RADIATII IONIZANTE

Cap.5. RADIATII IONIZANTE

Sunt radiaii, care datorita energiilor foarte mari pe care le transporta (>10 eV), produc ionizarea materiei prin smulgerea electronilor.

Clasificare:

Radiaii electromagnetice formate din fotoni: gamma i rontgen (X). Diferena ntre ele const n originea lor: radiaiile gamma sunt emise de nucleu i ntotdeauna nsoesc radiaiile alfa i beta, iar radiaiile X sunt emise n straturile electronice. Radiaiile electromagnetice au o putere mare de penetrare, deci sunt foarte periculoase n iradierea extern a organismului, nsa au un grad mai mic de ionizare, deci sunt mai puin periculoase n iradierea intern a organismului. Radiaii corpusculare: alfa, beta, fluxuri de electroni, neutroni i protoni.Particulele alfa sunt nuclei de heliu, n general emise de radionuclizii naturali, au o putere mic de penetrare, datorit cedrii energiei n mediul pe care l strbat, dar produc ionizri multiple. Datorit acestor proprieti aceste radiaii sunt foarte periculoase n iradierea intern a organismului.Particulele beta sunt electroni de vitez mare cu o putere de penetrarte mai mare fa de particulele alfa i deci implicate n iradierea extern i cu rol mai redus n iradierea intern.

Neutronii nu au sarcin electric i sunt produi n reactori. Ca i radiaiile gamma au o putere mare de penetrare, neavnd sarcin electric. Teoretic au nocivitate foarte mare, ns probabilitatea de a ptrunde n organism este foarte mic.

Mrimi i uniti de msurActivitatea sursei radioactive, reprezint viteza de dezintegrare pe secund a nucleilor atomici i are ca unitati de msur:

Becquerel (Bq) n Sistemul International al unitatilor de masura (SI),

Curie (Ci) este cea mai veche unitate de masura ,tolerata.

Ci=3,7.1010Bq

Doza, reprezint cantitatea de energie absorbit de un mediu, strabatut de radiatii.

Doza absorbit (D) este raportul dintre energia cedat de radiaiile ionizante, unitii de mas a substanei strbtute. Unitatea de msur este Joule/Kg sau gray(Gy), iar ca unitate tolerat, rad (radiation absorbed dose).

Gy = 100 rad

Echivalentul dozei (H) este produsul dintre doza absorbit, D i factorul W(este un factor de ponderare i reprezint eficacitatea biologic relativ a radiaiei). Pentru radiaiile X, gamma i electroni este 1, iar pentru particule alfa este 20. Ca unitate de masur este Sievert (Sv), iar ca unitate tolerat este rem (rontgen equivalent men).

Sv = 100 rem

Doza efectiv se folosete n estimarea efectelor stocastice (cancerigene i genetice), lundu-se n calcul ponderea iradierii diferitelor organe. Cuantificarea contribuiei fiecrui organ este dat de un factor de ponderare Wt, care este standardizat.

Radioactivitatea natural, sau fondul radioactiv natural, este determinat de prezena n factorii de mediu ( aer, ap, sol, vegetaie ), organisme animale i la om a izotopilor radioactivi naturali, de origine terestr. Conform raportului UNSCEAR (Comitetul Stiinific al Naiunilor Unite asupra Efectelor Radiaiilor Atomice) sursele naturale de expunere ale organismului sunt: Radiaia cosmic este de origine solar i galactic. Radiaia cosmic primar este de tip corpuscular (protoni, neutroni, particole alfa) i n cea mai mare parte este absorbit n straturile superioare ale atmosferei, dar produce reacii de ionizare n prezena atomilor din aer, rezultnd radiaii cosmice secundare i radionuclizi cosmogeni, cu importan mare n ceea ce privete expunerea organismului la radiaii. Exemple: C-14, H-3, Be-7, Na-22. Radioactivitatea cosmic, crete cu altitudinea, astfel la 3000 m este aproape de 3 ori mai mare fa de nivelul marii, iar latitudinea influeneaz mai puin, totui la poli este mai crescut fa de ecuator. Personalul navigant i cltorii n zborul cu avionul au o expunere de peste 10 ori mai mare, datorit altitudinii.

Radiaia terestr este dat de izotopii radioactivi naturali primordiali, (uraniu- 238, thoriu- 232 , actiniu- 235, potasiu- 40) prezeni n scoara terestr de la formare, sau care apar prin dezintegrare i se numesc izotopi secundari (radiu-226, radiu-228, plumb-210, poloniu-210, radon-220, radon-222). Potasiu-40 este cel mai important radionuclid natural, fiind n mare parte responsabil de expunerea organismului la radiaii naturale. Radonul (thoron) este un gaz i se absoarbe la suprafaa suspensiilor din aer, fiind inhalate, iar prin radiaiile alfa emise are efecte la nivel respirator, mai ales la minieri dar, este prezent i n aerul interior din locuinele noastre.

