sciencetalk

Als je de stralingsbelasting van iemand over een jaar wilt berekenen, moet je de dosis van verschillende lichaamsdelen dan bij elkaar optellen?

Ik twijfel omdat twee maal bestralen van een enkel lichaamsdeel me schadelijker lijkt dan een maal twee verschillende lichaamsdelen. Moet je de dosis van een foto bij de tandarts optellen bij de dosis van een foto van een gebroken been? Of de dosis van een CT-scan van het hoofd bij de dosis van een CT-scan van de buik?

Beste Jkien,

Je kunt de dosis van verschillende lichaamsdelen niet zomaar bij elkaar optellen. Het ene weefsel/orgaan is namelijk gevoeliger voor straling dan het andere weefsel/orgaan en dit verschil in gevoeligheid wordt verdisconteerd met de zogenaamde weefselweegfactor. De dosis van een weefsel/orgaan noemen we in de stralingsbescherming een equivalente dosis. Om de dosis van verschillende organen bij elkaar op te kunnen tellen moet je de betreffende equivalente dosis eerst omrekenen naar de zogenaamde effectieve dosis om ze op te kunnen tellen. Het omrekenen van een equivalente dosis naar de effectieve dosis doe je door de betreffende equivalente dosis te vermenigvuldigen met de weefselweegfactor.

Bijvoorbeeld: een foto bij de tandarts geeft een locale dosis (een equivalente dosis) van ca. 20 microsievert. De stralingsweegfactor voor het betreffende weefsel is 0,01; vertaald naar een effectieve dosis levert dat 20 * 0,01 = 0,20 microsievert aan effectieve dosis op. Stel dat alleen een foto van de maag gemaakt wordt en dat de maag een equivalente dosis van ca. 2000 microsievert heeft ontvangen. De stralingsweegfactor voor de maag is 0,12 vertaald naar een effectieve dosis levert dat 2000 * 0,12 = 240 microsievert aan effectieve dosis op. De totale effectieve dosis van de twee foto's samen is dan 240,2 microsievert.

Met vriendelijke groet,

Doc Brown

wat is de gedachte achter het optellen van effectieve stralingsdosis? ik neem aan dat dat is dat je boven de maximaal aanvaardbare dosis negatieve effecten verwacht zoals ontstaan van kanker. maar ik zou dan verwachten dat verspreiding van stralingsdosis over meerdere plekken veel minder erg is dan 2 x hetzelfde gebied. net zoals bv bij zonnebrand. een uur met dezelfde plek in de zon geeft verbranding en 10 x 6 minuten steeds een andere plek in de zon merk je niets van. hoe houdt de berekening daar rekening mee?

De vergelijking met verbranding van de zon gaat niet helemaal op.

Verbranding of dergelijke effecten zijn deterministische effecten. De dosis bijhouden gaat echter (ook) om de stochastische effecten. De kans op bijv. kanker neemt toe met de dosis en er is geen drempeldosis vanaf welke er wel of geen gevolg zal zijn.

Dus ja, het is zinvol om de equivalente dosis op te tellen als je twee maal bestralen van een enkel lichaamsdeel vergelijkt met een maal twee verschillende lichaamsdelen.

De kans op stochastische effecten in elk lichaamsdeel is na een maal bestraling met dezelfde eq. dosis gelijk. Bestraal je 2 maal hetzelfde lichaamsdeel heb je daar 2 maal zoveel kans op stochastische effecten. Bestraal je 2 verschillende lichaamsdelen elk 1 maal dan heb je ook 2 maal zoveel kans op stochastische effecten. De kans per lichaamsdeel is dan alleen de helft ivm dat maar 1 lichaamsdeel 2 maal bestraald werd.

Maar als je maar 1 lichaamsdeel 2 maal bestraald en het andere lichaamsdeel niet dan verhoogt de kans op stochastische effecten in het niet-bestraalde lichaamsdeel niet. Je zou dus kunnen stellen dat het resultaat op je hele lichaam 'gemiddeld' hetzelfde blijft. En daar gaat het om bij je equivalente (lichaams)dosis.

Het maakt denk ik toch wel verschil of je 2 x een uur met hetzelfde lichtamsdeel in de zon zit of 2 x een uur met 2 verschillende lichaamsdelen en dat je zonnebrand krijgt als je langer dan een uur in de zon zit. in het eerste geval heb je waarschijnlijk zonnebrand op het dubbel bestraalde deel en in het 2e geval niet omdat dan beide delen onder de grans voor zonnebrand blijven.

