Experimentální a aplikovaná

jaderná fyzika

Milan Krtička

Využití jaderných technologií

• Jaderná energetika– fussion (fúze)– fission (štěpení)

• Jaderné zbraně• Zdravotnictví

– zobrazování, diagnostika– terapie

• Jaderná magnetická rezonance• Jaderné analytické metody• Datování• Diagnostika průmyslových zařízení• Dozimetrie• Konzervace potravin• Obohacování nuklidů• …

Interakce částic s látkou(velmi stručný přehled)

Těžké nabité částice - interakce s látkou

• Charged particles have surrounding Coulomb field • Always interact with e- or nuclei of atoms in matter• In each interaction typically only a small amount of particle’s kinetic

energy is lost (“continuous slowing-down approximation” – CSDA)• Typically undergo very large number of interactions, therefore can be

roughly characterized by a common path length in a specific medium (range)

Sorting using Impact parameter b:•“Soft” collisions (b>>a)•Hard (“Knock-on” collisions (b~a)•Coulomb interactions with nuclear field (b<<a)•Nuclear interactions by heavy charged particles

a - classical radius of atom

“Soft” collisions (b>>a): •The influence of the particle’s Coulomb force field affects the atom as a whole •Atom can be excited to a higher energy level, or ionized by ejection of a valence electron •Atom receives a small amount of energy (~eV) •The most probable type of interactions; accounts for about half of energy transferred to the medium

Hard (“Knock-on”) collisions (b~a):•Interaction with a single atomic electron (treated as free), which gets ejected with a considerable kinetic energy•Interaction probability is different for different particles•Ejected -ray dissipates energy along its track•Characteristic x-ray or Auger electron is also produced

Těžké nabité částice - interakce s látkou

Coulomb interactions with nuclear field (b<<a)•Most important for electrons•In all but 2-3% of cases electron is deflected through almost elastic scattering, losing almost no energy•In 2-3% of cases electron loses almost all of its energy through inelastic radiative (bremsstrahlung) interaction•Important for high Z materials, high energies (MeV)•For antimatter only: in-flight annihilations – Two photons are produced

Těžké nabité částice - interakce s látkou

Nuclear interactions by heavy charged particles•A heavy charged particle with kinetic energy ~ 100 MeV and b<a may interact inelastically with the nucleus•One or more individual nucleons may be driven out of the nucleus in an intranuclear cascade proces•The highly excited nucleus decays by emission of socalled evaporation particles (mostly nucleons of relatively low energy) and -rays

Dolet částic - těžké nabité částice

dolet částic v Al

počet prošlých částic

Braggova křivka

tracks of alpha particles from a Ra source

Energy Straggling

Propagation of the Energy Straggling distribution through matter in an Al foil for protons of 19.6MeV with different distribution functions (fB:Bohr,fS:Symon,fT:Tschalar)

Energy distribution of monoenergetic charged particles at various points along its path. At the end of the track distribution narrows, since the particle has less energy.

Multiple Scattering

Multiple scattering scheme where the ion beam is directed in x direction. Lateral displacement perpendicular to the beam direction is ρ(y,z),and α is the total angular deviation after the penetrated depth x

Propagation of Multiple scattering angular distribution through matter. The half-width of the angular MS Distribution is α1/2

Here p, βc, and z are the momentum, velocity, and charge number of the incident particle, and x/X0 is the thickness of the scattering medium in radiation lengths

Dolet částic - elektrony

dolet e- v něktrých materiálech

počet prošlých e- v Al

počet prošlých e- z -rozpadu 185W

Interactions of electrons

Ionisation (right) and scattering (left) produced by 100 keV electrons in air. The range of a 100 keV electron in air is approximately 14 cm.

Through the interaction of electrons with matter, there are four main mechanisms by which electrons can lose energy (energies of hunderds keV or MeV): direct ionisation, delta rays from electrons ejected though ionisation, bremsstrahlung, and Cerenkov radiation. The most important of these mechanisms are direct ionisation and bremsstrahlung. For positrons there is the additional mechanism of annihilation.

Ionisation (right) and scattering (left) produced by 100 keV positrons in air.

Example - simulations

Koeficient zeslabení pro fotony

Gamma-ray detection process

• Gamma-ray interactions with a detector of average size

• A detector that is large enough such that all gamma-ray interactions are absorbed within the detector

Gamma-ray spectrum

• The pulse-height spectra of an average-sized detector

• Shape of the Compton continuum for various gamma-ray energies – shape is very similar for all energies

• Unfortunately, there are several factors that complicate the spectrum even further that we must consider. These factors are: secondary electron escape, Bremsstrahlung escape, characteristic X-ray escape, secondary radiations created near the source, the effects of surrounding materials, and coincidence.

• Production of bremsstrahlung photons is proportional to Z2 of the absorber

Effects of Surrounding Materials

• Expected spectrum (dashed line)• (1) additional peak in the response

function is a result of the detector absorbing the characteristic X-rays emitted from the surrounding materials.

• (2) corresponds to the backscattering. This is a wider peak because of the broad range of energies a backscattered photon can have (always occurs at energies of 0.25 MeV or less).

• (3) creation of annihilation photons (high Z materials must be present)

There are three factors that give germanium the excellent resolution that it has: •the inherent statistical spread in the number of charge carriers, •variations in the charge collection efficiency, and •contributions of electronic noise. Some of these factors will dominate over the other factors, but this is dependent on the energy of the radiation and the size and quality of the detector in use.

NaI spectrum of 137Cs

Ge spectrum of a radioactive Am-Be-source

Neutrony

• In contrast to electrons, photons and heavy charged particles, neutrons undergo extremely weak electromagnetic interactionsAlthough the neutron has zero net charge, it may interact electromagnetically in two ways: –first, the neutron has a magnetic moment of the same order as the proton –second, it is composed of electrically charged quarks. Thus, the electromagnetic interaction is primarily important to the neutron in deep inelastic scattering and in magnetic interactions.