Radioactivitatea terestr variaz de la o zon geografic la alta, n funcie de tipul rocilor din scoara terestr. Rocile bazaltice i isturile au radioactivitate mai mare. Radiatia terestra este de tip gamma i este emis n aer, ap, vegetaie, materiale de construcie, iar pe aceste ci iradiaz organismul. Radiatiile au avut dintotdeauna un rol important n meninerea vieii pe pamnt, prin meninerea unei temperaturi constante.

Radioactivitatea natural produs de modificri tehnologice (se refer la seriile naturale primordiale de uraniu-238 i toriu -232, care au fost adui din straturile subterane ale scoarei terestre n componentele mediului ambiant, prin diferite activitai naturale sau umane, dupa cum urmeaza:1. Centralele termo - electrice pe baz de crbune. Prin arderea crbunilor se degaj n aer radionuclizi primordiali i produii lor de dezintegrare. Aceiai compui radioactivi se gsesc n cenu i n zgur. Haldele de zgur n zona n care sunt depozitate determin infiltrarea n sol i chiar n stratul de ap freatic a izotopilor radioactivi. 2. Folosirea cenuii de la termocentrale, pentru fabricarea betonului i a cimentului, care la rndul lor se utilizeaza la obtinerea materialelor de construcii si pot astfel crete, radioactivitatea interioar din cldiri.

3. Arderea petrolului, crbunilor i a gazelor naturale, ca surse de nclzire casnic sau n industrie, sunt alte surse de emitere a radonului.4. Rocile fosfatice reprezint materia prim pentru ngrminte chimice, care cresc radioactivitatea solului i a produselor agricole. In urma obinerii ngrmintelor fosfatice se obine ca subprodus, fosfogipsul care, la rndul lui se utilizeaz ca material de construcie. Fosfogipsul are un coninut crescut de radiu 226 (descendent al uraniului) si sursa de radon. Din aceste considerente este interzis folosirea fosfogipsului n construcia de locuine, dar este permis construcia de hale, depozite.

5. Minele neuranifere, prezint acumulri n galerii de radon i thoron, care sunt asociate cu cancerul bronhopulmonar la minieri, ntlnit n unele cazuri cu o frecven de 3 ori mai mare fa de frecventa semnalata in populaia general.6. Apele geotermale sunt bogate n radiu 226 si se pot utiliza la nclzirea n locuine, sau ca ap menajer, dar i ca tratament n staiunile balneoclimaterice. Prin inhalarea vaporilor degajati, din cauza temperaturilor foarte mari, creste iradierea interna, naturala a organismului uman.7. Apele de zcmnt din zonele petroliere.

In concluzie putem spune ca:

expunerea populaiei la radon se datorete in special, emisiilor rezultate din: materialele de construcie cu coninut radioactiv ridicat, arderea gazelor naturale, apa potabil, emisii la nivelul subsolurilor din fundaii. Radioactivitatea natural a factorilor de mediu i a organismului, este data de prezena radionuclizilor n mod natural n factorii de mediu (aer, ap, sol, alimente) si determin o anumit iradiere natural a organismului, Iradierea naturala este dat de: potasiu40, descendenii uraniului i thoriului, (Pb210, Po210 , Ra226) alturi de izotopii cosmogeni, cu radiotoxicitate mic (C 14, H3). Cu cea mai mare frecven n mediu i organism se afl radioizotopul, K40 .

Clasificarea izotopilor radioactivi n funcie de toxicitate:

Grupa I - cu toxicitate foarte mare: Pb210, Po210 , Ra226 , Th227 , U230

Grupa II - cu toxicitate mare : Se46, Bi207, Co60 , Cs137 , I131

Grupa III - cu toxicitate moderat : C 14, I130 , Cs137

Grupa IV - cu toxicitate mic : H3, Th-natural , U-natural.

5.2. Radioactivitatea artificialEste dat de folosirea izotopilor radioactivi artificiali (rezultai n urma reaciilor de fisiune sau de fuziune nucleara) n diverse domenii. Principalele surse de radiaii artificiale sunt:

Exploziile nucleare in atmosfera, conform acordurilor internaionale au ncetat dup 1968 dar, cele n subteran continu i n prezent.

Reactorii nucleari, n care se produc cele mai mari cantiti de radionuclizi artificiali.

In funcie de efectele asupra mediului n caz de accident nuclear sunt dou tipuri de reactori nucleari: cu i far anvelop (anvelopa este o construcie din beton cu perei de 1-2 m, care este ultima barier de protecie fa de mediu n caz de accident).

