ZAŠTITA OD ZRAĈENJA

Prof.dr. Vesna Spasić Jokić

svesna@uns.ac.rs

svesna@vin.bg.ac.rs

Otkriće X-zraka (8.11.1895)

Wilhelm Conrad Roentgen

Nikola Tesla (1856–1943)

Tesla’s unipolar vacuum tube

(1894)

(1896) Muzej Nikole

Tesle u Beogradu

X-actly So!

The Roentgen Rays, the Roentgen Rays,

What is this craze?

The town's ablaze

With the new phase

Of X-ray's ways.

I'm full of daze,

Shock and amaze;

For nowadays

I hear they'll gaze

Thro' cloak and gown and even stays,

Those naughty, naughty Roentgen Rays.

(Wilhelma, Electrical Review, April 1896)

Prvi izveštaji o povredama• 1896 – oštećenja na rukama

William Rollins

• Ĉlanak Rollins W. X-light kills. Boston

Med Surg J 1901;144:173.

• Kontraĉlanak Codman EA. No

practical danger from the x-ray.

Boston Med Surg J 1901;144:197

Radioaktivni

otpad

Radon

X-zračenje

Razni proizvodi

Nuklearna energija

Nuklearnamedicina

Sunce

Kosmičkozračenje

ZračenjeIz tla

Hrana &Piće

Medjusobnodejstvo

IZVORI ZRAČENJA

Jačina doze i frakcionisanje, ukupna primljena doza

LET (linear energy transfer)

Površina tela izložena zračenju

Kvalitet zračenja (Radioloska bioloska efikasnost))

Temperatura

Hemijske modifikacije

Kiseonik

Agensi radiosenzitivnosti

Radioprotektori

Faktori koji determinišu biološke

efekte (utiĉu na pojavu i intenzitet

radijacione povrede)

Jačina doze i

frakcionisanje

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

Produženo izlaganje

Nižim jačinama doze

Akutno

Izlaganje

visokim

dozama

Frakcionisana

doza

Akutna

dozaTime

Vreme

RadioterapijaAkcident Dugotrajna ekspozicija

LINEARNI TRANSFER ENERGIJE (LET)

• Energija je preneta tkivu po pravolinijskom putu

• Merna jedinica keV/cm

Relativna biološka efikasnost RBE

• Kvantitativno opisuje efekte zračenja i relativne rizike

•Uključuje različite efekte prouzrokovane različitim

vrstama zračenja na različita tkiva

•STANDARD: poredi se količina ortovoltažnog

zračenja ( 200 – 250) kVp sa drugim kvalitetima

zračenja (alfa, beta..)

isp

ref

D

DRBE

RBE (nastavak)

Potrebno je 0.15 Gy 250 kV zračenja da bi se

proizvela katarakta, ali samo 0.05 Gy alfa zračenja

Što znači da su alfa čestice 3 x "efikasnije" u

proizvodnji katarakte nego X- zračenje

Razlog: specifična jonizacija alfa čestica je veća

od specifične jonizacije X i gama zračenja

305,0

15,0RBE

Težinski faktori za različite kvalitete zračenja

Kvalitet zraĉenja i energetski opseg wR

Fotoni svih energija 1

Elektroni, pozitroni i mioni svih energija* 1

Neutroni: energije 10 keV

energije 10 keV do 100 keV

energije 100 keV do 2 MeV

energije 2 MeV do 20 MeV

energije 20 MeV

5

10

20

10

5

Protoni, osim uzmaklih protona,

energije 2MeV

5

Alfa čestice, teška jezgra, fisioni fragmenti 20

*Osim Ožeovih elektrona emitovanih iz jezgra vezanog u DNK

za koje se primenjuju posebna mikrodozimetrijska razmatranja.

Radijaciona toksicnost?

A

• Primljeni 2 Gy X-

zraĉenja

• 2Gy x 1 = 2 Sv

B

• Primljeno 2 Gy-alfa

zraĉenja

• 2Gy x 20 = 40 Sv

Mehanizmi radijacione

povrede

• LD (lettal dose) = (4 – 5 )Gy na celo telo razvija

280 J standardnom čoveku mase 70 kg

temperatura tela se podiže za 1 m0C

popijenih 6 ml vrućeg čaja

t.j. Povreda nije uzrokovana toplotom

već jonizacijom

Zracenje izaziva povećanje temperature tela, da

li je to znaĉajno ?

Radioliza vodeJonizacija molekula vode izaziva njihovo deljenje-

radiolizu

Trajanje slobodnog radikala,

10-10s

3nm

Zbog kratkog života samo slobodni radikali

formirani u vodenoj koloni 2-3 nm oko DNK mogu

da učestvuju u indirektnim efektima

Ho

OHoHo

OHo

HO2o RO2

o Hidroperoksi

Slobodni radikal

Organoperoksi

Slobodni radikal

e-

X zračenje

zračenje P+

OH

H

OH-

H+

Ho

OHo

Indirektno dejstvo

Direktno dejstvo

Jonizujuće zračenje

OHI

R – C = NHimidol (enol)

OII

R – C = NH2

amide (ketol)

Tautomerički pomak

Kidanje veza

Odnos između LET i tip dejstva

Direktno dejstvo je predominantno na visoko

LET zračenju (alfa, neutroni,protoni)

Indirektno dejstvo je predominantno sa nisko

LET zračenjem (X i gama)

Zraĉenje

pogaĊa

jedro

ćelije!

Nema promena

DNK mutacija

Ćelija izložena zračenju

DNK Mutacija Ćelija je

preživela, ali je

mutirala

Kancer?

Ćelijska smrt

Mutacija koja

se reparira

Nemogućnost deobe

Ćelija je preživela,

mogućnost deobe

Deterministički

(nestohastički) Efekti• Imaju prag doze

• Intenzitet raste sa dozom

• Alopecia

• Katarakta 500 mSv

• Eritem

• Radiajaciona bolest

• Privremeni ili trajni strilitet150 mSv privremeni sterilitet

2500 mSv za jajnike, trajni

Stohastički(Probabilistički)

Efekti

• Događaju se slučajno

• Verovatnoća raste sa

dozom

• Karcinogeneza

• Mutageneza

• Genetske promene

Dejstvo malih doza

Dr. Abram Petkau (1972.): NE POSTOJI DOZA ZRAČENJA KOJA JE POTPUNO BEZBEDNA: PETKAU EFEKAT

NULTA DOZA NE POSTOJI PA NE

POSTOJI NI NULTA VEROVATNOĆA

NASTANKA RADIJACIONE ŠTETE

SOMATSKI: stohastički ili deterministički

HEREDITARNI (nasledni): stohastički

Javljaju se na potomstvu ozračene osobe, od prve sledeće generacije (30)

Rizik od ozbiljnih hereditarnih efekata:

U prve dve generacije 1 % / 1 Sv ako je bilo ko od roditelja

bio ozraĉen pre zaĉeća

Genetički efekti se javljaju kod: Oštećenja jajne ćelije u ovarijumu, Oštećenja ćelija koje formiraju spermatozoide, Mutacije genetskog materijala..

Javljaju se na ozraĉenoj osobi;

Utiĉu na somatske (nereproduktivne ćelije)

Rani: Radijaciona bolest (radijaciona povreda)

Kasni: Kancer

IZLAGANJE ZRAČENJU

Deterministički efekti su prikazani bold-italik

REZIME