• Neutrons therefore pass through matter largely unimpeded, only interacting with atomic nuclei (dominantly via strong interaction)

• Nuclear reactions have often a low probability

… more later

Dozimetrie

Popis záření - dozimetriepopis zdroje, prostředí, kterým se záření šíří, objektu příjemce (člověka)

• stochastické veličiny – veličina, která může nabývat obecně více hodnot, každou s nějakou pravděpodobností, přičemž to, které hodnoty veličina nabude, je ovlivněno náhodnými vlivy

– např. energie sdělená látce: = in – out

Vlastnosti:– je definována pouze pro konečné oblasti. Hodnoty se mění nespojitě v prostoru a čase

nelze hovořit o rychlosti se kterou změny probíhají– její hodnoty nemohou být předem stanoveny (jen pravděpodobnostní rozložení)– její hodnoty mohou v principu být měřeny s libovolně malou chybou

• nestochastické– střední energie sdělená látce <> už stochastický (náhodný) charakter nemá, takže

stochastický charakter nemají ani veličiny definované pomocí této stř. hodnoty (např. dávka – viz dále)

Vlastnosti:– je spojitou a diferencovatelnou fcí prostoru a času má gradient– za daných podmínek může být její hodnota v principu vypočtena– může být odhadnuta jako střední hodnota měření s ní související stochastické veličiny

• V řadě aplikací lze pravděpodobnostní úvahy zanedbat a definice používat bez náhodných fluktuací

Systém dozimetrických veličin

• Aktivita (základní veličina) - počet samovolných přeměn v daném množství látky za jednotku času

• Měrná akvivita - aktivita vztažená na určité množství – objem, plochu, hmotnost, látkové množsví...

Aktivita nevypovídá nic o uvolněné energii, počtu částic... je potřeba definovat jiné veličiny

a) Veličiny charakterizující pole záření Fluence částic – hustota prošlých částic – počet částic prošlých jednotkovou plochou

Fluenční příkon Fluence energie Příkon fluence energie(hustota prošlé energie)

Rozpadová schémata - příklady

• počet emitovaných částic může být podstatně větší než aktivita

Působení na látku

b) Veličiny charakterizující působení ionizujícího záření na látkuDávka – střední energie deponovaná v jednotkovém množství látky přímo ionizujícími částicemi

starší (CGS) jednotka:

dávkový příkon

dávka nevypovídá nic o tom, co se děje okolo (problém s nepřímo ionizujícími částicemi)

kerma (kinetic energy released in material) – celková kinet. energie nabit. částic uvolněná v důsledku toho, že vlétla částice primárního záření

kermový příkon (kermová rychlost)v rovnovážném stavu bude (v prostředí, kde se absorbuje a vzniká záření)v nerovnovážných procesech

Pro fotonové záření se používá i jednotka expozice – odpovídá účinkům záření v suchém vzduchu

Vztah dávky a kermy

• pro nabité primární částice je to v podstatě to samé• dávka na rozdíl od kermy není mírou energetických ztrát primárního nepřímo ioniz.

záření, ale mírou předání E látce sekundárními nabitými částicemi• v blízkosti povrchu látky dochází při ozařování fotony a rychlými n k nárůstu počtu

sekundárních nabitých částic spojených s interakcí primárních částic• obecný vztah je složitý, ale při ozařování materiálu svazkem nepřímo ioniz. zážení

je kvalitativně dán obr.

Vliv záření na organismus• Výše uvedené veličiny nevystihují dobře účinky záření na biolog. organismy• v definicích je trošku nejednotnost - lze se setkat v podstatě se dvěma:

• definován dávkový ekvivalent H=D.Q [J.kg-1]= [Sv] (sievert)

Q – jakostní faktor (relative biological effectiveness (RBE) - vůči 250 keV RTG)

• místo jakostního faktoru Q se často používají váhovací faktory wR a wT

(podle novějších doporučení ICRP z r. 1990)• wR (radiation weighting factor) (= Q)

– popisuje různou biologickou účinnost daného typu záření wT (tissue weighting factor) – popisuje různou citlivost jednotlivých orgánů

• Podle ICRP (International Commission on Radiological Protection) 1990: dávkový ekvivalent efektivní dávka

• Podle starších standartů:– dávkový ekvivalent (dose equivalent )(Sv) = dávka (Gy) x wR

– efektivní dávka (dose rate) (Sv) = dávka (Gy) x wR x wT = dávkový ekviv. (Sv) x wT

DwwH Rw

TT

Jakostní faktoryDoporučené hodnoty Q (wR) (orientační hodnoty):rentgeny, -záření, elektrony, positrony, miony 1tepelné neutrony 3neutrony o energiích 100 keV – 2 MeV 10neutrony s energiemi > 20 MeV 5neutrony (o neznámém energet. spektru) 10částice s jednotkovým nábojem (těžší než e-) 10-částice a další vícenábojové částice20

• Jsou to pouze doporučené hodnoty (konvence) - průměr přes všechny tkáně

• Někdy nejednoznačnost v různých zdrojích – viz obr. pro neutrony

• Q = Relative Biological Effectiveness (viz „terapie“)

Ilustrace nejednotnosti – ne pro lidi

Jakostní faktory, lineární přenos energieDoporučené hodnoty Q (wR) (orientační hodnoty):rentgeny, -záření, elektrony, positrony, miony 1tepelné neutrony 3neutrony o energiích 100 keV – 2 MeV 10neutrony s energiemi > 20 MeV 5neutrony (o neznámém energet. spektru) 10částice s jednotkovým nábojem (těžší než e-) 10-částice a další vícenábojové částice20

Lineární přenos energie (LET)

dE – střední ztráta en. způsobená srážkami při kterých dochází k přenosu en. menšímu, než daná hodnota ] = eV často se užívá - uvažovány všechny ztráty

užívá se: a) při stanovení dávkového ekvivalentub) k návrhu, nebo ověření modelů radiačního působení

= ionizační ztráty

ve vodě (keV/m) Q

3.5 a méně 1

7 2

23 5

53 10

175 a více 20

vztah mezi a Q

Jakostní faktory, lineární přenos energie

Důvod pro „pokles“ Q u alpha je zhruba následující:•In many systems, the RBE increases with increasing LET until the LET reaches about 100 keV/m and then begins to decline. This phenomenon is shown for example in the impairment of regenerative capacity of cultured human cells inactivated by monoenergetic particles (Nikjoo et al., 1999). The peaking of the RBE at an LET of about 100 keV/m occurs for several complex reasons; however, in general it only requires a few tens of keV of energy to break a single strand of DNA and a single alpha particle with an LET of 100 keV/m is sufficient to produce a double strand break which is prone to imperfect repair and may result in the death of the cell. Thus at LETs greater than about 100 keV/mm, there is sufficient energy to ensure a double strand break in target DNA and the breaks induced by the additional energy deposition cannot kill an already terminally damaged cell.