In ultimii 30 de ani au avut loc dou mari accidente nucleare: la un reactor cu anvelopa - Three Mile Island SUA, in martie 1979 la un reactor neanvelopat - Cernobl Ukraina, 26 aprilie 1986.In ultimii 60 de ani considerai ca era nuclear au avut loc mai multe accidente sau activitai nucleare, cu impact asupra mediului:

iulie 1945, New Mexico S.U.A., prima explozie nucleara;

august 1945, Hiroshima i Nagasaki Japonia, singurele atacuri cu arme nucleare cunoscute, 35 kt;

1948-1951, Celiabinsk-65 U.R.S.S., au fost deversai 2,7 milioane Ci de la instalaiile de producere a plutoniului n prul Teka;

decembrie 1952, Chalk River Canada, accident la un reactor soldat cu deversarea n apa de rcire a 10.000 Ci;

octombrie 1957, Windscale Marea Britanie, accident la un reactor cu moderator de grafit soldat cu incendiu i emisii atmosferice de radionuclizi;

decembrie 1957, Kistim U.R.S.S., accident la instalaiile de producere a plutoniului, cu o explozie a unui tanc cu deeuri, ndeprtndu-se n mediu 20 milioane Ci;

1954-1963, n poligoanele de testare a armelor nucleare din U.R.S.S., S.U.A. i Oceanul Pacific a fost un program intens de explozii nucleare atmosferice (aproximativ 500 de teste);

1960-1990, n Oceanul Atlantic, Oceanul Pacific i n mrile Barent i Kara, au fost aruncate deeuri radoiactive (lichide, solide, reactori nucleari cu sau fr combustibili, etc.) circa 3,5 milioane Ci;

1965-1985, Sellafield Marea Britanie, la uzinele de reprocesare sunt deversate anual n Marea Irlandei, circa 100.000 Ci de Cs-137;

ianuarie 1986, Palomares Spania, un bombardier B 52 cu ncrctur nuclear sufer o ciocnire rezultnd mprtierea n mediu a plutoniului de la dou bombe cu hidrogen;

1976, Canada, satelitul Cosmos 954 aparinnd U.R.S.S, avnd un reactor nuclear, cade i contamineaz pe o zon de peste 100.000 kmp.;

martie 1979, Three Milee Island S.U.A., accident la un reactor nuclear energetic anvelopat, soldat cu topirea zonei active, dar cu influen minim asupra mediului i populaiei;

octombrie 1980, Lop Nor China, ultima explozie nuclear atmosferic din emisfera nordic;

26 aprilie 1986, Cernobl Ukraina, accident la un reactorul nr. 4, neanvelopat, soldat cu ezplozie i incendiu care a dus la mpratierea n mediu a peste 10 milioane Ci de Cs, Sr, I i ali radionuclizi;

martie 1992, Sankt Petersburg Rusia, accident la o central nuclear electric;

noiembrie 1992, accident la sistemul de rcire, centrala atomic, Brunsbuttel, Germania;

februarie 1993, accident la centrala nuclear Fukushima, Japonia;

aprilie 1993, Tomsk Rusia, explozia unui tanc cu deeuri la o uzin de reprocesare a combustibilului;

octombrie 1993, defeciuni la sistemul de control al centralei nucleare Saint Alban, Frana;

martie 1994, defeciune la sistemul de rcire, centrala nuclear Kola, Rusia;

iunie 1994, incendiu la centrala nuclear Beloyarsk, Rusia;

decembrie 1995, incendiu la rectorul Monju, Japonia;

ianuarie 1996 pierderi de radiaii datorit unei erori umane i defeciuni tehnice, la centrala nuclear Dimitrovgrad, Bulgaria 11 martie 2011, cutremurul urmat de tsunami din Japonia.Ramasitele cutremurului(case, nave, cadavre chiar umane) se deplaseaza spre Coasta Californiei, care va fi lovita de aproximativ 25 milioane de tone de reziduuri acumulate. Este o patura de deseuri cu o suprafata de peste 7200km in oceanul Pacific si este impinsa spre plajele Nord Americane. Efectele catastrofei nucleare de la Fukusima sunt studiate si urmarite in timp, la nivel ecologic. Prin cumularea izotopilor radioactivi in flora si fauna, patrund in lantul trofic al animalelor si al omului. Apare riscul producerii unor efecte tardive, in randul populatiei, pe langa efectele directe asupra persoanelor implicate in diminuarea impactului asupra sanatatii mediului si a organismului uman.

In anul 2003 erau in funciune peste 442 reactori nucleari i un domeniu industrial i militar cu necesiti mari de testare. In ceea ce priveste evaluarea efectelor asupra sanatatii populatiei si a factorilor de mediu din tara noastra, se impune o scurt prezentare accidentului de la Centrala Atomo Electrica de la Cernobl, produs n dimineaa zilei de 26 aprilie 1986.

