an toàn bức xạ trong y tế

Bức xạ ion hóa là bức xạ ở dạng hạt hoặc sóng điện từ (photon), có năng lượng lớn đủ (min = 13,6 eV) để có thể gây ion hóa và kích thích nguyên tử chất khí tương tác với vật chất Các bức xạ ion hóa (hạt và photon) là sản phẩm của các quá trình tương tác và biến đổi của hạt nhân và nguyên tử (phản úng hạt nhân, gia tốc hạt mang điện, phân rã phóng xạ, ….vv)

AN TOÀN BỨC XẠ T9/2015 ĐỀ CƯƠNG : AN TOÀN BỨC XẠ TRONG Y TẾ Bức xạ ion hóa gì? Cho biết loại xạ ion hóa? Cho ví dụ nguồn phát loại xạ ion hóa? - Bức xạ ion hóa xạ dạng hạt sóng điện từ (photon), có lượng lớn đủ (min = 13,6 eV) để gây ion hóa kích thích nguyên tử chất khí tương tác với vật chất - Các xạ ion hóa (hạt photon) sản phẩm trình tương tác biến đổi hạt nhân nguyên tử (phản úng hạt nhân, gia tốc hạt mang điện, phân rã phóng xạ, ….vv)  Các loại xạ ion hóa - Bức xạ hạt mang điện nặng - Bức xạ mang hạt điện nhẹ - Bức xạ điện từ - Bức xạ hạt không mang điện  Ví dụ nguồn phát loại xạ ion hóa - Các nguồn phóng xạ tồn tự nhiên: đồng vị phóng xạ đất đá, nước, khí quyển, tia vũ trụ tới bắn phá nguyên tử bầu khí trái đất sinh xạ ion hóa - Các nguồn chất phóng xạ nhân tạo: sản xuất để sử dụng lĩnh vực kinh tế, phát sinh từ vụ nổ hạt nhân (không mong muốn) - Các thiết bị phát xạ: máy gia tốc hạt (Linac, Cyclotron, ), máy phát xung neutron, ống phát tia X - Các lò phản ứng hạt nhân: Sản xuất điện, sản xuất đồng vị - Các chất thải phóng xạ, chất nhiễm bẩn phóng xạ Nêu hiệu ứng tương tác khả xuyên thấu (a) hạt xạ mang điện năng? (b) hạt xạ mang điện nhẹ? (c) xạ điện từ ion hóa? (d) xạ neutron? a) Các hạt mang điện nặng:  , p, d, t  Khi truyền qua vật chất, hạt mang điện nặng tương tác culomb với e- quỹ đạo nguyên tử, phần động cho chúng, gây ion hóa kích thích nguyên tử chất - Các nguyên tử bị kích thích nhanh chóng khử kích thích cách phát xạ photon đặc trung giải phóng e-Auger - e- bị bắn khỏi nguyên tử có động lớn lại tiếp tục gây ion hóa nguyên tử (thứ cấp), gọi tia delta  Các hạt mang điện nặng có độ xuyên thấu vật chất kém: - Quãng chạy hạt  không khí < 10cm ~ vài  m mô HIENGIANGVAN AN TOÀN BỨC XẠ      T9/2015 - Có thể chặn hoàn toàn chùm hạt  tờ giấy - Hạt  không xuyên qua lớp biểu bì chết bề mặt da b) Các hạt xạ mang điện nhẹ: tia beta, điện tử positron Khi truyền qua vật chất hạt mang điện nhẹ gồm điện tử positron tương tác culomb với e- quỹ đạo hạt nhân nguyên tử chất , bị lượng do: - Ion hóa kích thích nguyên tử chất - Phát xạ hãm (bremsstrahlung, tia X liên tục) - Phản úng hủy cặp riêng positron với e- sinh tia  Các hạt beta có độ xuyên thấu lớn hạt mang điện nặng tăng lên theo động hạt - Độ xuyên thấu ~ vài cm mô mềm ~ 10m không khí - Khi tiếp xúc trực tiếp da, tia beta xuyên tới lớp biểu bì da nhạy cảm - Không xuyên qua lớp mỏng kim loại nhẹ - Dễ bị chẹn lại hoàn toàn lớp nhựa Plexigas dày 1-2cm - Các tia beta nhanh đập vào vật liệu có Z lớn phát xạ hãm có độ xuyên thấu lớn