Természetes és mesterséges eredetű sugárterhelésünk

Sugárterhelésünk forrásai, csoportosítása

A környezetünkben jelen lévő radioaktív izotópok egy része természetes módon, a Föld keletkezése óta jelen vannak. A tőlük származó sugárterhelésünket nevezzük természetes eredetű sugárterhelésnek. Radioaktív izotópokat, valamint ionizáló sugárzást emberi tevékenység során szándékosan, vagy egy folyamat melléktermékeként is létrehozunk. Az ezektől származó sugárterhelésünket nevezzük mesterségesnek.

A bennünket érő sugárterheléseket osztályozhatjuk aszerint, hogy annak forrása a szervezetünkön belül, vagy azon kívül helyezkedik el, ily módon beszélhetünk belső- vagy külső sugárterhelésről.

Az ionizáló sugárzások egészségkárosító hatását felismerve szigorú szabályozást léptettek érvénybe az egészségkockázatok minimalizálása és elfogadható szinten tartása végett. A szabályozás megkülönbözteti a lakosságot és a munkavállalókat. A lakosság esetében szigorúbb követelmények vannak felállítva, mivel ezen csoportba tartoznak a csecsemők, a gyerekek és a betegek is, valamint az ionizáló sugárzás alkalmazása miatti többlet sugárterhelés nem munkaköri teendőik ellátása miatt éri őket. A munkavállalók esetében nagyon szigorú korlátokat vezettek be, és ezek teljesülését ellenőrzik is az érintett személyek külső sugárterhelésének közvetlen mérésén, a munkahelyi környezet sugárzásterének ellenőrzésén, és szükség szerint a személyek belső szennyezettség ellenőrzésén keresztül. Ezen felül a munkavállaló csak felnőtt lakos lehet, akinek az egészségi állapotát orvosi felülvizsgálatokkal is ellenőrzik. A munkavállalók sugárterhelésére megszabott korlátokat úgy választották meg, hogy a korlát elérésekor kapott dózis egészségkockázata is alacsony maradjon, és ne haladja meg más munkakörökhöz társítható szintet.

Az ionizáló sugárzásokat széles körben alkalmazzák orvos diagnosztikai, gyógyászati, kutatási, ipari gyártási és ellenőrzési folyamatok során, valamint villamos energia előállítására. Normál körülmények között sem az alkalmazókat (munkavállalók), sem a lakosságot nem érheti indokolatlanul többlet sugárterhelés, de baleseti (nem kontrollált) helyzetben, egyes személyek többlet sugárterhelését szenvedhetnek el indokolatlanul, valamint felszabadulhat és kikerülhet a környezetbe akár jelentős mennyiségű radioizotóp.

A fentiek alapján az embereket érő ionizáló sugárzásokat (sugárterhelést) az alábbiak szerint lehet csoportosítani:

Természetes és mesterséges eredetű sugárterhelésünk forrásai és mértéke

Természetes eredetű sugárterhelés

Természetes sugárterhelés alatt az élővilágra annak kialakulása óta ható, emberi léptékben tekintve közel állandó, azonban a Föld egyes részein különböző nagyságú sugárterhelést értjük.

Környezetünk radioaktivitásáért azok az izotópok és bomlástermékeik felelősek, amelyek a Föld keletkezése óta jelen vannak a földkéregben, és hosszú (egyes esetekben milliárd éves) felezési idejük következtében azóta sem bomlottak el. Ezek a földkérgi eredetű radioizotópok. A földkérgi radioizotópok közül az U-238 (az urán 238-as tömegszámú izotópja) és Th-232 (a tórium 232-as tömegszámú izotópja) bomlási sorok elemeinek, valamint a K-40-nek (a kálium 40-es tömegszámú izotópja) a legnagyobb az aktivitáskoncentrációja a környezetünkben, ezáltal a természetes sugárterhelésünk nagy részt ezektől származik.

A talajban és a kőzetekben, valamint a felhasználásukkal készült építőanyagokban lévő gamma-sugárzó izotópoktól származik a külső sugárterhelésünk. Ugyanezen természetes izotópok megtalálhatóak a levegőben és a tápláléklánc elemeiben is. Ezek belélegzéssel vagy lenyeléssel bejutnak a szervezetbe, és belső sugárterhelést okoznak. Ennek mértékét befolyásolja az izotóp jellemzőin túl a felszívódás mértéke, a szervekben történő eloszlása, valamint a kiürülés sebessége.

Egy átlagos emberi testben 7*10²⁷ atom található. Ebből, becslések szerint minden kétmilliomodik atom radioaktív. Az emberi szervezetben előforduló, főként élelmiszerek lenyeléséből származó radioaktív izotópok közül a földkérgi eredetű Rb-87 (a rubídium 87-es tömegszámú izotópja) és K-40 (a kálium 40-es tömegszámú izotópja) mennyisége a legnagyobb. Ezeket követi a kozmikus eredetű C-14 (a szén 14-es tömegszámú izotópja) és H-3 (trícium, a hidrogén 3-as tömegszámú izotópja).

Ionizáló sugárzás az űrből is ér minket. Ezt nevezik kozmikus sugárzásnak, amely főleg nagy energiájú töltött részecskékből és elektromosan semleges sugárzásokból áll. A kozmikus sugárzás nagy energiájú, ezért a légkör magas rétegeiben lévő gázokban magreakciókat vált ki, mely során új radioaktív elemek jönnek létre. Ezek a kozmikus eredetű (kozmogén) radioaktív izotópok. A kozmikus sugárzás a Napból és a galaxisból ered. Intenzitása a légkör elnyelő képességének következtében a tengerszint magasságában a legkisebb, a felszíntől távolodva pedig egyre nagyobb, de az értékét a földrajzi szélesség is befolyásolja. Nem is gondolnánk, hogy egy hosszabb repülőút során a szabadban tartózkodáshoz képest magasabb sugárterhelés ér bennünket.

