RADYASYON GÜVENLĠĞĠ VE KORUNMA

Transkript

1 RADYASYON GÜVENLĠĞĠ VE KORUNMA

2 Radyasyonun KeĢfi 1895 yılında Wilhelm Conrad Röntgen tarafından X-ıĢınlarının keģfi (ilk klinik görüntü),

3 Radyasyonun KeĢfi 1896 yılında H.Becquerel tarafından radyoaktivitenin keģfi (uranyum tuzları)

4 Radyasyonun KeĢfi 1902 yılında da Piere ve Marie Curie tarafından Radyumun keşfini takiben, radyasyon kaynakları tıpta, sanayide, tarım ve araştırmada artan bir hızla kullanılmaya başlanmıştır.

5 ATOMUN ÜÇ TEMEL PARÇACIĞI proton electron neutron

6 RADYOAKTĠVĠTE En basit çekirdek olan hidrojen çekirdeği sadece protondan oluģmuģ, bundan baģka bütün diğer çekirdekler nötron ve protonlardan oluģmuģtur. Nötronların protonlara oranı hafif izotoplarda bir iken, periyodik çizelgenin sonundaki ağır elementlere doğru giderek artar. Bu oran daha çok arttığında izotopun artık kararlı olmadığı bir yere gelinir. En ağır kararlı izotop 83 Bi 207 olup, daha ağır izotoplar dıģarıya verecekleri fazla enerjileri olduğundan kararsızdır. Bunlar kararlı hale gelene dek enerji fazlalıklarını bazı ıģınlar yayınlayarak giderirler. Bu olaya radyoaktivite veya radyoaktif parçalanma denir.

7 Yarılanma Süresi Radyizotopların sahip oldukları kararsız atom sayılarının yarıya inmesi için geçmesi gereken süreye yarılanma süresi (yarı ömür) denir ve T 1/2 ile gösterilir. (T 1/2 =0.693/ ) Her izotopun kendine özgü bir yarı ömrü vardır ve bu süre saniyeler kadar kısa veya milyarca yıl gibi uzun olabilmektedir. Radyoaktif bir maddenin birim zamandaki parçalanma sayısı, o andaki mevcut atom sayısı ile orantılıdır.

8 RADYASYON VE ÇEġĠTLERĠ RADYASYON İYONLAŞTIRICI RADYASYON İYONLAŞTIRICI OLMAYAN RADYASYON PARÇACIK TİPİ Hızlı elektronlar Beta parçacıkları Alfa parçacıkları Dolaylı iyonlaştırıcı Nötron parçacıkları DALGA TİPİ X-Işınları Gama ışınları DALGA TİPİ Radyo dalgaları Mikrodalgalar Kızılötesi dalgalar Görülebilir ışık

9 Enerji Spektrumu

10 ĠYONĠZASYON Kararlı durumdaki atomun elektronlarından biri koparıldığında, protonların sayısı elektronlardan fazla olacağından atom bir elektrik yükü kazanacaktır. Bu Ģekilde bir elektronun atomdan ayrılmasından sonra geriye kalan atoma iyon adı verilir. Ġyonların meydana geliģi olayına da iyonizasyon denir.

11 ĠYONĠZE RADYASYONLAR Ġyonlayıcı radyasyon olarak; Alfa parçacıkları Beta parçacıkları Gama ıģınları Nötron parçacıkları X-IĢınları X-IĢınları dıģındaki radyasyonlar, atom çekirdeğinden çıkmakta ve bundan dolayı bunlara nükleer radyasyonlar da denilmektedir.

12 Ġyonizan Radyasyon: Çevre atomlara enerji aktarır ve elektron kopmasına neden olur

13 Alfa Parçacığı Daughter Nucleus Th-231 Parent Nucleus U a ++ Alfa Parçacığı (Helyum Çekirdeği

14 Beta Parçacığı

15 X IġINLARI

16 Gamma-ıĢını 0-1 b - Gamma Ray Parent Nucleus Cobalt-60 Daughter Nucleus Ni-60

17 NÖTRONLAR Yüksüz parçacıklar oldukları için çok girgin olup, nükleer reaktörlerde meydana getirilirler. Doğrudan iyonizasyon meydana getirmezler ancak, atomlarla etkileģmeleri sonucu diğer iyonizan ıģınları meydana getiriler. X ve gama ıģınlarının aksine, su ve parafin gibi bazı hafif elementler ve beton nötronların durdurulmasında kullanılmaktadır. Sir James Chadwick

