Magyarázó: Mennyi sugárzás káros az egészségre?

A sugárzás mindenütt jelen van. Elkapjuk a napsugarakból az égen, és a lábunk alatt lévő kőzetekből. Jön a televíziókészülékekből, rádiókból és mobiltelefonokból. Egyes gyümölcsökből, zöldségekből és diófélékből szívjuk magunkba.

De nem minden sugárzás egyenlő. Az elektromágneses sugárzást, beleértve a rádióhullámokat, a mikrohullámú, a látható és az infravörös fényt, nem ionizáló sugárzásnak nevezik, és nagyrészt ártalmatlan. Ezzel szemben az ionizáló sugárzás, az ultraibolya fénynél rövidebb hullámhosszúságú sugárzástól az elektromágneses spektrumon keresztül a röntgen- és gamma-sugárzásig, betegséget és halált okozhat.

Ezek a hatások abból erednek, hogy képes ionizálni (azaz szétválasztani a pozitív és negatív töltésű ionokat) a testszövetekben. Általánosságban elmondható, hogy az egészségkárosító hatások kockázata meglehetősen bonyolult módon arányos a szervezetben előidézett ionizáció mértékével. Ezt nevezzük dózisnak. Az ionizáló sugárzás mérésének és meghatározásának módja az évtizedek során változott, ahogy egyre többet tudunk meg erről a viszonylag fiatal tudományágról.

A sugárzás dózisának és kockázatának mérése

A dózist eredetileg a levegőben a Röntgen (R, a röntgensugarak felfedezőjéről, Wilhelm Röntgenről elnevezett) egységgel mérték. Mivel az ionizáció nem mérhető a szövetekben, a levegő dózisát át kellett számítani abszorbeált szöveti dózisra, amelyet eredetileg radban mértek, ahol 1 R = ~0,8 rad. A metrikus mértékegységek bevezetésével az elnyelt dózis alapegysége a Gray (Gy) lett, amely 1 Joule energia elnyelt dózisát jelenti kilogrammonként.

Az elnyelt dózis sajnos nem túl kényelmes sugárvédelmi célokra, mert a különböző sugárzások – gamma- és röntgensugárzás, béta-részecskék, neutronok és alfa-részecskék – 1Gy-ja nem egyformán károsítja a szöveteket. Következésképpen bevezettek egy “hibrid” egységet, a Sievertet (Sv). Hibrid, mert valójában nem a sugárdózis, hanem a kockázat mértékegysége. Így az 1 Sv egyenértékű dózisról úgy beszélünk, hogy az ugyanolyan kockázatot hordoz, mint például 1Gy a röntgen- és gammasugárzás esetében, vagy 0,05Gy a sűrűbben ionizáló, de kevésbé átható alfa-részecskék esetében.

De van egy további bonyodalom, mivel nem minden szövet a szervezetben egyformán érzékeny. A csontvelő és a gyermek pajzsmirigye például sokkal érzékenyebb, mint az izomszövet. Ezért használják az effektív dózis kifejezést, amely magában foglalja az egyenértékdózis korrekcióját, és amelyet szintén Sv-ban mérnek. Ily módon, ha csak a test egy része kerül besugárzásra, a kockázatot a személyt érintő effektív kockázat szempontjából lehet bemutatni. Ez lehetővé teszi a különböző expozíciókból származó kockázatok összeadását. Az Sv egységet nem szabad az egész testet érő nagy dózisok (1Sv-nél nagyobb) esetén használni.

A kis dózisok gyakoriak

Tipikusan mindenki évente két millisevnek (mSv) van kitéve életünk során a természetes háttérsugárzásból. A diagnosztikai radiológiából akár 10-20 mSv dózist is kaphatunk – mondjuk 10 mSv-t egy mellkas CT-vizsgálat esetén. A csernobili balesetnél a tűzoltók és az erőmű dolgozói több Gy dózist kaptak, és ezek a dózisok körülbelül 60 napon belül akut sugárbetegség okozta halálhoz vezettek. Jellemzően 4-5 Gy, amelyet rövid órák alatt kapnak, halálos, de elviselhető, ha sokkal hosszabb időn keresztül kapják.

A Nemzetközi Sugárvédelmi Bizottság ajánlása szerint a sugárterhelésben dolgozók évi 20mSv, vagy kivételes esetekben magasabb éves dózisra, öt év alatt 100mSv-re korlátozódik. Az atomerőművekből és laboratóriumokból származó kibocsátásokból vagy például a kórházak orvosi sugárforrásokból származó szivárgásból származó lakossági dózisokat évi 1mSv-re kell korlátozni.

Extréme sugárzási események

A csernobili és fukusimai balesetekhez hasonló balesetek esetében a helyzet sokkal kevésbé jól ellenőrizhető. A Csernobilhoz közeli településeken élő 115 000 ember 30mSv körüli dózist kapott, mielőtt a 30 km sugarú kizárási zónát napokkal később evakuálták. Fukusima esetében az erőművektől 20 km-es körzetig történő evakuálás sokkal gyorsabb volt. Csernobil után sokkal magasabb dózisokat (akár 250mSv) kaptak egyes takarítómunkások, és a fukusimai takarítómunkások dózisairól még keveset tudunk. Ha igazak a legutóbbi jelentések a telephelyen lévő szivárgó tartályokból származó, akár 2,2 Sv/óra dózisról, és ha ez a dózis gammasugárzásból származik, akkor hamarosan túl veszélyes lehet a telephelyen dolgozni.

Hogy a sugárzásnak való kitettség után órákon belül halált okozzon, a dózisnak nagyon magasnak, 10Gy vagy magasabbnak kell lennie, míg 4-5Gy 60 napon belül halálos, 1,5-2Gy-nél kevesebb pedig rövid távon nem halálos. Azonban minden dózis, függetlenül attól, hogy milyen kicsi, a rák és más betegségek véges kockázatát hordozza magában.

Egy nagyon közelítő ökölszabály szerint 1Sv a rák élethosszig tartó kockázatának 10%-os növekedésével jár. Ez a rákkockázat fennállhat az élet hátralévő részében, de nem valószínű, hogy az expozíciót követő legalább 10-20 év előtt megjelenik. Tehát a felhalmozott természetes háttérsugárzásból származó expozíció 50 éves korig (=100mSv) a ~30%-os életkori rákkockázatot ~31%-ra, a halálozást pedig ~25%-ról ~26%-ra növeli. Ennek alapján a csernobili baleset világszerte, de főleg Európában mintegy 30 000-60 000 rákos halálesetet okozhatott, és még sokan fognak bekövetkezni.

Sok szó esik az ún. kis dózis problémájáról. Az 50 mSv-nél kisebb dózisok hatásait nehéz közvetlenül értékelni a spontán (természetesen előforduló) rákos megbetegedések magas háttere miatt, ezért a magasabb dózisok hatásainak méréseiből kellett extrapolálni. A kérdés az, hogy van-e olyan dózisküszöb, amely alatt nincs hatás. Tudomásunk szerint ennek a küszöbértéknek 10mSv alatt kell lennie, és tízéves korára mindenki legalább 10mSv természetes háttérsugárzást kapott természetes háttérforrásokból, így nincs érv a küszöbérték mellett – a sugárzás minden dózisa, bármilyen kicsi is, véges kockázatot jelent.