Brush-up Strålehygiejne Radiokemi og cyklotron 23/11/2015

Transkript

1 Brush-up Strålehygiejne Radiokemi og cyklotron 23/11/2015

2 Dagens program Frokost Introduktion. Lynkursus. Diverse observationer, anbefalinger Gruppearbejder Fremlæggelse af resultater/plan fra gruppearbejder Side 2

3 Lynkursus A PET S. Holm. 18 F 18 O + e + + ν 18 9 F O 10 + e + + ν p n + e + + ν PET = Positron Emission Tomography 511 kev b + Result: Two photons on an almost straight line that nearly contains the point of decay 511 kev e - PET should really be named ART =Annihilation Radiation Tomography Side 3

4 Lynkursus B Henfaldslov Radioaktivt materiale: antal henfald ΔN per tidsenhed Δt må nødvendigvis være proportionalt med antallet af kerner N: N = λ N N t = N 0e λt t Aktiviteten er givet som ændringen i antallet af kerner N per tidsenhed: A(t) = dn = λ N dt 0e λt = λ N t A t = A 0 e λt Halveringstid T½ og λ hænger sammen λ = ln(2) / T ½ og er en kernefysisk konstant som ikke kan ændres! Aktiviteten kan med fordel udtrykkes ved potenser af ½: A t = A 0 e λt t ln 2 = A 0 e T½ = A 0 (e ln 2 t 1 ) T½ = A 0 Eksempel: 11 C, T ½ =20min, A 0 =16GBq, hvad er A kl. Δt=2 timer? t 1 A t = A 0 T½ = A 2 0 ( 1 2 )120/20 = A 0 ( 1 2 )6 = 16GBq 1 = 0,25 GBq 64 Side 4 2 t T½

5 Lynkursus C Ioniserende stråling, Dosis α, β, γ, n, HI, Vekselvirkning med stof. 1. Fysisk effekt Absorberet dosis D T,R Enhed: [Gy] = [J/kg] 2. Biologisk effekt Ækvivalent dosis H T H T =Strålevægtningsfaktorer x Absorberet dosis (middel dosis) = w R D T,R Enhed: [Sv] = [J/kg] 3. Risikovurdering Effektiv dosis E Ækvivalent dosis x vævsvægtningsfaktor E = w T H T Enhed: [Sv] Side 5

6 Lynkursus D Strålevægtningsfaktorer, W R Type of radiation Energy range Radiation weighting factors w R Photons All energies 1 Electrons All energies 1 Protons > 2 MeV 5 Neutrons < 10 kev kev 100 kev - 2 MeV Alpha particles All energies 20 Side 6

7 Lynkursus E Vævsvægtningsfaktorer, W T Organ or tissue W T Gonads 0,20 Lung 0,12 Red bone marrow 0,12 Stomach 0,12 Colon* 0,12 Thyroid 0,05 Liver 0,05 Oesophagus 0,05 Breast 0,05 Bladder 0,05 Skin 0,01 Bone surface 0,01 Remainder 0,05 Side 7

8 Lynkursus F Ioniserende stråling, skader α, β, γ, n, HI, Vekselvirkning med stof. Deterministisk akut tærskelværdi sværhedsgrad vokser med dosis Fx (stråle)forbrænding, katarakt, skade på knoglemarv Stokastisk - senskader ingen tærskelværdi sværhedsgrad uafhængig af dosis RISIKO vokser med dosis fx leukæmi, mammacancer,... genetiske skader Side 8

9 Lynkursus G Ioniserende stråling Deterministisk - Dage / uger/måneder Stokastisk 5 50 år 100 % risiko risiko dosis dosis grad af skade grad af skade Fig. fra SIS dosis Side 9 dosis

10 Lynkursus H Ioniserende stråling Stråling Oprindelige molekyler Ionisering Ionisering Frie radikaler Ændrede molekyler Reparation Ingen reparation eller fejlreparation Normal celle Side 10 Mutant celle Død celle

11 Lynkursus I Dosisgrænser Deterministisk akut tærskelværdi sværhedsgrad vokser med dosis Fx (stråle)forbrænding, katarakt, skade på knoglemarv E Ekstremiteter 500 msv/y E Øjne 150/20 msv/y Stokastisk - senskader ingen tærkelværdi sværhedsgrad uafhængig af dosis RISIKO vokser med dosis fx leukæmi, mammacancer,... genetiske skader E SIS,IAEA 20 msv/y E RH E Foster 6 msv/y 1 msv/y Side 11

12 Lynkursus J Risikoen Risikofaktor P = 0,00005/mSv Statistisk set betyder det at: bestrålet med 1 msv 5 dødsfald 4 msv/dansker/år 1000 dødsfald/år i DK Dosis på 6 msv 0,3 promille risiko for at udvikle dødelig cancer. Dette svarer til: 5 dages kanoferie 60 år gammel i 4,5 dag 20 flasker vin 15 pakker Cigaretter Side 12

