Radyasyon ve Radyasyondan Korunma

RADYASYON VE
RADYASYONDAN KORUNMA
Doç. Dr. R. Burcu ÇAKIRLI
İstanbul Üniversitesi
İÇERİK
Radyasyon Nedir?
Radyasyon dozimetrisinde nicelikler ve birimler
Radyasyondan korunma ve radyasyon güvenliği
RADYASYON NEDİR ?
Atom PROTON ve NÖTRON taneciklerini içine alan bir çekirdek ile
bunun çevresinde dönmekte olan ELEKTRON’lardan oluşmaktadır.
Radyasyon yüklü parçacık – elektron, alfa parçacığı (He) vs
yüksüz parçacık – foton
 Eğer radyasyon vücuda girerse, atomlarla etkileşir ve radyasyon bitene
kadar absorbe olur
 Nükleer çekirdekler alfa bozunumu yaparak bozunabilir
 En çok protonun nötrona ya da nötronun protona dönüştüğü beta-
bozunuması ile bozunabilir – Zayıf etkileşme
 Fisyon
 Bozunma -- ısı. Bütün fizik sistemlerinin en düşük enerjiye gitmek
istemesi ve ısı çıkması - yanardağ
Nükleer çekirdek tablosu
RADYASYON NEDİR ?
Radyasyon atomların çekirdeklerinin kararsız olmasıyla ortaya çıkar.
Atom kararlı hale gelene dek parçacık veya elektromanyetik dalga
yayınlar. Yayınlanan enerji RADYASYON’ dur. Enerji yayınlayan bu
maddelere de RADYOAKTİF MADDELER denir.
Kararsız durumdaki atom veya çekirdeklerin fazla enerjilerini parçacık
veya elektromanyetik dalga olarak yayınlayarak gidermeleri olayına
RADYOAKTİVİTE,
bu
çekirdeklere
ise
RADYOAKTİF
ÇEKİRDEKLER denir.
Other types of radiation - electrons, alpha particles (small nuclei)
İYONİZE (GİRİCİ) RADYASYON
Doğal ve yapay olmak üzere çok sayıda radyoaktif madde
bulunmaktadır. Radyasyon madde ile etkileşerek onları iyonlaştırır.
Madde ile etkileşmesi durumunda iyonlaşma meydana getiren
radyasyonlara da iyonlayıcı radyasyonlar denir.
İnsanlar bugün iyonlaştırıcı ve iyonlaştırıcı olmayan radyasyonlara
maruz kalmaktadır. İyonlaştırıcı radyasyon olarak;
 Alfa Işınları

 Beta Işınları

 X ve Gamma Işınları 
 Nötronlar
n
Bu radyasyonlar X-ışınları hariç atom çekirdeğinden çıkmakta ve
bundan dolayı bunlara nükleer radyasyonlar denilmektedir.
İYONİZE (GİRİCİ) RADYASYON
Alfa Işınları, kütlesi ağır olduğundan oldukça yavaş hareket
eder. Bunların giriciliği çok küçük olup enerjisine bağlı olarak
havanın bir kaç cm si veya cildin ölü tabakası veya bir kağıt
tarafından durdurulabilir.
Beta Işınları, alfa taneciklerine nazaran kütlesel olarak çok daha
hafif, hızlı ve girgin olmasına rağmen enerjisine bağlı olarak bir
kaç metre hava, oldukça ince bir plastik veya alüminyum tabaka
tarafından durdurulabilir. İnsan vücuduna ancak 1 - 2 cm
girebilirler.
İYONİZE (GİRİCİ) RADYASYON
X ve Gama Işınları, çok girgin olup insan vücudundan
kolayca geçerler. X ve gama ışınları enerjilerine bağlı olarak
oldukça kalın beton duvarlarla veya kurşun gibi ağır
metallerden yapılmış zırhlarla durdurulabilir.
Nötronlar, çok girici olup nükleer reaktörlerde meydana
getirilir. X ve gama ışınlarının aksine su ve hidrojen ağırlıklı
diğer bazı hafif elementler nötronların durdurulmasında çok
etkindir.
Doğadaki radyasyon kaynakları






