tag:blogger.com,1999:blog-54450497140000372152024-03-05T16:11:49.206+01:00Sugárterhelés„A blog a TÁMOP 4.2.4.A/1-11-1-2012-0001 azonosító számú Nemzeti Kiválóság Program – Hazai hallgatói, illetve kutatói személyi támogatást biztosító rendszer kidolgozása és működtetése országos program című kiemelt projekt keretében valósul meg, az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával.”Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08923893617472162524noreply@blogger.comBlogger14125tag:blogger.com,1999:blog-5445049714000037215.post-79248075273610904702014-04-13T20:22:00.006+02:002014-04-13T20:23:10.915+02:00A Nemzeti Kiválóság Hírlevélben megjelent anyag<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhCqOMdGBWm6vBXeE98d-OR5lx5n-5zz-KM9wxE-GwCJlINcykq-xhe3cn-klUXKPwcRQD_qgwKkxs_d7yIkqhcwQwUOwGoCms-CgvQl2xeNtpnhH5JEIFiPf-N1R-r74uc7ZvpwQw0j6s/s1600/NKH.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhCqOMdGBWm6vBXeE98d-OR5lx5n-5zz-KM9wxE-GwCJlINcykq-xhe3cn-klUXKPwcRQD_qgwKkxs_d7yIkqhcwQwUOwGoCms-CgvQl2xeNtpnhH5JEIFiPf-N1R-r74uc7ZvpwQw0j6s/s1600/NKH.jpg" height="105" width="320" /></a></div>
<br />
<br />
A Nemzeti Kiválóság Hírlevél márciusi számának 6. oldalán a blog által is megcélzott témában kifejtett kutatásaimról írnak. Az írás szabadon hozzáférhető itt:<br />
<br />
<br />
<a href="http://www.nemzetikivalosag.hu/documents/10179/10351224/NKP_Hirlevel_2014-03_Marcius_FIN.pdf/a6aa509d-adcd-492f-84a0-26cf3ad6601c">http://www.nemzetikivalosag.hu/documents/10179/10351224/NKP_Hirlevel_2014-03_Marcius_FIN.pdf/a6aa509d-adcd-492f-84a0-26cf3ad6601c</a><br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<span id="goog_1439587038"></span><span id="goog_1439587039"><br /></span>
<br />
<br />
<br />Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08923893617472162524noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5445049714000037215.post-14000879988277787712014-03-28T19:42:00.004+01:002014-05-05T14:29:29.274+02:00A sugárzás hatásának egy lehetséges modellezése. III. Rész: A légutakban kiülepedett radioaktív izotópok kölcsönhatása a sejtekkel<div style="border-image: none; text-align: justify;">
<div style="border-image: none;">
<span style="color: blue;"><span style="color: black;">Jelen bejegyzésben
két biológiai végpontnak, nevezetesen a sejthalálnak és a sejttranszformációnak a
szimulációjáról lesz szó. Az előző két posztban láthattuk, hogy a rüvid felezési idejű radon leányelemek lokális légúti terhelése függ azok kiülepedési helyétől tisztulásától. A kiülepedett és még ki nem tisztult rövid felezési idejű alfa-bomló izotópok ha elbomlanak, akkor a kiülepedés helyéhez közeli sejteket alfa-találat érheti. E sejtekben energialeadás történik, melynek biológiai következményeit modellezhetjük. Ehhez ismernünk kell a bomlás során keletkező alfa-részecske kezdeti energiáját, a sejtekben egységnyi úthosszon leadott energiát, valamint a sejtszerkezetet. A rövid felezési idejű radon bomlástermékek közül a 218Po és a 214Po alfa-aktívak. Míg az előbbi egy 6 MeV-es, addig az utóbbi egy 7,69 MeV-es alfa-részecskét bocsát ki. A kibocsátás egyforma eséllyel történhet a tér bármely irányában, ezért a légutak falára kiülepedett alfa-bomló izotóp által kibocsátott alfa-részecske vagy behatol a szövetbe, vagy átrepül a légúton (a légút belsejében lévő levegőn) és a "túloldalon" csapódik be és lépik be a légúti hámsejtekbe. A levegőben leadott energia viszonylag kicsi a szövetben elnyelthez képest. A sejteken áthatoló alfa-részecske az energiáját nem egyenletesen adja le, hanem a Bragg-törvény szerint, vagyis minél mélyebben hatol be, annál több energiát képes leadni egységnyi úthosszon, mígnem energiája teljes elvesztésének közelében hirtelen lecsökken ezen érték.</span></span></div>
</div>
<div style="border-image: none; margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<div style="border-image: none;">
<div style="border-image: none;">
<div style="border-image: none;">
<div style="border-image: none;">
A sejtekben a sugárzás hatására végbemenő folyamatok nagymértékben függnek attól, hogy mekkora energia (és dózis, ami energia/tömeg) nyelődött el bennük. Ez attól függ, hogy az eltalált sejtet mekkora úthosszon (húrhossz) metszi az alfa-nyom (alfa-részecske pályája) és mekkora ott az egységnyi úthosszra jutó leadott energia. Ennek kiszámításához modellezhetjük a tüdő hámszövetének sejteloszlását. Az irodalmi adatok alapján a sejtstruktúrát 3D számítógépes módszerekkel rekonstruálhatjuk. Két különböző típusú sugárérzékeny sejttípus eloszlását az alábbi ábrán láthatjuk. E sejtek a jobb oldalon lévő hámrétegben helyezkednek el, mely közvetlenül a bal oldalon megjelenített légút falához tapad.<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhpvBZJQo0ElzVYpTRRMjBKX_C5um8IsbuDeOXHPwK0q-OjkV0oFtv8p4g-1R8CNYf8qlRJvlCTVFXrYKJ4wCZ9Ht6KDY2J5Cn2d-zHGqHIZMn28xB0s4nNX3RcPlwflR9hcUNZAM50iO4/s1600/4.JPG" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhpvBZJQo0ElzVYpTRRMjBKX_C5um8IsbuDeOXHPwK0q-OjkV0oFtv8p4g-1R8CNYf8qlRJvlCTVFXrYKJ4wCZ9Ht6KDY2J5Cn2d-zHGqHIZMn28xB0s4nNX3RcPlwflR9hcUNZAM50iO4/s1600/4.JPG" height="170" width="400" /></a></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: justify;">
Ha kiszámítottuk a sejtdózist, illletve annak eloszlását, akkor megbecsülhető a sejthalálban és a sejttranszformációban kifjezett biológiai hatás. A besugárzott sejt túlélési valószínüsége exponenciálisan csökken a dózissal. Ennek megfelelően, a sejthalál valószínűsége nő a kapott dózissal. Ezért, ha a dózist a modelljeinkkel jól becsöljük, akkor a sejthalál és annak térbeli és időbeli eloszlása is meghatározható. A transzformáció a rák felé vezető út egy fontos állomása. A sejt ezen állapotba jutása arányos a kapott dózissal, feltéve hogy a sejt túléli a sugárterhelést. Megjegyzem, hogy transzformáció valószínűsége sokkal kisebb, mint a sejthalálé. És akkor ennyi elmélet után lássunk egy-két eredményt. Elsőként egy sejthalál grafikont mutatok, ahol a vízszintes tengelyen a besugárzás időtartama látható, ami a dózissal arányos. Ennek függvényében, a függőleges tengelyen annak esélye szerepel, hogy a sejt elpusztul. A három görbe mutatja azt az esetet, amikor a légúti radioaktív részecske-kiülepedés homogén (zöld háromszögek), inhomogén és nincs tisztulás (kék négyzetek), illetve inhomogén és tisztulás is jelen van (piros pöttyök). </div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: justify;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEitv-McFNQwgQ-tFLD5jynYp3Y9ql0qxjfYCsqP7qB43r4WtE9jxzqnh3h-105VuuTIDaUCmiercvPLfHeql9gboXllldkn4m-_xzviaQRppJly_QkUBq92amZOHdP33HiqZPhLMM1IMuQ/s1600/Celldeath.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEitv-McFNQwgQ-tFLD5jynYp3Y9ql0qxjfYCsqP7qB43r4WtE9jxzqnh3h-105VuuTIDaUCmiercvPLfHeql9gboXllldkn4m-_xzviaQRppJly_QkUBq92amZOHdP33HiqZPhLMM1IMuQ/s1600/Celldeath.jpg" height="262" width="320" /></a></div>
<br />
Látható, hogy a sejthalál esélye a dózissal nő, illetve az is, hogy az inhomogén kiülepedés forró területén (elágazás csúcsa, ahol sok részecske kiülepszik) a sejthalál valószínűsége erősen megnő. Ugyanezen az ábrán szépen látszik a tisztulás kárcsökkentő szerepe is.<br />
<br />
Ha most a sejttranszformációt vesszük alapul, akkor a neki megfelelő grafikon a következő lesz:<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjzb9fezHRAiDEFAiw4TdsrDE5u7hHBv-XCl8NdGZsRcylRjpjSN5yWfgRrmecqAPeHRYfA0zu6JY5Ao1J3xpP3Hr206bGyaXLEWwpa0avMzwZXrwm1SAS59whJ030T9hQuM-5MY2iGlLY/s1600/celltransf.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjzb9fezHRAiDEFAiw4TdsrDE5u7hHBv-XCl8NdGZsRcylRjpjSN5yWfgRrmecqAPeHRYfA0zu6JY5Ao1J3xpP3Hr206bGyaXLEWwpa0avMzwZXrwm1SAS59whJ030T9hQuM-5MY2iGlLY/s1600/celltransf.jpg" height="252" width="320" /></a></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
Az ábrán az látható, hogy a transzformáció esélye miként nő, ugyancsak az eltelt idő függvényében, a fenti három esetben (egyenletes kiülepedés, inhomogén depozíció tisztulás nélkül és egyenletlen kiülepedés tisztulással) ha a radon aktivitás koncentrációja 50 Bq/m3. Láthatjuk, hogy a transzformáció valószínűsége is nő a dózissal (besugárzási idővel), de az értéke sokkal kisebb, mint a sejthalálé. Megjegyzendő, hogy a fenti két ábrán csak a direkt hatások (csak az a sejt károsodik, amelyik a dózist kapja) vannak feltüntetve. A sejt-sejt kommunikáció miatt az indirekt hatások is szerepet kaphatnak és akkor a fenti görbék is módosulhatnak. Számos indirekt hatást ismerünk, például a gén instabilitás, a bystander hatás, az indukált apoptózis stb. Ezekbe most nem mennék bele, csupán annyit, hogy e hatások is modellezhetők, én példáil kifejlesztettem egy indukált apoptózis modellt.<br />
<br />
<br />
<br /></div>
</div>
</div>
</div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08923893617472162524noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5445049714000037215.post-58417188692595539502014-02-26T19:43:00.002+01:002014-03-05T09:09:02.284+01:00A sugárzás hatásának egy lehetséges modellezése. II. Rész: A légutakban kiülepedett radioaktív izotópok tisztulása
Miután az előző bejegyzésben a belélegzett radioaktív részecskék légzőrendszeri kiülepedését mutattam be, jelen posztot a tisztulásnak, mint védekező mechanizmusnak a részecskemennyiségre (összefüggésben áll a kapott dózissal) és eloszlásra gyakorolt hatásának szentelem.<br />
<div style="text-align: justify;">
</div>
<div style="text-align: justify;">
<div style="text-align: justify;">
A légutak különböző régióiban kiülepedett részecskék káros hatása ellen a szervezet többek között úgy védekezik, hogy megpróbálja eliminálni azokat. Mivel a radioaktív részecskék miatti tüdőrák leggyakrabban a bronchiális régióban (hörgők) fordul elő, itt is az erre a régióra jellemző tisztulási mechanizmusokra szorítkozom. E régióban a legjelentősebb tisztulási formák a mukociliáris tisztulás (nyáktisztulás) és a lassú tisztulás.<br />
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: justify;">
A mukociliáris tisztulás a fő tisztulási mechanizmus a bronchiális légutakban a kiülepedést követő 48 órában. A légutak falán lévő csillószőrök koordinált csapkodással mozgatják a légutakat borító viszkózus nyákot, mely a garat irányába mozgatja a benne kitapadt részecskéket (onnan lenyeljük, kiköhögjük, kiköpjük). Valahogy így: </div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgo7bUk8sf-oatmmtxUCNkGCiw8SDq7ODSZDItb6-ZsXp8UiUeKvxafqxqCBdI-m9Dt7xxyria7B_-0V2xCmbZNb-ro306JJGXlNRbXoJFALrOroy5GbIZJaOlZXoqzlkaKROrsjgn9QiY/s1600/mucus.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgo7bUk8sf-oatmmtxUCNkGCiw8SDq7ODSZDItb6-ZsXp8UiUeKvxafqxqCBdI-m9Dt7xxyria7B_-0V2xCmbZNb-ro306JJGXlNRbXoJFALrOroy5GbIZJaOlZXoqzlkaKROrsjgn9QiY/s1600/mucus.jpg" height="132" width="400" /></a></div>
<br />
