Ionizáló sugárzások gamma és kozmikus-sugárzás

Finta Viktória

Az elektromágneses spektrum komplex vizsgálata

Emlékeztető

• f=3 PHz fölött ionizáló (λ=100 nm, E=12,4 eV)

• sugárzás – részecsketermészet – foton

• emberi rákkeltő hatás

Ionizáló sugárzások általában • Jellemző mennyiség:

dózis

– Abszorbeált dózis: D=dE/dm, J/kg=Gray (Gy)

– Effektív dózis: H=∑wszerv∑wsug∙D, Sievert (Sv)

• Természetes háttér Mo-n 2,5 mSv

• Mesterséges 90%-a orvosi eredetű

• Természetest növelő tevékenységek

Sugárvédelem Dózis-hatás:

• 0,1 Gy: küszöb

• 1 Gy: általános

• 2 Gy: halál-határ

• 4-5 Gy: félhalálos

• 7-8 Gy: halálos

Sugárvédelmi alapelvek:

• Indokoltság

• ALARA

• Dóziskorlátok (20 és 1 mSv)

Védelem:

távolság – idő – árnyékolás

Gamma-sugárzás

• Definíció: nagyfrekvenciájú EMS (1019 Hz, 30-50 keV felett, illetve 20-30 pm hullámhossz alatt)

• Felfedező: Villard, Bragg

• γ-bomlás: gerjesztett atommagok legerjesztődése, általában α/β-bomlás és magreakciók kísérője

• Forrás: természetes és mesterséges gamma-bomló izotópok, annihiláció

• Tulajdonságai: – Elektromosan semleges, nagy áthatolóképességű

– Védekezés: nagy rendszámú anyag (ólom, beton)

– Hatása: DNS-károsító, rákkeltő/halálos

Gamma-sugárzás • Természetes forrás: 40K, 238U és 232Th bomlási

sora

• Mesterséges forrás a természetben: 137Cs

• Detektálás: GM-cső

• Mérés:

– Személyi

• Filmdoziméter

• Termolumineszcens doziméter

• Elektronikus operatív doziméter

– Egyéb

• Szcintillációs

• Félvezető

Gamma-sugárzás

• Gyakorlati alkalmazás:

– Kutatás: pl. XRF 241Am gerjesztőforrás

– Ipar

•Anyagvizsgálat (192Ir)

•Sterilizálás (60Co)

•Nyomjelzés

•Vastagság/sűrűségmérés

• Előállítás: Izotóp Intézet Kft. (KFKI)

Gamma-sugárzás

Gyógyászat

•Diagnosztika

–Nyomjelzés (Hevesy György – kémiai Nobel-díj)

–Gamma-kamera, SPECT (99mTc)

–PET

•Terápia (több 10 Gy lehet)

–Sugárkezelés (153Sm, 90Y, 131I)

–Gammakés (60Co)

–Brachyterápia (125I, 192Ir, 137Cs, 103Pd)

SUGÁRVÉDELEM!!!

Kozmikus sugárzás • Földön kívüli nagyenergiájú (akár 1020 eV), nagy

áthatolóképességű részecskék – Primer: elektron, proton, kül. atommagok

– Szekunder: pion (müon), kaon, gamma

• Hess, Auger

• Forrás: extragalaktikus, galaktikus, Nap

• Geomágneses levágás – sarki fény

– van Allen övek

– Dél-Atlanti Anomália

Kozmikus sugárterhelés • Légkör szűrő szerepe – trícium és radiokarbon

• Gyakorlati alkalmazás: fizikai alapkutatások (CERN)

• Hatása: rákkeltő/halálos; félvezetőket zavarja

• Detektálás: ködkamra, GM-cső koincidenciában

• Mérés: Pille

• Repülőút: 2-10 μSv/h

• Űrhajózás

Olvasnivaló: Barna Barnabás – A kozmikus sugárzás

szakdolgozat, SZTE