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. A sugárzás elnyelt dózisa eltér a sugárterheléstől, mivel az adott test által elnyelt mennyiséget méri, nem pedig a környezetben lévő sugárzás teljes mennyiségét.
a két érték hasonló lehet az erősen nedvszívó anyagok esetében, de ez gyakran nem így van, mivel az anyagok abszorpciója nagyban különbözik. Például egy ólomlemez könnyebben elnyeli a gamma-sugárzást, mint egy azonos vastagságú alumíniumlemez.
egységek a sugárzás elnyelt dózisának mérésére
az objektum által elnyelt sugárzás mennyiségének mérésére az egyik leggyakoribb egység egy szürke. Az egyik szürke a jelen lévő sugárzás mennyiségét jelenti, amikor egy joule energiát elnyel egy kilogramm anyag. A szürke nagy mennyiségű sugárzást jelent, sokkal nagyobb, mint amit egy személy általában elnyelne. Például a 10-20 szürke általában halálos az emberek számára. Ezért a szürke frakcióit, például centigray (0,01 szürke), milligray (0,001 szürke) stb. A Rad egy elavult egység, amely arányos a szürkével. Egy szürke 100 rad, ami egy rad egyenlő egy centigray. Bár elavult, még mindig gyakran látható a kiadványokban.
a test által elnyelt sugárzás mennyisége nem mindig felel meg annak a kárnak, amelyet ez a sugárzás okoz. További egységeket, például sugárzási dózis-ekvivalens egységeket használnak a sugárzás leírására, mint amelyek relevánsak az általa okozott károk szempontjából.
sugárzási Dózisegyenérték egységek
bár a tudományos szakirodalomban általánosan használják a sugárzás által elnyelt dózisegységeket, előfordulhat, hogy a nagyközönség nem ismeri őket. A közeg gyakrabban használ sugárzási dózis-ekvivalens egységeket. Ezeket arra használják, hogy meghatározzák a sugárzásnak a test egészére és különösen a szövetre gyakorolt hatását. Lehetővé teszi a biológiai károk könnyebb felmérését, mint a hagyományos sugárzással elnyelt dózisegységeknél, mivel figyelembe veszi a különböző típusú sugárzások által okozott károk mértékét.
a károsodás súlyosságát, amelyet egy adott típusú ionizáló sugárzás okozhat a szövetben, a relatív biológiai hatékonysági arány alapján számítják ki. Az értékek különböznek, ha a test más típusú sugárzást szív fel. Ha a test különböző szerveit és szöveteit azonos típusú sugárzás érinti, például béta -, gamma-vagy röntgen sugárzás, akkor a károsodás súlyossága azonos. Más sugárzás különböző mértékben befolyásolja a különböző sejteket. Például az alfa-részecskék felszívódva (gyakran lenyelés útján, mivel nem jutnak be könnyen az anyagba) 20-szor veszélyesebbek az élő szervezetekre, mint a béta-vagy gamma-sugárzás.
a sugárzás ekvivalens dózisának kiszámításához meg kell szorozni az elnyelt dózist a sugárzást okozó részecskék relatív biológiai hatékonyságával. A fenti példából ez az együttható 1 A béta -, gamma — és röntgensugarak esetében, de 20-az alfa-részecskék esetében. A banánegyenérték-egységek és a Sievert-ek példák a dózisegyenérték-egységekre.
Sieverts
a Sieverts a sugárzás által kibocsátott energia mennyiségét méri egy adott szövettömeg-mennyiségre. Ez az egyik leggyakrabban használt egység a sugárzás emberekre és állatokra gyakorolt káros hatásainak megvitatásakor. Például az emberek számára általában halálos adag körülbelül 4 Sievert (Sv). Egy személy még megmenthető, ha gyorsan kezelik, de a 8 Sv dózis halálos. Általában az emberek sokkal kisebb dózisú sugárzást vesznek fel, ezért gyakran millisieverteket és mikrosieverteket használnak. 1 millisievert 0,001 Sv, 1 mikrosievert pedig 0,000001 Sv.