Reactorul de la Cernobl :

un reactor cu uraniu slab mbogit, neanvelopat, mare producator de plutoniu ( material de importan strategic). avnd ca moderator grafitul i ca agent de rcire apa. Una din cele mai importante reguli de siguran n exploatare este interzicerea funcionrii reactorului la o putere mai mica de 90% din puterea nominal (datorit coeficientului de reactivitate pozitiv n caz de funcionare anormal). Nerespectnd aceste norme de funcionare, pentru a efectua o testare a rezistenei, s-a cobort puterea reactorului la 10% din puterea instalat. Datorita coeficientului de reactivitate pozitiv, reactorul a suferit o excursie de putere urmat de o cretere rapid a puterii, la sute de mii MW n numai 2 secunde, cu o cretere mare a temperaturii zonei active i imposibilitatea opririi reactorului. La interval de cteva secunde s-au produs dou explozii succesive care au aruncat placa de beton de 1.000 t cu rol de protecie aflat deasupra reactorului, precum i cantiti mari de combustibili. Moderatorul de grafit a luat foc i a ars dou sptmni, cu toate msurile luate pentru stingere. Primele victime au fost pompierii (lichidatorii).

O evaluare dupa 10 ani cu ocazia unor ntlniri internaionale (Uniunea Internaionala contra Cancerului-Atena, OMS, Geneva, noiembrie 1995 i altele) a estimat c:

S-a degajat o cantitate de radionuclizi de peste 400 ori mai mare dect la cele dou bombe de la Hirosima i Nagasaki.

Au fost expuse peste 4 milioane de persoane la o doz peste 1mSv n primul an dup accident.

Aproximativ 800.000 persoane au fost implicate n aciunile de lichidare sau reducere a efectelor post accident. Dintre acetia 203 persoane (lichidatorii) au murit prin boal acut de iradiere .

Din zona imediat apropiat au fost evacuate peste 100.000 persoane.

Cele mai afectate au fost regiunile din Ukraina, Belarus i Rusia, urmez apoi rile nordice (Norvegia, Suedia, Finlanda), deoarece direcia de deplasare a maselor de aer a fost n primele zile ale accidentului spre nordul i nord-vestul Europei.

In zilele de 29, 30 aprilie i 1 mai 1986 masele de aer i-au schimbat direcia spre sud contaminnd atmosfera i din ara noastr. |n urma precipitaiilor radionuclizii din atmosfer au ajuns pe sol, ap, vegetaie. Toate regiunile rii noastre au fost afectate de norul radioctiv.

Cele mai mari concentraii s-au nregistrat n zonele montane, n Podiul Transilvniei, n estul i sudul rii, iar cele mai mici n Cmpia de Vest. Depunerile radioactive din anul 1986 au fost cu peste 103 mai mari fa de anul 1985.

In aerul atmosferic s-au semnalat valori foarte mari ale activitaii Iodului131 de 100 Bq/mc aer i Cesiu134 de 60 Bq/mc aer. In anii urmtori, depunerile de Cesiu131 au scazut, ajungnd n 1993 la valori de 10 ori mai mari, iar n prezent aproximativ egale cu cele din 1985.

In apa potabil a municipiului Bucureti s-au atins valori maxime de 29 Bq/litru, ale Iodului131, fa de valori nedetectabile pna atunci. In urmatoarele zile radioactivitatea a scazut brusc, de altfel se consider c apa nu a avut o pondere semnificativ n calculul dozei efective a populaiei n acea perioada.

Alimentele au avut o contribuie serioas n doza absorbit de populaie, astfel laptele i untul au avut cel mai mare coninut de Iod131(1000- 10000 Bq/l), au urmat legumele, salata verde, spanacul i mai puin fructele (exceptnd fructele de pdure care au avut un coninut foarte mare de iod). Dupa scderea concentratiei de iod, ncepind cu luna iunie 1986, s-a urmrit concentraia de Cesiu134 , Cesiu137, Stroniu90, care au prezentat n alimente valori de ordinul a 100 Bq/l lapte. Valorile au sczut i pentru aceti radionuclizi n urmtorii ani, iar dupa 1990 au ajuns la valorile anterioare accidentului.

Utilizarea surselor artificiale de radiaii ionizante n medicin

In scop de diagnostic i tratament sunt folosite :

instalaii de radiaii X pentru radioscopie, radiografie, surse nchise de radiu226, Cobalt60 pentru: radioterapie extern

rontgenterapia, cobaltoterapia, cesiuterapia, terapia cu radiaii cu energie mare (neutroni, electroni) produi n accelerator( betatron, ciclotron, etc.) curieterapie local endocavitar, cu surse nchise de cobalt i radiu

medicina nucleara, care folosete radionuclizi cu viaa scurt (iod-131 cu T=8,1 zile, techneiu-99 cu T=6 ore i alii)

Expunerea populaiei la radiaii ionizante prin tehnici medicale este destul de mare, datorit numrului crescut de investigaii recomandate, dar i a aparaturii medicale foarte nvechit.