Tkáňové faktorytkáň wtgonády 0.20kostní dřeň 0.12tlusté střevo 0.12plíce 0.12žaludek 0.12močový měchýř 0.05hruď 0.05játra 0.05jícen 0.05štítná žláza 0.05kůže 0.01povrch kostí 0.01ostatní 0.05celkem 1.00

• pro uniformní ozáření je wT = 1• jinak jsou doporučeny hodnoty udané

v tabulce vpravo

Zdroje radioaktivity

• přirozené– pozemské– mimozemské (kosmické záření)

• umělé– lékařské aplikace– zkoušky jaderných zbraní– využití ve vědě a technice (energetika)

dávka z přirozených zdrojů

Kosmogenní radionuklidy

některé kosmogenní radionuklidy

Kosmické záření - primární složka

primární kosmické záření• galaktická složka

– v okolí Země: protony (88 %), jádra He (10 %), elektrony a fotony (1 %), další, zejména lehké prvky (1%)

• solární složka– v meziplanetárním prostoru se neustále pohybuje

od Slunce plazma, tovořeno zejména p a 5-10% iontů He

= 0.5 – 30 p/cm3 hustotě toku 1.5x107 – 2x109 cm-2s-1 a Ep 0.5 – 3.5 keV

– emise vysokoenergetických částic (Ep až 100 MeV) úzce souvisí se sluneční aktivitou

– spektrum e- a e+ strmější

Relativní zastoupení jader v kosmickém záření

• při energii 10.6 GeV/nukleon• normalizováno na kyslík (=1)• tok jader kyslíku při 10.6 GeV/nukleon

Z Element F1 H 5402 He 26

3-5 Li-B 0.406-8 C-O 2.20

9-10 F-Ne 0.3011-12 Na-Mg 0.2213-14 Al-Si 0.1915-16 P-S 0.0317-18 Cl-Ar 0.0119-20 K-Ca 0.0221-25 Sc-Mn 0.0526-28 Fe-Ni 0.12

zastoupení jednotlivých prvků v galaktické složsce kosm. záření

Sekundární kosmické záření

sekundární – vzniká interakcí primárního kosm. záření s atmosférou– jeho profil se mění s nadmořskou výškou – při interakcích vznikají opět rychlé

p, n, , d, t, eventuelně další těžší jádra (E 10-ky MeV) , 0 – nestabilní rozpad na (dopadají na zem)

a fotony (EM sprška)– na povrch dopadají převážně ,e a a nemnoho

vysokoenergetických (10 MeV) p, n,...– při mořské hladině můžeme sekundární složku rozdělit na

měkkou (e a , E kolem 100 MeV) a tvrdou (, p, E > 500 MeV)

– někdy se ještě vyděluje neutronová složka a silně ionizující složka (těžké částice s E okolo 10 MeV)

• radioaktivní prvky zůstavající v atm. jsou hlavně 3H a 14C– vznikají především ve vyšších vrstvách atmosféry reakcemi

Vertical fluxes of cosmic rays in the atm. with E > 1 GeV. The points show measurements of negative with E > 1 GeV.

Sekundární kosmické záření (II)

Miony• nejpočetnější částice v malých výškách• integrální intenzita vertikálních nad

GeV/c na hladině moře je asi 70 m-2s-1sr-1

Elektromagnetická komponenta• pro malé výšky je dominantním

zdrojem rozpad • integrální intenzita pro 10, 100, and 1000 MeV je asi 30, 6, and 0.2 m-2s-1sr-1

• poměr /(e- + e+) asi 1.5

Nukleony• na hladině moře:

– integrální intenzita vertikálních p nad 1 GeV/c je asi 0.9 m-2s-1sr-1

– poměr počtu n/p 1/3

Kosmické záření – závislost na výšce

závislost hustoty kosmického záření závislost dávkového příkonu na nadmořské výšce kosmického záření na nadmořské výšce

a zeměpisné šířce

Přirozené radionuklidy

Některé přirozené radionuklidy, které nejsou členy rozpadových řad

Přirozené zdroje• rozpadové řady + některé „osamocené prvky“

– nejdůležitější 40K, 87Rb a radioaktivní prvky z rozpad. řad– všechny prvky se Z>82 jsou radioaktivní– uranová (4n+2) – z 238U, thoriová (4n) – z 232Th,

méně významná aktiniová (4n+3) z 235U– prvky z neptuniové řady (4n+1) se nevyskytují (nejdelší doba života 237Np)– nejrozšířenějším radioaktivním prvkem v přírodě je 40K

– záření ze zemské kůry– radioaktivita vody– radioaktivita atmosféry

• průměrná dávka se udává asi 2.4 mSv (v naprosté většině 1-5 mSv)– existují vyjímky, kdy je přirozené pozadí i téměř 10x větší

• dávka z přirozených zdrojů na osobu za rok v ČR: cca 2,5-3,0 mSv• průměrná dávka z přirozených zdrojů na osobu ve Finsku: cca 8,2 mSv• průměrná dávka z přirozených zdrojů na osobu v íránském Ramsaru, místě s patrně

největší přirozenou radiaktivitou na světě: cca 250 mSv (podobně Guapari (Brazílie) – 175 mSv, …)

Rozpadové řady (I)

rozpadové schéma neptuniové řady rozpadové schéma aktiniové řady

Rozpadové řady (II)

rozpadové schéma thoriové řady

Rozpadové řady (III)

rozpadové schéma uranové řady

Přirozená radioaktivita zemské kůry a vody

• nejrozšířenějším radioaktivním prvkem v přírodě je K– jeho aktivita v zemské kůře je větší než aktivita ostatních dohromady– největší množství těžkých rad. látek (U, Th, K) je v žulách, a nejmenší v

usazeninách (vápence)– celková roční dávka záření ze zemského povrchu kolísá od 0.26 do 11.5 mGy– největší radioaktivita zjištěna v Brazílii a Indii

• K - jeho aktivita v zemské kůře je větší než všech ostatních prvků dohromady• nejdůležitější pro člověka je -záření• průměrná roční dávka je asi 0.4 mSv/rok (žije v ní asi 95% lidí)

• radioaktivita vody dána především rozpouštěním nerostných látek– zejména uran se dobře louhuje do vody (největší výskyt v oblasti kyselých

hornin)– K se uvolňuje do vody poměrně málo– v mořské vodě je koncentrace radioaktiv. látek o něco vyšší než ve sladkých

(více minerálů)

Stavby - radon

• dalším významým zdrojem záření jsou stavby– způsobeno hlavně radonem (220Ra a 222Ra)

• nejvíce ho vzniká Th a Ra (238U) – závisí na jejich obsahu ve staveb. materiálech• přispívá zhruba polovinou (1.3 mSv) k celkové dávce• vniřní kontaminace (viz dále)• dřevěné stavby – 0.5 mGy/rok,

železobetonové – 1.7 mGy/rok

průměrné roční koncentrace

Radioaktivita hornin

Radioaktivita hornin v ČR vyjádřená hodnotami dávkového příkonu (nGy/h) (Kukal a Reichmann 2000)

Radioaktivita hornin

Radioaktivita hornin v ČR vyjádřená hodnotami dávkového příkonu (nGy/h) (Kukal a Reichmann 2000)

Nejvyšší radioaktivitu mají horniny jako jsou žuly, které jsou bohaté na K, U i Th. Jak je vidět z mapy aktivity geologického podloží v České republice, nejvyšší aktivity byl zjištěny v oblasti třebíčského masivu a středočeského plutonického komplexu. Naopak nízkou aktivitu mají např. sedimenty v Barrandienu nebo ultrabazické horniny mariánsko-lázeňského komplexu.

