Strålings biologiske virkninger Ioniserende stråling kan forårsage to typer af skader på mennesker: • deterministiske skader (akutte) • celledød (somatisk) • stokastiske skader (sene) • fejlreparerede.
Download ReportTranscript Strålings biologiske virkninger Ioniserende stråling kan forårsage to typer af skader på mennesker: • deterministiske skader (akutte) • celledød (somatisk) • stokastiske skader (sene) • fejlreparerede.
Strålings biologiske virkninger Ioniserende stråling kan forårsage to typer af skader på mennesker: • deterministiske skader (akutte) • celledød (somatisk) • stokastiske skader (sene) • fejlreparerede DNA-molekyler i vævsceller (somatisk) • fejlreparerede DNA-molekyler i kønsceller (genetisk) Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Typer af biologiske skader Bestråling Bestrålet individ Efterkommere af bestrålet individ Somatiske skader Genet iske skader Stokastiske skader Deterministiske skader Stokastiske skader Optræder kun med en vis sandsynlighed Optræder kun over en vis dosisstørrelse Optræder kun med en vis sandsynlighed Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 DNA-molekylet sukkermolekyle nukleotid 4 typer nukleotider Purinbaser: Adenin (A) Guanin (G) Pyrimidinbaser: Cytosin (C) Thymin (T) fosfatmolekyle osv. osv. osv. osv. et gen består af ca. 1000 nukleotidpar ca. 3109 nukleotidpar i hver cellekerne ca. 25.000 gener i cellerne, hvoraf ca. 15.000 er kendte Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Kromosom- og genmutation Kromosom-aberration (dobbelt-hit symmetrisk kromosom-udveksling) Metafase Anafase Genmutation Gen efter bestråling Gen før bestråling C A T G C A T G T A A T G C C G T A A A T G C C A A T T G C A T G T A A T G C C G Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 T A C G G C A T Deterministiske skader Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Erfaringsmateriale - deterministiske skader • strålingsuheld (incl. kritikalitetsuheld) • atombombesprængningerne over Hiroshima og Nagasaki • strålingsterapi • Tjernobyl-ulykken Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Respons - deterministiske skader • Tærskeldosis under hvilken en skade ikke viser sig klinisk • Alvorligheden af en skade vokser med voksende dosis Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Respons - deterministiske skader Alvorlighed af skade (%) 100 80 60 40 tж rskeldosis 20 0 0 LD50: dosis ved hvilken 50% udviser den givne skade Organdosis Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Tærskeldoser og deterministiske skader Organ Tærskel (Gy) Skadetype Tidspunkt Hele kroppen 0.5 1 opkast død første dag 1 - 2 måneder Lunger 6 død 2 - 12 måneder Huden 3 hudrødmen 1 - 3 uger Thyroidea 5 underaktivitet af thyroidea ét til flere år Øjelinser 2 stær Gonader 2 - 3 permanent sterilitet Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 6 mdr. til flere år uger Dosisrespons for knoglemarvsyndromet Sandsynlighed for dшd, R(D) 1.0 Ingen behandling 0.8 Understшttende behandling 0.6 LD50 4 Gy LD50 6 Gy 0.4 0.2 0 0 2 4 6 8 10 12 Absorberet helkropsdosis, D (Gy) Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 14 Goiânia-ulykken i 1987 Forladt radioterapi-klinik i Goiânia - Brasilien Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Goiânia-ulykken i 1987 Afskærmning med kilde Beam åbning Strålingsterapianlæg Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Goiânia-ulykken i 1987 137Cs strålingskilde kilde-vindue Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Goiânia-ulykken i 1987 • Ulykken skete den 13.9.1987 i Goiânia, Brasilien • Kildestyrken var 51 TBq 137Cs (51 mmø 48 mm) • 4 personer døde som følge af bestrålingen (6-årig pige, 38-årig kvinde, 18-årig mand og 22-årig mand) • Helkropsdoser på 4.5 - 6 Gy til de afdøde • Ekstern og intern kontamination af 249 personer • 20 personer behøvede hospitalsbehandling, heraf 19 for hudskader (“-forbrændinger”) • 112.000 personer blev moniteret for kontamination • Total affaldsmængde 3.500 m3 Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Goiânia-ulykken i 1987 Monitering for radioaktiv forurening Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Goiânia-ulykken i 1987 Skrothandlerens hus under nedrivning Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Goiânia-ulykken