Strålings biologiske virkninger Ioniserende stråling kan forårsage to typer af skader på mennesker: deterministiske skader (akutte) celledød (somatisk) stokastiske skader (sene) fejlreparerede DNA-molekyler i vævsceller (somatisk) fejlreparerede DNA-molekyler i kønsceller (genetisk)

Typer af biologiske skader

DNA-molekylet sukkermolekyle fosfatmolekyle osv. 4 typer nukleotider Purinbaser: Adenin (A) Guanin (G) Pyrimidinbaser: Cytosin (C) Thymin (T) et gen består af ca. 1000 nukleotidpar ca. 3109 nukleotidpar i hver cellekerne ca. 25.000 gener i cellerne, hvoraf ca. 15.000 er kendte

Kromosom- og genmutation

Deterministiske skader

Erfaringsmateriale - deterministiske skader strålingsuheld (incl. kritikalitetsuheld) atombombesprængningerne over Hiroshima og Nagasaki strålingsterapi Tjernobyl-ulykken

Respons - deterministiske skader Tærskeldosis under hvilken en skade ikke viser sig klinisk Alvorligheden af en skade vokser med voksende dosis

Respons - deterministiske skader

Tærskeldoser og deterministiske skader underaktivitet af thyroidea Organ Tærskel (Gy) Skadetype Tidspunkt Hele kroppen 0.5 1 opkast død første dag 1 - 2 måneder Lunger 6 2 - 12 måneder Huden 3 hudrødmen 1 - 3 uger Thyroidea 5 underaktivitet af thyroidea ét til flere år Øjelinser 2 stær 6 mdr. til flere år Gonader 2 - 3 permanent sterilitet uger

Dosisrespons for knoglemarvsyndromet  

Forladt radioterapi-klinik i Goiânia - Brasilien Goiânia-ulykken i 1987 Forladt radioterapi-klinik i Goiânia - Brasilien

Strålingsterapianlæg Goiânia-ulykken i 1987 Afskærmning med kilde Beam åbning Strålingsterapianlæg

Goiânia-ulykken i 1987 137Cs strålingskilde kilde-vindue

Goiânia-ulykken i 1987 Ulykken skete den 13.9.1987 i Goiânia, Brasilien Kildestyrken var 51 TBq 137Cs (51 mmø  48 mm) 4 personer døde som følge af bestrålingen (6-årig pige, 38-årig kvinde, 18-årig mand og 22-årig mand) Helkropsdoser på 4.5 - 6 Gy til de afdøde Ekstern og intern kontamination af 249 personer 20 personer behøvede hospitalsbehandling, heraf 19 for hudskader (“-forbrændinger”) 112.000 personer blev moniteret for kontamination Total affaldsmængde 3.500 m3

Monitering for radioaktiv forurening Goiânia-ulykken i 1987 Monitering for radioaktiv forurening

Skrothandlerens hus under nedrivning Goiânia-ulykken i 1987 Skrothandlerens hus under nedrivning

Pakning af radioaktivt affald Goiânia-ulykken i 1987 Pakning af radioaktivt affald

Temporær oplagringsplads for radioaktivt affald - 1994 Goiânia-ulykken i 1987 Temporær oplagringsplads for radioaktivt affald - 1994

Goiânia-ulykken i 1987 Strålingsskade på låret fra en del af kilden båret i bukselomme. Strålingsdosis større end 5 Gy

Stokastiske skader

Erfaringsmateriale - stokastiske skader atombombesprængningerne over Hiroshima og Nagasaki medicinsk strålingsdiagnostik og -terapi erhvervsmæssig strålingsudsættelse omegnsbestråling (fallout og udledninger)

Årsager til kræft Ioniserende stråling Ikke-ioniserende stråling Fødevarer Virus Forurening Stress Arvelighed ? ? ? Alkohol Kemikalier Cancer Rygning

Dosisrespons - lineær ekstrapolation

Hiroshima-Nagasaki ‘Life Span Study’ Dosis [Sv] Antal personer Faste tumorer Leukæmi Observeret Estimeret ekstra antal < 0,005 36.459 3.013  42 73 9 0,005 – 0,1 32.849 2.795 85 59 3 0,1 – 0,2 5.467 504 18 11 0,2 – 0,5 6.308 632 77 27 15 0,5 – 1,0 3.202 336 23 16 1,0 – 2,0 1.608 215 84 26 22 > 2,0 679 83 39 30 28 Total 86.572 7.578 249 334 87

Respons - stokastiske skader Sandsynligheden for en skade vokser med voksende dosis Alvorligheden af en skade er uafhængig af dosis størrelse Ingen tærskeldosis

Strålings biologiske virkninger – dødelig cancer Kun strålingsdoser over baggrundsniveau skal reguleres via Systemet for Strålingsbeskyttelse. Om der er biologiske effekter ved doser lavere end baggrundsniveauet er komplet ligegyldigt i forbindelse med fastsættelse af standarder for strålingsbeskyttelse. For doser over baggrundsniveau anvendes den hypotese, at en ekstra dosis, D, vil medføre en hermed proportional forøgelse af sandsynligheden for en senere strålingsinduceret stokastisk effekt, P.

Risiko for stokastiske strålingsskader Livstidsrisiko (pr. Sv) Skadetype Livstidsrisiko (pr. Sv) Total befolkning Erhvervsbefolkning Dødelig cancer 0.044 0.034 Ikke-dødelig cancer 0.016 0.011 Total cancer 0.060 0.045 Genetiske skader *) 0.005 0.004 Total stokastisk 0.065 0.049 *) Risiko i to efterfølgende generationer

Cancerrisiko som funktion af alder

Strålings biologiske virkninger - cancerdødsfald En erhvervsmæssigt beskæftiget med radioaktive stoffer har over 10 år modtaget en dosis (ud over dosis fra baggrundsstrålingen) på 50 mSv. Hvor stor er sandsynligheden for, at denne dosis giver anledning til et senere kræftdødsfald? Sandsynlighed = 0,0034% pr. mSv  50 mSv = 0,17% Sandsynlighed fra alle påvirkninger: 22 - 25% (livstid) Kun strålingsdoser over baggrundsniveau skal reguleres via Systemet for Strålingsbeskyttelse. Om der er biologiske effekter ved doser lavere end baggrundsniveauet er komplet ligegyldigt i forbindelse med fastsættelse af standarder for strålingsbeskyttelse. For doser over baggrundsniveau anvendes den hypotese, at en ekstra dosis, D, vil medføre en hermed proportional forøgelse af sandsynligheden for en senere strålingsinduceret stokastisk effekt, P.

Risikoperspektiv - stråling og cigaretrygning

Risikoperspektiv - stråling og cigaretrygning

Risikoperspektiv - stråling og cigaretrygning 10 cigaretter pr. dag: 3650 cigaretter pr. år gennemsnitlig årlig risiko: 3650  105  0.044  2 pr. 1000 pr. år livstidsrisiko: 2 pr. 1000 pr. år  50 år  1 pr. 10

Risikoperspektiv - stråling og cigaretrygning Ækvivalent strålingsrisiko ved rygning af en pakke cigaretter pr. dag i 60 år: et gennemsnitligt levetidstab på 1500 dage en effektiv dosis på 70 mSv pr. år en effektiv livstidsdosis på 4000 mSv