admin – OchronaRadiologiczna.pl

Zastosowanie promieniowania jonizującego w leczeniu

Radioterapia, obok chirurgii i chemioterapii, jest podstawową metodą leczenia nowotworów złośliwych. Jej celem jest podanie pacjentowi dawki promieniowania jonizującego, której rozkład ma zapewnić wyleczenie miejscowe przy minimalnych komplikacjach ze strony napromienionych tkanek zdrowych.

źródło: http://aboutbrachytherapy.com

Promieniowanie jonizujące wykorzystuje się między innymi w leczeniu nowotworów złośliwych trzema podstawowymi technikami radioterapii:

Teleradioterapia – źródłem promieniowania jonizującego są akceleratory liniowe wytwarzające wiązki promieniowania hamowania X lub elektronów o energiach w zakresie od 4 do 25 MeV. Wykorzystywane są głównie do leczenia raka skóry Głębiej osadzone nowotwory leczy się albo promieniowaniem γ albo inną techniką.

Brachyterapia – jest to leczenie polegające na precyzyjnym wprowadzeniu nietoksycznych materiałów promieniotwórczych w środek guza. Zmniejsza to znacznie narażenie reszty zdrowych komórek na promieniowanie. W tej technice nadal stosowane są aparaty kobaltowe wyposażane w źródło zawierające Co-60 o aktywności rzędu kilkuset TBq. W brachyterapii źródła promieniotwórcze (najczęściej Cs-137 lub Ir-192 o aktywności od dziesiątek do setek GBq) umieszczane są w obszarze leczonym przede wszystkim za pomocą sterowanych mikroprocesorowo urządzeń do zdalnego ładowania (remote afterloading).

Medycyna nuklearna – wprowadzenie dożylne lub doustne substancji promieniotwórczych, tak dobranych aby skupiały się w obrębie nowotworu i silnie je napromieniowując, a minimalnie gromadziły w tkankach zdrowych. Przykładowym wykorzystaniem tej techniki jest leczenie raka tarczycy poprzez wprowadzenie promieniotwórczego izotopu jodu.

Źródła zamknięte i otwarte

Źródłem promieniotwórczym nazywamy substancje wysyłające promieniowanie jonizujące w wyniku rozpadu promieniotwórczego. Źródła te można podzielić na dwa rodzaje: otwarte oraz zamknięte.

Źródło: http://pl.wikipedia.org/wiki/Uran_%28pierwiastek%29#/media/File:HEUranium.jpg

Źródło zamknięte to substancja promieniotwórcza, która jest szczelnie zamknięta w wytrzymałej obudowie, odpornej na działanie czynników zamkniętych i zapobiegającej rozproszeniu substancji oraz uniemożliwiającej jej bezpośredni kontakt z otoczeniem. Źródło takie można wykorzystać jedynie jako źródło promieniowania, bez możliwości dostępu do substancji w nim zawartej.

Źródłem otwartym nazywamy samą substancję promieniotwórczą, która ze względu na właściwości fizyczne i/lub chemiczne jest wykorzystywana na przykład do przygotowywania roztworów lub wprowadzana do organizmów żywych w celu diagnostyki, badania lub leczenia.

Co ciekawe, przykładowo szklana butelka z cieczą promieniotwórczą zamknięta korkiem nie należy do źródeł zamkniętych, ponieważ w łatwy sposób może zostać uszkodzona, gdy np. upadnie na podłogę i spowodować skażenie. Zaliczamy ją zatem do źródeł otwartych.

O klasyfikacji źródła do źródeł otwartych zaważa przeznaczenie substancji promieniotwórczej i jej oczekiwany sposób użytkowania. W związku z tym nawet substancja zamknięta w stałym naczyniu jest traktowana jako źródło otwarte, jeśli przewidywane jest jej pobieranie z tego naczynia.

Skażenie a napromieniowanie

Pojęcia skażenia promieniotwórczego oraz napromieniowania są często mylone lub niepoprawnie stosowane zamiennie.

Napromieniowanie jest skutkiem poddania np. człowieka lub żywności działaniu promieniowania jonizującego pochodzącego ze źródeł sztucznych lub naturalnych znajdujących się w otoczeniu. Rozróżniamy napromieniowanie wewnętrzne (gdy źródło promieniowania znajduje się wewnątrz organizmu) oraz zewnętrzne (w przypadku kiedy źródło promieniowania pozostaje na zewnątrz organizmu).

Skażenie to występowanie rozproszonej substancji promieniotwórczej w jakimkolwiek miejscu poza źródłem promieniowania.

Źródło: http://polscott24.com/wp-content/uploads/2011/12/chmura-radioaktywna-skazenie-radioaktywne.jpg

Skażenia można podzielić na:

skażenia środowiska naturalnego (gleby, powietrza, ziemi, wody, fauny oraz flory);
skażenia środowiska pracy, np. powierzchni podłóg czy przyrządów;
skażenia odzieży;
skażenia osobiste ludzi.