Tabel 24. Radionuclizi artificiali caracteristici biologice

RadionuclidCi de transfer la omOrgan int n contaminarea internTimp de njumtire

AniZile

Carbon 14ncorporat n CO2 aer, ap, alimente Corpul nreg -10

Cesiu 136

Cesiu 137Plante, animale, carne, lapteMuchi, splin, ficat-138

70

Cobalt 60Lanuri trofice marinePlmn, splin, corp ntreg-9,5

Hidrogen 3Ap, aer, prin pieleCorp ntreg-12

Iod 129

Iod 131Plante, animale, lapte, inhalare, pieleTiroida-138

7,6

Plutoniu 238

Plutoniu 240Inhalare, alimenteOs, ficat63

195-

Stroniu 89

Stroniu 90Plante, animale, lapteOs-

1750

-

5.3. Metabolizarea radionuclizilor artificiali

Radionuclizii n funcie de tipul lor intr n circuite biogeochimice (sol, ap, aer, vegetale, animale), crendu-se mai multe ci de aport n organismul uman, unde intr n mecanisme metabolice:

identice cu elementele chimice crora le aparin: H-3, C-14, Fe-59, etc.;

relativ asemanatore cu unele elemente cu proprietai apropriate: Cs-34 i Cs-137 cu K, Sr-89 i Sr-90 cu Ca;

nespecifice cu eliminare rapid din organism: Pu-239, Pu-240, Ce-141, Ce-144, etc.

Din factorii de mediu radionuclizii se concentreaz n organismele ecosistemului respectiv prin contact direct sau cu apa i hrana. Acetia ptrund n organismul uman pe mai multe ci: respiratorie, digestiv (prin ap i alimente), cutanat.

Tipuri de expunere ale organismului la radiaii ionizante:

expunerea extern sau intern, n funcie de locul unde se afl sursa de radiaii;

expunerea normal i expunerea potenial: se produce n condiii normale de funcionare a unei instalaii sau surse de radiaii, iar eventualele perturbaii, care apar n funcionare pot fi inute sub control. Expunerea potenial poate s apar n condiiile unui accident, fiind un eveniment ntmpltor (probabilistic);

expunerea profesional afecteaz persoanele care lucreaz cu surse de radiaii naturale sau artificiale;

expunerea medical se datoreste surselor radioactive sau generatoarelor de radiaii folosite pentru diagnostic sau tratament (pacientul are o expunere medical, iar personalul medical are o expunere profesional).

5.4. Mecanismul de aciune al radiaiilor ionizante

Sunt dou teorii, care stau la baza efectelor produse de radiaiile ionizante:

Teoria aciunii directe sau a intei, presupune un fenomen de excitare sau ionizare la nivel molecular. Aceste molecule capt un exces de energie, care poate fi expulzat prin emisie de fotoni sau prin ruperea unor legaturi covalente. La nivel celular acizii nucleici au cea mai mare sensibilitate. Teoria aciunii indirecte are la baz absorbia energiei la nivelul esuturilor, rezultnd o serie de modificri biochimice. Avnd n vedere c majoritatea proceselor biochimice au loc n ap i mai puin n proteine sau lipide, se produce radioliza apei cu formare de radicali HO i hidroxiperoxid HO-2, care au o reactivitate chimic foarte mare, determinnd reacii secundare n sistemele coloidale, reprezentate de macromoleculele proteice sau acizii nucleici. Radicalii radiolitici pot afecta aceste structuri prin reacii de hidroxilare, dezaminare, decarboxilare. Scindarea radiolitic a apei poate modifica i potenialul redox, afecteaz gruprile sterolice ai hormonilor CSR, sexuali, alerindu-le funciile fiziologice. Ca dereglri fiziologice pot apare: inhibarea puternic a sintezei acizilor nucleici, a adeninei, guaninei, timidinei, hemoglobinei, glicogenului. Aceste mecanisme biochimice stau la baza teoriei radicalilor liberi, efectele lor fiind vizibile, cnd numrul lor depete capacitatea de neutralizare a enzimelor reductoare (efecte biologice cu prag).

5.5. Relaia doza-efect

Relaia doz efect n expunerea la radiaii ionizante este cu prag pentru efectele somatice, deterministice i fr prag pentru efectele stocastice, probabilistice.

La aceeai doz riscul difer n funcie de tipul de radiaii. Astfel s-a introdus factorul de calitate (Q).

Echivalentul dozei eficace (doza fizic x Q) este doza biologic necesar n radioprotecie i este proporional cu riscul potenial i permite evaluarea efectelor. Unitatea de masur este Sievert i Rem. Pentru radiaiile X i gamma Q=1.

Dac riscul cancerului de sn apare la iradierea zonei cu 1cGy , la iradierea ntregului organism acelai risc apare la o iradiere de 0,15 cGy.

5.6. EFECTELE RADIATIILOR IONIZANTE In funcie de doza de expunere, zona expus i timpul de expunere pot s apar: Efecte precoce. Apar dupa expuneri peste doza prag i gravitatea lor crete cu doza, timpul de expunere i organul(volumul) iradiat.

Iradierea organismului poate fii: total i localizat.