Maga a nyák egy gél, amelynek nagy része víz, de többek között összegabalyodott polimerszálak is vannak benne, melyek többé-kevésbé egy rácsot alkotnak. Mikroszkópos felvételen ez valahogy így fest:<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgyCIh65cUqwcFxdf8MGQbWGT_l0dOzcl-N-ia_9qQDOLiUnGa843PziN9ynk3KhshWgD1Ec1tnZ4MA08ij87HKqCHIPYL89H4cvLFgUDqTxjkhCBAv72f6w1dLvPNuwuqd1Wj2NVPtRTc/s1600/polimerracs.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgyCIh65cUqwcFxdf8MGQbWGT_l0dOzcl-N-ia_9qQDOLiUnGa843PziN9ynk3KhshWgD1Ec1tnZ4MA08ij87HKqCHIPYL89H4cvLFgUDqTxjkhCBAv72f6w1dLvPNuwuqd1Wj2NVPtRTc/s1600/polimerracs.jpg" height="277" width="320" /></a></div>
<br />
Látható, hogy az átlagos rácsméret néhány száz nanométer. Ennek az a következménye, hogy az ennél nagyobb részecskék elakadnak és együtt mozognak a nyákkal (nagyjából 1 mm/perc sebességgel), de a kisebb semleges részecskék szabadon diffundálnak a szálak között, akár a vízben. <br />
<br />
A tudomány jelen állása szerint azonban nem minden részecskére hat e tisztulási forma és a részecskeméret csökkenésével előtérbe kerül a lassú tisztulás. A lenti ábra szerint, míg egy 7 mikronos részecske biztosan kitisztul a nyákkal, addig egy 1 mikron alatti csak 20-30 % eséllyel tud gyorsan (percek, órák, nap) kitisztulni. A lassú tisztulás úgy 20 napot jelent és pontos mechanizmusa nem ismert.<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjEBY2HfcGsa5xjx5Max-vlACBgzpbfJwalFAXef19rRt-fPzYNdUR-i8eeKctmQOgZjh3PyGz8fCVEPoKQsFoxqDm97cceBYUOC7tS2wIg1Kl7MUqbYlrU6Qf8n8udqsqEG2yqvBEpsKM/s1600/ploti2.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjEBY2HfcGsa5xjx5Max-vlACBgzpbfJwalFAXef19rRt-fPzYNdUR-i8eeKctmQOgZjh3PyGz8fCVEPoKQsFoxqDm97cceBYUOC7tS2wIg1Kl7MUqbYlrU6Qf8n8udqsqEG2yqvBEpsKM/s1600/ploti2.jpg" height="335" width="400" /></a></div>
<br />
A nyáktisztulást, ugyanúgy mint a légzőrendszeri levegő- és részecskeáramlást, numerikus áramlástani eljárásokkal (CFD) lehet modellezni. A következő ábra a nyák sebességterét mutatja egy légúti elágazásban. A kék a kisebb, míg a piros szín a lokálisan nagyobb sebességet jelőli.<br />
<div align="center">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg082LVuQ3ObebaBk2sHDxIgTuVzE_jIBEnv8sHvLAMnRRspBzFaymqlrQSABL4xftQorJ8dhIEAW6Q9DefptRmvJY3zwtMvko1XcW9Be7kyqWMVKZI2sT3JIbnFckPLUTYEJvh27PVSZU/s1600/muco1.tif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEg082LVuQ3ObebaBk2sHDxIgTuVzE_jIBEnv8sHvLAMnRRspBzFaymqlrQSABL4xftQorJ8dhIEAW6Q9DefptRmvJY3zwtMvko1XcW9Be7kyqWMVKZI2sT3JIbnFckPLUTYEJvh27PVSZU/s1600/muco1.tif" height="320" width="318" /></a></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: justify;">
Látható, hogy amint a nyák felfele kúszik, az elágazás csúcsában lelassul. Ha visszaemlékszünk, ez volt az a hely, ahol a radioaktív részecskék a legnagyobb számban ülepedtek ki. Ha nemcsak a nyák, hanem a részecskék mozgását is modellezzük a kiülepedés után, akkor a lentiekhez hasonló pályákat kapunk:</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: justify;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEikg68IU4QzN9ieVVtpw8yddCdqVr54oAfOZCnokUpctcSreOlyHAND-uMPr84pKJSGCAXk6bT2O_wWVi2hsUMia4gqcAZqqJgxY5UUsKEkLfl7bJBe-7jC4auRT_B3j9sZviibpx7n-TQ/s1600/traject2.tif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEikg68IU4QzN9ieVVtpw8yddCdqVr54oAfOZCnokUpctcSreOlyHAND-uMPr84pKJSGCAXk6bT2O_wWVi2hsUMia4gqcAZqqJgxY5UUsKEkLfl7bJBe-7jC4auRT_B3j9sZviibpx7n-TQ/s1600/traject2.tif" height="320" width="282" /></a></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: justify;">
Az ábrán láthatjuk, hogy minél kisebb egy részecske, annál többet bolyong, ami a nyák fent említett rácsos struktúrájával van összefüggésben. Mindez konkrét radonszármazékokra igy néz ki:</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: justify;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj3zjPnXr3pq7-u2eufw6nABF4M7fTooDy7PVQhyphenhyphenSKtanNBcvtfhpWe_5Z_WogYAX3pMMQJohias2YNc8EXVJa8QvaAV68Y0FxivqI1-2znJ6wsq_9oxzeJCJFEj_NCIcRkF0mraavFO_Y/s1600/izoclear.tif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEj3zjPnXr3pq7-u2eufw6nABF4M7fTooDy7PVQhyphenhyphenSKtanNBcvtfhpWe_5Z_WogYAX3pMMQJohias2YNc8EXVJa8QvaAV68Y0FxivqI1-2znJ6wsq_9oxzeJCJFEj_NCIcRkF0mraavFO_Y/s1600/izoclear.tif" height="287" width="320" /></a></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: justify;">
Azok a pályák, amelyek végigmennek az Y elágazáson, olyan részecskéknek felelnek meg, melyek a légutak mélyebb régióiból jönnek tisztulás által és átutaznak az elágazáson, míg azok amelyek végpontja az elágazásban kezdődik az oda kiülepedett részecskékhez rendelhetők. Ahol a vonalak színe megváltozik, ott bomlás történik. A bomlás helyét és a neki megfelelő energiát lejegyezzük, mert a biológiai hatás modellezésekor ebből indulunk ki. Mindezt a következő bejegyzésben fogom bemutatni.</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: justify;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: justify;">
Mindent egybevetve, a szimulációk azt mutatják, hogy a tisztulás nagymértékben csökkenti a kapott dózist és kisebb mértékben a dóziseloszlás inhomogenitását.</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: justify;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: justify;">
Hogy ezt hogyan köthetjük össze a konkrét biológiai hatással, azt a soron következő alkalommal vázolom.</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div align="center">
</div>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08923893617472162524noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5445049714000037215.post-55820632999508424562014-01-26T18:47:00.002+01:002014-05-04T16:55:13.361+02:00A sugárzás hatásának egy lehetséges modellezése. I. Rész: A radioaktív izotópok útja és kiülepedése a légutakban<div style="text-align: justify;">
<span style="color: black;">A következőkben egy 3 részesre tervezett modellezésről szóló izelítő első részéről olvashattok/olvashatnak. Ennek során áttekintem miként modellezhető a légzőrendszerbe jutó izotópok transzportja és kiülepedése. A folytatásban a kiülepedett radioaktív részecskék tisztulásáról lesz szó, majd a harmadik részben a radioaktív részecske-sejt kölcsönhatás szimulációját mutatom be.</span></div>
<div style="text-align: justify;">
</div>
<div style="text-align: justify;">
<span style="color: black;">A természetes háttérsugárzásból származó radioaktív sugárterhelés több mint felét a radon leányelemeitől kapjuk. A radon gáz bomlása során 218Po keletkezik, mely alfa-aktív és nagyjából 3 perces felezési idővel 214Pb-re bomlik, majd a 214Bi-en keresztül a 214Po-hoz jutunk, ami szintén alfa-aktív. Elbomlása során 210Pb keletkezik, amely már nem rövid felezési idejű. A pontos bomlási lánc az alábbiakban látható.</span></div>
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiSATKIj52WSpsKhjFj4spHeVyec6E5l_qhPzbj0tA7e90OHj-tx6InnWj67EgIcV66Kc3x_eZOBubg84AkprOpODymem1xZ1IFW8a3h1mq_3Hj_-wYiIZOrpyRMgi6MhgZneP8ysncCzE/s1600/bomlas.tif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiSATKIj52WSpsKhjFj4spHeVyec6E5l_qhPzbj0tA7e90OHj-tx6InnWj67EgIcV66Kc3x_eZOBubg84AkprOpODymem1xZ1IFW8a3h1mq_3Hj_-wYiIZOrpyRMgi6MhgZneP8ysncCzE/s1600/bomlas.tif" height="137" width="400" /></a></div>
<br />
<div style="text-align: justify;">
A fenti radontermékek vízmolekulákkal együtt, vagy a légköri aeroszolokra tapadva vannak jelen a levegőben, ahonnan belélegezzük őket. A légzőrendszerben kitapadva elbomolhatnak és károsíthatják a sejteket/szövetet. A kár szempontjából leginkább az alfa-bomló izotópok a figyelemre méltóak (218Po, 214Po). A belélegzett izotópok légúti kiülepedését és bomlását matematikai/fizikai modellekkel tudjuk leírni. Ehhez modelleznünk kell azok pályáit, amint a levegőárammal repülnek, majd esetleg a légút falának ütköznek. A levegő és részecskeáramlást modellezhetjük idealizált, vagy CT képekből rekonstruált háromdimenziós légutakban is. Rekonstruált felső (bal oldal) és centrális (jobb oldal) légúti geometriák digitális modelljei az alábbiakban láthatók.</div>
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjNnctxo3438LHHX2K30mksMVWNf10Cdw1kSb4NFTwKewsHXUL0eJeCzxTxazzsJ2hik1d_Vx7C8Exa3le-8L45tCiHkGCX_k87SG8lGYNBuaWyFKWLLHIMloycc6yURj32nvDJGXidH7g/s1600/upper2_digi.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"></a> </div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgTcd_Bg25RUewDgnPUKMdehD0wp1XibWxvs7tbsQ3ypbHBGKl8fS52B8YKn3avv5mQba0xcuLPQlHQL8UTyPSDXvqPRvjrpQPTIOCDZY5c4RcLDTtzEX6xlDgiQcNQFaA4LOJrWq3gInM/s1600/together.tif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgTcd_Bg25RUewDgnPUKMdehD0wp1XibWxvs7tbsQ3ypbHBGKl8fS52B8YKn3avv5mQba0xcuLPQlHQL8UTyPSDXvqPRvjrpQPTIOCDZY5c4RcLDTtzEX6xlDgiQcNQFaA4LOJrWq3gInM/s1600/together.tif" height="186" width="400" /></a></div>
<br />
<div style="text-align: justify;">
A levegő áramlási tere e geometriákban igen bonyolult, de a légutakban áramló levegő sebessége és nyomása numerikus áramlástani módszerrel kiszámítható. Ilyen sebességteret szemléltet az alábbi ábra. A kék jelenti a kis, a piros pedig a nagy sebesség értékeket. A számításokat a FLUENT nevű CFD (computational fluid dynamics, numerikus áramlástan) szoftverrel végeztem.</div>
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjLBTwX9nVGbtrRrIb8Hx5Ou5X-TwSUQFxvp0H16RhlI2QHsp_S0KBXqmkMou1K3WJ5kwXGaxx2YT8uOie4oWW07ntReYPTuuhtCwQmqhAjiIVufM7rgmSGoY-XcFAhuYLKW4lIDglJ8aY/s1600/flow.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjLBTwX9nVGbtrRrIb8Hx5Ou5X-TwSUQFxvp0H16RhlI2QHsp_S0KBXqmkMou1K3WJ5kwXGaxx2YT8uOie4oWW07ntReYPTuuhtCwQmqhAjiIVufM7rgmSGoY-XcFAhuYLKW4lIDglJ8aY/s1600/flow.jpg" height="206" width="320" /></a></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: justify;">
A kiszámított levegőáramlási térbe részecskéket helyezve követhető, hogy azok hol csapódnak a légutak falának. A kicsapódó részecskék beleragadnak a légutak falát borító nyákba. Az 1 és 10 mikrométeres részecskék kiülepedési mintázatát az alábbi ábrán láthatjuk nyugodt légzésnek megfelelő áramlási viszonyok (térfogatáram = 18 liter/perc) mellett. A kiülepedéseloszlás erősen inhomogén, melynek következtében egyes területek nagyobb sugárterhelést kapnak ha a kiülepedett részecskék elbomlanak.</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: justify;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi7zlIivlvoajUvNSBqlCz2VoSJxU6W5AivF1Ijgn2QxXKuqSY4VNh-FCDy3r3-78-tOVK_W-GPtjA0M4K0Irlr_lYQIk4t57mxmNYW7sOyt-xLY91RT93uHfTBMLXA8rFu5Veag9qN0U8/s1600/depo.tif" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEi7zlIivlvoajUvNSBqlCz2VoSJxU6W5AivF1Ijgn2QxXKuqSY4VNh-FCDy3r3-78-tOVK_W-GPtjA0M4K0Irlr_lYQIk4t57mxmNYW7sOyt-xLY91RT93uHfTBMLXA8rFu5Veag9qN0U8/s1600/depo.tif" height="246" width="320" /></a></div>
<div align="justify" class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: justify;">
