cursus stralingsbescherming 5r

62
Cursus Stralingsbescherming op deskundigheidsniveau 5R Augustus 2011

Upload: vuongdan

Post on 11-Jan-2017

230 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

Cursus Stralingsbescherming op deskundigheidsniveau 5R

Augustus 2011

Voorwoord

Het Erasmus MC beschikt voor het toepassen van bronnen van ioniserende straling over drie

Kernenergiewetvergunningen (type: complexvergunning). De stralingstoepassingen en de daaraan

verbonden stralingsbeschermingszorg dienen te voldoen aan de voorschriften van deze

vergunningen, aan de interne regelingen stralingshygiëne en aan andere documenten die onderdeel

waren van de aanvraag van de vergunningen.

Binnen dit kader dienen de beroepsmatig bij stralingstoepassingen betrokken personen, zowel een mondelinge als een schriftelijke instructie te hebben ontvangen over de handelingen met ioniserende stralingsbronnen. Werknemers die beroepsmatig kunnen blootstaan aan straling bij medische röntgentoepassingen doch geen handelingen uitvoeren, dienen minimaal geschoold te worden tot het stralingsbeschermingsdeskundigheidsniveau 5R. Deze cursus “Stralingsbescherming op deskundigheidsniveau 5R” is door de Stralingsbeschermingseenheid en de Erasmus MC Zorgacademie, Unit Medische Beeldvorming en Radiotherapie gezamenlijk ontwikkeld voor medewerkers van het Erasmus MC.

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 2

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 3

Inhoudsopgave

Voorwoord...........................................................................................................................................2 Inhoudsopgave ...................................................................................................................................3 Inleiding en verantwoording................................................................................................................5 Programma .........................................................................................................................................6

Geschiedenis......................................................................................................................... 7 1 Röntgenstraling ..............................................................................................................................7 2 Radioactiviteit .................................................................................................................................7 3 Elektromagnetische straling ...........................................................................................................8 1 Röntgentoestellen en lineaire versnellers .................................................................. 9 1.1 Inleiding....................................................................................................................................10 1.2 Röntgenstraling uit een röntgentoestel ....................................................................................10 1.3 Verschil tussen - en röntgenstraling .......................................................................................11 1.4 Afschermingprincipe en afschermingsmateriaal ......................................................................11 1.5 Afscherming van röntgenstraling afkomstig uit een röntgentoestel .........................................12 1.6 Verandering van het spectrum bij gebruik van filters...............................................................12 2 Dosimetrie.................................................................................................................... 15 2.1 Inleiding....................................................................................................................................16 2.2 Geabsorbeerde dosis...............................................................................................................16 2.3 Intreedosis, uittreedosis en orgaandosis .................................................................................16 2.4 Equivalente dosis .....................................................................................................................17 2.5 Effectieve dosis ........................................................................................................................18 2.6 Samenvatting ...........................................................................................................................19 2.7 Oefenvragen ............................................................................................................................20 3 Biologische effecten van ioniserende straling......................................................... 21 3.1 Inleiding....................................................................................................................................22 3.2 Het effect van ioniserende straling op cellulair niveau.............................................................22 3.3 Indeling van biologische effecten.............................................................................................22 3.4 Niet-kansgebonden (deterministische) effecten ......................................................................23 3.5 Kansgebonden (stochastische) effecten..................................................................................23 3.5.1 Somatische effecten (in de bestraalde persoon) .....................................................................23 3.5.2 Genetische effecten .................................................................................................................24 3.5.3 Prenatale schade .....................................................................................................................24 3.6 Deterministische effecten bij prenatale blootstelling................................................................24 3.7 Kansgebonden effecten bij prenatale blootstelling ..................................................................25 3.8 Dosis-effect-relatie ...................................................................................................................25 3.9 Samenvatting ...........................................................................................................................27 3.10 Oefenvragen ............................................................................................................................28 4 Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en in het leefmilieu .............. 29 4.1 Inleiding....................................................................................................................................30 4.2 Achtergrondstraling ..................................................................................................................30 4.3 Kunstmatige stralingsbelasting ................................................................................................31 4.4 Risico's van ioniserende straling..............................................................................................31 4.5 Jaardosis van blootgestelde werknemers................................................................................33 4.6 Risicovergelijking met andere beroepsgroepen en het dagelijkse leven.................................33 4.7 Samenvatting ...........................................................................................................................35 4.8 Oefenvragen ............................................................................................................................36 5 Wet- en regelgeving .................................................................................................... 37 5.1 Inleiding....................................................................................................................................38 5.2 Internationale regelgeving........................................................................................................38 5.3 Nationale wetgeving.................................................................................................................38 5.3.1 Definities ..................................................................................................................................39 5.3.2 Rechtvaardiging, Optimalisatie en Limitering ..........................................................................40 5.4 Samenvatting ...........................................................................................................................43 5.5 Oefenvragen ............................................................................................................................45 6 Praktische stralingsbescherming (algemeen en bij röntgentoestellen in het bijzonder)............................................................................................................................. 47 6.1 Inleiding....................................................................................................................................48 6.2 Stralingsbescherming bij uitwendige blootstelling (algemeen) ................................................48

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 4

6.3 Stralingsbescherming voor (blootgestelde) werknemers bij röntgenstraling ...........................50 6.4 Extra informatie voor röntgentoepassingen (geen examenstof) ..............................................52 6.5 Samenvatting ...........................................................................................................................54 6.6 Oefenvragen ............................................................................................................................55 Geraadpleegde literatuur ................................................................................................... 56 Index..................................................................................................................................... 57 Bijlagen ................................................................................................................................ 59

Antwoorden op de oefenvragen........................................................................................................59 Toelichting Persoonsdosimetrie........................................................................................................61

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 5

Inleiding en verantwoording

De cursus Stralingsbescherming voor werknemers die kunnen blootstaan aan straling bij medische

röntgentoepassingen (5R) bestaat uit een theoretisch gedeelte (1 dagdeel) en een practicum met een

röntgentoestel (1 uur). De cursus wordt afgesloten met een multiple choice toets, waaraan u alleen

kunt deelnemen indien u het practicum met goed gevolg heeft afgerond. Bij een voldoende resultaat

voor de toets ontvangt u een bewijs van deelname.

De theorie wordt in de voor u liggende syllabus beschreven. Deze syllabus is ontwikkeld door de

Stralingsbeschermingseenheid en de Erasmus MC Zorgacademie en bestaat uit 6 hoofdstukken. Na

ieder hoofdstuk wordt een korte samenvatting gegeven, gevolgd door enkele oefenvragen. In bijlage

1 zijn de antwoorden op deze oefenvragen terug te vinden. Voor het onderdeel instellingsgebonden

stralingshygiënische regelgeving Erasmus MC ontvangt u een aparte syllabus.

Op de volgende pagina vindt u het programma voor het theoretische deel van de cursus. Van u wordt

verwacht dat u voor aanvang van de cursus deze syllabus globaal heeft doorgenomen. Ter

ondersteuning van de lesactiviteiten ontvangt u hand-outs van de presentatie.

Wij wensen u veel succes bij het volgen van de cursus.

Copyright © (2010) Erasmus MC Zorgacademie

Stralingsbeschermingeenheid Erasmus MC

Niets uit deze module mag verveelvoudigd en/of openbaar gemaakt worden door middel van druk,

fotokopie, microfilm, geluidsband, elektronisch of op welke andere wijze dan ook en evenmin in

een retrieval systeem worden opgeslagen zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de

Erasmus MC Zorgacademie en de Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC.

Programma

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 6

Programma

Onderwerp: Instellingsgebonden stralingshygiënische regelgeving

Docent: Adviseur stralingsbescherming

Tijd: 09.00-09.20 uur

Inhoud: De stralingsbeschermingorganisatie in het Erasmus MC wordt besproken.

Er wordt nader ingegaan op de complexvergunning, de interne Regelingen Stralingshygiëne, en de schriftelijke interne toestemmingen. De verantwoordelijkheden en de bevoegdheden van de verschillende, bij ioniserende straling, betrokken personen worden eveneens uitgelegd.

Onderwerpen: Röntgenstraling, lineaire versnellers en dosimetrie

Docent: Erasmus MC Zorgacademie

Tijd: 09.20 – 10.30 uur

Literatuur: Hoofdstuk 1 en 2

Inhoud: Straling afkomstig van röntgentoestellen en deeltjesversnellers.

De meest gebruikte dosimetrische grootheden en de daarbij behorende eenheden

komen aan de orde. Er wordt uitgelegd waarom er verschillende grootheden zijn en

wanneer welke grootheid gebruikt dient te worden.

De volgende grootheden komen aan bod: geabsorbeerde dosis, intreedosis,

uittreedosis, equivalente dosis, effectieve dosis en effectieve volgdosis. Ook worden

dosistempo, equivalentdosistempo en effectief dosistempo besproken.

Onderwerpen: Biologische effecten van straling, stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving

en in het milieu, wet- en regelgeving

Docent: Erasmus MC Zorgacademie

Tijd: 10.45 – 11.45 uur

Literatuur: Hoofdstuk 3 t/m 5

Inhoud: De biologische effecten van ioniserende straling worden besproken. Hierbij komen de

volgende onderwerpen aan de orde: het effect van ioniserende straling op cellulair en

moleculair niveau; somatische en genetische effecten; vroege en late effecten;

deterministische en stochastische effecten; prenatale schade; dosis effect relatie voor

deterministische en stochastische effecten. Vervolgens wordt ingegaan op de

natuurlijke achtergrondstraling, de kunstmatige achtergrondstraling, beroepshalve

blootstelling, de risico’s van straling en de risicogetallen voor fataal verlopende

kanker en genetische effecten. Verder wordt een risicovergelijking gemaakt met

andere beroepen en gebeurtenissen uit het dagelijks leven.

En er wordt aandacht besteed aan de wet- en regelgeving wat betreft de

stralingsbescherming.

Onderwerp: Praktische stralingsbescherming (algemeen en bij röntgentoestellen in het bijzonder)

Docent: Erasmus MC Zorgacademie

Tijd: 11.45 –12.30 uur

Literatuur: Hoofdstuk 6

Inhoud: De beschermingsmogelijkheden bij uitwendige bestraling, zoals afscherming, tijd en

afstand worden behandeld. Er wordt uitgelegd op welke positie men het beste kan

gaan staan en welk loodschort men moet dragen bij röntgentoepassingen.

Geschiedenis

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 7

Geschiedenis

1 Röntgenstraling

Wilhelm Conrad Röntgen nam op vrijdag 8 november 1895, tijdens een experiment met

gasontladingsbuizen, voor het eerst een hem onbekende stralingssoort waar. Deze stralingssoort gaf

hij de naam “X-straling”. Na de eerste ontdekking sloot hij zich zeven weken in zijn laboratorium op,

waar hij ook at en sliep. Hij beschreef in zijn eerste publicatie de stralingssoort die in staat was door

hout, menselijk vlees en andere niet-doorzichtige materialen heen te dringen. Tijdens een lezing op

23 januari 1896 maakte hij de beroemde foto van de hand van de anatoom Albert von Kölliker, op

wiens voorstel daarna de naam 'röntgenstraling' werd aanvaard. Vermoedelijk had Röntgen bij zijn

eerste lezingen al een aantal mogelijke toepassingen van de door hem ontdekte straling genoemd. In

elk geval volgden de eerste, vooral medische toepassingen al heel snel: reeds in januari 1896 werd

een schot hagel in de hand van een jager met behulp van “X-stralen” nauwkeurig gelokaliseerd. Ook

bij het zetten van een gebroken been bleek de nieuwe stralingssoort een uitstekend hulpmiddel.

2 Radioactiviteit

Henri Becquerel was een in 1852 te Parijs geboren fysicus. Op 2 februari 1896 maakte hij zijn

ontdekking van natuurlijke radioactiviteit bekend. Deze ontdekking kwam voort uit het onderzoek van

“pekblende”, een mineraal dat uranium en (zoals we nu weten) radium bevat. In die tijd had het een

zekere roem, omdat men het associeerde met goud en zilver. Becquerel dacht aanvankelijk dat de

zwarting van een fotografische plaat werd veroorzaakt door het licht, dat door fluorescerende of

fosforescerende stoffen wordt uitgezonden. Voor zijn fluorescentieonderzoek gebruikte hij prachtige,

gele kristallen. Toen deze kristallen op een goed ingepakte fotografische plaat werden gelegd en het

zonlicht voor de fluorescentie zorgde, werd de plaat onder het kristal gezwart. Om dit verschijnsel

verder te onderzoeken bedacht Becquerel een aantal proeven. Helaas liet de in zijn ogen onmisbare

zon verstek gaan en werden de proeven uitgesteld. Toen de zon lang op zich liet wachten,

ontwikkelde hij toch maar één van de platen en vond tot zijn verbazing dezelfde zwarting als na

belichting door de zon. Hij was uiteraard reeds op de hoogte van de ontdekking van Röntgen en

schreef de door hem gevonden zwarting toe aan straling die door het kristal werd uitgezonden. In

principe was hiermee het verschijnsel ontdekt, dat op voorstel van Madame Curie de naam

radioactiviteit kreeg.

Misschien omdat radioactiviteit een veel gecompliceerder fenomeen is dan uitzending van

röntgenstraling, heeft het een aantal jaren geduurd voordat de meest basale feiten bekend werden.

Naast Becquerel zijn aan de reeks ontdekkingen, die in een tijdsbestek van een paar jaar

plaatsvonden, vooral de namen van Marie Curie-Sklodowska (1867-1934), Pierre Curie (1859-1906)

en Ernest Rutherford (1871-1937) verbonden.

Marie Sklodowska huwde in 1895 met de franse fysicus Pierre Curie. Ze wijdde haar doctoraalstudie

bij Henri Becquerel aan natuurlijke radioactiviteit. Zij vond dat de intensiteit van de straling evenredig

was met de hoeveelheid uranium, onafhankelijk van de chemische verbinding daarvan en

onafhankelijk van uitwendige factoren, zoals temperatuur en druk.

Becquerel had eerder gevonden, dat de lucht door pekblende werd geïoniseerd. In juli 1896

berichtten Pierre en Marie Curie over de isolatie van een kleine hoeveelheid materiaal uit pekblende,

dat de naam Radium kreeg. De ontdekking van het element Polonium (naar de Poolse afkomst van

Marie) was gedateerd op 18-07-1898. Ze ontdekten dat radium 3 soorten straling uitzendt (-, -, en

-straling) en dat er een gas vrijkomt (radon!).

De zeer snelle ontwikkeling van vooral de medische toepassingen van röntgenstraling, in het

bijzonder de fluoroscopie ('doorlichting'), had ook negatieve gevolgen. Men was zich immers van

Geschiedenis

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 8

geen gevaren bewust, hield de handen en andere lichaamsdelen onbekommerd in de stralenbundel

en werkte met primitieve, niet afgeschermde apparaten.

Thorium en radium vonden al vrij snel hun toepassing in de geneeskunde: thorium als contrastmiddel

bij röntgenonderzoeken, radium (en radon) vooral in de radiotherapie. Vooral thorium heeft onder de

patiënten veel slachtoffers gemaakt.

Pas nadat onder de beroepsbeoefenaren vele slachtoffers waren gevallen, drong het omstreeks 1915

tot de mensen door dat veiligheidsmaatregelen moesten worden getroffen.

Madame Curie nam zelf geen veiligheidsmaatregelen in acht bij het hanteren van radioactieve

stoffen. Ze eiste dit wel van haar medewerkers. Aan het einde van haar leven had ze ernstige

“brand”-wonden aan haar handen. Ze stierf op 4 juli 1934 aan leukemie.

3 Elektromagnetische straling

Tot de grote groep van elektromagnetische straling behoren onder andere de radiogolven, infrarood,

zichtbaar licht, ultraviolet, röntgenstraling en -straling. Elektromagnetische golven zijn periodieke

verstoringen van het elektrische en het magnetische veld. Het enige verschil tussen de diverse

soorten elektromagnetische straling is de energie. Het transport van deze energie gebeurt in

pakketjes van een vaste grootte. Deze pakketjes worden fotonen genoemd. Fotonen kunnen als een

soort deeltjes zonder massa en zonder afmetingen worden beschouwd. Bij de laag-energetische

vormen van elektromagnetische straling zoals radiogolven en licht kan men deze opdeling in fotonen

nauwelijks waarnemen. Bij de hoogenergetische elektromagnetische straling (- en röntgenstraling) is

dit deeltjeskarakter veel beter waar te nemen. Pas als de straling voldoende energie heeft om

elektronen los te maken, ionisaties te veroorzaken, wordt de stralingssoort tot de groep ioniserende

straling gerekend.

Om een indruk van de orde van grootte te krijgen het volgende: fotonen in zichtbaar licht hebben een

energie van enkele eV’s, voor ionisatie is minimaal enkele tientallen eV’s nodig. De energie van - en

röntgenstraling variëren van enkele keV’s tot enkele MeV’s.