Radon

• Mapa radonového rizika pro okresy v České republice v nejrizikovějších místech přibližně koreluje s mapou aktivity geologického podloží (viz výše)

• Navíc jsou rizikovými okresy i místa s významnými ložisky uranu (Příbramsko, Jáchymovsko, oblast Žďáru n. S.) (Kukal a Reichmann 2000)

Radioaktivita atmosféry a potravin

• vnitřní ozáření

• RA atmosféry způsobena radioaktiv. plyny a aerosoly– přispívá prakticky jen 220Rn a 222Rn: 7.10-4 - 0.15 Bq/l; průměr asi 4.10-3

– uvolňování rad. prvků z půdy se zvětšuje s rostoucí T a poklesem tlaku– podíl 14C/C 10-10; 3H/H 10-1410-18

• do potravin se většina rad. látek dostává z půdy (i do živočišné výroby)– rostliny absorbují rad. isotopy stejně jako neradioaktivní (kořenový systém není

schopen rozlišit většinou ani chemicky podobné prvky – např. Ra a Ca)– někteří živočichové mohou ve svém těle hromadit rad. látky – zejména 210Pb a

210Po v mořských živočiších (po K asi nejvýraznější zdroj radioaktivity)

• obsah 40K, 226Ra a Uv některých potravinách

Houby :-)

• The situation in Europe where wild-growing mushrooms are widely consumed as a delicacy and some species have been found to be extensively contaminated by radioactive fallout from the Chernobyl disaster in 1986.

• The natural isotope 40K usually causes activities of 0.8–1.5 kBq kg−1 dry matter. Activities of 137Cs, from nuclear weapons testing, below 1 kBq kg−1 dry matter, were commonly reported until 1985.

• The situation changed dramatically after the Chernobyl accident and activities up to tens of kBq kg−1 dry matter of 137Cs and to a lesser extent of 134Cs were observed in the following years in some edible species. Among the heavily accumulating species belong Xerocomus (Boletus) badius, Xerocomus chrysenteron, Suillus variegatus, Rozites caperata and Hydnum repandum. Activity concentrations have been affected by several environmental factors, such as rate of soil contamination with fallout, the horizon from which mycelium takes nutrients, soil moisture and time from the disaster. Wild mushroom consumption contributed up to 0.2 mSv to the effective dose in individuals consuming about 10 kg (fresh weight) of heavily contaminated species per year. The radioactivity of cultivated mushrooms is negligible. Contamination can be considerably decreased by soaking or cooking of dried or frozen mushroom slices. Animals, such as deer, eating mushrooms, have elevated levels of radionuclides in their tissues.

Kosmické záření 15%Radon 44%Záření zemské kůry 10%Konzumace potravin 15%Lékařské ap likace 15%Ostatní malé zdroje 1%Jaderná energetika 0,01%

Zdroj záření Roční dávka

Přírodní zdroje záření

Kosmické záření:při mořské hladině 0,3 mSv

ve výšce 300 m nad mořem 0,325 mSv

ve výšce 600 m nad mořem 0,375 mSv

ve výšce 1 000 m nad mořem 0,45 mSv

Potraviny a nápoje: 0,35 mSvZáření z půdy: 1,35 mSv

bydlíte-li v dřevěném domku, odečtěte -0,135 mSv

bydlíte-li ve stanu, odečtěte -0,27 mSv

bydlíte-li v žulovém domě, přičtěte +1,35 mSvpokud nevětráte, přičtěte +1,35 mSv

Umělé zdroje záření:spalování uhlí 0,04 mSv

spad po zkouškách jaderných zbraní 0,01 mSv

sledování televize hodinu denně 0,01 mSv/rokcesta letadlem na vzdálenost 4000 km ve výšce 10 000 m 0,025mSv

bydlení na hranici jaderné elektrárny 0,0002 mSv

rentgenové vyšetření plic 0,08 mSvrentgenové vyšetření trávicího a zažívacího traktu 4 mSv

radiofarmaceutické vyšetření 0,3 mSv

přibližně lze rozdělit na:

jiný zdroj dat:

Záření z půdy 0,40

Radon a jeho produkty 1,20

Kosmické záření u moře 0,25

Vnitřní ozáření - hlavně 40K 0,30

Lékařství - hlavně RTG 0,30

Další umělé zdroje (cestování, odpad,...) 0,05

Celkem 2,50

ne LCD

Umělé zdroje radioaktivity

• nejvýznamnější lidské činnosti produkující radioaktivitu jsou:– medicínská diagnostika, terapie– testy jaderných zbraní v atmosféře– industriální procesy, které využívají přírodní RA isotopy– jaderná energetika

• radioaktivní materiály se používají i v celé řadě dalších odvětví – defektoskopie odlitků – sterilizace potravin – třídění rudných materiálů a uhlí– zjišťování zhutnění stavebních materiálů– geologické průzkumy...

Lékařství• průměrná dávka z medicinského ozáření se pohybuje mezi 0.4 a 1 mSv

– RTG záření• vyšetření plic: 0.08 mSv• vyšetření trávícího traktu: 4 mSv

– diagnostika pomocí podávaných radiofarmak• radiofarmaceutické vyšetření: 0.3 mSv

– radiační terapie (léčení rakoviny,...)– data existují vlastně jen pro rozvinuté země, z ostatních žádná data

• asi 95% dávky v lékařství od diagnostického užití RTG záření• zubařství – asi 1% z medicinské dávky

– 1 vyšetření průměrně 0.04 mSv– nejpoužívanější RTG vyšetření (několik set milionů za rok/svět)

• podávání radiofarmak tvoří asi 4% z kolektivní dávky– užívá se především 131I a 90mTe

• vyšetření na CT: cca 1 až 30 mSv – podle typu vyšetření a přístroje. Vyšší dávka je pro podrobnější celotělové

vyšetření. U starších přístrojů bývaly dávky ještě o něco vyšší.

