Zjednodušeně lze říct, že absorbovanou dávku je možné vyjádřit jako podíl energie, která se absorbovala v daném objemu látky o určité hmotnosti, a hmotnosti tohoto objemu, tj. D = E/m. Z tohoto vztahu plyne, že velikost dávky je závislá na velikosti energie, která se v určitém objemu absorbovala, ale současně i na hmotnosti tohoto objemu. Jednotkou je Gray (Gy), přičemž 1 Gy = 1 Joule (J) / 1 kg.

Energie 1 J je z hlediska člověka jako makroskopického objemu velmi malá. Pro lepší představu, jak malá je to energie, si představme kávovou lžičku s vodou, objem vody je cca 5 ml [1], hmotnost této vody je 5 g. Nechť tato voda má určitou teplotu a my chceme zvýšit teplotu o 1°C. Jakou energii (zanedbáme tepelnou kapacitu lžičky) musíme dodat pro zvýšení teploty vody?

Jednoduchým dosazením do vztahu
                                                      Q = m.c.T,

kde m je hmotnost vody (5 g = 0,005 kg),
c je měrná tepelná kapacita vody (4 180 J/(kg.K))
T je změna teploty (pro nás 1 K (nebo 1°C)),

dostáváme Q = 20,9 J = 21 J. Pro zvýšení teploty vody o 1°C je tedy nutné dodat energii 21 J. Abychom se přiblížili hodnotě 1 J, vezměme si místo lžičky vody jen pět kapek vody, které mají objem 5.0,05 ml = 0,25 ml [2]. Pro jejich ohřátí o 1°C jim musíme dodat energii cca 1 J.
Např. jeden čtvereček čokolády Milka obsahuje energii téměř 100 000 J. Takže skutečně energie 1 J je pro člověka velmi malá energie. Ale co když takovou energii dodáme malému objemu lidské tkáně?

Mějme lidskou tkáň o objemu pěti kapek vody, tj. 0,25 ml a předpokládajme, že hustota tkáně je stejná jako hustota vody (lidské tělo je ze 70 % tvořeno vodou). Dodáme-li do tohoto objemu energii 1 J, představuje to dávku D = 1 J / 0,000 25 kg = 4 000 Gy. To je obrovská dávka! Např. mezní hodnota dávky, od které se mohou projevit poškození kůže, je cca 3 Gy, při 15 Gy se objevují puchýře, vředy a dochází k odumření tkáně. Takže obecně vzato, energie dodaná zářením, při které se mohou u člověka vyskytnout poškození, je velice malá. Ale jak může tak malá energie poškodit buňky?

Dodáním i malé energie buňce vznikají volné radikály. Tyto radikály poškozují důležité součásti buňky, mezi které patří DNA, RNA, proteiny atd. V důsledku těchto poškození může dojít ke smrti buňky nebo k pozměnění genetické informace, což se pak může rozvinout v rakovinné bujení. Takže důvodem, proč i tak malá energie dodaná buňce ji ohrožuje, je právě vznik volných radikálů, které pak buňku poškozují.

V radioterapii (ozařování nádorů za účelem jejich zničení) se vychytáváním škodlivých radikálů určitými látkami aplikovanými do organismu chrání zdravé buňky. Současně je možné aplikovat do nádorové tkáně látky, které naopak podporují vznik volných radikálů, čímž tyto nádory ničí. Celý proces působení záření na buňku a ochrany buňky je však podstatně složitější, ale o tom někdy přístě…

Použitá literatura:
[1] http://wiki.answers.com/Q/How_many_ml_water_equals_One_teaspoon_water
[2] http://answers.yahoo.com/question/index?qid=20060928194539AAoxlvq

Při ozáření člověka dochází k biologickým změnám v těle, které se mohou projevit v průběhu dnů až týdnů, jiné v průběhu let až desítek let. Proto se dříve dělily biologické účinky ozáření na časné a pozdní. V posledních desetiletích ale došlo k přehodnocení tohoto dělení. Biologické účinky ozáření se dělí na deterministické a stochastické [1]. Deterministické se dnes označují také jako tkáňové.

Deterministické účinky jsou podmíněny buněčnými ztrátami v důležitých buněčných populacích. Tyto účinky se zákonitě projeví při překročení určitého dávkového prahu. Míra, jakou se tyto účinky projeví, je závislá na dávce, s rostoucí dávkou roste i míra projevu [1].
Mezi nejznámější projevy deterministických poškození patří akutní nemoc z ozáření, akutní poškození kůže, sterilita a zákal oční čočky. Akutní nemoc z ozáření, akutní poškození kůže a sterilita patří mezi následky časné, zákal oční čočky patří mezi následky pozdní.
Akutní nemoc z ozáření vzniká po jednorázovém celotělovém ozáření vyšší dávkou. Tato nemoc byla popsána hlavně u obětí jaderného útoku na Japonsko v roce 1945, v běžné praxi je velmi výjimečná. Klinický obraz akutní nemoci z ozáření závisí na dávce. Podle velikosti dávky se nejprve projeví příznaky podmíněné poruchou krvetvorných orgánů, dále poruchou travícího ústrojí a nakonec poruchou centrálního nervového systému [1].
Akutní poškození kůže je nejčastější typ poškození při nehodách s přenosnými zdroji ionizujícího záření. Pokud se zářič vyskytnul v malé blízkosti těla po určitou dobu, pak může dojít k poškození v kůže v tomto místě. Toto postižení se dělí na několik forem v závislosti na dávce, kterou kůže obdržela. Nejlehčí formou je zarudnutí, při vyšších dávkách se vytvoří zarudnutí postupně přecházející v zánětlivý stav a tvorbu puchýřů. Nejtěžší formou je vytvoření nekrotické (mrtvé) tkáně a vředy. Prahovou hodnotou pro vznik nejlehčí formy poškození kůže je dávka cca 3 Gy, zarudnutí se projeví v období 1 – 3 týdny po ozáření [1].
Sterilita v důsledku ozáření zárodečného epitelu se liší pro muže a ženy. Muži jsou citlivější, přechodná sterilita u nich byla zjištěna pro dávky 0,5 – 2 Gy. V průběhu 1 – 3 let dojde k regeneraci. Trvalou sterilitu způsobují dávky 3 Gy a vyšší. U žen je trvalá sterilita způsobena dávkami v rozmezí cca 2,5 – 8 Gy [1].
Zákal oční čočky (katarakta) postihuje útvar, který nemá přímou výživu a vlastní buněčný substrát. Proto je doba od ozáření k vytvoření změn dlouhá (6 měsíců a více). Ke vzniku může dojít již po jednorázovém ozáření dávkou 1,5 Gy [1].