A természetes forrásokból származó dózisunk világátlaga az UNSCEAR (az ENSZ Atomsugárzás Hatását Vizsgáló Tudományos Bizottsága) becslése alapján 2,4 mSv (Sv = Sievert: a biológiai kockázatot kifejező dózis mértékegysége. Ejtsd: szívert.) éves szinten, míg a mesterséges eredetű sugárterhelésünk világátlaga 0,65 mSv évente. A különböző országokban, illetve egyes területeken ettől jelentős mértékű eltérés tapasztalható. Az ugyanazon módszerrel meghatározott magyarországi átlagérték 3-4 mSv közé tehető.

A hazai felnőtt lakosság természetes forrásokból származó éves effektív dózisa a világátlaghoz hasonlítva az UNSCEAR számítási módszerei alapján

A táblázatból látható, hogy hazánk lakosságának becsült átlagos természetes sugárterhelése nagyobb az UNSCEAR által becsült súlyozott világátlagnál. Ennek oka elsődlegesen az, hogy a hazai épületekben az átlagos radon-koncentráció több mint kétszerese a világátlagnak; másodsorban pedig az, hogy az épületeinkben kis mértében magasabb a gamma-sugárzás átlagos mértéke, mint a világátlag. A nagyobb radon-koncentráció belégzése miatti többlet sugárterhelésünk kb. 1,85 mSv. A földkérgi radioizotópok gamma-sugárzásától származó éves dózisok közötti különbség csekély, kb. csak 0,06 mSv.

Természetes eredetű sugárterhelésünk forrásai és az expozíciós útvonalak

Mesterséges eredetű sugárterhelés

A XX. század elejétől kezdve, ahogy a radioaktivitással kapcsolatos kutatási eredmények bővültek, egyre több ionizáló sugárzást kibocsátó forrást és berendezést gyártanak, elsősorban orvosi, ipari, energetikai és kutatási felhasználásra. Ezek használatából származik a mesterséges sugárterhelésünk.

A mesterséges sugárterhelésünk legjelentősebb hányada az orvosi diagnosztikai és terápiás kezelésekből adódik. Emellett a kísérleti atomrobbantások által okozott úgynevezett globális kihullás a másik tényező, de ennek mértéke nem jelentős. Az atomenergia békés célú felhasználása elhanyagolható mértékű többlet sugárterhelést jelent a természetes dózison felül a környezetében élők számára, egyedül balesetek következtében kerülhet ki jelentős mennyiségű radioaktivitás a környezetbe.

Az atomerőművekkel szembeni lakossági ellenállás – különösen a csernobili reaktor baleset óta – magas, pedig a Paksi Atomerőműben állítják elő Magyarország villamos energia szükségletének közel felét.

Az embert érő radioaktív sugárzások forrásai és mértéke

A lakosság mesterséges forrásból származó sugárterhelésének főbb összetevői:

A röntgendiagnosztikai módszerekhez tartoznak a hagyományos röntgen berendezésekkel készült felvételek, a fogászati röntgen, a mammográfiás felvételek és a komputer tomográf (CT) képalkotó eljárásai.

Az izotópdiagnosztikában a páciens szervezetébe radioizotóppal jelzett vegyületet juttatnak (PET és SPECT eljárások), amely idővel távozik. Ezen vizsgálatok során, a kiürülés idejéig maga a páciens is „sugárforrássá” válik, ezért már nem csak a pácienst, de bizonyos mértékig a környezetét is éri sugárterhelés.

A PET a pozitronemissziós tomográfia rövidítése és az a lényege, hogy bizonyos anyagokat radioaktív pozitron-sugárzó izotóppal jelölnek meg, melyeket részecskegyorsítóban állítanak elő. Ezeket a beteg szervezetébe juttatják, majd a létrejövő pozitron-sugárzást PET-kamerával detektálják. A mért jelekből a képek létrehozása számítógép segítségével történik. Mivel a jelölt anyag a szervezetben hasonlóan viselkedik, mint a jelöletlen megfelelője, ezért azokban a szervekben feldúsul, amelyek az adott anyagot intenzívebben használják fel, és ezek a helyi dúsulások jelennek meg a képen. Így a PET-vizsgálat elsősorban a szervek anyagcseréjéről és működéséről ad képet, szemben például a CT-vel, azaz a komputeres tomográfiával, amely elsősorban az anatómiai viszonyokról – a szervek és elváltozások méretéről, elhelyezkedéséről, egymáshoz viszonyított helyzetéről – nyújt felvilágosítást.

A speciálisan felszerelt laboratóriumban, képzett szakemberek által végzett sugárterápiás eljárások célja a tumoros sejtek elpusztítása úgy, hogy azok közvetlen közelébe juttatják a sugárzó izotópot arra ügyelve, hogy a szomszédos területeket minél kisebb dózis érje. A szelektív kezelés során a sugárzás elsődlegesen a célszervben nyelődik el. A sugárterápia alkalmazásakor a páciens akár több száz MBq (MBq: mega Becquerel = millió Becquerel) aktivitású besugárzást kaphat.

Felhasznált irodalom

Köteles Gy. (szerk.) (2002) Sugáregészségtan, Medicina, Budapest

Pesznyák Cs., Sáfrány G. (szerk.) (2016) Sugárbiológia, Typotex, Budapest

UNSCEAR (az ENSZ Atomsugárzás Hatását Vizsgáló Tudományos Bizottsága), 2000. évi jelentése