Was ist deterministische Strahlenwirkung – ionisierende Strahlung – Definition

Deterministische Strahlenwirkungen (oder nicht stochastische Strahlenwirkungen) sind gesundheitliche Wirkungen, die in direktem Zusammenhang mit der absorbierten Strahlendosis stehen und deren Schwere mit zunehmender Dosis zunimmt. Deterministische Effekte haben einen Schwellenwert, unterhalb dessen keine nachweisbaren klinischen Effekte auftreten. Die Schwelle kann sehr niedrig sein (in der Größenordnung von 0,1 Gy oder höher) und kann von Person zu Person variieren. Bei Dosen zwischen 0,25 Gy und 0,5 Gy können durch medizinische Untersuchungen leichte Blutveränderungen festgestellt werden. Bei Dosen zwischen 0,5 Gy und 1,5 Gy werden Blutveränderungen festgestellt und es treten Symptome von Übelkeit, Müdigkeit und Erbrechen auf.

Sobald die Schwelle überschritten wurde, nimmt die Schwere eines Effekts mit der Dosis zu. Der Grund für das Vorhandensein dieser Schwellendosis ist, dass Strahlenschäden (schwerwiegende Funktionsstörung oder Tod) einer kritischen Population von Zellen (hohe Dosen töten tendenziell Zellen ab) in einem bestimmten Gewebe aufrechterhalten werden müssen, bevor die Verletzung in einer klinisch relevanten Form ausgedrückt wird . Daher deterministische Strahlenwirkungen werden auch bezeichnet als Gewebereaktion . Sie werden auch als nicht stochastische Effekte bezeichnet, im Gegensatz zu zufälligen stochastischen Effekten (z. B. Krebsinduktion).

Deterministische Effekte sind nicht notwendigerweise mehr oder weniger schwerwiegend als stochastische Effekte. Hohe Dosen können zu visuell dramatischen Strahlenverbrennungen und / oder zum schnellen Tod durch akutes Strahlensyndrom führen . Akute Dosen unter 250 mGy haben wahrscheinlich keine beobachtbaren Auswirkungen. Akute Dosen von etwa 3 bis 5 Gy haben eine 50% ige Chance, eine Person einige Wochen nach der Exposition zu töten, wenn eine Person keine medizinische Behandlung erhält. Deterministische Effekte können letztendlich zu einer vorübergehenden Beeinträchtigung oder auch zum Tod führen. Beispiele für deterministische Effekte:

Beispiele für deterministische Effekte sind :

• Akutes Strahlensyndrom durch akute Ganzkörperstrahlung
• Strahlung brennt von Strahlung auf eine bestimmte Körperoberfläche
• Strahleninduzierte Thyreoiditis, eine mögliche Nebenwirkung der Bestrahlung gegen Hyperthyreose
• Chronisches Strahlensyndrom, von Langzeitstrahlung.
• Strahlenbedingte Lungenverletzung, von beispielsweise Strahlentherapie bis zur Lunge

Tödliche Strahlungsdosen

Die letale Strahlungsdosis (LD) ist ein Hinweis auf die letale Strahlungsmenge. Im Strahlenschutz, die mittlere letale Dosis , LD _XY , in der Regel verwendet. Beispielsweise beträgt die Strahlungsdosis, die 50% der bestrahlten Personen innerhalb von 30 Tagen zum Tod führen dürfte, LD _50/30 . LD ₁ ist die Dosis, die voraussichtlich 1% der bestrahlten Personen zum Tod führen wird. Folglich ist LD ₉₉ für alle (99%) bestrahlten Personen tödlich. Es ist auch sehr wichtig, ob eine Person eine medizinische Behandlung erhält oder nicht. Je größer eine akute Strahlendosis ist, desto größer ist die Möglichkeit, dass sie das Individuum tötet. Für einen gesunden Erwachsenen ist der LD ₅₀ wird auf 3 bis 5 Gy geschätzt.

