druŠtvo za zaŠtitu od zraČenja srbije i crne gore

1

DRUŠTVO ZA ZAŠTITU OD ZRAČENJA

SRBIJE I CRNE GORE

XXIV SIMPOZIJUM DZZSCG Zlatibor 2007 3 ndash 5 oktobar

Beograd 2007

2

ZBORNIK RADOVA

XXIV SIMPOZIJUM DZZSCG 3-5 oktobar 2007

Izdavači

Institut za nuklearne nauke bdquoVinčaldquo

Društvo za zaštitu od zračenja Srbije i Crne Gore

Za izvršnog izdavača Dr Jovan Nedeljković Urednik Mr Milojko Kovačević ISBN 978-86-7306-089-7 Institut za nuklearne nauke bdquoVinčaldquo Tehnička obrada Sesartić Gorijan Štampa Štamparija Instituta za nuklearne nauke bdquoVinčaldquo Beograd Tiraž 120 primeraka Štampa završena septembra 2007

3

XXIV SIMPOZIJUM DRUŠTVA ZA ZAŠTITU OD ZRAČENJA

SRBIJE I CRNE GORE Zlatibor 3 ndash 5 oktobar 2007

Organizatori DRUŠTVO ZA ZAŠTITU OD ZRAČENJA SRBIJE I CRNE GORE INSTITUT ZA NUKLEARNE NAUKE bdquoVINČAldquo Laboratorija za zaštitu od zračenja i zaštitu životne sredine bdquoZaštitaldquo Organizacioni odbor Predsednik Milojko Kovačević Članovi

Ranko Kljajić Perko Vukotić Milan Pavlović Ištvan Bikit Olivera Marinković Tomislav Anđelić Gordana Pantelić Dragoslav Nikezić Snežana Milačić Snežana Dragović

Redakcioni odbor Dr Gordana Joksić Dr Olivera Ciraj

Dr Marko Ninković

4

Organizaciju su pomogli Ministarstvo za nauku Republike Srbije Ministarstvo za zaštitu životne sredine VIP mobile AMETEK-AMT ORTEC Institut za nuklearne nauke rdquoVinčardquo

5

Ovaj Zbornik je zbirka radova saopštenih na XXIV Simpozijumu Društva za zaštitu od zračenja Srbije i Crne Gore koji je održan od 3 - 5 oktobra 2007 godine na Zlatiboru Radovi su razvrstani po sekcijama Mada su svi radovi u Zborniku recenzirani od strane Redakcionog odbora za sve iznesene tvrdnje i rezultate odgovorni su sami autori

Organizacioni odbor se zahvaljuje svim autorima radova na uloženom trudu Posebno se zahvaljujemo sponzorima koji su pomogli održavanje Simpozijuma i štampanje Zbornika

Organizacioni odbor

6

CIP

7

Radioekologija

8

9

MEASUREMENTS OF RADIOACTIVITY AND QUALITY ASSURANCE

Lidia KINOVA Institute for Nuclear Research and Nuclear Energy Bulgarian Academy of Sciences

Sofia Bulgaria likinovainrnebasbg

ABSTRACT Main principles of QA applied to an analytical laboratory are given Attention is paid to

most important topics as management of equipment and materials record maintenance and sample analysis QA application is shown in example on project for assessment of radioecological status of former uranium mining and milling area The working plan is organized using Deming cycle approach Plan-Do-Chck-Act (PDCA)

1 Introduction Although principles of quality control and quality assurance are fairly specific their

interpretation and application are frequently treated differently in the process of sample analysis This is easy to understand as each laboratory structures its program in conformity with its operations and problems What may be suitable for a large laboratory with miscellaneous problems and variety of analyses will not be applicable to a small one with small range of activities Variations come also from the budget ant staff limitations However basic recognized practices and procedures remain and should be implemented in an analytical laboratory Few phases could be outlined which are essential to the QA

2 Administrative considerations An analytical laboratory should have as one of its main objectives the production of

high quality analytical data through the use of analytical measurements that are accurate reliable and adequate for the intended purposes This objective should be accomplished in a cost -effective manner under a planned and documented quality system Quite often the client is not aware what exactly kind of results he needs in terms of nuclides uncertainty methods of analysis It is responsibility of the lab management to explain to the client all the possibilities with the respective costs what would be the result and how this result can be used This is especially important to analyses of radioactivity as they usually are expensive even on a routine basis

The principle of QA must be understood by all members of the lab down to the cleaning lady Application of QA is time consuming (from 20 to 30 of working time) so personnel must be convinced that this is worthwhile

Quality assurance ndash planned system of activities whose purpose is to provide assurance that the quality control program is actually effective Quality assurance plan is composed of three essential components with associated to them costs - Prevention requires a program before and during analyses to ensure that analytical systems are functioning properly ndash planning training calibration maintenance standardization of the solutions etc - Assessment form of control including periodical checks on performance to determine precision and accuracy ndash analysis of duplicate and check samples checking of control charts calculations validation of methodology

10

- Correction action taken to determine causes of quality defects and to restore proper functioning of the system ndash correction of malfunctioning devices more check samples re-evaluation of the methodology retraining

At some point the additional gain in quality may not justify the increased cost of activities ndash matter of judgment - responsibility of management

Quality assurance objectives ndash depends on the purposes of the laboratory should relate specifically to the result desired not to the process or activity engaged A number of objectives can be mentioned that seem to be universal

To maintain a continuing assessment of the accuracy and precision of data generated by analysts within the lab

To provide a measure of the accuracy and precision of analytical methods and to identify weak methodologies

To detect training needs within the lab To provide a permanent record of instrument performance as a basis for validation

of data and projecting repair or replacement needs To upgrade overall quality of laboratory performance

3 Personnel management

Management responsibilities Planning Organizing Staffing Controlling

Personnel responsibilities ndash must be explicitly stated and understood by people Position qualifications and position descriptions Training ndash important part of QA in accordance with objectives Training of a new employee Training for employees with deficient performance Training for development

Performance evaluation ndash nothing to be afraid of as usually happens It simply is an attempt to think clearly and to know each person performance and prospects for advancement as well as to improve job performance

4 Menagment of equipment and supplies Equipment management ndash once a piece of equipment is installed and approved for use it

should enter into a preventive maintenance program An inventory chart or notebook should be established where name model number serial number manufacturer date of acquisition cost and location problems repairs parts required etc A definition of service tasks could be attached in case of more than one equipment for instance detectors Those with better efficiency and resolution should be used for measurements of samples after radiochemical procedures or for low activities This will prevent also detectors from contamination if high activity is measured Routine checks for stability of the equipment ndash energy calibration efficiency calibration parameters of the detector ndash should be performed on weekly monthly yearly basis and after repairmen The more information is included

11

more useful will it be to the user In the case of measuring equipment for radioactivity it is even more important as usually this equipment is quite expensive

Supplies management ndash control of materials and glassware is essential in the quality assurance program When specifications are prepared the following points should be included identity purity tests to be conducted for quality and purity storage and handling procedures impurities preparation date and expiration date

Primary reference standards ndash it is a homogeneous material with specific properties that has been measured and certified by a qualified and recognized organization These materials are quite expensive and may or may not be used in everyday operations They are often used to ldquocalibraterdquo so-called working or secondary standards A working standard can be defined as a substance other than a primary reference standard that is used as a reference material in day-to-day analyses

Standard solutions ndash labeled with all the necessary data as identity date of preparation concentration

Purified water ndash often neglected attention must be given to the purity Volumetric glassware ndash especially important for volumetric measurements many

dilutions are made errors can be made because of temperature cleannes reading type of meniscus etc

Balances ndash must be calibrated by an authorized company yearly or once in two years

5 Record maintainance Record maintenance ndash integral part of the quality assurance program Sample

It must be a representative portion of the product Identity must be established by the person who obtained the sample Integrity must be maintained during the collection and delivery Must be handled and treated in such a manner that its composition does not change

during transit or storage before analysis When the sample is assigned to analyst he is responsible for determination that the

sample is properly received as stated in records Further analyst is responsible for an accurate and complete analysis and the preparation of written report As in many laboratories the analysis of one sample is performed by many persons it is of utmost importance to have a record on the samplersquos fate and movement procedures measurements and report It is also important to have part of the sample left for judgmental analysis should something goes wrong

Example of maintenance of analytical records - example of our control chart for Nb

6 Sample analysis Critical control points ndash sample collection sample preparation sample analysis

inadvertent errors instrumentation analyst Sample collection ndash protocol ndash size sampling method container type preservation

shipment storage Sampling for analysis ndash depends on the objective of analysis in general ndash analysis of

three to five aliquots two ways ndash instrumental and radiochemical Sample analysis ndash choice of procedures for sample preparation choice of analytical

method

12

Inadvertent errors Instrumentation preventive maintenance and periodic control to avoid as much as

possible pitfalls Should be located in an appropriate room concerning temperature (temperature drift) cleanness (low background) stable electricity supply

Corrective action On-the-spot ndash immediate action used to correct or repair malfunctioning equipment to

correct poor technique or to respond to nonconforming data Long-term action ndash to identify and to eliminate the problem in order to improve data

quality Prevention ndash to take all measures to prevent malfunctioning of the equipment or

obtaining poor data

7 Proficiency testing Intralaboratory quality assurance program ndash continuing systematic in-house regimen

intended to assure production of analytical data of continuing high validity Analysis of ldquoblindrdquo samples or analysis of one sample by few analysts

Interlaboratory quality assurance program ndash participation in intercomparison runs on national and international levelUsing ISO 2000 terms we can apply the PDCA methodology (Plan-Do-Check-Action) to assessment of radioecological status of former uranium mining and milling area

Figure 1 Sampling methodology 11PPllaann ndash establish the objectives and processes necessary to deliver results The objective - to evaluate radioecological status of the area to propose measures and

techniques for restoration of polluted sectors

13

Developmentadoption of sampling procedure Sampling methodology traceable to ANSI-C998-83

The red points on the picture (Fig1) are centers of a square 1x1 m From the corners of each square (blue points) samples are taken from depth 0-5 cm Sample from depth 40 cm is taken from the central points In this way for each square we have sample from 0-5 cm depth (composite from the four corner points) and sample from a depth 40 cm - central point In the Figure 1 the points have the following XY coordinates

Point with measured dose rate 5000 nGyh - 35 65 Point with measured dose rate 4200 nGyh - 65 65 Point with measured dose rate 5400 nGyh - 55 Point with measured dose rate 1800 nGyh - 35 35 Point with measured dose rate 3800 nGyh - 65 65

Specification of the samples to be taken air water soil plants animals ndash to follow the food chain

Figure 2 Elemental distribution through the food chain

Development of reference materials for alphabetagamma spectrometry Development of chemical and radiochemical procedures for analysis Development of efficiency calibration sources for Detectors in use

CheeseMeat

Soil

0

50

100

150

200

250

V Cr Mn Co Ni Cu Zn As Se Br Rb Sr Y Zr Nb Mo Ag Cd Hg Pb

mgg

Elements

Elements distribution through food chain

CheeseMilk

Meat

14

Figure 3 Efficiency calibration standards for gamma spectrometry 22 DDoo - implement the process Sampling from a chosen region Preparation of the samples for analysis ndash mechanical

chemical radiochemical procedures Measurement of the samples - λ- β- and γ-spectrometry X-ray fluorescent analysis Measurements of Radon

15

Figure 4 INRNE area ndash total beta activity in aerosols 3 CChheecckk - monitor and measure processes Analysis of the results Comparison to a reference areas - BEO Mussala INRNE site

Figure 5 INRNE site ndash total beta activity in solis

16

8 Action - Actions necessary to improve the situation Proposal for remediation and recultivation measures Program for recultivation in collaboration with Forest Institute - four approaches

varying depending on the pollution level and finances available

9 Literature [1] Standard ISO 9001- 2000 [2] Claude Still David 1995 ldquoSolid Standards for Quality Control in Radiochemical

Analysisrdquo RadioactivityampRadiochemistry v6 No 2 pp 28-39 [3] The Environmental Behaviour of Radium Volume 1 Technical Report Series

No 310 IAEA Vienna 1990 [4] Standard ANSI-C998-83

SADRŽAJ

OSIGURANJE KVALITETA U MERENJU RADIOAKTIVNOSTI

Lidia Kinova

Institut za nuklearna istraživanje i nuklearnu energiju Bugarska akademija nauka Sofija Bugarska likinovainrnebasbg

U radu su prikazani osnovni principi QA primenjeni na analitičku laboratoriju naročito najvažnija pitanja koja se tiču upravljanja opremom i materijalima rukovanja zapisima i analizom uzorakaPrimena principa QA je prikazana na primeru projekta za procenu radioekološkog statusa područja oko rudnika uranijuma Plan rada je izveden primenom Deming cycle pristupa Plan-Do-Check-Act (PDCA)

17

UTICAJ DUGOGODIŠNJEG ĐUBRENJA NA RADIOAKTIVNOST ZEMLJIŠTA

Mirko GRUBIŠIĆ1 Dragi STEVANOVIĆ2 Mirjana STOJANOVIĆ1 Vedrana VULETIĆ3 Gordana PANTELIĆ3

1) ITNMS Beograd Srbija E-mail mgrubisicitnmsacyu 2) Poljoprivredni Fakultet Zemun Srbija E-mail dragiagrifacultybgacyu

3) Inst za medicinu rada i radiološku zaštitu Beograd Srbija

SADRŽAJ U radu su prikazani rezultati kontaminiranosti smonice usled 35-godišnjeg

kontinuiranog unošenja mineralnih đubriva u monokulturi pšenice i kukuruza Izvori kontaminenata su prirodni apatiti koji se koriste kao izvor fosfora iz kojih se nije tehnološkim procesom izvršilo izdvajanje urana i pratećih toksičnih metala Kao kontrola izvršeno je određivanje aktivnosti radionuklida u zemljištu na oglednoj varijanti gde nije bilo đubrenja tokom izvođenja ogleda i to za obe kulture posebno Na osnovu toga nije dat akcenat samo hroničnog zagađivanja zemljišta radionuklidima primenom mineralnih đubriva već i transport u sistemu zemljište-biljka Na osnovu merenja aktivnosti 40K 137Cs 238U 235U 226Ra 232Th 212Pb utvrđene su razlike u koncentraciji aktivnosti radionuklida uranovog niza između uzoraka smonice neđubrenih i đubrenih u dužem vremenskom periodu

1 Uvod Zemljište kao značajna i nezaobilazna karika u lancu kruženja materije i energije u

prirodi svakodnevno je izloženo kontaminaciji a posebno zemljišta koja se koriste u intenzivnoj poljoprivrednoj proizvodnji Tehnološki procesi koji se danas primenjuju u proizvodnji fosfornih đubriva iz fosfatnih ruda apatita i fosforita ne omogućavaju izdvajanje radionuklida-posebno urana Preko 90 urana iz fosfatnih ruda ostaje u finalnim proizvodima-mineralnim đubrivima U Svetu se godišnje preradi oko 135 miliona tona fosfatnih ruda i procenjuje se da se godišnje može uneti oko 21000 t urana u zemljištima preko mineralnih đubriva (Dangić 1995) Na osnovu podataka da se u Srbiji godišnje na njive unese oko 1500 t veštaćkih đubriva na bazi fosfora procenjuje se da se sa tim količinama unese u životnu sredinu oko 210 t urana odnosno do 30 g urana po hektaru Treba istaći da 1000000 tona fosforita sa prosečnim sadržajem urana od 150 ppm koliko se prosečno nalazi u rudama sadrži 150 t urana ili 50 Tbg radioaktivnosti (Donne 1999 Popović et al 2001) U raspadu celog niza 238U emituje se oko 50 intenzivnijih karakterističnih gama-linija pomoću kojih se u principu mogu dobiti podaci o aktivnostima članova niza Analizom uzoraka iz površinskog horizonta zemljišta Morow placeva (Jones R1992) iz kontinualne proizvodnje kukuruza sa i bez tretmana superfosfatima u periodu od 82 god (1904-1985) zabeleženo je povećanje sadržaja urana u tretiranim zemljištima superfosfatima u proseku za 074 mgkg ili 26 u odnosu na netretirano zemljište

18

2 Materijal i metode rada Uzorci beskarbonatne smonice prikupljeni su na imanju Centra za poljoprivredna i

tehnološka istraživanja u Zaječaru Istočna Srbija nakon 35-godišnjeg monokulturnog ogleda pod pšenicom i kukuruzom u varijanti bez i sa definisanom dozom mineralnih đubriva i to u količini od 160 kg N 80 kg P2O5 i 80 kg K2O po ha godišnje Iz otvorenih zemljišnih poluprofila uzeti su kontinuirano uzorci zemljišta u poremećenom-prirodnom sklopu za hemijske i radiološke analize (0-10 10-20 20-40 cm)

3 Rezultati i diskusija Za radioekologiju poseban interes predstavlja poznavanje fizičko-hemijskih parametara

zemljišta (kapacitet adsorpcije sadržaj razmenljivih katjona mineraloški i mehanički sastav pH vrednost sadržaj organske materije) koji utiču na migraciju radionuklida Ispitivana smonica po mehaničkom sastavu i klasifikaciji po Wiegner-u pripada srednjim glinušama a preovlađujuće frakcije koloidne gline (lt 0001 mm) ima preko 60 duž celog profila Sadržaj koloidne gline posebno minerala iz montmorionitske grupe tj čestica manjih od 0001 mm ima preko 40 Na osnovu mehaničkog i mineraloškog sastava zemljišta smanjena je dostupnost radionuklida biljkama

Posmatrano sa pedoekološkog aspekta razlike između kultura pšenice i kukuruza kao i sistema đubrenja neđubreno-đubreno u hemijskim osobinama smonice prilično su izražene pre svega u najaktivnijem delu Ah horizonta (0-20 cm) a i nešto dublje Aktivna kiselost smonice pod kukuruzom (pH u H2O) manja je u svim oglednim varijantama (neđubreno đubreno) i definisanim dubinskim zonama u odnosu na ogledne parcele smonice pod pšenicom Dugogodišnje koriščenje mineralnih đubriva uticalo je da se adsorptivni kompleks promeni pogorša posebno u Ahp-horizontu Visok stepen uniformnosti zasićenosti adsorbovanim bazama kakvim se karakteriše ovo zemljište (gt 85 ) značajno se smanjio unošenjem mineralnih đubriva Veća količina formirane biomase u varijantama đubrenja uticalo je da se sadržaj humusa poveća pre svega pod kulturom pšenice sa 277 na 346 u Ahp horizontu 0-10 cm i sa 259 na 311 na dubini 10-20 cm Ukupna količina mineralnih đubriva unešena u smonicu u toku 35-godišnjeg gajenja navedenih kultura iznosila je 5600 kg N 2800 kg P2O5 i 2800 kg K2O Stoga kao glavni antropogeni izvor unošenja urana i ostalih radionuklida kao i drugih kontaminenta u zemljište bila je primena fosfornih mineralnih đubriva Na osnovu unete količine fosfornih đubriva i na osnovu prosečnog sadržaja urana smatra se da je u toku navedenog perioda unešeno oko 420 g uran po hektaru

Ne ulazeći u detaljnu analizu dobijenih podataka (Tab 1) može se zapaziti da nisu utvrđene značajnije razlike u koncentraciji aktivnosti radionuklida uranovog niza između uzoraka smonice neđubrenih i đubrenih u dužem vremenskom periodu međutim zapaženo je blago povećanje prisustva U-238 Povećanje prisutnosti U-238 zabeleženo je u obe tretirane kulture orničnog Ahp-horizonta smonice (0-20 cm) gde je i izvršeno zaoravanje mineralnih đubriva i to za 5-6 Bqkg pod pšenicom i 15-21 Bqkg pod kukuruzom Novonastale razlike u prisutnosti U-238 nastale su zbog različitosti korenovog sistema kao i njegove energije adsorpcije Poljoprivredne kulture koje imaju plitak koren apsorbuju više od biljaka sa dubljim korenom koje praktično ne apsorbuju radionuklide iz površinskih slojeva Objašnjenje ove pojave leži u činjenici da se najveći deo oko 85 radioaktivnih čestica zadržava u površinskom sloju do 5 cm dubine (Đurić i Popović 1994) Navedeno

19

povećanje koncentracije aktivnosti U-238 je u granicama dozvoljenih jer su maksimalne vrednosti manje od 90 Bqkg (Graf 1)

Tabela 1 - Gamaspektrometrijska analiza smonice (Bqkg)

Tret

man

Dub

ina

(cm

) 40K 137Cs 238U 235U 226Ra 232Th 212Pb

P Š E N I C A

O 0-10 542 plusmn 18 181plusmn07 56 plusmn 15 25 plusmn 04 54 plusmn 7 56 plusmn 3 56 plusmn 3 10-20 532 plusmn 17 156plusmn07 68 plusmn 18 25 plusmn 04 54 plusmn 7 56 plusmn 2 55 plusmn 3

1 0-10 507 plusmn 17 186plusmn09 62 plusmn 22 26 plusmn 03 57 plusmn 7 54 plusmn 2 55 plusmn 3 10-20 535 plusmn 17 183plusmn07 73 plusmn 19 29 plusmn 04 62 plusmn 7 57 plusmn 2 58 plusmn 4 20-40 535 plusmn 18 42 plusmn 04 62 plusmn 22 24 plusmn 04 52 plusmn 7 56 plusmn 3 57 plusmn 4

K U K U R U Z



O-bez đubrenja 1-jako đubrenje Jones Robert (1992) analizirao je uzorke površinskog sloja zemljišta (do 17 cm dubine)

sa Morow placeva najstarijih kontinualno korišćenih agronomski eksperimentalnih placeva

Uzorci zemljišta su bili iz kontinualne proizvodnje kukuruza sa i bez tretmana supefosfatima u periodu između 1904ndash1985 godine Dobijeni rezultati pokazuju da se sadržaj urana u netretiranom zemljištu nije znatno menjao i kretao se od 236ndash355 mgkg što u proseku iznosi 304 mg Ukg dok je sadržaj urana u placevima tretiranim superfosfatima bio promenljiv i kretao se od 285ndash316 mgkg što u proseku iznosi 378 mg Ukg Jones zaključuje da je u periodu od 82 godine došlo do povećanja sadržaja urana u zemljištima tretiranim superfosfatima u proseku za 074 mgkg ili 26 u odnosu na netretirano zemljište

40

60

80

100

0-10 10--20 20-40Dubina (cm )

238

U (B

qkg

)

PsenicaKukuruz

40

60

80

100

0-10 10--20 20-40Dubina (cm )

226

Ra

(Bq

kg)

PsenicaKukuruz

500

550

0-10 10--20 20-40Dubina (cm)

(Bq

kg) Psenica

Kukuruz

Graf ndash 1 Sadržaj 238U 226Ra i 40K u smonice pod pšenicom i kukuruzom

Narušenost prirodne ravnoteže i mogućnosti njegovog naknadnog unošenja u zemljište najbolje nam prikazuje geohemijski odnos urana (238U) i radijuma (226Ra) Navedeni

20

geohemijski odnos (URa) posebno je narušen pod kulturom kukuruza u odnosu neđubrena-đubrena varijanta i to u drugoj dubinskoj zoni Ah-horizonta (10-20 cm) sa 1259 na 1508

Pored toga što su radionuklidi u zemljištu čvrsto vezani korenov sistem biljaka može da ih usvaja Intenzitet usvajanja zavisi od biljne vrste (osobina korenovog sistema njegove građe životne aktivnosti i dr) procesa adsorpcije desorpcije i zamene na površini zemljišnih čestica vrste radionuklida i drugih ekoloških i unutrašnjih činilaca koji utiču na usvajanje jona od biljaka (Stojanović M 2000)

Različit afinitet biljnih zajednica za usvajanje pojedinih hranljivih ili drugih elemenata prisutnih u zemljištu najbolje se može videti iz dinamike usvajanje radioaktivnog kalijuma-K-40 Početne kontrolne vrednosti aktivnosti radioaktivnog kalijuma-40 bile su 532-542 Bqkg za ornični humusno-akumulativni horizont smonice (netretirana varijanta) dok je u varijanti gde je unošeno mineralno đubrivo povećalo do maksimalnih 557 Bqkg i to pod kukuruzom Vrednosti aktivnosti radioaktivnog kalijuma-40 u smonici pod đubrenom varijantom pšenice sa dubinom rastu od 507 Bqkg (0-10 cm) na 535 Bqkg (20-40 cm) dok pod kulturom kukuruzom vrednosti sa dubinom opadaju sa 552 na 507 Bqkg (Graf 1) Kultura kukuruza sa svojim korenovim sistemom koji se prostire u nešto dubljim slojevima od pšenice pokazala je veći afinitet za usvajanje radionuklida kalijuma

4 Zaključci Kontinuiranom 35-godišnjom upotrebom mineralnih đubriva došlo je do povećanja

prisutnosti radionuklida u orničnom Ahp-horizontu zemljišta posebno na oglednim parcelama pod kukuruzom Sadržaj 238-U u neđubrenim varijantama Ahp-horizonta smonice kreće se od 56-68 Bqkg dok je u đubrenim varijantama prisutno povećanje i to za 5-6 Bqkg pod pšenicom i 15-21 Bqkg pod kukuruzom

5 Literatura [1] Dangić A (1995) Geohemijski procesi u prirodi i radionuklidi Jonizujuća zračenja u

prirodi (monografija) JDZZ pp 41-56 Beograd [2] Donne J(1999) The DU Case wwwmitohprojorg [3] Popović D Đurić G Todorović D (2001) Posible impacts of Depleted uranium (DO)

Akumulation on health and Environmental Danubius no 1-2 [4] Jones LR (1992) Uranium and phosphorous contents in morrow plot soil over 82

years CommunSoil Sci Plant Anal23 67-73 [5] Đurić G i Popović D (1994) Radioaktivno zagađenje biljaka Ecologica I 19-23 [6] Stojanović Mirjana (1995) Utvrđivanje zavisnosti između sadržaja fosfora i urana u

različitim zemljištima Srbije Doktorska disertacija

21

ABSTRACT

INFLUENCE OF THE LONG-TERM FERTILIZING ON RADIOACTIVITY SOILS

Mirko GRUBISIC1 Dragi STEVANOVIC2 Mirjana STOJANOVIC1 Vedrana VULETIC3 Gordana PANTELIC3

1) ITNMS Belgrade Serbia E-mail mgrubisicitnmsacyu 2) Faculty of Agriculture Zemun Serbia E-mail dragiagrifacultybgacyu

3) Institute of Occupational and Radiological Health Belgrade Serbia

Researching in this work need to give the answer in which degree application the mineral fertilizers especially phosphate contribute to the contamination of a soil because of long-term continually fertilizing (35 years) and differences of adopting from the corn culture and wheat nursing in monoculture Like control it is made measuring activity of radionucleides of a soil on experimental variety where wasnt fertilizing during the making the experiment separately for both cultures Based on that it is given accent only on hronic contamination of a soil by radionucleides by application mineral fertilizers at once and transport in the sistem of soil of different biocenosys Based on measuring activity 40K 137Cs 238U 235U 226Ra 232Th 212Pb it is fortified differences in concentration of the activity of radionucleides of uranium row between the samples of smonica fertilized and non-fertilized in the longer period