A kiülepedett rövid felezési idejű izotópok ha elbomlanak, akkor a kiülepedés helyéhez közeli sejteket alfa-találat érheti, azokban energialeadás történik, melynek biológiai következményeit szintén lehet modellezni. De még mielőtt e fontos lépést bemutathatnám, fontos megjegyezni, hogy a fenti ábrán látahtó kiülepedési képeket módosíthatja még a mukociliáris tisztulás is, melynek modellezéséről a következő bejegyzésben lesz szó. Azt követi majd a részecske-élő anyag interakció modellezésének bemutatása.</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: justify;">
</div>
<div align="justify" class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08923893617472162524noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5445049714000037215.post-8742790233168698892013-12-21T11:55:00.001+01:002014-01-06T20:49:09.583+01:00Rendhagyó bejegyzés Mexikó kapcsán<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<span style="letter-spacing: -0.15pt; mso-bidi-font-weight: bold;">Bár közeleg az év vége, így jöhetne egy rendkívüli bejegyzés, mégsem ez szolgáltatja az apropót, hanem egy Mexikóból érkezett hír.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<span style="letter-spacing: -0.15pt; mso-bidi-font-weight: bold;"></span> </div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<span style="letter-spacing: -0.15pt; mso-bidi-font-weight: bold;">Röviden: Mexikó egyik városában december 2-án elloptak egy teherautót, ami radioaktív kobalt-60-as izotópot szállított. A sugárforrás egy kórházból származott, ahol azt sugárterápiás kezelések során használták. A szállítmány a lerakóba tartott, de a tudósítások szerint az autó sofőrje egy benzinkútnál pihenőt tartott. A fegyveresek itt támadtak rá és vitték el a teherautót. Valószínüleg tudomásuk sem volt a sugárforrásról. Később azt ki is dobták, de előtte még kibontották a rakományt és a védőpajzsot is.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<span style="letter-spacing: -0.15pt; mso-bidi-font-weight: bold;"></span> </div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<span style="letter-spacing: -0.15pt; mso-bidi-font-weight: bold;">Néhány sajtócím:</span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<i style="mso-bidi-font-style: normal;"><span style="letter-spacing: -0.15pt; mso-bidi-font-weight: bold;"></span></i> </div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<i style="mso-bidi-font-style: normal;"><span style="letter-spacing: -0.15pt; mso-bidi-font-weight: bold;">"Mind meghalnak: sugárzó
anyagot loptak el egy teherautóval"</span><o:p></o:p></i></div>
<i style="mso-bidi-font-style: normal;">ma.hu<o:p></o:p></i><br />
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<i style="mso-bidi-font-style: normal;">"Elloptak egy
radioaktív anyagot szállító teherautót Mexikóban – jelentette a Nemzetközi
Atomenergia-ügynökség. A járművet aztán szállítmányával együtt alig két
kilométerrel arrébb megtalálták. A sugárzó anyag csomagolását a tolvajok
megbontották – a hatóságok szerint halálos dózist kaphattak"</i></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<i style="mso-bidi-font-style: normal;">atv.hu<o:p></o:p></i></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<i style="mso-bidi-font-style: normal;">„Amikor a teherautót
ellopták, az anyag megfelelő védelemmel volt ellátva. Ugyanakkor, ha
eltávolítják a pajzsokat, vagy azok megsérülnek, rendkívül veszélyesek
lehetnek”</i><br />
<i style="mso-bidi-font-style: normal;">IAEA (International Atomic Energy Agency) álláspont.</i></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<i style="mso-bidi-font-style: normal;"></i> </div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
Mivel ez a blog a radioaktív sugárzással és annak emberre gyakorolt hatásával foglalkozik, gondoltam kicsit számolok, hogy megtudjam tényleg kaphattak ilyen nagy dózist a tolvajok vagy sem. Az ehhez szükséges legtöbb ismeret már az előző bejegyzésekben szerepel, de akkor most újra felidézzük és alkalmazzuk azokat "élesben".</div>
<br />
<em>A 60Co bomlási sémája és i</em><em>nformációk a forrásról</em><br />
<em></em><br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjY3PKfCPdQutAh-6TP5enPAqKHihwGqOISpEituKGFupYJiP9AdljZWF21d5ARxc54VWYGnTOE7m2OBQ4qFce_bNS50oPDFd3F6SwHBfs1g9N-qYWJ8hrSCfU5FWQhg9RNzvMWMVePTSM/s1600/cobalt60.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEjY3PKfCPdQutAh-6TP5enPAqKHihwGqOISpEituKGFupYJiP9AdljZWF21d5ARxc54VWYGnTOE7m2OBQ4qFce_bNS50oPDFd3F6SwHBfs1g9N-qYWJ8hrSCfU5FWQhg9RNzvMWMVePTSM/s320/cobalt60.jpg" height="156" width="320" /></a></div>
<br />
Látható, hogy a bomlás során két különböző energiájú gamma keletkezhet. Ezek átlagenergiája 1.25 MeV. Fontos információ még, hogy 1 gr 60Co aktivitása nagyjából 44TBq (~1100 curie). [1Bq = 1 bomlás másodpercenként]. A szóban forgó forrás úgy 2500-3000 curie aktivitású volt. Ez körülbelül 110 TBq aktivitásnak felel meg.<br />
<br />
<em>A kapott dózis kiszámítása</em><br />
<em></em><br />
Az aktivitás és a dózis között a kapcsolat nem triviális. Az elbomló atommagtól való távolság, az expozíció szöge, a lehetséges árnyékolás és természetesen az expozíció idejőtartama is befolyásolja a dózist. Ökölszabályként, 1 mSv dózist az 1 méterre lévő 60 mikrogramm 60Co okoz 1 óra alatt. Ezek alapján, ugyancsak egy óra alatt, 40 Sv dózist szenvedne el egy ember, ha a mexikói forrástól 1 méterre tartózkodna. Látható, hogy ez a halálos dózis 5-szöröse. Ha tehát valaki 12 percet tölt a forrás mellett, megkapja a halálos dózist, ha 6 percet, akkor a félhalálos dózist és így tovább. Ha valaki fogja a forrást (pl. leemeli a teherautóról), akkor a távolság 1 méternél kisebb, mondjuk a fele. Ilyen esetben a dózis nem duplája, hanem még annál is több, mert a forrás több mint kétszeres térszögben "látja" az illetőt.<br />
<br />
Pontos információ hiányában a fenti becslések igencsak megközelítőek, de látható, hogy ezúttal a média nem biztos, hogy sokat túlozott és tényleg fennáll a veszélye, hogy életveszélyes dózist szenvedtek el a tolvajok.<br />
<br />
Megjegyzés1: A fenti dózisok egésztest dózisok. Lokálisan ennél sokkal nagyobb dózist is kaphattak. Az elnyelt dózist úgy kapjuk, hogy az elnyelt energiát elosszuk a tömeggel. Látható, hogy mondjuk ha megfogták a forrást, akkor a kézdózis a fentieknek sokszorosa lehet, mivel annak tömege kicsi az egész testhez képest, ráadásul a forrás nagyon közel van a kézhez.<br />
<br />
Megjegyzés2: A mai számítógépek lehetőséget nyújtanak arra, hogy sokkal pontosabban és elegánsabban számítsunk dózist. Persze az expozíció körülményeire így is szükség van. Ha valaki ügyes, írhat egy programot és kiszámolhatja, hogy a teljes térszögből a forrás körül mennyi jut az emberre, mennyi energiát nyel el a levegő és mennyit az ember, mindezt akár 3D-ben.<br />
<br />
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiugo7hGzSYM4XbxgFGPklVyDy2MObtmrl-uKtSHdklLuzFrd8HwRjpOZsD0Ubwiuj_e9dK56tu4A56JHieuKMQPA6QcWJQWxE9wK8LRrus_IvaFECZ36Odf4neoEAQpjRoOaSTAPEkbMc/s1600/2.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"><img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiugo7hGzSYM4XbxgFGPklVyDy2MObtmrl-uKtSHdklLuzFrd8HwRjpOZsD0Ubwiuj_e9dK56tu4A56JHieuKMQPA6QcWJQWxE9wK8LRrus_IvaFECZ36Odf4neoEAQpjRoOaSTAPEkbMc/s1600/2.jpg" height="320" width="300" /></a></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<a href="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEhgds_P5oY2THgbZoY7quQlcTM3TIpCAWkdNCsjcRggXuzJf4K1oowcq8XMu8HlvVknn3p-r0mE-sFHPUN8yf22n42HcMlCY49eACwUFhiNGYL8z3Z1mwC5pAvysuFIA2k2gdF_0qyvRW4/s1600/1.jpg" imageanchor="1" style="margin-left: 1em; margin-right: 1em;"></a> </div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<em>Irodalom</em><br />
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
http://en.wikipedia.org/wiki/Cobalt-60<o:p></o:p></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
http://index.hu/tudomany/2013/12/05/ezert_ne_lopj_radioaktiv_izotopot/<o:p></o:p></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
http://www.popularmechanics.com/science/energy/nuclear/mexican-truck-thieves-and-cobalt-60-explained-16236157<o:p></o:p></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
http://en.wikipedia.org/wiki/Curie<o:p></o:p></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: left;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
---------------------------------------------------------- </div>
<div align="center">
</div>
<div style="text-align: center;">
<strong><span style="color: red;">VÉGEZETÜL, MINDEN KEDVES OLVASÓMNAK KÍVÁNOK SIKERES, BOLDOG ÚJ ÉVET!</span></strong><br />
<strong><span style="color: red;"></span></strong><br />
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<img border="0" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEgLI_cFpm0XC87JApMiyBO6u_Y1-faL8xZp322CrctsbwN5Tszm4CVihTSOmF7yf0MqUCaG4UQ4J1ZUfoEw77jad888avc_Zl1-oss__ztWkzo7IAK7YU7hfRAqOKpCkmM9KnByAe-WlTg/s1600/buek.jpg" height="227" width="320" /></div>
<div align="justify" class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<br />
<div align="center">
</div>
<br />
<o:p></o:p><br />Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08923893617472162524noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5445049714000037215.post-5281385795744582582013-11-30T21:07:00.000+01:002013-12-02T08:25:05.796+01:00A sugárzások biológiai hatásának vizsgálati módszerei<br />
A mai bejegyzésben a sugárzások hatásának leggyakoribb vizsgálati módszereit veszem számba, röviden ismertetve azokat, majd megemlítve ezek néhány előnyét és hátrányát. E módszerek az <em>in vivo</em> és <em>in vitro</em> besugárzások, az epidemiológia és a modellezés. E módszerek egymásnak nemcsak konkurensei, de kiegészítői is.<br />
<b style="mso-bidi-font-weight: normal;"><o:p> </o:p></b><br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<b style="mso-bidi-font-weight: normal;">Emberi besugárzások<o:p></o:p></b></div>
Induljunk ki abból az alapvető etikai szabályból, hogy szándékosan, kutatási vagy egyéb célból, embereket besugározni tilos.<br />
Ettől még persze mindenkit ér sugárzás, ha nem más, akkor a természetes háttérsugárzás. De ezen kívül, az orvosi diagnosztika egyre több olyan módszert, eszközt használ, melyek révén növekszik a sugárterhelés, főleg a fejlett országokban. Itt most csak egyet említenék, a CT-t (computer tomography), ami egy egyre elterjedtebb orvosi képalkotó technika és eszköz. Egy átlagos mellkas CT során úgy 7 mSv, egy koponya CT alkalmával pedig megközelítőleg 2 mSv effektív dózist (korábbi bejegyzésben definiáltam) kapunk. Emlékeztetőül, átlagosan egy ember a háttérsugárzásból egy év alatt 2,5 mSv effektív dózist kap. Ennél sokkal nagyobb dózisokat kapnak a betegek a sugárterápia során.<br />
Egy másik lehetséges sugárterhelés, ami a sugárbalesetek során ért embereket. E balesetek egy csokorba szedve, igényesen bemutatva magyarul is megjelentek Somlai János Esetek-sugárbalesetek című könyvében<br />
