Prof. Dr. Wolfgang Auffermann Promieniowanie i inne zagrożenia dla zdrowia

Promieniowanie jako transport energii Energia Emisja fal elektromagnetycznych Promieniowanie korpuskularne ( światło podczerwień mikrofale promieniowanie radiowe Promieniowanie wodne Promieniowanie piaskiem Promieniowanie jonizujące ) γ-Promieniowanie β-Promieniowanie α-Promieniowanie Rentgen Neutrony U V - S t r a h l u n g Strahlung begegnet man im täglichen Leben an vielen Stellen. Strahlung ist Transport von Energie. Es gibt eine Quelle, von der aus sie sich ausbreitet. Man unterscheidet elektromagnetische Strahlung und Materiestrahlung. Materiestrahlung: Alpha, Beta und Neutronen, Elektromagnetische Strahlung: Gamma-Strahlen, Ionisierende Strahlen können Photonen- oder Korpuskular-Strahlen sein. Teilchengröße © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

Reakcje jądrowe i reakcja rozszczepienia Rozszczepienie jądrowe: Jądro rozpada się na dwie prawie równe części i wolne neutrony Promieniowanie Neutronowe Promieniowanie Alpha Alpha- rozszczepienie: Jądro emituje dwa protony i dwa neutrony Beta- rozszczepienie: Jądro emituje elektron lub pozyton Promieniowanie Beta Gamma- rozszczepienie: Jądro emituje foton (Fale elektromagnetyczne) Promieniowanie Gamma © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

Promieniowanie kwantowe Cząstki alfa: 2 Protony + 2 Neutrony Ładunek Masa Cząstki beta: Elektrony Ładunek Masa Ładunek Masa Neutrony Kwanty gamma: Fotony Ładunek Masa

Fotony Kwanty promieniowania elektromagnetycznego Kwant gamma Właściwości: brak masy brak ładunku czysta energia prędkość światła Jonizujące fotony: Kwant gamma Kwant rentgena Photonen sind die Elementarteilchen der elektromagnetischen Strahlung. Anschaulich: Eine Quelle elektromagnetischer Strahlung „schießt mit Photonen“. Photonen sind masselose, ungeladene Energieteilchen. Photonen können nicht abgebremst werden, sie breiten sich generell mit Lichtgeschwindigkeit aus (300 000 km/s). Beispiele für elektromagnetische Strahlung: Radarwellen, Radiowellen, Mikrowellen, Wärme-Strahlung, Licht, UV-Strahlung, Röntgenstrahlung, Gamma-Strahlung. Bei diesen Strahlungsarten werden Photonen emittiert. Die verschiedenen Formen elektromagnetischer Strahlung unterscheiden sich durch die Energie der zugehörigen Photonen. So haben Röntgen- und Gamma-Photonen mehr als das Tausendfache der Energien von Licht-Photonen. Für den Bereich der ionisierenden Strahlung (d.h. Photonenenergien > 5 keV) spricht man auch von Gamma- bzw. Röntgen-Quanten. Gamma-Quanten unterscheiden sich physikalisch nicht von Röntgen-Quanten. Der Unterschied liegt ausschließlich in ihrer Entstehung: Gammaquanten entstehen in Atomkernen, Röntgenquanten entstehen in den Atomhüllen. Photonen wirken nicht direkt ionisierend. Sie können allerdings Photoeffekt oder Comptoneffekt (bei Energien deutlich oberhalb von 1 MeV auch Paarbildung) auslösen, bei denen ionisierende Elektronen erzeugt werden. © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

Energia i intensywność promieniowania Energia promieniowania Energia kwantu < niska wysoka energia Intensywność promieniowania ilość kwantów Wir unterscheiden zwischen Strahlungsenergie und Strahlungsintensität. Die Energie hängt ab von der Strahlungsart, gewöhnlich angegeben in KeV oder MeV. Strahlungsintensität meint die Photonen- oder Teilchenflußdichte. Sie ergibt sich aus der Anzahl der Strahlenquanten (pro Zeit und pro Fläche). < niska wysoka intensywność © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