22

23

ПРАЋЕЊЕ АКТИВНОСТИ 137CS И 90SR У ЗЕМЉИШТУ

НА ТЕРИТИРИЈИ БЕOГРАДА ОД 2003 ДО 2006 ГОДИНЕ

Маја ЕРЕМИЋ-САВКОВИЋ Ведрана ВУЛЕТИЋ Гордана ПАНТЕЛИЋ Љиљана ЈАВОРИНА Ирена ТАНАСКОВИЋ

Институт за медицину рада и радиолошку заштиту Беград Србија Email mesavkovicyahoocom

САДРЖАЈ У раду је приказано мерење активности 137Cs и 90Sr од 2003 до 2006године у

необрадивом и обрадивом земљишту града Београда на локацијама предвиђеним мониторинг програмом који спроводи одељење Радиоекологије Института за медицину рада и радиолошку заштиту у Београду 12 Циљ ове контроле је мерење активности ових токсичних радионуклида као и праћење њихове миграција кроз слојеве земљишта које је основна средина за даљу миграцију наведених радиониклида у биљке За мерење активности 137Cs коришћена је гамаспектрометријска метода док се активност 90Sr одређивала радиохемијском методом а затим су узорци мерени на алфа-бета бројачу

Приказани резултати активности 137Cs указују нам на тренд сталног опадања у горњим слојевима обрадивог земљишта као последица његовог растварања и транспорта у ниже слојеве Слично закључујемо и о миграцији 90Sr где су максималне активности за период 2003-2006 година нађене управо у најдубљим слојевима обрадивог земљита

1 Увод Загађeњe биосфере радионуклидима у највећој мери су допринеле атмосферске

нуклеарне експлозије Значајан део фисионих продуката доспео је у стратосферу где се транспортује на велике удаљености Таложење радионуклида из стратосфере представља значајан извор глобалне контаминације земљишта Најважнији радинуклиди из овог извора су 137Cs и 90Sr

Радиоактивни изотоп 137Cs доспео је у животну средину путем падавина након нуклеарних проба шездесетих година и након нуклеарног акцидента у Чернобиљу 1986 године Хемијска сличност са калијумом објашњава високу покретљивост цезијума у биолошким системима Због дугог времена полураспада 137Cs (30 година) прати се његова активност у свим узорцима животне срeдине3

Стронцијум је земноалкални метал чија је распрострањеност 0008 од целокупног броја атома у земљиној кориСа открићем фисије и након првих нуклеарних експеримената (1945) стронцијум се појављује у животној средини у једној новој форми као радиоактивни изотоп 90Sr 90Sr формира се у процесу фисије из језгара тешких елемената 235U 239Pu 233U 232Th и 238U4

Радиониклиди на површину Земље доспевају првенствено у виду чврстих честица или са падавинама у раствореном или нерастворном стању Радионуклиди који на површину Земље доспевају у виду чврстих честица механички се задржавају на њеној површини Они који су растворени у падавинама процесом филтрације улазе у земљиште и највећим делом се вежу у површинском слоју Радинуклиди 137Cs и 90Sr доспевају на земљу у облику растворљивом у води Након контаминације земљине

24

површине утврђено је да се укупне количине 90Sr у слоју земљишта 0-5cm вежу од 70 до 93 (у просеку 85) од 5-10cm 12 а од 10-25cm 3 Ови подаци нам говоре да се 90Sr у горњим слојевима земљишта брзо везује и да вероватно не подлеже значајнијем испирању

137Cs се разменом јона везује у површинском слоју земљишта слично 90Sr На основу резултата многобројних истраживања може се закључити да миграција

радионуклида у земљишту зависи од бројних еколошких чинилаца посебно особина земљишта као што су физичко-хемијска својства (садржај органске материје особине адсорптивног комплекса вредност pH минеролошког састава и др) структура (механички састав порозност) водни режим (садржај воде ниво подземне воде) агротехничке мере (обрада ђубрење) и сл 5

2 Метода мерења Испитивање активности узорака земљишта на територији града Београда врши се

на следећим локацијама Дунавац Јабучки рит Зелено брдо Лазаревац и Обреновац Узорци земљишта се

прикупљају у слојевима од 0-5cm 5-10cm 10-15cm код необрадивог земљишта и 0-10cm 10-20cm 20-30cm код обрадивог земљишта

Периоди прикупљања су пролеће и јесен Прикупљени узорци земљишта се чисте од биљног материјала и камења Суше се на температури 1050-1100С до константне тежине 24-48 сати Након тога узорци се мељу просејавају и преносе у посуду за ме-рење За гамаспектрометријско мерење на овај начин припремљен узорак ставља се у маринели посуду херметички затвара и наредних 30 дана узорак је у равнотежи неопходној за процену активност 238U и 226Ra Гамаспектрометријском методом мери се активност 137Cs на основу његове гама линије на 66166keV Гамаспектрометријска мерења врше се на чистом германијумском детектору фирме EGampG ORTEC који је повезан са вишеканалним анализатором (8192 канала) истог произвођача и са истом одговарајућом рачунарском опремом Енергетска калибрација као и калибрација ефикасности детектора обавља се помоћу радиоактивног стандарда фирме Amersham Време мерења једног узорка је 60000 s до 100000 s а основно зрачење се мери 250000 s

Радиохемијска метода одвајања 90Sr заснива се на оксалатном издвајању Ca и Sr жарењу до оксида и коришчењу алуминијума као повлачивач за 90Y Равнотежа се успоставља за 18 дана након чега се 90Y издваја на повлачивачу Al(OH)3 који се затим жари до оксида Овако припремљен узорак мери се на аутоматском алфа-бета бројачу са ниским фоном PIC-WPC-9550 Релативна грешка припреме узорка и мерења је 10

3 Резултати и дискусија Табеларно су приказане средње годишње вредности 137Cs за сваку годину у

необрадивом земљишту (табела 1) и обрадивом земљишту (табела 2) Узорци земљишта су рангирани и по дубинама са којих се узимају

У необрадивом земљишту (табела 1) активност 137Cs не разликује се битно по дубинама (0-5cm 5-10cm 10-15cm) на истим локацијама у једној години мерења Упоредивши активности у периоду 2003-2006 година на истој локацији можемо закључити да нема знатних одступања Ово објашњавамо врло спором миграцијом

25

овог радиониклида по слојевима земљишта На локацијама Зелено брдо и Лазаревац измерене су активности које су од пет до десет пута веће од неког просека активности са других локација (Дунавца Јабучког Рита и Обреновца) Тако повећане активности 137Cs последица су стратосферских спирања депонованих преко падавина на земљиште

Табела 1 Специфичне активности 137Cs у необрадивом земљишту на територији Београда у периоду 2003-2006година

Дубина Локација Година 2003 2004 2005 2006

0

-5cm

Дунавац 112 plusmn 05 113 plusmn 06 134 plusmn 06 57 plusmn 04 Јабучки Рит 106 plusmn 06 120 plusmn 05 62 plusmn 04 68 plusmn 04 Зелено брдо 443 plusmn 13 485 plusmn 20 897 plusmn 25 719 plusmn 23 Лазаревац 107 plusmn 30 536 plusmn 20 386 plusmn 14 440 plusmn 15 Обреновац 23 plusmn 10 159 plusmn 07 402 plusmn 16 343 plusmn 14

5

-10c

m

Дунавац 133 plusmn 06 138 plusmn 06 125 plusmn 05 47 plusmn 04 Јабучки Рит 104 plusmn 05 110 plusmn 06 80 plusmn 06 291 plusmn 10 Зелено брдо 505 plusmn 15 490 plusmn 18 609 plusmn 23 617 plusmn 22 Лазаревац 971 plusmn 30 570 plusmn 19 392 plusmn 15 470 plusmn 18 Обрeновац 202 plusmn 10 174 plusmn 07 348 plusmn 12 392 plusmn 16

10-

15cm


Слична констатација о активности 137Cs од 2003 до 2006 године може се навести

и за обрадиво земљиште на територији града Београда приказано у табели 2 Активност 137Cs у Лазаревцу је неколико пута већа него на другим локацијама На локацији Зелено брдо активност 137Cs је од 2004 године више пута повећана Узрок повећане активности објашњавамо променом места узорковања Локација Зелено брдо је прилично насељена и неприступачна за обрађивање

26

Табела 2 Специфичне активности 137Cs у обрадивом земљишту на територији Београда у периоду 2003-2006година


0-10

cm Дунавац 85 plusmn 05 72 plusmn 04 84 plusmn 05 65 plusmn 04

Јабучки Рит 75 plusmn 05 82 plusmn 05 59 plusmn 05 52 plusmn 04 Зелено брдо 56 plusmn 04 492 plusmn 19 562 plusmn 05 376 plusmn 13 Лазаревац 740 plusmn 30 713 plusmn 21 494 plusmn 19 300 plusmn 16 Обреновац 250 plusmn 15 483 plusmn 15 581 plusmn 15 359 plusmn 15

10-2

0cm


2

0-30


Јабучки Рит 79 plusmn 05 73 plusmn 04 62 plusmn 05 49 plusmn 04 Зелено брдо 50 plusmn 04 459 plusmn 14 521 plusmn 04 392 plusmn 13 Лазаревац 812 plusmn 24 763 plusmn 29 421 plusmn 18 218 plusmn 09 Обрeновац 255 plusmn 13 510 plusmn 15 359 plusmn 15 367 plusmn 12

Специфична активност 90Sr дата је на графику 1 за необрадиво и графику 2 за

обрадиво земљиште Резултати су дати за одређене локације на територији Београда у средњим годишњим активностима (период 2003-2006година) а по дубинама са којих се узорковало

График 1 Специфичне активности 90Sr ( средње годишње вредности од 2003до 2006 године) у необрадивом земљишту на територији Београда

0

01

02

03

04

05

06

07

08

Акти

внос

т (B

qkg

)

Дунавац Јабучки рит Зелено брдо Лазаревац Обреновац

0-5цм 5-10цм 10-15цм

27

Максимална активност 90Sr у необрадивом земљишту забележена је на Зеленом брду и то на дубини од 10-15cm У обрадивом земљишту (график 2) максимална активност 90Sr измерена је на локацији Обреновца на дубини од 20-30cm Према приказаним резултатима можемо закључити да је 90Sr мигрирао у дубље слојеве нарочито у обрадивом земљишту које подлеже честим годишњим мешањем слојева

График 2 Специфичне активности 90Sr ( средње годишње вредности од 2003до 2006 године) у обрадивом земљишту на територији Београда

ЗАКЉУЧАК Спровођењем мониторинг програма земљишта на територији града Београда на

локацијама Дунавац Јабучки рит Зелено брдо Лазаревац и Обреновац континуирано се прати активност вештачких радионуклида 137Cs и 90Sr У периоду од 2003 до 2006године у необрадивом и обрадивом земљишту предходно наведених локација уочен је тренд сталног опадања активности ових радионуклида и истовремено његова врло спора миграција ка дубљим слојевима земљишта нарочито забележених у обрадивом земљишту У свим узорцима земљишта праћена је и активност природних радионуклида а у складу са мониториг програмом и законским прописима који се спроводи у нашој земљи

4 Литература [1] Radionuclide transformations ICRP Publication 38 Oxford 1983 [2] Правилник о границама радиоактивне контаминације животне средине и о

начину спровођења деконтаминације Сл Лист СРЈ бр9 1999 [3] Пантелић Г Еремић-Савковић М Вулетић В Испитивање земљишта у оквиру

програма мониторинга радиоактивности животне средине у Србији Контаминација земљишта Србије радионуклеидима и могућност њихове ремедијације монографија уредникедитор др Мирјана Стојановић ИТНМС Београд 2006 141-164

[4] Брновић Р Стронцијум 90 у животној средини магистарски рад 1972

0

01

02

03

04

05

06

07

08

09

Акт

ивно

ст (B

qkg

)


0-10цм 10-20цм 20-30цм

28

[5] ПСекулић РКастори ВХаџић Заштита земљишта од деградације Нови Сад 2003 179-182

ABSTRACT

SPECIFIC ACTIVITY 137Cs AND 90Sr IN BELGRADE SOIL FOR PERIOD 2003-2006

Maja EREMIC-SAVKOVIC Vedrana VULETIC Gordana PANTELIC Ljiljana JAVORINA Irena TANSKOVIC

Institute for Occupational and Radiological Health Deligradska 29 Belgrade Email mesavkovicyahoocom

This paper presents results of radioactivity control 137Cs and 90Sr in the soil

(uncultivated and cultivated) during the period 2003-2006 in Belgrade Samples were collected from these locations Dunavac Jabucki rit Zeleno brdo Lazarevac and Obrenovac 137Cs activity was determined by gamma-spectromety measurements using HP Ge detector (ORTEC) 90Sr was determined after radiochemistry separations using αβ proportional counter The activity of 137Cs keeps on being lower in the upper layers of cultivated soil that is the result of its decay and transport to deeper layers The similar conclusion is for 90Sr migration In a period 2003-2006 maximum activity for 90Sr we found in deeper layer of cultivated soil

29

RADIOAKTIVNOST ZEMLJIŠTA SEVEROZAPADNOG DELA STARE PLANINE

Milan MOMČILOVIĆ i Snežana DRAGOVIĆ Institut za primenu nuklearne energije - INEP Banatska 31b 11080 Beograd Srbija

mmomcilovicinepcoyu

SADRŽAJ U radu su prikazani rezultati merenja specifične aktivnosti 238U 232Th 40K i 137Cs u

uzorcima zemljišta sakupljenih sa severozapadnog dela Stare planine tokom 2006 godine Specifične aktivnosti su varirale od 151 do 340 Bqkg za 238U od 168 do 446 Bqkg za 232Th od 358 do 765 Bqkg za 40K i od 389 do 587 Bqkg za 137Cs Široki opsezi specifičnih aktivnosti su posledica raznovrsnosti geoloških i ekoloških karakteristika ispitivanog prostora

1 Uvod Od primordijarnih radionuklida prisutnih u zemljištu najveći doprinos ukupnoj

aktivnosti daju članovi radioaktivnih nizova urana (238U) i torijuma (232Th) i radioaktivni izotop kalijuma (40K) [1] Od početka nuklearne ere do danas čovek je svojim delovanjem doveo do oslobađanja izvesne količine antropogenih radionuklida u biosferu od čega se jedan deo zadržao u zemljištu Među antropogenim radionuklidima najznačajniji je 137Cs kako zbog relativno dugog fizičkog vremena poluraspada (30 godina) tako i zbog fiziološke aktivnosti slične kalijumu

Stara planina (Balkan) predstavlja deo Karpatsko-balkanskog planinskog luka U Srbiji se nalazi samo njegov manji zapadni deo Stara planina zauzima krajnji istok naše zemlje uokvirena je na severu Zaječarskom kotlinom sa zapada Timokom sa jugozapada i juga dolinom Nišave i sa istoka granicom sa Bugarskom U pravcu sever - jug pruža se skoro 100 km dok je maksimalna širina u pravcu istok - zapad do 30 km [2]

Stara planina se odlikuje velikom raznovrsnošću geološke podloge kao i oblastima u kojima se javlja mineralizacija urana pa otuda i povećan interes za njenim proučavanjem [3] U ovom radu su prikazani rezultati merenja specifične aktivnosti radionuklida 238U 232Th 40K i 137Cs u uzorcima zemljišta sakupljenih sa severozapadnog dela Stare planine

2 Materijal i metode Uzorci neobradivog zemljišta su sakupljeni sa 36 lokacija u severnom delu Stare planine

tokom 2006 godine Zemljište je uzorkovano do dubine od 10 cm Nakon sušenja i homogenizacije uzorci su hermetički zatvarani u Marineli posudama zapremine 500 mL i mereni posle četiri nedelje koliko je potrebno za uspostavljanje radioaktivne ravnoteže među članovima niza

Uzorci su analizirani gamaspektrometrijskom metodom na poluprovodničkom HPGe detektoru ORTEC-AMETEK relativne efikasnosti 34 i rezolucije 172 keV za 60Co na 133 MeV Vreme merenja je iznosilo 60 ks a masa uzoraka oko 05 kg Aktivnost 238U određivana je na osnovu linija 214Bi na energijama od 6093 11203 i 17645 keV a aktivnost 232Th na osnovu linija 228Ac na energijama od 3384 9111 i 9689 keV Aktivnosti 40K i 137Cs su određivane na osnovu njihovih linija na 14608 i 6617 keV respektivno Za analizu spektara korišćen je softverski paket Gamma Vision 32 [4] Dobijeni rezultati su statistički obrađeni korišćenjem softverskog paketa SPSS 100 for Windows [5]

30

3 Rezultati i diskusija Specifične aktivnosti 238U 232Th 40K i 137Cs su prikazane u tabeli 1

Tabela 1 Specifične aktivnosti 238U 232Th 40K i 137Cs u uzorcima zemljišta sakupljenih sa severozapadnog dela Stare planine 2006 godine

Redni broj uzorka

Specifična aktivnost (Bqkg) 238U 232Th 40K 137Cs

1 639 plusmn 21 307 plusmn 12 578 plusmn 18 300 plusmn 09 2 499 plusmn 17 233 plusmn 09 544 plusmn 17 236 plusmn 08 3 340 plusmn 12 255 plusmn 10 666 plusmn 20 154 plusmn 05 4 198 plusmn 09 409 plusmn 15 616 plusmn 19 116 plusmn 04 5 175 plusmn 07 221 plusmn 09 548 plusmn 18 635 plusmn 022 6 151 plusmn 07 168 plusmn 08 603 plusmn 18 133 plusmn 05 7 158 plusmn 07 285 plusmn 11 484 plusmn 15 127 plusmn 04 8 168 plusmn 07 294 plusmn 11 503 plusmn 16 111 plusmn 04 9 154 plusmn 07 272 plusmn 11 479 plusmn 15 144 plusmn 05 10 232 plusmn 09 324 plusmn 12 445 plusmn 14 319 plusmn 10 11 238 plusmn 09 333 plusmn 13 418 plusmn 13 409 plusmn 13 12 228 plusmn 09 289 plusmn 11 392 plusmn 12 302 plusmn 09 13 290 plusmn 10 406 plusmn 14 611 plusmn 19 160 plusmn 05 14 296 plusmn 11 446 plusmn 15 694 plusmn 21 157 plusmn 05 15 264 plusmn 10 301 plusmn 11 468 plusmn 14 227 plusmn 07 16 310 plusmn 11 337 plusmn 13 510 plusmn 16 353 plusmn 11 17 273 plusmn 10 298 plusmn 11 460 plusmn 14 242 plusmn 08 18 220 plusmn 09 304 plusmn 12 765 plusmn 23 213 plusmn 07 19 212 plusmn 09 300 plusmn 12 737 plusmn 22 229 plusmn 07 20 239 plusmn 10 325 plusmn 14 725 plusmn 22 258 plusmn 09 21 188 plusmn 08 265 plusmn 10 358 plusmn 11 244 plusmn 08 22 189 plusmn 17 252 plusmn 10 398 plusmn 13 739 plusmn 026 23 158 plusmn 07 228 plusmn 09 411 plusmn 13 118 plusmn 04 24 224 plusmn 08 249 plusmn 10 575 plusmn 18 790 plusmn 026 25 218 plusmn 08 241 plusmn 09 569 plusmn 17 920 plusmn 030 26 187 plusmn 08 207 plusmn 08 525 plusmn 16 389 plusmn 015 27 331 plusmn 12 277 plusmn 11 360 plusmn 12 275 plusmn 09 28 272 plusmn 10 402 plusmn 14 554 plusmn 17 494 plusmn 15 29 280 plusmn 11 393 plusmn 14 609 plusmn 19 321 plusmn 10 30 269 plusmn 10 414 plusmn 15 595 plusmn 18 247 plusmn 08 31 222 plusmn 09 300 plusmn 11 603 plusmn 18 587 plusmn 18 32 271 plusmn 10 306 plusmn 11 522 plusmn 16 171 plusmn 06 33 267 plusmn 10 287 plusmn 11 533 plusmn 16 368 plusmn 11 34 159 plusmn 07 180 plusmn 08 653 plusmn 20 215 plusmn 07 35 156 plusmn 07 195 plusmn 08 701 plusmn 21 218 plusmn 07 36 178 plusmn 07 213 plusmn 09 666 plusmn 20 206 plusmn 07

31

Deskriptivna statistika data je u tabeli 2 Iz statistike su isključeni rezultati dobijeni za

uzorke 1 i 2 s obzirom da vrednosti specifičnih aktivnosti 238U kod ovih uzoraka značajno odstupaju od vrednosti dobijenih za ostale uzorke

Specifične aktivnosti prirodnih radionuklida varirale su u opsegu od 151 do 340 Bqkg za 238U od 168 do 446 Bqkg za 232Th i od 358 do 765 Bqkg za 40K Dosta široki opsezi specifičnih aktivnosti su posledica raznovrsnosti geološke podloge i tipova zemljišta koji se javljaju u ovom delu Stare planine Geologija ispitivanog prostora se karakteriše granitoidnim masivima između kojih se prostiru različite vrste sedimenata [3] Izračunate srednje vrednosti su 227 Bqkg za 238U 293 Bqkg za 232Th i 552 Bqkg za 40K

Tabela 2 Deskriptivna statistika specifičnih aktivnosti 238U 232Th 40K i 137Cs u analiziranim uzorcima zemljišta

Parametar Specifična aktivnost (Bqkg) 238U 232Th 40K 137Cs

Opseg 189 278 407 548 Minimum 151 168 358 389 Maksimum 340 446 765 587 Srednja vrednost 227 293 552 220 Standardna

devijacija 544 702 112 123

Medijana 223 292 551 214 Mod 158 300 603 389 Koeficijent

asimetrije 0305 0386 0044 1058

Koeficijent zaobljenosti

-0888

-0295

-0827

1340

Raspodela normalna

normalna

normalna

normalna

Svetski prosek specifičnih aktivnosti analiziranih radionuklida objavljen od strane

UNSCEAR (2000) iznosi 35 30 i 400 Bqkg za 238U 232Th i 40K respektivno [1] Specifična aktivnost 238U analiziranih zemljišta niža je od svetskog proseka specifična aktivnost 232Th je na nivou svetskog proseka a specifična aktivnost 40K značajno iznad svetskog proseka Trebalo bi imati u vidu da se ovde radi o preliminarnom istraživanju i da će pouzdanija procena radijacionog rizika biti moguća tek posle obimnijih istraživanja ovog prostora koja su u toku U dostupnoj literaturi nisu pronađeni podaci o sadržaju 238U 232Th i 40K u zemljištu ovog dela Stare planine [3 6]

Antropogeni radionuklid 137Cs deponovan je u zemljištu Stare planine prvenstveno usled padavina nakon akcidenta u nuklearnoj elektrani u Černobilju 26 aprila 1986 U analiziranim uzorcima zemljišta specifična aktivnost 137Cs je varirala u opsegu između 389 i 587 Bqkg sa srednjom vrednošću od 220 Bqkg U šumskim zemljištima bugarskog dela Stare planine prema merenjima iz 2005 godine specifična aktivnost 137Cs se kretala u opsegu između 11 i 2543 Bqkg [7] Usvajanje i migracija 137Cs u zemljištu u velikoj meri zavisi od fizičkohemijskih karakteristika samog zemljišta kao i od tipa vegetacije [8] Širok

32

opseg izmerenih specifičnih aktivnosti je posledica varijabilnosti navedenih parametara u zemljištima ispitivanog prostora

4 Literatura [1] United Nations Scientific Commitee on the Effects of Atomic Radiation (UNSCEAR)

Sources and effects of ionizing radiation Report to General Assembly with Scientific Annexes New York 2000 United Nations

[2] M Dimitrijević Geologija Jugoslavije Beograd 1995 Geoinstitut [3] J Kovačević Metalogenija rejona Stare planine doktorska disertacija Beograd 2006

Rudarsko-geološki fakultet [4] Gamma Vision 32 Gamma-Ray Spectrum Analysis and MCA Emulation Version 53

Oak Ridge 2001 ORTEC [5] SPSS 100 for Windows lthttpwwwspsscomgt [6] D Todorović M Radenković D Popović S Ivanov G Djurić Contents of

radionuclides in the region of Stara Planina In M Todorović D Veselinović eds Proc IV Yugoslav Symposium Chemistry and Environment pp 431-433 Zrenjanin 23-26 September 2001 The Serbian Chemical Society

[7] M Zhiyanski J Bech M Sokolovska E Lucot J Bech P-M Badot Cs-137 distribution in forest floor and surface soil layers from two mountainous regions in Bulgaria J Geochem Explor (2007) doi 101016jgexplo200704010

[8] PL Nimis Radiocesium in plants of forest ecosystems Studia Geobot 15 (1996) 3-49

ABSTRACT

RADIOACTIVITY OF SOILS FROM NORTH-WEST SIDE OF STARA PLANINA MOUNTAIN

Milan MOMČILOVIĆ and Snežana DRAGOVIĆ Institute for Application of Nuclear Energy - INEP Banatska 31b 11080 Belgrade

Serbia mmomcilovicinepcoyu In this paper specific activities of 238U 232Th 40K and 137Cs in soil samples

collected from north-west side of Stara planina in 2006 are presented Specific activities varied between 151 and 340 Bqkg for 238U 168 and 446 Bqkg for 232Th 358 and 765 Bqkg for 40K and 389 and 587 Bqkg for 137Cs The wide ranges of specific activities are influenced by a variety of geological and ecological features of the investigated area

33

PROCENA RADIJACIONOG OPTEREĆENJA MAHOVINA BEOGRADA I OKOLINE

Ana ČUČULOVIĆ Milan MOMČILOVIĆ i Snežana DRAGOVIĆ Institut za primenu nuklearne energije - INEP Banatska 31b 11080 Beograd Srbija

mmomcilovicinepcoyu

SADRŽAJ U radu je prikazana jačina apsorbovane doze 137Cs černobiljskog porekla kao mera

radijacionog opterećenja mahovina sakupljenih na teritoriji grada Beograda i njegove okoline Jačina apsorbovane doze 137Cs u mahovinama sakupljenim 2001 i 2002 godine varirala je od 517x10-2 mGygod do 175x10-2 mGygod a u mahovinama sakupljenim 2007 godine od 526x10-2 mGygod do 463x10-2 mGygod Radijaciono opterećenje ovih vrsta je ispod nivoa koji izaziva promene u reproduktivnom ciklusu biljaka