Stochastické účinky jsou účinky podmíněné mutacemi buněk. Buď se jedná o mutace somatické, tj. mutace v tkáních mimo gonády, nebo o mutace gametické, tj. v zárodečných buňkách. Mutace jako takové se vyskytují i spontánně v populaci, ale bylo prokázáno, že působení ionizujícího záření zvyšuje výskyt těchto mutací. Nicméně klinické příznaky nádorů vzniklých spontánně nejsou odlišitelné od klinických příznaků nádorů vzniklých v důsledku ozáření. Jedná se o bezprahové účinky, ale s rostoucí dávkou stoupá pravděpodobnost vzniku poškození. Samotný projev poškození však není závislý na dávce. Mezi účinky stochastické patří vznik zhoubných nádorů a řadí se sem i genetické změny. Genetické změny způsobené ozářením však nebyly u lidí statisticky významně prokázány, ale prokázány byly u octomilek a myší, proto se předpokládalo, že tomu tak bude také u lidí [1].
Mechanismy, kterými vznikají nádorová onemocnění, nejsou přesně známy. Pro hodnocení je důležitá doba mezi ozářením a projevem poškození, neboli doba latence. Pro leukémie je doba latence 5-15 let, u některých typů jsou to 2 roky. U solidních nádorů je doba latence 10-60 let [1].

Děti a mládež jsou až 3-10 krát citlivější na ozáření ve srovnání s dospělými. Je to z toho důvodu, že u nich probíhá ve větší míře dělení buněk a současně je u nich delší doba života, který mají před sebou (tedy období, kdy se mohou projevit účinky ozáření). Např. 70-letý člověk pravděpodobně již nemá tak dlouhou dobu života před sebou jako 5-leté dítě.

Použitá literatura:
[1] Klener, V. a kolektiv autorů. Principy a praxe radiační ochrany. Státní úřad pro jadernou bezpečnost, Praha, 2000

Tentokrát se nejedná o článek, který jsem psala já, ale pouze předávám odkaz na zajímavý článek s názvem „Kolik lidí ještě zabije havárie ve Fukušimě?“.

http://osel.cz/index.php?clanek=6377

Každý člověk žijící na Zemi je ozařován zářením, které lze zahrnout pod pojem pozadí. Toto pozadí zahrnuje kosmické záření, terestriální (zemské) záření, radon v budovách a v neposlední řadě i radionuklidové zdroje obsažené v lidském těle (draslík, uhlík) [1]. Dávka, kterou člověk obdrží za každý jeden kalendářní rok, se liší v závislosti na oblasti, kde žije. Pro osoby žijící v České republice je hodnota dávky cca 3 mSv/rok, podobně je tomu např. pro osoby žijíci v USA. Vysoké pozadí bylo zjištěno v Ramsaru v Iránu, kde hodnota roční dávky dosahuje hodnoty 260 mSv [2].

Ozáření osob při letu v letadle se liší v závislosti na sluneční aktivitě, geomagnetické poloze letadla a výšce a době trvání letu. Co se týká geomagnetické polohy, byl zjištěn nižší dávkový příkon (dávka za časovou jednotku) v rovníkových oblastech (cca 1/3 hodnot zjištených na pólech). Co se týká výšky letu, úroveň ozáření stoupá až do výšky 18 km [1].

Typické hodnoty dávkového příkonu pro výšky letu podzvukových letadel se pohybují mezi 0,004 a 0,01 mSv za hodinu [1]. V závislosti na délce letu lze tedy spočítat dávku, kterou člověk obdrží při daném letu. Např. pro let Praha-New York-Praha je hodnota dávky 0,16 mSv, pro let Praha-Tokyo-Praha je hodnota dávky 0,23 mSv. Tyto dávky jsou nízké ve srovnání s dávkami z pozadí, kterým jsme každoročně vystavováni.

Palubní personál odpracuje cca 400-800 letových hodin ročně, tomu odpovídá dávka 1,6 mSv až 8 mSv v závislosti na dávkovém příkonu a počtu letových hodin. Jen pro srovnání, roční dávkový limit pro pracovníky se zářením v ČR je 20 mSv. Není-li překročena tato hodnota dávky, lze považovat vykonávání celoživotní praxe se zářením za bezpečné (riziko vzniku účinků ozáření je při dodržení těchto hodnot minimální).

A co z toho plyne na závěr? Že se nemusíme bát létat :)

Použitá literatura:
[1] Klener, V. a kolektiv autorů. Principy a praxe radiační ochrany. Státní úřad pro jadernou bezpečnost, Praha, 2000
[2] Ghiassi-nejad, M., Mortazavi, S. M., Cameron, J. R., Niroomand-rad, A., Karam, P. A. Very high background radiation areas of Ramsar, Iran: preliminary biological studies. Health Physics, 82(1): 87-93, 2002