<a href="http://www.libri.hu/konyv/esetek-sugarbalesetek.html">http://www.libri.hu/konyv/esetek-sugarbalesetek.html</a><br />
Mindezen sugárterhelések hatását tanulmányozni lehet és tanulmányozza is a szakma.<br />
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<b style="mso-bidi-font-weight: normal;">Állatkísérletek<o:p></o:p></b></div>
Ha már tilos embereken kísérletezni, akkor első megközelítésben kézenfekvő lenne az ismert biológiai rendszerek közül az emberhez felépítésében és működésében leginkább hasonlító<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
állatokat besugarazni, majd vizsgálgatni. Azonban az álatkísérleteket szabályozó rendelkezések az idő teltével egyre szigorodnak. A legtöbb besugárzásos kíséreletet patkányokon és egereken végzik. Az eredmények értékelésekor mindíg fennállnak az állatról emberre történő extrapolálás nehézségei (különböző komplexitás, különböző radioszenzitivitás stb).</div>
<b style="mso-bidi-font-weight: normal;"><o:p> </o:p></b><br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<b style="mso-bidi-font-weight: normal;">Epidemiológia<o:p></o:p></b></div>
Az epidemiológia eredetileg járványok terjedésével foglalkozott, de mára jelentése kiszélesedett. Ma egy adott, jól definiált populációban valamilyen betegség vagy egészségügyi állapot eloszlásának, okának, következményeinek vizsgálatát jelenti. A sugárepidemiológia természetesen a sugárzásnak kitett populációval foglalkozik. Tipikus példája, amikor egy populációban a dózis és az egészségügyi hatás közötti összefüggést vizsgáljuk, mint például a Japánra ledobott atombombák túlélőinél a leukémia vagy tüdőrák előfordulási gyakoriságának a vizsgálata, de az uránbányászokat, sőt az átlagpopulációt is sokat vizsgálják.<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
</div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<b style="mso-bidi-font-weight: normal;">Sejtbesugárzási
kísérletek<o:p></o:p></b></div>
A sugárbiológia egyik leggyakoribb módszere, hogy tenyésztett sejtvonalakat tezsnek ki különböző típusú és erősségű sugárzásnak, majd követik annak hatását, valamilyen jól definiált biológiai végpontra (sejthalál, mutáció stb.). Ezen kísérletek ellenőrzött körülmények között történnek, így bizonyos paraméterek hatása kizárható, másoké jól vizsgálható. Sajnos egy ilyen <em>in vitro</em> rendszer sok tekintetben másképp viselkedik, mint a szövetbe, szervekbe, szervezetbe rendezett sejtek.<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
</div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<b style="mso-bidi-font-weight: normal;">Modellezés<o:p></o:p></b></div>
A számítógép kapacitások folyamatos növekedése és a numerikus eljárások fejlődése és novekvő hozzáférhetősége kedvez a számítógépes modellezés elterjedésének. Így van ez a sugárbiológia területén futtatott szimulációkkal is. Ezen módszerek viszonylag olcsók, reprodukálhatók és számos olyan paraméter módosítható tetszőlegesen, ami a gyakorlatban nem, vagy csak nehezen lenne megvalósítható. A modellezés eredményére viszont mindíg szkeptikusan kell tekintenünk és ahol lehet, a modellt validálnunk kell az elérhető kísérleti eredményekkel.<br />
A modellezésről még sok szó fog esni, mivel jómagam is elsősorban e területen vagyok érdekelt, de végezetül még vázlatosan összeírtam a fenti módszerek néhány előnyét és hátrányát.<br />
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<span style="mso-spacerun: yes;"></span>
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<b style="mso-bidi-font-weight: normal;">Emberi besugárzások<o:p></o:p></b></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<i style="mso-bidi-font-style: normal;">Előny</i></div>
<br />
<ul style="margin-top: 0cm;" type="disc">
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l4 level1 lfo1; tab-stops: list 36.0pt;">valós
emberi szervezettel van dolgunk, így az eredmény a
leghitelesebb/relevánsabb.</li>
</ul>
<i style="mso-bidi-font-style: normal;">Hátrány<o:p></o:p></i><br />
<br />
<ul style="margin-top: 0cm;" type="disc">
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l4 level1 lfo1; tab-stops: list 36.0pt;">etikai
korlátok </li>
</ul>
<b style="mso-bidi-font-weight: normal;">Állatkísérletek<o:p></o:p></b><br />
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<i style="mso-bidi-font-style: normal;">Előny</i></div>
<br />
<ul style="margin-top: 0cm;" type="disc">
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l4 level1 lfo1; tab-stops: list 36.0pt;">nem
kell embereket sugarazni</li>
</ul>
<i style="mso-bidi-font-style: normal;">Hátrány<o:p></o:p></i><br />
<br />
<ul style="margin-top: 0cm;" type="disc">
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l4 level1 lfo1; tab-stops: list 36.0pt;">általában
tilos (egér, patkány a leggyakoribb)</li>
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l4 level1 lfo1; tab-stops: list 36.0pt;">állat-ember
extrapollálás (különböző radioszenzitivitás) nehézségei</li>
</ul>
<b style="mso-bidi-font-weight: normal;">Epidemiológia<o:p></o:p></b><br />
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<i style="mso-bidi-font-style: normal;">Előnyök</i><b style="mso-bidi-font-weight: normal;"><o:p></o:p></b></div>
<br />
<ul style="margin-top: 0cm;" type="disc">
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l3 level1 lfo2; tab-stops: list 36.0pt;">valós
embereken valós hatásokat vizsgál, anélkül, hogy besugaraznánk</li>
</ul>
<o:p> </o:p><i style="mso-bidi-font-style: normal;">Hátrányok<o:p></o:p></i><br />
<br />
<ul style="margin-top: 0cm;" type="disc">
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l3 level1 lfo2; tab-stops: list 36.0pt;">kis
dózisokra szór (rossz statisztika)</li>
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l3 level1 lfo2; tab-stops: list 36.0pt;">populációra
vonatkozik, nem adott egyénre</li>
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l3 level1 lfo2; tab-stops: list 36.0pt;">nem
ad információt a mechanizmus(ok)ról</li>
</ul>
<b style="mso-bidi-font-weight: normal;">Sejtbesugárzási
kísérletek<o:p></o:p></b><br />
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<i style="mso-bidi-font-style: normal;">Előnyök<o:p></o:p></i></div>
<br />
<ul style="margin-top: 0cm;" type="disc">
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l0 level1 lfo3; tab-stops: list 36.0pt;">ellenőrzött
körülmények</li>
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l0 level1 lfo3; tab-stops: list 36.0pt;">bizonyos
paraméterek rögzíthetők</li>
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l0 level1 lfo3; tab-stops: list 36.0pt;">jól
tanulmányozhatók a mechanizmusok</li>
</ul>
<i style="mso-bidi-font-style: normal;">Hátrányok<o:p></o:p></i><br />
<br />
<ul style="margin-top: 0cm;" type="disc">
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l5 level1 lfo4; tab-stops: list 36.0pt;">drágák
(modellezéshez képest)</li>
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l5 level1 lfo4; tab-stops: list 36.0pt;">in
vitro-in vivo extrapolálási dilemmák</li>
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l5 level1 lfo4; tab-stops: list 36.0pt;">idealizált
rendszer és körülmények</li>
</ul>
<b style="mso-bidi-font-weight: normal;">Modellezés<o:p></o:p></b><br />
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
<i style="mso-bidi-font-style: normal;">Előnyök<o:p></o:p></i></div>
<br />
<ul style="margin-top: 0cm;" type="disc">
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l2 level1 lfo5; tab-stops: list 36.0pt;">olcsó</li>
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l2 level1 lfo5; tab-stops: list 36.0pt;">könnyű
a paraméterekkel manipulálni</li>
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l2 level1 lfo5; tab-stops: list 36.0pt;">reprodukálható</li>
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l2 level1 lfo5; tab-stops: list 36.0pt;">akárhányszor
megismételhető, módosítható</li>
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l2 level1 lfo5; tab-stops: list 36.0pt;">bármikor
továbbfejleszthető</li>
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l2 level1 lfo5; tab-stops: list 36.0pt;">olyan
tartományolban is működik, ami a kísérletekkel nem megvalósítható</li>
</ul>
<i style="mso-bidi-font-style: normal;">Hátrányok<o:p></o:p></i><br />
<br />
<ul style="margin-top: 0cm;" type="disc">
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l1 level1 lfo6; tab-stops: list 36.0pt;">egyszerűsített
valóság</li>
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l1 level1 lfo6; tab-stops: list 36.0pt;">az
eredmények sokszor nehezen ellenőrízhetők</li>
<li class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; mso-list: l1 level1 lfo6; tab-stops: list 36.0pt;">a modellparaméterek
valós értékeit sok esetben nem ismerjük<span style="mso-spacerun: yes;">
</span></li>
</ul>
</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08923893617472162524noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5445049714000037215.post-30279879839463002772013-10-03T17:54:00.001+02:002013-10-21T10:26:38.595+02:00Egy kis segédanyag a sugárzás utáni események jobb megértéséhez<!--[if gte mso 9]><xml>
<w:WordDocument>
<w:View>Normal</w:View>
<w:Zoom>0</w:Zoom>
<w:PunctuationKerning/>
<w:ValidateAgainstSchemas/>
<w:SaveIfXMLInvalid>false</w:SaveIfXMLInvalid>
<w:IgnoreMixedContent>false</w:IgnoreMixedContent>
<w:AlwaysShowPlaceholderText>false</w:AlwaysShowPlaceholderText>
<w:Compatibility>
<w:BreakWrappedTables/>
<w:SnapToGridInCell/>
<w:WrapTextWithPunct/>
<w:UseAsianBreakRules/>
<w:DontGrowAutofit/>
</w:Compatibility>
<w:BrowserLevel>MicrosoftInternetExplorer4</w:BrowserLevel>
</w:WordDocument>
</xml><![endif]--><br />
<!--[if gte mso 9]><xml>
<w:LatentStyles DefLockedState="false" LatentStyleCount="156">
</w:LatentStyles>
</xml><![endif]--><!--[if gte mso 10]>
<style>
/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:"Table Normal";
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-parent:"";
mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;
mso-para-margin:0cm;
mso-para-margin-bottom:.0001pt;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:10.0pt;
font-family:"Times New Roman";
mso-ansi-language:#0400;
mso-fareast-language:#0400;
mso-bidi-language:#0400;}
</style>
<![endif]-->
<br />
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
Mivel a legutóbbi bejegyzés (Mi
történik a besugárzott élő szervezetben?) a szokásosnál egy picit hosszabb és
töményebb volt, gondoltam relaxálásul ajánlok néhány multimédia anyagot az ott
leírtakkal kapcsolatosan. Van köztük egészen elemi, de tudományosabb is. Csak
egy csipetnyi abból, amit a világhálón találhatunk a témában. Aki kitartóan keres könnyen találhat hasonló, vagy még ennél is relevánsabb anyagokat.