Vliv dalších umělých zdrojů

• v letech 1945-80 přes 200 jad. výbuchů v atmosféře– vzniklo několik stovek isotopů, ale dodnes jen 4 – 14C (T1/2 = 5730 y),

137Cs (T1/2 = 30 y), 90Sr (T1/2 = 28 y), 3H (T1/2 = 12 y)– asi 2/3 dávky pochází dnes z C– malá příměs je i isotopů Pu a Am (desetiny %), ale velice dlouho žijící– průměrná dávka malá – asi 0.01 mSv, ale kolektivní největší z umělých zdrojů

• Industriální využití přírodních isotopů– mnoho procesů nezmapováno (využití geotermální en., těžba fosfátů,...)– významným zdrojem je spalování přírodních paliv – zejména „nejaderná“

energetika• Jaderná energie

– RA se vyskytuje v celém procesu těžby, provozu elektrárny a přepracování• Černobyl

– v prvním roce po havárii byla v Evropě dávka asi 25-75% přírodního pozadí

výbuchy - rozložení RA částic v atmosféře

• očišťování atmosféry po výbuších je složitý proces – část částic se dostala do troposféry a postupně se snáší na zem

• po výbuchu:středně velké částice (10-6 m) se dostanouvětšinou do stratosféry a jen malá část jichzůstane v troposféřevětší částice velice brzy dopadnou na zem

• experimentálně bylo zjištěno, že rozloženíRA látek v troposféře není rovnoměrné– souvisí s vlastnostmi atmosféry

(v různých šířkách různá tloušťka troposféry,cirkulace atmosféry)

– většina výbuchů provedena na S polokouli

výbuchy (vliv 90Sr, 137Cs)

• vliv 90Sr a 137Cs, které bylo výrazným zdrojem RA v době výbuchů výrazně klesá už od poloviny 60. let

• jako ilustrace může sloužit aktivita 90Sr v 1g kostní tkáně u dětí v době výbuchů

• celoživotní dávka od Sr (pro lidi žijící v době výbuchů) se značně liší pro S a J polokouli – odhad jeasi 1.3mSv (S) a 0.28 (J)

• podobně je tomu se 137Cs (obrázek je pro dospělého jedince žijícíhov okolí Chicaga)

• dávka od Cs (1950-68) se odhaduje naasi 0.6 mSv pro S polokouli a na asi 0.1 mSv pro J polokouli

výbuchy (koncentrace 14C)

Způsobeno jadernýmivýbuchy v atmosféře

Vliv Černobylu

regionální průměrný dávkový ekvivalent „pocházející“ z Černobylské havárie

průměrný dávkový ekvivalent přičítaný Černobyluobdržený během prvního roku po havárii

Dávky z jaderné energetiky

odhadovaný kolektivní dávkový ekvivalent obdržený krátkodobě místním obyvatelstvem a pracovníky

odhadovaný kolektivní dávkový ekvivalent obdržený dlouhodobě místním obyvatelstvem a pracovníky

Sled událostí v živé tkáni po ozářenídirect ionization is the dominant process when radiations with high LET, such as n or particles, are considered.

In direct ionization a secondary electron resulting from absorption of a photon interacts with the DNA to produce an effect. In indirect action the secondary electron interacts with, for example, a water molecule to produce a hydroxyl radical, which in turn produces the damage to the DNA.

Direct action of ionizing radiation on DNA(all types of radiation can cause all possible breaks)

Single strand and double strand breaks

Indirect action of ionizing radiation on DNA

It has been suggested that the damage to the genome induced by sparsely ionizing radiation (X- and γ-rays) in a living cell by ionizing radiation is about two-thirds indirect and one-third direct. More recently, the assignment of the two effects has been improved. A simulation research reported that the yield of DNA strand breaks caused by ion irradiation corresponds to a bigger contribution of 40-45% direct effects, compared to 35% for γ irradiation .

Biologické účinky ionizujícího záření (I)Mechanismy účinku záření na živou tkáň• většinou se rozlišují čtyři (někdy tři) význačné etapy lišící se rychlostí a

druhem probíhajících procesů :Fyzikální stadium• interakce ioniz. záření s látkou (ionizace, excitace e-) • velmi rychlé - 10-16-10-14 sFyzikálně-chemické stádium• sekundární fyzikálně-chem.

procesy interakce iontů s molekulami

• dochází k disociaci molekul a vzniku volných radikálů (např. H2O H+ + OH, nebo nestabilní produkty schopné oxydace H2O2, HO2) – velmi rychlé - 10-14-10-10 s

Biologické účinky ionizujícího záření (II)Chemické stádium• vzniklé ionty, radikály, excitované atomy a další produkty reagují s

biologicky důležitými organickými molekulami (s molekulami DNA, RNA, enzymů, proteinů) a mění jejich složení a funkci

• doba trvání řádově sekundy Biologické stádium• molekulární změny v biologicky důležitých látkách (DNA, enzymech,

proteinech) mohou vyústit ve funkční a morfologické změny v buňkách, orgánech i v organismu jako celku

• u vysokých dávek záření se může projevit již po několika desítkách minut (akutní poškození či nemoc z ozáření), může však zahrnovat dobu několika let nebo i desítek let (pozdní stochastické účinky)

Ionizing radiation affects living things on an atomic level, by ionizing molecules inside the cells. When ionizing radiation comes in contact with a cell any or all of the following may happen:•It may pass directly through the cell without causing any damage.•It may damage the cell but the cell will repair itself.•It may affect the cell’s ability to reproduce itself correctly, possibly causing a mutation.•It may kill the cell. The death of one cell is of no concern but if too many cells in one organ such as the liver die at once, the organism will die.

Many chemical pollutants found in our environment such as cadmium, lead and mercury also can cause similar injuries.

Smrt buňky

• Při ozáření buňky může dojít v zásadě ke dvěma význačným typům poškození:

Smrt buňkyPři značně vysokých dávkách záření (stovky Gy) dochází vlivem výše zmíněných mechanismů k destrukci a denaturaci důležitých složek buněčného obsahu, což může vést k bezprostřednímu usmrcení buňky i v "klidovém" období, tzv. interfázi (intervalu mezi dvěma buněčnými děleními). Daleko častějším typem zániku buňky však je tzv. mitotická smrt buňky, k níž dochází v průběhu buněčného dělení - mitózy. Zde se poškození neprojeví okamžitě, ale až tím, že buňka není schopna se dále dělit. Mitotická smrt buňky nastává i při menších dávkách (jednotky Gy), které nestačí na vyvolání přímé smrti buňky v interfázi. Ukazuje se tedy, že buňky, které se rychle dělí, mají vyšší radiosenzitivitu.

