Overview
Radiation can be ionizing and non-ionizing. It is the former that causes damage to human and animal tissue. When this article refers to “radiation,” ionizing radiation is meant. Den absorberede dosis af stråling er forskellig fra strålingseksponeringen, fordi den måler den mængde, der absorberes af en given krop, ikke den samlede mængde stråling i miljøet.
de to værdier kan være ens for stærkt absorberende materialer, men dette er ofte ikke tilfældet, da absorptionsevnen adskiller sig meget for materialer. For eksempel vil et blyark absorbere gammastråling lettere end et aluminiumsark af samme tykkelse.
enheder til måling af den absorberede dosis af stråling
en af de mest almindelige enheder til måling af mængden af stråling absorberet af et objekt er en grå. En grå repræsenterer mængden af stråling, der er til stede, når en joule energi absorberes af et kilo materiale. En grå repræsenterer en stor mængde stråling, meget større end en person typisk ville absorbere. For eksempel er 10 til 20 grå normalt dødelig for mennesker. Derfor anvendes fraktioner af grå, såsom centigray (0,01 grå), milligram (0,001 grå) og så videre. Rad er en forældet enhed proportional med grå. En grå er 100 rad, hvilket gør en rad lig med en centigray. Selvom det er forældet, kan det stadig ses ofte i publikationer.
mængden af stråling, som et legeme absorberer, svarer ikke altid til mængden af skade, som denne stråling vil forårsage. Yderligere enheder, såsom strålingsdosisækvivalente enheder, bruges til at beskrive stråling som relevant for den skade, den kan forårsage.
strålingsdosis ækvivalente enheder
mens strålingsabsorberede dosisenheder ofte anvendes i videnskabelig litteratur, er offentligheden muligvis ikke bekendt med dem. Medierne bruger mere almindeligt strålingsdosisækvivalente enheder. De bruges til at bestemme den virkning, som strålingen har på kroppen som helhed og især væv. Det gør det lettere at vurdere biologisk skade end med konventionelle strålingsabsorberede dosisenheder, fordi det tager højde for mængden af skade, som forskellige typer stråling kan forårsage.
alvorligheden af skader, som en given type ioniserende stråling kan forårsage væv, beregnes ved hjælp af det relative biologiske effektivitetsforhold. Værdierne er forskellige, når en anden type stråling absorberes af kroppen. Hvis forskellige kropsorganer og væv påvirkes af den samme type stråling, for eksempel beta -, gamma-eller røntgenstråling, er skadens sværhedsgrad den samme. Anden stråling påvirker forskellige celler i en anden grad. For eksempel er alfapartikler, når de absorberes (ofte gennem indtagelse, da de ikke let trænger ind i stoffet), 20 gange farligere for levende organismer end beta-eller gammastråling.
for at beregne den ækvivalente strålingsdosis skal man multiplicere den absorberede dosis med den relative biologiske effektivitet for de partikler, der forårsager denne stråling. Fra ovenstående eksempel er denne koefficient 1 for beta -, gamma — og røntgenstrålerne, men 20-for alfapartikler. Bananækvivalente dosisenheder og sievert ‘ er er eksempler på dosisækvivalente enheder.
Sieverts
Sieverts måler mængden af energi, der udsendes af strålingen pr. Dette er en af de mest anvendte enheder, når man diskuterer de skadelige virkninger af stråling på mennesker og dyr. For eksempel er en generelt dødelig dosis for mennesker omkring 4 sieverts (Sv). En person kan stadig blive reddet, hvis den behandles hurtigt, men en dosis på 8 Sv er dødelig. Generelt absorberer folk meget mindre doser af stråling, derfor anvendes ofte millisieverts og microsieverts. 1 millisievert er 0,001 Sv, og 1 microsievert er 0,000001 sv.
Bananækvivalent dosis
Bananækvivalent dosis (BED) enheder bruges til at måle mængden af stråling, som kroppen absorberer efter at have spist en banan. En bananækvivalent dosis kan også udtrykkes i sieverts, den er lig med 0,1 mikrosieverts. Bananer bruges, fordi de indeholder kalium-40, en radioaktiv isotop, der naturligt forekommer i nogle fødevarer. Nogle eksempler i sengen inkluderer: en dental røntgen ligner at spise 500 bananer; et mammogram svarer til at spise 4000 bananer; og en dødelig dosis stråling er som at spise 80 millioner bananer.
der er debat om anvendelse af bananækvivalente dosisenheder, fordi den virkning, som strålingen har på kroppen, ikke svarer til forskellige radioaktive materialer. Mængden af kalium – 40 reguleres også af kroppen, så når den indtages gennem mad, udvises den derefter for at holde niveauet ensartet.
effektiv dosis
enhederne ovenfor anvendes til stråling, der absorberes ensartet af vævet, normalt i et lokaliseret område. De hjælper med at bestemme, hvor meget stråling der påvirker et bestemt organ. For at beregne effekten på hele kroppen, når kun en del af kroppen absorberer stråling, anvendes en effektiv strålingsdosis. Denne enhed er nødvendig, fordi stigningen i risikoen for kræft er forskellig for forskellige organer, selvom mængden af absorberet stråling er den samme.