Élvezzék/élvezzétek<span lang="EN-GB">!</span></div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
</div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
Kezdetnek egy kis “laza” 3D animáció</div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
<a href="http://www.youtube.com/watch?v=z3zBJp-RI64">http://www.youtube.com/watch?v=z3zBJp-RI64</a></div>
<div class="MsoNormal">
</div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
Szabad gyökök elemi bemutatása</div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
<a href="http://www.youtube.com/watch?v=bmAMtPEv-0M&list=PL0CC25A3928C8E5AF"> http://www.youtube.com/watch?v=bmAMtPEv-0M&list=PL0CC25A3928C8E5AF</a></div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
A víz besugárzása (prezentáció, tudományosabb)</div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
<a href="http://www.slideserve.com/libitha/motivation-for-using-radiation-chemistry-to-study-free-radicals">http://www.slideserve.com/libitha/motivation-for-using-radiation-chemistry-to-study-free-radicals</a></div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
Mutációk keletkezése</div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
<a href="http://www.youtube.com/watch?v=5h-4mU8pyFc&list=PL63DFB301B196D7AC">http://www.youtube.com/watch?v=5h-4mU8pyFc&list=PL63DFB301B196D7AC</a></div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
<a href="http://www.youtube.com/watch?v=rkq3fCI191s">http://www.youtube.com/watch?v=rkq3fCI191s</a></div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
DNS sérülés és kijavítás</div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
<a href="http://www.youtube.com/watch?v=wLQImnAcYoA">http://www.youtube.com/watch?v=wLQImnAcYoA</a></div>
<div class="MsoNormal">
<br /></div>
<div class="MsoNormal">
<a href="http://www.youtube.com/watch?v=zX2Wt7TGGVo">http://www.youtube.com/watch?v=zX2Wt7TGGVo</a></div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08923893617472162524noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5445049714000037215.post-2411279646895034902013-10-02T15:23:00.002+02:002013-10-02T15:23:47.375+02:00Mi történik a besugárzott élő szervezetben?<!--[if gte mso 9]><xml>
<w:WordDocument>
<w:View>Normal</w:View>
<w:Zoom>0</w:Zoom>
<w:PunctuationKerning/>
<w:ValidateAgainstSchemas/>
<w:SaveIfXMLInvalid>false</w:SaveIfXMLInvalid>
<w:IgnoreMixedContent>false</w:IgnoreMixedContent>
<w:AlwaysShowPlaceholderText>false</w:AlwaysShowPlaceholderText>
<w:Compatibility>
<w:BreakWrappedTables/>
<w:SnapToGridInCell/>
<w:WrapTextWithPunct/>
<w:UseAsianBreakRules/>
<w:DontGrowAutofit/>
</w:Compatibility>
<w:BrowserLevel>MicrosoftInternetExplorer4</w:BrowserLevel>
</w:WordDocument>
</xml><![endif]--><br />
<!--[if gte mso 9]><xml>
<w:LatentStyles DefLockedState="false" LatentStyleCount="156">
</w:LatentStyles>
</xml><![endif]--><!--[if gte mso 10]>
<style>
/* Style Definitions */
table.MsoNormalTable
{mso-style-name:"Table Normal";
mso-tstyle-rowband-size:0;
mso-tstyle-colband-size:0;
mso-style-noshow:yes;
mso-style-parent:"";
mso-padding-alt:0cm 5.4pt 0cm 5.4pt;
mso-para-margin:0cm;
mso-para-margin-bottom:.0001pt;
mso-pagination:widow-orphan;
font-size:10.0pt;
font-family:"Times New Roman";
mso-ansi-language:#0400;
mso-fareast-language:#0400;
mso-bidi-language:#0400;}
</style>
<![endif]-->
<br />
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">Az előző bejegyzésekben láthattuk, hogy a különböző sugárzások hogyan
hatnak kölcsön az anyaggal. Annak ellenére, hogy e kölcsönhatásokat ma eléggé jól
ismerjük, a sugárzás biológiai hatásának megértése mégsem triviális. Az
egészségügyi hatások, mint az élő anyag és a sugárzás találkozásának
következményei, egy felépítésében és működésében is igen összetett rendszerben
(élő szervezet) jelentkeznek és számos folyamattól és paramétertől függnek. A hatás
megértését az is bonyolítja, hogy az nem azonnali, ugyanis a sugárzás indukálta
biológiai változások csak percek, órák, vagy évek múlva detektálhatók, vagyis csak
egy látens idő elteltével jelentkeznek. Már az is egy jó kérdés, hogy mit
nevezünk biológiai hatásnak, ugyanis az élő szervezetnek különböző szerveződési
szintjei vannak, amikben a sugárzás valamilyen elváltozást okozhat különböző
időskálákon.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">Az atomokkal történő kölcsönhatást már jól ismerjük az élettelen anyagok
esetéből. Ezek a hatások a sugárzás milyenségétől (alfa, béta, gamma stb.),
annak energiájától, az atomok rendszámától, koncentrációjától stb. függnek.
Általánosan azt mondhatjuk, hogy a sugárzás hatására egy bizonyos kölcsönhatás
valamekkora valószínűséggel lejátszódik. Az élő anyagban leginkább víz és
biomolekulák (pl. fehérje, zsír, poliszacharid) vannak, melyekben <i style="mso-bidi-font-style: normal;">gerjesztés</i> (az atom vagy molekula
magasabb energiaszintre kerül) és <i style="mso-bidi-font-style: normal;">ionizáció</i>
(az atom vagy molekula pozitív és negatív töltésű ionokra „bomlik”) játszódik
le. Ezeket a jelenségeket a fizikai jelenségek csoportjába soroljuk és nagyon
gyorsan (tipikusan 10<sup>-15</sup> s alatt) lezajlanak.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">A sugárzást követő 10<sup>-15</sup>-10<sup>-12</sup> s időtartamban a
fizikokémiai jelenségeké a főszerep. Megtörténhet például, hogy a sugárzás a
szervezetben bőségesen jelenlévő vízmolekulákkal lép kölcsönhatásba. A
gerjesztett vízmolekula többletenergiával rendelkezik, ezért vagy relaxál, vagy
önionizálódik (H<sub>2</sub>O<sup>+</sup> és e<sup>-</sup> keletkezik), vagy
pedig kötések bomlanak fel. Ez utóbbi jelenséget szakszóval disszociációnak
nevezzük. Az ionizált vízmolekula szintén disszociálhat, az ionizáció során
keletkezett elektron pedig termalizálódhat, vagyis elemi kölcsönhatások révén
leadja energiáját, míg az meg nem közelíti a környező szabad elektronok
energiaszintjét. A disszociáció az úgynevezett disszociációs sémák szerint megy végbe. A
sugárzást követő 10<sup>-12</sup> másodpercig gerjesztett atomok és molekulák,
ionok és hidratált elektronok keletkeznek (pl. <sup>*</sup>OH, <sup>*</sup>H, <sup>*</sup>O,
H<sub>2</sub>, H<sub>2</sub>O<sub>2</sub>, H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>, e<sub>aq</sub>).
Innentől kezdve az ú.n. kémiai fázisba lépünk.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">A fent leírt folyamatok során keletkezett és termikus egyensúlyba jutott
„termékek” diffundálni kezdenek és kémiai reakciókban (gyök-gyök, gyök-DNS,
gyök-gyökfogó) vesznek részt. E jelenségek megközelítőleg a sugárzást követő 10<sup>-12</sup>-10<sup>-6</sup>
s időtartamban játszódnak le és olyan paraméterekkel jellemezhetők, mint a diffúziós
együttható, vagy a reakcióráta. <span style="mso-spacerun: yes;"> </span></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;"><span style="mso-spacerun: yes;"> </span></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">E jelenségek következménye lehet a DNS és más molekulák sérülése, amely
nagyságrendileg 10<sup>-6</sup> másodperc alatt következik be. Az atomi
kölcsönhatások és a molekulák sérülése között legalább két kapocs létezik. Ha a
sugárzással kölcsönható atom egy biomolekula alkotója, akkor egyenes út vezet a
molekula sérüléséhez, de a kár indirekt módon is bekövetkezhet. Ez utóbbi az
odavándorolt (diffundált) és a gyökfogók (radical scavengers) által nem
semlegesített szabad gyökök és a biomolekula közötti kölcsönhatás
következménye. És itt átlépünk a biokémia/biológia területére, ahol a dolgok
egyre bonyolultabbá válnak.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">A DNS-ben keletkező kár sokféle lehet, annak függvényében, hogy milyen
típusú és mennyiségű sugárzásról beszélünk, a sugárzás direkt vagy indirekt
(szabad gyökök) módon éri a DNS-t, illetve, hogy annak mely része károsul.