1 Uvod Radionuklidi prirodni i proizvedeni procesima migracije nakupljanja i eliminacije

dospevaju u zemljište i vodu a preko njih u namirnice biljnog i životinjskog porekla i doprinose ukupnom radijacionom opterećenju ljudi Akcidentom u Černobilju (1986 godine) iz oštećenog reaktora u životnu sredinu su ispuštene značajne koncentracije fisionih produkata [1] Emitovan je i radioaktivni cezijum (137Cs) jedan od potencijalno najopasnijih radionuklida za organizme koji ima dugo vremena poluraspada (302 godine) i pokazuje visok stepen hemijske i ekofiziološke sličnosti sa kalijumom [2]

Organizmi koji se koriste u monitoringu životne sredine moraju biti tolerantni prema zagađujućim supstancijama (radionuklidi pesticidi teški metali) i raspoloživi u bilo kojoj sezoni Usvajanje kontaminanata od strane organizama mora biti nezavisno od lokalnih uslova i na njihovo usvajanje ne bi trebalo da utiču regulišući biološki mehanizmi antagonistički ili sinergistički efekti Kao bioindikatori ili biomonitori koriste se lišajevi mahovine paprat trava kora drveta iglice bora s obzirom na to da koncentracije zagađujućih supstancija u tkivima navedenih organizama daju informacije o stepenu zagađenja ekosistema koji naseljavaju [3] U brojnim studijama ukazano je na prednosti korišćenja mahovina u odnosu na ostale vrste zbog velike moći akumulacije zagađujućih supstancija bez oštećenja organizma ili poremećaja u reproduktivnom ciklusu [4 5]

U cilju zaštite ekosistema odnosno populacije iz životne sredine jedne oblasti neophodna je procena individualnog nivoa kontaminacije vrsta koje čine ekosistem U ovom radu je na osnovu jačine apsorbovane doze 137Cs izvršena procena radijacionog opterećenja mahovina sakupljenih na teritoriji grada Beograda i njegove okoline 15 odnosno 21 godinu posle černobiljskog akcidenta

2 Materijal i metode Uzorci mahovina su sakupljeni 2001 2002 i 2007 godine na teritoriji grada Beograda

i njegove okoline Aktivnost 137Cs je određena gamaspektrometrijskom metodom Merenja su vršena na NaI detektoru efikasnosti 87 i rezolucije 67 za 137Cs na 6616 keV i HPGe detektoru efikasnosti 34 i rezolucije 172 keV za 60Co na 13 MeV Jačina apsorbovane doza izračunata je na osnovu izmerenih specifičnih aktivnosti 137Cs [6] uz pretpostavku da su sve emitovane čestice (gama i beta) apsorbovane u tkivu koje je akumuliralo cezijum

34

3 Rezultati i diskusija Jačina apsorbovane doze 137Cs u mahovinama sakupljenim na teritoriji grada Beograda i

njegove okoline 2001 i 2002 godine prikazane su u tabeli 1

Tabela 1 Jačina apsorbovane doze 137Cs u mahovinama sakupljenim na teritoriji grada Beograda i njegove okoline 2001 i 2002 godine

Vrsta mahovine Lokalitet Jačina aps doze (10-2 mGygod)

Eurhynchium hians (Hedw) Sande Lac Grocka 171

Leskea polycarpa Hedw Avala (podnožje) 309

Orthotrichum disphanum Brid Banjica 234 Tortula muralis Hedw Zemun 172

Grimmia pulvinata (Hedw) Sm Batajnica 323 Hypnum cupressioforme Hedw Kosmaj (vrh) 516

Bryum elegans Necs ex Brid Avala (vrh) 175 Hypnum fertile Sendtn Košutnjak 388

Brachythecium populeum (Hedw) BSampG

Ada Ciganlija 347

Hypnum cupressioforme Hedw Avala 476 Bryum capillare Hedw Vrh Kosmaja 155

Orthotrichum disphanum Brid Banjica 218 Plagiomnium undulatum (Hedw) T

Kop Kosmaj 481

Homalothecium lutescens (Hedw) Robins Kosmaj 338

Ceratodon purpureus (Hedw) Brid Zemun 263 Amblystegium serpens (Hedw)

BSampG Zemun 111

Callicladium haldanianum (Grew) Crum Vinča 517

Homalothecium sericeum (Hedw) BSampG Rakovica 279

Pylaisia polyantha (Hedw) Schimp Topčider 123 Brachitechium rutabulum (Hedw)

BSampG Zvezdara 135

Jačina apsorbovane doze 137Cs u mahovinama sakupljenim 2001 i 2002 godine

varirala je od 517x10-2 mGygod (Vinča) do 175x10-2 mGygod (vrh Avale) Jačina apsorbovane doze 137Cs u mahovinama sakupljenim 2007 godine varirala je od

526x10-2 mGygod (Botanička bašta) do 463x10-2 mGygod (Miljakovačka šuma) (tabela 2) Ilustracije radi navodimo podatak da je u lišajevima sa područja bivše Jugoslavije u II polovini 1986 i početkom 1987 godine izračunata srednja vrednost jačine apsorbovane doze bila 20 mGygod odnosno 39 mGygod [7]

35

Tabela 2 Jačina apsorbovane doze 137Cs u mahovinama sakupljenim na teritoriji grada Beograda i njegove okoline 2007 godine


Eurhynchium praelongum Botanička bašta 526 Hypnum cupressioforme Miljakovačka šuma 463

Eurhynchium praelongum Bežanijska kosa 651 Brachythecium Zemun 100

Eurhynchium praelongum Zvezdara 838 Brachythecium Hajd park 762

Ceratodon purpureus Zemun 591 Brachythecium Zemun 900

Eurhynchium praelongum Rakovica 492 Eurhynchium praelongum Vinča 804 Eurhynchium praelongum Zemunski park 121

Bryum capillare Savski kej (blok 70) 858 Brachythecium Košutnjak 571

Varijabilnost jačine apsorbovane doze ukazuje na različit stepen radijacionog

opterećenja mahovina analiziranih u ovom radu Uočena je zavisnost stepena akumulacije 137Cs od vrste mahovina mesta i podloge nalaženja i nadmorske visine Iako neke vrste mahovina akumuliraju značajne količine ovog radionuklida njihovo radijaciono opterećenje je ispod nivoa koji izaziva promene u reproduktivnom ciklusu biljaka (4 Gygod) [6] Ovo omogućava primenu mahovina kao indikatora zagađenja ekosistema

Za potpuniji uvid u stanje životne sredine potrebno je ispitati procese vertikalne migracije radionuklida i uticaj specifičnih ekoloških karakteristika datog prostora na procese u njemu

4 Literatura [1] Nivoi radioaktivne kontaminacije čovekove sredine i ozračenost stanovništva

Jugoslavije 1986 godine usled havarije nuklearne elektrane u Černobilju Beograd 1987 Savezni komitet za rad zdravstvo i socijalnu zaštitu

[2] RL Kathren Radioactivity in the environment sources distribution and survilance Amsterdam 1984 Harwood Academic Publishers

[3] S Dragović Specifičnosti lokalizacije i distribucije 137Cs u mahovinama magistarska teza Beograd 2002 Fakultet za fizičku hemiju

[4] HG Zechmeister K Grodzińska G Szarek-Łukaszewska Bryophytes In BA Markert AM Breure and HG Zechmeister eds Bioindicators and Biomonitors pp 329-375 London 2003 Elsevier

[5] S Dragović O Nedić S Stanković G Bačić Radiocesium accumulation in mosses from highlands of Serbia and Montenegro Chemical and physiological aspects J Environ Radioact 77 (2004) 381-388

[6] DOE-STD-1153-2002 A Graded Approach for Evaluating Radiation Doses to Aquatic and Terrestrial Biota Module 3 Methods Derivation US Department of Energy Washington 2002

36

[7] A Stanković Nivo aktivnosti 134Cs i 137Cs u lišajima u post-černobiljskom periodu magistarska teza Beograd 1994 Fakultet za fizičku hemiju

ABSTRACT

ESTIMATION OF RADIATION BURDEN OF MOSSES FROM BELGRADE AND ITS SURROUNDINGS

Ana ČUČULOVIĆ Milan MOMČILOVIĆ and Snežana DRAGOVIĆ Institute for Application of Nuclear Energy - INEP Banatska 31b 11080 Belgrade

Serbia mmomcilovicinepcoyu

In this paper dose rates of 137Cs derived from Chernobyl accident as a measure of radiation burden of the mosses collected from territory of Belgrade and its surroundings were estimated The dose rate of 137Cs in mosses collected in 2001 and 2002 varied between 517x10-2 mGyy and 175x10-2 mGyy and in those collected in 2007 between 526x10-2 mGyy and 463x10-2 mGyy The radiation burden of these species is below the level at which the disturbances in the reproductive cycle should occur

37

ODREĐIVANJE RADIOAKTIVNIH ELEMENATA U VODI ZA PIĆE METODOM INDIREKTNE ANALIZE NA OSNOVU ISPITIVANJA

SASTAVA KAMENCA

Miloš B RAJKOVIĆ 1 Mirjana DSTOJANOVIĆ 2 i Gordana KPANTELIĆ3

1) Poljoprivredni fakultet Zemun Srbija rajmiagrifacultybgacyu 2)Institut za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina (ITNMS) Beograd

Srbija mstojanovicitnmsacyu 3)KCS Institut za medicinu rada i radiološku zaštitu bdquoDr Dragomir Karajovićrdquo

Beograd Srbija dpantelicpttyu

SADRŽAJ Predmet ispitivanja u radu bio je kamenac nastao zagrevanjem vode za piće koja se

nalazi u vodovodnoj mreži Beograda - teritorije Novog Beograda Analiza kamenca pokazala je da je njegov glavni sastojak kalcijum-karbonat ali se osim njega u kamencu nalaze i metali teški metali pa i radioaktivni metali Od radioaktivnih elemenata u kamencu nađen je i uran u koncentraciji 203 ppm Gamaspektrometrijsko ispitivanje kamenca pokazalo je prisustvo gamaemitera a najvišu aktivnost pokazao je uran (izotop 238U) 304 Bqkg što znači da uticaj urana može biti u većim količinama značajan Metodom frakcione ekstrakcije utvrđeno je da je 8817 urana vezano u potencijalno pristupačnim oblicima ljudskom organizmu od toga je 6059 vezano za okside gvožđa i mangana a 2758 je specifično adsorbovano i vezano za karbonate Rezultati ukazuju da je uran prisutan u kamencu antropogenog porekla i da predstavlja potencijalnu opasnost za ljudski organizam

1 Uvod Ispitivanjem kamenca koji je nastao u bojleru zagrevanjem vode za piće koja se nalazi u

vodovodnoj mreži Beograda utvrđeno je prisustvo različitih metala i njihovih jedinjenja teških i radioaktivnih metala uglavnom urana i stroncijuma Za razliku od stroncijuma koji se ne nalazi u količini koja može dovesti do uticaja na kvalitet vode za piće (a uz to je i β-emiter) uran je značajno toksičniji Uran u vodi za piće vodi poreklo iz prirodnih izvora litosfere (3-4 ppm) vulkanskih (01-5 ppm) sedimentnih (05-4 ppm) i fosfatnih stena (30-300 ppm) i zemljišta (1-4) ppm) ili je antropogenog porekla iz različitih industrijskih grana (rudarstvo topioničarstvo metalurgija hemijska industrija i dr) ili kao rezultat upotrebe organskih i mineralnih đubriva i pesticida i iz otpadnih muljeva [12]

Cilj rada bio je da se nakon utvrđivanja prisustva urana u vodi za piće ispitivanjem kamenca izvrši kvantitativno određivanje različitih oblika vezivanja urana što ukazuje na njegovo poreklo metodom frakcione ekstrakcije

2 Materijal i metode Za ispitivanje je korišćen kamenac koji je nastao taloženjem na grejaču kućnog bojlera

tokom vremenskog perioda od 6 meseci Kamenac je nastao iz je vode koja se nalazi u vodovodnoj mreži grada Beograda teritorije Novog Beograda Zatim je utvrđen suvi ostatak (kamenac) tako što je 1 dm3 vode za piće zagrevan do ključanja Sastav kamenca određen je upotrebom AAS Perkin Elmer 703

Kvantitativni sadržaj urana određen je fluorimetrijskom metodom zasnovanoj na linearnoj zavisnosti intenziteta fluoriscencije molekula uranovih jedinjenja od njihove koncentracije Smanjenje intenziteta fluorescencije svode se na najmanju moguću meru

38

tehnikom bdquostandardnog dodatkardquo nakon ekstrakcije urana sa sinergističkom smesom TOPO (tri-n-oktil fosfin oksid)-etil-acetat Intenzitet fluorescencije meren je pomoću Fluorimetra 26-000 Jarrel Ash Division (Fisher Scientific Company Waltham 1978)

Nisko fonska merenja izvedena su na HP Ge koaksijalnom detektoru relativne efikasnosti 30 rezolucije 185 keV postavljenim u vertikalni kriostat i zaštićen sa 10 cm olova pleksiglasom i kadmijumom Ukupna izmerena brzina brojanja fona u energetskom opsegu od 15-2915 keV iznosila je 099 impulsasec Spektrometar je povezan sa višekanalnim analizatorom koji je povezan sa kompjuterom i analiza - obrada gama spektra izvršena je pomoću bdquoOmnigamrdquo programa Energetska kalibracija kao i kalibracija efikasnosti detektora obavlja se pomoću radioaktivnog standarda Amersham Vreme merenja uzoraka iznosilo je 60 ks dok su merenja spektra fona bila 150 ks i vršena su regularno između merenja uzoraka

Gamaspektrometrijsko ispitivanje kamenca izvršeno je tako što je prethodno sušen na 105degC (24 sata) da bi se uklonila slobodna vlaga i da bi se merenja svodila na suvu supstancu Kamenac je upakovan u plastičnu posudicu i hermetički zatvoren da bi se zadržao razvijeni radon Merenje je izvršeno posle 20 dana da bi razvijeni radon došao u ravnotežu sa radijumom iz kojeg nastaje [3]

Frakciona ekstrakcija zasnovana je na teoriji da metali formiraju sa čvrstom fazom veze različite jačine i da veze mogu biti postupno raskinute delovanjem reagensa različite jačine prva frakcija 01 moldm3 rastvor CaCl2 (vrednost pH 700) koristi se za ekstrakciju vodorastvornih i izmenljivo adsorbovanih oblika metala druga frakcija 1 moldm3 rastvor CH3COOH (vrednost pH 500) koristi se za ekstrakciju specifično adsorbovanih metala i metala vezanih za karbonate treća frakcija hidroksiamin hidrohlorid u 25-nom rastvoru CH3COOH (vrednost pH 300) koristi se za ekstrakciju metala vezanih za okside mangana i gvožđa četvrta frakcija 002 moldm3 rastvor HNO3 u 30-nom rastvoru H2O2 koristi se za metale vezane za organsku materiju Strukturno vezani oblici metala u silikatima (peta frakcija) određuju se iz razlike ukupnog sadržaja urana i sadržaja urana iz prve četiri frakcije [4]

3 Rezultati i diskusija Uparavanjem 10 dm3 vode do suva nastalo je 03 g kamenca Rezultati ispitivanja

sastava kamenca na AAS prema standardu JUS BB8070 prikazani su u tabeli 1 dok je gama-spektrometrijski dijagram kamenca prikazan na slici 1 Rezultati merenja aktivnosti gamaemitera u kamencu pokazale su sledeće vrednosti (u Bqkg) 238U (304plusmn52) 235U (15plusmn 05) 226Ra (102plusmn17) 232Th (11plusmn05) 40K (lt11) 134Cs (lt049) 137Cs (lt015) Aktivnost stroncijuma izotopa 90Sr iznosila je 0322 plusmn0036 Bqkg

Stroncijum se nalazi u tako maloj koncentraciji koja je daleko ispod Zakonom dozvoljene u vodi za piće (20 mgdm3) ali prisustvo urana ne treba nikako potceniti niti smatrati zanemarljivim budući da se radi o visoko toksičnom i radioaktivnom elementu koji raspadanjem daje niz radioaktivnih potomaka bez obzira na relativno visoke dozvoljene koncentracije (005 mgdm3 odn 50 microgdm3)

Rezultati primene metode frakcione ekstrakcije za određivanje različitih oblika vezivanja urana u kamencu u pojedine frakcije u ukupnom sadržaju urana u kamencu prikazani su u tabeli 2 Na osnovu rezultata frakcione ekstrakcije zaključuje se da je sadržaj urana u kamencu a samim tim i u vodi za piće predstavlja potencijalno pristupačne i mobilne frakcije urana (6059) koje ukazuju na njegovo antropogeno poreklo [5] Kako

39

je određen sadržaj gvožđa u vodi za piće kao Fe2O3 0084 i mangana kao MnO 20 ppm to znači da je i sadržaj eventualno adsorbovanog urana veoma mali ali ne i zanemarljiv Međutim kako se uslovi u bojleru teško menjaju u smislu drastičnog smanjenja kiselosti to i uran u kamencu ostaje fiksiran a u vodi nepromenjen

Tabela 1 Sadržaj neorganskih jedinjenja i metala u kamencu nastalom iz vode za piće

Komponenta Maseni udeo

(u )

Proračunata koncentracija u vodi

(mgdm3)

Dozvoljena koncentracija u vodi

(mgdm3)

Ca kao CaO 4890 10485 100 Mg kao MgO 543 982 30 Al kao Al2O3 007 011 005 Fe kao Fe2O3 0084 018 005

Si kao SiO2 114 160 ndash Na kao Na2O 0034 008 20 K kao K2O 00072 002 10

S 014 ndash ndash U 203 ppm 061 microgdm3 ndash Pb 00033 99 microgdm3 005 Cu 0134 0402 01 Cd 6 ppm 18 microgdm3 0005 Zn 0023 0069 01 Cr 10 ppm 3 microgdm3 005

Mn kao MnO 20 ppm 6 microgdm3 002 Ni 20 ppm 6 microgdm3 001

Gubitak žarenjem 4401 ndash ndash

Slika 1 Gamaspektrometrijski dijagram kamenca dobijenog iz vode za piće

40

Tabela 2 Sadržaj urana u kamencu koji je dobijen iz vode za piće Broj Uran U ppm od Uuk

1 Ukupan 203 100 2 Vodo-rastvorljiv i izmerljivo adsorbovan lt 001 0492

3 Specifično adsorbovan i vezan za karbonate 056 2758 4 Vezan za okside mangana i gvožđa 123 6059 5 Vezan za organsku materiju lt 001 0492 6 Strukturno vezan u silikatima 024 1182

4 Zaključak Predmet ispitivanja u radu bio je kamenac nastao zagrevanjem vode za piće koja se


Acknowledgements Autori duguju zahvalnost Ministarstvu nauke i zaštite životne sredine Republike Srbije za učešće u finansiranju ovoga rada (Projekat ON142039)

5 Literatura [1] MBRajković MDStojanović GKPantelić DTošković Determination of Inorganic

Compounds in Drinking Water on the Basis of House Water Heater Scale Part 1 Determination of Heavy Metals and Uranium Acta PeriodTechn 35 (2004) 131-140

[2] MBRajković MDStojanović GKPantelić DTošković Determination of Inorganic Compounds in Drinking Water on the Basis of Household Water Scale Part 2 Application of Fractional Extraction Method for the Determination of Uranium Origin Acta PeriodTechn 36 (2005) 135-141

[3] MBRajković MDStojanović GKPantelić VVVuletić Determination of Strontium in Drinking Water and Consequences of Radioactive Elements Present in Drinking Water for Human Health Journal of Agricultural Sciences 51(1) (2006) 87-98

[4] ATessier PGCCampbel MBisson Sequential Extraction Procedure for the Speciation of Particulare Trace Metals AnalChem 51 (1995) 844-851

[5] DPotpora MStojanović DIleš LJTešmanović SZildžović Metode određivanja urana antropogenog i geohemijskog porekla Međunarodna konferencija Otpadne vode komunalni otpad i opasan otpad Kopaonik 23-26 maj 2000god Zbornik radova 531-535

41

ABSTRACT

DETERMINATION OF RADIOACTIVE ELEMENTS IN DRINKING WATER BY INDIRECT METHOD OF ANALYSIS ON THE BASIS EXAMINATION OF

HOUSEHOLD WATER HEATER SCALE

Miloš B RAJKOVIĆ 1 Mirjana DSTOJANOVIĆ 2 and Gordana KPANTELIĆ3

1) Faculty of Agriculture Zemun Serbia rajmiagrifacultybgacyu 2)ITNMS Belgrade Serbia mstojanovicitnmsacyu

3)KCS Institute of Occupational and Radiological Helath bdquoDr Dragomir Karajovićrdquo Belgrade Serbia dpantelicpttyu

The analysis of heavy metals content in scale taken from water-supply system of the

town of New Belgrade showed the presence of metals heavy metals and radioactive elements (uranium 203 ppm) Gamaspectrometric analysis indicates that the largest contribution has isotope 238U (304 Bqkg) while the found presence of strontium isotopes 90Sr is 0322 plusmn0036 Bqkg Using the method of fractional analysis it has been found that uranium is mostly connected with mobile fraction - manganese and iron oxides (6059) which represents the fraction that is potentially accessible to human organism

42

43

DUGOROČNE POSLEDICE RADIOAKTIVNE KONTAMINACIJE U ŽIVOTNOJ SREDINI

Nikola TORBICA i Vedrana VULETIĆ Institut za medicinu rada Srbije ldquoDr Dragomir Karajovićrdquo Beograd Srbija

torbicaeunetyu

SADRŽAJ Praktično sve doze jonizujućeg zračenja poreklom iz životne sredine koje prima opšta

populacija pripadaju opsegu ldquomalihrdquo doza Na žalost u naučnim krugovima još uvek ne postoji zajednički stav o prirodi i veličini zdravstvenih rizikā poreklom od ekspozicije takvim izvorima Cilj rada bio je da predstavi prirodne i antropogene izvore zračenja u životnoj sredini najvažnije za čoveka uz pregled naučne literature koja baca više svetla na pojedine rizike od oštećenja zdravlja kod izloženih osoba

1 Uvod Živi organizmi na površini Zemlje kontinuirano su izloženi jonizujućem zračenju iz

različitih izvora U prirodne izvore ubrajaju se kosmički zraci radionuklidi iz kosmosa i radionuklidi Zemljine kore Veštački (antropogeni) izvori zračenja što se tiče životne sredine najvećim delom predstavljaju radionuklide poreklom od atomskog oružja municije sa osiromašenim uranijumom (OU) akcidenata u nuklearnim centralama deponovanja radioaktivnog otpada itd

Uopšteno govoreći doze zračenja za ljudski organizam u životnoj sredini zavise od tri faktora a) nivoa kontaminacije određene teritorije b) migracije radionuklida u ekosistemu i lancu ishrane i od c) životnih navika i ponašanja ugrožene populacije Dok se nivo kontaminacije obično koristi u opisu i kvantifikaciji radiološkog rizika za taj region na druga dva faktora može se uticati različitim merama u procesu kontrole rizika za izloženo stanovništvo

2 Cilj i metodologija rada Cilj rada je da prezentuje aktuelna naučna saznanja o efektima dugotrajne izloženosti

malim dozama jonizujućeg zračenja različitog porekla i da sumira neka iskustva vezana za posledice nuklearne katastrofe u Černobilju i ratnih dejstava projektilima sa OU

3 Rezultati rada i diskusija Prirodna radioaktivnost Prosečna godišnja doza za ljude na svetskom nivou procenjena je na 24 mSv

(milisiverta) uglavnom u rasponu 1-10 mSv [1] Sledstveno tome sve druge primljene doze označavaju se kao ldquomalerdquo ili ldquoniskerdquo ako se mogu porediti s prirodnim fonom radijacije tj nekoliko mSv godišnje

Treba istaći da u naučnim krugovima ne postoji zajednički stav o prirodi i dimenzijama zdravstvenog rizika poreklom od dugoročne izloženosti tzv ldquomalimrdquo dozama zračenja Ipak preovlađuju mišljenja da doze značajno ispod jednog siverta primljene tokom celog životnog veka ne bi trebalo da imaju značajnije efekte na zdravlje

Prirodno zračenje za čoveka ima dve komponente a) spoljašnju poreklom od kosmičkog zračenja zemljišta i građevinskog materijala i b) unutrašnju koja potiče od radionuklida unetih u organizam udisanjem vazduha i putem vode i hrane U tabeli 1 navedeni su najznačajniji prirodni izvori zračenja [2]

44

Tabela 1 Prosečno godišnje izlaganje stanovništva prirodnim izvorima

Izvor izlaganja Izlaganje

spoljašnje (mSv)

unutrašnje (mSv)

ukupno (mSv)

Kosmički zraci 030 - 030 40K 012 018 030 238U sa potomcima 009 091 100 232Th sa potomcima 014 019 033

U zemljištu dominiraju 40K i potomci 238U i 232Th Oni se nalaze i u građevinskom

materijalu podzemnim vodama biljkama životinjama vazduhu i čovečjem telu Osnovni radionuklid u ljudskom organizmu je 40K sa srednjom koncentracijom od oko 60 Bq (bekerela) po kilogramu

Jedan potomak u uranijumovom nizu zaslužuje posebnu pažnju To je prirodni radioaktivni gas radon - 222Rn alfa-emiter s vremenom poluraspada (T12) od 38 dana Kao gas prodire kroz stene i zemljište i akumulira se u zatvorenim prostorima a u organizam unosi inhalacijom Prema mišljenju Naučnog komiteta za efekte atomskog zračenja (UNSCEAR) radon i njegovi kratkoživući produkti najviše doprinose ukupnom ozračivanju ljudi od prirodnih izvora (preko 40)

U novijim epidemiološkim studijama radon se pominje kao značajan faktor rizika za nastanak raka pluća [3] posebno kod pušača (sinergističko dejstvo) Pojedine studije čak navode da bi radon mogao biti odgovoran za 10 svih slučajeva karcinoma pluća odnosno 2 svih smrtnih ishoda od kancera u svetu [4] Referentne vrednosti za koncentraciju radona u zatvorenom prostoru većinom su između 200 i 400 Bqm3

Pojedini regioni u svetu sticajem različitih okolnosti pokazuju visoke nivoe prirodne radioaktivnosti Na primer u brazilskoj oblasti Espirito Santo više stotina kilometara morske obale ima veoma visoke aktivnosti peska na plažama i do 800 mSvgod Ovaj pesak nastao je dugim procesom erozije i usitnjavanja materijala sa obližnjih planina Migracija ovih depozita putem rečnih tokova i njihovo naknadno ispiranje morskom vodom na obali doveli su do koncentrisanja nerastvorljivih minerala poput monazita ilmenita i cirkona Analiza je pokazala da radioaktivnost potiče od visokog sadržaja torijuma i u manjoj meri uranijuma Sličan scenario odigrao se i na pojedinim delovima indijske obale Za razliku od opisanih morskih plaža termalni izvori Ramsar u Iranu kao i mnogi drugi izvori svoj epitet radiološke bdquovruće tačkeldquo duguju visokim koncentracijama radona Aktivnost se kreće i do 700 mSvgod Poređenja radi sedmodnevni boravak na nekoj od pomenutih brazilskih plaža u pogledu ekspozicije zračenju ekvivalentan je trogodišnjem boravku pod sadašnjim okolnostima u nekom gradiću u bližoj okolini Černobilja

