Zaštita od zračenja

Zdravko Mutin

Jonizujuće zračenje

Jonizujuće zračenje je jedinstven naziv za svako zračenje koje je sposobno da uzrokuje jonizaciju medijuma kroz koji prolazi. Alfa, beta i gama zračenje (zajedno sa X zračenjem) imaju sposobnost da izazovu jonizaciju atoma, medijuma kroz koji prolaze. Jonizacija je proces u kojem atom u interakciji sa zračenjem gubi bar jedan elektron i na taj način postaje hemijski aktivan. Alfa i beta čestice su naelektrisane čestice i vrše direktnu jonizaciju medijuma, dok su X i gama zračenje nenaelektrisane čestice (fotoni), te vrše indirektnu jonizaciju medijuma. X i gama zračenje prvo interaguju sa elektronima putem fotoefekta ili rasejanja, pri čemu kreiraju slobodne brze elektrone koji vrše dalju jonizaciju medijuma (kao beta čestice). Zbog ove činjenice slobodni put fotona kroz medijum je znatno duži od puta koji pređu alfa ili beta čestica.

Dozimetrija

Apsorbovana doza je energija koju tkivo apsorbuje, pri ozračivanju, obračunata po jedinici mase.

$$D=\frac{E}{m} \quad \left[\frac{J}{kg} \right] =Gy $$

Ova veličina govori koliko je energije deponovano u organizmu, ali bez uvida u to koja čestica je deponovala energiju, kao i kolika je osetljivost pogođenog organa na zračenje. Jedinica apsorbovane doze je Grej (Gray) [Gy]. Teške čestice intenzivno jonizuju tkivo po ulasku u organizam, te svu svoju energiju deponuju u veoma maloj zapremini. Oštećenja, koja izazivaju ove čestice, su lokalizovana i mogu izazvati disfunkciju celog organa ili regije. X i gama zračenje jonizuju tkivo indirektno (prvo oslobađaju elektrone, koji potom vrše jonizaciju tkiva), te prodiru dublje u tkivo. Energija deponovana na ovaj način se raspoređuje u većoj zapremini te je manja verovatnoća nastanka nepopravljivih oštećenja.

Ekvivalentna doza uzima u obzir i tip zračenja, koje je deponovalo energiju u organizmu.

$$ H=D\cdot w\quad \left[\frac{J}{kg} \right] = Sv$$

Da bi se razlikovalo koja doza je u pitanju uvedena je nova jedinica za ekvivalentnu dozu – Sivert [Sv], koja takođe ima dimenziju J/kg, kao i Gy. w je bezdimenziona veličina, težinski faktor, koji biološki vrednuje vrstu zračenja. U sledećoj tabeli je prikaz težinskih faktora po česticama.

Težinski faktor za pojedine čestice

Ako se prilikom izračunavanja ekvivalentne doze povede računa i o tome koji je organ pogođen zračenjem, dobija se efektivna doza, za koju je takođe jedinica Sivert. Svakom organu je dodeljen procenat osetljivosti na zračenje, tako da je zbir procenata za celo telo 100%. Ako je celo telo primilo dozu od 10 mSv (jedan CT sken), tada je koštana srž efektivno dobila 1,2 mSv.

Efektivna doza, osim tipa zračenja, uračunava i osetljivost pojedinih organa na jonizujuće zračenje, izraženo u procentima.

Ako se prilikom izračunavanja ekvivalentne doze povede računa i o tome koji je organ pogođen zračenjem, dobija se efektivna doza, za koju je takođe jedinica Sivert. Svakom organu je dodeljen procenat osetljivosti na zračenje, tako da je zbir procenata za celo telo 100%. Ako je celo telo primilo dozu od 10 mSv (jedan CT sken), tada je koštana srž efektivno dobila 1,2 mSv.

Osetljivost pojedinih organa na jonizujuće zračenje

Statistički pokazatelji su ukazali da su koštanu srž, debelo crevo, pluća, želudac i grudi osetljiviji na zračenje nego što su bila teorijska predviđanja, te je mapa osetljivosti organa na zračenje shodno tome menjana.

Biološki efekti jonizujućeg zračenja

Pri prolasku kroz tkivo, zračenje vrši jonizaciju atoma i molekula. Kako je voda najzastupljenije jedinjenje u telu, u interakciji sa zračenjem od vode nastaje H2O2, vodonik peroksid, poznatiji kao hidrogen. Hidrogen je najjači prirodni oksidant, sposoban da razara ćelijske membrane i nanosi veliku štetu organizmu. Ponekad, zračenje može izazvati degenerativnu promenu na hromozomu, koja se potom prenosi na potomke koji nastaju deobom te ćelije. Ovakvo delovanje zračenja je kancerogeno. Na jonizujuće zračenje su najosetljivije ćelije koje se ubrzano razmnožavaju, ćelije reproduktivnih organa*, dok su najmanje osetljive ćelije koje se sporo razmnožavaju (mozak). Organizam je sposoban da popravi najveći deo štete nastao ozračivanjem, pod uslovom da doza zračenja nije bila prevelika i da se organizmu ostavi dovoljno vremena da izvrši popravke. Pa ipak neke anomalije uzrokovane zračenjem ostaju trajne.

Akutne posledice izlaganja zračenju dešavaju se pri izlaganju većim dozama, u kraćem vremenskom periodu. Tada u organizmu nastaju promene koje su praćene simptomima mučnine, povraćanja, dijareje itd. Za doze koje su nešto veće od 1 Sv, postoji mogućnost oporavka uz adekvatnu medicinsku negu. Ukoliko je doza premašila 10 Sv ishod je fatalan, bez obzira na medicinsku pomoć. 

Stohastičke posledice se odnose na povećanje verovatnoće razvoja karcinoma usled izloženosti zračenju. Kako se karcinom koji nastaje prirodnim putem i onaj izazvan zračenjem, ne mogu razlikovati, do izloženosti manjoj od 100 mSv (odjednom) ne može se utvrditi porast verovatnoće razvoja karcinoma. Za dozu od 100 mSv je utvrđeno da doprinosi 5% povećanju verovatnoće od razvoja karcinoma. Za svaku veću dozu raste i procenat rizika. 

Izloženost zračenju

Izloženost zračenju je u velikoj meri van naše kontrole, jer postoji obilje prirodnih izvora zračenja koja ne možemo kontrolisati. Izloženost zračenju možemo smanjiti kontrolom medicinskog izlaganja zračenju, poseblo CT i PET-CT skeniranju.

Izvori izloženosti jonizujućem zračenju

Tipične doze zračenja

Tipične doze zračenja

Leave a Reply