c) Các xạ điện từ: tia X đặc trưng, xạ hãm, tia gama Các tương tác - Hấp thụ quang điện: photon tới bị nguyên tử hấp thụ bứt e- vỏ khỏi nguyên tử - Tán xạ Compton: Photon tới bị tán xạ e- vỏ ngoài, truyền phần lượng cho e- , gián tiếp gây ion hóa kích thích nguyên tử - Phản ứng sinh cặp: Photon tới có lượng>1,02 Mev bị hấp thụ sinh cặp (e+,e-) trường culomb hạt nhân nguyên tử, Positron sinh tiếp tục tương tác phản ứng hủy cặp với e- chất sinh tia  hủy cặp - Tán xạ kết hợp không kết hợp: Photon tới có lượng nhỏ bị tán xạ e- nguyên tử chất, lệch hướng không lượng - Phản ứng quang hạt nhân (  ,n): Photon có lượng lớn 10Mev bị hạt nhân hấp thụ sinh n nhân phóng xạ Bức xạ điện từ ion hóa có khả xuyên thâu mạnh - Không có độ dày vật liệu hấp thụ hoàn toàn chum tia tới mà làm cường độ chúng suy giảm nhiều hay - Cường độ chum tia sang truyên qua giảm đến d) Bức xạ neutron Neutron xạ hạt không mang điện nên không tương tác culomb không trực tiếp kích thích ion hóa nguyên tử chất, chúng có tương tác sau: HIENGIANGVAN AN TOÀN BỨC XẠ T9/2015 Phản ứng hạt nhân với hạt nhân nguyên tử giải phóng hạt mang điện hạt nhân nhẹ có khả nẳng ion hóa trực tiếp nguyên tử chất - Va chạm đàn hồi với hạt nhân nhẹ tạo nhân lùi trực tiếp ion hóa kích thích nguyên tử chất - Neutron bị hạt nhân nguyên tử hấp thụ sing nhân đồng vị phóng xạ phát tia gama: phản ứng bắt phát xạ Nêu định nghĩa, đơn vị đo, ý nghĩa đại lượng đo liều lượng chiếu xạ: a) Liều suất liều hấp thụ  Liều hấp thụ D điểm khối chất bị chiếu xạ tỷ số lượng xạ trung bình bị hấp thụ E khối lượng m thể tích nguyên tố điểm - o D = E / m hay D = E - Đơn vị: Gy (gray) 1Gy = 1J/kg 1rad = 0.01 Gy  Suất liều hấp thụ: liều hấp thụ nhận đơn vị thời gian o D = D / t - Đơn vị: Gy/h ; Gy/min… b) Liều suất liều chiếu  Liều chiếu X điểm không khí bị chiếu xạ xạ điện từ ion hóa tỉ số tổng điện tích trung bình Q hạt nhân điện tích dấu giải phóng khối lượng m thể tích nguyên tố không khí điểm X = Q / m hay X = lim( Q / m) m0 Đơn vị : X-unit = 1C/kg KK R =2,58 10-4 C/kg  X-unit =1 C/kg =3881 R  Suất liều chiếu: liều chiếu nhận đơn vị thời gian - o X = X / t - Đơn vị : X-unit/h ; R/h… c) Liều suất liều tương đương  Liều tương đương đưa nhằm đánh giá hiệu ứng ion hóa gây liều hấp thụ loại xạ mô thể người bị chiếu xạ  Liều tương đương HT,R = DT,R wR - Đơn vị : Sv với liều hấp thụ tính Gy Rem với liều hấp thụ tính rad Sv = 100 rem  Suất liều tương đương : liều tương đương nhận đơn vị thời gian HIENGIANGVAN AN TOÀN BỨC XẠ T9/2015 o H = H / t - Đơn vị: Sv/h ; Sv/min; rem/h… d) Liều suất liều hiệu dụng  Liều hiệu dụng đưa để đánh giá nguy thiệt hại sức khỏe cá nhân bị chiếu xạ liều tương đương mô  Liều hiệu dụng ET mô quan T tích liều tương đương tổng cộng với trọng số mô wt mô quan ET = H T w T - Đơn vị : Sv,rem  Suất liều hiệu dụng: liều hiệu dụng nhận đơn vị thời gian o E = E / t    - Đơn vị : Sv/h, Sv/min … Tại xạ ion hóa gây nguy hiểm cho người