Kozmik ışınlar – 14C, 7Be, 26Al
Primordail radyoaktivite – Bozunma zinciri,
232Th, 235U
Doğal ikincil radyoaktivite
İnsan yapımı radyoaktivite
Endüstriyel aktivitelerden kaynaklanan
ışınlar
Medikal
Doğal radyoaktivite
RADYASYONDAN KORUNMANIN
AMACI
Radyasyondan korunmanın hedefi, radyasyona maruz kalmaya
neden olabilecek faydalı uygulamaları aksatmadan, kişilerin ve
toplum üyelerinin maruz kalacağı radyasyon dozunu mümkün
olabildiği kadar düşük düzeye indirerek kişilerin ve toplumun
korunmasını sağlamaktır.
Bu amaç ve hedefe erişebilmek için radyasyon korunması
International Commission of Radiation Protection (ICRP,
Uluslararası Radyolojik Korunma Komisyonu) tarafından
yayınlanan 26 No'lu raporda bir doz sınırlama sistemi
önerilmiştir.
ICRP DOZ SINIRLAMA SİSTEMİ
JUSTİFİKASYON (Gereklilik): İyonlayıcı radyasyonla yapılacak
çalışmalarda net bir yarar sağlamayan hiçbir uygulamaya yer
verilmeyecektir.
OPTİMİZASYON (ALARA Prensibi): Radyasyona maruz
kalarak çalışan kişiler tarafından alınan tüm radyasyon dozları,
ekonomik ve sosyal koşullar da göz önüne alınarak, mümkün
olduğu kadar düşük tutulacaktır.
DOZ SINIRLARI: Kişilerin maruz kaldıkları eşdeğer radyasyon
dozları normal şartlar altında ICRP tarafından önerilen sınırları
aşmayacaktır.
ICRP DOZ SINIRLARI
Doz Sınırları
Mesleki
Etkin Doz
20 mSv/yıl *
Tek bir yılda 50 mSv
Toplum
1 mSv/yıl*
Tek bir yılda 5 mSv
Yıllık Eşdeğer Doz
Göz Merceği
150 mSv
15 mSv
Cilt
500 mSv
50 mSv
El-Ayak
500 mSv
-
*Ardışık 5 yılın ortalaması
İnsan vücudundaki Radyoaktivite
İzotop
Ağırlığa bağlı
ortalama miktar
Aktivite
RADYASYON DOZİMETRİSİNDE
NİCELİKLER VE BİRİMLER
NİCELİKLER VE BİRİMLER
Radyolojik nicelikler;
 Işınlama dozu (exposure), X
 Absorblanmış Doz, D
 KERMA
 Eşdeğer doz (Equivalent Dose), H
 Etkin doz (Effective Dose), E
1.IŞINLAMA DOZU (Exposure), X
 Radyasyonun havada iyonizasyon yapma yeteneğine
dayanan iyonizan elektromanyetik radyasyonun
dozimetrik bir niceliğidir.
 Işınlama dozu yalnızca havada iyonizasyona neden
olan elektromanyetik radyasyon için tanımlanmıştır.
1.IŞINLAMA DOZU (Exposure), X
 X- ışınları hastayla (direkt ışın) veya personelle
(saçılmış radyasyon) etkileşmeden önce, hava ile
etkileşir.
 “Exposure” niceliği, havada belirli bir etki
oluşturan X-ışınlarının kapasitesinin bir
göstergesini vermektedir.
 Genellikle, X-ışınlarının dokuda oluşturacağı
etki, havadaki etki ile orantılı olacaktır.
1.IŞINLAMA DOZU (Exposure), X
 Işınlama dozu (exposure), havanın birim kütlesinde
elektromanyetik radyasyon (X ve gama ışınları) tarafından
açığa çıkarılan bütün elektronlar havada tamamen
durdurulduğunda, havada oluşan aynı işaretli iyonların toplam
elektrik yükü olarak ifade edilmektedir.
X= dQ/dm
 Işınlama doz birimi [SI] [C/kg].
 Işınlama dozunun önceki birimi Röntgen [R].
 1 R = 2.58 x 10-4 C/kg
 1 C/kg = 3876 R
IŞINLAMA DOZ ŞİDDETİ, X/t
 Işınlama doz şiddeti, birim zamandaki ışınlama
dozudur.
 Işınlama doz şiddeti birimi [SI] veya (eski birimde)
[R/s].
 Radyasyon korunmasında bu birim saniye yerine
saat (h) olarak gösterilmektedir, (R/h).
2.ABSORBLANMIŞ DOZ, D
 Absorblanmış doz D, birim kütlede absorblanmış
enerjidir. Bu nicelik herhangi bir malzeme için
(yalnızca ışınlama dozu olan elektromanyetik
radyasyon için değil) bütün iyonizan radyasyon için
tanımlanmıştır.
 D = dE/dm. Birimi [SI] Gray [Gy] dir.
1 Gy = J/kg.
 Önceki birimi “rad” idi.
1 Gy = 100 rad.
ABSORBLANMIŞ DOZ VE IŞINLAMA
DOZU ARASINDAKİ İLİŞKİ
 Şayet ışınlama dozu biliniyorsa bir malzemenin
absorbladığı dozu hesaplamak mümkün.
 1 R lik X-ışınlarına maruz kalan 1 gram havada
absorblanan enerji 0.869 rad dır.

