Ochrona radiologiczna

(Podstawowe pojęcia i ich jednostki)

Dawka pochłonięta

Miarą ilości pochłoniętego promieniowania jest tzw. dawka pochłonięta D

Dawka pochłonięta równa się stosunkowi średniej energii promieniowania jonizującego przekazanej materii o masie m do wartości tej masy.

Jednostką dawki pochłoniętej jest 1 grej.

Dawkę pochłoniętą wyraża się najczęściej w centygrejach 0,01Gy = 1 cGy lub
1cGy = 1 rad (radiation absorbed dose).

Dawkę pochłoniętą możemy określić np. dla ściany, podłogi i również dla ciała ludzkiego.

Moc dawki

Mocą dawki nazywamy stosunek przyrostu dawki pochłoniętej w czasie t do czasu t. Jednostką mocy dawki jest
lub np.
.

Skutek biologiczny zależy od dawki pochłoniętej ale również od:

• rodzaju promieniowania

• wielkości napromieniowanego obszaru ciała

• narządu lub tkanki

• wieku

• mocy dawki (czasu, w jakim dawka została pochłonięta)

Istotny jest tzw. współczynnik jakości promieniowania Q.

promieniowanie ၢ, ၧ, x (powyżej 30 kev)		Q = 1
neutrony szybkie		Q = 25
neutrony termiczne		Q = 4,5
cząstki ၡ		Q = 25

Równoważnik dawki H

Różne są skutki biologiczne przy napromieniowaniu różnych narządów i tkanek. Wprowadza się współczynnik wagowy tkanki W_T.

przewód pokarmowy	WT = 0,25
płuca	WT = 0,12
tarczyca	WT = 0,03
skóra	WT = 0,01

Efektywny równoważnik dawki H_E obliczamy wg. wzoru:

Jednostką równoważnika dawki (efektywnego równoważnika dawki) jest 1 siwert.

Graniczna dawka dla ludności - 1 mSv na rok w okresie 5 lat.

Źródła naturalne promieniowania

Rejon	Roczny równoważnik Dawki (mSv)
Wielka Brytania / Londyn	1,9 / 0,9
Stany Zjednoczone / Kolorado	1,0 / 2,5
Sri Lanka (podłoże granitowe)	30 - 70
Francja	3,5
Brazylia	17 - 120
Rio de Janeiro - plaża	5,5 - 12,5
Polska	2,8
Szwecja	4,3

Przeciętny mieszkaniec Ziemi otrzymuje ze źródeł zewnętrznych 0,7 mSv / rok, a ze źródeł wewnętrznych 1,3 mSv / rok.

Przebywając na Kasprowym Wierchu otrzymujemy dawkę ok. 2,4 razy większą niż na plaży w Juracie.

Średni efektywny równoważnik dawki dla jednego mieszkańca Polski wynosi 3,3 mSv na rok z czego:

• 2,8 mSv (82%) - pierwiastki promieniotwórcze w środowisku

• 0,6 mSv (17,6%) - diagnostyka medyczna

• 0,005 mSv (0,15%) - przedmioty powszechnego użytku

W Polsce średnie roczne wartości stężeń radonu w powietrzu, w mieszkaniach:

• murowanych - 50,7 Bq / m³

• betonowych - 24,7 Bq / m³

• drewnianych - 60,7 Bq / m³

W województwie jeleniogórskim - przeciętnie 50% większe niż w pozostałej części kraju.

Wielkość skażenia w przypadku płynów określa się w bekerelach na litr (Bq / l), zaś w przypadku powietrza i materiałów stałych w Bq / m³.

Dopuszczalne skażenie wody i mleka wynosi 1000 Bq / l.

Dawka ekspozycyjna X

gdzie:

q - sumaryczny ładunek jonów jednego znaku wytworzony przez
promieniowanie w powietrzu o masie m

Dawka pochłonięta z dawką ekspozycyjną związana jest zależnością:

Współczynnik proporcjonalności
dla powietrza
= 33,6 J / C

Dawka (Sv)	Skutek biologiczny po jednorazowym napromieniowaniu całego ciała
0,25 - 0,5	Objawy kliniczne nie występują.
1 - 2	Niewielkie objawy kliniczne, duże prawdopodobieństwo występowania skutków późnych.
2 - 3	Ciężkie objawy kliniczne. Dawka śmiertelna dla ok. 25% napromieniowanych osób.
3 - 5	Dawka śmiertelna dla 50% napromieniowanych. Uszkodzenie szpiku.
5 - 7	Przeżywa od 0 do 20% osób. Śmierć po kilkunastu - kilkudziesięciu dniach.
10 - 30	Krwotoki. Śmierć po kilku - kilkunastu dniach.
50	Zaburzenia świadomości, oddychania, krążenia. Śmierć po kilkunastu godzinach do 3 dni.

Średnie stężenie Ra i Th w materiałach budowlanych

Kraj	Materiał	Średnie stężenie (Bq / kg)
				Ra	Th
	Niemcy	gips	< 19	< 11
		cegła czerwona	281	233
		cement	< 26	< 19
	Wielka Brytania	gips	22	7
		cegła czerwona	52	44
		cement	22	18
	Polska	gips	26 - 740	11 - 44
		cegła czerwona	19 - 22	22 - 44
		cement	7,7 - 26	11 - 60

Skażenie terytorium Polski po katastrofie w Czarnobylu w 1986 roku

Zmiany składu paliwa w czasie eksploatacji reaktora polegają przede wszystkim na „wypalaniu się” nuklidów rozszczepialnych. Gdy paliwem jest , to stopniowo zmniejsza się koncentracja tego izotopu. Z drugiej strony pochłaniane neutronów przez prowadzi do powstania plutonu .

1 kg węgla daje 7 kWh energii 1 kg uranu daje 70 000 kWh energii 1 kg deuteru dałoby w reakcji syntezy 24 000 000 kWh Zasoby deuteru w wodach mórz i oceanów (1 atom D / 5000 H) są praktycznie niewyczerpalne. Nawet przy najbardziej intensywnym rozwoju energetyki wystarczą na 20 miliardów lat.

Ciało nasze zawiera węgiel i . Te pierwiastki promieniotwórcze dają aktywność ciała ludzkiego około 8000 Bq. Jest to 11% całkowitej dawki otrzymanej. Promieniowanie kosmiczne to około 9%. Wydobywający się radon ze ścian budynków, szczelin skalnych, gleby to ok. 50% ogólnej dawki. Produkty spożywcze - 3% dawki. Diagnostyka rentgenowska - 11% dawki.

Ochrona radiologiczna • Fizyka 2002 - 2003

4

---