5.cvičenie Fyzikálne mutagény
5.cv. Fyzikálne mutagény
- teplo
- tlak
- elektromagnetické vlnenie ( žiarenie)
o ionizujúce
§ korpuskulárne (alfa, beta častice, pozitróny, elektróny, neutróny)
§ vlnové (gama, RTG lúče)
o neionizujúce (UV žiarenie, IR)
Jednotky žiarenie
Názov vysvetlenie jednotkySI staré vzťah medzi nimi
Aktivita počet premien/s Bq (becyuerel) Ci (Curie) 1Ci= 3,7.1010 Bq
Absorbovaná dávka odovzdaná energie J/kg, Gy (gray) rad rad 100rad= 1 Gy
Ekvivalentná dávka odovzdaná energie/kg J/kg, Sv (sievert) rem 100 rem= 1 Sv
Efektívna dávka odovzdaná energie/kg J/kg, Sv (sievert) rem 100 rem= 1SV
Charakteristika veličín
- Bq ( aktivita)- počet rádioaktívnych premien za jednotku času
- Gy (absorbovaná dávka)- odovzdaná energia ionizujúceho žiarenia hmote
- Sv (ekvivalentná dávka)- dávka ionizujúceho žiarenia odovzdaná určitému druhu tkaniva, alebo orgánu
- Sv (efektívna dávka)- súčet ekvivalentných dávok
Alfa žiarenie
- prúd kladne nabitých jadier hélia (po rozpade uránu a thória)= 2protóny + 2 neutróny
- el.náboj + 2( vysoká ionizačná schopnosť)
- slabá prenikavosť
- vysoké vnútorné riziko, malé vonkajšie riziko
Beta žiarenie
- prúd beta častíc (elektróny, pozitróny)
- stredne silná ionizačná schopnosť
- malé vonkajšie riziko, vážne vnútorné riziko
- preniká cez kožu niekoľko mm do tkanív
Gama žiarenie
- vysoko energetické žiarenie, ktoré vzniká pri jadrových rozpadoch= prúd fotónov
- nižšia ionizujúca schopnosť než alfa a beta žiarenie
- vysoká prenikavosť
- veľké externé riziko
RTG žiarenie
- má nižšiu prenikavosť než gama žiarenie
- má dlhšiu vlnovú dĺžku= nižšiu frekvenciu než gama žiarenie
- nevzniká pri jadrových rozpadoch, je to umelé žiarenie
Neutrónové žiarenie
- emitované nestabilnými atómami pri jadrových rozpadoch
- nemá elektrický náboj
- vysoká penetračná schopnosť
- celotelové poškodenie
Ultrafialové žiarenie( UV)
- neionizujúce žiarenie
- vznik neštandardných väzieb medzi N- bázami (napr. tymínové diméry)
- nepreniká cez pokožku
Polčas rozpadu
- časová perióda, za ktorú sa zmenší množstvo rádioaktívneho prvku na polovicu
- krátky polčas (hodiny, dni)= rýchly rozpad, vysoké radiačné riziko
- stredný polčas (roky)- dlhodobá migrácia prvkov
- dlhý polčas (geologické obdobia)- zanedbateľné radiačné riziko, vysoká chemická toxicita, nebezpečné dcérske produkty(radón)
Radiačné pozadie
- prírodné zdroje- kozmické, slnečné žiarenie, prírodné rádioizotopy
- umelé zdroje- jadrový reaktor, RTG žiariče (RTG, mamograf, CT), cyklotrón, rádiofarmaká, tracery a pod.
Účinky žiarenie na organizmus
- priame- priama inaktivácia molekuly alebo funkčná alterácia vplyvom žiarenie
- nepriame- vznik voľných radikálov, ktoré sú toxické pre organizmus
- účinky sú závislé od typu a dávky žiarenia
Účinok žiarenie
- vysoké dávky- okamžitá odpoveď organizmu ( zvýšená proliferácia buniek, zápaly, nekrózy, apoptóza, mutácie, genomická instabilita)
- nízke dávky- kumulatívny charakter
Účinok žiarenie na DNA
- zmeny chemizmu ( bodové mutácie)
- zlomy ( jedno a dvojreťazcové)tvorba kovalentných kruhových väzieb ( diméry)
- krížové väzby ( vnútro a medzireťazové crosslinky)
Účinok žiarenia na chromozómy
- narušenie celistvosti chromozómov
- delécie
- inverzie
- translokácie ( inter a intrachromozómové, Robertsonovská translokácia- týka sa to akrocentrických chr., ktoré stratia svoej krátke rameno, zostávajúce dve dlhé ramena sa spoja,a vzniká jeden chromozóm)
- prstencové chromozómy
- izochromozómy- dva chr. sa spoja v centre centroméry a vznikne jeden chr. s dvoma krátkymi ramenami a jeden s dlhými ramenami)
-pseudodominancia- keď sa prejaví recesívny znak, keď dominantná alely zmutovala
Choroby z ožiarenia- ionizačné žiarenie
- deterministické (nenáhodné) účinky
o akútna choroba z ožiarenia
o akútna radiačná dermatitída
o chronická radiačná dermatitída
o radiačná katarakta
- stochastické (náhodné) účinky
o leukémia, karcinóm
Choroby z ožiarenia- neionizujúce žiarenie
- popáleniny
- ťažké poškodenia oka
- hnednutie a starnutie kože
- rakovina pokožky
Vnútorná kontaminácia
- depozícia pozdĺž dráhy vstupu
- translokácia
- depozícia v terčovom orgáne
- vylúčenie
Schéma prijímu rádionuklidov
Exkrécia pľúcami
Ingescia ßinhalácia povrch
GIT pľúca koža
Lymfa a lymfatické uzliny
Krv a lymfa
Recirkulácia
Obličky depozícia
Fekálie moč
Primordiálne rádionuklidy
Rádionuklid typ žiarenia
40K β,γ
87Rb β
187Re β
232Th α
235U α
238U α
Rádionuklidy umelého pôvodu
Rádionuklid typ žiarenia nutričný analóg (rádionuklid, kt. sa zabuduje miesto normálneho prvu org)
3H β H
89Sr β, γ Ca
90Sr β Ca
106Ru β, γ
135I β, γ I
134Cs β, γ K
137Cs β, γ K
239 α
Jód 131, 132, 134, 135
- vzniká pri jadrových rozpadoch a primárne toxický k štítnej žľaze
Stroncium 90
- priamy štiepny produkt uránu
- dcérske produkty emitujú beta žiarenie
- absorbuje sa z GIT a respiračného systému
- 50% sa deponuje v kostiach
- zabudovává sa miesto vápnika
Cézium 137
- vedľajší produkt energetického a ťažného priemyslu
- jeho soli sú rozpustné vo vode
- emituje beta a gama žiarenie
- 100% absorbovaný pľúcami, GIT a otvorené rany
Dávky žiarenia
1 mSv max. 5 pre človeka
20 – 50 mSv