Ezekre mind nem térnék itt ki, mert többek között feltételezi a DNS szerkezeti
felépítésének ismeretét, amit most nem célom részletesen bemutatni. Csupán a
DNS szál töréseket említeném meg, melyek a kettős-spirál egyik (egyszálú törés),
vagy mindkét (kettős-törés) szálát érinthetik. Ez utóbbiból kevesebb van, de ez
a veszélyesebb. Rögtön megjegyezném, hogy DNS károsodás spontán (endogén) módon
is bekövetkezik, nemcsak külső tényező (exogén, pl. sugárzás) hatására. Amint
a kár bekövetkezett, a DNS kijavító mechanizmusai aktiválódnak és elkezdődik a
javítás. A kijavítás a kár helye, milyensége, mértéke alapján, vagy aszerint,
hogy a sejtet az életciklusának mely szakaszában érte a sugárzás többféle
lehet. Amit fontos megjegyezni, hogy bizonyos esetekben téves kijavítás
(missrepair) is előfordulhat. E folyamatok igen bonyolultak és perceket, órákat
vesznek igénybe.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">Ha a méretben elindulunk felfelé és az időben előre, akkor a sugárzás
indukálta rendellenességek a kromoszómák (ebbe tömörül a DNS), sőt a sejt
szintjén is megjelennek. A sejt elpusztulhat vagy mutálódhat (állandósult kár),
sőt transzformálódhat. A mutációk a genetikai állományban bekövetkező tartós
változások, míg a transzformációt a rák felé vezető út fontos állomásának
tartják, de nem azonos a rákkal. Ha a kár tartós, érzékeny területet érint és
progresszál, valamint a kijavító/védekező mechanizmusok nem képesek
visszafordítani/megszüntetni, akkor idővel (évek, vagy évtizedek) kiterjedhet a
szerv/szervezet szintjére és szerencsétlen esetben olyan változásokat idézhet
elő, melyek összeegyeztethetetlenek az élettel.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">A fent leírtakból látható, hogy egyetlen besugárzás milyen mennyiségű
eseménysorozatot indíthat el a szervezetben (a fentiekben a biológiai
folyamatoknak csak egy kis szelete van megemlítve). Nem csoda tehát, hogy ezek
pontos végkimenetelét nehéz megbecsülni. Ha a sugárzás dózisa kicsi, a
bizonytalanságok a biológiai választ illetően olyannyira megnőnek, hogy
gyakorlatilag sztochasztikus hatásokról beszélhetünk.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">A fent említett, sugárzást követő eseményeket egy diagram közepén foglaltam
össze. Hogy fogalmunk legyen adott dózisú sugárzás indukálta jelenségek számosságáról,
a diagram bal oldalán az egy sejtmagot ért 1 Gy dózis esetében bekövetkező
események hozzávetőleges számát is feltüntettem. A jobb oldalon az eseményeknek
megfelelő időskála látható, illetve, hogy klasszikusan milyen jelenségek
csoportjába soroljuk őket.</span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
<img border="0" height="376" src="https://blogger.googleusercontent.com/img/b/R29vZ2xl/AVvXsEiqaJHP_KFDWzzG1rOC66IgfCRgxFJ7x160qcItII8JkFux68hTEsnviUrzElI31nLqTwGjieszAlM2f29T1bJ6xDFTbWAAlg3ZGUySMub_OwNCj191H1WX6zhH8tfDURHMmO5NZoJomU4/s400/diagram.gif" width="400" /></div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="separator" style="clear: both; text-align: center;">
</div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;"><br /></span></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
Nagyobb kép: <a href="http://img21.imageshack.us/img21/9859/16ns.gif">http://img21.imageshack.us/img21/9859/16ns.gif</a><br />
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">Látható, hogy míg a bejegyzés kezdetén az egzakt leírásra törekedtem, addig
a vége felé egyre kevesebb dolgot definiáltam pontosan vagy magyaráztam meg tudományosan.
Ennek több oka is van</span><span lang="EN-GB" style="mso-ansi-language: EN-GB;">:
egyr</span><span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">észt csak annyit
szerettem volna elmesélni, ami a továbbiak megértéséhez feltétlenül szükséges,
másrészt a mai tudásunk messze nem teljes, harmadrészt fizikusként a mai biológiai
tudásnak is csak igen kis töredékét ismerem. Remélem, hogy ennek ellenére
sikerült kicsit tágítani az olvasó tudáshorizontját és egy kis fényt csempészni
a sugárzás okozta hatásokról alkotott képünk sokszor csak alig derengő
miliőjébe. Legközelebb innen folytatjuk, addig se feledjétek/feledjék, hogy a
fentiekkel kapcsolatosan is sok csemege található a világhálón, amihez kitartó
böngészést, hatékony tanulást és jó szórakozást kívánok</span><span lang="EN-GB" style="mso-ansi-language: EN-GB;">!</span></div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08923893617472162524noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5445049714000037215.post-52803476022014481012013-08-25T17:54:00.000+02:002013-08-25T17:54:01.384+02:00Kis dózis, nagy dilemma
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: rgb(246, 246, 246); margin: 0cm 0cm 0pt; tab-stops: 45.8pt 91.6pt 137.4pt 183.2pt 229.0pt 274.8pt 320.6pt 366.4pt 412.2pt 458.0pt 503.8pt 549.6pt 595.4pt 641.2pt 687.0pt 732.8pt; text-align: justify;">
Egy kis szünet után, folytatjuk barangolásunkat a
sugárzások világában. Láthattuk legutóbb, hogy ha a sugárdózis nagy, akkor
ok-okozati összefüggés van az embert ért dózis és a kóros elváltozások között.
A Japánra ledobott atombombák túlélői között pár év után megjelent a leukémia,
majd a pajzsmirigyrák, de később (15-30 év múlva) a tüdőrák is sokkal gyakoribb
volt náluk, mint az átlagos populációban. Az atombombák túlélőire vonatkozó
statisztikai adatok jelentik még ma is a sugárvédelemben használt dózis-kockázat
összefüggés becslésének legszilárdabb alapját. Egy másik sokat tanulmányozott
csoportot az egykori uránbányák dolgozói képezik. Az általuk kapott dózisok már
jóval kisebbek voltak. A harmadik és egyben legnagyobb csoport a
háttérsugárzásnak kitett népesség, aminek gyakorlatilag mindenki tagja.
Megfigyelhető viszont, hogy ezen epidemiológiai kutatások esetében, ahogy
jövünk lefele a kapott dózissal, a hatások annál bizonytalanabbak, az
eredmények egyre jobban szórnak és a nagyon kis dózisok esetében (úgy 50 mSv effektív
dózis alatt) semmilyen törvényszerűség nem fedezhető fel. Ennek az lehet az
oka, hogy a betegségek nemcsak radioaktív sugárzás hatására alakulnak ki és
olyan sok tényező befolyásolja őket, hogy a paraméter rengetegben a dózis
„elvesztődik”. Csak bizonyítottan karcinogén anyagból 50-100 féle van, nem
beszélve a több száz potenciálisan karcinogénről. Ezek külön-külön is
karcinogének, de együttes (szinergisztikus) hatásuk nem egyenlő a külön-külön
hatások összegével, hanem ezek valamilyen bonyolult kombinációja. De nemcsak
kémiai paraméterek vannak, amitől a rák kialakulása függ, hanem egyéb fizikai,
biológiai stb. paraméterek is. Az, hogy a sugárzás és egyéb hatások
eredményeként a rák végül kialakul-e nagyon sokmindenen múlik. Elég, ha csak a
genetikai adottságra, az életmódra, az étkezésre, a stresszre, vagy az
immunrendszer állapotára gondolunk. Ezek mellett, ha még van egy kis dózisú
sugárzás is, akkor az növelheti a kockázatot, de a kockázatnövekedés (ha
egyáltalán nő) pontos értékének becslése roppant nehéz. Az egyik lehetőség a
fent említett epidemiológiai tanulmányok finomítása, a másik a sugárbiológiai
kísérletek, a harmadik a modellezés lehet. Jelenleg mindegyik irányban
történnek erőfeszítések a világ számos részén. Az USA-ban például
nagyságrendileg évi százmillió dollárt fektetnek ilyen jellegű kutatásokba, de érthető
módon Japánban is nagyon intenzíven foglalkoznak a témával. Európában a
kisdózis kutatások elsősorban a MELODI (Multidisciplinary European Low Dose
Initiative) szervezet ernyője alatt folynak, melynek konkrét kutatási
stratégiája van az elkövetkezendő évtizedekre.</div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: rgb(246, 246, 246); margin: 0cm 0cm 0pt; tab-stops: 45.8pt 91.6pt 137.4pt 183.2pt 229.0pt 274.8pt 320.6pt 366.4pt 412.2pt 458.0pt 503.8pt 549.6pt 595.4pt 641.2pt 687.0pt 732.8pt; text-align: justify;">
A fentiekből is látható, hogy a kis dózis problémát
fontosnak tartják szerte a világban. Elég ha csak arra gondolunk, hogy manapság
euromilliárdokat költenek a sugárzásszint csökkentésére ott, ahol az magasabb.
Ha a kis dózis nem káros, akkor e pénzt fölöslegesen költik, de ha károsabb,
mint jelenleg gondoljuk, akkor például a sugárzással járó orvosi eljárások
gyakoriságát is újra kellene gondolni.</div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="background: rgb(246, 246, 246); margin: 0cm 0cm 0pt; tab-stops: 45.8pt 91.6pt 137.4pt 183.2pt 229.0pt 274.8pt 320.6pt 366.4pt 412.2pt 458.0pt 503.8pt 549.6pt 595.4pt 641.2pt 687.0pt 732.8pt; text-align: justify;">
Ma itt megállunk, de miután e kitekintőt megtettük,
legközelebb már kicsit tudományosabb vizekre evezünk és megnézzük, hogy konkrétan
melyek azok a fizikai, kémiai és biológiai folyamatok, amelyek az emberi
szervezetben a sugárzás hatására lezajlanak és ezek milyen időskálán történnek?</div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08923893617472162524noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5445049714000037215.post-27012927666271679612013-06-18T14:08:00.000+02:002013-06-18T14:08:13.698+02:00Dózis-hatás, avagy mennyi a káros?<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">Induljunk ki Paracelsus (1493-1541) állításából, melynek különböző fordításait itt láthatjuk.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">"Minden anyag méreg, ha önmagában nem is az; csupán a mennyiség teszi hogy egy anyag nem méreg."<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">„A dózis különbözteti meg a mérget a gyógyszertől”<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">„Dózis teszi a mérget”<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">Lássuk, mit is jelent ez? Érvényes lehet általánosan is (nemcsak kémiai anyagokra)? <o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">Kiengedem a napra a gyerekem, mert a D vitamin háztartásban fontos szerepet játszik, de nem engedem sokáig, mert félek a bőrráktól. Megiszom egy-két pohár bort, mert tudom és érzem, hogy jó hatása van, de az egy-két liternek már biztosan nem pozitív a hatása. Sportolok valamennyit, de nem hajtom következetesen túl magam, mert azt látom, hallom, hogy a túlzottan sok sport is káros. Ezek mind-mind azt sugallják, hogy ami kis mértékben jótékony, ugyanaz nagy dózisban káros. De vajon, ez sugárzás biológiai hatására is érvényes?<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">Mielőtt válaszolni tudnánk, röviden nézzük meg mi is az a dózis. A köznyelvben egy adagot jelent valamiből. Gyógyszerek esetében például lehet a tabletták száma, vagy a gyógyszer tömege. Nos, a sugárzás az élő szervezettel kölcsönhatva, annak energiát ad át. Az egészségügyi hatás szempontjából viszont nem közömbös, hogy a leadott energia mekkora tömegre jut. Ezért, a leadott energiamennyiség és a tömeg arányát elnyelt dózisnak, röviden dózisnak nevezzük. Mértékegysége a <i style="mso-bidi-font-style: normal;">Gray </i>(1 Gy = 1 J/kg). A régi mértékegység a <i style="mso-bidi-font-style: normal;">rad</i> (1 rad = 0,01 Gy). Az előző bejegyzésekben láttuk, hogy a különböző sugárzások különböző módon hatnak kölcsön az anyaggal, ezért ezek biológiai hatása is eltérő. Adott energiájú alfa részecske nagyobb kárt okoz, mint az azonos energiájú gamma- vagy bétasugárzás. Mindegyik sugárzásfajtához rendelhető egy biológiai hatásosság (RBE) és ha ezt beszorozzuk az elnyelt dózissal, akkor <i style="mso-bidi-font-style: normal;">ekvivalens dózist</i> kapunk. Ennek mértékegysége a Sv (sievert). A biológiai hatás viszont a szervtől is függ, illetve annak sugárérzékenységétől. Ezért ha a sugárzások különböző szervekre gyakorolt várható hatásának perspektívájából nézzük a dolgot, akkor még egy szervre jellemző koefficienssel is be kell szoroznunk az ekvivalens dózist. Ezáltal <i style="mso-bidi-font-style: normal;">effektív dózist</i> kapunk, amit szintén sievertben mérünk. A különböző típusú sugárzásoktól kapott effektív dózisok így már összehasonlíthatók és összeadhatók. Ezek összege egy személyre évente átlagosan 2,5 mSv körüli.