Antropogena radioaktivnost Upoznavanje atomske fisije konstrukcija i korišćenje atomskih bombi ostavili su

duboki trag na ljudskoj vrsti i njenom životnom okruženju Izgradnja i eksploatacija nuklearnih centrala proizvodnja nuklearnog goriva i deponovanje otpada donekle su nastavili taj proces Nažalost u više navrata čovečanstvo je moralo da se suoči i sa posledicama nuklearnih katastrofa

45

Posle nuklearnog akcidenta u černobiljskoj centrali aprila 1986 godine u atmosferu su oslobođene ogromne količine dugoživećih i kratkoživećih radioizotopa (137Cs 90Sr 131I i dr) Najugroženija područja su sledeća severna Ukrajina južne oblasti Belorusije (posebno gomeljska oblast) i južni delovi Rusije

Radioizotopi joda i oboljenja štitaste žlezde Od radioizotopa joda najvažniji je 131I s vremenom poluraspada od oko 8 dana U

organizam je unošen udisanjem i preko hrane i vode Ranija istraživanja utvrdila su da 131I u zdravstvenim procedurama ne dovodi do značajnog porasta u broju karcinoma štitaste žlezde kod odraslih osoba Za spoljašnje ozračivanje pak zna se da izaziva razvoj karcinoma štitnjače u većini slučajeva s latentnim periodom od preko 10 godina

Mimo očekivanja posle latentnog perioda od oko 4 godine kod dece u ugroženim područjima zapažen je veliki porast u obolevanju od raka tireoideje Deset godina nakon akcidenta izveštaji i istraživanja upozorili su na alarmantne dimenzije problema [56] Efekat radioaktivnog joda bio je potenciran zbog više faktora Kontaminirana područja su oblasti sa endemskim prisustvom gušavosti što je pojačalo vezivanje radioizotopa Preventivno davanje jodida je zakasnilo a isto tako i zabrana prodaje kontaminiranog mleka i drugih opasnih namirnica

Preko 500 slučajeva je zabeleženo u prvih 10 godina posle nesreće Incidencija u najugroženijim delovima Belorusije (gomeljska oblast) bila je i do 200 puta veća nego u Zapadnoj Evropi Ipak jasna korelacija s primljenom dozom nije nađena odnosno preko polovine obolele dece primilo je srazmerno niske doze do 06 Gy Registrovan je izvestan porast broja obolelih u odraslom dobu ali u daleko manjoj meri Najveći rizik za obolevanje nose deca koja su u vreme nesreće imala do 4 godine starosti

Smatralo se da će u narednih nekoliko dekada zbog posledica ozračivanja oboleti između četiri i osam hiljada osoba od čega će 5-10 imati smrtni ishod [5] Noviji izveštaji [178] govore da su se ove prognoze delimično obistinile Naime u periodu 1992-2002 godina registrovano je blizu 5000 obolelih od raka štitnjače mlađih od 18 godina Na sreću broj umrlih ostao je mnogo manji zbog blagovremenog otkrivanja bolesti i uspešne terapije Zaključno sa 2002 godinom umrlo je 15 osoba

Od ostalih oboljenja štitaste žlezde kod ugrožene populacije zapaženi su multinodularna struma folikularni adenom cistični noduli limfocitni tireoiditis itd

Radioaktivni cezijum i ostala oboljenja populacije pod rizikom U proteklih 20 godina cezijum je za populaciju ugroženih oblasti bio glavni činilac

spoljašnje i unutrašnje izloženosti Procenjene kumulativne prosečne efektivne doze za taj period iznose većinom 10-30 mSv u različitim oblastima Belorusije Ukrajine i Rusije Na pojedinim lokacijama doza je dostizala 50 mSv i više Treba pomenuti da su stanovnici na ovim rdquokontaminiranimrdquo teritorijama uglavnom primili niže doze od onih koje primaju žitelji pomenutih oblasti s visokim nivoima prirodne radioaktivnosti (Brazil Indija Iran itd)

Jon cezijuma uniformno se distribuira u telu a najveći depoi su u mišićnom tkivu T12 iznosi 30 godina Dugoročno gledano 137Cs u mleku mesu i u manjem obimu biljnoj hrani ostaje najvažniji činilac za internu kontaminaciju ljudi u ugroženim područjima s obzirom na to da je njegova aktivnost u namirnicama opadala vrlo sporo Važnost drugih dugoživećih radionuklida poput 90Sr izotopa plutonijuma i 241Am će za humanu populaciju ove oblasti ostati marginalna

46

Trenutno su koncentracije 137Cs u poljoprivrednim proizvodima u kontaminiranim oblastima uglavnom ispod gornjih granica po nacionalnim i internacionalnim standardima Ipak u nekim krajevima proizvedeno mleko može biti sa aktivnošću 137Cs iznad 100 Bqkg Za razliku od poljoprivrednih proizvoda pečurke bobičasto voće i drugi šumski plodovi kao i meso divljači pokazuju visoke koncentracije 137Cs Na taj način u pojedinim oblastima ishrana mesom divljači i šumskim plodovima postaje glavni faktor interne kontaminacije Slično tome lokalno stanovništvo koje se hrani ribom iz rdquozatvorenihrdquo jezera i bara glavni unos 137Cs ostvaruje preko kontaminirane ribe Ranih devedesetih godina prošlog veka pojavio se i problem kontaminacije mesa irvasa cezijumom u subarktičkim regijama Evrope

I pored pomenutih faktora rizika u proteklih 20 godina epidemiološke studije nisu uspele da jasno identifikuju povećanje učestalosti maligniteta sa izuzetkom opisanog karcinoma tireoideje To ne znači da povećanje rizika ne postoji već da ga je teško razlučiti i kvantifikovati uzimajući u obzir pridružene faktore (confounders) poput stresa loših navika u ishrani pušenja cigareta alkoholizma i sl Budući da je latentni period za solidne tumore duži nego kod leukemija i kancera štitnjače moguće je i da se taj rizik još nije ispoljio u potpunosti Ne sme se zaboraviti da će i malo povećanje relativnog rizika makar ostalo nepotvrđeno značiti više hiljada novoobolelih zbog velikog broja eksponovanih osoba

Zamućenje očnog sočiva usled zračenja (radijaciona katarakta) u porastu je kod stanovnika ugroženih oblasti i kod dece i kod odraslih osoba Navodi se da rizik povećavaju čak i relativno niske doze od 025 Gy naviše

Poremećaji fertiliteta i porast broja spontanih pobačaja nisu verifikovani Broj novorođenih je smanjen ali se za to krive migracije stanovništva strah od rađanja deteta sa oštećenjima i drugi pridruženi faktori Kongenitalne malformacije novorođenčadi su u kontinuiranom laganom porastu verovatno zbog efikasnijeg evidentiranja a ne usled posledica zračenja Smrtnost odojčadi veća je nego u drugim evropskim regionima ali opet ne zbog efekata zračenja već socioekonomskih i drugih činilaca

Dugoročne posledice korišćenja projektila sa OU Mišljenje eksperata SZO je da ostaci municije od OU ne predstavljaju veći rizik za

lokalno stanovništvo iz sledećih razloga [9] OU manje je radioaktivan od prirodnog uranijuma za oko 40 prvenstveno je emiter alfa zračenja vrlo malog dometa metalni OU vrlo sporo korodira (oksidiše) posebno zato što je legiran sa titanijumom a ispod površine zemlje proces je još sporiji (više stotina godina) oksidisani OU sporo i nepotpuno se rastvara u vodi naročito ako je adsorbovan na čestice gline pa stoga biva razblažen do jako niskih koncentracija nisu poznate biljke sa izraženim afinitetom prema uranijumu mobilizacija u podzemne vode i hranu biljnog i životinjskog porekla zbog gorepomenutog malo je verovatna apsorpcija eventualno ingestiranog OU svodi se na 1-2 od unete količine apsorbovani OU relativno efikasno se izlučuje putem bubrega nema ubedljivih podataka za kancerogeni potencijal OU itd

Svoje tvrdnje potkrepljuju i serijom ispitanika (n=39) učesnika Zalivskog rata od kojih neki u telu nose zaostale šrapnele od OU Posle desetak godina praćenja osim nešto više koncentracije OU u urinu i pojedinih genotoksičnih efekata pacijenti nisu pretrpeli značajnija oštećenja bubrega razvoj neoplazmi ni druge poremećaje zdravlja [10]

Domaći autori ipak ističu da je potrebno dalje praćenje ugrožene populacije koja samo u regionu Vranja broji oko 100000 [11] Kao najpogodnije parametre sem merenja

47

urinarnog nivoa OU navode ispitivanje krvnih elemenata (posebno limfocita) i promena na hromozomima Autori napominju da kod dela populacije koji je urođeno posebno osetljiv na zračenje (5-10) do značajnijih bioloških efekata može doći i pri neznatnom povišenju radijacije u odnosu na prirodni fon

4 Zaključci i predlog mera Pojedini geografski regioni imaju povišene nivoe radioaktivnosti zbog prisustva

prirodnih ili antropogenih izvora zračenja Život u takvim sredinama nosi određeni rizik od obolevanja za izloženu populaciju zavisno od osobina radionuklida njegovog kretanja u ekosistemu navika stanovništva ekonomske razvijenosti područja itd

Među izvorima zračenja prirodnog porekla sve veća pažnja pridaje se radonu koji je izgleda odgovoran za značajan udeo u ukupnom broju slučajeva karcinoma pluća Stoga treba nastaviti njegovo merenje u stambenim i radnim objektima i preduzimanje odgovarajućih postupaka u skladu sa utvrđenim stanjem

Što se tiče antropogenih izvora zračenja porast broja slučajeva karcinoma štitaste žlezde (blizu 5000 obolelih) u detinjstvu i adolescenciji u ugroženim oblastima najozbiljniji je zdravstveni efekat černobiljske nesreće Pored ranog otkrivanja bolesti praćenjem osoba pod rizikom treba pokušati i s merama primarne prevencije (sprečavanja bolesti)

Kontaminacija regiona u okruženju Černobilja cezijumom zahteva dalje praćenje (mapiranje) koncentracije i migriranja ovog nuklida Uporedo treba prilagođavati i usmeravati radne i slobodne aktivnosti populacije pod rizikom (poljoprivreda lov i ribolov i sl) da bi se interna kontaminacija ljudi svela na najmanju moguću meru Promocija zdravlja borba protiv alkoholizma i pušenja i sl ovde imaju svoje puno opravdanje Važno je i vođenje kvalitetnih registara bolesti (maligniteta pre svega) kako bi se stvorio osnov za izvođenje kvalitetnih epidemioloških studija koje bi ukazale na eventualno postojanje povećanog rizika za nastanak pojedinih oštećenja zdravlja

Regioni na kojima je dejstvovano projektilima od OU i pored ohrabrujućih podataka u literaturi zbog ekstremno dugog vremena poluraspada OU i opasnosti od interne kontaminacije ljudi zaslužuju obazriv i sveobuhvatan pristup i višegodišnje praćenje životne sredine i ugrožene populacije

5 Literatura [1] D Kinley editor The Chernobyl Forum 2003ndash2005 Chernobylrsquos Legacy Health

Environmental and Socio-economic Impacts and Recommendations to the Governments of Belarus the Russion Federation and Ukraine [monograph on the Internet] Vienna IAEA 2006 [cited 2007 Jan 15] Available from httpwwwiaeaorgPublicationsBookletsChernobylchernobylpdf

[2] J Vučina M Orlić i S Vranješ Radionuklidi i jonizujuća zračenja Acta Clinica 20055(1) 9-22

[3] D Krewski J Lubin J Zielinski M Alavanja V Catalan R Field et al Residential risk of lung cancer a combined analysis of 7 North American case-control studies Epidemiology 200516(2)137-45

[4] J Zielinski Z Carr D Krewski and M Repacholi World Health Organizationrsquos International Radon Project J Toxicol Environ Health A 200669(7)759-69

[5] One decade after Chernobyl Summing up the consequences of the accident Proceedings of an International Conference 1996 Apr 8-12 Vienna Vienna IAEA 1996

48

[6] N Torbica i D Vešović Uticaj katastrofe u Černobilju na razvoj oboljenja štitaste žlezde kod ugroženog stanovništva Medicinska Istraživanja 199731(1)25-8

[7] B Bennett M Repacholi and Z Carr editors Health Effects of the Chernobyl Accident and Special Health Care Programmes - Report of the UN Chernobyl Forum Expert Group ldquoHealthrdquo [monograph on the Internet] Geneva WHO 2006 [cited 2007 Jan 15] Available from httpwwwwhointionizing_radiationchernobylen

[8] K Baverstock and D Williams The Chernobyl accident 20 years on an assessment of the health consequences and the international response Environ Health Perspect 2006114(9)1312-7

[9] Report of the World Health Organization - Depleted Uranium Mission to Kosovo [monograph on the Internet] Geneva WHO 2001 [cited 2007 Jan 15] Available from httpwwwwhointionizing_radiationenvduen

[10] MA McDiarmid S Engelhardt M Oliver P Gucer PD Wilson R Kane et al Health effects of depleted uranium on exposed Gulf War veterans a 10-year follow-up J Toxicol Environ Health A 200467(4)277-96

[11] S Milačić D Petrović D Jovičić R Kovačević i J Simić Examination of the health status of populations from depleted-uranium-contaminated regions Environ Res 200495(1)2-10

ABSTRACT

LONG-TERM EFFECTS OF ENVIRONMENTAL RADIOACTIVE CONTAMINATION

Nikola Torbica and Vedrana Vuletić Institute of Occupational Health of Serbia ldquoDr Dragomir Karajovićrdquo Belgrade

Serbia torbicaeunetyu Virtually all doses from environmental sources currently received by the general public

are within the range of ldquolowrdquo doses Unfortunately there is no universal scientific agreement on the nature and scale of the health risks of long-term exposure to so-called low levels of radiation The objective was to present the most important natural and anthropogenic environmental sources of ionizing radiation for humans along with current scientific evidence on some health risks arising from these sources

49

УКУПНА БЕТА АКТИВНОСТ УЗОРАКА ИЗ ДУНАВА У 2006

ГОДИНИ

Ирена ТАНАСКОВИЋ Гордана ПАНТЕЛИЋ Маја ЕРЕМИЋ САВКОВИЋ Ведрана ВУЛЕТИЋ Љиљана ЈАВОРИНА

Институт за медицину рада и радиолошку заштиту Др Драгомир Карајовић Београду Србија vtaneunetyu

САДРЖАЈ Приказани су резултати испитивања укупне бета активности у узорцима

филтриране воде суспендоване материје седимента рибе и алге из Дунава у 2006 години Испитано је 44 узорка мерењем укупне бета активности Измерена укупна бета активност свих узорака не прелази вредности нултог стања пре почетка рада нуклеарне електране Пакш

1 Увод Први блок Нуклеарне електране Пакш у Мађарској почео је са радом 29121982

године Ова година се узима као последња година за утврђивање нултог стања радиоактивности реке Дунав Резултати ових мерења су у извештају Института Руђер Бошковић за 1989 годину [1] По Међународном пројекту југословенско-мађарске комисије од 1997 године у местима Бездан и Мохач врши се контрола рада Нуклеарне електране Пакш на садржај радионуклида у Дунаву низводно По овом пројекту обављају се између осталих и заједничка испитивања и усаглашавања резултата мерења укупне бета активности у узорцима филтриране воде суспендоване материје седимента рибе и алге из Дунава У овом раду су дати резултати мерења укупне бета активности у наведеним узорцима који су узорковани током 2006 године у Бездану

2 Методологија За анализу укупне бета активности речни седимент се суши на 1050 С до

константне тежине просеје кроз сито и узима фракција мања од 250 microm Узорак воде се профилтрира на филтер папиру ( 11 cm) Quantitative ashes Advantec 045m (суспендовани материјал) Филтрат се упари испод инфрацрвене лампе Риба се жари на 450-5000C до константне тежине уситњавава и хомогенизује Алга се суши на 1050C до констанне тежине уситњавава и хомогенизује

Узорци се мере на - пропорционалном гасном бројачу са ниским фоном PIC-WPC-9550 Ниво основног зрачења је од 05 impmin Величина планшете је пречника 25 cm Ефикасност бројача износи 47 и одређена је помоћу стандарда 90Sr

3 Резултати У процени рада нуклеарне електране Пакш поред показатеља нуклеарне

сигурности и ефикасности у производњи енергије важну улогу игра и њен утицај на животну средину Задатак Система за контролу и радиолошку заштиту Дунава је да непосредним мерењима вршеним у различитим узорцима из Дунава докаже да при нормалном режиму рада нуклеарна електрана у веома малој мери оптерећује околину Према новим правилима вредности података емитоване активности одређује се мерењима селективних изотопа а изотопе који се немогу приказати

50

мерењима узимају се у обзир преко њихових граница детекције Резултати испитивања укупме бета активности су дати у табелама од 2 до 5 Добијени резултати показују да су вредности укупне бета активности узоракa на истом нивоу или мањи од вредности пре почетка рада нуклеарне електране (табела 1)

Табела 1 Укупна бета активност нултог стања 1 филтрирана

вода нефилтрирана

вода седимент (муљ) алге риба

Bqm3 Bqm3 Bqkg сувог (105oC) Bqkg

Bqkg сувог

(105oC)

122 10 161 24 801 44 988 173 76 16

Табела 2 Укупна бета активност у води реке Дунав

Место

Датум узорковања

Место узорковања

Укупна бета активност (Bqm3)

филтрирана вода

суспендована материја

Бездан 08032006 лева обала

средина реке

110 17

116 17

29 4

31 5



52 7

50 7

10 2

27 04



107 16

62 9

74 11

13 2


средина реке 80 12

73 11

27 04

24 04

51

Табела 3 Укупна бета активност у седименту реке Дунав

Место узорковања Датум узорковања Узорак

Укупна бета активност (Bqkg)

Бездан 08032006

седимент 1 седимент 2 седимент 3 седимент 4

670 100 720 110 720 110 590 90



419 63 401 66 366 55 370 56



383 57 387 58 399 60 360 54



434 65 445 67 446 70 386 58

Табела 4 Укупна бета активност у алгама реке Дунав

Место Датум

узорковања

Укупна бета активност

(Bqkg) Бездан 08032006 143 21 Бездан 09082006 860 130 Бездан 13092006 810 120 Бездан 11102006 359 54

52

Табела 5 Укупна бета активност у рибама реке Дунав


узорковања Врста рибе


(Bqkg)

Бездан 08032006 Толстолобик (Hypophthalmichthys

molitrix) Деверика (Abramis brama)

60 9 71 11

Бездан 09082006 Бабушка (Carassius auratus)

Јаз (Leuciscus idus) 88 13 86 13


Бела риба 81 12 84 12

Бездан 11102006 Шаран (Cyprinus carpio)

Амерички патуљасти сом (Rod Amerius)

97 14 81 12

4 Закључак Наша испитивања у вези праћења укупне бета активности у узорцима из Дунава у

току 2006 године потврђују да није било непосредног појављивања емитованих бета радионуклида као последица рада нуклеарне електране Пакш Наши резултати мерења показују добро слагање са резултатима мађарске стране

5 Литература [1] Одређивање радиоактивности ријеке Дунав за 1988 годину OОУР Центар за

истраживање мора Загреб Институт Руђер Бошковић 1989 [2] Одређивање радиоактивности реке Дунав за 2006 годину Институт за

медицину рада и радиолошку заштиту Др Драгомир Карајовић Београд фебруар 2006

ABSTRACT

GROSS BETA ACTIVITY OF THE DANUBE RIVER SAMPLES IN 2006

Irena TANASKOVIĆ Gordana PANTELIĆ Maja EREMIĆ SAVKOVIĆ Vedrana VULETIĆ Ljiljana JAVORINA

Institute of Occupational and Radiological Health ldquoDr Dragomir Karajovicrdquo Deligradska 29 Belgrade Serbia

Our paper presents the results of radioactivity control of the Danube samples on Serbian (Bezdan left coast) in 2006 The measurements were carried out by low-phon proportional gas alpha beta counter PIC-WPC-9550 Efficiency for activity was 47 The results of measurements of gross beta activity (water sediment algae and fish) reveal that the values are at the same level as they were before the Paks Nuclear power plant started running Our results of measurements correlate well with the results of Hungarian part

53

ISPITIVANJE SADRŽAJA RADIONUKLIDA U ZEMLJIŠTU I SADRŽAJA 210PB U LIŠĆU NOVOSADSKIH PARKOVA

Sofija FORKAPIĆ Ištvan BIKIT Dušan MRĐA Nataša TODOROVIĆ Miodrag KRMAR Jaroslav SLIVKA i Miroslav VESKOVIĆ

Departman za fiziku PMF Novi Sad Srbija sofijaimnsacyu

SADRŽAJ U toku 2005 i 2006 godine na Departmanu za fiziku PMF iz Novog Sada su izvršena

gama-spektrometrijska merenja uzoraka lišća i zemljišta iz tri najveća gradska parka Razvijena je veoma osetljiva gama-spektrometrijska metoda za određivanje olova 210Pb u uzorcima opalog lišća Izvršeno je i gama-spektrometrijsko određivanje koncentracije aktivnosti radionuklida u zemljištu u cilju provere radioaktivnosti tla i transfera radionuklida u biljke

1 Uvod Prirodna radioaktivnost potiče prvenstveno od 3 prirodna radioaktivna niza čiji su

rodonačelnici 232Th 238U i 235U kao i od 40K Zemljište je kompleksan materijal koji se sastoji od mineralne (neorganske) kao i organske komponente koja uglavnom nastaje raspadom biljnog materijala Neorganska ili mineralna komponenta zemljišta se sastoji od čestica nastalih erozivnim dejstvom raznih prirodnih faktora na stene Kako stene koje ulaze u sastav zemljine kore poseduju određenu koncentraciju prirodnih radionuklida za očekivati je da se oni mogu naći i u zemljištu nastalom raspadanjem stena U tab1 prikazane su karakteristične vrednosti koncentracija aktivnosti 40K 232Th i 238U u nekim karakterističnim stenama Može se videti da sadržaj svakog od navedenih radionuklida u različitim vrstama stena varira u relativno širokom opsegu

Tabela 1 Karakteristične koncentracije aktivnosti prirodnih radionuklida u nekim stenama

radionuklid bazalt sieniti granit krečnjak

peščar

40K [Bqkg] 210 1400 1290 89 370 232Th [Bqkg] 65 692 875 7 11 238U [Bqkg] 53 1020 597 28 19

Osim 235U 238U i 232Th u zemljištu bi trebalo da se nađe još oko 50 radioaktivnih

elemenata koji pripadaju njihovim nizovima Može se pretpostaviti da se aktivnosti svih radioaktivnih elemenata u jednom nizu nalaze u radioaktivnoj ravnoteži tj da je aktivnost svakog od njih jednaka aktivnosti prvog elementa niza Od veštačkih radioaktivnih elemenata obično se 137Cs može naći u zemljištu u nekoj količini koja je iznad praga detekcije niskofonskih detektorskih sistema Ovaj izotop ima period poluraspada od 30 godina i u najvećoj meri je dospeo u životnu sredinu tokom havarije u nuklearnoj elektrani u Černobilu koja se odigrala pre dvadeset godina Zbog dugog perioda poluraspada ovaj izotop se jos uvek može naći u uzorcima zemljišta

U prirodi je najzastupljeniji izotop radona 222Rn potomak radijuma 226RaUsled toga što je ovo inertni gas on napušta mesto generisanja (stena zemljište voda) i nakuplja se u većoj ili manjoj meri u nižim slojevima atmosfere (75 puta gušći od vazduha) Period

54

poluraspada ovog izotopa je 3824 dana i njegovim raspadanjem nastaju kraktkoživeći potomci 218Po 214Pb 214Bi 214Po (gama linije ovih potomaka predstavljaju radonske linije u fonu) i dugoživeći 210Pb čiji je period poluraspada 223 godine Taloženje olova 210Pb usled toga na površinskom sloju zemljišta može biti izraženo [12]

2 Metodologija uzorkovanja i merenja U tri najveća novosadska parka Dunavskom Limanskom i Futoškom parku uzeto je po

20 uzoraka lišća podjednako sa ivičnih delova parka (uz raskrsnice i prometne bulevare) kao i iz centralnih delova parka Nakon sušenja i homogenizovanja uzorci lišća su mereni u Marineli posudama za merenje koje u potpunosti pokrivaju glavu detektora kako bi se po-stigla maksimalna efikasnost merenja Gama-spektrometrijska merenja uzoraka lišća izvršena su pomoću koaksijalnog HPGe detektora proizvođača Canberra Detektor je smešten u cilindričnu olovnu zaštitu od fona debljine zidova od 12 cm Unutrašnji zid olovne zaštite je obložen slojem bakra debljine 2 mm Sloj bakra snižava intenzitet linije od 46 keV koja potiče iz olovne zaštite kao i intenzitet X fluorescentnog zračenja olova Osetljivost metode u poređenju sa metodama hemijske analitike daje granicu detekcije od 10-9 ppm za olovo 210Pb

U toku 2006godine uzorkovano je ukupno 30 uzoraka nepoljoprivrednog zemljišta iz gore pomenutih parkova Uzorci zemljišta su sušeni na 105oC do konstantne mase Nakon toga je izvršeno uklanjanje svih mehaničkih nečistoća uglavnom kamenčića i delova biljnog materijala Osušeni uzorci zemljišta su mehanički usitnjeni do forme finog praha i homogenizovani Konačno je materijal pripremljen na ovaj način prenet u posude za merenje oblika cilindra visine 62 mm i prečnika 67 mm Tipična masa uzoraka iznosila je između 200 i 300 g a vreme merenja uzoraka oko 50 ks Koncentracija aktivnosti radionuklida određena je metodom niskofonske gama-spektrometrije pomoću dva visokorezoluciona HPGe detektora Prvi proizvođača ORTEC nominalne efikasnost od 36 ima moć razlaganja od 19 keV-a na 1332 keV Detektor je smešten u specijalnu niskofonsku zaštitnu komoru sa olovnim zidovima debljine 12 cm i bakarnim unutrašnjim slojem Drugi HPGe detektor nominalne efikasnosti 22 je smešten u specijalnu niskofonsku zaštitnu komoru sa gvozdenim zidovima debljine 25 cm Komora je izrađena od gvožđa livenog pre drugog svetskog svetskog rata tako da ne sadrži primese veštačke radioaktivnosti i snižava nivo okolnog zračenja za oko 1000 puta Za obradu spektara korišćen je program GENIE 2000 koji osim identifikovanih -linija uvek iskazuje spektralne intenzitete i za više od 30 izabranih izotopa