_Ron_ schreef: ↑wo 21 feb 2024, 13:07 De vergelijking met verbranding van de zon gaat niet helemaal op.

Verbranding of dergelijke effecten zijn deterministische effecten. De dosis bijhouden gaat echter (ook) om de stochastische effecten. De kans op bijv. kanker neemt toe met de dosis en er is geen drempeldosis vanaf welke er wel of geen gevolg zal zijn.

wat is het verschil tussen deterministisch en stochastisch? en waar om is zonnebrand deterministisch en radioactieve straling stochastisch?

Belangrijk punten, naast de absolute stralingsdosis, zijn ook het type weefsel en de hersteltijd tussen de fracties in. Straling leidt tot vorming van reactieve zuurstofradicalen die macromoleculen, zoals eiwitten, beschadigen en tot DNA-breuken; als die fouten hersteld zijn voor de volgende fractie, dan is er nauwelijks sprake van “accumulatie van schade”, biomedisch gezien.

HansH schreef: ↑wo 21 feb 2024, 13:31 wat is het verschil tussen deterministisch en stochastisch? en waar om is zonnebrand deterministisch en radioactieve straling stochastisch?

Als iemand te lang in de zon zit verbrandt die, de huid wordt rood en pijnlijk. Dat is zeker en dus deterministisch.
De kans op huidkanker neemt toe, dat is stochastisch.

Overigens kun je dat verbranden niet vergelijken met andere stralingsschade. Zo wordt je bruin als je vaker de huid aan zonlicht blootstelt, dat is een verdedigingsmechanisme waardoor je minder snel verbrandt. Dat bestaat niet voor alfa-, bèta- of gammastraling.

Een interessante vraag is of je amateuristisch een stralingsweegfactor zou kunnen toekennen aan ultraviolet, in het bijzonder UV-A. Op internet vond ik een advies om zonnebankgebruik te beperken tot 20 sessies van 300 J/m² per jaar (link). De penetratie van UV-A in menselijke huid is 50 μm (link), en de dichtheid van huid is die van water, ρ = 10³ kg/m³, dus de dosis per jaar is D = 20 x 300 / (ρ d) = 1,2⋅10⁵ J/kg. De equivalente dosis is H = w D, met w de weegfactor.

Zonnebankgebruikers kiezen bewust voor het risico van UV-bestraling, vergelijkbaar met mensen die beroepsmatig met straling omgaan, dus de dosislimiet voor de huid is H = 500 mSv per jaar. Dan is de weegfactor w = H/D = 0.5 / 1,2⋅10⁵ = 4⋅10^-6.

Xilvo schreef: ↑wo 21 feb 2024, 13:38
Overigens kun je dat verbranden niet vergelijken met andere stralingsschade. Zo wordt je bruin als je vaker de huid aan zonlicht blootstelt, dat is een verdedigingsmechanisme waardoor je minder snel verbrandt. Dat bestaat niet voor alfa-, bèta- of gammastraling.

Dat bruin worden is een reactie van de huid, maar staat los van stralingsschade volgens mij. Verbranden is wel straling schade door UV waarbij huidcellen gewoon dood gaan. stralingsschade door meer hoog energetische straling beschadigt sneller DNA met daardoor kans op ontstaan van tumoren. Maar hele hoge dosis radioactieve straling maakt ook cellen gewoon kapot net zoals UV. Dus ik denk dat het voordeel van UV straling tov meer hoog energetische staling ligt in de lagere kans op ontstaan van kankercellen. maar waarom je dat dan op een andere manier zou moeten optellen? misschien mbt de kans om er kanker van te krijgen wel maar mbt beschadigen van cellen lijkt me dat hetzelfde principe. Dus hoe je het optelt is denk ik afhankelijk van welk mechanisme je het over hebt.

HansH schreef: ↑wo 21 feb 2024, 22:28 Dat bruin worden is een reactie van de huid, maar staat los van stralingsschade volgens mij.

Het bruin worden beschermt tegen schade door UV licht.

HansH schreef: ↑wo 21 feb 2024, 22:28 Dus ik denk dat het voordeel van UV straling tov meer hoog energetische staling ligt in de lagere kans op ontstaan van kankercellen.

UV dringt lang niet zo diep binnen als EM-straling met veel hogere energie, als röntgen- en gammastraling.