1 Röntgentoestellen en lineaire versnellers

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 9

1 Röntgentoestellen en lineaire versnellers

Dit hoofdstuk beschrijft de werking van de röntgenbuis en de lineaire versneller.

Leerdoelen

U kunt de werking van de röntgenbuis omschrijven.

U weet dat straling uit een röntgenbuis uit een spectrum van energieën bestaat.

U kent de begrippen fotonen, focus, poly-energetisch, divergerend, diafragma, kV, mAs en

filtering.

1 Röntgentoestellen en lineaire versnellers

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 10

1.1 Inleiding

Er bestaan verschillende soorten straling, zoals bijvoorbeeld straling opgewekt met een magnetron en

zichtbaar licht (elektromagnetische straling). Elektromagnetische straling is een stralingssoort die

bestaat uit hele kleine massaloze energiepakketjes, fotonen of quanten genoemd. Röntgenstraling

behoort tot de groep van elektromagnetische straling. In dit hoofdstuk wordt dieper ingegaan op

straling opgewekt met een röntgentoestel. Deze stralingssoort behoort in tegenstelling tot de andere

genoemde stralingssoorten tot de groep ioniserende straling. Ioniserende straling kan je niet zien,

horen, ruiken, proeven en voelen. Zij is echter wel in onze omgeving aanwezig en is in staat

biologische effecten te veroorzaken. In de medische wereld wordt ioniserende straling gebruikt om in

de mens te kunnen kijken (diagnostiek). Ioniserende straling wordt ook gebruikt om cellen te doden

(therapie). Er bestaat ook niet-ioniserende straling zoals laser, infrarood, radar en microgolven. Deze

wordt hier niet behandeld.

1.2 Röntgenstraling uit een röntgentoestel

Een röntgenbuis bestaat uit een glazen buis waarbinnen grote onderdruk heerst, meestal wordt er

gesproken over een vacuümbuis. In deze buis bevinden zich twee elektroden, een elektrisch negatief

geladen kathode en een elektrisch positief geladen anode. De anode wordt ook wel trefplaat of focus

genoemd. Door een gloeistroompje door de kathode te laten lopen wordt deze verhit tot tenminste

2200C en gaat elektronen uitzenden (emitteren). Het spanningsverschil tussen anode en kathode

zorgt ervoor dat de uitgezonden elektronen versneld naar de anode bewegen. De maximale energie

van de elektronen is gelijk aan het spanningsverschil tussen kathode en anode. Het is noodzakelijk

dat er in de buis nagenoeg vacuüm heerst zodat de elektronen zich zonder botsingen met

luchtmoleculen naar de anode kunnen begeven.

De officiële eenheid van energie is joule (J). Stralingsenergieën worden echter uitgedrukt in een

andere eenheid, de elektronvolt.

Eén elektronvolt (eV) is de bewegingsenergie van een elektron dat een spanningsveld van 1 volt

doorloopt. 1 eV = 1,6·10-19 J.

Bij afremming in de anode wordt de bewegingsenergie van de elektronen omgezet

elektromagnetische straling, röntgenstraling. De maximale energie (Emax) van de opgewekte

röntgenstraling is gelijk aan de maximale bewegingsenergie van de elektronen. Omdat de energieën

van de elektronen op het moment van afremmen verschillend zijn en omdat zij niet allemaal even

Figuur 1.1 Schematisch weergave van een röntgenbuis.

focus

elektronen

gloeidraad (kathode)

vacuümbuis

röntgenstraling

+ -

lekstraling (anode)

1 Röntgentoestellen en lineaire versnellers

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 11

sterk worden afgeremd, hebben de ontstane fotonen verschillende energieën. Röntgenstraling uit een

röntgenbuis bestaat hierdoor steeds uit een mengsel van verschillende fotonenergieën. Dit mengsel

van verschillende fotonenergieën wordt poly-energetisch genoemd. Naast het poly-energetisch

spectrum van de röntgenbuis ontstaat er ook karakteristieke röntgenstraling omdat er elektronen uit

het anode-materiaal worden gestoten. De opgewekte röntgenstraling kan door de stand van het focus

(anodehoek) zoveel mogelijk in de richting van een dunner gedeelte, het venster, van de buis worden

geleid. De röntgenbundel is divergerend, dit betekent dat deze steeds breder wordt naarmate de

afstand tot het focus toeneemt. Om de bundel zo smal mogelijk te houden wordt gebruik gemaakt van

een diafragma. Dit werkt op dezelfde wijze als bij een fototoestel. Om er zeker van te zijn dat alleen

het gewenste gebied wordt bestraald wordt bij een röntgenbuis altijd gebruik gemaakt van een

lichtveld. Dit markeert het röntgenveld. Een röntgenbuis zal alleen straling uitzenden als er een

spanningverschil tussen anode en kathode aanwezig is, dus als de startknop wordt ingedrukt. Een

deel van de opgewekte röntgenstraling zal niet via het venster naar buiten treden, maar uit andere

gedeelten van de buis naar buiten “lekken”. Dit wordt lekstraling genoemd. Het opgewekte spectrum en het uittredende

spectrum kan worden weergegeven in een

grafiek waarbij op de horizontale as de

fotonenergie en op de verticale as de relatieve

intensiteit wordt uitgezet.

Doordat de opgewekte röntgenstraling door het

venster van de buis naar buiten treedt, wordt

het röntgenspectrum gefilterd. De fotonen met

lage energie zullen door het venster worden

tegengehouden terwijl de fotonen met hogere

energie ongehinderd het venster kunnen

passeren.

In figuur 1.2 is de doorgetrokken lijn het

gefilterde spectrum. Door het plaatsen van een

extra filter kan het spectrum nog verder worden

gefilterd waardoor er een röntgenspectrum met

relatief hoge energie overblijft.

Door het verhogen van de buisspanning

verandert de maximale energie van de röntgenstraling. Door verandering van de buisstroom neemt

de hoeveelheid (de intensiteit) straling toe. De buisstroom (I) in milliampère (mA) is het aantal

elektronen dat het focus per seconde raakt. De buislading (buisstroom tijd) ook wel mAs-getal

genoemd is het totaal aantal elektronen dat het focus per belichting raakt.

1.3 Verschil tussen - en röntgenstraling

Zowel - als röntgenstraling zijn elektromagnetische straling. Het onderscheid wordt gemaakt op

grond van hun herkomst: -straling is afkomstig uit de kern van een atoom, terwijl röntgenstraling het

gevolg is van energieverlies van elektronen. Een ander kenmerk is het volgende:

Röntgenstraling afkomstig van een toestel kan worden uitgezet, terwijl de gammastraling

afkomstig van een radioactieve stof continu is en slechts kan worden afgeschermd. 1.4 Afschermingprincipe en afschermingsmateriaal

Figuur 1.2 Röntgenspectra als gevolg van verschillende

buisspanningen variërend van 65 kV tot 200 kV.

1 Röntgentoestellen en lineaire versnellers

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 12

De intensiteit van röntgenstraling wordt verminderd doordat er wisselwerking plaatsvindt met het

afschermingsmateriaal. Omdat röntgenstraling elektromagnetische straling is, vindt de wisselwerking

niet plaats via een eenvoudig botsingsprincipe maar via een complexe wijze van energieoverdracht.

Het resultaat van deze energieoverdracht is dat van een enkel röntgenfoton niet met zekerheid kan

worden gezegd of dit een interactie zal ondergaan. Als hele groepen röntgenfotonen worden

beschouwd kan wel iets worden gezegd over de kans op een interactie. Het blijkt dat er per energie-

interval en per afschermingsmateriaal een bepaalde dikte is waarbij de stralingsintensiteit van de

bundel wordt gehalveerd, “de halveringsdikte”.

De halveringsdikte is die dikte van het materiaal die nodig is om de intensiteit van de straling te

halveren. Dit betekent dat indien er een halveringsdikte aan afschermingsmateriaal is gebruikt de

stralingsintensiteit achter deze afscherming nog maar de helft is. Wordt er afschermingsmateriaal met

een dikte gelijk aan twee keer de halveringsdikte gebruikt dan is de stralingsintensiteit achter de

afscherming nog maar de helft van de helft (= ¼). Wordt er afschermingsmateriaal met een dikte

gelijk aan drie keer de halveringsdikte gebruikt dan is de stralingsintensiteit achter de afscherming

nog maar de helft van de helft van de helft (= 1/8).

De halveringsdikte is alleen constant bij mono-energetische straling en als de stralingsbundel heel

smal is. Bij röntgenstraling blijkt het stralingsniveau achter de afscherming hoger te zijn dan volgens

bovenbeschreven wetmatigheid omdat deze stralingssoort niet homogeen is.

Afscherming van elektromagnetische straling geschied het meest efficiënt met een materiaal met een

hoog Z-getal (veel protonen in de kern). In de regel is dit een zwaar materiaal. Een zeer geschikt

materiaal voor afscherming van elektromagnetische straling is lood. Kamers bestemd voor vaste

röntgenopstelling worden in het algemeen voorzien van een hoeveelheid lood. (hierover meer in

hoofdstuk 9)

1.5 Afscherming van röntgenstraling afkomstig uit een röntgentoestel

Omdat de straling die uit de röntgenbuis komt poly-energetisch is, gaat het verhaal van de

halveringsdikte niet geheel op. In het afschermingsmateriaal zal meer straling met lage energie dan

met hoge energie worden geabsorbeerd, waardoor de hoge energieën overblijven en de straling

steeds “harder” wordt. De halveringsdikte is hierdoor geen constante meer, maar neemt toe. Er is

steeds meer materiaal nodig om de stralingsintensiteit te halveren. Bij de afscherming van

röntgenstraling spreekt men meestal van een eerste halveringsdikte (hvd1) en een tweede

halveringsdikte (hvd2), waarbij de tweede halveringsdikte groter is dan de eerste (er is dus meer

materiaal nodig om de intensiteit nogmaals te halveren). Het absorberen van de lage energieën gaat

immers eenvoudiger dan van de hoge energieën. De verhouding tussen hvd1 en hvd2 wordt de

homogeniteitscoëfficiënt genoemd. Hoe dichter bij 1 hoe homogener de uittredende straling is.

(homogene bundel: de eerste halveringsdikte is gelijk aan de tweede halveringsdikte)

homogeniteitscoëfficiënt2

1

hvd

hvd

(In de radiodiagnostiek wordt ook de term heterogeniteitsgraad gebruikt; dit is de verhouding tussen

hvd2 en hvd1).

1.6 Verandering van het spectrum bij gebruik van filters

In de radiodiagnostiek wordt, om de stralingsbelasting voor de patiënt zoveel mogelijk te beperken, de

primaire röntgenbundel gefilterd. De lage energieën, die onnodig een bijdrage aan de dosis leveren,

1 Röntgentoestellen en lineaire versnellers

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 13

verdwijnen door deze filtering uit het spectrum. De beeldvorming verandert hierdoor niet omdat deze

straling met lage energieën toch niet door de patiënt komt en dus niet aan de beeldvorming bijdraagt.

De stralenkwaliteit wordt door het filteren homogener en de gemiddelde fotonenergie wordt hoger, de

röntgenbundel bevat ‘hardere’ straling. Het totale filter van een röntgenbuis bedraagt circa 2,5 mm

aluminium-equivalent (dit geldt niet voor tandartstoestellen en niet voor toestellen voor

mammografie). Aluminium-equivalent wil zeggen dat de afschermende werking gelijk is aan de

opgegeven hoeveelheid aluminium, het gekozen materiaal hoeft dus niet noodzakelijk aluminium te

zijn.

Aangezien het 2,5 mm aluminium een minimumeis is, wordt in de praktijk vaak nog een extra filter

van 2 mm Al toegevoegd. Hoe hoger de ingestelde spanning is hoe meer filtering moet worden

gekozen. Bij thorax-opnamen zelfs een extra filter van 0,13 mm Cu + 1 mm Al. Dit heeft als resultaat

dat de röntgenbundel nog homogener wordt en dat er minder straling door de patiënt geabsorbeerd

wordt. Het koperfilter wordt altijd gecombineerd met een aluminiumfilter; waarbij het aluminiumfilter

het dichtst bij de patiënt wordt geplaatst.

1.7 Straling afkomstig uit lineaire versnellers

Het bekendste bestralingstoestel in de radiotherapie

is de lineaire versneller. Het werkingsprincipe van de

lineaire versneller is in grote lijnen gelijk aan dat van

de röntgenbuis. In een versnellerbuis wordt een hoog

spanningsveld opgebouwd. Vervolgens worden

elektronen door een elektronenkanon in de

versnellerbuis geschoten. De elektronen worden

door het spanningsveld langs een rechte baan in de

versnellerbuis versneld. Deze buis kan een lengte

hebben van ongeveer 20 cm voor een kleine

versneller (4 MV) tot meer dan 2 meter voor een

versneller van 20 MV en hoger. In veel deeltjesversnellers is de versnellerbuis liggend gemonteerd in

een roterende arm, de gantry. Om de gantry in evenwicht te houden is deze voorzien van een

contragewicht. Na de lineaire versnellerbuis komen de elektronen bij een afbuigmagneet, waar ze van

richting worden veranderd.

Bij het verlaten van deze magneet hebben de elektronen een zeer hoge bewegingsenergie en heeft

de elektronenbundel een diameter van slechts enkele millimeters. In de “elektronenmode” van de

versneller wordt deze elektronenbundel door een dun metaalfolie via een collimatorgedeelte naar

buiten gebracht. De collimator is het diafragma van een deeltjesversneller.

In de “fotonenmode” treft de elektronenbundel een trefplaatje of target van zwaar metaal, vaak

wolfraam, waarin de elektronen worden afgeremd, hetgeen gepaard gaat met het opwekken van

hoog-energetische fotonen.

Als de energie van de fotonen 8 MV of hoger is dan kan een gamma-neutron reactie optreden

waardoor neutronen worden vrijgemaakt in het aangestraalde materiaal. Hierdoor wordt een neutron

uit de kern gestoten. Door het uitzenden van het neutron heeft de kern een neutron minder en is in

veel gevallen daardoor een radionuclide gevormd. Dit wordt activering genoemd.

1 Röntgentoestellen en lineaire versnellers

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 14

1.8 Oefenvragen 1 Röntgenstraling

a) is altijd afkomstig uit een röntgenbuis

b) onderscheidt zich van -straling enkel door de herkomst van de straling

c) is altijd mono-energetisch

d) vermindert na uitschakelen van de buis geleidelijk in intensiteit

2 Röntgenstraling

a) is altijd poly-energetisch

b) bestaat uit elektronen

c) kan ook uit een magnetron komen

d) ontstaat in de gloeidraad van een radiodiagnostiektoestel

3 Door het plaatsen van een extra filter voor een röntgenbuis ontstaat ten opzichte van een

ongefilterd spectrum een röntgenspectrum

a) met een hogere gemiddelde energie b) met een lagere gemiddelde energie c) met gelijke gemiddelde energie d) met gelijke gemiddelde energie maar met een hoger maximale energie

4 Röntgenstraling kan het best worden afgeschermd met a) perspex b) lood c) aluminium d) filtermateriaal

5 De door een röntgenbuis uitgezonden straling

a) heeft geen ioniserend vermogen b) vermindert geleidelijk in intensiteit na uitschakeling van de buis c) behoort tot de groep elektromagnetische straling d) is niet in staat biologische effecten te veroorzaken

2 Dosimetrie

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 15

2 Dosimetrie

In dit hoofdstuk komen de meest gebruikte dosimetrische grootheden en de daarbij behorende

eenheden aan de orde. Er wordt uitgelegd waarom er verschillende grootheden zijn en wanneer

welke grootheid gebruikt dient te worden.

De volgende grootheden komen aan de orde: geabsorbeerde dosis, equivalente dosis en effectieve

dosis. Ook worden dosistempo, equivalent dosistempo en effectief dosistempo besproken.

Met behulp van deze grootheden worden risicoanalyses voor de handelingen gemaakt. Enkele van

deze grootheden worden in de Kernenergiewet gebruikt om de bovengrenswaarden van blootstelling

aan ioniserende straling, de dosislimieten, vast te leggen. Bij de behandeling van patiënten met

ioniserende straling moet voor aanvang bekend zijn welke “dosis” men toedient. Vaak wordt “dosis”

gebruikt terwijl effectieve dosis of een van de andere grootheden wordt bedoeld. In dat geval kan er

onduidelijkheid ontstaan over de bedoelde stralingsdosis. Om dit te voorkomen is een gedegen

kennis van de dosimetrische grootheden erg belangrijk.

Leerdoelen

U kent de begrippen:

geabsorbeerde dosis, dosistempo;

intreedosis, uittreedosis, orgaandosis

equivalente dosis; equivalent dosistempo;

effectieve dosis; effectief dosistempo;

stralingsweegfactor;

weefselweegfactor;

dosisconversiecoëfficiënt.

U kent de stralingsweegfactoren van de verschillende stralingssoorten;

U kent de verbanden tussen de verschillende grootheden en u kunt eenvoudige

dosisberekeningen maken.