MutaceZměny genetické informace buňky - mutace• Při menších dávkách záření nedochází bezprostředně k usmrcení buňky ani

k zástavě buněčného dělení, avšak vzniklé radikály mohou vyvolat chemické změny v DNA a tím i v chrozomech nesoucích zakódované genetické informace. Tyto změny - mutace - se pak při dělení mohou přenášet na další buněčné generace. Podle svého rozsahu se mutace rozdělují na bodové neboli genové a chromozomové (chromozomové aberace či změny počtu chromozomů). Z hlediska reprodukčního se mutace dělí na somatické, které se projevují jen u konkrétního ozářeného jedince v ozářené tkáni (kde mohou vést k pozdnímu somatickému poškození a vzniku zhoubných nádorů), a na gametické (genetické) mutace u zárodečných buněk, které se mohou přenášet na další generace v potomstvu ozářených osob.

• Ozáření buněk vede tedy k řadě škodlivých změn, z nichž sice značná část může být reparačními mechanismy organismu napravena, avšak některé změny (např. v kódu DNA) mohou být trvalé nebo se mohou reprodukovat. Na účinky ionizujícího záření jsou citlivé zejména tkáně s intenzívním dělením buněk, jako jsou např. krvetvorné nebo nádorové, vyvíjející se plod (zvláště v počátečních stádiích vývoje).

Reparační procesy

• Při ozáření živé tkáně nedochází pouze k jednosměrným a nevratným změnám vedoucím k poškození buněčných struktur a jejich funkcí. V biologickém stádiu radiačního účinku probíhají též procesy protichůdné - procesy reparace a regenerace, které vedou k obnově schopnosti buněčného dělení a funkce tkání a orgánů. Probíhají v podstatě dva druhy reparačních procesů na dvou různých úrovních:

• Na úrovni postižené buňky, která vlivem chromozomových reparačních mechanismů během několika hodin od ozáření může obnovit svou schopnost dělení.

• Na úrovni postižené tkáně se reparace uskutečňuje náhradou zničených buněk pomocí dělení přežívajících buněk, které si zachovaly normální schopnost dělení; tento reparační proces trvá dny až týdny. V některých případech je zničená tkáň nahrazena afunkčním pojivem.

• Reparačních procesy vedou mimo jiné k tomu, že rozdělení dávky na menší dílčí dávky v dostatečných časových intervalech vede k menším biologickým účinkům ve srovnání s toutéž dávkou absorbovanou jednorázově.

Působení na živý organismus (I)

Působení na celý organismus závisí na tom, co záření způsobilo na buněčné úrovni• obecně lze účinky záření rozdělit na ty, které postihují exponované jedince a na

ty, které postihují jejich potomky– u ozářených jedinců se objevují účinky somatické– u následujících generací se objevují dědičné nebo genetické účinky

• Záření může mít na buňky tři základní účinky:1. buňka může být usmrcena,2. může být ovlivněno buněčné rozmnožování, což se projeví jako rakovina,3. mohou být poškozeny buňky ve vaječnících a varlatech, což vede ke sterilitě nebo k

vývoji dětí s vrozenými deformacemi.• ve většině případů se stane smrt buněk významnou jen po usmrcení velkého

počtu buněk - účinky smrti buněk se stanou zjevnými pouze při poměrně velkých úrovních dávek

Působení na živý organismus (II)

• je-li poškozená buňka schopná dávku záření přežít, je situace poněkud odlišná - ve většině takových případů se účinek poškození buňky nikdy neprojeví (několik nefungujících buněk významně neovlivní orgán, v němž se převážná většina buněk ještě chová normálně)

• Jiné to však je, pokud je postižena buňka zárodečná, ve vaječnících nebo varlatech ionizující záření může poškodit DNA – Jestliže se ze zárodečné buňky později vyvine dítě, přenesou se tyto poruchy i

do jeho buněk. Lokalizovaná chemická změna DNA v jediné buňce může být vyjádřena v jedné nebo v mnohých následujících generacích jako dědičná abnormalita.

• Když se v tělesné tkáni podobně změní somatická buňka způsobem, že se ona sama nebo její potomci vymknou kontrolnímu procesu, který normálně řídí jejich dělení, může tato skupina buněk začít svým růstem překonávat okolní tkáně. Svoji velikost může zvětšit natolik, že vytvoří prokazatelnou rakovinu a rozšířením místním nebo do jiných částí těla způsobit smrt.

Základní dělení poškození

Podle doporučení ICRP-26 rozlišujeme dva typy poškození tkáně zářením:• nestochastické (deterministické) poškození, pro něž je typická určitá

minimální dávka - práh, nutná k tomu, aby došlo k poškození– po dosažení minimální dávky se projeví vždy– patří sem např. popálení kůže, poškození krvotvorné kostní dřeně, ap.

• stochastické poškození (náhodné), které je charakterizováno pravděpodobností poškození, přičemž tato pravděpodobnost s rostoucí dávkou vzrůstá– patří sem zejména karcinogenní a genetické účinky záření– část buněk je schopna po určité době poškození opravit, popřípadě se poškozené

buňky nahradí novými– jsou však případy, kdy se poškození od ozáření z různých období mohou skládat

• k výpočtu potenciálního ohrožení zdraví nízkými dávkami záření se v radiační ochraně celosvětově používá matematický model, známý jako lineární bezprahová teorie

Akutní radiační syndrom• následkem velkých dávek záření mohou být mnohé buňky usmrceny přímo nebo

poškozeny takovým způsobem, že nejsou schopny se úspěšně dělit– tímto mechanismem vzniká nemoc z ozáření – zvláště zasažitelné jsou buňky (dále b.) v období rychlého růstu nebo dělení, b. v

plodu nebo b. malého dítěte, b. na povlaku střev, v kostní dřeni či rozmnožovací b.• vysoké dávky do 30 Sv poškozují centrální nervovou soustavu, způsobují

nevolnost, úporné zvracení, ztrátu orientace, koma a během několika hodin smrt • nižší dávky mezi 10 a 30 Sv poškozují střevní trakt, v prvních hodinách

vyvolávají nevolnost a zvracení, následuje vnitřní krvácení, průjmy a záněty; dochází ke ztrátě tekutin a střevní autoinfekci– k úmrtí dochází během několika týdnů následkem útlumu obnovy buněk v epitelu

vnitřností• účinky vysokých dávek záření lze shrnout následovně:

– 100 Sv: smrt během několika dnů následkem poškození CNS– 10 až 50 Sv: smrt po jednom nebo dvou týdnech následkem poškození střev– 3 až 5 Sv: polovina lidí umírá během jednoho nebo dvou měsíců následkem

poškození kostní dřeně

Prahové dávky - jiný zdroj

• prahové dávky obdržené během několika dní, nebo rychleji

Prahová dávka (Sv) Následky< 0.25 žádné detekovatelné následky0.25 - 1 zrudnutí kůže, nevolnost1 - 2 silné zrudnutí kůže, zvracení2 - 3 navíc poškození kostní dřeně, a buněk trávícího

traktu3 - 4 smrt během 1 - 2 měsíců u 50% případů5 a více smrt během několika hodin téměř ve všech

případech

Účinky nízkých dávek záření

• zatímco v názorech na účinky vysokých dávek záření je obecná shoda, jsou zde značné rozpory pokud jde o působení malých dávek

• interpretaci údajů komplikují: – dlouhá doba, za kterou se následky projeví – skutečnost, že okruh zkoumaného obyvatelstva (těch, kteří přežili jaderné útoky,

kteří byli vystaveni spadu z jaderných zkoušek, nebo zaměstnanců jaderného průmyslu) je poměrně malý a přesné dávky se obtížně určují

– skutečnost, že z řady důvodů se jednotlivé studie velmi obtížně vzájemně srovnávají

• jedním z výsledků těchto sporů o účinky nízkých dávek je zaměření pozornosti na působení i těch nejmenších dávek

• někteří odborníci poukazují na skutečnost, že s nízkými dávkami záření souvisí poměrně vysoké nebezpečí, jiní předpokládají přímou úměrnost mezi dávkou a nebezpečím rakoviny (lineární bezprahová teorie) pro všechny úrovně dávek a další tvrdí, že malé dávky jsou spojeny s nebezpečím zanedbatelným - možná, že i jsou i zdraví prospěšné – teorie radiační hormeze

Vliv malých dávek? – Asi to není moc jasné

• Hirošimský vědec Kei Nakachi se spolu se svými spolupracovníky zaměřil na analýzu rozsáhlého souboru 140 000 obyvatel Japonska, kteří byli roku 1945 vystaveni různým, často i jen relativně nízkým dávkám záření. U poměrně nízkého dávkového ekvivalentu menšího než 0,3 sievertu (tj. jako by člověku provedli 600 rentgenů plic) bylo poškození DNA neprůkazné. Naopak u vyšších dávek zjistili rychle stoupající riziko. Zaznamenali řadu změn ve stavbě chromozomů a aktivitě některých enzymů, následovaných výrazně zvýšeným výskytem některých typů nádorů, například v brzlíku či konečníku.

• Podobnou studii provedl na vzorku 105 427 přeživších Hirošimu a Nagasaki i kolektiv amerických vědců pod vedením D. L. Prestona. Američanům se podařilo prokázat závislost výskytu rakoviny na stupni ozáření nejen u dávkových ekvivalentů vysokých, ale i nízkých, až do 0,005 sievertu – což je dávka, kterou dnes běžně obdržíme při některých náročnějších rentgenologických vyšetřeních.

• Osudem zvířat po jaderných katastrofách se v posledních letech systematicky zabývá francouzský vědec dánského původu Anders Pape Moller. Zjistil, že vlaštovky z Černobylu mají výrazně sníženou pohyblivost spermií a že jednotlivé spermatické buňky mívají často nestandardní tvar. To jsou typické příznaky snížené plodnosti. Rovněž dospělé vlaštovky trpí nejrůznějšími problémy. Na první pohled je patrný výrazně zvýšený výskyt albínů, abnormálně zbarvených jedinců, některé vlaštovky trpí rakovinou. Černobylská populace vlaštovek se navíc dožívá nižšího věku než vlaštovky z výbuchem přímo nezasažených území.

Jaderná bezpečnost

• vychází se z tzv. „preventivního“ (precausionary) principu, který je založen na rovnováze mezi nebezpečím daného problému a následkem jakéhokoli preventivního opatření

• v rámci tohoto přístupu se v radiační ochraně mluví často oAs Low As Reasonably Achievable (ALARA) přístupu– snaha o absolutní minimalizaci rizika tím, že (přípustné) dávky co nejvíce

minimalizujeme, aby se pokud možno co nejvíc vyloučily případné následky i „malých“ dávek

– vychází z lineární bezprahové teorie (Linear no-threshold theory/model)– tento princip je „akceptován“ všemi zeměmi (v právních předpisech)

• poměrně častý je ale i názor, že lidstvo se adaptovalo na přítomnost záření a že jeho jeho naprostá absence by možná byla i škodlivá - radiační hormeze – podle některých studií jsou dávky do asi 20mSv vyloženě zdraví prospěšné– založena zejména na výskytu rakoviny u lidí v oblastech s vysokou

radioaktivitou zemské kůry (u nich je velice nízký výskyt rakoviny) a studiu bakterií

Doporučené dávky

• za nízké radiační dávky považuje většina radiologů dávky, které jsou až stonásobně vyšší, než jsou průměrné roční radiační dávky ve světě, tj. kolem 200-250 mSv/rok.

• ze studií vypracovaných UNESCAR vyplývá, že nelze prokázat riziko vzniku dodatečných případů rakoviny až do radiačních dávek 200 mSv

• v rámci výzkumů bylo dále zjištěno, že k prvním příznakům zdravotních potíží dochází při dávkách vyšších než 500 mSv

• podle přijmutých (předimenzovaných) norem nesmí být jednotlivec z veřejnosti vystaven dávkám přes asi 5 mSv/rok (nad dávku od pozadí)

• profesionální pracovníci, kteří podléhají přísnému lékařskému dohledu, mohou být vystaveni radiačním dávkám nejvýše 50 mSv za rok

• Čím je vlastně způsobena rakovina? (Velká Británie - 1991)– stravování (35%)– kouření (30%) – záření (1%)

Standardy radiační ochrany

• k ochraně lidí trvale vystavených záření při práci byl v r. 1928 zřízen Mezinárodní výbor pro ochranu před RTG a rádiovým zářením (IXRPC).