Zasięg promieniowania jonizującego Promieniowanie alfa Warstwa papieru jako osłona Promieniowanie beta Warstwa około 1 cm aluminium lub szkła akrylowego jako osłona Promieniowanie gamma i rentgena Mmateriały o dużej gęstości (np. ołów) jako osłona Alpha-Strahlen haben in fester und flüssiger Materie eine Reichweite von nur wenigen Mikrometern. Die Reichweite in Luft beträgt wenige Zentimeter. Beta-Strahlen haben in fester und flüssiger Materie Reichweiten von wenigen Millimetern. In Luft liegt die Reichweite in der Größenordnung von einem Meter. Die Reichweite von Alpha- und Beta-Strahlen ist unabhängig von der Aktivität der Strahlenquelle. Vollständige Abschirmung durch ein Blatt Papier bzw. Plexiglas. Gamma-Strahlen haben eine unendliche Reichweite und können nicht zu 100% abgeschirmt werden. Man kann sie nur schwächen. Am besten durch Elemente mit hoher Ordnungszahl und hoher Dichte. © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

Wpływ promieniowania na kiełkowanie roślin słabo napromieniowane nie napromieniowane silnie napromieniowane © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

Wpływ promieniowania: pozytywny czy negatywny? Systemy biologiczne mogą wykazywać przy niskiej dawce promieniowania "pozytywne" efekty Po odkryciu promieni rentgenowskich i radioaktywności istniały początkowo na pierwszym planie "bio-pozytywne" aspekty Rozwój nowotworów złośliwych zostało z dużym opóźnieniem ujawnione © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

Naturalne promieniowanie Wkład naturalnych źródeł promieniowania Roczne promieniowanie [mSv] promienie kosmiczne promieniowanie ziemne 1,5 1,3 mSv 1,2 0,9 0,6 0,35 mSv 0,27 mSv 0,15 mSv 0,3 0,02 mSv kosmiczne Radionuklidy Potas-40 Uran-238- Tor-232- promieniowanie Z kosmosu Seria Seria Promieniowanie ze źródeł naturalnych: 2,1 mSv/a © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

Kosmiczne Promieniowanie Promieniowanie z kosmosu Średnia roczna dawka: ca. 0,3 mSv Wpływ wysokości (średnia szerokość geograficzna) Dawka [µSv/h] Wpływ szerokości geograficznej (na ok. 10 km wysokosci) Dawka [µSv/h] i.e. je größer die Flughöhe und je näher die Polregion, desto höher die Strahlenexposition. Wysokość n.p.m.[Km] Intensywność jest zależna od: Wysokości nad poziomem morza stopnia szerokości geograficznej Szerokość geomagnetyczna[stopnie] © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

Naturalne promieniowanie Terestryczne promieniowanie na świecie[mSv] © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

Ryzyko zgonu na raka przez promieniowanie 5 % na Sv - 0,005 % na mSv Ryzyko ciężkich wad genetycznych: 1 % na Sv - 0,001 % na mSv Napromienianie 100.000 osób z 10 mSv prowadzi do 50 zgonów na raka © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

Naturalne promieniowanie Effektive Dosis Milisivert pro Jahr ____________________________________________________________________ 1. Z promieniowania kosmicznego(na poziomie morza) 0,3 2. Przebywanie na dworze (5 godz. / dzień) 0,4 0,1 Przebywanie w domu (19 dodz./ dzień) 0,3 przez wdychanie produktów rozpadu radonu 3. Przebywanie na dworze (5 godz. / dzień) 1,1 0,2 Przebywanie w domu (19 dodz./ dzień) 0,9 4. spożywanie naturalnych substancji radioaktywnych 0,3 Suma _________________ _2,1___ ____ źródło : Bundesamt für Strahlenschutz, veröffentlicht in Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz Und Reaktorsicherheit, Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung, Jahresbericht 2012, Reihe Umweltpolitik © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