2 Dosimetrie

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 16

2.1 Inleiding

Vrij snel na de ontdekking van ioniserende straling was er behoefte aan een fysische grootheid om de

“hoeveelheid straling” in uit te drukken. Een grootheid beschrijft een meetbaar fysisch begrip, zoals

lengte, massa, of tijd. De grootheid wordt weergegeven met een speciaal daarvoor gekozen symbool,

zoals l voor lengte, m voor massa en t voor tijd. De bijbehorende eenheid beschrijft een afgesproken

maat voor zo’n grootheid. In bovenstaande voorbeelden zijn dat respectievelijk meter, kilogram en

seconde. De hoeveelheid straling wordt in verschillende grootheden uitgedrukt. In de volgende

paragrafen volgen de belangrijkste.

2.2 Geabsorbeerde dosis

Een grootheid die zowel voor deeltjes- als voor fotonenstraling mag worden gebruikt is de

geabsorbeerde dosis (D), kortweg de dosis. De hiervoor gebruikte dimensie is de hoeveelheid

geabsorbeerde energie per kilogram materiaal (J/kg). De afgesproken eenheid voor geabsorbeerde

dosis is gray (Gy), 1 Gy = 1 J/kg, met als tijdsafgeleide het dosistempo ( ) [Gy/s]. Eén gray is echter

een grote dosis, in de praktijk wordt daarom vaak gebruik gemaakt van Gy of mGy. Aangezien de

dosis in een materiaal is gedefinieerd, is het belangrijk altijd het materiaal waarin de dosis is bepaald

te vermelden.

D

2.3 Intreedosis, uittreedosis en orgaandosis

Intreedosis

De intreedosis is de dosis waar de röntgenbundel voor het eerst het lichaamsoppervlak snijdt (positie

A in figuur 3.1), wordt vaak ook aangeduid als huiddosis. De eenheid waarin de huiddosis wordt

uitgedrukt is de gray met als symbool Gy. Bij het meten van de intreedosis wordt vaak gebruik

gemaakt van een zogenoemde ionisatiekamer; deze meet de intreedosis meestal in milligray (mGy).

Figuur 2.1 Intreedosis en uittreedosis

Uittreedosis

De uitreedosis is de dosis op de plek waar de centrale röntgenbundel voor de tweede keer het lichaamsoppervlak snijdt (positie C in figuur 2.1).

Orgaandosis

Om een schatting te kunnen maak van de orgaandosis worden metingen uitgevoerd met behulp van

fantomen. Een fantoom is een object van een bepaald materiaal, waarvan wordt aangenomen dat het

de ioniserende straling op dezelfde wijze absorbeert en verstrooit als een bepaald soort menselijk

weefsel. Geschikt materiaal om spierweefsel te simuleren is bijvoorbeeld water, maar ook perspex en

paraffine worden gebruikt. Sommige fantomen zijn opgebouwd rond menselijk skeletten.

diafragma centrale as C A

ionisatiekamer focus röntgenbundel

2 Dosimetrie

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 17

2.4 Equivalente dosis

In weefselcellen kan de geabsorbeerde stralingsenergie schade veroorzaken. Deze schade is bij

dezelfde afgegeven energie echter niet voor elke stralingssoort hetzelfde. -Deeltjes zullen namelijk

in een beperkt gebied heel veel ionisaties veroorzaken waardoor de stralingsschade in dat gebied

veel groter is dan bij dezelfde energieafgifte van bijvoorbeeld -straling. Dit wordt het verschil in

biologische effectiviteit genoemd. Dit betekent dat de grootheid “geabsorbeerde dosis” niet de juiste

grootheid is om stralingsdoses van verschillende stralingssoorten met elkaar te vergelijken. Door de

dosis te vermenigvuldigen met een stralingsweegfactor1 (WR) wordt voor dit verschil in biologisch

effect gecorrigeerd. De stralingsweegfactor voor -straling is 20 en voor - en -straling 1. Voor

neutronen varieert deze factor, afhankelijk van de energie, van 1 tot 20.

De voor stralingssoort gecorrigeerde dosis wordt de equivalente dosis (H) genoemd, met als

tijdsafgeleide het equivalent dosistempo .

H

DWH R

De SI-eenheid is nog steeds J/kg. Om onderscheid met de geabsorbeerde dosis te maken heeft deze

eenheid de naam sievert (Sv) gekregen. Met behulp van de equivalente dosis (H) is het dus wel

mogelijk verschillende stralingssoorten met elkaar te vergelijken en kunnen de dosisbijdrage van

verschillende soorten straling bij elkaar worden opgeteld.

- 1 Gray - of -straling veroorzaakt een equivalente dosis van 1 Sv

- 1 Gray -straling veroorzaakt een equivalente dosis van 20 Sv

- 1 Gray -straling + 1 Gray -straling veroorzaakt een equivalente dosis van 21 Sv.

Om een schatting te maken van het equivalente dosistempo voor - en -straling kan van

onderstaande vuistregels gebruik gemaakt worden.

-straling op 30 cm: A 100H β

Sv/h; met A is de activiteit in MBq

mits E 200 keV

-straling op 30 cm: A 3H γ

Sv/h; met A is de activiteit in MBq

Bij energieën onder de 200 keV mag deze vuistregel niet worden toegepast, omdat op 30 cm afstand de dracht van de bètadeeltjes is bereikt en derhalve het equivalente dosistempo gelijk aan 0 is.

62 1 De letter R staat in dit geval voor radiation.

2 Dosimetrie

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 18

2.5 Effectieve dosis

Omdat het effect van ioniserende straling niet op alle organen en weefsels even groot is, wordt ook

nog gecorrigeerd voor het orgaan of weefsel waarin de straling is geabsorbeerd. Deze correctie kan

worden uitgevoerd door het invoeren van een

weefselweegfactor2 (WT). De weefselweegfactoren zijn

afgeleid uit de relatieve stralingsgevoeligheid van de organen

en weefsels voor het ontstaan van stochastische effecten (zie

hoofdstuk 3). In tabel 2.1 zijn voor de verschillende organen en

weefsels de weegfactoren gegeven. De waarden zijn afgeleid

van een referentiebevolking met een gelijke hoeveelheid

mannen en vrouwen. Het stochastisch3 risico als gevolg van

een equivalente dosis van een orgaan kan door middel van de

weegfactor worden omgerekend naar een vergelijkbaar risico

voor een bestraling van het gehele lichaam. Wanneer alle

organen en weefsels afzonderlijk eenzelfde equivalente dosis

van bijvoorbeeld 1 Sv hebben is dit gelijk aan een bestraling

van het gehele lichaam waarbij 1 Sv wordt ontvangen. Het

totaal van alle weefselweegfactoren is tenslotte gelijk aan 1.

De som van alle equivalente doses van de bestraalde organen

en weefsels, elk vermenigvuldigd met de bijbehorende

weegfactor, wordt de effectieve dosis (E) genoemd, eveneens

met de eenheid sievert.

Rekenvoorbeeld:

De effectieve dosis bij een equivalente dosis van 2 mSv op de maag en op de blaas is gelijk aan:

32,02)0,04(2)0,12(E mSv.

62 2 De letter T staat voor tissue. 3 Zie hoofdstuk 3.

Tabel 2.1 Weefselweegfactoren

orgaan weegfactor (wT)

gonaden 0,08 rode beenmerg 0,12 dikke darm 0,12 longen 0,12 maag 0,12 borstklier 0,12 blaas 0,04 lever 0,04 schildklier 0,04 slokdarm 0,04 huid 0,01 botoppervlak 0,01 hersenen 0,01 speekselklieren 0,01 overige 0,12 Totaal 1

2 Dosimetrie

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 19

2.6 Samenvatting

Grootheid Omschrijving eenheid per tijdseenheid

Geabsorbeerde

dosis D energieabsorptie in materiaal gray Gy

D Gy/h

Intreedosis D

geabsorbeerde dosis in het

centrum van de invallende

bundel röntgenstraling

gray Gy

D Gy/h

Uittreedosis D

geabsorbeerde dosis in het

centrum van de uittredende

bundel röntgenstraling

gray Gy

D Gy/h

Orgaandosis

D geabsorbeerde dosis in een

orgaan gray Gy

D Gy/h

Equivalente dosis H energieabsorptie

in orgaan/weefsel sievert Sv

H Sv/h

Effectieve dosis E biologisch gewogen som van

equivalente doses sievert Sv

E Sv/h

-straling op 30 cm: A 100H β

Sv/h; met A is de activiteit in MBq

mits E 200 keV

-straling op 30 cm: A 3H γ

Sv/h; met A is de activiteit in MBq

2 Dosimetrie

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 20

2.7 Oefenvragen

1 De eenheid van effectieve dosis is:

a) Gy

b) Bq

c) Sv/h

d) Sv

2 De eenheid van de intreedosis is:

a) Gy

b) Bq

c) Sv/h

d) Sv

3 De uittreedosis is:

a) altijd gelijk aan de intreedosis

b) kleiner dan de intreedosis

c) groter dan de intreedosis

d) soms kleiner en soms groter dan de intreedososis

4 De stralingsweegfactor van -straling is:

a) afhankelijk van de energie

b) 1

c) 5

d) 20

3 Biologische effecten van ioniserende straling

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 21

3 Biologische effecten van ioniserende straling

In dit hoofdstuk worden de biologische effecten van ioniserende straling besproken. Hierbij komen de

volgende onderwerpen aan de orde:

het effect van ioniserende straling op cellulair en moleculair niveau;

somatische en genetische effecten;

vroege en late effecten;

deterministische en kansgebonden effecten;

prenatale schade;

dosis effect relatie voor deterministische en kansgebonden effecten.

Leerdoelen

U kent de verschillen tussen somatische en genetische effecten, tussen vroege en late effecten

en tussen deterministische en kansgebonden (stochastische) effecten.

U weet welke effecten in welke groep thuis horen. Verder weet u bij welke stralingsdosis een

bepaald effect kan optreden.

U kent de prenatale schade die kan optreden. Verder kent u dosis-effect-relaties voor

deterministische en kansgebonden (stochastische) effecten.

U kent het risicogetal voor fatale kankers voor blootgestelde werknemers (4 % per sievert) en

kunt hier eenvoudige berekeningen mee uitvoeren en het risicogetal voor genetische effecten

voor de gehele bevolking.

3 Biologische effecten van ioniserende straling

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 22

3.1 Inleiding

Vrijwel direct na de ontdekking van röntgenstraling en radioactieve stoffen werd duidelijk dat aan de

toepassingen hiervan gezondheidsrisico’s waren verbonden. Bij bijvoorbeeld artsen en assisterend

personeel ontstonden verbrandingsverschijnselen aan de vingers of zelfs aan de hele hand als gevolg

van medische onderzoeken waarbij röntgentoestellen werden toegepast. Deze effecten van

ioniserende straling leidden reeds in het begin van deze eeuw tot waarschuwingen in, onder andere

het Nederlands Tijdschrift voor Geneeskunde. Er werd destijds van uitgegaan dat onder een

zogenaamde drempeldosis een veilig niveau van blootstelling aan straling bestond. Wanneer deze

drempelwaarde niet werd overschreden, zou er geen schade worden aangericht. Deze

veronderstelling bleek later niet juist te zijn.

3.2 Het effect van ioniserende straling op cellulair niveau

Bij blootstelling van een mens of ander levend organisme aan ioniserende straling zullen in de cellen

ionisaties ontstaan. Ionisaties leiden tot veranderingen in organische moleculen waardoor chemische

verbindingen gewijzigd kunnen worden, hetgeen uiteindelijk kan resulteren in biologische schade.

Wanneer ioniserende straling een lichaam treft, kan met de cellen het volgende gebeuren:

de straling gaat door of langs de cel zonder schade aan te richten;

de straling doodt de cel of vernietigt de mogelijkheid tot celdeling;

de straling beschadigt het DNA, zonder dat de cel onmiddellijk dood gaat.

Celdood heeft weinig effect als het aantal gedode cellen klein is of als door celreproductie van andere

cellen binnen redelijke tijd het verlies kan worden aangezuiverd. Alleen als bepaalde grenzen van het

verlies aan cellen worden overschreden, dus als de capaciteit voor celvernieuwing ontoereikend is,

treden er merkbare effecten op. Als ioniserende straling het DNA in de celkern beschadigt kan er een

mutatie optreden. De cel kan hierdoor een ontregelde groei gaan vertonen (kanker).

3.3 Indeling van biologische effecten

De biologische effecten van blootstelling aan ioniserende straling kunnen, afhankelijk van de te

gebruiken indelingscriteria, worden ingedeeld in diverse categorieën:

bij wie het effect zichtbaar wordt:

somatische effecten (in de bestraalde persoon);

genetische effecten (in het nageslacht).

wanneer het effect zichtbaar wordt:

vroege of directe effecten (binnen enkele uren tot weken);

late effecten (na maanden, jaren).

de aard van het effect:

deterministische effecten (niet-kansgebonden);

stochastische effecten (kansgebonden).

Deze methoden van indeling van biologische effecten vertonen een grote mate van overlap. Zo zijn

genetische effecten kansgebonden (stochastisch) en kunnen de somatische effecten deterministisch

of kansgebonden zijn. De late effecten zijn over het algemeen kansgebonden.

De stralingsgevoeligheid hangt samen met de snelheid waarmee de cellen zich delen. Erg gevoelig

zijn: stam- of kiemcellen van organen, zoals witte bloedcellen en darmcellen en cellen die zich

regelmatig delen, of zich tussen celdelingen differentiëren en rijpen. Minder gevoelig zijn de cellen

met een langere levensduur. Ze delen zich slechts als ze daartoe worden aangezet, bijvoorbeeld door

beschadiging of celverlies. Het betreft cellen van bijvoorbeeld de lever, nier, alvleesklier en schildklier.

Het minst gevoelig voor straling zijn cellen die niet meer delen, zoals zenuw- en hersencellen.

3 Biologische effecten van ioniserende straling

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 23

3.4 Niet-kansgebonden (deterministische) effecten

Deze effecten treden op wanneer de stralingsdosis een zekere drempeldosis overschrijdt. Bij doses

kleiner dan 200 mSv zijn tot op heden geen deterministische effecten waargenomen. Dat is

ondermeer bevestigd bij een aantal personen die zijn ingezet ter bestrijding van de gevolgen van het

reactorongeluk in Tsjernobyl. De effecten zijn het gevolg van een tekort aan functionele cellen. Bij

bestraling van het gehele lichaam komen ze het eerst tot uiting in organen, die voor hun functioneren

een voortdurende aanmaak van cellen behoeven, zoals de bloedvormende organen, het maag-

darmkanaal en in mindere mate de huid.

De vroege effecten treden op binnen een aantal weken na de blootstelling. Niet-kansgebonden

effecten zijn echter niet per definitie vroege effecten. Staar is een voorbeeld van een laat

deterministisch effect.

In de stralingsbescherming zijn de deterministische effecten van ondergeschikt belang aangezien de

drempeldoses, waarbij deze effecten kunnen optreden, zeer hoog zijn.

Tabel 3.1 Vroege of directe effecten die optreden bij bestraling van het gehele lichaam.

dosis

(Gy) Effect

0,2-1 Geen ziekteverschijnselen; vermindering van het aantal witte bloedlichaampjes.

1-2 Verminderde weerstand, vermoeidheid, braken, diarree. Herstel na enkele weken.

2-3 Ernstige stralingsziekte door beschadiging van beenmerg en lymfeklieren.

3-4 Ernstige stralingsziekte. Sterftekans binnen een maand is zonder medische behandeling > 50 %.

4-10 Beenmergsyndroom. In nagenoeg alle gevallen sterfte binnen een maand.

10-50 Maag-darmsyndroom. Sterfte binnen een week.

> 50 Centraal-zenuwstelselsyndroom. Sterfte binnen enkele uren tot dagen.

Tabel 3.2 Deterministische effecten van éénmalige lokale bestraling.

dosis

(Gy) Effect

3-8 Erytheemvorming (het rood worden van de huid) en ontharing

3-5 permanente steriliteit bij de man

2-6 permanente steriliteit bij de vrouw

5 staarvorming van het oog (cataract) (laat effect)

30-80 schade aan overige organen als het hart, lever, alvleesklier en speekselklieren

[BR2000]

3.5 Kansgebonden (stochastische) effecten 3.5.1 Somatische effecten (in de bestraalde persoon) Tot de kansgebonden effecten van blootstelling aan ioniserende straling behoren kwaadaardige

celwoekeringen van getroffen cellen. Voorbeelden zijn leukemie en kanker. Kwaadaardige

tumorcellen hebben, ten opzichte van de normale cellen in het weefsel waarin ze zijn ontstaan,

afwijkende structurele biochemische en functionele eigenschappen. Ze delen en groeien sneller dan

normale cellen en hebben het vermogen tot het vormen van uitzaaiingen (metastasen). Hierdoor kan

in een weefsel een groep cellen (een gezwel) ontstaan, die niet meer op de normale manier reageren

op de regulatiemechanismen die vorm, grootte en structuur van een orgaan bepalen. Metastasering

van tumorcellen kan plaatsvinden via lymfe- en/of bloedbanen. De wijze waarop en de snelheid

3 Biologische effecten van ioniserende straling

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 24

waarmee uitzaaiingen plaats kunnen vinden is afhankelijk van de aard en plaats van de primaire

tumor. Het kankerverwekkend vermogen van straling is zowel bij proefdieren als bij mensen

aangetoond. Na het ontstaan van de eerste kankercel vindt een langzame ontwikkeling plaats waarin

steeds meer cellen gaan afwijken van de normale cellen. De latente periode, de tijd totdat de tumor

aangetoond wordt, neemt gewoonlijk 10-304 jaar in beslag.