banán ekvivalens dózis
a banán ekvivalens dózis (bed) egységeket használják annak a sugárzásnak a mérésére, amelyet a test elnyel egy banán elfogyasztása után. A banán ekvivalens dózisa sieverts-ben is kifejezhető, ez 0,1 mikrosievert. A banánt azért használják, mert kálium-40-et tartalmaznak, egy radioaktív izotópot, amely természetesen előfordul egyes élelmiszerekben. Néhány példa az ágyban: a fogászati röntgen hasonló az 500 banán elfogyasztásához; a mammográfia egyenértékű 4000 banán elfogyasztásával; és egy halálos adag sugárzás olyan, mintha 80 millió banánt ennénk meg.
vita folyik a banán ekvivalens dózisegységek használatáról, mivel a sugárzás testre gyakorolt hatása nem egyenértékű a különböző radioaktív anyagokkal. A kálium-40 mennyiségét a test is szabályozza, így amikor táplálékkal veszik be, akkor kiűzik, hogy a szint egyenletes maradjon.
effektív dózis
a fenti egységeket olyan sugárzáshoz használják, amelyet a szövet egyenletesen abszorbeál, általában lokalizált területen. Segítenek meghatározni, hogy a sugárzás mennyi hatással van egy adott szervre. Az egész testre gyakorolt hatás kiszámításához, amikor a test csak egy része elnyeli a sugárzást, hatékony sugárzási dózist alkalmaznak. Erre az egységre azért van szükség, mert a rák kockázatának növekedése a különböző szervek esetében eltérő, még akkor is, ha az elnyelt sugárzás mennyisége megegyezik.
az effektív dózisszámítások ezt úgy veszik figyelembe, hogy megszorozzuk az elnyelt sugárzást a sugárzás minden egyes szövet-vagy szervtípusra gyakorolt hatásának súlyossági együtthatójával. A különböző szervekre vonatkozó együttható értékeinek meghatározásakor a kutatók nemcsak a teljes rákkockázatot, hanem a beteg időtartamát és életminőségét is mérlegelték, miután a rák szerződött.
a hatásos dózist Sievert-ben is mérik. Fontos megérteni, amikor a sieverts-ben mért sugárzásról olvasunk, hogy a forrás az effektív dózisra vagy a sugárzási dózis ekvivalensére utal-e. Valószínű, hogy amikor a sieverteket a tömegtájékoztatási eszközök a radioaktivitással kapcsolatos balesetekről és katasztrófákról szóló általános összefüggésben említik, a forrás a sugárzási dózis egyenértékére utal. Gyakran nincs elegendő információ arról, hogy mely testszöveteket érinti vagy befolyásolhatja a radioaktív szennyeződés, ezért nem lehet beszélni a hatékony dózisról.
A sugárzás hatása a testre
néha meg lehet becsülni, hogy a sugárzás milyen hatással lesz a testre, miközben a sugárzás abszorpcióját nézzük, szürke színben mérve. Ezt az egységet “szürke” betűvel írják mind egyes, mind többes számban. A szürkét a rák lokalizált kezelésére előírt sugárzás mérésekor használják. A szürke sugárzás mennyisége lehetővé teszi, hogy megjósoljuk a kezelés hatását a kezelt régióra és a test egészére. A sugárterápia során a kumulatív abszorpciós sebesség a kezelés időtartama alatt általában magas a kezelt területen. Ez a sugárzási abszorpció tartósan elpusztíthatja a nyálat, izzadságot és egyéb nedvességet termelő mirigyeket, ha a dózis meghaladja a 30 szürkét (Gy). Az eredmény szájszárazság és hasonló mellékhatások. A 45 Gy vagy annál nagyobb adagok elpusztítják a szőrtüszőket, és visszafordíthatatlan hajhullást okoznak.
fontos megjegyezni, hogy bár a sugárzás teljes abszorpciója biológiai károsodást eredményez, ennek a károsodásnak a mértéke nagymértékben függ attól az időtartamtól, amely alatt ez az abszorpció bekövetkezik. Például egy 1000 rad vagy 10 Gy dózis halálos, ha több órán belül felszívódik, de nem is okozhat akut sugárbetegséget (ARS), ha hosszabb ideig terjed.
sugárzás a légi közlekedésben
a sugárzási szintek magasabbak nagyobb magasságokban, mert a kozmikus sugárzás nagyobb expozíciót és abszorpciót okoz, mint a földi sugárzás. Összehasonlítva a 0,06 mikrosievert óránként a földön ez növeli mintegy 100-szor 6 mikrosievert óránként cirkáló magasságban.
