Klíčová fakta
- Ionizující záření je druh energie vydávaný určitými atomy ve formě elektromagnetických vln nebo částic.
- Lidé jsou vystaveni přírodním zdrojům ionizujícího záření, včetně toho, co se nachází v půdě, vodě a rostlinách, a dalším umělým zdrojům, jako jsou rentgenové přístroje a lékařské přístroje.
- Ionizující záření má mnoho užitečných aplikací, včetně jeho použití v oblastech, jako je medicína, průmysl, zemědělství a výzkum.
- S rostoucím využíváním ionizujícího záření se zvyšuje potenciál zdravotních rizik, pokud není správně používáno nebo zadržováno.
- Závažné zdravotní účinky, jako je pálení kůže nebo akutní radiační syndrom, se mohou objevit, když dávky záření překročí velmi vysoké úrovně.
- Vystavení nízkým dávkám ionizujícího záření může zvýšit riziko dlouhodobých účinků, jako je rakovina.
Co je to ionizující záření?
Ionizující záření je druh energie vydávaný určitými atomy a přenášený ve formě elektromagnetických vln (gama záření nebo rentgenové záření) nebo ve formě částic (beta nebo alfa neutrony). Spontánní rozpad atomů se nazývá „radioaktivita“ a uvolněná přebytečná energie je formou ionizujícího záření. Nestabilní prvky, které se rozkládají a emitují ionizující záření, se nazývají radionuklidy.
Jedinečné vlastnosti všech radionuklidů jsou určeny typem záření, které vyzařují, energií tohoto záření a jeho poločasem rozpadu.
Aktivita, která se používá jako míra množství přítomných radionuklidů, se měří v jednotce zvané becquerel (Bq) a jeden becquerel odpovídá jednomu procesu rozpadu za sekundu. Poločas rozpadu je doba potřebná k tomu, aby aktivita radionuklidů poklesla v důsledku radioaktivního rozpadu na polovinu původní hodnoty. Poločas rozpadu radioaktivního prvku je doba, za kterou se rozpadne polovina jeho atomů. Poločasy se pohybují od pouhého zlomku sekundy až po miliony let (například poločas rozpadu jódu-131 je 8 dní, zatímco poločas rozpadu uhlíku-14 je 5730 let).
Zdroje záření
Lidé jsou denně vystaveni přírodním zdrojům záření i umělým zdrojům. Přírodní záření pochází z mnoha zdrojů, včetně více než 60 přirozeně se vyskytujících radioaktivních látek nacházejících se v půdě, vodě a vzduchu. Radon je přírodní plyn, který pochází z hornin a půdy a je hlavním zdrojem přirozeného záření. Každý den jsou lidé vystaveni radionuklidům vdechováním a požitím ze vzduchu, potravy a vody.
Lidé jsou také vystaveni přirozenému záření z kosmického záření, zejména ve vysokých nadmořských výškách. V průměru 80 % radiační dávky pozadí, kterou lidé ročně obdrží, pochází z přirozeně se vyskytujícího pozemského a kosmického záření. Úrovně expozice radiaci pozadí se geograficky liší v důsledku geologických rozdílů. Expozice v určitých oblastech může být více než 200krát vyšší, než je celosvětový průměr.
Vystavení záření také pochází z umělých zdrojů, od výroby jaderné energie až po lékařské použití záření pro diagnostické nebo léčebné účely. Dnes jsou nejběžnějšími umělými zdroji ionizujícího záření lékařské přístroje, včetně rentgenových přístrojů a CT skenerů.
Vystavení ionizujícímu záření
Lidé mohou být vystaveni ionizujícímu záření za různých okolností, doma nebo na veřejných místech (obecné ozáření), na svém pracovišti (pracovní ozáření) nebo v lékařském prostředí (lékařské ozáření).
K radiaci může dojít vnitřními nebo vnějšími cestami.
K vnitřnímu vystavení ionizujícímu záření dochází, když jsou radionuklidy vdechnuty, požity nebo jinak vstoupí do krevního oběhu (například injekčně nebo přes rány). Vnitřní expozice se zastaví, když jsou radionuklidy vyloučeny z těla, ať už spontánně (např. odpadem) nebo v důsledku léčby.
Vnější expozice může nastat, když se vzduchem přenášené radioaktivní materiály (jako je prach, kapalina nebo aerosol) usadí na kůži nebo oděvu. Tento typ radioaktivního materiálu lze často z těla odstranit umytím. K expozici ionizujícímu záření může také dojít v důsledku záření z vnějšího zdroje, například vystavení lékařskému záření z rentgenového záření. Vnější záření se zastaví, když je zdroj záření odstraněn nebo když osoba opustí pole záření.