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">Most, hogy tisztáztuk a dózis fogalmát, lássuk milyen összefüggés lehet a sugárdózis és annak hatása között. Számos baleset és a Japánra ledobott atombombák esetei is igazolták, hogy a biológiai kár arányosan nő a dózissal egészen a halálos dózisig (kb. 8 Gy). Ugyanakkor, a kis dózis dózisok hatása egy máig vitatott és nyílt kérdés. A nagy dózisok hatását szokás még determinisztikus, a kis dózisokét pedig sztochasztikus hatásoknak nevezni. Azokat a hatásokat, amelyek többnyire rövid időn belül és <span style="mso-bidi-font-style: italic;">vitathatatlanul a kapott sugárterhelés miatt</span> lépnek fel, <span style="mso-bidi-font-weight: bold;">determinisztikus hatás</span>oknak nevezzük. A determinisztikus hatások egy küszöbdózis felett mindenkinél fellépnek. Ez valószínűleg azért van így, mert egy adott terhelés fölött a szervezet védekezési mechanizmusai kimerülnek. Ezzel ellentétben a s<span style="mso-bidi-font-weight: bold;">ztochasztikus hatás</span>oknál, amelyek a kiváltó sugárterhelés elszenvedése után jóval később lépnek fel, adott dózis esetén megmondható a sztochasztikus effektusok fellépésének valószínűsége, vagy gyakorisága egy nagyobb népességre, de soha <span style="mso-bidi-font-style: italic;">nem mondható meg, hogy konkrétan kinél lépett fel a sugárzás miatt az adott hatás</span>. Ezek a hatások ugyanis többlet sugárzásnak nem kitett populációban is gyakran előfordulnak. A sugárvédelem mai gyakorlatában úgy tekintjük, hogy már az átlagos természetes háttérsugárzás nagyságánál kisebb többletterhelés is megnövelheti a sztochasztikus hatásokat, a daganatokat és az örökletes károsodásokat. Ugyanakkor a világ számos területén a háttérsugárzás értéke a világátlag tízszeresét sőt néhol akár százszorosát is eléri, de a megbetegedések gyakoriságának valódi növekedését ezidáig nem mutatták ki ezeken a területeken. A sztochasztikus hatások tehát tipikusan a kis dózisok tartományában érvényesülnek. Ugyanakkor úgy tűnik, a kis dózisok biológiai hatásának megértése és a lineáris küszöb nélküli dózis-hatás hipotézis (LNT, linear no- threshold, a hatás lineárisan nő a dózissal a nullától kezdődően) megtartása vagy elvetése jelenti a jelenkori sugárvédelem legnagyobb kihívását. Ezt látszik alátámasztani az a tény is, hogy az utóbbi évek sugárvédelmi és sugárbiológiai konferenciái többnyire az LNT jegyében zajlanak. A probléma megoldásának társadalmi jelentősége azért is nagy lehet, mert a széles tömegeket érő sugárterhelés ebbe a tartományba esik. A jelenlegi hivatalos sugárvédelmi álláspont szerint a kockázat a kis dózisok tartományában is lineárisan változik a terheléssel, amit manapság sok kutató megkérdőjelez. Ime néhány pro és kontra vélemény, ami jól mutatja a szakmabeliek megosztottságát a kérdésben.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">Zbigniew Jaworowski, az Egyesült Nemzetek Szervezete Atomi Sugárzások Hatásait Vizsgáló Bizottságának (UNSCEAR) volt elnöke</span>: <span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">„Az LNT tudományos képtelenség, a radiofóbia fő kiváltója.”</span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span style="mso-no-proof: yes;">Az Amerikai Egyesült Államok Sugárvédelmi Tanácsának (NCRP) 136-os számú jelentése: „A tudomány mai állása alapján az LNT-nek nincs alternatívája.</span><span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">”<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">Myron Pollycove, az Egyesült Államok Nukleáris Szabályozó Bizottságának (NRC) tagja: „Az LNT nem más, mint egy sok milliárd dolláros önfenntartó politikai és gazdasági erő.”<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">Mára ez elég is, legközelebb kicsit körbejárjuk, hogy mi lehet az oka - a gazdasági és politikai érdekeken túlmenően - az ellentétes véleményeknek?<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;">Addig is minden jót, akik többletinformációt szeretnének, azoknak ajánlanám, hogy látogassák meg a következő weboldalakat:<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;"><a href="http://hu.wikipedia.org/wiki/Radioaktivit%C3%A1s"><span style="color: purple;">http://hu.wikipedia.org/wiki/Radioaktivit%C3%A1s</span></a><o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;"><a href="http://www.iki.kfki.hu/news/szemin/EK/szkept_2012_03_03_ZP.ppt#521,38,Jódprofilaxis">http://www.iki.kfki.hu/news/szemin/EK/szkept_2012_03_03_ZP.ppt#521,38,Jódprofilaxis</a><o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="mso-ansi-language: HU;"><a href="http://wwwold.kfki.hu/fszemle/archivum/fsz9911/koteles.html"><span style="color: purple;">http://wwwold.kfki.hu/fszemle/archivum/fsz9911/koteles.html</span></a><o:p></o:p></span></div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08923893617472162524noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5445049714000037215.post-15654398202122002242013-05-25T20:09:00.002+02:002013-05-25T20:09:30.373+02:00Az elektromágneses sugárzás és az anyag kölcsönhatása
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt;">
Ahhoz, hogy a sugárzásnak az élő
szervezetre gyakorolt hatását megértsük, először általánosan nézzük, hogy
hogyan hat kölcsön a sugárzás és az anyag. Legutóbb áttekintettük az alfa és a
béta sugárzások kölcsönhatását az anyaggal. Most lássuk, mi történik, ha
elektromágneses sugárzásról van szó. Az elektromágneses sugárzások spektruma
igen széles. Most csak az ionizáló (atomokból elektronokat kiszakítani képes)
sugárzásokkal foglalkozunk. A fény vagy a hang erre nem képes, de képes a már
bemutatott gammasugárzás, vagy a már szintén említett röntgensugárzás. A kettő
közötti különbség, hogy a röntgen sugárzás energiája általában kisebb, mint a
gamma sugárzás energiája. Azért írtam, hogy általában, mert létezik az
úgynevezett kemény röntgensugárzás, aminek az energiatartománya átfed a
gammasugárzáséval. Alapvető különbség, hogy míg a gammasugárzás
magátalakulásoknál jön létre, addíg a röntgensugárzás nagyenergiájú
elektronfolyamatokból keletkezik. De lássuk, mi történik, ha a sugárzás útjába
anyag kerül? Ilyenkor a sugárzás intenzitása csökken, méghozzá exponenciálisan
az akadályban megtett út hosszával. A csillapodás mértéke természetesen attól
is függ, hogy milyen anyagon halad át a sugárzás. Ha egy kicsit mélyebben
belemegyünk és megvizsgáljuk, hogy milyen folyamatok révén veszíti el az
energiáját (a fenti törvény szerint) a sugárzás, akkor olyan jelenségekkel
találkozunk, mint a fotoeffektus, a Compton szórás vagy a párképződés. Mielőtt
mindegyikről beszélnék, hadd helyezzek el ide egy linket, ahol e három
effektusról láthattok szemléletes animációt, amit David M Harrison készített és
Nagy Sándor fordított magyarra.</div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
http://nagysandor.eu/AsimovTeka/Harrison/XRayInteract.html</div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
Tehát, a gamma- vagy
röntgensugárzás az atommal kölcsönhatva az bizonyos esélyel (energiájától függ)
fényelektromos hatást, Compton hatást vagy párkeltést produkál. A
fényelektromos effektus során a bejüvő sugárzás az energiáját átadja egy
elektronnak, mely elhagyja az atomot, melynek kötelékében állt. Az elektron
kilépő mozgási energiája megegyezik a gamma vagy röntgen energiának és a
kiszakításhoz (elektront az atomból) szükséges energiának a különbségével. A
Compton szórás során a bejövő sugárzás az energiájának csak egy részét adja át
az elektronnak és valamilyen szög alatt szóródik, vagyis továbbhalad, de kisebb
energiájú lesz. Párképzés során a nagy energiájú sugárzás részecskékké válik,
méghozzá két egymással ellentétesen mozgó, ellentétes töltésű és az elektron
tömegével megegyező tömegű részecskévé. Gondolom már kitaláltátok, hogy
pozitronról és elektronról van szó. Ezek együttes kezdeti mozgási energiája megegyezik
a sugárzás energiájának és a párképzéshez szükséges energiának (kb. 1 MeV) a
különbségével. A keletkezett pozitron rövid időn belül anihilálódik
(elektronnal találkozva megsemmisül). Mivel e jelenségek megemésztésére kell
egy kis idő, itt most megállink, majd hamarosan folytatjuk a sugárzások
hatását, de mostmár fokozzuk az izgalmakat és tényleg rátérünk az élő
szervezetre. Addíg is a fenti jelenségekről olvashattok angolul itt</div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/lib-www/la-pubs/00326397.pdf</div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
vagy itt</div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
http://www.xray.utmb.edu/Protocols/02-Rad-Safety.pdf</div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
Magyarul<span lang="EN-US" style="mso-ansi-language: EN-US;">:<o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span lang="EN-US" style="mso-ansi-language: EN-US;">http://www.sasovits.hu/anyag/rontgen/fizika/kolcson.htm<o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span lang="EN-US" style="mso-ansi-language: EN-US;">http://biofizika.aok.pte.hu/hu/oktatas/biofizika_bio/2010-2011/biofizika_bio_2010-2011_08.pdf<o:p></o:p></span></div>
<br />
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify;">
<span lang="EN-US" style="mso-ansi-language: EN-US;">http://nagysandor.eu/AsimovTeka/Harrison/XRayInteract.html<o:p></o:p></span></div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08923893617472162524noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5445049714000037215.post-37256519047303102822013-04-22T11:05:00.000+02:002013-04-22T11:05:14.200+02:00A sugárzás és az élő szervezet kölcsönhatásának alapjai<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify; text-indent: 18pt;">
<span lang="HU" style="font-family: Arial;">Legutóbb arról elmélkedtünk, hogy mi is a radioaktivitás, és hogy honnan származik? Áttekintettük a bomlások fajtáit és abban maradtunk, hogy sugárzás hatásaival folytatjuk. Nos, ez egy igen összetett kérdéskör, mivel az élő szervezet egy rendkívül bonyolult rendszer.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify; text-indent: 18pt;">
<span lang="HU" style="font-family: Arial;">A legegyszerűbb megközelítésben azt mondhatjuk, hogy a bomlás során keletkezett részecske vagy elektromágneses sugárzás megpróbál áthatolni az útjába kerülő élő szervezeten. Akár sikerül neki, akár nem a szervezetnek mindenképp lead egy adag energiát. A múltkor említett sugárzásfajták közül az alfarészecske a kezdeti mozgási energiájától függően centimétereket tesz meg a levegőben és csupán néhány tíz mikrométert (a mikrométer a méter milliomod része) tesz meg az emberi szövetben, mielőtt megáll. Ez néhány egymásmelletti sejtet érint. Ezért aztán ha az alfa-aktív anyagnak külsőleg vagyunk kitéve, például a bőrünk által, akkor túl nagy kárt nem tehet bennünk. Ellenben ha a szervezetünkbe kerül (pl. belélegezzük, belső terhelés), veszélyes lehet, mivel lokalizáltan, vagyis kis területen ad le nagy mennyiségű energiát. Ez úgy történik, hogy a részecske kölcsönhat a szövet atomjaival. Aki még emlékszik fizikából a Rutherford kísérletre az tudja, hogy az alfa részecskék atomokkal történő kölcsönhatásából csak ritkán származnak nagy szögben szórt alfa részecskék. Ilyenkor az alfa részecske az atommaggal hat kölcsön és mivel maga is egy atommag (He, 2 proton + 2 neutron) van esélye a nagy szögben történő szóródásnak. A legtöbb esetben viszont az alfa részecske az atom elektronjaival hat kölcsön, és mivel sokkal nagyobb náluk, gyakorlatilag eltérülés nélkül folytatja útját, miközben kicsit mindig veszít az energiájából. Ezért aztán nem tévedünk nagyot, ha azt mondjuk, hogy az alfa részecske egyenes vonalban terjed a szövetben. A terjedés egy fontos aspektusa, hogy az egységnyi hosszon leadott energia nem állandó. Ahogy egyre mélyebben „fúródik” a részecske a szövetbe, annál nagyobb energiát ad át neki egységnyi úthosszon, mígnem a végén ez hirtelen nullára csökken, mert a részecske energiája elfogy. Ennek a jelenségnek igen fontos alkalmazása van a sugárterápiában, ugyanis ha jól állítjuk be a távolságot a sugárforrás és a megcélzott terület között, akkor a szövet egészséges részében viszonylag kevés energia adódik le, míg a rákos sejtek, melyek a töltött részecske pályájának vége felé helyezkednek el, nagy energiát kaphatnak. Így a terápia hatékonyabb, a mellékhatások pedig kisebbek. A fenti jelenségek nemcsak alfa részecskére, de egyéb nehéz töltött részecskére is fennállnak. Ha a töltött részecske kisebb, mint például az elektron vagy a pozitron a béta sugárzás esetében, akkor a szóródás is nagyobb. A béta részecske által megtett út szintén függ a kezdeti kinetikus energiától, de levegőben tipikusan néhány méter után, szövetben pedig néhány milliméter megtétele után áll meg. Mielőtt megállna kölcsönhat az atomok elektronjaival és ionokat kelt, valamint gerjesztéseket idéz elő. Ha a maggal hat kölcsön, pályája erősen elgörbülhet és az erős fékezés során röntgensugárzást (Bremsstrahlung) bocsát ki. Miután megállt, pozitív ionnal kombinálódik vagy szabad elektronná válik, ha negatív töltésű béta részecskéről van szó. Ha pozitronról van szó, akkor a kinetikus energiája elvesztése után nem maradhat meg, egy elektronnal hat kölcsön és anihilálódik, ami két ellentétes irányú foton kibocsátását jelenti.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify; text-indent: 18pt;">