3.5.2 Genetische effecten Een tweede groep van kansgebonden effecten zijn de genetische effecten. Genetische afwijkingen

kunnen aanleiding geven tot het ontstaan van:

falende implantatie of ontwikkeling van de bevruchte eicel;

abortus of doodgeboorte van een niet levensvatbare foetus;

fysieke en/of mentale afwijkingen in het nageslacht.

Er zijn tot op heden geen gegevens over mensen beschikbaar om concrete uitspraken te kunnen

doen over de genetische risico's. Daardoor is men voor het maken van risicoschattingen voor mensen

aangewezen op extrapolatie van gegevens verkregen bij proefdieren. De proefdier-onderzoeken

hebben allemaal betrekking op hoge doses, waarbij de ondergrens 500 mGy bedroeg. Bij dierproeven

werd aangetoond dat straling een verhoging van het vóórkomen van de reeds van nature bekende

mutaties kan veroorzaken. Veiligheidshalve neemt men aan dat dit ook bij de mens het geval is.

Gegevens over de gevolgen van doses in de ordegrootte van 0,5-50 mGy zijn er niet, omdat de

statistische spreiding in de resultaten te groot was om betrouwbare uitspraken te doen.

3.5.3 Prenatale schade Biologische effecten bij het ongeboren kind worden net als bij volwassenen ingedeeld in

deterministische en kansgebonden effecten. De aard van de schade en de mate van risico is

afhankelijk van de fase van de zwangerschap en de hoogte van de dosis. We onderscheiden drie

fasen: de pre-implantatiefase (1e week), de fase van organogenese (2-8 weken) en de foetale periode

(vanaf de 8e week) [EG00].

3.6 Deterministische effecten bij prenatale blootstelling

Pre-implantatiefase (1e week)

Gegevens over de effecten bij de mens in de pre-implantatiefase zijn er niet. De inzichten zijn

verkregen door dierexperimenten. Aangenomen wordt dat bestraling in de pre-implantatiefase twee

gevolgen kan hebben:

1 het embryo komt niet tot innesteling en de vrucht wordt afgestoten;

2 er is geen stralingsschade, de vrucht komt tot ontwikkeling en bij de geboorte zijn geen

duidelijke afwijkingen. In deze periode zijn de cellen nog ongedifferentieerd, zodat het verlies

van één of meer cellen gecompenseerd kan worden door andere cellen.

Organogenese (2e t/m 8e week)

Blootstelling aan ioniserende straling tijdens de organogenese kan leiden tot misvormingen. Deze

kunnen zo ernstig zijn dat neonatale sterfte optreedt. Er wordt aangenomen dat misvormingen

worden veroorzaakt door celdood, gevolgd door een vroegtijdige stop in de ontwikkeling van het

weefsel. De meest voorkomende misvormingen ontstaan bij de inwendige organen, in het skelet, de

ogen en het centrale zenuwstelsel. Misvormingen zijn bij de mens zelden waargenomen.

62 4 Voor leukemie 3 tot 5 jaar.

3 Biologische effecten van ioniserende straling

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 25

Foetale fase (vanaf de 8e week)

In de foetale fase neemt de gevoeligheid voor het ontstaan van misvormingen snel af. De meest relevante periode in deze fase van de zwangerschap is week 8 t/m 15, hierin vindt de ontwikkeling van de grote hersenen plaats. Het optredende effect bij blootstelling aan ioniserende straling in deze periode is een gebrekkige

ontwikkeling van de geestelijke vermogens, mentale retardatie. Door de ontwikkeling van de kleine

hersenen is de kans op mentale retardatie nog steeds aanwezig in week 16 t/m 25, maar deze is wel

lager dan in de weken daarvoor. Later in de zwangerschap is de kans op mentale retardatie

beduidend lager. In de meest gevoelige periode neemt de intelligentiescore (IQ) af met ongeveer 0,3

punten per Gray. Dit soort prenatale effecten treden overigens pas op na overschrijding van een

drempeldosis van circa 100 mGy.

3.7 Kansgebonden effecten bij prenatale blootstelling Kankerinductie inclusief leukemie Tegenwoordig wordt aangenomen dat er een verband bestaat tussen bestraling in de baarmoeder en

het ontstaan van leukemie op jonge leeftijd en jeugdkanker. Evenals bij volwassenen wordt voor het

ongeboren kind verondersteld dat het ontstaan van kanker, als gevolg van blootstelling aan

ioniserende straling, geen drempeldosis heeft. In de meeste literatuur wordt voor het risicogetal voor

sterfte door jeugdkanker een range aangenomen van 2 tot 6 % per sievert [GZ2007].

Genetische effecten Evenals voor volwassenen wordt voor het ongeboren kind verondersteld dat genetische effecten geen

drempeldosis hebben. Bij dierexperimenten is gebleken dat de gevoeligheid voor genetische effecten

bij prenatale bestraling lager is dan bij postnatale bestraling [LE90]. Dit wordt waarschijnlijk

veroorzaakt door de geringe stralingsgevoeligheid en het hogere herstelvermogen in het vroege

ontwikkelingsstadium van de geslachtsorganen. De NCRP veronderstelt dat het risicogetal voor

genetische effecten gelijk is aan dat bij bestraling na de geboorte, te weten 1 % per sievert [NC94].

3.8 Dosis-effect-relatie

Er zijn twee principieel verschillende soorten dosis-effect-relaties, één voor deterministische en één

voor kansgebonden effecten.

Deterministische effecten

Deterministische effecten worden gekenmerkt door een zogenaamde drempeldosis, dat wil zeggen

een dosisniveau waaronder het beschouwde effect niet optreedt. Effecten waarvoor een

drempeldosis geldt, komen pas tot uiting als van een weefsel of orgaan zoveel cellen door straling zijn

uitgeschakeld, dat het niet goed meer kan functioneren. De beschadiging is zo groot dat de

herstelmechanismen te kort schieten. Naarmate de stralingsdosis toeneemt, neemt ook de ernst van

het effect toe. De grootte van de drempeldosis hangt ook af van het dosistempo. Door gefractioneerd

toedienen van de dosis, zoals dat in de radiotherapie plaatsvindt, krijgt het weefsel/orgaan de

gelegenheid zich van de stralingsschade te herstellen.

Kansgebonden effecten

Bij kansgebonden effecten wordt verondersteld dat, vanaf een dosisniveau nul, de kans op het effect

toeneemt bij toename van de stralingsdosis. De ernst van het effect heeft geen relatie met de dosis.

Een effect zonder drempeldosis kan theoretisch gezien reeds ontstaan door beschadiging van één

enkele cel. Dat is het geval voor kanker en voor genetische effecten. Blootstelling aan ioniserende

straling leidt niet onvermijdelijk tot kanker, maar vergroot wel de kans daarop. Omdat niet alle kanker

leidt tot sterfte, wordt onderscheid gemaakt naar de kankerincidentie en de fataal verlopende kanker.

3 Biologische effecten van ioniserende straling

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 26

3 Biologische effecten van ioniserende straling

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 27

Figuur 3.1: Dosis-effect-relatie voor Figuur 3.2: Dosis-effect-relatie voor

deterministische effecten. stochastische effecten.

3.9 Samenvatting

Effect Waar (-)

Wanneer (+) Voorbeelden/opmerkingen

Somatisch - in de bestraalde

persoon + vroeg of laat

Erytheemvorming drempeldosis = 3 Gy

Genetisch - in het nageslacht + laat

Fysieke/mentale afwijkingen

Vroeg - in de bestraalde

persoon + na enkele dagen

Erytheemvorming (deterministisch)

Laat - in de bestraalde

persoon + na jaren

Staarvorming (deterministisch) Kanker (stochastisch)

Prenataal - in het ongeboren kind + voor de geboorte + na de geboorte

Misvormingen Mentale retardatie Kanker/leukemie

Deterministisch (niet-kansgebonden) vernietiging van cellen waardoor weefsel/orgaan niet goed functioneert

- in bestraalde persoon + vroeg of laat

Erytheemvorming Steriliteit Haaruitval

Stochastisch (kansgebonden) kan het gevolg zijn van beschadiging van één enkele cel

- in de bestraalde persoon

- of in het nageslacht + na jaren

Kanker Leukemie Genetische effecten

dosis

kans

op

het

effe

ct

incidentie

fataal

dosis

ern

st v

an

he

t e

ffe

ct

3 Biologische effecten van ioniserende straling

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 28

3.10 Oefenvragen

1 Haaruitval als gevolg van ioniserende straling is a) een genetisch effect

b) een kansgebonden effect

c) een laat effect

d) een deterministisch effect

2 Somatische effecten a) is de som van alle mogelijke effecten

b) zijn prenatale effecten

c) zijn effecten die bij de bestraalde persoon optreden

d) zijn effecten die in het nageslacht optreden

3 Tot de stochastische effecten behoren a) staar en kanker

b) genetische schade en leukemie

c) erytheemvorming en kanker

d) staar en erytheemvorming

4 Een eenmalige dosis van 30 Gy van het hele lichaam a) leidt tot het beenmergsyndroom

b) heeft geen gevolgen

c) leidt tot het centraal-zenuwstelselsyndroom

d) leid tot het maag-darmsyndroom

5 De drempeldosis voor prenatale schade bedraagt circa a) 10 mGy

b) 20 mGy

c) 100 mGy

d) 200 mGy

4 Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en in het leefmilieu

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 29

4 Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en

in het leefmilieu

Dit hoofdstuk behandelt de natuurlijke achtergrondstraling, de blootstelling aan kunstmatige

stralingbronnen, beroepsmatige blootstelling, de risico’s van straling en de risicogetallen voor fataal

verlopende kanker en genetische effecten. Verder wordt een risicovergelijking gemaakt met andere

beroepen en gebeurtenissen uit het dagelijks leven.

Leerdoelen

U kent de begrippen terrestrische straling en kosmische straling. U weet uit welke

stralingsbronnen de natuurlijke straling is samengesteld. Tevens kent u de bijdrage van de

afzonderlijke stralingsbronnen aan de effectieve dosis voor een inwoner van Nederland;

U kent de bijdrage aan de jaardosis als gevolg van kunstmatige stralingsbronnen in het leefmilieu;

U kent de risicogetallen voor fataal verlopende kanker en genetische effecten.

4 Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en in het leefmilieu

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 30

4.1 Inleiding

Het blootstaan aan straling brengt risico’s met zich mee. De risico’s zijn gerelateerd aan de

ontvangen dosis. Daarom is het zaak om de stralingsdosis zo laag mogelijk te houden. De ontvangen

dosis wordt verkregen door natuurlijke straling, achtergrondstraling genoemd en door blootstelling

aan kunstmatige stralingsbronnen.

4.2 Achtergrondstraling

Hoewel straling pas zo’n honderd jaar geleden werd ontdekt, is er sinds het ontstaan van de aarde

straling aanwezig. Straling bereikt ons vanuit de kosmos (kosmische straling) en uit de aardkorst

(terrestrische straling). Veel radionucliden die van nature in de aardkorst voorkomen ontstaan door

radioactief verval van de radio-isotopen 238U (uranium) en 232Th (thorium). Via het voedsel komen

radioactieve stoffen (voornamelijk kalium-40) in ons lichaam terecht. Deze radioactiviteit in het

lichaam draagt eveneens bij aan de effectieve dosis. Naast de straling uit de kosmos, de aarde en

ons voedsel, komt er ook externe straling uit onze huizen als gevolg van radioactieve stoffen in

bouwmaterialen. In veel gebruikte bouwmaterialen komen de nucliden 226Ra (radium) en 224Ra voor

(vervalproducten van respectievelijk 238U en 232Th). Als gevolg van verval van deze twee nucliden

ontstaan radongassen, te weten 222Rn (Radon) en 220Rn (Thoron). Deze radongassen kunnen door

een complexe combinatie van fysische en chemische processen uit de bouwmaterialen treden. De

vervalproducten van het radon hechten zich vrij eenvoudig aan kleine stofdeeltjes die via de

ademhalingswegen in de longen terechtkomen, waar zij bijdragen aan de effectieve dosis. In

gebouwen is vaak een hogere concentratie aan radongassen aanwezig dan in de buitenlucht. Een

goed geventileerde woning heeft een lagere radonconcentratie dan een minder geventileerde woning.

Als gevolg van natuurlijke achtergrondstraling (inclusief bouwmaterialen) is de gemiddelde effectieve

jaardosis van een inwoner van Nederland ongeveer 1,9 mSv. Deze is als volgt opgebouwd [MC05]:

radongassen 0,8 mSv/j uitwendige bestraling vanuit de aardbodem 0,04 mSv/j inwendige bestraling 0,4 mSv/j kosmische straling 0,3 mSv/j technologisch verrijkt natuurlijke straling 0,35 mSv/j overige bronnen 0,001 mSv/j

+ Totaal 1,9 mSv/j

- Een groot deel van de effectieve dosis wordt bepaald door binnenshuis aanwezig radon en

thoron.

- Inwendige bestraling is voor bijna 90% het gevolg van inname van kalium (40K), lood (210Pb)

en polonium (210Po) via de voeding.

- Kosmische straling ontstaat doordat de aarde vanuit de ruimte voortdurend met deeltjes wordt

gebombardeerd. Dit bombardement leidt tot blootstelling aan ioniserende straling op het

aardoppervlak.

- Een deel van de natuurlijke bijdrage is door tussenkomst van de mens verhoogd. Deze

component duiden we aan als 'technologisch verrijkt natuurlijk'. Hiertoe behoort straling vanuit

bouwmaterialen, blootstelling aan kosmische straling in een vliegtuig en radionucliden in de

uitstoot van elektriciteitscentrales.

- De component 'overige bronnen' omvat bijvoorbeeld blootstelling aan straling door lozing van de industrie en laboratoria, en aan straling uit gebruiksartikelen als rookmelders, gloeikousjes, etc. (totaal minder dan 1%).

4 Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en in het leefmilieu

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 31

In sommige landen zijn (aanzienlijk) meer radioactieve stoffen in de aardkorst aanwezig. Het

achtergrondstralingsniveau in deze landen is dan ook beduidend hoger dan in Nederland.

Op grotere hoogte is het effectieve dosistempo door kosmische straling hoger dan op zeeniveau. Op

zeeniveau is het effectieve dosistempo 0,04 Sv/uur [St97]; op vlieghoogte (10-12 km) 3 tot 5 Sv/uur

en op 25 km hoogte bedraagt het effectieve dosistempo zelfs 1000 Sv/uur. Als gevolg van een

enkele vliegreis Londen - Los Angeles (12 km hoogte) kan de effectieve dosis van personeel en

passagiers toenemen met circa 80 Sv [NVS92].

4.3 Kunstmatige stralingsbelasting

De kunstmatig veroorzaakte stralingsbelasting is voor het grootste deel het gevolg van medische

stralingstoepassingen (gemiddeld 0,6 mSv/jaar). De overige bijdragen (allen <0,01 mSv/jaar en

samen 0,02 mSv/jaar) zijn onder meer het gevolg van kernenergie-opwekking, van radioactieve

stoffen in consumentenproducten en tengevolge van het ongeval te Tsjernobyl.

De totale gemiddelde effectieve dosis van een inwoner van Nederland komt hiermee, samen met de

eerder genoemde natuurlijke achtergrondstraling (1,9 mSv/jaar), op circa 2,5 mSv/ jaar [MC05].

Figuur 4.1 Verschillende bronnen die bijdragen aan de gemiddelde achtergrondstralingsdosis van een inwoner van Nederland.

Vanwege de leesbaarheid zijn de getallen afgerond en is de som geen 100%.

4.4 Risico's van ioniserende straling

Tegenwoordig is de maat voor het risico van straling voornamelijk gerelateerd aan de toename van

de kans op kanker. Kanker gevormd door ioniserende straling is niet te onderscheiden van kanker als

gevolg van andere oorzaken. Om tot een goede risico-analyse te komen zijn epidemiologische

gegevens verzameld van:

overlevenden van de atoombommen op Hiroshima en Nagasaki;

personen die om medische redenen zijn bestraald;

beroepshalve blootgestelde werkers;

dierproeven.

