11 Kärnfysik: 11.8 Biologiska verkningar
Stråldos
Stråldos
När kroppen utsätts för strålning, tillförs kroppsvävnaden energi. Vi säger att kroppen utsätts för en stråldos.
Marie Curies kokbok är ännu starkt radioaktiv. Den måste förvaras i en speciell monter i museet där den är utställd. Marie Curie gjorde en del av forskningsarbetet hemma i köket. Där måste strålningen ha varit enorm.
Med stråldosen \(D\) menas den absorberade energin \(E\) dividerad med massan \(M\) av kroppsvävnaden, \[ D = \frac{E}{M} \]
Enheten for stråldos är gray, \(\text{Gy}\). Du ser att \(1 \text{ Gy} = 1 \text{ J/kg}\). Enheten är uppkallad efter den engelske fysikern Luis Gray.
Den biologiska verkningen bestäms inte bara av stråldosen. Även strålningstypen betyder en del. Till exempel ger en dos alfastrålning mycket allvarligare skador än en lika stor dos betastrålning. När vi ska värdera skadeverkningarna, multiplicerar vi stråldosen \(D\) med en kvalitetsfaktor \(k\). Då får vi ekvivalentdosen \(H\).
Ekvivalentdosen \(H\) får vi genom att multiplicera dosen \(D\) med en kvalitetsfaktor \(k\) \[ H = kD \] Enheten för ekvivalentdos är sievert, \(\text{ Sv}\). Kvalitetsfaktorn är ett tal utan enhet. Därför blir \(1 \text{ Sv} = 1 \text{ J/kg}\). Enheten är uppkallad efter den svenske fysikern Rolf Sievert.
Strålning | Kvalitetsfaktor |
---|---|
\(\alpha\) | \(20\) |
\(\beta\) | \(1\) |
\(\gamma\) | \(1\) |
Röntgen | \(1\) |
Protoner | \(10\) |
Neutroner | \(10\) |
Rolf Sievert arbetade som professor vid Karolinska sjukhuset i Stockholm. Han är främst känd för att han var med och byggde upp det svenska strålskyddet. Han utvecklade instrument för mätning av strålning och utarbetade metoder för att ta reda på den totala mängden radioaktiva substanser i kroppen.
Radioaktiv radongas i hus ger i genomsnitt en stråldos på \(0{,}15 \text{ mGy}\) till varje person varje år. Strålningen är huvudsakligen alfastrålning. Vad blir ekvivalentdosen?
Lösning: Alfastrålning har en kvalitetsfaktor på \(20\). Ekvivalentdosen blir \[ H = kD = 20 \cdot 0{,}15 \text{ mGy} = 3{,}0 \text{ mSv} \]
Om radon i ett hus ger mer än cirka \(10 \text{ mSv}\) per person och år, krävs speciella åtgärder. Sprickor i grundmur och källargolv bör tätas för att hindra att radon läcker in. Källaren bör utrustas meden ventilationsanläggning som kan leda radongasen ut ur huset. Eftersom det varje år dör flera hundra personer i Sverige av skador som orsakats av radon har man numera infört gränsvärden för både bostäder och arbetslokaler. Dessutom har gränsvärden införts för vad som anses vara tillåtna halter i dricksvatten.
![](/images/uploads/theory/6921/radonmeasure.png)
Vi kan inte helt undgå strålning. Dygnet runt, var vi än befinner oss, utsätts vi för strålning från världsrymden, från luften, från marken, från byggnader och från maten vi äter. Ja till och med från radio aktiva ämnen i vår egen kropp! Detta är den naturliga bakgrundsstrålningen. Den har varit en del av miljön på jorden sedan livet uppstod, och vi betraktar bakgrundsstrålningen som ofarlig.
Se figur 11.32. Utöver den naturliga strålningsmiljön har vi en konstgjord strålningsmiljö. Den kommer från medicinska undersökningar och behandling, utsläpp från kärnkraftverk, provsprängningar och industriell användning av radioaktiva ämnen.
Den naturliga bakgrundsstrålningen ligger i genomsnitt lite över \(4 \text{ mSv}\) per person och år. För att vara på den säkra sidan bör människor i allmänhet inte utsättas för mer strålning än \(1 \text{ mSv}\) utöver bakgrundsstrålningen.
Korttidsstrålning som ger stora ekvivalentdoser på \(1 \text{ Sv}\) eller mer, leder till akut strålsjuka och i värsta fall till döden inom några dagar.
![](/images/uploads/theory/6921/radsources.png)
![](/images/uploads/theory/6921/ptoe.png)