3 Rezultati merenja U Tabeli 2 prikazane su srednje vrednosti kao i standardne devijacije za radionuklide

čije je prisustvo detektovani u svim uzorcima zemljišta U poslednjoj koloni tabele prika-zan je opseg u kome se nalaze izmerene vrednosti koncentracija aktivnosti za pojedine radioizotope

Izmerene koncentracije aktivnosti olova 210Pb u uzorcima lišća kreću se u opsegu od 67 Bqkg do 313 Bqkg Srednje vrednosti koncentracije aktivnosti 210Pb u lišću iz novosadskih parkova i sa ivica i iz središta parkova pokazuju dobro slaganje Određena je i srednja koncentracija aktivnosti olova 210Pb u lišću i iznosi 132 Bqkg uz standardnu devijaciju =50 Bqkg (Sl1) Određene su i koncentracije aktivnosti i drugih radionuklida

55

u uzorcima lišća 7Be 226Ra i 232Th Na osnovu dobijenih vrednosti mogu se praviti korelacije između izemerenih koncentracija aktivnosti (Sl2)

Tabela Srednje vrednosti standardne devijacije minimalne i maksimalne koncentracije aktivnosti radionuklida u zemljištu

radionuklid Asr [Bqkg] σ(Asr) [Bqkg] Opseg [Bqkg]

238U 340 113 15-55 226Ra 306 54 263-456 232Th 336 79 293-57 40K 491 88 434-700 137Cs 119 65 34-294

0 50 100 150 200 250 3000

2

4

6

8

10

broj

mer

enja

Koncentracija aktivnosti 210Pb u lišcu [Bqkg]

Slika1 Normalna raspodela koncentracije aktivnosti 210Pb u lišću

40 60 80 100 120 140

005012028

Odn

os k

once

ntra

cija

akt

ivno

sti 22

6 Ra

7 Be

Koncentracija aktivnosti 7Be [Bqkg]

Slika 2 Odnos koncentracija aktivnosti radijuma 226Ra i berilijuma 7Be od

koncentracija aktivnosti berilijuma 7Be u uzorcima lišća

56

4 Zaključak Na osnovu rezultata dobijenih na uzorcima iz Limanskog Futoškog i Dunavskog parka

u Novom Sadu može se zaključiti da olovo 210Pb u uzorcima lišća pretežno potiče iz depozicije radona iz viših slojeva atmosfere Nije zabeležena povećana koncentracija olova 210Pb zbog zagađenja vazduha olovom izduvnim gasovima automobila Takav zaključak se može izvesti pošto rezultati merenja koncentracije aktivnosti radionuklida uzoraka sa ivica parka (neposredno uz prometne saobraćajnice) i uzoraka iz sredine parka ne pokazuju znatna odstupanja Na osnovu očuvanja korelacije koncentracije aktivnosti radijuma i berilijuma (Sl2) u svim uzorcima sledi da izmerene koncentracije aktivnosti radionuklida u uzorcima lišća iz parkova potiču iz atmosferskih padavina i depozicije na površinskom sloju zemljišta

Godišnja efektivna doza za spoljno izlaganje se izračunava množenjem srednje koncentracije aktivnosti radionuklida sa konverzionim faktorom 0463 nSv h-1 [3] Procena godišnje efektivne doze koju pojedinac eksterno prima od radionuklida 210Pb za 1 h vremena boravka u parku dnevno je manja od 20 Svgodišnje Prema ovom proračunu doza koju stanovništvo prima od 210Pb zbog boravka u navedenim parkovima je zanemarljivo mala u odnosu na zakonsku normu za dozvoljenu dozu od 1 mSvgodišnje koju pojedinac može da primi od jonizujućeg zračenja [4] U svim uzorcima zemljišta detektovano je prisustvo 137Cs poreklom iz akcidenta u Černobilu Procesi ispiranja i relokacije cezijuma mogu da dovedu do veoma neravnomerne distribucije ovog radionuklida u jednoj oblasti Koncentracija aktivnosti prirodnog 238U se kreće u granicama od 15-55 Bqkg za nepoljoprivredno i 14-82 Bqkg za poljoprivredno zemljište Vrednosti koncentracije aktivnosti 238U se nalaze u opsegu vrednosti karakterističnih za zemljišta Ni u jednom uzorku nije primećena povišena aktivnost kako 238U 235U tako ni osiromašenog uranijuma

5 Literatura [1] EPA (US Environmental Protection Agency) Air Quality Criteria for Lead Vol II

Environmental Criteria and Assessment Office Research Triangle Park NC EPA6008-83028bF (1986)

[2] SLICS ndash Short Lived Isotope Counting Services- Lead-210 Dating httpwwwvideoemcomslics

[3] Saito K Jacob P 1995 Gamma ray fields in the air due to sources in the ground Radiat Prot Dosim 58 29-45

[4] UNSCEAR (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation) 2000 Sources and Effects of Ionizing Radiation United Nations New York

57

ABSTRACT

RADIONUCLIDE CONTENT DETERMINATION IN THE SOIL AND 210Pb CONTENT IN THE LEAVES IN NOVI SAD PARKS

Sofija FORKAPIĆ Ištvan BIKIT Dušan MRĐA Nataša TODOROVIĆ Miodrag KRMAR Jaroslav SLIVKA and Miroslav VESKOVIĆ

Department of Physics Faculty of Sciences Novi Sad Serbia sofijaimnsacyu

During the 2005 and 2006 low-level gamma spectrometry measurements of leaves and soil samples from the three greatest city parks were performed on Department of Physics Faculty of Sciences in Novi Sad Very susceptible gamma spectrometry method was developed for 210Pb content determination in the samples of fallen leaves In order to control radioactivity of soil and transfer of radionuclides to plants the activity concentrations of radionuclides in the soil were determined by means of two ultra high resoluted HPGe detectors

58

59

REMEDIJACIJA ZEMLJIŠTA SRBIJE KONTAMINIRANIH URANIJUMOM

Mirjana STOJANOVIĆ Dragana KOVAČEVIĆ Deana ILEŠ Mirko GRUBIŠIĆ Institut za tehnologiju nuklearnih i drugih mineralnih sirovina

Beograd Srbija mstojanovicitnmsacyu SADRŽAJ Predmet ovog rada je utvrđivanje stepena imobilizacionih karakteristika domaćeg

Lisinskog apatita (sadržaj P2O5 je 1443) i adsorpcionih karakteristika Beočinskog organomodifikovanog zeolita-klinoptilolita (modifikovan sa kvartarnim jonima amonijuma) pojedinačno i u smeši a u cilju dobijanja reaktivnog materijala optimalnih karakteristika sinergističkog efekta za remedijaciju zemljišta kontaminiranih uranijumom Dobijeni rezultati pokazuju značajno bolji sorpcioni kapacitet organozeolita od apatita (9996 indeks sorpcije zeolita u periodu od 7 dana i 6404 sorpcionog indeksa apapatita za period od 60 dana) Dobijeni rezultati mogu biti korisni u izboru ldquoenvironmental friendlyrdquo materijala na bazi domaćih sirovina za remedijaciju zemljišta kontaminiranih uranijumom antropogenog porekla a u cilju trajne zaštite stanovništva od jonizujućeg zračenja i održivog razvoja

1 Uvod Kontaminacija životne sredine radioaktivnim materijama postala je jedan od značajnih

problema savremene civilizacije Tehnološka revolucija koja se ostvaruje primenom nukle-arne energije u mirnodopske svrhe bez obzira na ogroman napredak koji je u ovoj oblasti učinjen u pogledu zaštite životne sredine neposredno vodi daljem povećanju radiokontami-nacije biosfere Potencijalna opasnost od primene nuklearnog oružja i opasnost od akci-denata na nuklearnim postrojenjima daju ovom problemu još veći značaj Sa druge strane unos radionuklida u životnu sredinu antropogenog porekla ostvaruje se i kroz proizvode ne-nuklearnih industrija (fosfatna industrija termoelektrane eksploatacija i prerada ruda) što dovodi do tzvrdquotehnološki povećanog sadržaja radionuklidaldquo i podizanja regio-nalnog fona prirodne radioaktivnosti[1] Dodatna opasnost za ekspoziciju stanovništva Srbije proistekla je nakon upotrebe municije sa osiromašenim uranijumom kojom su NATO snage 1999 god bombardovale vojne i civilne ciljeve u južnom delu Srbije

U radu je istaknut problem kontaminacije zemljišta Srbije uranijumom i mogućnost korišćenja proizvoda na bazi domaćih sirovina za njihovu revitalizaciju i remedijaciju a u cilju trajne zaštite stanovništva od jonizujućeg zračenja i održivog razvoja Remediacija kontaminiranih zemljišta radionuklidima podrazumeva izbor najefikasnijih i ekonomski najprihvatljivijih tehnologija Na osnovu razmatranja celokupne ekološko-društveno-ekonomske situacije predlažemo bdquoin-siturdquo remediacionu tehnologiju na bazi korišćenja domaćih prirodnih mineralnih sirovina apatita i zeolita

2 Materijal i metodi Istraživanja su obuhvatila utvrđivanje stepena imobilizacionih karakteristika Lisinskog

apatita i adsorpcoinih karakteristika Beočinskog zeolita-klinoptilolita Mehanizmi delovanja ova dva minerala su različita

Fosfatno indukovana stabilizacija primenom prirodnog apatita zasnovana je na mehanizmu precipitacije nove faze tj apatit se rastvara zemljišnim rastvorima i formira se nova faza uranijum fosfata autunita Niska rastvorljivost autunuta Ksp = 10-49 je osnov

60

njihove stabilnosti u dugom geološkom periodu (milioni godina) pod veoma različitim uslovima Struktura zeolita (alumosilikat) omogućava površinsku katjonsku izmenu s΄obzirom da je jedan deo atoma četvorovalentnog Si4+ supstituisan atomima trovalentnog Al3+ što rezultira negativnim naelektrisanjem strukture koje se neutrališe prisustvom izmenljivih katjona alkalnih i zemnoalkalnih metala Koji će mehanizam biti dominantiji zavisi od vrste i osobine reaktivnog materijala i hemijskih i fizičko-hemijskih osobina zemljišnih rastvora (hemijskog sastava pH redoks potencijala sadržaja glina vrste organskih komponenti koncentracije polutantahellip)[23]

Apatit je pripremljen postupkom mokrog mlevenja( veličina čestica bila je 33microm) U radu je korišćen nemodifikovan prirodni apatit (P2O51443) Modifikacija zeolita izvršena je kvartarnim amonijum jonima (octadecyldimethyl benzyl ammonium ions) Aktivacija je izvršena u uslovima5 vodene suspenzije zeolita i 2510 mmol ODDMB-Cl temperature 600 V - 9000 min i reakcionog vremena 5 min[4]

Adsorbcioni efekat smeša (5g) ispitivan je na je na 5 smeša različitih masenih udela apatita i zeolita (100 prirodnog apatita 75 apatita i 25 modifikovanog zeolita 50 apatita i 50 modifikovanog zeolita 25 apatita i 75 modifikovanog zeolita i 100 modifikovanog zeolita)

Efekat imobilizacije smeša ispitivan je u zavisnosti od reakcionog vremena (7 dana za smeše i 7 30 i 60 dana za prirodni apatit)) pri pH 55 Osnovni rastvor 100microg Ucm3 napravljen od uranil nitrarata

Uran je određen fluorimetrijskom metodom na fluorimetru PrimeJARELL ASHPrime-Division Predhodnom ekstrakcijom urana sa sinergistikom smešom 01M TOPO (tri-n-oktil fosfin oksid) u etil acetatu

3 Rezultati Dobijeni rezultati adsorbcije smeša apatita i zeolita (reakciono vreme 7 dana)

predstavljeni su u Tabeli 1

Tabela 1 Adsorpcija uranijuma različitim smešama nakon 7 dana Tip smeše neadsorb

U adsorb U

100 apatit 8333 1667 75 apat 25 zeo 21 90 7810 50 apat 50

zeo 670 9330

25 apat 75 zeo 486 9514 100 zeo 004 9996

Adsorpcija sa prirodnim apatitom u periodu delovanja od 7 30 i 60 dana je

predstavljena na Slici 1 Rezultati pokazuju da je organomodifikovani zeolit efektivniji od apatita jer u roku od 7 dana adsorbuje približno 100 uranijuma Sa porastom sadržaja organozeolita u smeši raste i adsorpcioni indeks Tako smeša sa 75apatita i 25 zeolita ima više od 4 puta veću adsorpcionu snagu od prirodnog apatita u istom periodu delovanja

Prirodni apatit pokazuje sporiju vremensku imobilizaciju uranijuma od organomodifikovanog zeolita sa trendom rasta Njegova upotreba je opravdana za remedijaciju velikih površina zemljišta kontaminiranih sa nižim stepenom radionuklida s

61

obzirom da se radi o ekonomski najisplativijim rektivnim materijalom koji je pet puta jeftiniji od srodnih uvoznih materijala Ukoliko ekonomski efekat nije presudan rektivnost prirodnog apatita se može povećati mehanohemijskom aktiviracijom u visokoreaktivnom vibracionom mlinu ili primenom koncentrata sa srednjim sadržajem P2O5 od 3495 [5]

1667

4474

6404

0

10

20

30

40

50

60

70

7 30 60

adsorpcioni period (dana)

adso

rptio

n in

dex

()

Slika 1 Adsorpcioni index apatita u zavisnosti od vremenja

4 Zaključak Dobijeni rezultati jasno ilustruju mogučnost primene prirodnog apatita i

organomodifikovanog zeolita pojedinaćno i u smeši za in situ remediaciju kontaminiranih zemljišta uranijumom Organomodifikovani zeolit je efektivniji od apatita jer u roku od 7 dana adsorbuje približno 100 uranijuma Sa porastom sadržaja organozeolita u smešama različitih masenih udela ispitivanih reaktivnih materijala raste i adsorpcioni indeks Prirodni apatit pokazuje sporiju vremensku imobilizaciju uranijuma od organomodifikovanog zeolita sa trendom rasta Sinergizam smeše se ogleda u brzom vezivanju uranijuma organomodifikovanim zeolitom i formiranja stabilne autunitne faze primenom apatita u dugom vremenskom periodu primenom apatita čime se isključuje rizik desorpcionog efekta organomodifikovanog zeolita usled promene zemljišnih uslova

Upotreba sinergističke remedijacione smešeorganomodifikovanog zeolita i prirodnog apatita preporučuje se u vidu reaktivne permeabilne barijeredirektno pomešane sa kontaminiranim zemljištem u kombinaciji sa pogodnim agrotehničkim merama za korekciju kiselosti ili dodat kao liner u okviru odlagališta

Sa druge strane a u skladu sa strategijom razvoja Srbije i pokretanjem investicionih aktivnosti potrebno je doprineti uvođenju novih remedijacionih tehnologija na bazi domaćih sirovina i postojeće infrastrukture Pokretanjem proizvodnje novih materijala za remedijaciju zemljišta dobili bi se dobri ekonomsko-socijalni efekti bitno unapridili stanje životne sredine a sa krajnjim ciljem trajna zastita stanovništva od jonizujučeg zračenja

Dalja istraživanja imaće za cilj povećanje reaktivnosti apatita mehanohemijskom aktivacijom i definisanje optimalnih uslova za njegovu primenu u realnim uslovima

62

Ovaj rad je rezultat realizacije projekta TR 6702 fanansiran od strane Ministarstva za nauku Srbije

5 Literatura [1] MStojanović J Mrdaković Popić DStevanović LJMartinovićPhosphorus fertilizers

as source of uranium in Serbian soils Agronomy for Sustainable Development 26 (2006) 179-183

[2] Arey JS Seaman J Bertch PM (1999) Immobilization of uranium in contaminted sediments by hydroxiapatite addition Environ Sci Technol 33 p 337-342

[3] MStojanovićJPMrdakovićABranković DRadulović S SZildžović MGrubišić Remediacija zemljišta kontaminiranih uranom primenom prirodnih apatitaIn Kontaminacija zemljišta Srbije radionuklidima i mogućnost njihove remediacijepp 273-291 2006 Editor ITNMS-Beograd

[4] SMatijasevicADakovicMTomasevic Čanovic MStojanović DIlešUranium(VI) adsorption on surfactant modified heulanditesclinoptilolite rich tuff JSerbChemSoc2006 Vol 71(12) 1323-1331

[5] MStojanović JPopic MrdakovicDIles ABrankovic MGrubisić DRadulović Remediacija zemljsta kontaminiranih uranom primenom prirodnih apatita InThe Nature Mineral Row Materials and Possibibilities of Theirs Application in Agricultural Production and Food Industry pp 145-157 2006 Editor Živorad Gajić Savez poljoprivrednih inženjera i tehničara

ABSTRACT

REMEDIATION OF THE SERBIAN SOILS CONTAMINATION BY URANIUM Mirjana STOJANOVIĆ Dragana KOVAČEVIĆ Deana ILEŠ Mirko GRUBIŠIĆ

Institute for Technology of Nuclear and other Mineral Raw Materials Belgrade Serbia mstojanovicitnmsacyu

Pure natural apatite and synthetic organomodified zeolite (modified with quaternarammonium ions) were investigated using two different minerals to compare their sorption capacity in the same conditions and to check the possibility for their different combination mixture using Samples of natural apatite were taken in South-Eastern Serbia near Bosilegrad Samples of zeolite were taken in Northern Serbia in Beocin and modified with surface-active organic substance (octadecyl-dimethyl-benzyl-ammoniumchloride ODMBA-Cl) We decided to test ODMBA-Cl zeolite because after many investigations of different zeolite organomodification we obtained very good reults for uranyl ion adsorption on ODMBA-Cl much better than on natural zeolite All measurements were done in the laboratory conditions The obtained results also showed the significant better sorption capacity of organozeolite (9996 sorption index in period of 7 days) but also good sorption capacity of non-treated natural apatite (6404 sorption index in period of 60 days) In all samples made as different mixture combinations of natural apatite and synthetic zeolite sorption index was more than 90 in only 7 days of acting The results for these materials obtained in our experiment clearly illustrate the utility of amendments in reducing this important and dangerous radionuclide Our further activities will be connected with the investigation of these materials efficiency in real natural conditions for decontamination of depleted uranium contaminated of South Serbia

63

RADIJACIONI RIZIK USLED TERESTRIČKOG IZLAGANJA ZA STANOVNIŠTVO GRADOVA SRBIJE

Ljiljana JANKOVIĆ-MANDIĆ1 i Snežana DRAGOVIĆ2

1Institut za medicinu rada SPM VMA Crnotravska17 11000 Beograd Srbija lijanbeotel yu

2Institut za primenu nuklearne energije - INEP Banatska 31b 11080 Beograd Srbija sdragovicinepcoyu

SADRŽAJ U radu je na osnovu gamaspektrometrijskih merenja specifičnih aktivnosti 226Ra

232Th i 40K izračunata ukupna jačina doze gama zračenja godišnja efektivna doza i indeks radijacionog rizika usled terestričkog izlaganja za stanovništvo gradova Srbije Srednja vrednost ukupne jačine doze gama zračenja (618 nGyh) kao i godišnje efektivne doze (758x10-5 Sv) u 22 grada u Srbiji bliske su vrednostima svetskog proseka Srednja vrednost indeksa radijacionog rizika od 035 ukazuje na to da u gradovima Srbije ne postoji značajan radijacioni rizik za stanovništvo usled terestričkog izlaganja

1 Uvod Prirodni terestrički radionuklidi su najznačajni izvor jonizujućeg zračenja u životnoj

sredini kako u pogledu ukupnog ozračivanja stanovništva tako i u pogledu lokalnih visokih doza zračenja [1] Predstavljeni su većim brojem radioaktivnih izotopa različitih elemenata čije je vreme poluraspada dovoljno dugo u odnosu na starost Zemlje 40K i radionuklidima serije 238U i 232Th Ovi radionuklidi se značajno međusobno razlikuju kako po svojim fizičkim i geohemijskim osobinama tako i u pogledu potencijalnih rizika za stanovništvo Geohemijski procesi mogu regionalno ili lokalno značajno koncentrovati neke od ovih radionuklida dovodeći i do obrazovanja njihovih mineralizacija iili rudnih ležišta Istraživanja aktivnosti prirodnih radionuklida su takođe neophodna za primenu određenih mera u slučajevima kada se ustanovi povećanje radijacione doze u odnosu na preporučenu

Cilj ovog rada je da se na osnovu gamaspektrometrijski određenih aktivnosti radionuklida 226Ra 232Th i 40K u uzorcima neobradivog zemljišta iz gradova Srbije izračuna ukupna jačina doze koju primi stanovništvo proceni godišnja efektivna doza i indeks radijacionog rizika usled spoljašnjeg izlaganja gama zračenju u pojedinim gradovima Srbije

Zemljište predstavlja glavni rezervoar za radionuklide oslobođene u terestričku životnu sredinu Mobilnost svakog radionuklida i njegov transfer kroz lanac ishrane zavisi u velikoj meri od njegove interakcije sa komponentama zemljišta Pokretljivost radionuklida u zemljištu je određena sa tri glavna faktora inicijalni fizičkohemijski oblik padavina procesi transformacije koji menjaju originalnu distribuciju vrsta i reaktivnost radionuklida sa komponentama zemljišta [2] Na stepen migracije radionuklida utiču i drugi faktori koncentracija stabilnog izotopa u zemljištu tip zemljišta precipitacija pH i valenca radionuklida Vertikalna distribucija je najbrža u peskovitom zemljištu a najsporija u glinama Radionuklidi se akumuliraju uglavnom u površinskom sloju zemljišta Najveći deo radioaktivnih čestica (85) zadržava se na dubini do 5 cm

Izvori povećanja sadržaja prirodnih radionuklida u životnoj sredini mogu biti (1) prirodni ili geološko-geohemijski sistemi (rude stene podzemne vode) i (2) antropogeni

64

(dobijanje i prerada rude proizvodnja i korišćenje mineralnih đubriva deponije radioaktivnog otpada) [3]

2 Materijal i metode Analizirano je 120 uzoraka neobradivog zemljišta iz 22 grada sa teritorije Srbije Uzorci

zemljišta su sušeni na 105 C do konstantne mase mleveni homogenizovani i zatvoreni u Marineli posude zapremine 1 L do uspostavljanja ravnoteže između članova niza

Za gamaspektrometrijsku analizu korišćeni su HPGe detektori relativne efikasnosti 30 i 25 rezolucije 185 keV na 1332 keV i olovnim zaklonom prečnika 300 mm i visine 400 mm Obrada spektra vršena je pomoću softverskog paketa Gamma Vision

Energijska kalibracija kao i kalibracija efikasnosti izvršene su pomoću kalibracionog izvora AMERSHAM u Marineli posudi zapremine 1 L (57Co 60Co 85Sr 88Y 109Cd 113Sn 137Cs 139Ce 241Am)

Na osnovu izmerenih aktivnost primordijalnih radionuklida 226Ra 232Th i 40K u uzorcima zemljišta izračunata je ukupna jačina doze koju primi stanovništvo navedenih regiona usled izlaganja gama zračenju ispitivanih radionuklida godišnja efektivna doza i indeks radijacionog rizika usled spoljašnjeg izlaganja (Heks)

Jačina doze u vazduhu 1 m iznad tla izračunata je na osnovu izmerenih specifičnih aktivnosti 226Ra 232Th i 40K (uz pretpostavku da su svi potomci raspada u ravnoteži sa svojim prekursorima i da drugi radionuklidi kao što su 137Cs 90Sr i 235U sa svojim potomcima neznatno doprinose ukupnoj dozi usled spoljašnjeg izlaganja) [1 4] prema jednačini (1)

D=0462 ARa + 0604 ATh+0042 AK (1)

gde je D - jačina doze u nGyh a ARa ATh AK - specifične aktivnosti (Bqkg) 226Ra

232Th i 40K respektivno Uzimajući u obzir faktor konverzije od 07 SvGy i pretpostavku da stanovništvo Srbije

provodi u proseku 20 vremena na otvorenom izračunata je godišnja efektivna doza prema jednačini (2)

Godišnja efektivna doza (Sv) = D(Gyh) 24 h 365 d 07 SvGy 02 (2)

Indeks radijacionog rizika usled spoljašnjeg izlaganja Heks izračunat je prema jednačini

(3)

Heks= ARa370 +ATh259 + AK4810 (3) gde su ARa ATh AK specifične aktivnosti (Bq kg-1) 226Ra 232Th i 40K respektivno [5]

Radijacioni rizik usled spoljašnjeg izlaganja ne smatra se značajnim ako je vrednost parametra Heks manja od jedan

65

3 Rezultati i diskusija U tabeli 1 date su vrednosti jačine doze godišnje efektivne doze i indeksa radijacionog

rizika usled terestričkog izlaganja dobijenih na osnovu izmerenih specifičnih aktivnosti 40K 232Th i 226Ra u uzorcima neobradivog zemljišta sakupljenog sa teritorije 22 grada u Srbiji

Tabela 1 Ukupna jačina doze indeks radijacionog rizika i godišnja efektivna doza usled terestričkog izlaganja u gradovima Srbije

Lokacija Ukupna jačina doze gama zračenja (nGyh)

Godišnja efektivna doza (10-5 Sv)

Heks

Beograd 544 667 031 Mladenovac 606 743 035 Arandjelovac 778 954 045 Topola 697 854 041 Kragujevac 782 959 044 Gornji Milanovac 770 944 044

Paraćin 814 999 046 Kruševac 729 896 042 Valjevo 721 884 042 Užice 169 207 010 Čačak 970 119 056 Kraljevo 779 954 045 Vrnjačka Banja 638 782 036 Niš 716 879 041 Vranje 819 100 047 Šabac 393 481 023 Loznica 469 575 027 Pančevo 299 367 017 Novi Sad 334 409 019 Vršac 662 811 037 Sombor 443 543 025 Subotica 469 575 027

Doprinos pojedinačnih radionuklida ukupnoj jačini doze varira sa lokacijama

uzorkovanja i posledica je razlike u geološkom poreklu analiziranih uzoraka zemljišta Ukupna jačina doze gama-zračenja najmanja je u Užicu (169 nGyh) a najveća u Čačku (970 nGyh) Srednja jačina doze dobijena na osnovu aktivnosti urana torijuma i kalijuma u uzorcima zemljišta sakupljenih u gradovima Srbije iznosi 618nGyh Prema UNSCEAR (2000) jačina doze u vazduhu usled terestričkog gama-zračenja u normalnim uslovima iznosi oko 57 nGyh a vrednosti po zemljama u svetu variraju od 20 do 1100 nGyh Srednja vrednost ukupne jačine doze usled terestričkih radionuklida dobijena u ovom radu je bliska vrednosti svetskog proseka a niža od srednje vrednosti ukupne jačine doze za prostor Srbije i Crne Gore dobijene u ranijim istraživanjima koja su obuhvatala i planinske sisteme različitog geohemiskog sastava [6]

