Ionizující záření je takové záření, které při průchodu hmotou způsobuje ionizaci nebo excitaci. Ionizace je proces, při kterém elektricky neutrální atom či molekula získává elektrický náboj. Excitace je přechod molekuly, atomu nebo elementární částice na vyšší energetickou hladinu. Ionizující záření může být složeno z částic (alfa, beta, neutrony) nebo jde o elektromagnetické vlnění (gama, rentgenové záření).
Charakteristika rentgenového záření
Rentgenové záření je druhem elektromagnetického vlnění. Jde o tzv. brzdné záření se spojitým spektrem energie, které vzniká při průchodu záření β hmotou. V našem případě vzniká při dopadu proudu elektronů z katody na anodu rentgenky. Účinnost přeměny energie proudu elektronů na rentgenové záření na anodě je asi 1 %, zbývající energie se uvolní ve formě tepla.
Interakce ionizujícího záření s hmotou
Ionizující záření může způsobovat ionizaci hmoty buď přímo, nebo nepřímo. Přímo působí záření složené z nabitých částic (alfa, beta), které při průchodu hmotou předávají svůj náboj přímo molekulám hmoty. Nepřímo ionizující záření (neutrony, fotony) při průchodu hmotou nejprve excituje nabité částice hmoty (nejčastěji elektrony) a uvolňuje je. Takto uvolněné nabité částice jsou schopny dále ionizovat okolní hmotu.
Biologické účinky
Mechanismus účinku ionizujícího záření na živou hmotu popisuje několik teorií. Záření poškozuje živé struktury buď přímo, nebo prostřednictvím volných radikálů vzniklých radiolýzou vody. Na molekulární úrovni dochází ke změnám v jejich struktuře včetně změn v DNA. Na buněčné úrovni pak může dojít ke smrti buňky, k omezení schopnosti dělení nebo ke změně cytogenetické informace. Intenzita účinku závisí na několika faktorech, jimiž jsou druh záření a jeho energie, celková dávka záření, dávkový příkon a rozsah ozářené oblasti.
Okamžitá smrt buňky nastává působením vysokých dávek záření. Při nižších dávkách buňky ztratí v důsledku poškození DNA schopnost buněčného dělení. Tento typ poškození se nejdříve projeví ve tkáních, kde fyziologicky probíhá rychlé dělení buněk (krvetvorné orgány, střevní epitel, embryo).
Změny cytogenetické informace ve formě nejrůznějších mutací nezpůsobí neschopnost buňky se dělit, mutace však mohou mít vliv na funkci a chování buněk, mohou např. způsobit jejich nekontrolované dělení. Tyto změny se v případě zasažení pohlavních buněk mohou projevit až za několik generací. Změny v genetické informaci buněk mohou být opraveny působením různých reparačních mechanismů. Důležitý je proto časový průběh obdržené dávky. Působí-li určitá dávka rozloženě v delším časovém úseku, je její biologický účinek na tkáň nižší, než kdyby působila najednou.
Na úrovni celého organismu dělíme účinky ionizujícího záření podle vztahu mezi účinkem a dávkou na deterministické a stochastické.
Deterministické účinky nastávají při vyšších dávkách záření vyvolávajících smrt buněk nebo neschopnost dělení. Účinky se projevují ihned nebo s krátkým odstupem po ozáření. Intenzita projevů stoupá s dávkou od určitého prahu, pod kterým se dané účinky neprojeví. Čím je intenzita ozáření vyšší, tím je větší závažnost vyvolaného onemocnění. Tento druh účinků zahrnuje zejména akutní nemoc z ozáření, akutní kožní změny, poruchy fertility, poškození oční čočky a poškození vyvíjecího se plodu. Poškození plodu může mít různou formu i závažnost, od orgánových malformací přes různé funkční poruchy až po mentální retardaci.
Stochastické účinky nastávají obvykle působením nižších dávek záření. S rostoucí dávkou nestoupá intenzita účinků, ale roste jejich pravděpodobnost. Konkrétní onemocnění nelze klinicky odlišit od stejného onemocnění vzniklého jiným mechanismem. Nelze definovat prahovou dávku pro vznik těchto účinků. I malá dávka záření tedy může způsobit vznik onemocnění, které se však obvykle projeví až s delším časovým odstupem v řádu let. Stochastické účinky zahrnují zejména vznik zhoubných nádorů a genetické změny u potomků. Při zasažení vyvíjecího se plodu ionizujícím zářením mohou nastat jak deterministické tak i stochastické účinky. Ochraně těhotných žen před zářením je proto nutno věnovat zvýšenou pozornost.
Zdroje ionizujícího záření
Zdroje ionizujícího záření jsou přírodní a umělé. Umělé zdroje představují asi jednu pětinu celkového ozáření populace.
Přírodní záření zahrnuje kosmické záření, zemské záření a působení rozpadových produktů radonu. V České republice představuje radiační zátěž obyvatel…