a teljes éves expozíció a következőképpen számítható ki. Az Air Canada honlapján található információk szerint a légitársaság által alkalmazott kereskedelmi pilóta havonta körülbelül 80 órát vagy évente 960 órát tölt repüléssel. Ez összesen 5760 mikrosievert vagy 5,76 millisievert expozíciót eredményez évente. Ez egy kicsit kevesebb, mint egy mellkasi CT-vizsgálat (a vizsgálat 7 millisieverts). Ez egytizede a maximális megengedett éves dózisnak, amelynek az USA-ban a sugárzási dolgozók ki lehetnek téve.
fontos megjegyezni, hogy a fenti információk a hajózási magasságokon alapuló becslés, de a tényleges expozíció eltérő lehet, mert a magasságtól függ. Az egyéni expozíció a légitársaságtól és a származási országok munkavédelmi előírásaitól is függ. A további sugárzást az a normál háttérsugárzás okozza, amelynek a személyzet minden tagja ki van téve a munkához nem kapcsolódó napi tevékenységek során. Ez a kiegészítő sugárzás évente körülbelül 4 millisievert az Észak-Amerikában élő emberek számára.
Az ilyen expozíció növeli a rák kockázatát. A születendő gyermekekre is fennáll a kockázat, ha az egyik vagy mindkét szülő a fogantatás előtt sugárzásnak volt kitéve. Végül vannak kockázatok, ha egy születendő gyermeket besugároztak, miközben az anya terhesség alatt a személyzet tagjaként dolgozott. A kockázatok a gyermekkori ráktól a mentális és strukturális rendellenességekig terjednek.
sugárzás az orvostudományban
a sugárzást az élelmiszeriparban és az orvostudományban használják. A DNS elpusztításának tulajdonságai hasznosak az emberek számára, amennyiben azokat olyan szervezetekre alkalmazzák, mint a baktériumok, de nem az emberekre.
a fent tárgyalt lokalizált rákkezelések mellett a sugárzást baktériumok elpusztítására és különféle eszközök sterilizálására használják, mivel károsítja és elpusztítja az állati szöveteket és a DNS-molekulákat. Például az orvostudományban műszerek és helyiségek sterilizálására használják. A műszereket általában légmentesen lezárt zsákokba helyezik, hogy sterilizálva maradjanak, amíg el nem jön az ideje használni őket. A túl sok sugárzás lebonthatja az anyagokat, például a fémeket, ezért fontos, hogy megfelelő mennyiségű sugárzást használjon.
sugárzás az élelmiszergyártásban
a sugárzás azon képességét, hogy elpusztítsa az élő szervezetek sejtjeit és DNS-ét, arra is használják, hogy megakadályozzák az élelmiszerek gyors romlását. Vagy képtelenné teszi a mikroorganizmusokat a szaporodásra, vagy megöli a kórokozókat és baktériumokat, például az E. coli-t. Egyes országokban jogszabályok vannak bizonyos vagy az összes élelmiszer besugárzása ellen, míg más országokban jogi követelmények vonatkoznak az adott típusú importált élelmiszerek besugárzására. Az USA-ban például a gyümölcslegyek terjedésének megakadályozása érdekében az importált termékek, különösen a trópusi gyümölcsök széles skáláját be kell sugározni az import előtt.
amikor az élelmiszer elnyeli a sugárzást, lelassítja az enzimek biokémiai reakcióinak egy részét is. Ez megakadályozza a romlást azáltal, hogy lelassítja az érési folyamatot és a növények növekedését. Az ilyen beavatkozások hosszabb eltarthatósági időt biztosítanak az interkontinentális utazáshoz.
folyamat
a radioaktív kobalt-60 izotópot élelmiszerek kezelésére használják a baktériumok elpusztítására. A térség kutatói azon dolgoznak, hogy meghatározzák a sugárzási szinteket, amelyek egyensúlyt teremtenek a mikroorganizmusok elpusztítása és az étel eredeti ízének megőrzése között. Jelenleg a legtöbb ételt 10 kilograys (10 000 szürke) alatti sugárzással dolgozzák fel, de ez a dózis a terméktől függően 1-30 kilograys lehet.