Dodatkowo, skażenia osobiste dzielą się na zewnętrzne oraz wewnętrzne. Zewnętrzne to te, które występują na powierzchni ciała, natomiast skażeniami wewnętrznymi nazywamy skażenia powstałe na skutek dostania się substancji promieniotwórczej do wnętrza organizmu przez drogi oddechowe, przewód pokarmowy czy uszkodzenia skóry.

Procedury robocze w pracowni rtg

31.12.2014r. opublikowane zostały wzorcowe procedury radiologiczne (rentgenodiagnostyka). W związku z tą zmianą każda jednostka ochrony zdrowia stosująca promieniowanie RTG w celach medycznych ma obowiązek stworzyć w dokumentacji systemu zarządzania jakością własne robocze procedury postępowania oparte na podstawie wzorcowych procedur radiologicznych. Osoba odpowiedzialna za system zarządzania jakością w danej jednostce powinna zapoznać się z każdą z procedur roboczych pracowni rtg i dostosować ją do nowo obowiązujących wzorcowych procedur, w przypadku dotychczasowego braku procedury roboczej należy stworzyć ją na nowo opierając się o wzór podany w obwieszczeniu.

Pełny wykaz procedur dostępny jest w Obwieszczeniu Ministra Zdrowia z dnia 31 grudnia 2014 r. w sprawie ogłoszenia wykazu wzorcowych procedur radiologicznych z zakresu radiologii – diagnostyki obrazowej i radiologii zabiegowej (Dz. Urz. Min. Zdrow. z 2014 r., poz. 85).

Promieniowanie beta

Promieniowanie beta jest promieniowaniem jonizującym. Powstaje przez emisję cząstek beta.

*źródło: http://carina.as.up.krakow.pl/~biedzianka/rozpad.html*

Rozróżniamy dwa typy promieniowania beta – plus i minus. Cząstka beta minus jest to elektron i towarzyszy mu antyneutrino elektronowe, natomiast przemiana beta plus jest emisją pozytonu (elementarna cząstka antymaterii o masie równej masie elektronu i ładunku elementarnym dodatnim) wraz z neutrinem elektronowym. Jądro, z którego została wyemitowana cząstka beta zmienia się zgodnie z poniższymi równaniami (beta minus – pierwsze równanie, beta plus – drugie równanie):

W wyniku przemian beta liczba masowa jest taka sama, jak w jądrze macierzystym, natomiast liczba atomowa wzrasta o jeden przy przemianach beta minus (neutron przekształca się w proton), maleje o jeden przy przemianach beta plus (proton przekształca się w neutron).

Zasady ochrony radiologicznej

Promieniowanie jonizujące może negatywnie wpływać na nasze zdrowie. Aby tego uniknąć, należy podejmować odpowiednie działania, ogólnie nazywane ochroną radiologiczną. Ochrona radiologiczna to ochrona przed promieniowaniem jonizującym. Zagadnienie to obejmuje wszelkie czynności mające na celu ochronę ludzi i środowiska przed szkodliwym działaniem promieniowania.

Istnieją trzy podstawowe zasady ochrony radiologicznej:

1. Im dalej tym bezpieczniej

Zasada ta dotyczy odległości, jaka dzieli nas od źródła promieniowania. Ilość pochłanianej energii zależy od odległości między obiektem pochłaniającym a źródłem. Większy dystans sprawia, że dociera do nas mniej promieniowania, a co za tym idzie, mniej energii.

2. Im krótszy czas narażenia tym mniejsza dawka promieniowania

W przypadku przebywania w stałej odległości od źródła, ilość pochłoniętej energii zwiększa się wraz z czasem, należy więc ograniczać go do minimum.

3. Stosowanie osłon chroni przed promieniowaniem

Osłony są barierą stojącą na drodze promieniowania i częściowo lub całkowicie pochłaniają jego energię. W zależności od rodzaju promieniowania oraz jego przenikliwości, stosuje się różne materiały do wykonywania osłon. Osłony mające na celu ochronę przed promieniowaniem β są wykonywane z lekkich materiałów takich jak aluminium czy tworzywa sztuczne, natomiast w przypadku osłon zabezpieczających przed promieniowaniem X i γ, stosuje się ołów i inne ciężkie materiały. Z powodu bardzo niewielkiej przenikliwości promieniowania α, w jego przypadku nie ma potrzeby używania osłon.

Przykładami osłon są ściany oddzielające dwa pomieszczenia, pojemniki do przechowywania źródeł lub fartuchy ochronne stosowane w gabinetach i pracowniach rentgenowskich, które zawierają ołów.