Iradierea totala a organismului poate sa apara n :

Iradierea medical (pregtirea pentru transplantul de organe, tratamentul limfoamelor) Iradierea accidental.

1. Iradierea medicalDin anul 1958 se folosete iradierea pentru imunodepresie n efectuarea transplantului de organe (3-4 Gy pentru transplant renal; 8-10 Gy pentru grefa medular n leucemii). Bolnavii suport bine aceast perioad de aplazie medular, dac sunt protejai contra infeciilor. Experiena cumulat n urma acestor iradieri a dus la urmatoarele concluzii:

In absena unei grefe medulare, doza letal- 50 (DL-50) apar la o expunere de 4-5 Gy, iar la o doza peste 6 Gy nici un om nu poate supravieui. (DL-50 reprezinta doza exprimata in mg/kg corp, administrata la animale de experienta, cu letalitate de 50% Pentru aceste doze moartea survine prin aplazie sanguin, care duce la hemoragii i suprainfecii.

Dup grefa de maduv histocompatibil la subieci sub 40 de ani gradul de supravieuire este foarte ridicat.Tesutul critic este plamnul, iar decesele care pot sa apara prin, pneumopatii se produc n timp de aproximativ ase luni dupa iradiere.

2. Iradierea accidentalEste diferit de cea medical, deoarece doza este eterogen i nu este msurabil. Aprecierea gravitii iradierii se bazeaz pe:

Date clinice: - greaa i vrsturile sunt simptome uoare i precoce; diareea apare mai trziu i are un prognostic mai grav dac se prelungete cteva zile; sidromul neurologic este reprezentat de cefalee, obnubilare, stare de oc, hipertermie i indic o iradiere foarte mare.

Date biologice: limfopenia apare precoce; scderea numrului de granulocite este precedata de granulocitoz prin mobilizarea lor din rezerve; aberaii cromozomiale.

A. Boala de iradiere acut, apare n urma iradierii externe, a intregului corp si este inclusa in efectele deterministice ( apar la majoritatea persoanelor expuse la o doza, care depaseste doza maxim admisa). In aparitia acestor efecte relatia doza-efect este o relatie cu prag. Boala de iradiere, forma acuta evolueaz n trei faze:

- Faza prodromal, apare in primele ore dup expunere i se manifest cu: greuri vrsturi, cefalee, stare general alterat, tahicardie, hipotensiune, anxietate, iritabilitate, insomnie. Intensitatea acestei faze este influenat de rezistena individual si starea psihologic.

- Perioada de laten const n atenuarea sau dispariia simptomelor pe o perioad de 30 minute pn la 3 sptmni, in funcie de doza primit.

- Perioada de stare, n funcie de doza de expunere, se manifest sub una din formele:

Forma hematologic, la o expunere de 1-5 Gy, apare dup o laten de aproape 3 sptmni. Debutul este brusc cu alterarea strii generale, frisoane, manifestri hemoragipare (echimoze,peteii,epistaxis, hemoragii digestive, hematurie). Decesul poate aparea prin hemoragii mari, sau prin infecii grave (bronho pnemonii, stare septic). In formele neletale apare: epilaie, sterilitate temporar, iar hematologic se observ o scdere marcat a limfocitelor, granulocitoz, apoi neutropenie, trombocitopenie. Hematiile scad mai lent. Febra ncepe s scad i simptomele se atenueaz. Prognosticul este bun, fiind vorba doar de o alterare reversibil la nivelul celulelor stem hematopoetice.

Forma gastro intestinal apare la o expunere peste 5 Gy i are o faz prodromal de 48 ore si o perioad de laten de 2-5 zile, dup care apare anorexia, grea, vrsturi, febr, diaree sanguinolent, ileus paralitic, deshidratare, hemoconcentraie, colaps circulator. Letalitatea este n jur de 50% din cazuri. Forma cerebral apare la iradieri de peste 20 Gy. Debutul este brusc, cu o faz prodromal violent si cu o perioada de remisiune a simptomelor de minute sau ore. Se manifest cu somnolen, apatie, tremor, convulsii, dureri abdominale violente, cianoz, oligurie. Hematologic apare: limfopenie sever, granulocitoz. Prognosticul este sever.Letalitatea este mare.Prin iradierea unei anumite zone a corpului manifestrile patologice pot fii:

- leziuni cutanate (epilaie temporar pn la necroze)

- leziuni oculare (cataract, conjunctivite)

- leziuni ale gonadelor (spermatogoniile au o radiosensibiltate mult mai mare). Se instaleaz sterilitatea tranzitorie.

B. Efecte cronice.Apar n cazul iradierilor repetate cu doze mici i afecteaz patru organe critice: Pielea: necroze, ulceraii trenante, fragilitate la traumatisme minime, telangiectazii, hiperkeratoz, atrofie dnd aspect de piele mbtrnit.

Ochii: cataracta, care poate duce la cecitate.