18 RADYASYON VE RADYOAKTĠF KONTAMĠNASYON Radyasyon, kararsız atomların enerjisini parçacık veya dalga formunda yaymasıyla oluģur. Radioaktif Kontaminasyon ise kendi kendine ıģıyan maddenin istemediğimiz bir yerde bulunmasıdır

19 RADYASYON ÇEġĠTLERĠNE GÖRE ZIRHLAMA

20 RADYASYON DOZU ve BĠRĠMLERĠ Radyasyon dozu; hedef kütle tarafından, belli bir sürede soğurulan veya alınan radyasyon enerjisi miktarıdır. Radyasyon dozunun hedef kütlede meydana getireceği etki; radyasyonun çeşidine, doz hızına ve bu doza maruz kalış süresine bağlıdır

21 RADYASYON BĠRĠMLERĠ Terim Birimi Eski Yeni Aktivite Curie,Ci Becquerel,Bq Işınlama Dozu Röntgen/saat, R/s Coulomb/kilogram,C/kg Soğurulmuş Dozradiation absorbed dose,rad Gray,Gy Doz Eşdeğeri röntgen equivalent man, rem Sievert,Sv

22 RADYASYON KAYNAKLARI NELERDĠR? Doğal 88% Yapay 12%

23 DOĞAL RADYASYON KAYNAKLARI Dünyada ve evren oluģurken var olan uzun yarı ömürlü radyoaktif maddeler: Radyum (Ra yıl) Uranyum (U x10 9 yıl) Toryum (Th x10 10 yıl) Potasyum (K x10 9 yıl)

24 DOĞAL RADYASYON KAYNAKLARI TOPRAKTA İNSAN VÜCUDUNDA Toryum Uranyum Potasyum Radyum Radon Potasyum-40 (4400 Bq) Radyum Karbon-14 Tirityum Polonyum

25 KOZMĠK RADYASYON GüneĢ sisteminden veya dıģından gelen yüksek enerjili primer kozmik ıģınlar (fotonlar veya muonlar) atmosferin üst tabakalarındaki atomlarla etkileģerek bir gama ıģınları çığı ve radyoaktif atomlar meydana getirirler. Bunlar genelde atmosferde kalırlar, çok az bir oranı yeryüzüne ulaģır. Atmosfer ve yerin magnetik alanı kozmik radyasyona karģı yeryüzünü korur. Bu nedenle ekvatordan kutuplara gidildikçe ve aynı zamanda deniz seviyesinden yükseldikçe kozmik ıģınların yoğunluğu artmaktadır

26 KOZMĠK RADYASYON YaĢantımızda, kozmik ıģınlar nedeniyle maruz kaldığımız ortalama radyasyon dozu 0.26 msv/yıl dır.

27 RADON GAZI 88Ra226 ==> 86Rn He4 Radon gazından dolayı dünya genelinde maruz kalınan ortalama yıllık doz 1.3 msv dir.

28 RADON NEDĠR? Radon, renksiz, kokusuz, 86 atom numarası ile periyodik cetvelin soy gazlar sınıfında yer alan; 119 Rn- 226 Rn arasında toplam 28 izotopu bulunan bir kimyasal elementtir. Bozunma Ģeması aģağıdaki gibidir. 238 U Ra 222 Rn (Radon) U Ra 219 Rn (Aktinon) Th Ra 220 Rn (Thoron)... Ana atomlar bütün doğal malzemelerde (kaya, toprak ve yapı malzemeleri gibi) bulunabilir.

29 RADON GAZI NERELERDE BULUNUR? Zemindeki çatlaklar Yapı bağlantı noktaları Duvar çatlakları Asma kat boģlukları Tesisat boru boģlukları Duvar arası boģlukları Ġçme suyu

30 ĠÇ RADYASYON Vücudumuzda bulunan radyoaktif elementlerden bir yıl boyunca maruz kaldığımız ortalama iç radyasyon dozu 0.55 msv kadardır. Yiyecek, içecek ve teneffüs ettiğimiz havadan maruz kaldığımız ortalama doz ise, yaklaģık 0.25 msv/yıl dır.