Istotna w ochronie radiologicznej jest również zasada ALARA („As Low As Reasonably Achievable”). Mówi ona, by organizować pracę ze źródłami promieniotwórczymi w taki sposób, aby osiągnąć pożądany efekt przy zastosowaniu możliwie najmniejszej dawki promieniowania.

Promieniowanie jonizujące – podział

Promieniowanie jonizujące to rodzaj promieniowania wywołującego jonizację ośrodka, przez których przechodzi i w którym jest pochłaniane. Jonizacja z kolei jest zjawiskiem polegającym na odrywaniu elektronów od obojętnych elektrycznie atomów, w efekcie czego tworzą się pary jonów- jony dodatnie i elektrony o ładunku ujemnym.

Wyróżnia się 4 rodzaje promieniowania jonizującego:
– promieniowanie alfa (α);
– promieniowanie beta (β);
– promieniowanie rentgenowskie (X) i gamma (γ);
– promieniowanie neutronowe.

Promieniowanie α jest promieniowaniem korpuskularnym. To strumień cząstek α, czyli jąder atomu He. Ten rodzaj promieniowania wywołuje bardzo silną jonizację bezpośrednią ośrodka i charakteryzuje się słabą przenikliwością. Do jego zatrzymania wystarcza kilka kartek papieru.

Promieniowanie β to promieniowanie korpuskularne powstałe w wyniku emisji elektronów lub pozytonów przez promieniotwórcze jądra atomowe podczas przemiany jądrowej. Charakteryzuje się ono większą przenikliwością niż promieniowanie alfa, ale można je łatwo zatrzymać przy użyciu cienkiej blachy aluminiowej.

Promieniowanie rentgenowskie (X) i gamma (γ) jest promieniowaniem elektromagnetycznym o wysokiej przenikliwości. W zależności od wielkości wartości energii mówi się o miękkim lub twardym promieniowaniu rentgenowskim, a dla jeszcze wyższej energii o promieniowaniu gamma. Do zatrzymania tego rodzaju promieniowania potrzebne są grube materiały, np. płyty ołowiane.

Promieniowaniem neutronowym nazywa się rozpędzone, swobodne elektrony. Jest ono najbardziej przenikliwym promieniowaniem jonizującym, do jego zatrzymania potrzebne są grube warstwy betonu.

Promieniowanie jonizujące jest powszechnie obecne w przyrodzie jako promieniowanie kosmiczne, promieniowanie emitowane przez naturalne radionuklidy występujące w skorupie ziemskiej oraz atmosferze. Istnieją sztuczne metody jego wytwarzania, które są stosowane np. w aparatach rentgenowskich, akceleratorach oraz reaktorach jądrowych.

Promieniowanie jonizujące może uszkadzać żywe komórki, negatywnie oddziałując na organizm. Duża dawka promieniowania jonizującego może wywoływać chorobę popromienną, natomiast małe dawki mogą zwiększyć ryzyko zachorowania na nowotwór. Ryzyko to jest jednak niewielkie, niższe niż związane z wdychaniem dymu tytoniowego lub pyłu azbestowego albo nadmierną ekspozycją na promieniowanie ultrafioletowe.

Stopień przenikania kolejnych rodzajów promieniowania jest istotny dla skutecznej ochrony radiologicznej. O ile promieniowanie α i β ze względu na ich niewielką przenikliwość nie są trudne do wyeliminowania, o tyle znacznie bardziej skomplikowanym zadaniem jest efektywna ochrona przed promieniowaniem γ i n.

promieniowanie osłony — *www.Wikipedia.pl*

Promieniotwórczość sztuczna

Promieniotwórczością sztuczną nazywamy zjawisko promieniotwórczości, które obserwuje się dla izotopów promieniotwórczych innych niż te, które występują w naturalnym środowisku ziemi. Otrzymywane są one głównie w wyniku aktywacji izotopów stabilnych. Pierwszą sztuczną przemianę jąder atomowych przeprowadził Ernest Rutherford w 1919 roku. Powstawanie sztucznych izotopów promieniotwórczych po raz pierwszy zaobserwowali Irena Joliot – Curie i Fryderyk Joliot – Curie w 1934 r., bombardując tarczę aluminiową jądrami helu.

Do sztucznych źródeł promieniowania jonizującego można zaliczyć:
– źródła wykorzystywane podczas badań radiologicznych, np. kontrolnych badań klatki piersiowej;
– opad promieniotwórczy, czyli substancje promieniotwórcze, które powstają w efekcie próbnych wybuchów jądrowych, podczas normalnej pracy oraz awarii elektrowni jądrowych, a następnie są niesione wraz z wiatrem, aż w końcu opadają na powierzchnię ziemi;
– niektóre przedmioty codziennego użytku, np. zegarki świecące w ciemności lub odbiorniki telewizyjne;
– odpady promieniotwórcze;
– zastosowania w gospodarce i przemyśle.