Gonadele: aciunea radiaiilor asupra liniei germinative cu risc dublu: mutaii genetice i sterilitate. Expunerea profesional la radiatii ionizante nu produce scderea fertilitaii.

Tesuturile hematopoetice: o iradiere de 0,1 cGy/ sptmn poate determina modificari uoare ale formulei eritrocitare. Dup o iradiere cronic se consider un semnal de alarm: - scderea leucocitelor sub 4.000

- cretera limfocitelor peste 15.000 - reticulocitoza peste 2%, - anemie macrocitar, limfocite bilobate i polinucleare foarte segmentate.

Teratogeneza

Se refer la expunerea in perioada intrauterina (in utero) a embrionului i a ftului, la radiaii ionizante, cauzata de iradieri externe sau interne ale gravidei.. Cel mai mare risc de expunere este din ziua a 9-a, n perioada de organogenez, pn n ziua 90. In aceast perioad se afl clone celulare n proliferare i difereniere, care formeaz organe.Celulele in perioada de diviziune, fiind nediferentiate , au radiosensibilitate foarte mare. Moartea unei celule poate s opreasc dezvoltarea organului sau o parte a sa, aparnd o anomalie major. Se nasc copii cu mlformatii congenitale (agenezii de organ sau a unui segment de organ)In perioada fetal (din saptamina a Xll-a), frecvena i gravitatea malformaiilor scade, pentru c numarul celulelor difereniate este mare. Multiplicarea neuronilor are loc pana la nastere, si dintre celulele diferentiate, neuronul are o radiosensibilitate crescuta. Poate sa apara retard mintal, microcefalie, dezvoltare neuro psihica deficitara.Mortalitatea intrauterin poate aparea la expuneri peste 0,2 Gy, iar la 0,5 Gy mortalitatea este in jur de 50%.

Radiocarcinogeneza in utero a fost urmarit n dou studii:(1)- la copiii a cror mame au suferit examinri radiologice pelvine i (2) - copiii din zone n apropierea exploziilor atomice. S-a observat o cretere uoar a frecvenei cancerului de tipul:

cresterea leucemiilor de 3-4 ori (1). limfoame maligne, nefroblastom, neuroblastom (2)

Trebuie s se evite o iradiere a micului bazin n ultimile 2 sptmni ale ciclului menstrual, iar iradierea fr risc este n ultimile 5 zile de ciclu.Ca i conduit medical n iradieri de 10-20 cGy este avortul terapeutic

C. Efectele tardive sunt efecte stocastice (probabilistice) si includ:

1. manifestri de tip somatic (cancerul radioindus) 2. efecte genetice.In producerea efectelor stocastice, relatia intre doza de expunere la radiatii ionizante si efecte ( relatia doza-efect) este o relatie fara prag. Orice doza (cuanta) de energie, poate produce un efect genetic. Efectele genetice apar la descendentii persoanelor iradiate, de aceea sunt cuprinse in categoria efectelor genetice:

actiunea teratogena a radiatiilor ionizante radiocancerogeneza actiunea mutagena ( actiunea genetica propriu-zisa)Primul caz de cancer de piele radioindus a fost nregistrat n 1902, dup care sau semnalat i altele, precum i cazuri de leucemie la copii, in general dupa varsta de 7 ani. Radiocarcinogeneza s-a urmarit n 3 tipuri de studii epidemiologice:1) pe bolnavi iradiai, 2) pe supravieuitorii de la Hiroima i Nagasaki i 3) pe expuii profesional la radiaii ionizante. Concluziile sunt urmatoarele:

In primul studiu (1) s-a observat un exces al cazurilor de cancer secundar, (de col uterin i vezica urinara) la femei iradiate: pentru cancer uterin (ca localizare primara) si cancer de tiroid, (la persoanele iradiate n zona gtului).

In studiul (2) s-au semnalat cazuri de leucemie n exces, fa de riscul calculat n populaie, dupa 40 de ani. Apoi frecvena cazurilor de leucemie scade i crete frecvena cancerului de tiroid, sn, plamn.

In studiul (3) s-a evideniat apariia de:

osteosarcoame cu frecven mare, la persoanele care au pictat cadrane luminescente, cu vopsele coninnd radium. cazuri de cancer pulmonar de 8 ori mai multe, fa de numrul ateptat; frecvena leucemiilor i a cancerelor de piele la radiologi (USA 1920-1939) a fost de 10 ori mai mare fa de frecventa acestor forme de cancer si leucemii prezente la medicii de medicina generala. Studii ulterioare arat o scdere a frecvenei cancerului profesional datorit msurilor de radioprotecie.

Mecanismul cancerogenezei prin expunerea la radiatii ionizante, implic aceleai faze ca i n cancerogeneza chimic: (iniiere, promovare, progresie). Radiaiile ionizante pot produce modificari atat in perioada de iniiere, cat si in cea de promovare.

Riscul genetic (efectele mutagene)

Efectele genetice apar n urma expunerii gonadelor la radiaii ionizante, afectnd materialul ereditar, prin producerea de aberaii cromozomiale sau mutaii.