31 DOĞAL RADYASYON KAYNAKLARI Kozmik %16 Radon %55 Gama 19% Dahili %10

32 BAZI BÖLGELERĠN DOĞAL RADYASYON SEVĠYELERĠ Akkuyu Ankara Erzurum Uludağ Ağrıdağı Karaormanlar (Almanya) Hindistan Atlantik kıyıları (Brezilya) msv / yıl msv / yıl msv / yıl msv / yıl msv / yıl msv / yıl msv / yıl msv / yıl

33 YAPAY RADYASYON KAYNAKLARI Tıbbi Uy. %96 Nükleer Sant. %1 Tüketici Ürün. %1 Mesleki IĢın. %1 Rad. Serpinti %1

34 BAZI UYGULAMALAR SONUCU ALINAN RADYASYON DOZLARI TETKİK Radyoloji Etkin Doz Eşdeğeri (msv) TETKİK Nükleer Tıp Etkin Doz Eşdeğeri (msv) Akciğer Grafisi Kemik Akciğer Skopisi Beyin Karın Kalp Barsak Karaciğer/Dalak Anjiyografi 6.8 Akciğer Mamografi 1 Böbrek BT 4.3 Troid Uptake

35 RADYASYON KAYNAKLARINA GÖRE ORTALAMA OLARAK MARUZ KALINAN DOZ MĠKTARI NE KADARDIR? Doğal ve yapay radyasyon kaynaklarından maruz kalınan ortalama küresel radyasyon dozu 2.7 msv/yıl dır. Bu dozun, radyasyon kaynaklarına göre dağılımı ise aģağıdaki gibidir: Kozmik : 0.39 msv/yıl. Gama ıģını : 0.46 msv/yıl Dahili : 0.23 msv/yıl. Radon : 1.30 msv/yıl Tıbbi : 0.30 msv/yıl. Serpinti : msv/yıl Mesleki : msv/yıl

36 TÜKETĠCĠ ÜRÜNLERĠ Televizyonlar, az miktarlarda da olsa radyoaktif madde içeren duman dedektörleri, fosforlu saatler, paratonerler ve lüks lambası fitilleri gibi bazı tüketici ürünleri, düģük düzeyde radyasyon yayarlar.

37 RADYASYONUN BĠYOLOJĠK ETKĠLERĠ Radyasyona maruz kalan hücre ölebilir veya zamanla doku tarafından onarılarak kurtulabilir. Eğer kurtulan hücre, kromozomlarındaki kırılmalar nedeniyle fiziksel ve kimyasal yapısı değişerek mutasyona uğrarsa, bunun sonucunda hücre normal işlevini yapamaz ve ileride kişinin kendisinde (somatik) veya gelecek nesillerde (genetik) zararlar meydana getirebilir.kısa bir süre içinde ve bir defada yüksek dozlara maruz kalınması durumundan hemen sonra meydana gelecek hasarlara erken etkiler (akut ışınlanma etkileri), kanser, ömür kısalması ve genetik bozukluklar gibi sonradan çıkacak hasarlara da gecikmiş etkiler (kronik ışınlanma etkileri) denir.

38 RADYASYONUN BĠYOLOJĠK ETKĠLERĠ

39 RADYASYONUN BĠYOLOJĠK ETKĠLERĠ Meydana gelen zararlı biyolojik etki sadece maruz kalınan doza değil, dokuların radyasyona karģı duyarlılığına ve tüm vücudun ıģınlanmasına da bağlıdır. Maruz kalınan doz uzun sürede alınır ve vücudun belirli bir kısmı ıģınlanırsa, çok daha yüksek dozlarda ancak erken etkiler meydana gelir. Bilindiği gibi, radyoterapide kanserli dokuya öldürücü dozun 6 katı yüksek doz verildiği halde hasta ölmemektedir. Hücre ölümüne ve değiģimine sadece radyasyon sebep olmaz. Endüstriyel kirlilik ve virüsler gibi çevresel etkenler de kanser gibi hastalıklara sebep olurlar. Çevresel etken olarak, sigara dumanının akciğer kanserine sebep olduğu iyi bilinmektedir.