• 2,5 Sv – Dosis, die einen Menschen mit einem Risiko von 1% (LD ₁ ) tötet , wenn die Dosis über einen sehr kurzen Zeitraum verabreicht wird .
• 5 Sv – Dosis, die einen Menschen mit einem 50% igen Risiko innerhalb von 30 Tagen tötet (LD _50/30 ), wenn die Dosis über einen sehr kurzen Zeitraum verabreicht wird . Todesursache ist der Verlust der Knochenmarkfunktion.
• 8 Sv – Dosis, die einen Menschen mit einem 99% igen Risiko tötet (LD ₉₉ ), wenn die Dosis über einen sehr kurzen Zeitraum verabreicht wird . Bei ungefähr 10 Gy kann eine akute Entzündung der Lunge auftreten und zum Tod führen.

Die oben angegebenen Daten zur tödlichen Dosis gelten für akute Gammadosen, die in sehr kurzer Zeit, z. B. einigen Minuten, abgegeben werden. Eine höhere Dosis ist erforderlich, um die oben aufgeführten Wirkungen zu erzielen, wenn die Dosis über einen Zeitraum von Stunden oder länger erhalten wird.

Deterministische Effekte und Dosisgrenzen

Im Strahlenschutz werden Dosisgrenzwerte festgelegt, um stochastische Effekte auf ein akzeptables Maß zu begrenzen und deterministische Effekte vollständig zu verhindern . Beachten Sie, dass stochastische Effekte zufällig auftreten: Je höher die Dosis, desto wahrscheinlicher ist der Effekt. Deterministische Effekte sind solche, die normalerweise eine Schwelle haben: Darüber nimmt die Schwere des Effekts mit der Dosis zu. Dosisgrenzensind ein grundlegender Bestandteil des Strahlenschutzes, und die Verletzung dieser Grenzwerte verstößt in den meisten Ländern gegen die Strahlenschutzbestimmungen. Beachten Sie, dass die in diesem Artikel beschriebenen Dosisgrenzwerte für Routineoperationen gelten. Sie gelten nicht für Notfälle, in denen Menschenleben gefährdet sind. Sie gelten nicht in Notfallsituationen, in denen eine Person versucht, eine katastrophale Situation zu verhindern.

Die Grenzwerte sind in zwei Gruppen unterteilt: die Öffentlichkeit und beruflich exponierte Arbeitnehmer. Laut ICRP bezieht sich die berufliche Exposition auf alle Expositionen, die Arbeitnehmer im Laufe ihrer Arbeit erleiden, mit Ausnahme von

1. ausgeschlossene Expositionen und Expositionen von freigestellten Tätigkeiten mit Strahlung oder freigestellten Quellen
2. jede medizinische Exposition
3. die normale lokale natürliche Hintergrundstrahlung.

In der folgenden Tabelle sind die Dosisgrenzwerte für beruflich exponierte Arbeitnehmer und für die Öffentlichkeit zusammengefasst:

Gemäß der Empfehlung des ICRP in seiner Stellungnahme zu Gewebereaktionen vom 21. April 2011 wurde die äquivalente Dosisgrenze für die Augenlinse für die berufliche Exposition in geplanten Expositionssituationen von 150 mSv / Jahr auf durchschnittlich 20 mSv / Jahr gesenkt über definierte Zeiträume von 5 Jahren ohne jährliche Dosis in einem einzigen Jahr über 50 mSv.

Die Grenzwerte für die wirksame Dosis beziehen sich auf die Summe der relevanten wirksamen Dosen aus externer Exposition im angegebenen Zeitraum und der zugesagten wirksamen Dosis aus der Aufnahme von Radionukliden im selben Zeitraum. Für Erwachsene wird die festgelegte wirksame Dosis für einen Zeitraum von 50 Jahren nach der Einnahme berechnet, während sie für Kinder für den Zeitraum bis zum Alter von 70 Jahren berechnet wird. Die effektive Ganzkörperdosisgrenze von 20 mSv ist ein Durchschnittswert über fünf Jahre. Die tatsächliche Grenze liegt bei 100 mSv in 5 Jahren, mit nicht mehr als 50 mSv in einem Jahr.