• tento výbor byl v roce 1950 přetvořen na Mezinárodní komisi pro radiologickou ochranu (ICRP)

• přesné informace o účincích různých dávek záření jsou pro posuzování nebezpečí přirozeně důležité, ale zejména u nízkých expozic záření jsou zde o rozsahu účinků spory

• vědecký výbor pro účinky atomového záření Spojených národů (The United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation - UNSCEAR) vydává své vlastní zhodnocení stejně jako Výbor pro biologické účinky ionizujícího záření (Committee on the Biological Effects of Ionising Radiation - BEIR) americké Akademie věd

• nejvýznamnější poznatky o účincích záření pocházejí ze studie těch, kteří přežili v Hirošimě a Nagasaki

• výklad těchto dat se stal základem standardů pro mezinárodní radiologickou ochranu

Vývoj doporučených dávek

• v roce 1900 byla nejvyšší dávka ekvivalentní 100 mSv za den• v roce 1925 byla tato hodnota snížena na 10 mSv za týden• od roku 1977 zůstal roční dávkový limit pro pracovníky, kteří jsou trvale

vystaveni záření, prakticky na 50 mSv (méně než jeden mSv za týden)– vyhláška č.305/02 sb.

• hodnota 100 mSv za 5 za sebou jdoucích kalendářních roků• 50 mSv za kalendářní rok• pro ekvivalentní dávku v oční čočce hodnota 150 mSv za kalendářní rok• pro průměrnou ekvivalentní dávku v 1 cm2 kůže hodnota 500 mSv za kalendářní rok• pro ruce od prstů až po předloktí a pro nohy od chodidel až po kotníky hodnota

500 mSv za rok

• první doporučená mez pro obyvatelstvo obecně • v roce 1952 - 15 mSv za rok • v roce 1959 byla tato hodnota byla snížena na 5 mSv za rok• dnes je 1 mSv – viz níže

Zákonné úpravy

• zacházení s radioaktivním materiálem upravuje zákon č. 18/1997 sb. ze 20.12.1996 o mírovém využívání jaderné energie a ionizujícího záření (atomový zákon)

• konkrétní limity jsou pak upraveny vyhláškou č.305/02 sb. o požadavcích na zajištění radiační ochrany

– tato vyhláška definuje několik typů limitů podle toho, jaké skupiny populace jsou vystaveny účinkům ozáření, jaký je důvod ozáření a v jakých veličinách je ozáření vyjádřeno

• tři kategorie pracovníků s radioaktivními látkami:– radiační pracovnící (dělí se ještě do 2 kategorií)– učni a studenti– ostatní

Zákonné úpravyLimity ozáření podle vyhlášky SÚJB o radiační ochraně 307/2002 Sb.:

•Obecné §19 1 mSv / kalendářní rok•Pro radiační pracovníky §20 100 mSv / 5 za sebou jdoucích roků

50 mSv / kalendářní rok•Pro učně a studenty §21 6 mSv / kalendářní rok

•Do čerpání limitů se nezapočítává ozáření z přírodních zdrojů, kromě ozáření z těch přírodních zdrojů, které jsou vědomě a záměrně využívány, a kromě případů stanovených v §91 (doly, letadla, …).

•Limity pro učně a studenty se vztahují na ozáření, kterému jsou vědomě, dobrovolně a po poučení o rizicích s tím spojených vystaveny osoby po dobu své specializované přípravy na výkon povolání se zdroji ionizujícího záření.

Další používané veličiny

• užívají se i kolektivní veličiny (hlavně kolektivní dávka) =– dávka vynásobená počtem osob

• a veličiny „integrální“ – totální dávka za určité období

kromě fyzikální doby života se někdy využívají další koncepty:• biologická doba života

– doba za kterou organismus vyloučí (polovinu) substance• efektivní doba života

– kombinuje oba předchozí přístupy (fyzikální a biologickou dobu života)

THE END

Kosmické záření - vysoké energie• změna tvaru při energiích 1015- 1016 eV je známa jako „koleno“

a při 1019 eV jako „kotník“ • původ částic s energii nad „kolenem“ není přesně znám• je-li kosmické záření pro energie pod 1018 eV galaktrického

původu, „koleno“ by mohlo reflektovat fakt, že některé kosmické urychlovače dokáží urychlovat částice i na energie nad 1015 eV (supernovy)

• možná interpretace „kotníku“ je, že částice s nejvyššími energiemi jsou extragalaktického charakteru

• částice by neměly mít energii větší než asi 1020 eV, protože by to znamenalo, že jejich zdroj je poměrně blízko Země– střední volná dráha pro p s

energií 2x1020 eV je asi jen 30 Mpc– 1 částice na 1 km2 za století

Vliv záření na organismus

• Výše uvedené veličiny nevystihují dobře účinky záření na biolog. organismy• definován dávkový ekvivalent (sievert)

Q – jakostní faktor (vliv záření na biolog. účinek), N – další modifikující faktory

pro záření dopadající na člověka N = 1; pro vnitřní zářiče může mít jinou hodnotu

Lineární přenos energie

dl - vzdálenost, kterou částice prošla, dE – střední ztráta en. způsobená srážkami při kterých dochází k přenosu en. menšímu, než daná hodnota ] = eV často se užívá - uvažovány všechny ztráty

• užívá se: a) při stanovení dávkového ekvivalentu (jakostního faktoru) b) k návrhu, nebo ověření modelů radiačního působení

• „jakost záření“ se vztahuje k mikroskopické distribuci absorbované energie, vyjádřené pomocí• vybrané hodnoty závislosti Q na jsou v tabulce

zřejmě vyjádření Q vyžaduje znalost rozložení dávky podlev celém vyskytujícím se rozsahuznáme-li rozložení, pak

(pro N = 1)

ve vodě (keV/m) Q

3.5 a méně 1

7 2

23 5

53 10

175 a více 20

Stavby (II)

dávkový příkon z terestriálního záření ve vzduchu obytných místností

Dávky z jaderné energetiky (I)

• příspěvek ke kolektivní dávce pro jednotlivé části těla z místních oblastních i globálních zdrojů kontaminace z celého palivového cyklu (Gy/MW/rok)

Dávky z jaderné energetiky (II)

charakteristika odpadůjaderných elektrárens těžkovodními a plynem chlazenýmireaktory

Podíl na celkové absorbované dávce

– největší dávka od vnitřního ozáření je v dýchacím ústrojí (radon) – největší aktivita v lidském těle (mimo Rn) připadá na 40K, 14C – protože 226Ra (rozpadové produkty) emitují -částice, je efekt jím způsobený

srovnatelný s K a C

dávkový ekvivalent sdělený gonádám a kostní dřeni přirozenými zdroji v „normálních“ podmínkách