bị chiếu xạ? Khi truyền qua tế bào tia xạ ion hóa kích thích nguyên tử thành phần, sinh hang loạt e- thứ cấp, bị làm chậm dần đến lượng ngưỡng kích thích nguyên tử (~7,4 eV nước) bắt đầu xảy chuỗi phản ứng sinh hóa: - Hình thành hoạt động chất oxi hóa mạnh làm biến đổi phá hủy cấu trúc phần tử hữu vật liệu gen tế bào - Một số tế bào tự sửa chữa cấu trúc bị hư hỏng hồi phục; số có ge bị biến đổi truyền khiếm khuyết sang tê bào con; số bị phân bào nhanh /chậm trước; số bị chết - Số lượng tế bào mô bị suy giảm mạnh, số tế bào dị thường tăng lên làm ảnh hưởng đến tăng trưởng chức mô, xuất bệnh lý tổn thương thể tùy thuộc điều kiện chiếu xạ Hiệu ứng tât định hiệu ứng ngẫu nhiên chiếu xạ gì? Nêu điều kiện xảy ra, đặc điểm chính, ví dụ loại hiệu ứng chiếu xạ này? a) Hiệu ứng tất định Là hiệu ứng chắn xảy sau thể bị chiếu xạ với liều vượt ngưỡng liều định; xảy sớm xảy muộn Ví dụ bệnh ban đỏ, bệnh đục thủy tinh thể, tổn thương hệ thần kinh TW… Đặc điểm - Mức độ trầm trọng bệnh lý tăng lên theo liều - Có thể xảy sớm vòng vài tuần muộn vài năm sau bị chiếu xạ - Có ngưỡng liều tương đối lớn, lớn nhiều mức liều bệnh nhân phải chịu chụp hình xạ chuẩn đoán b) Hiệu ứng ngẫu nhiên HIENGIANGVAN AN TOÀN BỨC XẠ T9/2015  Là hiệu ứng xảy sau thể bị chiếu xạ, xảy muộn Ví dụ bệnh ung thư, bệnh di truyền  Đặc điểm: - Có thể xảy với mức liều nào, ngưỡng liều - Xác suất xảy hiệu ứng tăng lên theo liều - Mức độ trầm trọng hiệu ứng không phụ thuộc vào liều - Có thể xảy muộn vài năm chậm sau bị chiếu xạ Chiếu xạ cấp diễn gì? Cho ví dụ hội chứng chiếu xạ cấp diễn?  Gồm loạt hội chứng lâm sang xuất sớm sau thể bị chiếu xạ liều đơn lớn toàn thân.ví dụ hội chứng máu, hội chứng đường tiêu hóa, hội chứng hệ thần kinh trung ương Định nghĩa, giá trị ý nghĩa hệ số nguy thiệt hại sức khỏe chiếu xạ?  Các hệ số nguy xảy hiệu ứng ngẫu nhiên đời bị chiếu xạ xuất liều thấp nhân viên xạ - Các hệ số nguy có ý nghĩa hệ số xác suất tính Sv liều hiệu dụng  Các hệ số nguy xảy hiệu ứng di truyền ICRP tổ chức liên quan nghiên cứu đánh giá lại  Dựa vào hệ số nguy thiệt hại sức khỏe chiếu xạ mà từ tổ chức xem xét đánh giá mức độ thiệt hại mô, quan bị chiếu xạ HIENGIANGVAN AN TOÀN BỨC XẠ T9/2015 TÁC GIẢ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CHỨNG NHẬN HIENGIANGVAN  HIENGIANGVAN AN TOÀN BỨC XẠ HIENGIANGVAN T9/2015 ... thiệt hại mô, quan bị chiếu xạ HIENGIANGVAN AN TOÀN BỨC XẠ T9/2015 TÁC GIẢ BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO CHỨNG NHẬN HIENGIANGVAN  HIENGIANGVAN AN TOÀN BỨC XẠ HIENGIANGVAN T9/2015 ... giảm đến d) Bức xạ neutron Neutron xạ hạt không mang điện nên không tương tác culomb không trực tiếp kích thích ion hóa nguyên tử chất, chúng có tương tác sau: HIENGIANGVAN AN TOÀN BỨC XẠ T9/2015.. .AN TOÀN BỨC XẠ      T9/2015 - Có thể chặn hoàn toàn chùm hạt  tờ gi y - Hạt  không xuyên qua lớp biểu bì chết bề mặt da b) Các hạt xạ mang điện nhẹ: tia beta, điện tử positron Khi truyền