Efektivna doza (oznaka E) je dozimetrijska veličina koja opisuje učinak ionizirajućeg zračenja na cijelo ljudsko tijelo; ona je zbroj ekvivalentnih doza u pojedinim dijelovima tijela pomnoženih iskustvenim (empirijski) određenim modifikacijskim faktorima ozračenosti. Mjerna jedinica je efektivne doze sivert (Sv). [1]
Ekvivalentna doza
Podrobniji članak o temi: Ekvivalentna dozaKako apsorbirana doza, u različitim uvjetima, ne izražava dovoljno precizno težinu štetnih učinaka zračenja na organizam, uveden je pojam ekvivalentne doze (ekvivalentan - jednakomjeran, istog značaja). Ekvivalentna doza ili dozni ekvivalent (H, eng. RBE – Relative Biological Effectiveness) je jednaka umnošku apsorbirane doze (D), faktora kvaliteta (Q), i proizvoda ostalih čimbenika (N).
Jedinica za ekvivalentnu dozu je Sv (sivert, Sv = J/kg).
Dakle:
- H = D x Q x N
gdje je: H - ekvivalentna doza ili dozni ekvivalent u Sv (sivert; Sv = J/kg), D - apsorbirana doza Gy (grej; Gy = J/kg), Q - faktor kvalitete je faktor kojim trebamo pomnožiti apsorbiranu dozu (D) kako bi saznali kolika je šteta nanesena ozračenim jedinkama bilo kojom vrstom ionizirajućeg zračenja. Q ovisi o linearnom prijenosu energije (LPE) pojedinih vrsta zraka, N - proizvod svih ostalih modifikacijskih čimbenika, za sada se uzima N = 1. Vrijednosti Q iznose:
- rendgensko zračenje, gama zračenje ili beta-čestice: Q = 1
- alfa-čestice: Q = 20
- neutroni nepoznate energije: Q = 10 (ukoliko znamo energiju neutron, za više detalja vrijednosti Q treba pogledati u dokumentu 10 CFR 20.1004).
SI mjerna jedinica: 1 sivert (Sv) = 1 J/kg; 1 sivert prestavlja umnožak grej x Q
Mjerna jedinica izvan SI (starija): 1 rem je umnožak rad x Q, a sto puta je manja jedinica od Sv.
Pretvaranje: 1 Sv = 100 rem ili 1 rem = 0,01 Sv
Efektivna ekvivalentna doza
Efektivna ekvivalentna doza ili EED (H = Σ Wt Ht) se odnosi za pojedina tkiva. Ht je srednja ekvivalentna doza u tkivu t. Svatko tkivo ima svoju ekvivalentnu dozu. Wt je težinski faktor, odnosno faktor rizika za tkivo t. Wt predstavlja udio štetnosti stohastičkih učinaka koja se razvija u tkivu t, a u odnosu na cijeli organizam. Zračenje uz odmah vidljive učinke izaziva i kasne učinke koji se mogu iskazati i više godina nakon prestanka zračenja. To su stohastički učinci (eng. stochastic – koji se ne može predvidjeti) - kasne promjene nastale kao posljedica zračenja; karcinomi, leukemije, genetske promjene. Pri tome se ne radi o velikim dozama zračenja koje mogu izazvati vidljiva oštećenja, već o malim dozama.
Kada je ozračeno cijelo tijelo onda je rizik (štetnost) od stohastičkih učinaka 1 (100%). Faktor rizika – težinski faktor za pojedine dijelove tijela (ICRP 1977.):
- cijelo tijelo: Wt =1
- jajnik, testis: Wt = 0,25 (25%)
- koštana srž: Wt = 0,12 (12%)
- površina kostiju: Wt = 0,03 (3%)
- štitna žlijezda: Wt = 0,03 (3%)
- prsni koš: Wt = 0,15 (15%)
- pluća: Wt = 0,12 (12%)
- ostala tkiva: Wt = 0,30 (30%)
Na primjer ako cijelo tijelo (sva tkiva) budu kontaminirana zračenjem intenziteta 1 Sv, rizik od stohastičkih učinaka će biti 1 (100%). A, ako se čovjek pijući mlijeko kontaminirao s jodom-131 i ako je samo štitna žlijezda primila ekvivalentnu dozu od 1 Sv, šteta (opasnost od štete) će biti takva kao da je cijeli organizam primio dozu od 0,03 Sv. Tu smo dozu dobili tako da dozu kontaminacije štitnjače pomnožimo s težinskim faktorom Wt.