40 HÜCRELERĠN RADYASYONA KARġI DUYARLILIK SIRASI ( Bölünen hücreler radyasyona karģı daha hassastır.) Beyaz kan hücreleri (Lenfositler) Kırmızı kan hücreleri (Eritrositler) Sindirim sistemi hücreleri Üreme organı hücreleri Cilt hücreleri Kan damarları Doku hücreleri (Kemik ve Sinir Sistemi)

41 Radyasyona KarĢı Doku ve Organ Duyarlılığı Karaciğer, böbrek, kas, kemik, kıkırdak ve bağ dokuları yetiģkin canlılarda farklılaģmıģ ve bölünmediği için radyasyona karģı dirençlidirler. Kemik iliği, ovaryum ve testislerin (üreme organları) bölünen hücreleri, mide-bağırsak ve derideki epitel hücreler ise duyarlıdırlar.

42 RADYASYONUN BĠYOLOJĠK ETKĠLERĠ BiYOLOJİK ETKİLER SOMATİK (BEDENSEL) ETKİLER KALITIMSAL ETKİLER ERKEN ETKİLER (Akut Işınlanma Etkileri) GECİKMİŞ ETKİLER (Kronik Işınlanma Etkileri) AKUT RADYASYON SENDROMLARI (ARS) BÖLGESEL RADYASYON HASARLARI (BRH) Deterministik etkiler Stokastik etkiler

43 Bazı Etkiler ve EĢik Doz Değerleri: Etki Geçici kısırlık Kalıcı kısırlık EĢik Doz 0.3 Sv (E) - 3 Sv (K) Sv(E) Sv (K) Gonadlar radyasyona oldukça duyarlıdır. Hamilelikte radyasyon etkisi fetüsün geliģim evresine bağlıdır. Yumurtanın, döllenip rahime inmeden önceki günlük periyotta, küçük dozların dahi fetüsü baģarısız kıldığı kabul edilmektedir. Hamilelikte radyasyona karģı en hassas dönemin 18. ve 48. günler arasında kalan dönem olduğu öne sürülmektedir.

44 RADYASYONDAN KORUNMA (Müsaade Edilen Maksimum Doz) Radyasyona karģı korunmada ana fikir, tahammül edilebilen (tolere edilebilen) dozları bilmek ve radyasyon çalıģanları ile çevre halkının bunun üstünde doz almasını önlemektir. Radyasyon korunmasının hedefi ise; - Doku hasarına sebep olan deterministik etkileri önlemek, - Stokastik etkilerin meydana gelme olasılıklarını kabul edilebilir düzeyde sınırlamak. Uluslararası Radyolojik Korunma Komisyonu (ICRP) tarafından Müsaade Edilebilir Maksimum Doz (MEMD), bir insanda ömür boyunca hiçbir önemli vücut arazı ve bir genetik etki meydana getirmesi beklenmeyen iyonlaģtırıcı radyasyon dozu olarak tarif edilir. ICRP nin önerilerine göre; radyasyon çalıģanları için müsaade edilen maksimum doz sınırı, birbirini takip eden beģ yılın ortalaması 20 msv i geçemezken (yılda en fazla 50 msv), toplum üyesi diğer kiģiler (halk) için aynı Ģartlardaki bu sınır 1 msv in altında tutulmaktadır.

45 ĠYONĠZAN RADYASYONDAN KORUNMA TEMEL PRENSĠPLER Gereklilik (Justifikasyon) Etkinlik (Optimizasyon) KiĢisel doz-risk sınırları

46 TEMEL PRENSĠPLER a)gereklilik (Justification) Net fayda sağlamayan hiçbir radyasyon uygulamasına izin verilmemelidir. b)etkinlik (Optimizasyon- ALARA) Maruz kalınacak dozlar mümkün oldukça düģük tutulmalıdır. c) KiĢisel Doz-Risk Sınırları: Alınmasına izin verilen dozlar sınırlandırılmalıdır.