effektive dosisberegninger tegner sig for det ved at multiplicere den absorberede stråling med koefficienten for alvorligheden af strålingens indvirkning på hver type væv eller organ. Ved bestemmelse af koefficientværdier for forskellige organer vejede forskerne ikke kun den samlede kræftrisiko, men også patientens varighed og livskvalitet, når kræft er kontraheret.
en effektiv dosis måles også i sieverts. Det er vigtigt at forstå, når man læser om stråling målt i sieverts, om kilden refererer til den effektive dosis eller strålingsdosisækvivalenten. Det er sandsynligt, at når sieverts nævnes i massemedier i den generelle sammenhæng med at tale om radioaktivitetsrelaterede ulykker og katastrofer, henviser kilden til strålingsdosisækvivalenten. Ofte er der ikke nok information om, hvilke kropsvæv der påvirkes eller kan blive påvirket af den radioaktive forurening, derfor er det ikke muligt at tale om den effektive dosis.
effekter af stråling på kroppen
Nogle gange er det muligt at estimere, hvilken effekt stråling vil have på kroppen, mens man ser på strålingsabsorption målt i gråt. Denne enhed er stavet ” grå ” både i ental og flertalsformer. Grå bruges til måling af den stråling, der er ordineret til lokal behandling af kræft. Mængden af stråling i grå gør det muligt at forudsige virkningerne af denne behandling på det behandlede område og kroppen som helhed. Under strålebehandling er de kumulative absorptionshastigheder gennem behandlingsvarigheden generelt høje i det område, der behandles. Denne strålingsabsorption kan permanent ødelægge kirtlerne, der producerer spyt, sved og anden fugt, når dosis overstiger 30 grå (Gy). Resultatet er tør mund og lignende bivirkninger. Doser på 45 Gy eller mere ødelægger hårsækkene og forårsager irreversibelt hårtab.
det er vigtigt at bemærke, at mens den totale absorption af stråling vil resultere i biologisk skade, er omfanget af denne skade meget afhængig af varigheden af tiden, over hvilken denne absorption forekommer. For eksempel er en dosis på 1.000 rad eller 10 Gy dødelig, hvis den absorberes inden for flere timer, men det kan ikke engang forårsage akut strålingssygdom (ARS), hvis den spredes over længere tid.
stråling i flyrejser
strålingsniveauer er højere i højere højder, fordi kosmisk stråling forårsager større eksponering og absorption end jordbaseret stråling. Sammenlignet med 0.06 microsieverts per time på jorden øges det omkring 100 gange til 6 microsieverts per time ved cruising højder.
den samlede årlige eksponering kan beregnes som følger. Ifølge oplysningerne på Air Canada hjemmeside bruger en kommerciel pilot ansat af dette flyselskab omkring 80 timer om måneden eller 960 timer om året under flyvning. Dette giver en samlet eksponering på 5760 mikrosieverts eller 5,76 millisieverts om året. Dette er lidt mindre end en CT-scanning i brystet (scanningen er 7 millisieverts). Det er en tiendedel af den maksimalt tilladte årlige dosis, som strålingsarbejdere i USA kan udsættes for.
det er vigtigt at bemærke, at ovenstående oplysninger er et skøn baseret på cruising højder, men den faktiske eksponering kan være anderledes, fordi det afhænger af højden. Individuel eksponering afhænger også af flyselskabet og arbejdssikkerhedsbestemmelserne i oprindelseslandene. Yderligere stråling er forårsaget af den normale baggrundsstråling, som hvert besætningsmedlem udsættes for under daglige aktiviteter, der ikke er relateret til arbejde. Denne ekstra stråling er omkring 4 millisieverts om året for mennesker, der bor i Nordamerika.
sådan eksponering øger risikoen for kræft. Der er også risici for ufødte børn, hvis en eller begge forældre har været udsat for stråling før undfangelsen. Endelig er der risici, hvis et ufødt barn blev bestrålet, mens moderen arbejdede som besætningsmedlem under graviditeten. Risikoen spænder fra børnekræft til mentale og strukturelle abnormiteter.
stråling i medicin
stråling anvendes i fødevareindustrien og medicin. Dens egenskaber ved at ødelægge DNA ‘ et er nyttige for mennesker, så længe de anvendes på organismer som bakterier, men ikke mennesker.
ud over lokaliserede kræftbehandlinger diskuteret ovenfor bruges stråling til at dræbe bakterier og sterilisere forskellige instrumenter, fordi det skader og ødelægger dyrevæv og DNA-molekyler. For eksempel er det i medicin brugt til at sterilisere instrumenter og værelser. Instrumenterne placeres normalt i lufttætte poser for at sikre, at de forbliver steriliserede, indtil det er tid til at bruge dem. For meget stråling kan nedbryde materialer som metaller, derfor er det vigtigt at bruge tilstrækkelige mængder stråling.