13

14 Lynkursus K Lovgivning, hjemmeside, Link til vores hjemmeside: Diverse bekendtgørelse (læs især 954 om åbne kilder) Lovkrav!! Diverse links, forskrifter, grafer, data Vores gældende isotoptilladelse - part A BEK_954_231000_aabne_kilder PET_Cyklotron_Sikkerhedsinstruks_vers 5.pdf 14.2.RH.0.01 Dekontaminering.pdf Forskrift for opbevaring af radioaktive kilder.pdf Haandtering og bortskaffelse af radioaktivt affald version 1.pdf Helkropsdoser_Cyklotron Helkropsdoser_Kemi Grafisk fremstilling af doser Fingerdoser_2015 Side 14

15 Lynkursus L Radiotoksicitetsgrupper Forskellige isotoper har forskellig radiotoksicitet: Klassificering af isotoper Gruppe 1 Gruppe 2 Gruppe 3 Gruppe 4 11C, 13N, 83Rb, 84Rb 131I, 211At 223Ra 15O, 18F 64Cu 68Ga, 81Kr 89Zr Kontamineringsgrænser [Bq/cm2] HUD 50 5 Overflader Side 15

16 Lynkursus M Datablade Vi må ikke glemme beta-dosis E γ. /E β = 1/66 Side 16

17 Lynkursus N Tidsfaktor. Modtaget dosis er proportional med tiden: ΔE = E Δt Brug denne til at vurdere forventet dosis ved ALLE nye opgaver. Hvis du er usikker så undlad! Eksempel: Pkt. kilde, 11 C a = 30 cm, A = 1 MBq, E = 1, msv/h D.v.s. for 1 GBq fås 1,87 msv/h, og for 100 GBq fås 187 msv/h. D.v.s. på 2 minutter fås 187 msv/h 2/60 h = 6,2 msv svarende til en årsdosis. Side 17

18 Lynkursus O Afstandskvadratrodslov Afstand og geometri har ENORM betydning for modtaget dosis. E pkt. /E sprøjte = 1/1600 Side 18

19 Lynkursus P Afstandskvadratrodslov Modtaget dosis fra en punkt kilde er proportional med 1/r 2 E (r) = E (r=a) ( a r )2 Eksempel 1: Dobbelt afstand = en fjerdedel dosis 10 gange afstand = reduktion til 1% Hold afstand. Brug tænger og pincetter, Eksempel 2: E (r) = E (r=a) ( r a )2 = 187 msv/h ( 0,3 1,0 )2 = 16,8 msv/h Nu fås en årsdosis på 21 minutter i stedet for kun 2 minutter. Side 19

20 Lynkursus Q Afskærmning I 0 Δx absorberet I 0 * e -mx detekteret spredt S. Holm. Reduktionen i intensitet ΔI per tykkelse Δx er, som ved udledningen af henfaldsloven, proportionalt med intensiteten I: I x = μ I I x = I 0e μx μ = ln(2) / X ½ Side 20

21 Lynkursus R Afskærmning Den lineære absorptionskoefficient er en absorbermateriale-konstant og afhænger af både strålingstype og energi. X ½ (E γ =511keV) = 4,2 mm for bly X ½ (E γ =511keV) = 3,4 cm for beton X ½ (E γ =511keV) = 7,2 cm for vand/væv I x = I 0 e μx μ = ln(2) / X ½ I x = I x X½ Side 21

22 Lynkursus S Afskærmning, eksempel Eksempel: Hot-celle, ΔX = 70 mm, X ½ (E γ =511keV) = 4,2 mm for bly I x I = = Med en dosishastighed på ydersiden =1 µsv/h haves altså 131 msv/h i hot-cellen. Man skal altså normalt tænke sig meget grundigt om inden hot-cellen åbnes. Side 22

23 Lynkursus T Afskærmning, beta og alpha Side 23

24 Lynkursus U Diverse observationer/anbefalinger - 1 Læs 954 om hvad I må og ikke må I vore isotoplaboratorier. Brug af helkrops-tld obligatorisk for alle. Brug af finger-tld obligatorisk for de fleste. Husk at aflevere TLD og finger-tld til tiden. Brug af elektronisk dosismeter obligatorisk. Check dagligt at den virker. Kontrolmåling (af personer og ting) efter besøg i isotoplaboratorier. De-kontamineringsprocedure. Undgå panik. Sæt jer ind I brugen af vort måleudstyr. Vejledninger findes. Rapporter I log-bog. Underret ansvarlig i forbindelse med kontamineringer og ryd op efter jer. Rapporter fejl på måleinstrumenter. Skift f.eks. selv batterier. Side 24

25 Lynkursus V Diverse observationer/anbefalinger - 2 Overvej jævnligt jeres arbejdsrutiner. Selvkontrol. I udviklingslaboratoriet må der kun arbejdes med små aktivitetsmænger. Kender du de typiske strålingsniveauer i dit arbejdsområde? Regler for håndtering af radioaktivt affald. Automatisering af processer. Afskærmning af kilder. Hjælpeudstyr. Hjælp fra mere erfarne kemikere. Analyser forventet dosis før alle nye arbejdsprocesser. Side 25

26 Dagens program Frokost Introduktion. Lynkursus. Diverse observationer, anbefalinger Gruppearbejder Fremlæggelse af resultater/plan fra gruppearbejder AG1: Målinger af øjen-doser. Holder vi os under 20 msv/y AG2: Forbedringer af strålehygiejne ved cyklotronerne. AG3: Strålehygiejne ved K414. Er den OK? AG4: FDG produktion. Forbedringer? Side 26