwiastka).

.

Największe skażenie wewnętrzne powoduje powszechnie
obecny w powietrzu radon.

Najwyższe dawki promieniowania organizmy ludzkie
otrzymują poprzez wdychanie radonu. Jest on gazem
szlachetnym, mało aktywnym chemicznie. Powstaje pod
powierzchnią ziemi z rozpadu radu. Znajduje się w powietrzu,
a szczególnie gromadzi się w niewietrzonych pomieszczeniach
zamkniętych, a w mieszkaniach jest go dużo również z powodu
jego zawartości w materiałach budowlanych.
Sam radon nie jest zbyt groźny, natomiast jego pochodne,
metale ciężkie będące produktami jego rozpadu, osadzają się w
płucach i emitują wyjątkowo szkodliwe, jeśli znajduje się
wewnątrz organizmu- promieniowanie α.

Radon

Położenie nie jest jedynym źródłem radonu w budynku. Są nimi
również materiały budowlane, woda i gaz ziemny. Materiały,
takie jak drewno, beton, dostarczają stosunkowo niewiele
radonu. Nieco więcej radonu wydobywa się z pustaków
płytowo-żużliwych, a jeszcze więcej z granitu i niektórych
innych skał wulkanicznych. W wielu krajach stwierdzono, że
pewne materiały, takie jak np. łupki lub odpady rud uranowych,
są przyczyną wysokich stężeń radonu, dlatego albo zakazano ich
używania, albo zalecono, aby ich nie stosować. W Polsce nie
znaleziono dotychczas takich materiałów, co do których
należałoby stosować ostre restrykcje.

Statystyczny człowiek otrzymuje w wyniku wchłaniania
radonu rocznie ok. 1.5 mSv.

W porównaniu z dawką średnią od wszystkich źródeł 3.6
mSv, widać, jak dużą jego część stanowią produkty rozpadu
radonu. Szczególnie narażeni na jego wchłanianie są górnicy
pracujący w kopalniach oraz osoby palące papierosy.

Promieniowanie naturalne z innych

źródeł

Niektóre grupy ludzi są narażone na większe promieniowanie

naturalne wewnętrzne, np. z przyczyn kulinarnych. Do takich grup
należą mieszkańcy dalekiej północy, spożywający mięso reniferów.
Porosty, stanowiące znaczna część pożywienia tych zwierząt,
gromadzą promieniotwórczy polon-

210

Po . W zachodniej Austalii

ludzie odżywiający się mięsem owiec i kangurów otrzymują
dodatkowe dawki promieniowania emitowanego przez ołów

210

Pb,

ponieważ zwierzęta te pasą się na terenach bogatych w uran.

Oszacowano, że przeciętny mieszkaniec Ziemi otrzymuje ze

źródeł zewnętrzych 0,7 mSv/rok, a ze źródeł wewnętrznych 1,3
mSv/rok.

Podstawowe czynniki wpływające na

biologiczny skutek napromienienia



wielkość dawki promieniowania jonizującego



rodzaj promieniowania i jego energia



warunki napromienienia (szybkość dawkowania i masa
napromienionego obiektu)



wrażliwość na promieniowanie

Główne zasady ochrony przed

promieniowaniem



jeśli musimy poddać się działaniu promieniowania, to dawki
powinny być tak małe, jak jest to w rozsądny sposób osiągalne



nie dotykamy preparatów promieniotwórczych - oznaczonych
czerwoną "koniczynką" na żółtym tle,



trzymać się jak najdalej od źródeł promieniowania i przebywać
w ich pobliżu jak najkrócej



jeżeli jest to możliwe stosować za każdym razem osłony.

Zasada ALARA



As Low As Reasonably Achievable =

tak mało,

jak to jest rozsądnie osiągalne

, a więc należy tak

organizować pracę ze źródłami promieniowania,
by ludzie otrzymywali jak najmniejsze dawki.