66

Godišnja efektivna doza usled terestričkog izlaganja varira u opsegu od 207x10-5 Sv (Užice) do 119x10-5 Sv (Čačak) Srednja vrednost godišnje efektivne doze iznosi 758 x 10-5 Sv što je u nivou sa srednjom vrednošću na svetskom nivou koja prema UNSCEAR (2000) iznosi 007 mSv

Vrednosti indeksa radijacionog rizika usled terestričkog izlaganja (Heks) nalaze se u opsegu od 010 (Užice) do 056 (Čačak) Srednja vrednost ovog indeksa od 035 ukazuje na to da u gradovima Srbije ne postoji značajan radijacioni rizik za stanovništvo usled terestričkog izlaganja

4 Zaključak Vrednosti ukupne jačine doze kao i godišnje efektivne doze usled primordijarnih

radionuklida u 22 grada u Srbiji bliske su vrednostima svetskog proseka Vrednosti indeksa radijacionog rizika (Heks) ukazuju na to da u gradovima Srbije ne postoji značajan radijacioni rizik za stanovništvo usled terestričkog izlaganja

Rezultati ovakvih istraživanja važni za upotpunjavanje svetske baze podataka o nivoima prirodne radioaktivnosti zemljišta Oni su i referentna informacija za procenu promena u nivoima osnovne radoaktivnosti usled antropogenog delovanja Podaci ovakve vrste su od posebnog značaja za procenu radijacionog rizika stanovništva



[2] RL Kathren Radioactivity in the environment sources distribution and surveillance Amsterdam 1984 Harwood Academic Publishers

[3] M Milojević Aerogamaspektrometrija ndash primena u geologiji i ekologiji posebna izdanja knjiga 13 Beograd1995 Geoinstitut

[4] EPA-402-R-93-081 External exposure to radionuclides in air water and soil Oik Ridge Tennessee1993 United States Environmental Protection Agency

[5] J Beretka and PJ Methew Natural radioactivity of Australian building materials industrial wastes and by-products Health Phys 48 (1995) 87-95

[6] S Dragović Lj Janković and A Onjia Assessment of gamma dose rates from terrestrial exposure in Serbia and Montenegro Radiat Prot Dosim 121 (2006) 297-302

67

ABSTRACT

RADIATION RISK FROM TERRESTRIAL EXPOSURE FOR POPULATION IN CITIES OF SERBIA

Ljiljana JANKOVIĆ-MANDIĆ1 and Snežana DRAGOVIĆ2

1Institute of Occupational Medicine SPM MMA Crnotravska17 11000 Belgrade Serbia lijanbeotel yu

2Institute for Application of Nuclear Energy - INEP Banatska 31b 11080 Belgrade Serbia sdragovicinepcoyu

In this work total gamma dose rate annual effective dose and external hazard index are calculated based on specific activities of 226Ra 232Th and 40K determined by gamma-ray spectrometry The average value of total gamma dose rate (618 nGyh) and annual effective dose (758x10-5 Sv) from terrestrial exposure in 22 cities in Serbia are close to average world values The average value of external hazard index of 035 showed that there is no significant radiation risk for population in cities of Serbia from terrestrial exposure

68

69

AKTИВНОСТ Cs137 У ЉУДСКОЈ И СТОЧНОЈ ХРАНИ У РЕГИОНУ ВОЈВОДИНЕ У ПЕРИОДУ ОД 2001 ДО 2005 ГОД

Љиљана ЈАВОРИНА1 Гордана ПАНТЕЛИЋ1 Маја ЕРЕМИЋ-САВКОВИЋ1 Ведрана ВУЛЕТИЋ1 Ирена ТАНАСКОВИЋ1 Гордана ВИТОРОВИЋ2

1) Институт за медицину рада и радиолошку заштиту Др Драгомир Карајовић Делиградска 29 Београд Србија javornetyu

2) Факултет ветеринарске медицине Београд Србија

САДРЖАЈ Рад садржи приказ резултата гамаспектрометријског мерења 137Cs у људској и

сточној храни у региону Војводине у периоду од 2001 до 2005 године Мерења су вршена у оквиру мониторинга у Републици Србији а у циљу заштите здравља становништва од штетног утицаја јонизујућег зрачења Резултати показују да активност узорака углавном потиче од вештачких радионуклеида који су као фисиони продукт путем нуклеарног акцидента (Чернобиљ 1986) доспели у атмосферу и путем падавина контаминирали цео екосистем 137Cs ће због свог дугог времена полураспада (302 год) дуго бити присутан у животној средини Његова активност у узорцима људке и сточне хране временом значајно опада јер су падавине допринеле спирању радионуклида у ниже слојеве земље Последњих година активност цезијума у људској и сточној храни је на веома ниском нивоу као пре акцидента у Чернобиљу

1 Увод Мониторинг програм је део обавезе републике регулисане законом12 које

Институт за медицину рада и радиолошку заштиту обавља преко тридесет година вршећи систематско испитивање садржаја радионуклида у људској и сточној храни3 Резултати мерења указују да активност узорака из животне средине углавном потиче од вештачких радионуклида који су као фисиони продукти путем нуклеарног акцидента или нуклеарних проба (на пр ваздушних од 1948-1978) доспели у атмосферу а затим путем падавина контаминирали цео екосистем Цезијум је алкални метал који се у природи налази у малим количинама као стабилан изотоп 133Cs у стенама и земљишту док радиоактивни изотоп 137Cs у природу доспева путем fall-outa после нуклеарних проба или акцидента Цезијум улази у системску циркулацију респираторним и дигестивним путем Апсорпција у крви је готово потпуна Цезијумов јон аналоган је хемијски и биохемијски јону калијума те прати његов метаболизам Потпуно је растворљив у телесним течностима и униформно се дистрибуира у телу Дистрибуција активности цезијума највећа је у компонентама крви посебно у еритроцитима Cs заузима место К у крвним ћелијама (као предоминантно интрацелуларни нуклид) које га преносе до ткива Највећи део се депонује у мишићним ћелијама 10 укупног 137Cs има полуживот од око 2 дана а 90 и до 100 дана Од дужине задржавања 137Cs зависи телесно оштећење Трансфер цезијума у одељке за брзи или спорији проток специфичан је за старосно доба Биокинетика цезијума код људи је карактеристична широком варијабилношћу ретенције у разним случајевима изазвано многим факторима осим година старости као што су пол величина мишићне масе садржај калијума у организму и др Ово су

70

све разлози због којих је праћење активности овог радионуклида веома важно нарочито узимајући у обзир да су деца угроженија јер је њихов организам у развоју

2 Метода мерења У оквиру законских прописа узорци су прикупљани два пута годишње (пролеће и

јесен) у региону Војводине за период од 2001 до 2005године (Нови Сад и Суботица) Испитиване су следеће врсте сточне хране трава луцерка сено и кукуруз а од људске хране поврће воће месо житарице млечни производи и млеко После припреме узорака (прање одвајање јестивог дела уситњавање жарење на 4000 C) врши се гамаспектрометријско мерење

Гамаспектрометријска мерења вршена су на HP Ge детекторима резолуције 195 кеV односно 185 кеV релативне ефикасности 25 на 133 МеV фирме ORTEC Релативна грешка припреме узорака и мерења је 10 Енергетска калибрација као и калибрација ефикасносати детектора обавља се помоћу радиоактивног стандарда Amersham Време мерења једног узорка је 60000s а време мењрења основне активности 150000s

3 Резултати мерења и дискусија Гамаспектрометријсом анализом узорака у табелама од 1 - 4 приказани су

резултати мерења вештачког радионуклида Cs-137 по врсти узорака сточне и људске хране из региона Војводине (Нови Сад и Суботица)

Табела 1 Специфична вредност радионуклида дата у средњим годишњим вредностима за сточну храну из Новог Сада

ГОДИНА 2001 2002 2003 2004 2005 ВРСТА УЗОРКА 137Cs

(Bqkg) Tрава - 031 - - 037 Луцерка lt 006 052 012 lt 023 033 Сено 116 043 075 023 - Кукуруз lt 008 - - - -

Табела 2 Специфична вредност радионуклида дата у средњим годишњим вредностима за људску храну из Новог Сада


(Bqkg) Поврће lt 020 lt 008 008 010 014 Воће - lt 013 lt 006 lt 007 014 Месо - lt 017 lt 013 lt 009 lt 017 Житарице - lt 005 lt 006 lt 005 lt 007 Млечни производи - 033 012 031 lt 018 Млеко 004 lt 003 lt 003 lt 003 lt 002

71

Табела 3 Специфична вредност радионуклида дата у средњим годишњим вредностима за сточну храну из Суботице


(Bqkg)

Трава - 088 - lt 009 lt 007 Луцерка 0215 036 021 lt 023 0265 Сено 011 088 067 030 lt 024 Kукуруз 007 - - - -

Табела 4 Специфична вредност радионуклида дата у средњим годишњим вредностима за људску храну из Суботице


(Bqkg) Поврће - lt 009 lt 007 011 lt 013 Воће - lt 004 lt 005 lt 007 lt 005 Месо - lt 014 lt 016 lt 014 lt 032 Житарице - lt 005 lt 005 lt 006 lt 008 Млечни производи - lt 012 034 lt 015 lt 021

Резултати су исказани у средњим годишњим вредностима за период од 2001 до

2005 године и показују да су у овом периоду већ достигле вредности пре акцидента у Чернобиљу и да се налазе у границама просечних вредности осталих региона у Србији

4 Закључaк Из наведених резултата можемо закључити да је активност цезијума -137 у

људској и сточној храни у периоду од 2001 до 2006године веома опала и достигла вредности пре акцидента То значи да у поменутом периоду није било додатног радиоактивног загађења животне средине а такође и да су активности овог радионуклида у нашој исхрани на веома ниском нивоу

5 Литература [1] Закон о заштити од јонизујућих зрачења Сл лист СРЈ бр 46 1996 [2] Одлука о систематском испитивању садржаја радионуклида у животној средини

Сл лист СРЈ бр 45 1997 [3] Радиоактивност животне средине у Србији Институт за медицину рада и

радиолошку заштиту Др Драгомир Карајовић Београд 1995 2004

72

ABSTRACT

THE CONCENTRATION OF 137 Cs IN FOOD ON THE TERRITORU OF VOJVODINA IN THE PERIOD 2001 - 2005

Ljiljana ЈAVORINA1 Gordana PANTELIĆ1 Маја ЕREMIĆ-SAVKOVIĆ1 Vedrana VULETIĆ1 Irena TANASKOVIĆ1 Gordana VITOROVIĆ2

1) Institute of Occupational and Radiological HealtDr Dragomir KarajovićDeligrasdka 29 Belgrade Serbia javornetyu

2) Faculty of Veterinary Medicine Belgrade

Systematic examination of radioactive contamination of various sample from environment was estabilished in the Institute of Occupational and Radiological Health Dr Dragomir Karajović Results of radiological analysis show that activity of these samples origins from artificial radionuclides which contaminated ecosystem after Chernobyl accident and from atmospheric nuclear tests (1945-1978) fallout As one of the most important fission products 137Cs due to its long halflife is presents in food samples even 20 years after Chernobyl accident Physical decay weathering and other major factors have contributed to the large decline of radionuclides in the environment human food and in the cattle feed

73

MAHOVINE KAO INDIKATORI ZAGADJENJA VAZDUHA U URBANIM SREDINAMA

Dragana TODOROVIĆ1 Dragana POPOVIĆ2 i Jelena AJTIĆ2

1) Laboratorija za zaštitu od zračenja i zaštitu životne sredine Institut za nuklearne nauke Vinča P Fah 522 11000 Beograd Srbija bebavinbgacyu

2) Katedra za biofiziku Fakultet veterinarske medicine Univerzitet u Beogradu Bul Oslobodjenja 18 11000 Beograd Srbija draganapvetbgacyu

SADRŽAJ U radu se daju rezultati odredjivanja sadržaja radionuklida u uzorcima mahovina

izloženih aerozagadjenju na lokaciji u centralnom gradskom području (Karadjordjev park) Aktivnost prirodnih i antropogenih radionuklida (40K 210Pb 137Cs 7Be) merena je na dva HPGe detektora (Canberra relativna efikasnost 20 i 23) standardnom metodom spektrometrije gama zračenja

1 Uvod Kao bioindikatori mahovine su prvi put upotrebljene u skandinavskim zemljama kasnih

60-ih godina 20 veka kao komplementarna metoda klasičnim instrumentalnim metodama za ispitivanje i kontrolu zagadjenja životne sredine Kasnije mahovine i lišajevi su korišćeni kao indikatori radioaktivne kontaminacije životne sredine za ispitivanje globalne depozicije radionuklida kao posledica nuklearnih proba u atmosferi za procene posledica nuklearne nesreće u Černobilu 1986 godine za procenu stanja životne sredine oko nuklearnih postrojenja i reaktora postrojenja za preradu nuklearnog goriva i materijala i sl [15] Mahovine su korišćene i kao bioindikatori za odredjivanje stepena zagadjenja životne sredine od osiromašenog uranijuma u Bosni i Hercegovini 1995 godine i Srbiji 1999 godine [46810] Danas je metoda biomonitoringa pomoću mahovina deo programa kontrole životne sredine u većini evropskih zemalja jer daje podatke o antropogenom zagadjenju u urbanim sredinama kao posledice saobraćaja i sagorevanja fosilnih goriva i omogućava identifikovanje izvora zagadjenja teškim metalima [126] Mahovine su pogodni indikatori za detekciju dugogodišnjeg zagadjenja uranijumom i drugim teškim metalima jer akumuliraju uranijum i druge elemente i zadržavaju ih i više godina pošto je zagadjivanje prestalo [7] Medjutim mahovine je često teško naći u urbanim područjima posebno u količinama dovoljnim za analizu Stoga se sve češče koristi teknika tzv aktivnog biomonitoringa ili bagova (bags technique) sa transplantatima mahovina koja ima značajnih prednosti kao što su precizno definisano vreme ekspozicije poznata koncentracija elemenata u mahovinama fleksibilnost izbora lokacije itd Osnovni nedostaci metode su nepoznavanje efikasnosti akumulacije za različite vrste zagadjivača kao i izbor vremena ekspozicije [136]

U ovom radu se daju preliminarni rezultati odredjivanja sadržaja radionuklida u mahovinama izloženim aerozagadjenju u užem gradskom podrućju koji treba da procene validnost ove metode za procenu sadržaja radionuklida u prizemnom sloju vazduha u urbanim sredinama

2 Materijal i metoda Uzorak mahovina u plastičnoj mreži ukupne mase 2546 g izložen je aerozagadjenju u

periodu od godinu dana (maj 2006 - maj 2007) na lokaciji Karadjordjev Park u neposrednoj blizini prometne gradske saobraćajnice i autoputa Na istoj lokaciji je

74

postavljena i pumpa za uzimanje uzoraka vazduha na filter papiru [11] Mahovine Sphagnum girgensohnii sa lokacije u blizini Dubne Rusija osušene su u laboratoriji i očišćene od zemlje i ostalog materijala Posle izlaganja su u nativnom stanju sitnjeni i podeljeni u manje uzorke od po 25 -36 g da bi se proverila homogenost raspodele aktivnosti radionuklida Aktivnost radionuklida je merena na dva HPGe detektora (Canberra relativna efikasnot 20 i 23) standardnom metodom spektrometrije gama zračenja Za geometrijsku kalibraciju korišćen je referentni radioaktivni materijal IAEA-373 (trava) nakapan sa 134Cs 137Cs 40K 90Sr ukupne aktivnosti 15 kBqkg suve materije na dan 31121991 Vreme merenja je bilo 58 000 s Ukupna standardna greška metode je 10 za 137Cs 20 za 210Pb i 16 za 40K

3 Rezultati i diskusija U uzorcima su detektovani samo radionuklidi 137Cs i prirodni 40K i 210Pb Radionuklid

7Be je detektovan samo u jednom uzorku od osam u kome je izmerena aktivnost 7Be od 60Bqkg Uzrok ovome je vreme od uklanjanja uzorka sa lokacije do trenutka dopremanja u laboratoriji i merenja (oko 60 dana) što je imalo za posledicu raspad ovog kratkoživećeg radionuklida kao i dugo vreme izlaganja

Srednje vrednosti aktivnosti A plusmn σ (Bqkg) radionuklida 137Cs 40K i 210Pb u uzorcima mahovina prikazane su u Tabeli 1 dok je raspodela aktivnosti po uzorcima prikazana je na slikama 1 2 3

Tabela 1 Aktivnost radionuklida (Bqkg) u uzorcima mahovina 137Cs 40K 210Pb

A(Bqkg) 28 plusmn 4 245 plusmn 34 315 plusmn 25

Dobijeni rezultati pokazuju da su koncentracije radionuklida istog reda veličine ili u opsegu veličina izmerenih u mahovinama sa ovog područja istom ili sličnim metodama [1 2 6 9] sa nešto većim vrednostima za olovo što se moglo i očekivati obzirom na blizinu izvora zagadjenja (autoput i centralna gradska saobraćajnica) Pažljivim izborom vremena ekspozicije metoda se može koristiti kao komplementarna metoda za procenu zagadjenosti vazduha radionuklidima u urbanim sredinama

0

50

100

150

200

250

300

Bqkg

1 2 3 4 5 6 7 8

40-K

Slika 1 Raspodela aktivnosti 40K u uzorcima mahovina (broj uzorka 1-8)

75

0

50

100

150

200

250

300

350

400Bqkg

1 2 3 4 5 6 7 8

210-Pb

Slika 2 Raspodela aktivnosti 210Pb u uzorcima mahovina (broj uzorka 1-8)

0

5

10

15

20

25

30

35Bqkg

1 2 3 4 5 6 7 8

137-Cs

Slika 3 Raspodela aktivnosti 137Cs u uzorcima mahovina (broj uzorka 1-8)

4 Literatura

[1] Anicic M Mosses as bioindicators of pollution by heavy metals and other elements in urban areas MSc Thesis University of Belgrade Belgrade 2006

[2] Anicic M Frontasyeva M Tomasevic M Popovic A Assessment of Atmospheric Deposition of Heavy Metals and Other Elements in Belgrade Using the Moss Biomonitoring Technique and Neutron Activation Analysis EnvironMonitAssess DOI 10 1007s10661-00609354-y

[3] Barandovski L Cekova M Frontasyeva MV Pavlov SS Stafilov T Steinnes E Urimov V Air Pollution Studies in Macedonia Using the Moss Biomonitoring Technique NAA AAS and GIS Technology 2006 JINR Dubna E18-2006-160- 1-19 Accepted by Environmental Monitoring and Assessment 2007

[4] Di Lella L Frati L Loppi S Protano G Riccobono F 2003 Lichen as biomonitors of uranium and other trace elements in an area of Kosovo heavily shelled with depleted uranium rounds Atm Environment 37 5445-49

76

[5] Djuric G Popovic D Smelcerovic M Petrovic B Djujic I 1989 Radioactive contamination of food and forage in Serbia after the Chernobyl accident In Radiation Protection - Selected Topics IBK Vinca 421-426

[6] Frontasyeva MV Galinskaya TYe Krmar M Matavuly M Pavlov SS Povtoreyko EA Radnovic D SteinnesE Atmospheric deposition of heavy metals in northern Serbia and Bosnia-Herzegovina studied by moss biomonitoring neutron activation analysiis and GIS technology JRadioanalyticNuclearChem 2591 2004 141-147

[7] Golubev AV Golubeva VN Krylov NG Kuznetsova VF Mavrin SV Aleinikov AYu Hoppes WG Surano KA 2005 On monitoring anthropogenic airborne uranium concentrations and 235U238U isotopic ratio by lichen-bio-indicator techniques JEnvironm Radioactivity 84 333-342

[8] Hofmann W Attarpour N Lettner H Turk R 1993 137Cs in lichen before and after the Chernobyl accident Health Physics 70-73

[9] Krmar M Radnovic D RakicS Matavulj M 2007 Possible use of terrestial mosses in detection of atmospheric deposition of 7Be over a large area Journal of Environmental Radioactivity 95 2007 53-61

[10] Loppi S Riccobono F Zhang ZH Savic S Ivanov D Pirinsos SA 2003 Lichens as biomonitors of uranium in the Balkan Area Environmental Pollution 125 277-280

[11] Todorovic D Popovic D Rajšić S Tasić M 2007 Radionuclides and Particulate Matter in Belgrade Air In ldquoEnvironmental Research Trendsrdquo Ed MACato Nova Science PublInc New York 271-301

ABSTRACT

MOSSES AS INDICATORS OF THE AIR POLLUTION BY RADIONUCLIDES IN URBAN AREAS

Dragana TODOROVIC1 and Dragana POPOVIC2

1) Environmental and Radiation Protection Laboratorz Institute for Nuclear Sciences Vinča POBox 522 11000 Belgrade Srbia bebavinbgacyu

2) Department of biophysics Faculty of Veterinary Medicine University of Belgrade BulOslobodjenja 18 11000 Belgrade Srbia draganapvetbgacyu

The paper presents prelimenary results on the contents of radionuclides in mosses exposed to air pollution in central urban area (a Belgrade city park) Activity of natural and antropogenic radionuclides (40K 210Pb 137Cs 7Be) was determined on two HPGe detectors (Canberra relative efficiency 20 and 23) by standard gamma spectrometry

77

VARIJACIJA KONCENTRACIJE AKTIVNOSTI RADONA U NISKOFONSKOJ PODZEMNOJ LABORATORIJI U BEOGRADU

Vladimir UDOVIČIĆ1 Sofija FORKAPIĆ2 Bojana GRABEŽ1 Aleksandar

DRAGIĆ1 Radomir BANJANAC1 Dejan JOKOVIĆ1 i Bratimir PANIĆ1 1) Institut za fiziku Beograd Srbija udovicicphybgacyu

2) Departman za fiziku Prirodno-matematički fakultet Novi Sad Srbija sofijaimnsacyu

SADRŽAJ

U Institutu za fiziku u Beogradu već deset godina postoji niskofonska podzemna laboratorija U podzemnim laboratorijama radioaktivni gas radon predstavlja jedan od glavnih izvora fona gama zračenja i tokom čitavog perioda postojanja niskofonske podzemne laboratorije u Beogradu traju merenja koncentracije aktivnosti radona Merenja su rađena različitim metodama a u ovom radu prikazani su rezultati dobijeni u periodu od 2003 do 2007 godine

1 Uvod U svetu postoji više desetina podzemnih niskofonskih laboratorija u kojima se

proučavaju retki i maloverovatni nuklearni procesi (bezneutrinski dvostruki beta raspad potraga za WIMP česticama) Pored takvih egzotičnih eksperimenata u niskofonskim podzemnim laboratorijama se obavljaju i merenja malih aktivnosti odnosno izuzetno malih koncentracija prirodnih i veštačkih radionuklida Ono što je zajedničko svim tim eksperimentima je da je za njihovu uspešnu realizaciju neophodno postići što niži nivo fona svih vrsta zračenja Zbog toga se laboratorije grade pod zemljom gde intenzitet fluksa kosmičkog zračenja koji predstavlja dominantnu komponentu fona u nuklearnoj spektroskopiji brzo opada sa dubinom Sa druge strane koncentracija aktivnosti radona radioaktivnog gasa koji nastaje u stenama zemljištu i vodama raste sa dubinom na kojoj se nalazi podzemna laboratorija To predstavlja veliki problem jer povećana koncentracija radona doprinosi povećanju nivoa fona što se očituje pojavom brojnih linija u fonskim gama spektrima koje potiču od radonskih potomaka (214Bi 214Pb) a koje daju integralni doprinos fonu gama zračenja čak i do 50 Dodatna poteškoća leži u činjenici da koncentracija aktivnosti radona u zatvorenim prostorijama može da zavisi od meteoroloških parametara (temperatura vazdušni pritisak vlažnost) tako da postoje dnevne i sezonske varijacije u koncentraciji radona Zbog toga je neophodno konstantno praćenje nivoa koncentracije radona u podzemnim laboratorijama kao i preuzimanje odgovarajućeg sistema mera za njegovu redukciju uz mogućnost da se postignuta vrednost održava u dužem vremenskom periodu

U Institutu za fiziku u Beogradu pre deset godina je izgrađena niskofonska podzemna laboratorija Po dubini ona spada u plitke podzemne laboratorije (25 metara vodenog ekvivalenta) i po svojim osnovnim karakteristikama [1] najviše liči na laboratoriju u Hajdelbergu Pored pažljivog odabira lokacije i građevinskog materijala upotrebljenog u izgradnji laboratorije posebna pažnja posvećena je rešavanju problema radona Zidovi laboratorije su sagrađeni od armiranog niskoaktivnog betona debljine 30 cm i u celini su hermetički prekriveni limom od aluminijuma debljine 1 mm koji sprečava difuziju radona iz tla Laboratorija je opremljena dvostepenim ventilacionim sistemom koji sadrži filter za čestice prašine (F1) i filter sa aktivnim ugljem (F2) kojim se apsorbuje radon iz vazduha

78

Dodatni stepen u ventilacionom sistemu obezbeđuje nadpritisak u radnom delu laboratorije od oko 2 mbar u odnosu na atmosferski što dodatno sprečava difuziju radona kroz eventualne pukotine u aluminijumu U početku rada laboratorije uz primenu gore opisanih mera za redukciju koncentracije aktivnosti radona (sa ventilacijom F1 i F2 i nadpritiskom od 2 mbar) postignut je nivo od 10 Bqm-3 U narednih pet godina (do 2003 godine) nisu uočene značajnije varijacije koncentracije radona u podzemnoj laboratoriji [2] U ovom radu su predstavljene primenjene eksperimentalne metode kao i dobijeni rezultati merenja koncentracije aktivnosti radona u periodu od 2003 do 2007 godine

2 Eksperimentalne metode U niskofonskoj podzemnoj laboratoriji Instituta za fiziku u Beogradu nalazi se

niskofonski gama spektrometar (koaksijalni HPGe detector ORTEC tipa GEM30 relativne efikasnosti 35) Uz povoljno okruženje same laboratorije i 10 cm pasivne olovne zaštite nivo fona je značajno redukovan (045 cps u opsegu spektra 40-3000 keV-a) Da bi se postignuti nizak nivo fona održavao u dužem vremenskom periodu neophodno je postići što nižu koncentraciju aktivnosti radona u laboratoriji uz što manje varijacije Na slici 1 prikazani su delovi dva fonska spektra dobijena sa gore opisanim gama spektrometrom (fokusiran je pik na liniji od 6093 keV-a koja potiče od 214Bi potomka radona) Treba istaći da je gornji spektar dobijen kada je koncentracija aktivnosti radona u laboratoriji bila 930 Bqm-3 a donji u trenutku kada je radon bio na nivou od 17 Bqm-3 Izmereni integralni odbroj u fonskim gama spektrima za veću i manju koncentraciju aktivnosti radona u intervalu 40-3000 keV-a bio je 085 cps i 17 Bqm-3 respektivno