<span lang="HU" style="font-family: Arial;">Most akkor tartunk egy kis szünetet, majd az elektromágneses sugárzás (X, Gamma) és az anyag közötti kölcsönhatás alapjaival folytatjuk. Később mélyebben is belemegyünk abba, hogy milyen biológiai hatásai lehetnek a sugárzásnak.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify; text-indent: 18pt;">
<span lang="HU" style="font-family: Arial;">Addig is nagyon sok anyagot olvashatnak/olvashattok az Interneten a fentiekkel kapcsolatban, például ezeket:</span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify; text-indent: 18pt;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify; text-indent: 18pt;">
<span lang="HU" style="font-family: Arial;"></span><span style="font-family: Arial; mso-ansi-language: EN-US;"><a href="http://www.tesec-int.org/TechHaz-site%2008/Radiation-interaction.pdf"><span style="color: purple;">http://www.tesec-int.org/TechHaz-site%2008/Radiation-interaction.pdf</span></a><o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify; text-indent: 18pt;">
<span style="font-family: Arial; mso-ansi-language: EN-US;"><a href="http://www.ehs.utoronto.ca/services/radiation/radtraining/module3.htm"><span style="color: purple;">http://www.ehs.utoronto.ca/services/radiation/radtraining/module3.htm</span></a></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 0pt; text-align: justify; text-indent: 18pt;">
<span style="font-family: Arial; font-size: 12pt; mso-ansi-language: EN-US; mso-bidi-language: AR-SA; mso-fareast-font-family: 'Times New Roman'; mso-fareast-language: HU;"><a href="http://holbert.faculty.asu.edu/eee460/IonizationRange.pdf"><span style="color: purple;">http://holbert.faculty.asu.edu/eee460/IonizationRange.pdf</span></a></span></div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08923893617472162524noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5445049714000037215.post-61911283659843153762013-02-28T10:23:00.001+01:002013-03-01T21:03:05.656+01:00Honnan jön a radioaktív sugárzás?<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 6pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="font-family: Arial; mso-ansi-language: HU;">Életünk minden napján, sőt minden percében radioaktív sugárzásnak vagyunk kitéve. Ez nem olyan nagy baj, hisz ez mindig így volt és szervezetünk alkalmazkodott és képes kijavítani a sugárzás okozta biológiai károkat, egy bizonyos sugárzási szintig. Ma egy kicsit az alapokkal foglalkozunk. Olyan kérdésekkel, minthogy mi is az a radioaktivitás és mi az eredete?<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 6pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="font-family: Arial; mso-ansi-language: HU;">Ugye tudjuk, hogy az anyag atomokból épül fel, az atom pedig atommagból és elektronfelhőből áll. Az atommag alkotó elemei a protonok és a neutronok. A radioaktivitás nem más, mint az atommag spontán átalakulása. Ahhoz, hogy választ adjunk arra a kérdésre, hogy miért bomlik el spontán egy mag, tudnunk kell, hogy a mag alkotóelemei között egy vonzó erő van (erős kölcsönhatás), ami nagyon erős, de hatássugara nagyon kicsi. Ezzel szemben, a protonok közötti elektrosztatikus erő révén a protonok taszítják egymást. Ez az erő gyengébb, de nagyobb hatótávolságú. E két erő „harca” során ha az elektromos erő győz, akkor az atommag kilök magából valamilyen részecskét/részecskéket. Ezek rendszerint gyors, nagy mozgási energiával rendelkező részecskék, melyek ha kölcsönhatnak valamivel (például élő szervezet), akkor annak átadhatják az energiát, vagy annak egy részét. Ezeket még ionizáló sugárzásoknak is szoktuk nevezni, mivel ha elhaladnak egy atom mellett, képesek kilökni annak az elektronját. A legismertebb radioaktív bomlások az alfa-bomlás, a béta-bomlás és a gamma-bomlás. Alfa bomlás során a bomló atommag kibocsát egy alfa részecskét, ami két protont és két neutront jelent. Ilyenkor az atommag töltése és tömege csökken. Béta-bomlás esetében a magból egy elektron és egy antineutrinó, vagy pedig egy pozitron és egy neutrinó lépik ki. A mag töltése megváltozik, de tömege érdemben nem (az elektron tömege a magban lévő proton tömegének kevesebb mint ezred, a neutrinó tömege talán az egymilliárdod része). Gamma-bomlás során a mag elektromágneses sugárzást bocsát ki, így a magnak sem a töltése, sem pedig a tömege nem változik meg. Olyan magátalakulások is léteznek, melyek során protonok vagy neutronok lépnek ki a magból, sőt a mag két vagy több kisebb magra is hasadhat.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 6pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="font-family: Arial; mso-ansi-language: HU;">Az említett sugárzást alapvetően két különböző típusú forrásból kapjuk, nevezetesen a természetes és a mesterséges forrásokból. Mesterséges forrás lehet a gyógyászatban használt bármely radioaktív sugárforrás, legyen szó a diagnosztikában (pl. Röntgen felvétel) vagy a kezelésben (pl. sugárterápia) használt forrásról. Ilyen értelemben ugyancsak mesterségesnek számít az atomkísérletekből vagy az atomerőművekből származó sugárzás is. A természetes sugárzás az űrből (sokféle részecske, ion, atommag stb., széles energiaspektrummal) vagy a Földből származik, és persze az ilyen források megtalálhatók a kül- és beltéri levegőben, a vízben és a növényekben is. Ezek a természetes radioaktív izotópok általában a nehéz (vasnál nehezebb) atommagok (elsősorban urán) vagy azok bomlástermékei, de nem kizárólag. Az urán a szupernóva robbanás során keletkezik és szétszóródik az űrben, de a Föld anyagába is bekerült, méghozzá a kéreg alá. Onnan a vulkáni aktivitás hozza a felszínre vagy annak közelébe. Az urán fontos bomlásterméke (más szóval leányeleme) a radon. A radon egy nemes gáz, ami viszonylag könnyen kijut a földből és a levegőbe, vagy lakótérbe jut. A radon leányelemei kitapadnak a légköri részecskékre (aeroszolokra) és belégzés útján a tüdőbe jutnak. A radon azért is fontos, mert neki köszönhetjük a sugárterhelésnek körülbelül a felét. Míg a természetes sugárzásnak köszönhető terhelés többé-kevésbé állandó, addig az orvosi eljárásokból származó terhelés egyre növekszik, főleg a fejlett államokban. Az USA-ban például ez a dózis (egységnyi tömegben elnyelt energia) mára megközelítette a radon szolgáltatta dózist.<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 6pt; text-align: justify;">
<span lang="HU" style="font-family: Arial; mso-ansi-language: HU;">Ennek és általában a radioaktivitásnak az egészségügyi következményeit a következő bejegyzésekben fogom tárgyalni. Aki a fentiekkel kapcsolatosan további információkhoz szeretne jutni, szeretném a figyelmébe ajánlani a következő multimédiás anyagokat</span><span style="font-family: Arial;">:<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 6pt; text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial;">Angol nyelven:<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 6pt; text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial;"><a href="http://www.youtube.com/watch?v=EVB0F7kORII">http://www.youtube.com/watch?v=EVB0F7kORII</a><o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 6pt; text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial;"><a href="http://www.youtube.com/watch?v=EHwpqszz-Rc">http://www.youtube.com/watch?v=EHwpqszz-Rc</a></span><br />
<span style="font-family: Arial;"><a href="http://www.youtube.com/watch?v=qSosvNxbyb8">http://www.youtube.com/watch?v=qSosvNxbyb8</a><o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 6pt; text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial;"><a href="http://www.youtube.com/watch?v=LkNb5FsFQGw">http://www.youtube.com/watch?v=LkNb5FsFQGw</a><o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 6pt; text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial;"><a href="http://www.youtube.com/watch?v=uqK2iYCw6WY">http://www.youtube.com/watch?v=uqK2iYCw6WY</a><o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 6pt; text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial;"><a href="http://www.youtube.com/watch?v=cOE40P5rHCA">http://www.youtube.com/watch?v=cOE40P5rHCA</a><o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 6pt; text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial;">Magyarul:<o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 6pt; text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial;"><a href="http://www.atomcsill.elte.hu/program/kivonat/2012-2013/7">http://www.atomcsill.elte.hu/program/kivonat/2012-2013/7</a><o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 6pt; text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial;">Gyerekeknek </span><span lang="HU" style="font-family: Arial; mso-ansi-language: HU;">és rajzfilmszerető felnőtteknek </span><span style="font-family: Wingdings; mso-ascii-font-family: Arial; mso-bidi-font-family: Arial; mso-char-type: symbol; mso-hansi-font-family: Arial; mso-symbol-font-family: Wingdings;"><span style="mso-char-type: symbol; mso-symbol-font-family: Wingdings;">J</span></span><span style="font-family: Arial;"><o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 6pt; text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial;"><a href="http://gyerektv.hu/rajzfilmsorozatok/egyszer-volt-az-otlet/egyszer-volt-az-otlet-marie-curie.mese">http://gyerektv.hu/rajzfilmsorozatok/egyszer-volt-az-otlet/egyszer-volt-az-otlet-marie-curie.mese</a><o:p></o:p></span></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 6pt; text-align: justify;">
<br /></div>
<div class="MsoNormal" style="margin: 0cm 0cm 6pt; text-align: justify;">
<span style="font-family: Arial;">… </span><span lang="HU" style="font-family: Arial; mso-ansi-language: HU;">és még sok más anyag.<o:p></o:p></span></div>
Anonymoushttp://www.blogger.com/profile/08923893617472162524noreply@blogger.com0tag:blogger.com,1999:blog-5445049714000037215.post-86191577526901688612013-02-07T10:12:00.000+01:002013-02-07T10:13:29.452+01:00Kedves Olvasóm!<br />
<br />
Szeretettel üdvözöllek kutatói blogomon. A bejegyzések a <em>radioaktív sugárzás és annak hatása az emberi szervezetre</em> tématerületről lesznek. Remélem felkeltem és fenntartom az érdeklődésed.<br />
<br />
Üdv,<br />
Farkas ÁrpádAnonymoushttp://www.blogger.com/profile/08923893617472162524noreply@blogger.com0