Uitwendige bestraling vanuit de aardbodem

2%

Medische diagnostiek 24%

Tsjernobyl, kernenergie, fall-out 0,7%

Technologisch verrijkt natuurlijk 14%

Radon/thoron 33%

Inwendige bestraling (excl. radon)

15%

Kosmische straling 11%

Overige bronnen 0,1%

4 Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en in het leefmilieu

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 32

De gegevens over een verhoogde turmorfrequentie van de groep van ca. 80.000 atoombom-

overlevenden tonen aan dat alleen bij degenen die een hoge dosis hebben ontvangen (> 200 mSv)

met 95 % zekerheid kan worden aangenomen dat er een toename is van het aantal kankergevallen.

Bij lagere dosis in de buurt van 50 mSv is deze toename van tumorfrequentie veel minder significant.

Hoewel de dosistempi waaraan deze mensen zijn blootgesteld zeer hoog waren (> 100 mGy/uur),

zeker in vergelijking met dosistempi waarmee we te maken hebben in de stralingsbescherming,

worden de Japanse data toch als primaire gegevensbron gebruikt [IC91]. Deze gegevens hebben

namelijk een aantal belangrijke voordelen ten opzichte van studies van andere groepen. De groep

bevat beiden geslachten, mannen en vrouwen, èn alle leeftijden. Verder was het dosisbereik waaraan

deze mensen zijn blootgesteld zeer breed, namelijk van triviaal tot fataal en uniform verdeeld over het

gehele lichaam van degene die werd blootgesteld. De gegevens van de andere groepen hebben

uitgewezen dat de Japanse data in elk geval niet leiden tot een onderschatting. Hoewel er verschillen

zijn tussen mannen en vrouwen en tussen de verschillende leeftijdsgroepen voor wat betreft de

gevoeligheid voor kanker, is er door de ICRP [IC91] gekozen voor één risicogetal voor fataal

verlopende kanker voor de gehele bevolking. Er is echter wel een klein verschil geïntroduceerd voor

blootgestelde werknemers5. Dit verschil is ingevoerd omdat in deze groep geen jonge kinderen

voorkomen.

Als de schade plaatsvindt in de geslachtscellen kan dit leiden tot genetische schade in het nageslacht

van de blootgestelde persoon, zowel kinderen als kleinkinderen en verdere generaties. Bij mensen

zijn deze effecten als gevolg van ioniserende straling nog niet geconstateerd, maar studies met

planten en dieren hebben aangetoond dat deze effecten kunnen optreden. Zij variëren van niet

aantoonbaar aanwezig tot ernstige misvormingen of functieverlies, zelfs tot spontane abortus van de

vrucht. Voor alle toekomstige generaties tezamen is het risicogetal voor de gehele bevolking voor

ernstige genetische schade 1,3% per sievert. Hierin wordt ook het verlies aan levensjaren

meegenomen.

Tabel 4.1 Risicogetallen voor stochastische effecten [IC91]

Risicogetal [percentage per Sv]

blootgestelde populatie fatale kanker Niet fatale kanker genetische schade Totaal

blootgestelde werknemers 4,0 0,8 0,8 5,6

gehele bevolking 5,0 1,0 1,3 7,3

rekenvoorbeeld

Aantal inwoners in Nederland: 15,5 miljoen.

Kans op fatale kanker: 5% per sievert

Kans op kanker door natuurlijke achtergrond: 5 % 1,9·10-3 = 9,5·10-5

15,5·106 9,5·10-5= 1472 sterfgevallen door natuurlijke achtergrondstraling.

Dit moet worden afgezet tegen de jaarlijks ruim 37.000 sterfgevallen als gevolg van kanker.

Recent onderzoek naar de kankersterfte in twee bij elkaar gelegen gebieden in China met een

verschillend niveau in natuurlijke achtergrondstraling heeft uitgewezen dat de kankersterfte in het

gebied met de hoogste blootstelling statistisch niet verschilt van de andere groep.

62 5 Zie hoofdstuk 5 voor de definitie van “blootgestelde werknemer”.

4 Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en in het leefmilieu

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 33

4.5 Jaardosis van blootgestelde werknemers

Bij de stralingbescherming van werknemers speelt persoonsdosimetrie bij werknemers een

belangrijke rol. In Nederland is sinds 1989 het Nationaal Dosisregistratie- en Informatiesysteem,

NDRIS, operationeel. Het bevat gegevens over de beroepshalve uitwendige stralingsbelasting van

alle blootgestelde werknemers sinds die tijd. De statistische analyses van deze gegevens bieden de

mogelijkheid om bijvoorbeeld de doses die zijn ontvangen onder verschillende omstandigheden of

onder vergelijkbare omstandigheden bij verschillende instellingen, onderling of met landelijke

gemiddelden te vergelijken. Op het niveau van instellingen of beroepsgroepen kan na vergelijking van

deze gegevens het beleid op het gebied van stralingsbescherming bij deze instellingen of voor deze

beroepsgroepen worden beoordeeld en eventueel bijgesteld. Tabel 4.2 geeft een overzicht van het

aantal blootgestelde werknemers in 2004 en de gemiddelde dosis per branche en per dosisklasse

[NRG2006]

Tabel 4.2: Belangrijkste kentallen voor de beroepsmatige blootstelling in Nederland voor 2004. Het aantal personen N, de

collectieve dosis S, de gemiddelde dosis, Eavg en het percentage personen met een jaardosis tussen 0 - 1 mSv (NR0-1) en gelijk

aan of groter dan 1 (NR1), 6 (NR6) en 20 mSv (NR20).

Toepassing N S

(mensSv)

Eavg

(mSv)

NR0-1

(%)

NR1

(%)

NR6

(%)

NR20

(%)

Alle toepassingen 46944 26,49 0,56 75,66 23,9 0,39 0,05

Alle toepassingen excl.

luchtvaart

34917 8,40 0,24 93,7 5,7 0,53 0,07

Gezondheidszorg totaal 26744 5,55 0,21 95,16 4,3 0,46 0,08

Nucleaire toepassingen 1549 1,04 0,67 79,0 20,1 0,90 0,00

Industriële toepassingen 3722 1,57 0,42 85,92 12,9 1,13 0,05

Luchtvaart 12024 18,09 1,50 23,1 76,9 0,00 0,00

Overige toepassingen* 2899 0,24 0,08 98,33 1,5 0,17 0,00

* o.a. opslag van radioactieve stoffen, onderwijs en de overheid.

De bovenstaande tabel laat zien dat het overgrote deel van de blootgestelde werknemers (alle

toepassingen excl. Luchtvaart) werkzaam is in de gezondheidszorg. De gemiddelde dosis voor deze

branche bedraagt 0,21 mSv. Hierbij moet wel worden opgemerkt dat dit gemiddelde door een beperkt

aantal personen met een relatief hoge dosis naar een hogere waarde wordt verschoven.

Toepassingsgebieden waar relatief vaak een dosis hoger dan 6 mSv wordt ontvangen zijn:

cardiologische diagnostiek, diergeneeskundige diagnostiek en in-vivo onderzoek.

De hoogste gemiddelde dosis van 1,5 mSv wordt opgelopen door vliegend personeel. Deze

stralingsdoses zijn het gevolg van kosmische straling, waarvan het niveau op vlieghoogte vele malen

groter is dan op grondniveau. Deze doses worden niet door middel van een persoonsdosimeter

vastgesteld maar via een berekeningsmodel. Daarbij wordt onder meer rekening gehouden met het

aantal vluchten, het vluchtprofiel naar hoogte en tijd alsmede de zonneactiviteit.

4.6 Risicovergelijking met andere beroepsgroepen en het dagelijkse leven

Een goede vergelijking van het sterfterisico door beroepshalve blootstelling aan ioniserende straling

met de sterfterisico’s van andere beroepen is erg moeilijk. Bij andere beroepen heeft het risico veelal

betrekking op acute sterfgevallen. Bij bestraling treden acute sterfgevallen alleen bij zeer ernstige

stralingsongevallen op. Deze ongevallen zijn echter zo zeldzaam, dat zij maar een geringe bijdrage

tot het risico geven. Vergelijking van de genetische component van het stralingsrisico met genetische

risico’s bij andere beroepen is eveneens meestal niet goed mogelijk. Er zijn ook tal van niet-

radioactieve stoffen die (verdacht worden van het) leiden tot genetische effecten.

4 Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en in het leefmilieu

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 34

Verder zijn de ongevalstatistieken in andere beroepen gebaseerd op feitelijke gebeurtenissen, terwijl

het ontstaan van fatale tumoren als gevolg van ioniserende straling is berekend met geëxtrapoleerde

risicogetallen. Globaal kan worden gesteld dat het werken met stralingbronnen, waarbij jaarlijks de

wettelijke limiet aan effectieve dosis zouden worden opgelopen, een gevaarlijk beroep is. De

gegevens van het NDRIS bewijzen dat over het algemeen genomen ruim 90% van de medewerkers

die aan stralingsbronnen worden blootgesteld onder de 1 mSv per jaar blijft. Hieruit blijkt dat

blootgestelde werknemers in de praktijk een beroepsrisico hebben dat ongeveer gelijk is aan dat van

werknemers in de metaalindustrie.

Tabel 4.4 Gemiddeld jaarlijks risico op overlijden door bedrijfsongelukken en kanker [NR98].

Beroep Fatale risico

Radiologisch werk (20 mSv/j*) 1,0·10-3 1 op 1000

Kolenmijnen 1,4·10-4 1 op 7000

Olie en gaswinning 1,3·10-4 1 op 8000

Bouw 6,3·10-5 1 op 16.000

Radiologisch werk (1 mSv/j*) 5,0·10-5 1 op 20.000

Metaalindustrie 2,9·10-5 1 op 34.000

Alle industrie 1,1·10-5 1 op 90.000

* Exclusief de effectieve dosis door achtergrondstraling.

Tabel 4.5 Gemiddeld jaarlijks risico op overlijden in Engeland in het dagelijks leven [NR98].

Oorzaak Fatale risico

10 sigaretten per dag 5,0·10-3 1 op 200

Hart- en vaatziekten 3,3·10-3 1 op 300

Alle vormen van kanker 2,5·10-3 1 op 400

Overlijden op 40 jarige leeftijd (diverse oorzaken) 1,4·10-3 1 op 700

Gemiddelde jaarlijkse blootstelling (2,1 mSv/j) 1,1·10-4 1 op 9500

Ongeval in huis 6,9·10-5 1 op 15.000

Verkeersongeval 5,9·10-5 1 op 17.000

Moord 1,0·10-6 1 op 100.000

4 Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en in het leefmilieu

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 35

4.7 Samenvatting

Gemiddelde stralingsbelasting voor een inwoner van Nederland = 2,5 mSv/jaar

radongassen 0,8 mSv/j uitwendige bestraling vanuit de aardbodem 0,04 mSv/j inwendige bestraling 0,4 mSv/j kosmische straling 0,3 mSv/j technologisch verrijkt natuurlijke straling 0,35 mSv/j overige bronnen 0,001 mSv/j medische toepassingen 0,6 mSv/j

+ Totaal 2,5 mSv/j

Risicogetal [percentage per Sv]

blootgestelde populatie fatale kanker niet fatale kanker genetische schade Totaal

blootgestelde werknemers 4,0 0,8 0,8 5,6

gehele bevolking 5,0 1,0 1,3 7,3

4 Stralingsbelasting en -risico’s in de werkomgeving en in het leefmilieu

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 36

4.8 Oefenvragen

1 De gemiddelde stralingsbelasting voor een inwoner van Nederland bedraagt ongeveer:

a) 0,6 mSv/j

b) 1,0 mSv/j

c) 1,9 mSv/j

d) 2,5 mSv/j

2 De grootste bijdrage aan de natuurlijke achtergrondstraling is afkomstig van:

a) medische toepassingen

b) radongassen

c) kosmische straling

d) inwendige bestraling

3 Het risicogetal voor genetische effecten is voor de gehele bevolking:

a) 10% per sievert

b) 5% per sievert

c) 0,8% per sievert

d) 1,3% per sievert

4 Het risicogetal voor fatale kanker is voor de gehele bevolking:

a) 10% per sievert

b) 5% per sievert

c) 2% per sievert

d) 1% per sievert

5 Welke bewering is juist:

a) De risicogetallen voor de gehele bevolking zijn hoger dan voor de blootgestelde medewerkers

b) Het risicogetal voor fatale kanker is lager dan voor genetische effecten

c) De risicogetallen voor fatale kanker en voor genetische effecten zijn aan elkaar gelijk

d) De risicogetallen voor de gehele bevolking zijn lager dan voor de blootgestelde medewerkers

5 Wet- en regelgeving

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 37

5 Wet- en regelgeving

In dit hoofdstuk vindt u de belangrijkste regelgeving met betrekking tot stralingsbronnen. In paragraaf

5.2 zijn de belangrijkste internationale richtlijnen beschreven. In paragraaf 5.3 treft u de nationale wet-

en regelgeving aan. Deze bestaat uit drie basisprincipes: rechtvaardiging, optimalisatie en limitering.

Verder worden een aantal regels behandeld die van toepassing zijn voor werknemers die bloot

kunnen staan aan ioniserende straling. Paragraaf 5.3.4 beschrijft de regelgeving met betrekking tot

radionuclidenlaboratoria.

Leerdoelen

U weet wat het ICRP is en doet;

U weet hoe nationaal de toepassing van stralingsbronnen is geregeld;

U kent de drie belangrijkste uitgangspunten van de stralinghygiëne;

o Rechtvaardiging;

o Optimalisatie;

o Limitering;

U kent het begrip ALARA en weet wat dit betekent;

U kent de verschillende dosislimieten;

U kent de indeling van blootgestelde werknemers, de A-werker en de B-werker en weet welke

regels voor deze groepen gelden: zoals de geldende limieten, de medische keuring,

persoonsdosimetrie en de te volgen opleiding;

U kent de indeling in gecontroleerde zone en bewaakte zone;

U kent het waarschuwingssymbool voor ioniserende straling

5 Wet- en regelgeving

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 38

5.1 Inleiding

Alle wettelijke bepalingen die verband houden met ioniserende straling zijn in Nederland

samengebracht in de Kernenergiewet (Staatsblad 1963, 82). Deze is in werking getreden op 1 januari

1970. De Kernenergiewet is een raamwet, dat wil zeggen dat daarin alleen hoofdlijnen worden

aangegeven. Om alle aspecten tot in detail te regelen zijn aanvullende besluiten nodig. In 2001 werd,

ter vervanging van allerlei wetten en regelgevingen, het Besluit stralingsbescherming (Bs) van kracht.

Dit besluit werd onder andere aangenomen om te voldoen aan de Europese wetgeving.

5.2 Internationale regelgeving

Wereldwijd is de International Commission on Radiological Protection (ICRP) het meest

gezaghebbende orgaan op het gebied van stralingsbescherming. Deze commissie geeft

aanbevelingen op het gebied van stralingsbescherming.

Binnen Europa gelden de Euratom-richtlijnen welke in de nationale wetgeving dienen te worden

opgenomen. De aanbevelingen van de ICRP, welke door de meeste landen zijn overgenomen, zijn

gericht op:

het voorkomen van deterministische effecten,

het beperken van het stochastisch risico tot een aanvaardbaar niveau,

het zekerstellen dat radiologische handelingen zijn gerechtvaardigd door een afweging van de

voordelen tegen de eventuele nadelen te laten plaatsvinden.

De aanbevelingen hebben betrekking op zowel de bevolking als geheel, als op individuele leden van

de bevolking. De belangrijkste aanbevelingen zijn:

Ioniserende straling mag alleen dan worden toegepast als het verwachte nut van de toepassing

groter is dan de eventuele nadelen ervan. Hierbij moeten eventuele alternatieven in overweging

worden genomen.

Bij alle gerechtvaardigde toepassingen moeten de stralingsdoses die personen kunnen

ontvangen zo laag als redelijkerwijs mogelijk worden gehouden; daarbij spelen sociale en

economische factoren een rol.

In geen geval mogen de door individuele personen ontvangen stralingsdoses de daarvoor

gestelde limieten overschrijden.

5.3 Nationale wetgeving

De grondgedachte van de Kernenergiewet is: “Het in bezit hebben van stralingbronnen en het gebruik

daarvan is niet toegestaan, tenzij…”.

Wie in de zin van de wet radioactieve stoffen, ingekapselde radioactieve bronnen of een toestel

voorhanden heeft, moet voldoen aan de artikelen uit het Besluit stralingsbescherming (Bs).

Het Besluit stralingsbescherming is van toepassing op alle handelingen met radioactieve stoffen en

toestellen. Naast dit besluit bestaan er nog andere besluiten, zoals het Besluit kerninstallaties,

splijtstoffen en ertsen dat regels bevat voor onder andere nucleaire installaties en het Besluit vervoer

splijtstoffen, ertsen en radioactieve stoffen dat het vervoer van deze stoffen regelt. Deze besluiten

zullen voor wat betreft stralingsbescherming zoveel mogelijk verwijzen naar de desbetreffende regels

van het Bs.