Za svaki organizam je potrebno izračunati ekvivalentnu dozu. Ekvivalentna doza potpunije pokazuje kolika je stvarna opasnost od šteta koje zračenje izaziva (ekvivalentna doza = doza zračenja x faktor kvalitete zračenja). Ekvivalentna doza se odnosi samo na vanjsko zračenje. ICRP (engl. International Commission for Radioactivity Protection) preporuke za granice ekvivalentnih doza na godinu: [2]
- profesionalno ozračenje: 50 mSv
- ozračenje pojedinca: 5 mSv
- ozračenje stanovništva: 1 mSv
Efektivna ekvivalentna doza je veća jer se radionuklidi unose u organizam hranom, vodom, zrakom i ugrađuju se u tijelo. Neki radionuklidi se ugrade u kosti, neki u pluća; svaki dio tijela je ozračen, ali ne jednako. Postoji pravilnik o zaštiti od ionizacijskog zračenja koji je donijela ICRP.
Dozimetrija
Podrobniji članak o temi: DozimetrijaDozimetrija je mjerenje i računanje energije koju zračenje predaje tvari, proučavanje utjecaja različitih vrsta ionizirajućega zračenja na tvari, tkiva i organe i mjerenje brzine raspadanja radioaktivne tvari. Veličine koje opisuju izloženost tvari ionizirajućemu zračenju i učinke (oštećenja) uzrokovane energijom zračenja su na primjer apsorbirana doza, efektivna doza i ekvivalentna doza, a brzinu raspadanja radioaktivne tvari opisuje aktivnost radioaktivnog izvora. [3]
Dozimetar
Podrobniji članak o temi: DozimetarDozimetar se koristi za zaštitu ljudi koji rade u područjima jakog ionizirajućeg zračenja, prije svega u postrojenjima ili ustanovama gdje se koriste jaki izvori radioaktivnosti. Dozimetar je naprava koju radnik ima na sebi. On se obično drži na prsima i ne smije se prekriti tkaninom ili ga na bilo koji način "skriti", jer tako smanjujemo količinu zraka koju bi on trebao registrirati. Gdje se kreće čovjek, sa njim ide i dozimetar. Dozimetar ima svojstvo da registrira ukupno ozračenje, odnosno apsorbiranu dozu zračenja koju je čovjek primio. [4]
Modifikacijski faktor
Modifikacijski faktor ili težinski faktor (oznaka Wr) je korigirajući broj kojim se podrobnije opisuje učinak ionizirajućeg zračenja s obzirom na okolnosti.
Modifikacijski faktor zračenja je broj kojim se opisuje učinak ionizirajućega zračenja na organizam ovisno o vrsti zračenja. Za elektromagnetsko, elektronsko i mionsko zračenje iznosi 1, za neutronsko od 5 do 20, za protonsko 5, a za alfa-zračenje i teško ionsko zračenje 20.
Modifikacijski faktor ozračivanja je broj kojim se opisuje učinak zračenja u pojedinim tkivima prema jednoliko ozračenom organizmu; za većinu unutarnjih organa iznosi 0,05, za kožu i površinu kostiju 0,1, za pluća i koštanu srž 0,12, a za gonade 0,20. [5]
Sivert
Podrobniji članak o temi: SivertSivert (oznaka Sv) je mjerna jedinica ekvivalentne doze ionizirajućega zračenja, izvedena je SI-jedinica, a poseban je naziv za džul po kilogramu. Sivert je definiran ekvivalentnom dozom od apsorbirane doze jedan grej, uz težinski faktor jedan. Nazvan je po švedskom fizičaru Rolfu Sievertu. [6]
Izvori
- ↑ efektivna doza, [1] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.
- ↑ [2] "Uvod u nuklearnu energetiku", prof. dr. sc. Danilo Feretić, 2011.
- ↑ dozimetrija, [3] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.
- ↑ [4] "Ionizirajuće zračenje u biosferi", Mile Dželalija, Kemijsko-tehnološki fakultet, Sveučilište u Splitu, 2011.
- ↑ modifikacijski faktor (težinski faktor), [5] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.
- ↑ sivert, [6] "Hrvatska enciklopedija", Leksikografski zavod Miroslav Krleža, www.enciklopedija.hr, 2016.