47 RADYASYONDAN KORUNMA STANDARTLARI Radyasyondan korunmanın sınırlarını belirlemek amacıyla 1931 yılında toplanan Amerikan ulusal radyasyondan korunma konseyince, bir kiģinin yılda tüm vücudunun alabileceği maksimum müsaade edilebilir doz, mrem olarak belirlenmiģtir. Bu rakam o dönemden günümüze çok sayıda değiģiklikler geçirerek son olarak 5000 mrem/yıl olarak değiģmiģtir. Mesleği nedeniyle radyasyon alan binlerce kiģi araģtırılmıģ ve oldukça az kiģinin bu rakamın biraz üzerine çıktığı görülmüģtür.

48 RADYASYONDAN KORUNMA STANDARTLARI Bu çalıģmalarda radyoloji teknisyenlerinin %70 inin yılda 10 mrem den az doz aldığı ve yalnız %3 ünün 1000 mrem/yıl dozunu geçtiği gösterilmiģtir. Maksimum müsaade edilebilir doz sınırı 5000 mrem/yıl olarak yaklaģık 30 yıldır kullanılmaktadır. Bu değerin gerçekten çalıģanların sağlığını uygun Ģekilde koruyacak bir sınırda olduğu günümüzde artık iyice kabul edilmiģ ve benimsenmiģtir. Maksimum müsaade edilebilir doz tüm radyasyon çalıģanları için standardize edilmiģ ve bu dozun tüm çalıģma hayatı boyunca alınacağı da gözönüne alınmıģtır.

49 MÜSAADE EDĠLEN MAKSĠMUM DOZ Görevli Halk Yıllık Etkin Doz 20 msv 1 msv Yıllık Eşdeğer Doz Göz 150 msv 15 msv Cilt 500 msv 50 msv Kol- Bacak 500 msv 50 msv

50 X-IġINI ODASININ DÜZENLENMESĠ Röntgen ünitelerini kurarken yer seçiminde mümkün olduğunca zemin kat ve dıģ mekanlara komģu kesimler tercih edilmelidir. Radyasyon ünitelerinin duvarlarında, delikli tuğlalara göre çok az radyasyon geçirdiklerinden, dolgu tuğlalar tercih edilmelidir. Duvarların radyasyon geçirgenliğinin hesaplanması, uzman bir radyasyon fizikçisi tarafından yapılmalıdır. Duvarlar 0,5-1 ya da 2 mm kurģun plakalarla kaplanabilmektedir. Genellikle sekonder radyasyon alanlarında 1,5 mm lik, primer radyasyon alanlarında ise 2 mm kurģun plakalar kullanılır. Teknisyen koruyucu bariyerinin de 2 mm lik kurģun plakalarla kaplanması gerekir.

51 X-IġINI ODASININ DÜZENLENMESĠ KurĢunlamanın yanısıra, röntgen ünitelerinde iyi bir havalandırma sistemi olmalıdır. X-ıĢınlarının havayı iyonize etmesi sonucu toksik gazlar oluģur. Bu gazlar havadan ağır olduğundan zemine yakın birikir. Bu toksik gazlar nedeniyle, x-ıģını odalarının, zemine yakın kesimde emici, tavana yakın kesimde ise üfleyici sistemlerle havalandırılması gerekir.

52 RADYASYONDAN KORUYUCU AYGITLAR Bu amaçla; kurşun önlük, eldiven, gözlük, boyunluk, paravanlar, gonadal koruyucular ve kurşun camlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Koruyucu aygıtların kalınlıkları 0,255-0,5-1 mm gibi kurşun eşdeğeri olarak belirlenmiştir. Kurşun önlük olarak pratikte en çok 0,50 mm kurşun eşdeğeri koruyucu önlükler kullanılır. 1 mm önlükler daha iyi korudukları halde oldukça ağırdırlar. Kurşun koruyucuların içerisindeki kurşun tabakalarının çatlama riski nedeniyle kurşun önlükler katlanmamalı, saklanırken askıya asılmalıdır.