Het Besluit stralingsbescherming is van toepassing op alle handelingen met radioactieve stoffen en

toestellen. Deze handelingen staan voor wat betreft radioactieve stoffen expliciet genoemd in artikel

29 van de wet, terwijl in artikel 34 van de wet o.a. het gebruik van toestellen wordt genoemd. Tevens

5 Wet- en regelgeving

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 39

is het besluit van toepassing op natuurlijke stralingsbronnen die als zodanig zijn aangewezen. In dit

geval wordt er over werkzaamheden i.p.v. handelingen gesproken. Hierbij moet worden gedacht aan

de procesindustrie en het hergebruik van restproducten daaruit, waarbij ongewild straling aanwezig is

of vrijkomt, en aan de luchtvaart.

5.3.1 Definities

handeling:

het bereiden, voorhanden hebben, toepassen of zich ontdoen van een kunstmatige bron of van een

natuurlijke bron, voor zover deze natuurlijke bron is of wordt bewerkt met het oog op zijn radioactieve

eigenschappen; dan wel het gebruiken of voorhanden hebben van een toestel, uitgezonderd bij een

interventie, een ongeval of een radiologische noodsituatie;

werkzaamheden:

het bereiden, voorhanden hebben, toepassen of zich ontdoen van een natuurlijke bron, voor zover die

niet wordt of is bewerkt wegens zijn radioactieve eigenschappen, uitgezonderd bij een interventie,

een ongeval of een radiologische noodsituatie;

radiologische verrichting: (enigszins vereenvoudigd)

medische handeling met gebruikmaking van ioniserende straling;

bron:

toestel dan wel radioactieve stof;

lid van de bevolking:

een persoon uit de bevolking binnen of buiten een locatie, niet zijnde een werknemer gedurende zijn

werktijd of een persoon die een radiologische verrichting ondergaat;

werknemer:

persoon die, hetzij in dienst of onder gezag van een ondernemer, hetzij als zelfstandige arbeid

verricht;

blootgestelde werknemer: (enigszins aangepast in verband met de leesbaarheid)

werknemer die gedurende zijn werktijd ten gevolge van handelingen een blootstelling ondergaat die

kan leiden tot een dosis die hoger is dan een effectieve dosis van 1 mSv per jaar en/of een

equivalente dosis van 15 mSv/j voor de ooglens en 50 mSv/j voor de huid (1cm2), de handen,

onderarmen, voeten en enkels

bewaakte zone: (vereenvoudigd)

een ruimte wordt aangemerkt als bewaakte zone indien de door de werknemer te ontvangen dosis

gelijk is aan een effectieve dosis die hoger is dan 1 mSv in een kalenderjaar en lager dan 6 mSv in

een kalenderjaar

gecontroleerde zone: (vereenvoudigd)

een ruimte wordt aangemerkt als gecontroleerde zone indien de door de werknemer te ontvangen

dosis gelijk is aan een effectieve dosis die hoger is dan 6 mSv in een kalenderjaar

Het besluit is van toepassing op alle handelingen en werkzaamheden met radioactieve stoffen en

toestellen m.u.v.

het zich ontdoen van door middel van lozing of als afval van radioactieve stoffen die zijn

vrijgegeven van de vergunningsplicht.

5 Wet- en regelgeving

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 40

alle onderdelen die verband houden met het vervoer. Dit wordt geregeld in het Besluit Vervoer

radioactieve stoffen, splijtstoffen en ertsen.

handelingen met een toestel met een maximale buisspanning kleiner dan 5 kV.

blootstelling aan radon en dochternucliden in woongebouwen tengevolge van bouwmaterialen.

straling ten gevolge van radionucliden die van nature in het menselijk lichaam aanwezig zijn, in

het bijzonder voor kalium-isotopen.

kosmische straling ter hoogte van het aardoppervlak

de bovengrondse blootstelling aan radionucliden in de onverstoorde aardkorst.

5.3.2 Rechtvaardiging, Optimalisatie en Limitering

De uitgangspunten van het Bs zijn hetzelfde als de aanbevelingen van de ICRP. Een toepassing

moet gerechtvaardigd zijn. De stralingsdosis dient bij een toepassing zo laag als redelijkerwijs

mogelijk te worden gehouden en de ontvangen stralingsdosis van een individu mag de gestelde

dosislimiet niet overschrijden.

Rechtvaardiging

In het Bs wordt voor het eerst het rechtvaardigingsbeginsel in de Nederlandse wetgeving

geïntroduceerd. Dit houdt in dat een handeling slechts dan wordt gerechtvaardigd indien de

economische, sociale en andere voordelen van de betrokken handeling opwegen tegen de

gezondheidsschade die hierdoor kan worden toegebracht. Bij de voordelen wordt het netto-voordeel

van alle relevante aspecten meegewogen. Hierbij worden dus ook de nadelen van sociale,

economische en financiële aard van de desbetreffende handeling verdisconteerd. Bij de

gezondheidsschade wordt de schade voor alle betrokken werknemers of leden van de bevolking

beschouwd. Gezondheidsschade kan worden vertaald in “dosis”.

In een register zijn zowel niet-gerechtvaardigde als gerechtvaardigde handelingen opgenomen

tezamen met een zo goed mogelijke argumentatie.

Optimalisatie

Wanneer is vastgesteld dat de toepassing gerechtvaardigd is, moet de blootstelling bij deze

toepassing steeds zo laag als redelijkerwijs mogelijk worden gehouden. Dit wordt optimalisatie

genoemd. In het Engels wordt hiervoor het acroniem ALARA (As Low As Reasonably Achievable)

gebruikt. Deze optimalisatie-verplichting vormt met rechtvaardiging en dosislimitering de drie

basisprincipes van de stralingsbescherming. Bij de optimalisatie wordt getracht een zo laag mogelijke

dosis te verkrijgen tegenover zo min mogelijk, sociale en economische, nadelen. Van belang is echter

dat met betrekking tot de dosis bij het optimalisatieproces de dosisreductie ten opzichte van de

oorspronkelijke dosis de bepalende factor is en niet de totale mogelijk te ontvangen dosis voor de

maatregel. Deze dosisreductie wordt afgewogen tegen de middelen die nodig zijn om de maatregel te

kunnen nemen. Bij beroepshalve blootstelling moet hierbij niet alleen de individuele dosis maar ook

het aantal blootgestelden worden beperkt.

Limitering

Bevolkingsblootstelling

De ondernemer zorgt ervoor dat voor leden van de bevolking als gevolg van handelingen die onder

zijn verantwoordelijkheid worden verricht op enig punt buiten de locatie ten gevolge van die

handelingen een effectieve dosis van 0,1 mSv in een kalender jaar niet wordt overschreden. Binnen

de locatie dient de ondernemer ervoor te zorgen dat de volgende individuele doses niet worden

overschreden:

a) een effectieve dosis van 1 mSv in een kalenderjaar

b) een equivalente dosis van 15 mSv in een kalenderjaar voor de ooglens

5 Wet- en regelgeving

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 41

c) een equivalente dosis van 50 mSv in een kalenderjaar voor de huid gemiddeld over enig

oppervlak van 1 cm2

d) een equivalente dosis van 50 mSv in een kalenderjaar voor handen, onderarmen, voeten en

enkels.

Beroepsmatige blootstelling

Voor werknemers binnen de instelling gelden dezelfde dosislimieten als voor leden van de bevolking

die zich binnen de inrichting bevinden.

Personen die beroepshalve kunnen blootstaan aan ioniserende straling welke kan leiden tot een

dosis die hoger is dan die voor leden van de bevolking worden blootgestelde werknemers genoemd.

Blootgestelde werknemer

De ondernemer zorgt ervoor dat de volgende doses niet worden overschreden:

a) een effectieve dosis van 20 mSv in een kalenderjaar

b) een equivalente dosis in een kalenderjaar van 150 mSv voor de ooglens

c) een equivalente dosis in een kalenderjaar van 500 mSv voor de huid, gemiddeld over enig

huidoppervlak van 1 cm2

d) een equivalente dosis in een kalenderjaar van 500 mSv voor handen, onderarmen, voeten en

enkels

Blootgestelde werknemers dienen minimaal 18 jaar te zijn. Dit geldt niet als de blootgestelde

werknemers ouder zijn dan 15 jaar en uit hoofde van hun opleiding verplicht zijn handelingen te

verrichten. De blootgestelde werknemers worden ingedeeld in twee categorieën, A en B. De indeling

gebeurt aan de hand van de stralingsbelasting die men door deze handelingen kan ontvangen. De

stralingsbelasting door andere oorzaken, zoals natuurlijke achtergrondstraling en de extra

stralingsbelasting bij het ondergaan van een medisch onderzoek, worden hierbij buiten beschouwing

gelaten. Als indelingscriterium wordt de “naar verwachting te ontvangen stralingsdosis in een

kalenderjaar” gebruikt. De indeling van beroepshalve blootgestelde personen verloopt als volgt:

A-categorie: blootgestelde werknemer, die een effectieve dosis kan ontvangen die groter is dan

6 mSvin een jaar, of een equivalente dosis die groter is dan drietiende van de limiet

voor blootgestelde werknemers.

B-categorie: andere blootgestelde werknemer dan A-werknemer

5.3.3. Algemene voorschriften

Voorlichting en instructie

Afhankelijk van de uit te voeren handelingen wordt een bepaalde stralingshygiënische kennis vereist.

De blootgestelde werknemer mag pas dan radiologische handelingen uitvoeren nadat hij/zij

voldoende is onderricht met betrekking tot de risico’s die verbonden zijn aan het omgaan met

ioniserende straling. Dit dient zowel schriftelijk als mondeling te geschieden. De blootgestelde

werknemer is verplicht aan de georganiseerde instructie deel te nemen.

Vrouwen moeten voordat zij met hun handelingen beginnen extra worden geïnformeerd over de

risico’s van blootstelling aan ioniserende straling voor het ongeboren kind door uitwendige bestraling

of door besmetting. Ook moet met het oog daarop worden aangedrongen dat het van belang is in een

vroeg stadium een zwangerschap bij de ondernemer te melden. Blootgestelde werknemers die

borstvoeding geven moeten worden geïnstrueerd met het oog op het voorkómen van lichamelijke

besmettingen, zowel in- als uitwendig. Aangezien de eerste voorlichting over de risico’s vele jaren

voor de zwangerschap kan hebben plaatsgevonden, dient bij melding van de zwangerschap de

informatie opnieuw te worden verstrekt.

5 Wet- en regelgeving

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 42

Voorschriften voor toestellen

De ondernemer zorgt ervoor dat met betrekking tot toestellen een zodanige afscherming is

aangebracht dat de straling die naar buiten treedt, uitgezonderd op de plaats van de opening

bestemd voor het naar buiten treden van de nuttige bundel, zo weinig als redelijkerwijs mogelijk

schade kan toebrengen. Een toestel moet zodanig zijn opgesteld en afgeschermd dat personen

(m.u.v. de patiënt) niet aan de primaire stralenbundel hoeven bloot te staan. Ook moet ervoor worden

gezorgd dat een toestel niet door onbevoegden in werking kan worden gesteld. Regelmatig, maar ten

minste eenmaal per jaar moet het equivalente dosistempo op 1 meter afstand van het toestel worden

bepaald.

waarschuwingsborden bij bewaakte en gecontroleerde zone

De plaatsing van waarschuwingsborden is bedoeld om te voorkomen

dat personen binnen een inrichting ongemerkt blootgesteld worden aan

een effectieve dosis van meer dan 1 mSv in een kalenderjaar. Deze

verplichting geldt voor alle situaties waar deze dosiswaarde kan

worden overschreden. De plaatsing van waarschuwingsborden is ook

van belang in geval van noodsituaties zoals brand. Dan behoort goed

duidelijk te zijn of zich ergens al dan niet radioactieve stoffen bevinden

en er een kans op verspreiding is. Daarom moet niet alleen het

waarschuwingssymbool voor ioniserende straling worden gebruikt,

maar moet daarbij altijd de toevoeging “Röntgenstraling” of

“Radioactieve stoffen” worden vermeld.

Medische stralingstoepassingen Een radiologische verrichting mag alleen plaatsvinden onder verantwoordelijkheid van een bevoegd en bekwaam arts (niveau 4M/5M). Het in opdracht van een bevoegd arts indrukken van de knop van een röntgentoestel mag, indien de “knopdrukker” bekwaam is (cursus zorgt voor deze bekwaamheid). Het wijzigen van instellingen van het apparaat (zoals diafragmeren, wijzigen mAs-getal e.d.) mag alleen worden uitgevoerd door eerdergenoemde arts of een radiodiagnostieklaborant. Verder is het verplicht voor elke standaard radiologische verrichting voor elke apparatuuropstelling

schriftelijke protocollen op te stellen. Voor de individuele patiënt gelden geen dosislimieten. Dit

betekent dat er extra aandacht moet worden geschonken aan rechtvaardiging en optimalisatie. In dat

kader worden er referentieniveaus vastgesteld voor standaard procedures. Bij radiodiagnostische

verrichtingen met een röntgentoestel dient een filter te worden toegepast teneinde de

stralingsbelasting van de patiënt te beperken. Het toestel dient over een diafragma-instelling

(lichtvizier) te beschikken waarmee de randen van de röntgenbundel zichtbaar zijn op de beelddrager,

tenzij het mammografisch of tandheelkundig onderzoek betreft.

Vrouwelijke (zwangere) blootgestelde werknemers

Voor vrouwen die zwanger kunnen zijn en handelingen met stralingsbronnen uitvoeren, zijn de

algemene maatregelen voor blootgestelde werknemers van toepassing. Daarnaast worden enkele

aanvullende stralingsbeschermingsmaatregelen genomen. Mede omdat ongeboren kinderen

gevoeliger zijn voor ioniserende straling dan volwassenen, gelden voor ongeboren kinderen lagere

dosislimieten dan voor blootgestelde werknemers. De ondernemer zorgt ervoor dat de

arbeidsomstandigheden voor de zwangere blootgestelde werknemer zodanig zijn dat de equivalente

dosis voor het ongeboren kind zo laag is als redelijkerwijs mogelijk en dat het onwaarschijnlijk is dat

deze dosis vanaf het moment van melding van de zwangerschap tot aan de geboorte 1 mSv zal

overschrijden. Vrouwen worden geadviseerd hun zwangerschap zo vroeg mogelijk te melden bij de

5 Wet- en regelgeving

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 43

werkgever. Vrouwen die borstvoeding geven worden vrijgesteld van handelingen waarbij een meer

dan gering risico bestaat op radioactieve besmetting van het lichaam.

Bepaling van de blootstelling

Blootgestelde werknemers zijn verplicht om tijdens hun handelingen, met kans op blootstelling aan

ioniserende straling, een persoonsdosimeter te dragen. Hiermee wordt de beroepshalve ontvangen

stralingsdosis door uitwendige blootstelling geregistreerd. Deze gegevens worden bewaard totdat de

persoon op wie de gegevens betrekking heeft de leeftijd van vijfenzeventig jaar heeft bereikt of zou

hebben bereikt, maar tenminste 30 jaar nadat de betrokkene de handelingen heeft beëindigd. Bij

sommige handelingen met radioactieve stoffen, zoals het gebruik van bijvoorbeeld zuivere -emitters,

kan de persoonsdosimeter worden vervangen door of worden aangevuld met andere

dosimetrietechnieken.

Medische begeleiding

Personen die radiologische handelingen willen gaan uitvoeren en daarbij ingedeeld worden in de

categorie A moeten een aparte medische keuring krijgen voor radiologische handelingen, de

inkeuring. Deze keuring dient jaarlijks te worden herhaald.

5.4 Samenvatting

ICRP International Commission on Radiological Protecion (internationaal adviesorgaan)

5 Wet- en regelgeving

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 44

Nationaal geldt de kernenergiewet met als belangrijkste uitvoeringsvoorschrift het Besluit

stralingsbescherming (Bs).

Het grondbeginsel van de kernenergiewet is: Het in het bezit hebben van stralingsbronnen en het

gebruik daarvan is verboden tenzij…..

De drie basisprincipes van het Bs zijn:

rechtvaardiging: toepassing moet gerechtvaardig zijn

optimalisatie: dosis moet zo laag als redelijkerwijs mogelijk worden gehouden (ALARA = As

Low As Reasonably Achievable)

limitering: dosislimieten

Dosislimieten zoals opgenomen in het Bs.

Doelgroep effectieve dosis

(E)

equivalente dosis

ooglens (Hooglens)

equivalente dosis

extremiteiten en

huid

Blootgestelde werknemer 20 mSv 150 mSv 500 mSv

Blootgestelde leerlingen en

studerenden van 16 tot 18

jaar*

6 mSv 50 mSv 150 mSv

leden van de bevolking 1 mSv 15 mSv 50 mSv

ongeboren kind** 1 mSv -- --

* Dit zijn personen die uit hoofde van hun opleiding verplicht zijn om handelingen te verrichten en

daarbij doses kunnen ontvangen die hoger zijn dan de limieten voor leden van de bevolking.

