Stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 Frits Pleiter 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 Indeling atoom- en kernfysica (1) wisselwerking (3) bron en röntgentoestel (2) afscherming (3) detectie (4) radiobiologie (6) objectieve risico van straling (6) subjectieve risicoacceptatie (6) grootheden en eenheden (5) wet- en regelgeving (7) praktische stralingshygiëne (8 - 10) afval (11) 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 Radiobiologie cel celkern celplasma celmembraan celkern bevat 23 paren van chromosomen de chromosomen zijn dragers van de erfelijke informatie 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 Radiobiologie DNA chromosoom = DNA-molecuul polymeer van afwisselend suikergroep en fosfaatgroep suikergroep bevat stikstofbase A = adenine C = cytosine G = guanine T = thymine dubbele helixstructuur A - T C - G reparatie bij schade duplicatie bij celdeling 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5 Radiobiologie DNA gen gen bevat code voor een specifiek eiwit 4 letters A, C, G en T 4  4  4 = 64 drieletterwoorden gen = reeks van drieletterwoorden = stukje DNA 30 000 genen eiwit eiwit = polymeer van (tot 2000) aminozuren 20 verschillende aminozuren eigenschappen mede bepaald door 3-dimensionale structuur 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Radiobiologie synthese van eiwit 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Radiobiologie van mens tot DNA 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Radiobiologie stralingsschade directe schade door ionisatie van biomoleculen koolhydraat, eiwit, vet, DNA, ... weefsel bevat ongeveer 60% water vorming van vrije radicalen H• en •OH door ioniserende straling indirecte schade door chemische reacties met biomoleculen dit is de belangrijkste bijdrage 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Radiobiologie stralingsschade in delende cel is DNA het kritische molecuul een snel delende cel heeft onvoldoende tijd voor reparatie meest stralingsgevoelig zijn stamcellen en prolifererende cellen beenmerg, darmepitheel minst stralingsgevoelig zijn gedifferentieerde en functionele cellen zenuwcel, hersenen 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Radiobiologie stralingsschade tijdschaal proces 10-18 - 10-17 s absorptie van stralingsenergie 10-16 s vorming van radicalen door radiolyse 10-12 - 10-7 s reactie van radicaal met biomolecuul seconden - minuten biochemische verandering (enzymen) minuten - uren reparatie van schade  hersensyndroom dagen celdood  darmsyndroom dagen - weken meer acute effecten  beenmergsyndroom, huidsyndroom maanden - jaren late effecten, kanker generaties genetische schade bij nakomelingen 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Radiobiologie stralingsschade somatisch effect schade komt tot uitdrukking in de bestraalde generatie genetisch effect schade komt tot uitdrukking in het nageslacht acuut effect schade komt binnen enkele maanden tot uitdrukking laat effect schade komt pas na jaren tot uitdrukking (latentieperiode) 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Radiobiologie stralingsschade schadelijke weefselreactie (deterministisch effect, niet-kansgebonden effect) ernst van het effect hangt af van de dosis dosis-effectrelatie vertoont een drempel manifesteert zich soms korte tijd na bestraling (acuut effect) komt soms na lange latentieperiode tot expressie (laat effect) kansgebonden effect (stochastisch effect) waarschijnlijkheid van optreden hangt af van de dosis ernst van het effect hangt NIET af de dosis er is GEEN drempelwaarde er is ALTIJD een latentieperiode (laat effect) 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Radiobiologie schadelijke weefselreactie en stralingssyndroom treedt altijd op boven een zekere drempeldosis ernstiger naarmate de dosis hoger is bij totale lichaamsbestraling is LD50  3-5 Gy stralingssyndroom mortaliteit drempeldosis beenmergsyndroom 10-30 dagen 1 Gy darmsyndroom 4-10 dagen 10 Gy hersensyndroom binnen 2 dagen 50-100 Gy huidsyndroom hersensyndroom heet ook wel centraal zenuwstelselsyndroom 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Radiobiologie schadelijke weefselreactie en huidsyndroom Gilam, Iran, juli 1996 huiddosis  50 Gy lichaamsdosis  4,5 Gy 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Radiobiologie schadelijke weefselreactie en dosis-effectrelatie 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Radiobiologie schadelijke weefselreactie en lensvertroebeling de kans van optreden van staar bij patiënten die een behandeling met radiotherapie hebben ondergaan; tussen de beide lijnen is de kans 0 < p < 1, onder dit gebied is p = 0, daarboven is p = 1 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Radiobiologie schadelijke weefselreactie en het ongeboren kind week 1 alles-of-niets-effect: spontane abortus week 2-8 vorming van organen (organogenese) stralingsschade kan leiden tot misvormingen week 8-15 ontwikkeling van de hersenen stralingsschade kan leiden tot vermindering van IQ week 16-36 voltooiing van de ontwikkeling stralingsschade kan leiden tot groeiachterstand drempeldosis  100 mGy 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Radiobiologie kansgebonden effect en kanker geen drempeldosis effect onafhankelijk van dosis (alles-of-niets-effect) zeer lange latentietijd begint met DNA-schade risicofactor = 5% per sievert afgeleid uit epidemiologisch onderzoek onder overlevenden van de atoombommen op Hiroshima en Nagasaki 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Radiobiologie kansgebonden effect en dosis-effectrelatie 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Radiobiologie kansgebonden effect en latentieperiode minimaal 3 tot 5 jaar voor leukemie minimaal 10 jaar voor overige vormen van kanker 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Radiobiologie kansgebonden effect en genen (proto)onco-gen bevordert kankergroei tumorsuppressor(TS)-gen remt kankergroei onco-gen kanker TS-gen kanker N-ras neuroblastoma NF-1 zenuwweefsel leukemie myeloïde leukemie Ki-ras long, eierstokken NF-2 hersenen darm, alvleesklier c-myc lymfeweefsel p-53 veel kankers borst, maag, long BRCA-1 borst, eierstokken Bcl-1 borst, hoofd, hals BRCA-2 borst Bcl-2 lymfeweefsel VHL nier 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5

Radiobiologie kansgebonden effect en het nageslacht stralingsschade in de geslachtscellen voor de zwangerschap zaadcel bij man eicel bij vrouw elk stadium in de vorming van de geslachtscellen heeft zijn eigen gevoeligheid voor stralingsschade teratogeen effect = risico van erfelijke afwijkingen is aanzienlijk kleiner dan tot nu toe gedacht risico voor ongeboren kind ongeveer gelijk aan dat voor jong kind en dat is groter dan voor een volwassen mens 25/08/2018 stralingsbescherming deskundigheidsniveau 5