Pro účely radiační ochrany lze ozáření ionizujícím zářením rozdělit do tří expozičních situací: plánované, stávající a havarijní. Plánované ozáření vyplývá ze záměrného zavádění a provozování zdrojů záření pro specifické účely, jako je lékařské použití záření k diagnostice nebo léčbě pacientů nebo použití záření v průmyslu nebo výzkumu. Ke stávajícímu ozáření dochází, když je záření již přítomno a je třeba rozhodnout o jeho kontrole – například ozáření radonu v domácnostech nebo na pracovištích nebo ozáření přirozeného pozadí z prostředí. Nouzové expozice jsou výsledkem neočekávaných událostí, které vyžadují okamžitou reakci, jako jsou jaderné havárie nebo zlomyslné činy.
Lékařské využití záření tvoří 98 % faktorů přispívajících k populační dávce ze všech antropogenních zdrojů a představuje 20 % celkové expozice obyvatelstva. Ročně se celosvětově provede více než 4 200 milionů diagnostických radiologických vyšetření, provede se 40 milionů nukleárních lékařských výkonů a provede se 8,5 milionů radioterapeutických ošetření.
Účinky ionizujícího záření na zdraví
Typ poškození, které záření způsobuje tkáním a/nebo orgánům lidského těla, závisí na dávce záření, které je vystaveno, nebo na absorbované dávce, která se měří v jednotce zvané šedá (Gy). Poškození pravděpodobně vyplývající z absorbované dávky závisí na typu záření a citlivosti různých tkání nebo orgánů.
Efektivní dávka se používá k měření ionizujícího záření z hlediska jeho potenciálu způsobit poškození. Sievert (Sv) je jednotka pro měření efektivní dávky, která zohledňuje druh záření a stupeň citlivosti tkání a orgánů. Je to způsob měření ionizujícího záření z hlediska jeho potenciálu způsobit poškození. Kromě množství záření (dávky) je důležitým parametrem rychlost přenosu dávky (dávkový příkon), která se vyjadřuje v mikrosievertech/hod (μSv/hod) nebo milisievertech/rok (mSv/rok).
Pokud záření překročí určité limity, může narušit funkce tkání a/nebo orgánů a vést k závažným účinkům, jako je zarudnutí kůže, vypadávání vlasů, popáleniny způsobené zářením nebo akutní radiační syndrom. Čím vyšší je množství dávky a čím vyšší je dávkový příkon, tím závažnější jsou účinky. Například prahová dávka pro akutní radiační syndrom je asi 1 Sv (1 000 mSv).
Pokud je dávka záření nízká a/nebo je přijímána po dlouhou dobu (nízký dávkový příkon), je riziko mnohem nižší, protože je pravděpodobnější, že poškození bude opraveno. Stále existuje riziko dlouhodobých účinků, jako je zablokování oka nebo rakovina, ale mohou se objevit po letech nebo dokonce desetiletích. K účinkům tohoto typu nedojde vždy, ale pravděpodobnost jejich výskytu je úměrná dávce záření. Toto riziko je vyšší u dětí a dospívajících, protože jsou citlivější na ozáření ve srovnání s dospělými.
Epidemiologické studie na populacích vystavených radiaci, jako jsou lidé, kteří přežili atomovou bombu nebo pacienti léčení radiací, prokázaly významné zvýšení rizika rakoviny u lidí vystavených dávkám vyšším než 100 mSv. Nedávno některé epidemiologické studie u jedinců, kteří byli vystaveni lékařskému ozáření v dětství (dětské CT), ukázaly, že riziko rakoviny může být zvýšeno i při nízkých dávkách (mezi 50-100 mSv).
Expozice ionizujícímu záření v prenatálním stadiu může vést k poškození mozku u plodů po expozici akutní dávce přesahující 100 mSv v období mezi osmým a patnáctým týdnem těhotenství a 200 mSv v období mezi šestnáctým a dvacátým pátým týdnem těhotenství. Před 8. týdnem nebo po 25. týdnu těhotenství studie na lidech neprokázaly riziko ozáření na vývoj mozku plodu. Epidemiologické studie naznačují, že riziko rakoviny po ozáření plodu se neliší od rizik vyplývajících z ozáření v raném dětství.