Szacuje się, że roczna dawka skuteczna od promieniowania jonizującego, przypadająca na statystycznego mieszkańca Polski, wynosi 3,5 mSv. Z tego ok. 25% pochodzi od źródeł sztucznych, głównie tych stosowanych w medycynie (ok. 22% dawki całkowitej). Z kolei przedmioty powszechnego użytku emitują jedynie ok. 0,15% całkowitej dawki rocznej.

Przeciętne dawki promieniowania przy niektórych badaniach radiologicznych:
-badanie zęba- 0,23 mSv
-badanie klatki piersiowej (mały obrazek)- 0,2 mSv
-badanie kręgosłupa- 4,9 mSv

Jonizacyjne czujniki dymu – zasada działania

Czujniki dymu są to analizatory gazu alfa-jonizujące. Wykorzystują one emisję i pochłanianie cząstek α w celu wykazywania różnic w składzie dwóch mieszanin gazowych (wzorcowej i badanej). Każdy jonizacyjny czujnik dymu zbudowany jest z dwóch oddzielnych komór jonizacyjnych i źródła/źródeł promieniowania.

Jedna z komór jest hermetyczna, stale wypełniona wzorcową mieszaniną gazu, druga natomiast wypełniona jest badanym gazem. Wyjścia obu komór są stale porównywane – pracują w układzie kompensacyjnym (prąd rejestrowany jest równy zeru- rys. 1a, gdy obie komory wykrywają taki sam prąd z jonizacji).

Poniżej przedstawiony jest schemat działania czujnika dymu (a – brak dymu, b – zmiana składu gazu badanego np. pojawienie się dymu).

Gdy zmieni się skład mieszanki badanej, zmieni się także wielkość jonizacji powodowanej przez cząstki α, a to pociągnie za sobą wygenerowanie sygnału przez układ kompensacyjny (prądy jonizacji z komór nie będą sobie równe – rys. 1b).

Analizatory takie służą nie tylko do wykrywania dymu ale także do wykrywania innych gazów (np. metanu) w powietrzu. Najczęściej stosowanym źródłem cząstek α jest radioizotop 241 Ameryk, dawniej stosowany był także radioizotop 239 Pluton, 238 Pluton.

Promieniotwórczość naturalna

Promieniotwórczość naturalna to nic innego jak promieniowanie jonizujące, które pochodzi ze źródeł naturalnych. Jest ona produktem samorzutnych spontanicznych przemian jądrowych, które zachodzą, gdy w niestabilnym lub wzbudzonym jądrze atomowym zmienia się skład nukleonów i/lub jądro przechodzi w stan o niższej energii. Zjawisko to zostało odkryte przez Henryka Becquerela oraz małżeństwo Curie.

Do naturalnych źródeł promieniowania zaliczamy:
-substancje promieniotwórcze znajdujące się w skorupie ziemskiej, więc również w materiałach, z których zbudowane są domy (uran, rad, tor), a w mieszkaniach radon-produkt rozpadu radu, który penetruje z ziemi i ścian do wnętrz;
-promieniowanie kosmiczne;
-substancje promieniotwórcze występujące w organizmie człowieka oraz w innych organizmach żywych- przede wszystkim potas-40.

Naturalne pierwiastki promieniotwórcze, o liczbach atomowych od Z=81 do Z=106, genetycznie powiązane ze sobą w szeregi promieniotwórcze, znajdują się w dwóch ostatnich okresach (6 i 7) układu Mendelejewa. Ponadto poznano promieniotwórcze izotopy niektórych innych, lżejszych pierwiastków naturalnych, np. potasu (40K).
Promieniowanie jonizujące pochodzące ze źródeł naturalnych działa na całej kuli ziemskiej i nosi nazwę naturalnego tła promieniowania. Jego wartość jest zróżnicowana w różnych miejscach Ziemi.

W Polsce narażenie od źródeł naturalnych stanowi niemalże 3/4 całkowitego narażenia radiacyjnego, a przedstawione jako tzw. dawka skuteczna – wynosi ok. 2,6 mSv/rok. Główny udział w tym narażeniu ma radon i produkty jego rozpadu, od których statystyczny mieszkaniec naszego kraju otrzymuje dawkę równą w przybliżeniu 1,36 mSv/rok. Co ciekawe, przenikanie radonu do pomieszczeń mieszkalnych powoduje niemalże 8-krotny wzrost jego stężenia w stosunku do wolnego powietrza. Warto wietrzyć mieszkania!

Średnia aktywność promieniotwórcza niektórych źródeł naturalnych:
-banan- 125 Bq/kg
-mleko- 50 Bq/l
-woda morska- 12 Bq/l
-popiół węglowy- 2000 Bq/kg
-ciało człowieka- 100 Bq/kg