stråling i fødevareproduktion
strålingens evne til at ødelægge celler og DNA fra levende organismer bruges også til at forurene mad og forhindre, at den hurtigt går dårligt. Det gør enten mikroorganismer ude af stand til at reproducere eller dræber patogener og bakterier som E. coli. Nogle lande har lovgivning mod bestråling af visse eller alle fødevarer, mens andre lande har lovkrav om, at alle importerede fødevarer af en given type skal bestråles. I USA kræves det f.eks., at en række importerede produkter, især tropiske frugter, bestråles før import for at forhindre spredning af frugtfluer.når stråling absorberes af fødevarer, nedsætter det også nogle af de biokemiske reaktioner i blodet. Dette forhindrer ødelæggelse ved at bremse modningsprocessen og væksten af planter. Sådanne indgreb forbereder mad til interkontinentale rejser ved at give den en længere holdbarhed.
proces
radioaktiv Cobalt-60 isotop bruges til at behandle fødevarer til at dræbe bakterier. Forskere i området arbejder på at bestemme strålingsniveauer, der giver en balance mellem at dræbe mikroorganismer og bevare madens oprindelige smag. I øjeblikket behandles de fleste fødevarer med stråling under 10 kilograys (10.000 grays), men denne dosis kan variere fra 1 til 30 kilograys afhængigt af produktet.
stråling, der anvendes i denne proces, kan være gammastråler eller røntgenstråler samt stråling af elektroner. Maden flyttes normalt gennem strålingsfaciliteten på et transportbånd og kan færdigpakkes. Dette svarer til processen med sterilisering af medicinsk udstyr. Forskellige typer stråling har et andet penetrationsområde, således vælges strålingstypen ud fra fødevaretypen. For eksempel kan bestråling af hamburgerkager udføres med elektronbestråling, mens dybere penetration af røntgenstråling er nødvendig for at bestråle fuglekroppe.
kontrovers
de radioaktive isotoper forbliver ikke inde i selve fødevaren, så dette er ikke et problem i fødevarebestråling. Ikke desto mindre er fødevarebestråling et kontroversielt emne, fordi de radioaktive materialer skal produceres, transporteres sikkert til fødevareplanterne og håndteres omhyggeligt. Dette sker ikke altid, og en lang række ulykker, lækager, funktionsfejl og andre problemer rapporteres på forskellige bestrålingsfaciliteter over hele kloden.
en anden bekymring er, at bestråling vil resultere i et fald i sanitet og brugen af korrekte sikkerhedshåndteringsteknikker i fødevareforarbejdningsindustrien. Nogle mener, at bestråling er ved at blive en dækning for uhensigtsmæssig håndtering af fødevarer på planterne, og at det også tilskynder til usikker fødevarehåndtering blandt forbrugerne. Bestråling kan reducere næringsindholdet i fødevarer, fordi det ødelægger eller forringer nogle vitaminer og mikroflora, der er nødvendige for fordøjelsen og andre funktioner. Nogle forskere, der er imod fødevarebestråling, mener også, at det øger kræftfremkaldende stoffer og giftige elementer i fødevarer.
mange lande tillader i øjeblikket kun bestråling af krydderier og urter. Imidlertid, atomindustrien, som er involveret i produktion af de radioaktive isotoper, der anvendes til fødevarebestråling, lobbyer i mange lande for at tillade bestråling af andre fødevarer såsom kød, korn, frugt, og grøntsager.
lande, der tillader bestråling, kræver generelt enten et eksplicit bestrålingsmærkelogo, radura, på emballagen eller at medtage oplysningerne om bestrålede fødevarer på ingredienslisten. Dette gælder muligvis ikke for produkter, der er indeholdt i forarbejdede fødevarer, og restauranter er muligvis ikke forpligtet til at informere forbrugerne om, hvorvidt de serverer mad fremstillet af bestrålede ingredienser eller ej. Dette er et problem, fordi det tilbagekalder forbrugernes valg om, hvorvidt de skal spise bestrålede produkter. Endelig er fødevarebestråling dyr, og det øger omkostningerne for mange af de fødevarer, der bestråles.
måling af stråling
personer, der udsættes for stråling på arbejdspladsen, skal ofte bære specielle enheder, dosimetre, for at afgøre, om den kumulative dosis af stråling, de modtager, er sikker. Astronauter, arbejdere på atomkraftværker, reaktions-og dekontamineringshold, der arbejder med farlige materialer, samt læger, der arbejder inden for nuklearmedicin, er nogle af de mennesker, der skal bære disse dosimetre. Dosimetrene kan undertiden informere brugeren, når en bestemt indstillet dosis er overskredet, for eksempel med en alarm. Denne totale dosis måles ofte i sieverts. På trods af de gældende regler håndhæver nogle lande dem ikke eller har ikke gjort det tidligere. For eksempel var doser registreret for arbejderne under Tjernobyl-oprydningsindsatsen tidligt i katastrofen ikke baseret på de faktiske målinger. Ifølge øjenvidneberetningerne blev doserne i stedet fremstillet ud fra et skøn over strålingen i det område, hvor man fik tildelt arbejde for dagen.