** Vanaf melding van de zwangerschap.

A-werker: kan een effectieve dosis > 6 mSv of een equivalente dosis > 0,3 van de limiet ontvangen.

inkeuring - jaarlijkse keuring – (uitkeuring)

verplicht tot het dragen van een persoonsdosimeter

opleiding: minimaal een basiscursus Stralingsbescherming

B-werker: andere blootgestelde werker dan A-werker

geen keuring

verplicht tot het dragen van een persoonsdosimeter

opleiding: minimaal een basiscursus Stralingsbescherming

5 Wet- en regelgeving

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 45

5.5 Oefenvragen

1 in welke volgorde dienen de drie basisprincipes van de ICRP te worden toegepast

a) rechtvaardiging-limitering-optimalisatie

b) limitering-optimalisatie-rechtvaardiging

c) optimalisatie-rechtvaardiging-limitering

d) rechtvaardiging-optimalisatie-limitering

2 De dosislimiet voor de effectieve dosis voor een blootgestelde medewerker is

a) 500 mSv in een kalenderjaar

b) 50 mSv in een kalenderjaar

c) 20 mSv in een kalenderjaar

d) 1 mSv in een kalenderjaar

3 ALARA:

a) is een acroniem voor “as long as reasonably achievable”

b) betekent dat de dosis zo laag als redelijkerwijs mogelijk moet blijven

c) hoeft niet te worden toegepast bij medisch onderzoek

d) betekent dat de effectieve dosis in een kalenderjaar niet hoger mag worden dan 20 mSv

4 Een blootgestelde werknemer

a) moet jaarlijks medisch worden gekeurd

b) ontvangt jaarlijks een effectieve dosis die groter is dan 6 mSv

c) kan een dosis ontvangen die hoger is dan de limiet voor leden van de bevolking

d) is iemand die radiologische handelingen uitvoert

5 Welke van onderstaande beweringen is juist?

a) een bewaakte zone is een zone waarbij een effectieve dosis van meer dan 6 mSv in een

kalenderjaar kan worden ontvangen

b) een bewaakte zone is een zone waarbij een effectieve dosis van meer dan 1 mSv in een

kalenderjaar kan worden ontvangen

c) bij een bewaakte zone dient altijd een bewaker aanwezig te zijn

d) in elke gecontroleerde zone dient regelmatig op radioactieve besmetting te worden

gecontroleerd

6 Welke van onderstaande beweringen is juist?

a) voor alle röntgentoestellen geldt een vergunningsplicht

b) er geld geen vergunningsplicht voor toestellen met meer dan 100 kV

c) het in het bezit hebben van een toestel is ook een handeling

d) het in het bezit hebben van een toestel is geen handeling

Geraadpleegde literatuur

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 47

6 Praktische stralingsbescherming (algemeen en bij

röntgentoestellen in het bijzonder)

Dit hoofdstuk behandelt de praktische kant van de stralingsbescherming. De

beschermingsmogelijkheden bij uitwendige bestraling, zoals afscherming, tijd en afstand worden

behandeld. Er staat beschreven op welke positie men het beste kan gaan staan en welk loodschort

men moet dragen bij röntgentoepassingen.

De onderdelen die zijn behandeld in de voorgaande hoofdstukken worden in dit hoofdstuk gekoppeld

aan de praktijk.

Leerdoel

Na bestudering van dit hoofdstuk:

Algemeen

kent u de begrippen afstand, afscherming, en tijd

kunt u eenvoudige berekeningen met de kwadratenwet maken

kent u de begrippen primaire straling; strooistraling en lekstraling

weet u hoe u uzelf tegen röntgenstraling kunt beschermen

weet u op welke positie u bij röntgentoepassingen het best kunt gaan staan

kent u gangbare diktes voor loodschorten

weet u dat een goede pasvorm belangrijk is en dat loodschorten niet mogen worden gevouwen

Geraadpleegde literatuur

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 48

6.1 Inleiding

Bescherming tegen ioniserende straling kan worden opgesplitst in bescherming tegen uitwendige

bestraling en bescherming tegen inwendige besmetting. Bescherming tegen uitwendige bestraling

geldt voor toestellen, ingekapselde bronnen en open radioactieve stoffen. Bescherming tegen

inwendige besmetting geldt voor open radioactieve stoffen en bij lekkage van ingekapselde bronnen.

De meest bekende toestellen zijn röntgentoestellen gebruikt voor diagnostiek en deeltjesversnellers

gebruikt voor radiotherapie. Voorbeelden van gebruik van ingekapselde bronnen zijn: (ingekapselde 192Ir-bronnen welke in het kader van therapie in de patiënt worden gebracht; 137Cs voor bestraling van

cellen en proefdieren; ijkbronnen voor ijking van stralingsmeetapparatuur, zoals bijvoorbeeld 57Co

voor een gammacamera of 133Ba voor een vloeistofscintillatieteller). Open radioactieve stoffen kunnen

voorkomen als poeders, vloeistoffen, en gassen. Ook kunnen lichaamsvloeistoffen van een patiënt

radioactief zijn als deze is behandeld met een radiofarmacon6.

6.2 Stralingsbescherming bij uitwendige blootstelling (algemeen)

Uitwendige blootstelling kan plaatsvinden wanneer men zich in de “buurt” van een stralingbron

bevindt. Hierbij moet worden gedacht aan handelingen met toestellen, ingekapselde bronnen en open

radioactieve stoffen.

6.2.1 Afscherming

Ioniserende straling kan met behulp van afschermende materialen worden

verzwakt en soms zelfs geheel worden tegengehouden. Een bekend

afschermingsmateriaal voor röntgenstraling is lood. Voor het afschermen

van gammastraling wordt behalve lood ook vaak beton gebruikt. De

afscherming dient altijd zo dicht mogelijk bij de bron te worden geplaatst

omdat op deze wijze de bron het meest efficiënt kan worden

afgeschermd. Als het om praktische redenen niet mogelijk is de

stralingsbron af te schermen, bijvoorbeeld omdat de aanwezigheid van

personeel bij onderzoek bij een patiënt noodzakelijk is, kan men zich

tegen röntgenstraling beschermen door een loodschort te dragen.

(hierover meer in paragraaf 6.3, Afscherming voor andere stralingssoorten

in hoofdstuk 10)

Figuur 6.1 Loodschort

6.2.2 Afstand Door de afstand tot de stralingsbron te vergroten kan een dosisreductie worden verkregen. De wijze

waarop dit werkt is vergelijkbaar met een geluidsbron. Als de afstand tot de bron groter wordt, neemt

de geluidssterkte af. Zo ook bij ioniserende straling. Het stralingsniveau is omgekeerd evenredig aan

het kwadraat van de afstand. Dit betekent dat wanneer de afstand 2 zo groot wordt het dosistempo

met een factor 22 = 22 = 4 afneemt. Bij vergroten van de afstand met een factor 3 wordt het

dosistempo 32 = 33 = 9 keer zo klein.

Dit heet de kwadratenwet. Wiskundig kan dit als volgt worden beschreven:

222

211 rDrD

kwadratenwet (geldig voor een puntbron)

62 6 Radiofarmacon: radioactief geneesmiddel

Geraadpleegde literatuur

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 49

Voorbeeld 1

Het stralingsniveau op 50 cm van het focus van de röntgenbundel is 10 mGy per uur. Wat is het

dosistempo op 1 m en op 1,50 m?

Op 1 meter

De afstand is 2 zo groot dus het stralingsniveau is 22 = 4 keer zo laag

10/4 = 2,5 mGy per uur

Op 1,5 meter

De afstand is 3 zo groot dus het stralingsniveau is 32 = 9 keer zo laag

10/9 = 1,1 mGy per uur

Voorbeeld 2

Het dosistempo op 50 cm van een puntvormige gammabron is 10 Gy/h. Wat is het dosistempo op

1 m en op 1,50 m?

Op 1 meter

101

D Gy/h; r1 = 50 cm r2 = 100 cm

22

2 100D5010

2,5 Gy/h 2

D

Op 1,5 meter

101

D Gy/h; r1 = 50 cm r3 = 150 cm

23

2 150D5010

1,1 Gy/h 2

D

Ter beperking van de stralingsdosis is het belangrijk dat personen die om een of andere reden wel

aanwezig moeten zijn, maar niet de stralingsbron hanteren een zo groot mogelijke afstand tot de bron

houden. Degene die wel de handeling met de bron

uitvoert moet hierbij zo veel als mogelijk gebruik

maken van afstandsbediening en handling tools. Als

het lichaam door een afscherming wordt beschermd,

kunnen de handen nog steeds erg dicht bij de bron

komen. Deze afstand kan worden vergroot door

gebruik te maken van pincetten en tangen. De

dosisreductie kan hierdoor aanzienlijk zijn. Een tang

van bijvoorbeeld 30 cm kan voor de handen reeds een

dosisreductie geven van een factor 4000. Figuur 6.2 Enkele voorbeelden van handling tools.

6.2.3 Tijd Een kortere blootstellingsduur aan een stralingsbron veroorzaakt een lagere dosis dan een langere

blootstellingstijd. Dit betekent dat de doorlichttijden en het aantal foto’s zo beperkt mogelijk moeten

worden gehouden. Bij het werken met stralingbronnen is het belangrijk dat de handelingen snel

worden uitgevoerd. Uiteraard mogen de handelingen niet te snel worden uitgevoerd waardoor de

kans op fouten en incidenten kan toenemen. Zodra een bron uit de kluis is gehaald, mogen de

handelingen niet meer onnodig worden onderbroken totdat zij weer is opgeborgen. Zorg ervoor dat

alle benodigdheden binnen handbereik klaar liggen. Neem dan pas de bron uit de opbergplaats en

Geraadpleegde literatuur

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 50

start daarna met de handelingen. Nieuwe, moeilijke handelingen moeten eerst zonder bron worden

geoefend, het zogenaamde “droog” of “koud” oefenen. 6.3 Stralingsbescherming voor (blootgestelde) werknemers bij röntgenstraling Primaire straling De primaire bundel is de straling die uit het venster van een röntgenbuis treedt. Een (blootgestelde)

werknemer mag niet met enig lichaamsdeel in de primaire bundel komen, dus ook niet met een hand

eventueel omgeven met een loodrubberhandschoen. Het is daarom ook verboden een filmcassette of

een tandfilmpje vast te houden bij het maken van een opname. Het dosistempo van de primaire

bundel is zo groot dat een loodschort de drager onvoldoende beschermt tegen de primaire straling.

Lekstraling Het is niet mogelijk de straling alleen uit het venster van de buis naar buiten te laten treden, er zal ook

op andere plaatsen van het buishuis straling naar buiten “lekken”. Lekstraling is straling die door de

buisomhulling dringt. Voor lekstraling geldt de in paragraaf 6.2.2 genoemde kwadratenwet. Het is

daarom af te raden om, terwijl dat voor het onderzoek niet nodig is, dichtbij de röntgenbuis te

verblijven. Omdat de bijdrage aan het stralingsniveau van lekstraling veel kleiner is dan die van de

strooistraling zal hierop niet verder worden in gegaan.

Strooistraling

Strooistraling ontstaat als de primaire bundel een object treft. De grootste bron van strooistraling is de

patiënt. De verstrooiing kan in alle richtingen optreden. Deze strooistraling levert geen bijdrage aan

de beeldvorming op.

Kenmerken van strooistraling:

Als de dosis, bijvoorbeeld door het vergroten van het mAs-getal, van de primaire bundel toeneemt

zal de dosis in het strooistralingsveld met een gelijke factor toenemen.

Voor niet al te grote afstanden tot de patiënt geldt dat het dosistempo in het strooistralingsveld bij

benadering recht evenredig is met het oppervlak van het intreeveld. Dit betekent dat wanneer het

intreeveld wordt vergroot de verstrooide straling met een zelfde factor toeneemt.

Voor niet al te korte afstanden tot patiënt kan voor de dosis in het strooistralingsveld de

kwadratenwet worden toegepast.

Het dosistempo van verstrooide straling is in schuin achterwaartse richting groter dan in

zijdelingse richting en in schuin voorwaartse richting.

Positie van de werknemer

De bijdrage aan de dosis voor de omstanders is het grootste in achterwaartse richting. Indien de

patiënt staat is de beste positie schuin achter de patiënt (niet recht achter de patiënt in verband met

de primaire bundel). De begrippen achterwaarts en schuin achter de patiënt zijn verwarrend. Figuur

6.3 geeft aan wat er met deze termen wordt bedoeld. Bij doorlichten van een liggende patiënt, waarbij

de onderzoeker naast de patiënt moet staan, dient de röntgenbuis zoveel als mogelijk onder de tafel

te worden gemonteerd. De verstrooide straling kan gedeeltelijk worden afgeschermd met loodflappen

indien die aan de tafel zijn bevestigd.

Geraadpleegde literatuur

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 51

Figuur 6.3 Strooistraling vanuit de patiënt, de gebruikte termen

Draai het lichaam altijd met het door het loodschort afgeschermde gedeelte naar de patiënt. Indien

gebruik wordt gemaakt van goed passende rondom loodschorten is de afscherming in beide gevallen

gelijk. Het verdient overigens ook in dat geval de voorkeur om de monitorplaats en de eigen positie zo

te kiezen dat zoveel mogelijk richting patiënt wordt gekeken.

Positie van de buis bij verticale projectie

Bij doorlichting van een liggende patiënt, met de röntgenbuis onder de tafel, kan het noodzakelijk of

wenselijk zijn, om de naast de tafel staande onderzoeker te beschermen tegen zijwaarts en schuin

achterwaarts verstrooide straling. Bij buisspanningen die in de radiodiagnostiek gebruikelijk zijn, is de

intensiteit van de verstrooide straling in schuin

achterwaartse richting groter dan die in

zijwaartse richting; in de zijwaartse richting

weer iets groter dan die in voorwaartse

richting. Loodflappen, bevestigd aan de

onderzijde van de beeldversterker en reikend

tot het tafelblad, en loodplaten of loodflappen

van de tafelrand tot aan de grond, kunnen tot

een forse dosisreductie leiden.

De wijze van doorlichten waarbij de

röntgenbuis zich boven de patiënttafel bevindt

en de onderzoeker zich dichtbij de patiënt

bevindt, moet zoveel mogelijk worden

vermeden. Bij deze wijze van doorlichting

loopt de onderzoeker niet alleen het risico om

met een hand in de onverzwakte primaire

bundel te komen, maar kan bovendien het

onbeschermde bovendeel van zijn lichaam,

dus ook de ooglenzen, aan intensieve

verstrooide straling worden blootgesteld.

centrale as

45 150

focus

schuin voorwaartse verstrooiing; positie = schuin achter de patiënt

schuin achterwaartse verstrooiing patiënt

intreezijde uittreezijde

Schuin voorwaarts

focus

loodflap

Loodschort

beeldverwerker

Zijwaartse richting

loodflap

Figuur 6.4 Het gebruik van loodflappen

bij verticale projecties

Schuin achterwaarts

Geraadpleegde literatuur

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 52

Loodschort

Aangezien niet in elke situatie een vaste afscherming kan worden aangebracht kan het personeel

gebruik maken van een loodschort. Dit zijn schorten waarin een hoeveelheid lood is verwerkt. Het

loodschort is bedoeld om de romp af te schermen tegen strooistraling, voornamelijk afkomstig van de

patiënt. Het schort is niet bedoeld voor bescherming tegen de primaire bundel. De beschermende

werking hangt onder andere af van de looddikte. Gangbare diktes voor loodschorten zijn 0,25 mm;

0,35 mm en 0,50 mm loodequivalent.

Hoeveel bescherming een schort in praktijkomstandigheden biedt is ook afhankelijk van het model en

de pasvorm; deze bepalen bij een bepaalde lichaamsoriëntatie in het stralingsveld welke organen

geheel of gedeeltelijk onafgeschermd blijven. Juist dat is bepalend voor de uiteindelijke effectieve

dosis. Zo is een onafgeschermde rug van dominante invloed bij blootstelling van de rug, terwijl wijde

armsgaten bij bestraling vanaf de zijkant de longen gedeeltelijk onafgeschermd laten. Een diepe

halsuitsnijding laat de slokdarm en een deel van de longen onafgedekt bij blootstelling van voren.

Uit onderzoek [HU98] blijkt dat een goedpassend rondomschort van 0,25 mm in veel gevallen beter

beschermt dan een voorzijdeschort van 0,5 mm. Een goede pasvorm van het loodschort is in het

algemeen dan ook van meer invloed dan het dikker maken van het schort.

Bij het gebruik van een rondomschort en halsbescherming, beide van 0,25 mm looddikte is een

beschermingsrendement van 75 % gegarandeerd [HU98].

Bij een schortdikte van 0,35 mm in combinatie met een halskraag van 0,25 mm wordt nagenoeg de

maximaal haalbare bescherming van 90 % tot 95 % bereikt.

Loodschorten dienen voorzichtig te worden behandeld, zodat er geen scheuren in het loodrubber

ontstaan. Men mag loodschorten daarom nooit opvouwen. Loodschorten moeten periodiek (bijv 1

per jaar) op scheuren worden gecontroleerd, dit kan het makkelijkste onder doorlichting gebeuren.