La o expunere de 1 cGy a celulelor germinale numrul leziunilor induse este de aproximativ 200 la 1 milion descedeni. Cteva din aceste mutaii se exprim la prima generaie, n rest la a 10-15 a. Celulele germinale la brbat sunt mult mai sensibile dect la femeie, cea mai mare sensibilitate fiind nainte de pubertate. La femeie radiosensibilitatea crescuta apare n perioada fetala, nainte de luna a 7-a, precum i n perioada vieii genitale, dup pubertate. In funcie de procesele de reparare de la nivelul ADN, riscul genetic scade, de aceea trebuie respectat un interval de cel puin 6 luni, dupa o expunere la radiatii ionizante, si perioada de procreere.

Cnd se estimeaz riscul genetic la om se ia n considerare doza primit nu de individ, ci de populaia umana. In celula uman fiecare gen este dubl: una provenind de la cromozomul patern i a doua de la cel matern. Dac cele doua gene sunt identice, (prezinta aceeasi mutatie) ele sunt homozigote.Dac doar una prezinta o mutatie genetica, sunt heterozigote. O gen nu se exteriorizeaz n starea heterozigot de la prima generaie, cel mai adesea gena alterat este de tip recesiv, transmis din generaie n generaie. Sunt autori care susin c o gen recesiv la heterozigoi poate avea o anumit influen: scderea rezistenei i adaptrii individului la factorii de mediu. In cele din urm gena recesiv se exteriorizeaz fenotipic, atunci cnd devine homozigot (ntlnete o alt gen, de la cellalt printe cu aceeai mutaie).

In mod normal exist gene recesive, rezultate din mutaii spontane, prin expunerea organismului la fondul radioactiv natural, sau prin prezenta unor substante chimice toxice, cancerigene, factori biologici, sau alti factori fizici, prezenti in mediul ambiant.Doza maxim admisa, n populaie este suma dozelor primite la nivelul gonadelor, de toi indivizii componeni ai populaiei.

Noiuni de radioprotecie

Radioprotecia are ca obiectiv protejarea indivizilor si a descendenilor fa de riscurile poteniale ale radiaiilor ionizante i are la baz o analiz cantitativa a riscurilor. Din totdeauna fiina uman a fost expus la radiaii cosmice, radioelemente naturale din scoara terestr i cele incorporate n organism. Fiecare din ele contribuie cu aproximativ 0,3 mGy/an. Iradierea medie a organismului este de aproximativ 2,10 mSv/an i variaz de la o zon geografic la alta: 1,35 mSv din iradierea natural i 0,75 din cea antropogen.

Radioactivitatea terestr variaz n funcie de bogia n thoriu sau uraniu (Frana 2mGy/an, India 30 mGy/an).

Radioactivitatea cosmic depinde de altitudine (de la 0-2000m se tripleaz) i de latitudine ( maxim la poli, minim la ecuator).

Iradierea intern este dat de K40, care patrunde n organism cu apa i alimentele, apoi radonul220 prin inhalare.

Iradierea dat de activitile umane, radioactivitatea modificat tehnologic, influeneaz foarte mult fondul radioactiv natural:

Surse antropogene de iradiereSurseDoza medie/an (mSv/an)

Iradierea medical

Radiodiagnostic0,7

Radioterapie0,01

Medicina Nuclear 0,1

Cderi din explozii atomice

experimentale 0,02

Ingraminte fosfatice 1x10-4

Transporturi aeriene 0,001

Funcionarea centralelor nucleare0,0015

Cadrane luminoase 0,008

Total1 mSv/an

Doze limita Radioprotecia are drept scop meninerea dozelor absorbite la un nivel inferior dozelor prag, pentru care se observ un efect la nivelul esutului considerat critic (piele, esut hematopoetic, gonade).

Doze limit pentru :

expunerea profesional este de 20mSv/an, medie pe 5 ani consecutivi.(se accepta o singura valoare maxim admisa, de 50mSv ntr-un singur an).

expunerea populaiei, doza limit maxim admisa este de 1mSv/an (medie n 5 ani consecutivi), n condiii speciale admindu-se maxim 5mSv ntr-un singur an.Radiografia medicala supune oamenii la o radiatie de circa 1 miliard de ori mai mare comparativ cu radioactivitatea naturala, dar numai o fractiune de secunda.

Din fericire o radiografie cu raze X dureaza o fractiune de secunda, fata de radioactivitatea naturala, mult mai slaba dar, este permanenta

In tarile dezvoltate expunerea la radiatii din surse medicale in medie este egala cu iradierea cu surse naturale

O calatorie cu avionul dus-intors Paris- New York inseamna o expunere la radiatii ionizante, egala cu cea necesara unei radiografii de torace( Bruno Comby Presedintele asociatiei internationale Ecologistii pentru Energia Nucleara)PAGE 1