53 ZIRHLAMA Pb ile Betonun Yarı ve Ondabir Değer Kalınlıkları Radyoaktif kaynak Co-60 Ir-192 Cs-137 Zırh malzemesi YDK ODK YDK ODK YDK ODK KurĢun (cm) Beton (cm)

54 RADYASYONDAN KORUNMA Doz= (Doz ġiddeti)x(zaman) Böylece, bir ölçüm cihazının 50 msv/saat lik radyasyon dozunu gösterdiği bir bölgede kalınması halinde maruz kalınacak doz; saatte 50 msv, 2 saatte 100 msv, 3 saatte 150 msv, vs. dir.

55 RADYASYONDAN KORUNMA Dr= D0 (r0/r)2

56 RADYASYONDAN KORUNMA Yüksek yoğunluklu maddelerden yapılmıģ malzemeler özellikle X ve gama ıģınlarına karģı etkili bir korunma sağlarlar. Uranyum metali, X ve gama ıģınları için en etkili zırh malzemesidir.

57 Zırhlamada kullanılan bazı malzemelerin yaklaģık yarıdeğer tabaka kalınlıkları.

58 RADYASYONDAN KORUNMA (MONĠTORĠNG) Monitoring, iyonlaģtırıcı radyasyonların ve radyoaktif kontaminasyonun varlığını ve derecesini tayin etmektir. PERSONEL MONĠTORĠNG: KiĢiler tarafından alınan toplam vücut dozunun rutin olarak ölçülmesidir.

59 PERSONEL MONITORING Film Dozimetreleri TLD Dozimetreleri Ekzo-elektrodozimetreleri Kimyasal Dozimetreler Cam Dozimetreleri

60 PERSONEL MONĠTORĠNG HĠZMETĠNĠN AMAÇLARI 1- Personelin maruz kaldığı kiģisel radyasyon dozlarının maksimum müsaade edilen seviyenin altında tutulabilmesi için, alınan dozları ölçmek ve kayıtlarını tutmak, 2- Personele, radyasyon bakımından sağlığının korunduğu güvencesini vermek, 3- KuruluĢ ve personel arasındaki fazla doz alma anlaģmazlıklarında kanuni koruma olanağı sağlamak.

61 ALAN MONĠTORĠNG Radyasyon Alanlarının Sınıflandırılması Maruz kalınacak yıllık dozun 1 msv değerini geçme olasılığı bulunan alanlar radyasyon alanı olarak nitelendirilir ve radyasyon alanları radyasyon düzeylerine göre sınıflandırılır: 1- Denetimli Alanlar 2- Gözetimli Alanlar

62 DENETĠMLĠ ALANLAR Radyasyon görevlilerinin giriģ ve çıkıģlarının özel denetime, çalıģmalarının radyasyon korunması bakımından özel kurallara bağlı olduğu ve görevi gereği radyasyon ile çalıģan kiģilerin yıllık doz sınırlarının (ardıģık beģ yılın ortalaması) 3/10 undan (6 msv) fazla radyasyon dozuna maruz kalabilecekleri alanlardır.

63 GÖZETĠMLĠ ALANLAR Radyasyon görevlileri için yıllık doz sınırlarının 1/20 sinin aģılma olasılığı olup, 3/10 unun aģılması beklenmeyen, kiģisel doz ölçümünü gerektirmeyen fakat çevresel radyasyonun izlenmesini gerektiren alanlardır.

64

65 AĢağıdaki aktivitelerde ölüm riskiniz milyonda birdir! Aktivite Ölüm nedeni 10 milirem (Akc. Filmi) Kanser 20 gün radon gazı soluma Akciğer kanseri Bir tek sigara içmek Kanser, kalp krizi Yarım litre şarap içmek Karaciğer sirozu 2 gün Çarşamba da yaşamak Hava kirliliği 1,5 dakika kaya tırmanışı Ölümcül kaza Kano ile 6 dk. yolculuk Ölümcül kaza 15 km. Bisiklet kullanma Ölümcül kaza 70 km. Araba kullanmak Ölümcül kaza 1500 km. Jet ile uçma Ölümcül kaza 2 ay sigara içenle yaşamak Kanser, kalp krizi 40 çay kaşığı fıstık ezmesi yemek Kanser, Alfatoksin B neden ile 1 yıl şehir şebeke suyu içmek Kanser, Klor nedeni ile 30 kutu diyet soda içmek Kanser, Sakkarin nedeni ile 100 adet mangal et yemek Kanser, Benzen nedeni ile