Slika 1 Dva fonska gama spektra (fokusiran je pik na liniji od 6093 keV-a) Gornjem spektaru odgovara koncentracija aktivnosti radona u laboratoriji od 930 Bq

m-3 a donjem od 174 Bq m-3 Od velikog broja metoda za merenje koncentracije aktivnosti radona izabrane su dve - Upotreba trag detektora tipa CR39 i LR115 koji su pogodni za dugotrajna merenja

radona (od par dana do nekoliko meseci) pri čemu dobijeni rezultati predstavljaju srednje koncentracije radona na datoj lokaciji za određeni interval merenja Detaljan prikaz procedure rada sa trag detektorima prilikom merenja koncentracije radona u zatvorenim

79

prostorijama u Niskofonskoj laboratoriji za nuklearnu fiziku Instituta za fiziku u Beogradu dat je u radu [3]

- Korišćenje ugljenih kanistera u kombinaciji sa gama spektrometrijskim merenjem koji se kao standardna metoda praktikuje u Laboratoriji za niskofonska gama-spektrometrijska merenja na Departmanu za fiziku PMF-a u Novom Sadu Postupci rukovanja ugljenim kanistrima pri uzorkovanju radona iz vazduha zatvorenih prostorija kao i sastav i dimenzije ugljenih kanistera opisani su u referenci [4]

3 Rezultati merenja i analiza Na slici 2 prikazani su rezultati merenja koncentracije radona u niskofonskoj podzemnoj

laboratoriji kao i u nadzemnom delu laboratorije u periodu od jula 2003 (mesec dana nakon prve zamene filtera F1 i F2) do juna 2004 godine korišćenjem trag detektora tipa CR39 i LR115 Dobijeni rezultati pokazuju jasnu razliku u nivoima koncentracije aktivnosti radona u podzemnoj laboratoriji i njenom nadzemnom delu Ovakav rezultat je očekivan s obzirom da u nadzemnom delu laboratorije nepostoji sistem mera za redukciju koncentracije radona

Slika 2 Rezultat merenja koncentracije aktivnosti radona trag detektorima tipa

CR39 i LR115 u periodu od jula 2003 do juna 2004 godine U tabeli 1 nalaze se rezultati merenja koncentracije aktivnosti radona u podzemnoj

laboratoriji u periodu od 2005 do 2007 godine Merenja su obavljena korišćenjem gore opisanih metoda Pored koncentracije radona snimani su i fonski gama spektri U tabeli 1 dati su integralni odbroji u intervalu 40-3000 keV-a zajedno sa intezitetima linija koje potiču od radonovih potomaka 214Bi 214Pb

80

Tabela 1 Rezultati merenja koncentracije aktivnosti radona različitim metodama u periodu od 2005 do 2007 godine

Datum merenja

Koncentracija aktivnosti radona (Bqm-3)

Integralni odbroj u fonskom gama spektru 40-3000

keV (cps)

352keV (cpks)

609keV (cpks) Ugljeni

kanistri CR-39

Mart 05 17(3) 045 05 04 Maj 05 19(4) 045 05 04 Mart 06 695(40) 067 136 10 Juni 06 062 105 84

Novembar 06

970(14) 985(65) 087 257 224

Februar 07

550(30) 059 84 66

April 07 634(11) 064 115 91 Maj 07 930(14) 944(65) 085 256 195 Juni 07 17(3) 19(4) 047 05 04

Dobijeni rezultati pokazuju da je početkom 2006 godine došlo do značajnog povećanja

nivoa koncentracije aktivnosti radona u niskofonskoj podzemnoj laboratoriji Do toga je došlo usled zagušenja filtera sa aktivnim ugljem F2 Na taj problem je ukazivao i pad u nadpritisku u laboratoriji Visoka koncentracija aktivnosti radona je iskorišćena da bi se ustanovila veza između integralnog odbroja (u intervalu 40-3000 keV-a) kao i intenziteta linija koje potiču od radonovih potomaka u fonskim gama spektrima i koncentracije radona Na taj način moguće je na osnovu snimanja fonskih gama spektara u podzemnoj laboratoriji grubo proceniti trenutni nivo koncentracije aktivnosti radona Početkom juna 2007 godine zagušeni filter F2 je izvađen Bez filtera F2 sa zamenjenim filterom F1 i nadpritiskom od 2 mbar dobijena je koncentracija aktivnosti radona od 17 Bqm-3 U toku su merenja kojima se redovno kontroliše postignuta koncentracija radona u podzemnoj laboratoriji i prati njegova varijacija U međuvremenu traju radovi na reparaciji izvađenog filtera sa aktivnim ugljem F2

4 Literatura [1] R Antanasijević I Aničin I Bikit R Banjanac A Dragić D Joksimović Đ

Krmpotić V Udovičić and JB Vuković Radon measurements during the building of a low-level laboratory Radiation Measurements 31 (1999) 371-373

[2] I Aničin R Banjanac A Dragić B Grabež D Joković and V Udovičić Variations of Radon Concentration in the Low-Level Laboratory in Belgrade 22nd International Conference on Nuclear Tracks in Solids Book of Abstract pp 169 Barcelona Spain 23-27 august 2004

[3] R Banjanac A Dragić B Grabež D Joković D Markushev B Panić V Udovičić and I Aničin Indoor Radon Measurements by Nuclear Track Detectors Applications in Secondary Schools Facta Universitatis 4 (2006) 93-100

81

[4] Sofija Forkapić Optimalizacija metoda merenja koncentracija aktivnosti radona u vazduhu vodi i zemljištu Magistarska teza Fizički fakultet Univerzitet u Beogradu 2007

ABSTRACT

VARIATIONS OF RADON ACTIVITY CONCENTRATION IN THE LOW-BACKGROUND UNDERGROUND LABORATORY IN BELGRADE


DRAGIĆ1 Radomir BANJANAC1 Dejan JOKOVIĆ1 i Bratimir PANIĆ1 1) Institute of Physics Belgrade Serbia udovicicphybgacyu

2) Department of Physics Faculty of Science University of Novi Sad Novi Sad Serbia sofijaimnsacyu

The last ten years in the Institute of Physics in Belgrade exists the low-background underground laboratory In the underground laboratories one of the main sources of unavoidable radiation is radioactive gas radon The continuous monitoring of the radon concentration activity is carried out during this period The measurements are done with different methods In this work we are presented the obtained results in the period 2003-2007

82

83

RADIOAKTIVNE KARAKTERISTIKE UVOZNIH GRANITA I MERMERA

Dušica VUČIĆ Zavod za zdravstvenu zaštitu radnika bdquoNišldquo Niš Srbija

zracenjeEUnetyu

SADRŽAJ U radu su prikazani rezultati merenja masene aktivnosti radionuklida u uzorcima

granita i mermera iz uvoza Gamaspektrometrijska analiza vršena je na HPGe detektoru Izmerene masene aktivnosti prirodnih radionklida 226Ra 232Th i 40K u ispitivanim uzorcima (osim u par slučajeva) zadovoljavaju kriterijume za ugradnju ovih materijala u visokoj i niskoj gradnji

1 Uvod Svi građevinski materijali u većoj ili manjoj meri sadrže prirodne radionuklide u

zavisnosti od geološkog sastava lokaliteta sa koga su uzeti za eksploataciju kao i od tehnološkog procesa njihove obrade Kada se radi o granitnim i mermernim pločama koje poslednjih godina sve više dobijaju na značaju u arhitekturi enterijera kako poslovnih tako i stambenih porodičnih objekata prisustvo radionuklida u njima gotovo u potpunosti potiče od sredine u kojoj su nastali pošto se njihova obrada svodi samo na mehaničko rezanje i brušenje prirodnih blokova

Permanentno gamaspektrometrijsko ispitivanje uvoznih granitnih i mermernih blokova i ploča proizilazi iz zakonske regulative koja determiše uslove da se pomenuti materijal može koristiti u građevinarstvu i u kom vidu u visokogradnji za enterijere ili eksterijere u niskogradnji kao podloga ili za popločavanje [1]

2 Materijal i metode Gama spektrometrijska analiza uzoraka izvršena je korišćenjem standardnih metoda

ASTM E 181-9803 [2] i C 1402-04 [3] Uzorci granita i mermera su po dopremanju u laboratoriju sitnjeni do granulata

homogenizovani i stavljani u Marineli posude zapremine 1 litar iste geometrije kao standard za kalibraciju detektora Vreme merenja aktivnosti za svaki uzorak je između 10000 s i 50000 s u zavisnosti od aktivnosti

Merenja aktivnosti radionuklida u uzorcima obavljena su na poluprovodničkom HP Ge detektoru proizvođača CANBERRA (USA) sa višekanalnim analizatorom od 8192 kanala Relativna efikasnost detektora je 267 a rezolucija 190 KeV na 133 MeV

Kalibracija detektora izvršena je pomoću radioaktivnog standarda u Marineli posudi od 1 litra Tip MBSS 2 Czech Metrological Institute čiji je matriks silikonska smola u kojoj su radionuklidi 241Am 109Cd 139Ce 57Co 60Co 137Cs 113Sn 85Sr i 88Y

Za analizu spektara korišćen je softverski paket GENIE 2000

3 Rezultati i diskusija Izmerene masene aktivnosti prirodnih radionuklida 226Ra 232Th i 40K u uzorcima granita

i mermera prikazane su u Tabelama 1 i 2 respektivno Prisustvo radionuklida veštačkog porekla pre svega 137Cs nije detektovano

U poslednjoj koloni je izračunati γ indeks koji prema [1] mora biti manji od 1 da bi se dati građevinski materijal mogao koristiti u visokoj gradnji za enterijer

84

140003000300200

vestKThRa CCCC (1)

U jednačini (1) vrednosti CRa CTh CK i Cvest odnose se na masenu aktivnost 226Ra 232Th 40K i veštačkih radionuklida respektivno

Tabela 1 Masena aktivnost radionuklida u granitu Redni broj

Poreklo materijala

Masena aktivnost radionuklida(Bqkg) γ indeks 226Ra 232Th 40K 1 Grčka(sivi) 71 plusmn 06 66 plusmn 06 2007 plusmn 103 012 2 Grčka(sivi) 478 plusmn 43 531plusmn 32 1087 plusmn 289 078 3 Grčka(sivi) 64 plusmn 07 62 plusmn 06 2041 plusmn 103 012 4 Grčka(sivi) 72 plusmn 09 108 plusmn 16 2976 plusmn 163 017 5 Grčka(sivi) 84 plusmn 19 126 plusmn 21 2136 plusmn 146 016 6 Grčka(sivi) 44 plusmn 09 46 plusmn 11 1375 plusmn 26 008 7 Grčka(sivi) 62 plusmn14 93 plusmn 14 1691 plusmn 109 012 8 Grčka(sivi) 139 plusmn 17 454 plusmn 27 10699 plusmn28 058 9 Grčka(sivi) 16 plusmn 06 15 plusmn 05 746 plusmn 17 004

10 Grčka(crven) 1249 plusmn 62 200 plusmn 101 1397 plusmn 341 134(101) 11 Grčka(crven) 1372 plusmn 69 3348 plusmn167 1677 plusmn 392 236(179108) 12 Bugarska(sivi) 321 plusmn 29 336 plusmn 31 6399 plusmn 161 048 13 Bugarska(sivi) 464 plusmn38 396 plusmn 36 7708 plusmn 226 062 14 Bugarska(sivi) 342 plusmn 13 361 plusmn 24 6905 plusmn 168 052 15 Bugarska(sivi) 952 plusmn 91 983 plusmn 62 8303 plusmn 249 098 16 BiH(sivi) 72 plusmn 14 106 plusmn 24 1321 plusmn 72 012 17 BiH(sivi) 53 plusmn 11 34 plusmn 05 1607 plusmn 96 009 18 BiH(sivi) 59 plusmn 08 61 plusmn 08 1685 plusmn 26 011 19 Nemačka(sivi) 172 plusmn 21 226 plusmn 24 6352 plusmn 328 037 20 Kina(sivi) 631 plusmn 38 833 plusmn 42 1150 plusmn 576 098

U Tabeli 1 je u koloni pored zemlje porekla granita navedena i njegova boja jer se iz

prezentovanih rezultata jasno može uočiti da samo dva uzorka crvene boje poreklom iz Grčke (uzorci pod red br 10 i 11) imaju γ indeks koji prelazi vrednost 1 i to ne samo za enterijer već i za eksterijer (vrednosti u zagradi) dok kod uzorka br 11 prelazi vrednost 1 i za korišćenje kao podloge za put i ostalu niskogradnju (druga vrednost u zagradi) Ovo potiče od visokih koncentracija kako 226Ra tako i 232Th u ovim uzorcima U praksi se pokazalo da crveni graniti ( i mermeri) uglavnom sadrže visoke koncentracije ova dva radionuklida te da svakako posebnu pažnju treba posvetiti njihovom ispitivanju a nikako ih ne bi trebalo povući sa liste za obavezna dodatna gama spektrometrijska merenja

Može se zapaziti da se masene aktivnosti kod svih ostalih uzoraka granita bez obzira na zemlju porekla kreću u opsegu 16 do 95 Bqkg za 226Ra 15 do 98 Bqkg za 232Th i 746 do 1150 Bqkg za 40K što prema jednačini (1) u potpunosti zadovoljava kriterijum za ugradnju ovih materijala u visokoj gradnji za enterijere

85

U Tabeli 2 date su izmerene vrednosti masenih aktivnosti prirodnih radionuklida u uzorcima mermera gde je u koloni pored zemlje porekla naznačena i boja ispitivanog mermera

Tabela 2 Masena aktivnost radionuklida u mermeru

Redni broj

Poreklo materijala

Masena aktivnost radionuklida (Bqkg) γ indeks

226Ra 232Th 40K 1 Grčka (sivi) 42 plusmn 07 11 168 plusmn 08 003 2 Grčka (crveni) 448 plusmn 41 54 plusmn 12 829 plusmn 56 027 3 Grčka (beli) 82 plusmn 15 121 plusmn 28 1051 plusmn 65 011 4 Grčka (beli) 39 plusmn 07 05 108 plusmn 06 002 5 Grčka(beli) 71 plusmn 12 08 98 plusmn 23 004 6 Grčka(beli) 31 plusmn 06 22 plusmn 05 202 plusmn 29 003 7 Grčka(beli) 89 plusmn 14 08 185 plusmn 09 005 8 Grčka(beli) 68 plusmn 16 12 123 plusmn 21 004 9 Grčka(beli) 22 plusmn 09 07 135 plusmn 07 002 10 Grčka(beli) 23 plusmn 08 08 111 plusmn 14 002 11 Grčka(beli) 25 plusmn 06 09 98 plusmn 21 002 12 Grčka(beli) 24 plusmn 07 09 102 plusmn 21 002 13 Grčka(beli) 34 plusmn 08 05 162 plusmn 09 002 14 Grčka(crni) 228 plusmn 21 14 118 plusmn 27 012 15 Grčka(beli) 49 plusmn 12 09 134 plusmn 28 003 16 Grčka(beli) 19 plusmn 04 08 152 plusmn 29 002 17 Makedonija(beli) 52 plusmn 11 09 116 plusmn 20 003 18 Makedonija(beli) 26 plusmn 06 08 191 plusmn 29 002 19 Makedonija(beli) 27 plusmn 07 12 143 plusmn 31 002 20 Makedonija(beli) 21 plusmn 06 09 94 plusmn 22 002 21 Makedonija(beli) 32 plusmn 08 09 201 plusmn 11 002 22 Bugarska (beli) 45 plusmn 05 07 147 plusmn 21 003 23 Bugarska (beli) 59 plusmn 11 06 121 plusmn 18 004 24 Bugarska (beli) 34 plusmn 09 09 216 plusmn 35 003 25 Turska(beli) 24 plusmn 05 09 136 plusmn 26 002 26 Turska (sivi) 346 plusmn 31 51 plusmn 12 412 plusmn 52 020 27 Turska (beo) 75 plusmn 23 14 plusmn 03 248 plusmn 52 005 28 Crna Gora (beli) 45 plusmn 09 12 111 plusmn 22 003 29 Crna Gora(beli) 65 plusmn 14 11 89 plusmn 21 004 30 Crna Gora (beli) 48 plusmn 09 09 217 plusmn 31 003

Kao i u slučaju granita može se uočiti da najveće koncentracije 226Ra sadrže mermeri

crvene crne i sive boje (228 do 448 Bqkg) dok su kod belih mermera te vrednosti i za red veličine manje i kreću se u opsegu 19 do 89 Bqkg Zemlja porekla odnosno mesto nastanka nije ni u kakvoj korelaciji sa koncentracijom radionuklida u uzorku Koncentracije 232Th su u opsegu 05 do 12 Bqkg a 40K od 89 do 105 Bqkg što je takođe za red veličine manje od odgovarajućih vrednosti kod granita Primetno je da je kod svih

86

mermera gama indeks izuzetno mali tako da se svi ispitivani uzorci mogu koristiti u visokoj gradnji za oblaganje enterijera

4 Zaključak Rezultati merenja pokazuju da se graniti i mermeri iz zemalja u okruženju ( i

udaljenijih poput Nemačke Kine) mogu koristiti u građevinarstvu ali se određivanjem gama indeksa na osnovu izmerenih masenih aktivnosti radionuklida u uzorcima definiše mogućnost njihove ugradnje u enterijere i eksterijere savremenih arhitektonskih prostora ili mogućnost korišćenja za popločavanje u niskogradnji Postavlja se pitanje na osnovu čega znamo da se u iste svrhe nesmetano mogu koristiti domaći graniti i mermeri kada ne postoji zakonska obaveza njihovog radiometrijskog ispitivanja Tome bi u narednom periodu trebalo posvetiti dužnu pažnju preko merodavnih institucija

5 Literatura [1] Pravilnik o granicama raadioaktivne kontaminacije životne sredine i načinu sprovođenja

dekontaminacije Službeni list SRJ br 999 [2] ASTM E 181-9803 Standard Test Methods for Detector Calibration and Analysis of

Radionuclides (2003) ASTM International USA [3] C 1402-04 Standard Guide for High-Resolution Gamma-Ray Spectrometry of Soil

Samples (2004) ASTM International USA

ABSTRACT

RADIOACTIVITY OF SOME IMPORTED GRANITE AND MARBLE Dušica VUČIĆ

Institute of Occupational Health bdquoNišldquo Serbia The results of gamma spectrometry analysis of some imported marble and granite

samples are presented The measurements were provided by HP Ge detector and multichannel analyzer using Genie 2000 software Activities of radionuclides in the examined samples are found in the range that gives gamma index below 1 (except in two cases) so that these materials can be used at indoor and outdoor building construction

87

SIMULACIJA RASPODELE KONCENTRACIJE TORONA I RADONA UNUTAR ZATVORENE PROSTORIJE

Vlade UROSEVIĆ1 Dragoslav NIKEZIĆ2 i Snežana VULOVIĆ3

1 Tehnički Fakultet Čačak Univerzitet Kragujevac2 Prirodno matematički fakultet Kragujevac Univerzitet Kragujevac3 Mašinski fakultet Kragujevac Univerzitet

Kragujevac

SADRŽAJ U ovom radu je definisan model na osnovu Metode Konačnih Elementa koji

simulira sve relevantne procese prostorno vremenske raspodele radona i torona u zatvorenoj prostoriji Raspodela koncentracije radona i torona je posledica složenih fizičkih procesa Model uzima u obzir i radioaktivni raspad radona i torona Pored toga ispitivani su efekti različitih parametara kao što su geometrija zatvorene prostorije prisustvo različitih aerosola (izraženo preko koeficijenta difuzije ) različiti oblici ventilacije laminarnog strujanja vazduha i vremena Rezultati simulacije raspodele koncentracije radona i torona unutar zatvorene prostorije pokazuju homogenost u slučaju radona i eksponencijalnu promenu u slučaju torona) Ovakvim simulacijama mogu se uporediti kritički razmotriti eksperimentalni rezultati raspodele koncentracije radona i torona dopuniti eksperimentalne tehnike i dovesti do optimalne procedure merenja koncentracije radona torona i njihovih potoma u zatvorenim prostorijama

1 Uvod Poslednjih decenija u svetu je aktuelna problematika štetnih zdravstvenih efekata

nastalih usled izlaganja 222Rn i 220Rn i nihovim kratkoživećim potomcima Od ukupnog izlaganja više od 50 potiče od njihovog udisanja unutar zatvorenih prostorija [12] Većina autora pretpostavlja homogenu raspodelu 222Rn i 220Rn i njihovih potomaka u prostorijam U slučaju slabog mešanja vazduha u prostoriji aktivnost kratkoživećeg 220Rn eksponencijalno opada sa rastojanjem od zida koji prestavlja izvor Povećanje ventilacije kvari eksponencijalnu raspodelu koncentracije 220Rn u prostoriji i ona postaje komplikovanija zbog efekata turbulencije [3]

U ovom radu definisan je model na osnovu Metode Konačnih Elementa u (daljem tekstu MKE) kojim se simulira ponašanje 222Rn i 220Rn u zatvorenim prostorijama Model simulira sve relevantne procese koji utiču na prostorno vremensku raspodelu radona i torona To su procesi difuzije radioaktivni raspad i razni oblici ventilacije i strujanja vazduha

2 Metod Zatvorena prostorija unutar koje je simulirana prostorno vremenska raspodela

koncentracije torona i radona predstavlja tipičnu dnevnu prostoriju Prozor je na sredini bočnog zida a vrata su na desnoj strani suprotnog zida Strujanje vazduha u zatvorenoj prostoriji možemo posmatrati kao strujanje nestišljivog fluida Zbog pojednostavljenja problema pretpostavljena je homogena raspodela temperature u zatvorene prostoriji Ovako definisana prostorija predstavlja zatvorenu prostoriju dimenzija (3 x 3 x 4) metra i ona predstavlja tipičnu dnevnu prostoriju na Balkanu

Polazna tačka za definisanje modela kojim je simulirana prostorno vremenska raspodela koncentracije 222Rn i 220Rn (u daljem tekstu radona i torona ) je zakon održanja mase j-tog radionuklida koji je opisan Eulerian-ovim tipom diferencijalne jednačine

88

ji

jjjj Cjvx

ExCD

xuC

tC )(2

2

(1)

gde su Cj - koncentracija j-tog nuklida (radon ili toron) Bqm-3 D -

koeficijent difuzije m2s-1 u - brzina strujanja vazduha m2s-1 Ej - jačina ekshalacije Bqm-2s-1n λj - konstanta raspada s-1 λv - a ventlacij s-1

Za analizu raspodele koncentracije radona i torona u zatvorenoj prostoriji tj za rešavanje jednačine (1) korišćen je programski paket PAK (Paket za Analizu Konstrukcija) koji je razvijen na Mašinskom Fakultetu u Kragujevcu [4] Ispitivan je uticaj različitih parametara na raspodele radona i torona kao što su geometrija zatvorene prostorije razlicite lokacije ekshaliranja torona (sa jednog zida sa poda ili tavanice sa svih bocnih zidova) prisustvo različitih aerosola (izraženo preko koeficijenta difuzije ) različiti oblici ventilacije vrste strujanja vazduha i vreme izlaganja

Granični uslovi Pretpostavljeno je da su zidovi zatvorene prostorije izolovani tj primenjen je Neumann

ndashov granični uslov (flux = 0)Glavni tok strujanja vazduha je definisan kao strujnica u pravcu y ose na visini od 15 metara Količina vazduha koja izađe iz prostorije je jednaka količini koja uđe u prostoriju Sa jednog ili svih bočnih zidova prostorije emituje se toron

3 Rezultati i diskusija Raspodela radona i torona je računata u ravni koja je paralelna podu prostorije i nalazi

se na visini 15 m od poda gde se i obično vrše merenja koncentracije obzirom da je to zona disanja Glavni parametri korišćeni u simulaciji su prikazani u tabeli 1 Prvo je simulirana prostorno vremenska raspodela torona u slučaju da on ekshalira sa jednog zida poda i uzeti su u obzir samo radioaktivni raspad i ventilacija Jačina ventilacije je u opsegu od 01-1h-1 Pod pretpostavkom da je površina ulaznog i izlaznog oduška na vratima i prozoru 200- 600 cm2 otvor (20 x 20 cm2) brzina ulazne i izlazne strujnice vazduha je procenjena u opsegu od 002 do 023 ms-1 Pod ovim uslovima strujanje vazduha unutar prostorije se može smatrati laminarnim Vreme izlaganja je veće od efektivnog poluživota torona (radona ) koji predstavlja eliminaciju usled radioaktivnog raspada i smanjenja usled ventilacije

Tabela 1 Glavni parametri korišćeni u simulaciji prostorno vremenske raspodele 222Rn i 220Rn u zatvorenoj prostoriji

Parametar Exhalation (Bqm-2s-1)

Ventilacija (s-1)

Inflow uy (ms-1)

Koef difuzije (m2s-1)

Konstraspada (s-1)

222Rn 001 139x10-4 - 012 5x10-3 21x10-6 220Rn 2 139x10-4 - 012 5x10-3 126x10-2

U drugom slucaju simulirano je prostiranje torona koji ekshalira sa jednog zida kao

u prethodnom slucaju ali sada i sa konstantim strujanjam vazduha (sa polovine bočnog zida sa leve strane pa do vrha bočnog zida sa desne strane odušak prozora i vrata) Rezultati su dati na slici 1 na panelima Thoron 1 2 i 3Isti kompjuterski program je korišćen za proračun prostorno vremenske raspodele radona 222Rn Uslovi računanja su

89

ostali isti osim vremena izlaganja Ovi uslovi su promenjeni da bi se kao i kod torona postigla ravnoteža radona sa potomcima i da je ukupno vreme izlaganja veće od efektivnog poluživota radona koje je definisano kao suma radioaktivnog raspada i eliminisanja

Slika 1 Raspodela koncentracija torona i radona u zatvorenoj prostoriji u 2D

(Bqm3) Toron ekshalira sa zida koji se pruža duž X ose Ova strana zida je izložena stalnoj koncentraciji od 200 (Bqm3) Vazduh struji sa polovine bočnog zida

sa leve strane (inlet flow) ulazna strujnica sa prozora pa do vrha bočnog zida sa desne (outlet flow ) izlazna strujnica na vratima

usled ventilacije Kao što se može videti sa slike 1 ( grafici Radon 123) prostorno vremenska raspodela radona je homogena Naime ako posmatramo raspodelu koncentracije radona vidimo da se 90 ukupne koncentracije koja odgovara konačnoj raspodeli uspostavlja relativno brzo što se može smatrati homogenom raspodelom

90

Međutim raspodela torona je zavisna od mesta sa kojeg on dolazi u zatvorenu prostoriju Ako on emanira samo sa jednog zida aktivnost opada eksponencijalno sa rastojanjem od zida i gradijent aktivnosne koncentracije je veći bliže zidu sa kojeg on emanira