D (rad) = f . X(R)
f değerleri
Foton
enerjisi
10 keV
Su
Kemik
Kas
0.91
3.5
0.93
100 keV
0.95
1.5
0.95
3.ABSORBLANMIŞ DOZ, D ve KERMA
KERMA (Kinetic Energy Released in a MAterial)
bir malzemenin birim kütlesinde yüksüz iyonize
radyasyon ile serbest hale getirilen bütün yüklü
iyonize parçacıkların ilk kinetik enerjilerinin
toplamına oranı olarak ifade edilmekte
K
birim J/kg = Gray (Gy)
dE
d
tr
m
Diagnostik radyolojide, Kerma ve absorblanmış doz,
D birbirine eşittir.
IŞINLAMA DOZU ve ABSORBLANMIŞ DOZ
veya KERMA
 Işınlama dozu uygun dönüşüm faktörleri kullanarak hava
dozu veya kerma ile ilişkilendirilebilir.
 Örnek olarak, bir noktada 1 R’lik ışınlama dozu
oluşturan 100 keV X-ışınları, o noktada yaklaşık 8.7
mGy (0.87 rad) bir hava kerma ve yaklaşık 9.5 mGy
(0.95 rad) bir doku kerma oluşturmaktadır
YUMUŞAK DOKUDAKİ ABSORBLANMIŞ DOZUN
HAVADAKİNE ORANI


Dokudaki absorblanmış doz değerleri yumuşak dokuyu temsil
eden ortamın bileşimine bağlı olarak düşük bir yüzdeyle
değişecektir.
80 kV ve 2.5 mm Al için, faktör 1.06 kullanılır:
Yumuşak dokudaki doz = 1.06 Havadaki doz
4.EŞDEĞER DOZ, H
 Eşdeğer doz, absorblanmış doz ile boyutsuz olan
radyasyon ağırlık faktörünün çarpımıdır.
H = D.wR
H = Eşdeğer doz
D = Absorblanmış doz
wR = Radyasyon ağırlık faktörü
 Dokudaki ve malzemedeki absorblanmış doz
arasındaki karışıklığı önlemek için, eşdeğer dozun SI
birimine sievert (Sv) denilmiştir.
1 Sv = 100 rem
 Eski birimi “rem”
RADYASYON AĞIRLIK FAKTÖRÜ, wR
Enerji tipi ve düzeyi
 Tıpta kullanılan
WR
Fotonlar, bütün enerjileri
hemen hemen bütün Elektronlar ve muonlar, bütün enerjileri
radyasyon enerji
Nötronlar, enerjisi:
türleri için, wR 1’e
< 10 keV
eşittir. Böylelikle;
10 keV ile 100 keV
 Absorblanmış Doz ve
> 100 keV ile 2 MeV
Eşdeğer Doz sayısal
> 2 MeV ile 20 MeV
olarak eşittir.
> 20 MeV
Protonlar, recoil protonlardan başka, enerji > 2
MeV
Alfa parçacıkları, fisyon ürünleri, ağır
çekirdekler
1
1
5
10
20
10
5
5
20
5. ETKİN DOZ, E
 Vücudun tüm doku ve organlarındaki eşdeğer dozun
neden olduğu stokastik etkilerin sonucunda oluşan hasarı
göstermek amacıyla, her bir organ ve dokudaki eşdeğer
doz, doku ağırlık faktörü, wT, ile çarpılır ve bu veriler
tüm vücut üzerinden toplanarak Etkin doz (E) elde
edilir.
 Vücuttaki farklı organ ve dokuların radyasyona maruz
kalması, farklı şiddetlerde ve farklı olasılıklarda hasara
neden olmaktadır.
5.ETKİN DOZ, E
E = T wT.HT
E = etkin doz
wT = T doku veya organ için ağırlık faktörü
HT = T doku veya organdaki eşdeğer doz
veya
E = D. wR. T wT
DOKU AĞIRLIK FAKTÖRÜ, wT
ORGAN /
DOKU
WT
ORGAN /
DOKU
WT
KEMİK İLİĞİ
0.12
AKCİĞER
0.12
MESANE
0.05
0.05
KEMİK YÜZEYİ
0.01
YEMEK
BORUSU
DERİ
MEME
0.05
MİDE
0.12
KALIN
BAĞIRSAK
GONADLAR
0.12
TİROİD
0.05
0.20
VÜCUDUN GERİ
KALANI
0.05
KARACİĞER
0.05
0.01
MESLEKİ DOZİMETREDEKİ
NİCELİKLER
 “Yüzey” ve “derin” dozlar genellikle personel dozimetrisinde
kullanılan niceliklerdir.
 Bu nicelikler (mSv) personel dozimetresinde, dokunun 1 cm
derinliğinde ve cilt yüzeyinde alınan doku eşdeğeri dozları olduğu
kabul edilmektedir.
 Genellikle, “derin” doz efektif doz olarak alınır.
Radyasyonun insan vücuduna etkisi
mSv or mrem, 1mSv = 100 mrem