Ciwilizacyjne promieniowanie Skuteczna dawka w Milisivert rocznie ____________________________________________________________________ 1. opad radioaktywny od prób jądrowych < 0,01 2. Promieniowanie Przez wypadku Elektrownia jądrowa w Czarnobylu < 0,011 3. Przez obiektów jądrowych < 0,01 4. wykorzystywanie substancji promieniotwórczych i zjonizowanych w medycynie (bez leczenia) 1,8 w tym badania jądrowych w medycynie 0,1 Suma całkowitej ekspozycji dla człowieka 1,8__ _____ Źródło: Bundesamt für Strahlenschutz, veröffentlicht in Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz Und Reaktorsicherheit, Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung, Jahresbericht 2012, Reihe Umweltpolitik © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

średnia dawka Zużycie 30 papierosów w ciągu dnia  przeciętna dawka płuc z 160 mSv / rok lub równoważnik efektywnej dawki 13 mSv / rok(1) Średnia długość życia spada ≈ 22 minut na papierosa (1) National Council on Radiation Protection & Measurements (Hrsg.): Radiation Exposure of the U.S. Population from Consumer Products and Miscellaneous Sources. In: NCRP Report. 95, 1987 © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

Efektywna roczna dawka Piloci, personel pokładowy i często podróżujący samolotami są narażenie na dodatkowe promieniowanie na trasach transatlantyckich, które mogą osiągnąć około 3 mSv rocznie Efektywna roczna dawka osobowa z promieniowania jonizującego w mSv w 2010 roku dla ludności Niemiec w zaleznosci od rodzaju promieniowania Naturalne promieniowanie Narażenie na promieniowanie Wdychanie radonu i jego produkty rozpadu 1,1 mSv żywność 0,3 mSv Bezpośrednia terestryczna emisja 0,4 mSv Bezpośrednia kosmiczna emisja Diagnostyka Rentgeno- wska Ca. 1,7 mSv Nuklearna-medycyna 0,1 mSv badania, Technologia, gospodarstwo domowe < 0,01 mSv Czarnobyl < 0,012 mSv opad radioaktywny Elektrownia jądrowa (wyniki na rok 2009) Quelle: Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) veröffentlicht in: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit, Umweltradioaktivität und Strahlenbelastung im Jahr 2010 (Parlamentsbericht) (1) Dt Ärztebl 1997; 94: A-104–109 [Heft 3] © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

Zagrożenia życia „ogólne "ryzyko śmiertelnego raka około 23% Palący – Szczególne ryzyko śmiertelnego raka: około 8% promieniowanie- warunkowe ryzyko śmiertelnego raka : 0,005 % na mSv Ryzyko zgonu drogowego około 0,01% rocznie Zawodowo narażone osoby w porównaniu do innych porównywalnych zawodów nie wykazują zwiększonego ryzyka © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

1. Zagrożenia życia Przeciętna długość życia Alkoholizm Bieda Palacz rodzaju męskiego Kawaler Niska pozycja społeczna Panna Niebezpieczne zawody 20 % nadwagi Partner palącego Stracone dni Cohen, B. L.: Catalog of Risks extended and updated. In: Health Physics 61 (September 1991), S. 317 – 335 © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

2. Zagrożenia życia Przeciętna długość życia Fahrrad fahren* Jazda rowerem Fahrrad fahren* Gesundheitsgefährdender Abfall Odpady niebezpieczne dla zdrowia Elektrownia jądrowa (oszacowanie przeciwników) Atomkraftwerke lt. Atomkraftgegnern* Mieszkających w pobliżu elektrowni atomowej In der Nähe eines Kernkraftwerkes wohnen Atomkraftwerke (Schätzung der U.S. Regierung) Stracone dni Cohen, B. L.: Catalog of Risks extended and updated. In: Health Physics 61 (September 1991), S. 317 – 335 © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

Ryzyko promieniowania jest minimalna w porównaniu do innych zagrożeń życia © 2012 Diagnoseklinik Hamburg

Prof. Dr. Wolfgang Auffermann Dziękuję za uwagę Prof. Dr. Wolfgang Auffermann 2012 Jacubeit