i 1987 Pakning af radioaktivt affald Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Goiânia-ulykken i 1987 Temporær oplagringsplads for radioaktivt affald - 1994 Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Goiânia-ulykken i 1987 Strålingsskade på låret fra en del af kilden båret i bukselomme. Strålingsdosis større end 5 Gy Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Stokastiske skader Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Erfaringsmateriale - stokastiske skader • atombombesprængningerne over Hiroshima og Nagasaki • medicinsk strålingsdiagnostik og -terapi • erhvervsmæssig strålingsudsættelse • omegnsbestråling (fallout og udledninger) Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Årsager til kræft Ioniserende stråling ? ? ? Ikke-ioniserende stråling Fødevarer Kemikalier Cancer Alkohol Arvelighed Virus Forurening Stress Rygning Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Respons, R(D) Dosisrespons - lineær ekstrapolation 2 - 10 gange lavere hж ldning end ved lineж r ekstrapolation fra hшje doser med hшj dosishastighed til lave doser med lav dosishastighed lineж r ekstrapolation Dobs mulig dosisrespons Absorberet dosis, D Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Hiroshima-Nagasaki ‘Life Span Study’ Dosis [Sv] Antal personer < 0,005 Faste tumorer Leukæmi Observeret Antal Estimeret ekstra Observeret antal Estimeret ekstra 36.459 3.013 42 73 9 0,005 – 0,1 32.849 2.795 85 59 3 0,1 – 0,2 5.467 504 18 11 0 0,2 – 0,5 6.308 632 77 27 15 0,5 – 1,0 3.202 336 73 23 16 1,0 – 2,0 1.608 215 84 26 22 > 2,0 679 83 39 30 28 Total 86.572 7.578 334 249 87 Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Respons - stokastiske skader • Sandsynligheden for en skade vokser med voksende dosis • Alvorligheden af en skade er uafhængig af dosis størrelse • Ingen tærskeldosis Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 ba gg ru nd sh yp pig he d Sandsynlighed for senskader Strålings biologiske virkninger – dødelig cancer 0 0 hж ldning: 0.0044 % pr. mSv sis: r. еr o p d v s S еr nd m . u r r 4 p g . bag mSv it: 2 n 0 s 1 m : e genn forhшjet еr . r k s p i typ mSv 0 0 1 hшj: Dosis over baggrundsdosis Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Risiko for stokastiske strålingsskader Livstidsrisiko (pr. Sv) Skadetype Total befolkning Erhvervsbefolkning Dødelig cancer 0.044 0.034 Ikke-dødelig cancer 0.016 0.011 Total cancer 0.060 0.045 0.005 0.004 0.065 0.049 Genetiske skader Total stokastisk *) *) Risiko i to efterfølgende generationer Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Cancerrisiko som funktion af alder Livstidsrisiko, r(T) [pr. Sv] 0.20 BEIR V 0.15 UNSCEAR 2000 0.10 0.05 0 0 20 40 60 80 Alder pе bestrеlingstidspunkt, T (еr) Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 100 Strålings biologiske virkninger - cancerdødsfald En erhvervsmæssigt beskæftiget med radioaktive stoffer har over 10 år modtaget en dosis (ud over dosis fra baggrundsstrålingen) på 50 mSv. Hvor stor er sandsynligheden for, at denne dosis giver anledning til et senere kræftdødsfald? Sandsynlighed = 0,0034% pr. mSv 50 mSv = 0,17% Sandsynlighed fra alle påvirkninger: 22 - 25% (livstid) Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Risikoperspektiv - stråling og cigaretrygning Rcigaret 3000 lungekræft pr. år 7,3 10 9 cigaretter pr. år 4 10 7 lungekræft pr. cigaret Rstråling 0,044 kræftdødsf ald pr. Sv Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Risikoperspektiv - stråling og cigaretrygning Risiko ækv Rcigaret Rstråling 4 10 7 lungekræft pr. cigaret 0,044 kræftdødsf ald pr. Sv 10 5 Sv pr. cigaret Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Risikoperspektiv - stråling og cigaretrygning • 10 cigaretter pr. dag: 3650 cigaretter pr. år • gennemsnitlig årlig risiko: 3650 105 0.044 2 pr. 1000 pr. år • livstidsrisiko: 2 pr. 1000 pr. år 50 år 1 pr. 10 Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011 Risikoperspektiv - stråling og cigaretrygning Ækvivalent strålingsrisiko ved rygning af en pakke cigaretter pr. dag i 60 år: • et gennemsnitligt levetidstab på 1500 dage • en effektiv dosis på 70 mSv pr. år • en effektiv livstidsdosis på 4000 mSv Danmarks Fysik- og Kemilærerforening den 12. maj 2011