3 mSv – yıllık ortalama normal background
50 mSv – sağlığa etkilerinin ölçülebildiği en
düşük seviye. %0.3 artış – kanser oranı %25%
den %25.3 e çıkar
1000 mSv – kanser riski %5 artar
10000 mSv -- yaklaşık 2 hafta içinde ölüm
RADYASYONDAN KORUNMA
YÖNTEMLERİ
Dış Radyasyondan Korunmak
İç Radyasyondan Korunmak
DIŞ RADYASYONDAN KORUNMA
Dış radyasyon tehlikelerine karşı
korunma yöntemlerinde, vücut dışında
bulunan radyasyon kaynaklarından
alınan radyasyon dozlarının, temel
radyasyon korunması standartlarıyla
öngörülen sınırlar içinde tutulmaları için
uzaklık, zaman ve zırhlama olmak üzere
üç fiziksel korunma yönteminden
yararlanılır.
DIŞ RADYASYONDAN KORUNMA
MESAFE : Radyoaktif madde veya radyasyon üreten
cihazlarla çalışırken mümkün olduğunca uzakta durmak
gerekmektedir.
ZAMAN : Radyoaktif madde veya radyasyon üreten
cihazların yanında, çalışma esnasında gerekenden fazla
sürede kalmamak
ZIRHLAMA : Radyoaktif madde veya radyasyon
yayınlayan cihazlar ile çalışırken radyasyon kaynağı
ile çalışılacak yer arasına radyasyonu
tamamen durdurabilecek veya şiddetini
azaltacak nitelikte bir engelin konmasıdır.
DIŞ RADYASYONDAN KORUNMA
Hızlı hareket edilmeli
Temastan kaçınılmalı
Amaca uygun zırh malzemesi kullanılmalı
Birim alandaki X ışınları yoğunluğu uzaklık ile ters orantılıdır.
Uzaklık arttıkça doz %75 azalır.
Bariyer, kurşun bloklar, kurşun elbiseler (önlük, tiroid koruyucu)
Yüzük dosimetre (cilt dozu)
Röntgen cihazı üzerinde ek koruyucular – kolimatör, kurşun
plaka
İÇ RADYASYONDAN KORUNMA
İç ışınlanma, radyoaktif partiküllerin gıda
yolu ile, solunum, yara ve kesiklerden vücut
içerisindeki belirli doku ve organlara
yerleşerek etrafına ışıma yapmasıdır.
İç ışınlanmanın oluşumunu engellemek için
açık radyoaktif maddelerle çalışılırken
uyulması gereken kurallara titizlikle dikkat
etmek gerekmektedir.
İÇ RADYASYONDAN KORUNMA
Laboratuvarda çalışan personel
dozimetre kullanmalı,
Çeker ocaklarda çalışılmalı ve eldiven
kullanılmalı,
Laboratuvarın havalandırılması
sağlanmalıdır.
Laboratuvarlarda DİKKAT !
DERSİN SONU
Katılımınızdan dolayı teşekkür ederim