Az ebben a folyamatban használt sugárzás lehet gamma-sugarak vagy röntgensugarak, valamint elektronok sugárzása. Az ételt általában szállítószalagon mozgatják a sugárzási létesítményen keresztül, és előre csomagolhatók. Ez hasonló az orvosi berendezések sterilizálásának folyamatához. A különböző típusú sugárzások behatolási tartománya eltérő, így a sugárzás típusát az élelmiszer típusa alapján választják meg. Például a hamburger pogácsák besugárzása történhet elektron besugárzással, míg a röntgensugárzás mélyebb behatolása szükséges a madár tetemének besugárzásához.
Vita
a radioaktív izotópok nem maradnak magában az élelmiszerben, ezért ez nem jelent gondot az élelmiszer-besugárzásban. Mindazonáltal az élelmiszerek besugárzása ellentmondásos téma, mivel a radioaktív anyagokat elő kell állítani, biztonságosan kell szállítani az élelmiszerüzemekbe, és óvatosan kell kezelni. Ez nem mindig fordul elő, és a balesetek, szivárgások, üzemzavarok és egyéb problémák széles skáláját jelentik a világ különböző besugárzási létesítményeiben.
további aggodalomra ad okot, hogy a besugárzás a szennyvízkezelés csökkenését és a megfelelő biztonsági kezelési technikák alkalmazását eredményezi az élelmiszer-feldolgozó iparban. Egyesek úgy vélik, hogy a besugárzás az üzemekben az élelmiszerek nem megfelelő kezelésének leplezésére szolgál, és ösztönzi a fogyasztók körében a nem biztonságos élelmiszerkezelést is. A besugárzás csökkentheti az élelmiszerek tápanyagtartalmát, mert elpusztítja vagy rontja az emésztéshez és egyéb funkciókhoz szükséges vitaminokat és mikroflórát. Egyes kutatók, akik ellenzik az élelmiszer-besugárzást, úgy vélik, hogy növeli a rákkeltő anyagokat és a mérgező elemeket az élelmiszerekben.
számos ország jelenleg csak fűszerek és gyógynövények besugárzását engedélyezi. Azonban a nukleáris ipar, amely részt vesz az élelmiszerek besugárzásában használt radioaktív izotópok előállításában, sok országban lobbizik, hogy lehetővé tegye más élelmiszerek, például hús, gabonafélék, gyümölcsök és zöldségek besugárzását.
a besugárzást engedélyező országok általában vagy kifejezett besugárzási címke logót, a radurát igényelnek a csomagoláson, vagy a besugárzott élelmiszerekre vonatkozó információkat fel kell tüntetni az összetevők listáján. Ez nem vonatkozik a feldolgozott élelmiszerekben található termékekre, és az éttermeknek nem kell tájékoztatniuk a fogyasztókat arról, hogy besugárzott összetevőkből készült ételeket szolgálnak-e fel. Ez azért probléma, mert visszavonja a fogyasztók választását arról, hogy besugárzott termékeket fogyasztanak-e. Végül, az élelmiszerek besugárzása költséges, és növeli a besugárzott élelmiszerek sokaságának költségeit.
sugárzás mérése
a munkahelyi sugárzásnak kitett embereknek gyakran speciális eszközöket, dozimétereket kell viselniük annak meghatározására, hogy a kapott sugárzás kumulatív dózisa biztonságos-e. Az űrhajósok, az atomerőművek dolgozói, a veszélyes anyagokkal dolgozó reagáló és fertőtlenítő csapatok, valamint a nukleáris orvoslás területén dolgozó orvosok egyike azoknak az embereknek, akiknek viselniük kell ezeket a dózismérőket. A dózismérők néha tájékoztathatják a felhasználót, ha egy adott beállított adagot túlléptek, például riasztással. Ezt a teljes dózist gyakran sieverts-ben mérik. A hatályos szabályok ellenére néhány ország nem hajtja végre azokat, vagy nem tette meg a múltban. Például a csernobili tisztítási erőfeszítések során a katasztrófa elején a munkavállalók számára rögzített adagok nem a tényleges méréseken alapultak. A szemtanúk beszámolói szerint ehelyett az adagokat a sugárzás becslése alapján állították elő azon a területen, ahol az egyik napi munkát kapott.