Afscherming van röntgenkamers

Bij het ontwerpen van ruimten waarin röntgentoestellen worden geplaatst, houdt men niet alleen

rekening met de primaire bundel maar ook met strooistraling. De intensiteit van de strooistraling is

maximaal een tiende van de intensiteit van de primaire bundel. Voor de directe bundel dient de

afscherming minimaal 2 mm loodequivalent te zijn. De afscherming van de overige wanden is

afhankelijk van de hoeveelheid opnamen en de daarbij behorende buisspanning, maar dient een

minimale dikte te hebben van 1 mm loodequivalent.

6.4 Extra informatie voor röntgentoepassingen (geen examenstof) Factoren die de dosis in de patiënt bepalen Het ALARA-principe houdt in dat de stralingsdosis van een te onderzoeken patiënt niet groter mag

zijn dan noodzakelijk is voor het verkrijgen van de vereiste diagnostische informatie. De dosis die de

patiënt ontvangt, is afhankelijk van een groot aantal factoren:

- veldgrootte - focus-patiënt-film afstanden

- mAs-getal (buisstroom en tijdsduur) - beelddetectiesysteem

- buisspanning - loodafdekkingen

- filtering - patiëntdikte en compressiemogelijkheden

In de volgende subparagrafen worden deze factoren kort besproken. Aangezien deze cursus niet is

bedoeld voor bedieners van het toestel wordt hierop niet diep ingegaan.

Veldgrootte Bij te grote veldafmeting wordt een onnodig groot gedeelte van het lichaam door de primaire straling

getroffen waardoor de kans toeneemt dat de organen met een hoge weefselweegfactor in, of dichter

Geraadpleegde literatuur

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 53

bij, de primaire bundel komen te liggen. Daarom moet de bundel niet wijder worden gemaakt dan

noodzakelijk is voor het te verrichten onderzoek. De grootte van het veld wordt soms zichtbaar

gemaakt met een lichtveld. Bij vergroting van het intreeveld zullen de buiten de bundel gelegen

organen meer verstrooide straling ontvangen, ten eerste doordat er meer verstrooide straling ontstaat

en ten tweede doordat zij dichter bij de bundelrand komen te liggen.

mAs-getal

De intree- en uittreedosis zijn recht evenredig met het mAs-getal. Dat wil zeggen dat als het mAs-

getal bijvoorbeeld tweemaal zo groot wordt gekozen, de intree- en uittreedosis ook tweemaal zo groot

worden. Voordat een röntgenopname wordt gemaakt, moet een buisspanning en het mAs-getal

worden gekozen, terwijl bij gebruik van een belichtingsautomaat de 'zwarting' moet worden ingesteld.

Buisspanning

Straling opgewekt met een hogere buisspanning i.p.v. een lagere buisspanning is uit

stralingshygiënisch oogpunt voor de patiënt beter omdat de totaal geabsorbeerde stralingsenergie (de

‘integrale dosis’) afneemt. Een nadeel is vaak dat het contrast van de opname ook afneemt, omdat de

röntgenbundel maar weinig verzwakt wordt.

De stralingskwaliteit heeft een belangrijke invloed op de dosisverdeling in een door röntgenstralen

getroffen object. De stralingskwaliteit wordt bepaald door de buisspanning, de spanningsvorm en de

filtering. Als de buisspanning toeneemt zal ook de filtering moeten toenemen.

Filtering

Het spectrum van de door een röntgenbuis opgewekte straling is poly-energetisch. Dat wil zeggen dat

er röntgenfotonen in zitten met verschillende energie, zowel laag als hoog. De fotonen met lage

energie worden vrijwel geheel door de patiënt geabsorbeerd en dragen dus niet bij tot de

beeldvorming. Door het toepassen van een filter worden de fotonen met lage energie grotendeels uit

de heterogene röntgenstralenbundel verwijderd.

Iedere röntgenbuis heeft een eigen 'filter', het zogenaamde inherente filter. Dit bestaat uit de wand

van de röntgenhuis, de olie en het omhullingsvenster. De waarde van dit inherente filter wordt

uitgedrukt in mm Al-equivalent. Deze heeft een waarde tussen de 1 en 1,5 mm AI-eq. en wordt door

de fabrikant opgegeven. Vrijwel altijd wordt een vast extra filter van ten minste 1 mm Al toegevoegd,

zodat de totaalwaarde van het inherente filter circa 2,5 mm Al eq. bedraagt.

De waarde van het inherente filter neemt met het ouder worden van de buis een klein beetje toe. Dit

is het gevolg van verdamping van het wolfraam van de anode en de gloeidraad en de condensatie

ervan op de binnenzijde van de inzetbuis.

Focus-patiënt-film afstand

Het is belangrijk de patiënt zo ver mogelijk van het focus van de buis af te houden en de film, of het

beeldverwerkendsysteem zo dicht mogelijk bij de patiënt te plaatsen. Om deze reden zit op een

röntgenapparaat dat wordt gebruikt door tandartsen een tubus. Deze zorgt ervoor dat er een minimale

afstand is van het focus tot de patiënt. Door het filmpje in de mond te plaatsen wordt de patiënt –

filmafstand zo klein mogelijk gehouden.

Objectdikte, compressie

Dikke objecten vereisen een hogere belichtingswaarde dan minder dikke objecten. Vermindering van

objectdikte kan worden verkregen door compressie. Dit gebeurt onder andere bij mammografie.

Compressie beperkt de hoeveelheid verstrooide straling en dit geeft weer een beter contrast op de

foto.

Geraadpleegde literatuur

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 54

Loodafdekkingen

Weefsels of organen met een hoge weefselweegfactor moeten, waar nodig en mogelijk, worden

afgeschermd. Met name moet bij patiënten in de reproductieve leeftijd, afscherming van de gonaden

(ovaria en testes) worden toegepast bij onderzoeken die waarschijnlijk een hoge stralingsdosis voor

de gonaden opleveren.

Bij overzichtsopnamen van het bekken of de buik zullen de ovaria vaak in de primaire straling liggen.

Bij een gelijkwaardig bekkenoverzicht zal de dosis in de testes aanzienlijk hoger zijn dan in de ovaria.

Dit komt door de oppervlakkige ligging van de testes en het feit dat ovaria door veel weefsel zijn

omgeven. De ovaria kunnen, als de diagnose daardoor niet gehinderd wordt, worden afgedekt met

speciale beschermers, die leverbaar zijn in allerlei maten. Er zijn ook allerlei testesbeschermers in de

handel die, na enige instructie, eenvoudig door de patiënt zelf kunnen worden aangebracht.

Bij toepassing van loodafdekking bij vrouwen, zullen de ovaria door verstrooiing uit omliggend weefsel

een zekere dosis blijven ontvangen. Dat het toch zinvol is ovariabeschermers aan te brengen, blijkt uit

metingen aan fantomen. Het afdekken van de testes met lood geeft eveneens een aanzienlijke

reductie van de geabsorbeerde dosis. Met een afscherming door een zogenaamde

loodrubberportemonnee, is de reductie groter dan bij gebruik van een loodflapje, dat zich alleen maar

op de testes bevindt.

Als de gonaden niet in de directe bundel liggen, maar wel dichtbij de rand ervan, worden de gonaden

alleen getroffen door verstrooide straling en lekstraling. Ook dan kan afscherming nog nut hebben.

Videorecording

Het videosignaal van het TV-circuit kan op een videoband worden vastgelegd. Onmiddellijk na de

opname kan de recorder worden teruggespoeld om de beelden nogmaals te bekijken. Dit kan tot een

verkorting -van de doorlichtingsduur en vermindering van de stralingsdosis leiden.

Beeldgeheugen

Het gebruik van een beeldgeheugen kan de stralingsdosis voor de patiënt aanzienlijk verminderen.

Hierbij wordt het laatste doorlichtbeeld 'bevroren', zodat bestudering van de situatie mogelijk is zonder

verder te doorlichten.

6.5 Samenvatting

Primaire straling: Men mag niet in de primaire bundel komen, ook niet met loodrubber handschoenen

Strooistraling: Ontstaat als de primaire bundel een object treft. De verstrooiing kan in alle

richtingen optreden, maar is het grootst in schuin achterwaartse richting.

Positie: Schuin achter de patiënt (in de schuin voorwaarts verstrooide straling)

Afscherming: In de directe bundel minimaal 2 mm loodequivalent.

Overige wanden minimaal 1 mm loodequivalent.

Dikte loodschorten: 0,25 – 0,50 mm

Afstand houden tot de bron is altijd een goede methode om de stralingsdosis te verminderen.

Het stralingsniveau is omgekeerd evenredig aan het kwadraat van de afstand.

Geraadpleegde literatuur

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 55

6.6 Oefenvragen

1. Röntgenstraling kan het best worden afgeschermd met

a) perspex

b) lood

c) aluminium

d) Filtermateriaal

2. De kwadratenwet houdt in dat wanneer de afstand

a) 3 zo groot wordt, het dosistempo 9 zo groot wordt

b) 3 zo klein wordt, het dosistempo 9 zo klein wordt

c) 3 zo klein wordt, het dosistempo 9 zo klein wordt

d) 3 zo groot wordt, het dosistempo 9 zo klein wordt

3. De stralingsbelasting kan het meest worden beperkt door

a) de blootstellingstijd te verlengen en de afstand tot de bron te vergroten

b) de blootstellingstijd te verkorten en de afstand tot de bron te vergroten

c) de blootstellingstijd te verlengen en de afstand tot de bron te vergroten

d) de blootstellingstijd te verkorten en de afstand tot de bron te verkleinen

4. Strooistraling ontstaat als de primaire röntgenbundel een object treft. De verstrooiing

a) ontstaat uitsluitend loodrecht op de primaire bundel

b) kan in alle richtingen optreden

c) ontstaat uitsluitend 180 graden gedraaid t.o.v. de primaire bundel

d) ontstaat uitsluitend in dezelfde richting als de primaire bundel

5. Het strooistralingsniveau rond de patiënt is bij doorlichten

a) overal even groot

b) groter aan de intreezijde dan aan de uittreezijde

c) groter aan de uittreezijde dan aan de intreezijde

d) verwaarloosbaar laag

Geraadpleegde literatuur

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 56

Geraadpleegde literatuur

[BA92] Ballance P.E.(1992). Phosphorus-32 Practical Radiation Protection. Leeds.

[BR2000] Brouwer G.; J. van den Eijnde, (1998) Praktische stralingshygiëne 3e druk, Houten, Bohn Stafleu Van

Lochum.

[DE98] Delacroix D. et. al. (1998). Radiation Protection Dosimetry; Nuclear Technology Publishing; Ashford.

[RU97] De Ru et. al.(1997). Radiobiologie en stralingsbescherming. Utrecht, De tijdstroom.

[EG00] Eggels C.(2000). Stralingsbescherming voor zwangere vrouwen in een medische omgeving. Rotterdam,

Erasmus MC.

[IC91] ICRP, International Commission on Radiological Protection (1990) Recommendations of the international

Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 60. Permagon Press, Oxford (UK) 1991.

[LE90] Leetz H.K. et al (1990) .Pränatale Strahlenexposition aus medizinischer Indikation, Dosisermittelung,

Folgerungen für Arzt und Schwangere. Deutschen Gesellschaft für Medizinische Physik e.v., Hamburg 1990

[MC05] Stralingsdosis per bron 2000 In: Milieu- en Natuurcompendium. MNP, Bilthoven en CBD, Voorburg. 20

september 2005

[[RI94] Ministerie van VROM, SZW en VWS (1994). Richtlijn Radionuclidenlaboratoria; Hoofdinspectie

milieuhygiëne publicatie 94-02.

[RI96] Ministerie van VROM, SZW en VWS (1996). Richtlijn radionuclidentherapie; Deel 1 Jodium-131-therapie

voor schildklieraandoeningen.

[NC94] NCRP, National Council on Radiation Protection and Measurements (1994); Cosiderations regarding the

unintended radiation exposure of the embryo, fetus or nursing child. NCRP commentary no. 9. NCRP, Bethesda

(USA).

[NV92] Nederlandse Vereniging voor Stralingshygiëne (1992). NVS-publikatie nr. 19, Stralingsbelasting door

bronnen van natuurlijke straling. Arnhem

[NV95] Nederlandse Vereniging voor Stralingshygiëne (1995). NVS-publikatie nr. 25, Veel gestelde vragen over

ioniserende straling. Arnhem.

[NRG2006] NRG (2006). Statistische analyse van de dosis als gevolg van beroepsmatige blootstelling aan

ioniserende straling 1995-2004, J.W.E van Dijk.

[NR98] NRPB, National Radiological Protection Board (1988). Living with radiation, Chilton (UK). 1998

[BS2001] Besluit Stralingsbescherming; Implementatie van Euratomrichtlijnen 96/29/Euratom en 97/43/euratom,

16 juli 2001.

[St97] Rasmussen et. Al (1997. Stralingshygiëne niveau 3; Delft. Technische Universiteit

[We96] Weissman F. et. al. (1996). Stralingsfysica.Utrecht, De Tijdstroom.

[GZ2007] Gezondheidsraadrapport, 24 januari 2007. Risico’s van blootstelling aan ioniserende straling

[Zw97] Zwigt, A. (1997). Introductiecursus radiologisch werkers; Maastricht.

Index

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 57

Index

Afscherming ................................................. 48, 52 afstand ................................................................. 48 ALARA ................................................................. 40 Besluit Stralingsbescherming........................... 38 bewaakte zone..................................................... 39 biologisch effecten ............................................... 22 blootgestelde werknemer ..................................... 39 blootgestelde werknemers ................................... 41 bronnen................................................................ 39 buisspanning........................................................ 11 buisstroom ........................................................... 11 deterministisch effecten ....................................... 22 diafragma ............................................................. 11 directe effecten..................................................... 22 divergerend .......................................................... 11 dosis..................................................................... 16 dosis-effect-relaties .............................................. 25 dosislimieten ........................................................ 41 dosistempo........................................................... 16 drempeldosis.................................................. 23, 25 effectieve dosis .................................................... 18 Elektromagnetische straling ................................. 10 elektronvolt........................................................... 10 equivalent dosistempo ......................................... 17 equivalente dosis ................................................. 17 Euratom-richtlijnen ............................................... 38 filter ...................................................................... 13 focus .................................................................... 10 foetale fase .......................................................... 25 fotonen ................................................................. 10 geabsorbeerde dosis............................................ 16 gecontroleerde zone .......................................... 39 genetische effecten ........................................ 22, 24 gray ...................................................................... 16 halveringsdikte ..................................................... 12 handelingen ......................................................... 39 handling tools ....................................................... 49 homogeniteitscoëfficiënt....................................... 12 ICRP .................................................................... 38 intreedosis............................................................ 16 intreeveld ............................................................. 50 ioniserende straling .............................................. 10 kansgebonden...................................................... 22

Kernenergiewet .................................................... 38 kosmische straling ................................................ 30 kwadratenwet ................................................. 48, 50 late effecten .......................................................... 22 latentieperiode ...................................................... 24 leden van de bevolking......................................... 39 lekstraling ............................................................. 11 Lekstraling ............................................................ 50 lood....................................................................... 12 Loodflappen.......................................................... 51 loodschort ............................................................. 52 Medische begeleiding........................................... 43 niet-kansgebonden ............................................... 22 Optimalisatie......................................................... 40 orgaandosis ..........................................................16 organogenese....................................................... 24 poly-energetisch ............................................. 11, 12 positie ................................................................... 50 pre-implantatiefase ............................................... 24 Prenatale schade.................................................. 24 Primaire straling.................................................... 50 radiologische verrichting ....................................... 39 Rechtvaardiging.................................................... 40 risico ..................................................................... 31 Risicogetallen ....................................................... 32 rondomschort........................................................ 52 röntgenspectrum................................................... 11 sievert ................................................................... 17 somatische effecten.............................................. 22 stochastisch effecten ............................................ 22 stralingsweegfactor............................................... 17 Strooistraling......................................................... 50 terrestrische straling ............................................. 30 Tijd ....................................................................... 49 trefplaat ................................................................ 10 uitreedosis ............................................................16 venster.................................................................. 11 Voorlichting en instructie ...................................... 41 vuistregels ............................................................ 17 weefselweegfactor................................................ 18 werknemer............................................................ 39 werkzaamheden ................................................... 39 zwangerschap ...................................................... 42

Bijlage 1: Antwoorden op de oefenvragen

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 59

Bijlagen

Antwoorden op de oefenvragen

HOOFDSTUK 1 HOOFDSTUK 2

1) b 1) d 2) a 2) a

3) a 3) b

4) b 4) b

5) c 5) b

6) a

HOOFDSTUK 3 HOOFDSTUK 4 1) d 1) d

2) c 2) b

3) b 3) d

4) d 4) b

5) c 5) a

HOOFDSTUK 5 HOOFDSTUK 6

1) d 1) b

2) c 2) d

3) b 3) b

4) c 4) b

5) b 5) b

6) c

Toelichting Persoonsdosimetrie

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 61

© 2011 Erasmus MC Zorgacademie Stralingsbeschermingseenheid Erasmus MC Blz. 62