Očigledna je homogenost u raspodeli radona jer se već u drugom koraku postiže 97 konačne koncentracije dok je kod torona eksponencijalna zavisnost

4 Zaključak U radu je definisan model na osnovu Metode Konačnih Elementa koji simulira sve

relevantne procese prostorno vremenske raspodele radona i torona u zatvorenoj prostoriji Za datu jačinu ekshalacije radona i torona kao i jačinu ventilacije može se dobiti prostorno vremenska raspodela i proceniti ukupno izlaganje ovim radioaktivnim i plemenitim gasovima i proceniti ukupna štetnost Rezultati simulacije raspodele koncentracije radona i torona unutar zatvorene prostorije pokazuju homogenost u slučaju radona i eksponencijalnu promenu u slučaju torona) Ovakvim simulacijama mogu se uporediti eksperimentalni rezultati raspodele koncentracije radona i torona dopuniti eksperimentalne tehnike i dovesti do optimalne procedure merenja koncentracije radona i torona u zatvorenoj prostoriji

5 Literatura [1] Steinhausler F Environmental 220Rn A review Environ Intern 22 S1111-1123

(1996) [2] Guo Q SunJ and Zhuo W Potential of High thoron exposure in China J

NuclSci Technol 37 716-719 (2000) [3] WZhuo TIida J Moriizumi T Aoyagi and I Takahashi Simulation of the

concentrations and distributions of indor radon and thoron Radiat Prot Dosim 93 357-368 (2001)

[4] Kojić M Slavković R Živković M Grujović N and Filipović N PAK GeneralndashPurpose Finite Element Program for Structural Analysis Heat Conduction fluid mechanics with heath transfer Coupled Problems and Biomechanics Faculty of Mechanical engineering University of Kragujevac Serbia ndash (1996) wwwfempakkgacyu

91

ABSTRACT

THEORETICAL APPROACH TO INDOOR RADON AND THORON DISTRIBUTION

Vlade UROSEVIĆ1 Dragoslav NIKEZIĆ2 and Snežana VULOVIĆ3

1 Technical Faculty Cacak University of Kragujevac Serbia 2 Faculty of Science University of Kragujevac Serbia

3 Faculty of Mechanical Engineering University of Kragujevac Serbia

A model based on Finite Element Methods was developed to simulate 222Rn and 220Rn and their progeny indoor behaviour and to calculate their spatial distributions It has been found that radon is distributed homogeneously while thoron concentration is rather inhomogeneous and decreases exponentially with the distance from the source

92

93

OPTIMIZACIJA MERENJA POVEĆANE KONCENTRACIJE RADONA METODOM ELEKTROHEMIJSKOG RAZVIJANJA

TRAG DETEKTORA

Igor ČELIKOVIĆ1 Predrag UJIĆ1 Kenzo FUJIMOTO2 Luigi TOMMASINO3 Aleksandar DEMAJO1 i Zora ŽUNIĆ1

1) Institut za nuklearne nauke ldquoVinčardquo Beograd Srbija 2)National Institute for radiological sciences Chiba Japan

3) The Agency for Environmental Protection and Technical Services Roma Italy

SADRŽAJ U radu su prikazana dva metoda za prilagođenje pasivnih radonsko toronski

diskriminativnih dozimetara (UFO detektor) za merenje u oblasti povećane koncentracije radona Postignuta je gornja granica detekcije od 594 MBq m-3 d

1 Uvod Za praćenje izloženosti stanovništva radonu i toronu kao jedne od aktivnosti

Laboratorije za elektrohemijsko razvijanje nuklearnih trag detektora (ECE Laboratorija) korišćeni su pasivni radonsko toronski diskriminativni dozimetri R-T-MarkII ndash (UFO detektor) sa IUPILON polikarbonatnim filmovima koji su po izlaganju razvijani elektrohemijskom metodom [1]

Na pojedinim lokacijama koncentacija radona je dostizala nekoliko hiljada Bq m-3 [2] Linearnost između izbrojanog i stvarnog broja tragova na detektoru pri standardnom elektrohemijskom razvijanju je zadovoljena do maksimalne gustine od oko 700 tragova cm-2 [3] (Fujimoto 1990) Sa postojećim kalibracionim koeficijentom od 002811 tragova cm-2Bq m-3d pri ovolikoj koncentraciji detektore je bilo moguće izložiti svega 2 do 3 dana pre njihovog ulaska u zasićnje UFO detektori sa postojećim kalibracionim koeficijentom i metodom razvijanja se pri pomenutim koncentracijama ne mogu postavljati sekvencijalno u trajanju cele godine Stoga su razvijena dva metoda kojima bi se omogućilo merenje povišene koncentracije radona UFO detektorima

1 Proračun koncentracije radona korišćenjem oboda filma 2 Proračun koncentracije radona metodom ECE razvijanjem detektora bez etanola

2 Proračun koncentracije radona korišćenjem oboda filma Prilikom razvijanja filmova uočeno je postojanje izvesnog broja tragova koji se nalaze

izvan direktno ozračenog dela filma (slika 1)

Slika 1 Razvijeni polikarbonatni filmovi sa različitom gustinom tragova

94

U cilju određivanja u kojoj je meri smanjena efikasnost detektora pri merenju tragova na periferiji filma u odnosu na centar filma analizirani su filmovi čija je gustina razvijenih tragova u centru bila između 500 i 700 tragova cm-2 Filmovi sa manjim brojem tragova nisu uzimani u obzir jer bi se usled malog broja tragova pogoršavala statistika a filmovi sa gustinom preko 700 tragova cm-2 nisu uzimani zbog narušavanja linearnosti između stvarnog i izbrojanog broja tragova Film prečnika 50 mm se postavlja u za njega predviđen žljeb istog prečnika koji u sredini ima otvor prečnika 20 mm Film okrenut ka donjoj hemisferi je preko tog otvora u direktnom kontaktu sa njom Radon kao gas uspeva da prodre u prostor između filma i postolja na kome je položen Raspadom radona koji je difundovao u pomenuti prostor tragovi će biti zabeleženi i na delu filma koji nije u direktnom kontaktu sa gornjom i donjom hemisferom Budući da je efektivna zapremina sa koje se beleže tragovi manja na perifernom delu nego na centralnom i broj tragova koji će biti zabeležen će biti manji Prilikom razvijanja filma zahvata se krug prečnika 32 mm tako da se pored direktno izloženog dela filma (prečnika 20mm) razvija i periferni deo filma (6 mm u prstenu) [1]

Prema tome efikasnost detekcije tragova obodom u odnosu na centralni deo može da se izrazi kao odnos gustine tragova na periferiji prema gustini tragova u centru filma

U tabeli 1 su dati podaci o analiziranim filmovima identifikacioni broj detektora koji je razmatran broj tragova direktno izloženog dela filma brojenih na površini od 1 cm2 broj tragova na perifernom delu filma i površina zahvaćena analizom

Tabela 1 Gustina tragova filmova u centru i periferiji (PC = 100 mm2)

ID detektora NC NO

PO [mm2]

c oo

o c

P NCFP N

R0469 608 51 60 0140 0020 R0478 710 35 52 0095 0016 R0519 498 29 48 0121 0023 R0520 587 28 44 0108 0021 R0543 487 24 44 0112 0023 R0556 605 31 48 0107 0020 R0565 514 26 50 0101 0020 R0584 505 36 48 0149 0026 R0620 603 34 50 0113 0020 R0652 602 39 60 0108 0018 R0713 506 27 57 0094 0018 R0725 705 25 44 0081 0016 R0796 596 28 44 0107 0021 R0797 506 28 50 0111 0021 R0813 704 48 62 0110 0016 R0820 614 35 52 0110 0019

OCF

95

Srednja vrednost i standardna devijacija srednje vrednosti efikasnosti detekcije oboda filma u odnosu na centar filma izražena preko težinskih koeficijenata je

Koncentracija radona se tada nalazi iz izraza

O

Rn

2

bg 22CFbg CF

Rn C RnO Obg

NC CCF CF T CF CF

(1)

gde su CRn ndash koncentracija radona [Bq m-3] ρ ndash gustina tragova [trag cm-2] ρbg ndash srednja vrednost pozadinske gustine tragova [trag cm-2] CF ndash kalibracioni faktor za radon [trag cm-2 Bq d m-3] CFO ndash efikasnost detekcije oboda filma u odnosu na centar filma T ndash period izlaganja detektora [d]

Metod proračuna koncentracije radona korišćenjem oboda filma ima smisla primeniti kada pri standardnom razvijanju UFO detektora u centru filma gustina broja tragova bude veća od 700 Gornja granica detekcije biti dostignuta pri gustini tragova na obodu od 700 tragova cm-2 i odgovaraće izloženosti radona dozi 231400 Bq m-3 d odnosno UFO detektor je moguće ostaviti izloženog 90 dana na koncentraciji od 2570 Bq m-3

3 Proračun koncentracije radona metodom ECE razvijanjem detektora bez etanola

Etanol pri razvijanju služi za uklanjanje dela polikarbonata koji je nagrizao rastvor U slučaju odsustva etanola doći će do gomilanja nagriženog dela polikarbonata pri vrhu traga onemogućujući time rastvraraču da dopre do vrha traga i nastavi sa razvijanjem

Primenom hemijskog razvijanja 8N KOH sa 20 etanola pred elektro-hemijsko razvijanje (ECE) doći će do formiranja konusnih tragova alfa čestica čije energije odgovaraju razvijenom sloju Ukoliko se po hemijskom razvijanju primeni elektro-hemijsko razvijanje sa rastvorom 8N KOH bez etanola doći će do grananja tragova čiji su se konusi formirali pri hemijskom razvijanju ali neće doći do nagrizanja narednog sloja detektora tako da neće dolaziti do formiranja novih konusnih tragova i potom do njihovog uvećanja dielektričnim probojima Razvijanje filmova je optimizovano tako da se dobije minimalna gustina pozadinskih tragova i da razvijanje traje dovoljno dugo da bi tragovi bili vidljivi Filmovi se razvijaju prvo 30 minuta u 8N rastvoru KOH sa 20 etanola na temperaturi od 30 degC a zatim se razvijaju elektro-hemijskim putem pomoću 8N KOH bez etanola u trajanju od 5h pri naponu od 800V 2kHz

Pozadinska gustina tragova iznosi ρbg=24 plusmn 11 tragova cm-2 U cilju sprovođenja kalibracije detektori su ozračivani u NIRS-u Japan Izlagani su

trima različitim dozama 43700plusmn1400 Bqm-3d 82400plusmn2600 Bqm-3d i 125700plusmn4000 Bqm-

3d Kalibracioni koeficijent za radon dobijen metodom ECE razvijanja bez etanola je -5 2 -3K 0001768 52 10 [trag cm Bq m d]

Tragovi će ECE razvijanjem detektora bez etanola biti manjih dimenzija što znači da će linearnost između izbrojanog i stvarnog broja tragova na detektoru biti zadovoljena pri većim gustinama nego kod filmova sa standardnim razvijanjem Kako se linearnost narušava pri određenom stepenu zatamnjenosti filma tragovima zaključuje se da će granica linearnosti biti veća onoliko puta koliko je puta površina traga manja od traga dobijenog

0CF 01076 00049

96

standardnim razvijanjem Procena srednje veličine tragova za oba metoda razvijanja je vršena merenjem dimenzija 50 tragova Površina tragova dobijenih novom metodom je u proseku 15 puta manja od površine tragova dobijenih standardnim razvijanjem pa je stoga teorijska gornja granica detekcije

3maxGGD 594 MBq m dK

Minimalna koncentracija radona koja se može detektovati se može izraziti kao[1]

bgmin

465C

K T

gde su σbg ndash standardna devijacija pozadinske gustine tragova K ndash kalibracioni faktor T ndash broj dana u kojima su detektori bili izlagani u sredini bez radona

Minimalna koncentracija koja se može detektovati ako je detektor bio izlagan 2 meseca iznosi 88 Bq m-3Visoka donja granica detekcije ne predstavlja problem jer je cilj bio prilagoditi detektor merenju povećane koncentracije radona

4 Zaključak Razvijene su dve metode u cilju merenja povećane koncentracije radona upotrebom

UFO detektora Metod proračuna koncentracije radona korišćenjem oboda filma može se primeniti ukoliko se pri standardnom metodu razvijanja dobije visok broj tragova Osetljivost detektora metodom oboda filma je 93 puta manja nego standardnom metodom čitanja Gornja granica detekcije je 2314 kBq m-3 d

Proračun koncentracije radona metodom ECE razvijanjem detektora bez etanola se primenjuje kad je unapred poznato da je na merenoj lokaciji povećana koncentracija radona Recept za razvijanje detektora 05 h hemijskog razvijanja u rastvoru 8N KOH sa 20 etanola Potom 5 h elektro-hemijskog razvijanja u 8N rastvoru KOH pri naponu od 800 V i frekvencije 2 kHz Ceo proces se odvija na temperaturi od 30 degC Dobijeni kalibracioni koeficijent je 159 puta manji nego pri standardnom razvijanju dok je zbog sitnijih tragova linearnost između izbrojanog i stvarnog broja tragova na detektoru teorijski povećana 15 puta usled čega je gornja granica detekcije 594 MBq m-3 d Što bi odgovaralo izlaganju detektora radonu u trajanju od 3 meseca pri koncentraciji od 66 kBq m-3 bez ulaska u zasićenje

ZAHVALNOST Autori bi želeli da izraze svoju zahvalnost Ministarstvu nauke Republike Srbije na

finansijskoj podršci u okviru projekta 141019B

5 Litteratura [1] Doi M Development of the passive radon-thoron discriminative dosimeter for indoor

and outdoor surveys PhD Thesis National Institute of Radiological Sciences (1992) Chiba Japan

[2] Žunić ZS i drugi High natural radiation exposure in radon spa areas a detailed field investigation in Niška Banja (Balkan region) JEnvRad 89 3 (2006) 249-260

[3] Fujimoto K Matsumura K Doi M Kobayashi S Correction for loss of track density due to overlapping Track on SSNTD Hoken-Butsuri 25 (1990) 129-133

97

ABSTRACT


TRAG DETEKTORA

Igor ČELIKOVIĆ1 Predrag UJIĆ1 Kenzo FUJIMOTO2 Luigi TOMMASINO3 Aleksandar DEMAJO1 and Zora S ŽUNIĆ1

1) Institute of nuclear sciences ldquoVinčardquo Belgrade Serbia 2) National Institute for radiological sciences Chiba Japan 3) The Agency for Environmental Protection and Technical Services Roma Italy

In the paper two methods for adjusting of passive radon-thoron discriminative dosimeters (UFO detector) for enhanced radon concentration measurement are presented Achieved upper limit of detection is 594 MBq m-3 d

98

99

МЕРЕЊЕ БРЗИНЕ ЕКСХАЛАЦИЈЕ РАДОНА ИЗ ГРАЂЕВИНСКИХ МАТЕРИЈАЛА МЕТОДОМ ЗАТВОРЕНЕ

КОМОРЕ

Предраг УЈИЋ Игор ЧЕЛИКОВИЋ Александар КАНДИЋ Ивана ВУКАНАЦ Мирјана ЂУРАШЕВИЋ Александар ДEMAJO Зора ЖУНИЋ

Институт за нуклеарне науке ldquoВинчаrdquo Београд Србија

САДРЖАЈ У раду ће бити указано на потребу мерења ексхалације радона из грађевинских

материјала Биће показано да радон настао распадом радијума у грађевинском материјалу доприноси дози коју прима човек приближно као и услед радиоактивности самог радијума у грађевинком материјалу од којег је тај радон настао Ово је значајно са становишта да у законској регулативи постоји дозвољена концентрација 226Ra 232Th 40K и вештачких радионуклида у грађевинском материјалу док ексхалација радона из грађевинског материјала није директно регулисана

Показало се да не постоји значајна зависност измећу брзине ексхалације радона и концентрације радијума у различитим материјалима за уобичајене концентрације радијума од 10 до 100 Bqkg што опет ставља под питање законску регулативу везану само за садржај 226Ra у грађевинском материјалу јер је немогуће на основу њиховог садржаја довољно добро проценити брзину ексхалације 222Rn

1 Увод Радон је једини племенити гас у природи који је радиоактиван Ово га чини

опасним по људско здравље јер из природне средине (вода ваздух) радон и његови такође радиоактивни потомци лако доспевају у људски организам и то превасходно на два начина удисањем и водом за пиће Радон је директни потомак радијума и појављује се као различит изотоп у сва три природна низа радиоактивног распада Радон се простире на два основна начина дифузијом и конвекцијом а два основна извора радона у затвореним просторијама су радијум у земљишту на којем се граћевина налази и радијум у грађевинском материјалу

Еманација је процес у коме атом радона успева да напусти минерал и пређе у поре односно шупљине у минералу Коефицијент еманације даје однос броја атома радона који напусти минерал и укупног броја створених атома радона Коефицијент еманације зависи од многих фактора величине гранула просторне расподеле Ra226 у гранулама минерала микроскопске структуре материјала порозности влажности материјала итд Ексхалација је одисање радона са неке површине док је брзина ексхалације активност радона који се емитује из неког материјала у спољашњу средину у јединици времена по јединици површине или по јединици масе Ако је материјал у праху брзину ексхалације има смисла изражавати само по јединици масе док се код чврстих односно компактних материјала она изражава по јединици површине

У овом раду за мерење брзине ексхалације је коришћен метод затворене коморе који подразумева мерење одређене количине испитиваног материјала у херметички затвореној комори Унутар коморе се поставља и чврсти нуклеарни траг-детектор који мери укупну дозу током излагања у комори Једини начин стварања радона

100

унутар коморе је путем ексхалације радона из унетог материјала а радиоактивни распад је једини начин на који се радон губи под условом да је цурење коморе занемарљиво Bрзина ексхалације се може изразити као [1]

где су ρ ndash густина трагова на траг детектору V ndash запремина коморе λ ndash

вероватноћа распада језгра радона k ndash калибрациони коефицијент траг детектора В ndash површина или маса узорка зависно од тога да ли се мери брзина ексхалације по јединици површине или јединици масе

2 Измерене вредности брзине ексхалације радона Измерене вредности брзине екцхалације радона су представљене у табели Поред

брзине ексхалације по јединици површине приказана је и брзина ексхалације по јединици масе која је мерена на спрашеним узорцима Мерење брзине ексхалације спрашених узорака се ради на материјалима који су већ у спрашеном или зрнастом облику (цемент гипс песак глет маса) У овом раду је где год то било могуће извршено мерење брзине ексхалације и по једици површине и по јединици масе Утврђено је да нема значајне корелације између концентрације Ra226 и брзине ексхалације Rn222 у мереним грађевинским материјалима Стога се може закључити да на брзину еманације односно ексхалације знатније утиче минерална структура материјала од садржаја Ra226 Резултати приказани у табели Х су у складу са резултатима објављеним у литератури који се крећу у интервалу 11 ndash 10800 (mBqm2)h [1234]

Табела Измерене вредности брзине ексхалације Rn222 по јединици површине ЕА и по јединици масе Еm Приказане су и концентрације Ra226 у датим

узорцима

Ред број Узорак EA plusmn σ

Em plusmn σ (релативна влажност

ваздуха 35 plusmn 5 )

Концентра-ција Ra226 у

узорку

[(mBqm2)h] [(mBqkg)h] [Bqkg]

1 Пепео са одлагалишта

Термоелектране laquoНикола Теслаraquo Б (ТЕНТ Б)

- 176 plusmn 87 119 plusmn 9

2 Бигар (седра сига) из Нишке Бање - 2240 plusmn 120 550 plusmn 6 3 Терароса (Златибор) - 66 plusmn 11 413 plusmn 45 4 Цемент (Беочин) - 220 plusmn 39 652 plusmn 09 5 Гипс (Шипово) - 82 plusmn 18 96 plusmn 19 6 Гас бетон (сипорекс) 390 plusmn 170 160 plusmn 02 81 plusmn 03

1 1 t

VkBE

t e

101

7 Пуна цигла (црвена) 630 plusmn 170 97 plusmn 59 714 plusmn 13 1210 plusmn 180

8 Силикатна цигла 880 plusmn 160 44 plusmn 05 238 plusmn 05 9 Пуна цигла (жута) 960 plusmn 160 88 plusmn 19 549 plusmn 10

10 Цигла шупљикава - 186 plusmn 16 384 plusmn 179 11 Камен (Горња Стубла) - 305 plusmn 58 332 plusmn 07 12 Мермер (бели) 40 plusmn 370 25 plusmn 05 205 plusmn 007 13 Мермер (црни) 327 plusmn 67 37 plusmn 03 70 plusmn 02 14 Сига (бигар) из Милића у БиХ 138 plusmn 71 31 plusmn 05 718 plusmn 091

15 Бетонски блок 1 396 plusmn 59 (1060 plusmn 180) 119 plusmn 13 274 plusmn 06


17 Бетонски блок 3 1000 plusmn 80 159 plusmn 26 89 plusmn 03

вредност ван заграде представља брзину ексхалације једног режња бетонског блока а вредност у загради представља израчунату вредност брзину ексхалације за цео блок

3 Поређење ефективне дозе услед ексхалације радона и ефективне дозе услед присуства 226Ra у грађевинском материјалу

У првом кораку је потребно одредити концентрацију радона у просторији услед ексхалације радона за trarrinfin

Rnv

ESCV

где је Е ndash брзина ексхалације радона по јединици површине Ѕ ndash је укупна површина зидова којима је просторија ограничена V ndash је запремина просторије λv ndash коефицијент проветравања (ventilation coefficient) који фигурише уместо λeff у оригиналном изразу Коефицијент проветравања се креће у интервалу (01ndash1)h-1 мада при форсираној вентилацији достиже и 10 h-1 [56] Однос површина-запремина просторије 4times5times28 m је 16 Ако претпоставимо да је брзина ексхалације 1 Bqm2s (колико је приближно за рецимо жуту циглу представљену у табели) и да човек проводи 6570 часова годишње у тој просторији тада се ефективна доза корисника просторије услед излагања радону креће у интервалу (00375minus0375)mSvgod зависно од фактора проветравања

За прорачун ефективне дозе услед изложености гама зрачењу 226Ra и његових потомака у грађевинском материјалу биће коришћен паралелепипедични модел просторије [3] Конверзиони фактор који даје однос концетрације 226Ra у грађевинском материјалу и ефективне дозе износи 291 (microSvgod)(Bqkg) за фактор боравка у просторији од 075 (6570 часова годишње) [3] Ако опет за пример узмемо жуту циглу чији садржај 226Ra износи 55 Bqkg Ефективна доза од гама зрачења коју прими становник ове просторије износи 55times291= 0160 mSvgod У случају бетонско

102

блока (1) ефективне дозе би биле за 226Ra minus 008 mSvgod а за ексхалирани радон (00414minus0414) mSvgod

4 Закључак У раду је показано да су ефективне дозе које прима човек услед изложености гама

компоненти зрачења 226Ra и 232Th у грађевинском материјалу у најмању руку истог реда величине као и ефективне дозе које човек прими услед изложености радону и торону који су у посматраној грађевини настали ексхалацијом из грађевинског материјала Прорачуни ефективних доза услед изложености радону и торону су урађени на основу резултата мерења ексхалације при релативној влажност 35 plusmn 5 На нашем поднебљу просечна влажност се креће око 50 па је и ексхалација у реалним условима сигурно већа Такође при прорачуну гама дозе сматрано је да су зидови пуни дебљине 20 cm За прорачун ексхалације је узимано да је зид од цигле дебео 12 cm а у случају бетонског блока зид није пун већ добрим делом шупаљ Кад се све ово узме у обзир ексхалација потенцијално може бити већа и за два пута али да би се све ово доказало потребна су допунска опсежа мерења

Намеће се закључак да би у законску регулативу требало увести и ограничење везано за брзину ексхалације радона и торона из грађевинских материјала Радови појединих аутора иду у прилог овој чињеници [7 8] мада постоје и аутори који сматрају да је главни извор зрачења које потиче од грађевинског материјала његова гама компонента а не радон и торон који ексхалирају из тог материјала [3] У Холандији већ постоји законски регулисана класификација грађевинског материјала у односу на ексхалацију радона и торона где је уведен тзв ldquoradiation performance indexrdquo прорачунат на основу доприноса ефективној дози како гама компоненте зрачења тако и ексхалације радона из грађевинског материјала [8]

ЗАХВАЛНОСТ Аутори се захваљују Министарству науке Републике Србије на финансијској

подршци у оквиру пројекта 141019Б

5 Литература [1] Sharma N and Virk HS Exhalation rate study of radonthoron in some building

materials Rad Measur 34 p467-469 (2001) [2] Porestendorfer J Properties and behaviour of radon and thoron and their decay

products in the air J Aerosol Sci 25 (2) 219-263 (1994) [3] Stoulos S Manolopoulou M Papastefanou CAssessment of natural radiation

exposure and radon exhalation from building materials in Greece Jour Of Envir Rad 69 225minus240 (2003)

[4] Hafez AF Hussein AS Rasheed NM A study of radon and thoron release from Egyptian building materials using polymeric nuclear track detectors Applied Radiation and Isotopes 54 p291-298 (2001)

[5] httpwebeadanlgovresraddatacolltwentyhtm [6] Waringlinder R еt al Swelling in Relation to Low Air Exchange Rate in Schools Indoor

Air 1997 7 198-205 (1997) [7] Tuccimei P Moroni M Norcia D Simultaneous determination of 222Rn and 220Rn

exhalation rates from building materials used in Central Italy with accumulation

103

chambers and a continuous solid state alpha detector Influence of particle size humidity and precursors concentration Appl Rad and Isоt 64 254-263 (2006)

[8] van der Graaf et al Radiation performance index for Dutch dwellings consequences for some typical situations Sci Total Environ 272 315-321 (2001)

ABSTRACT

MEASUREMENT OF RADON EXHALATION RATE FROM BUILDING MATERIALS USING ACCUMULATION CHAMBER

Predrag UJIĆ Igor ČELIKOVIĆ Aleksandar KANDIĆ Ivana VUKANAC Mirjana ĐURAŠEVIĆ Aleksandar DEMAJO Zora S ŽUNIĆ

Institute of Nuclear Sciences ldquoVinčardquo Belgrade Serbia

Exhalation rate measurements were performed on different materials using accumulation chamber It is shown that inhabitants exposure to gamma rays originating from 226Ra in building materials is comparable to exposure to radon exhalating from the same material

104

105

SADRŽAJ TRITIUMA U VAZDUHU HALE REAKTORA RA U INSTITUTU VINČA

Marija JANKOVIĆ1 Vojislava ŠIPKA1 Dragana TODOROVIĆ1 Nada MILJEVIĆ2 i Zoran GRŠIĆ1

1) INN Vinča Laboratorija za zaštitu od zračenja i zaštitu životne sredine 2) INN Vinča Laboratorija za fizičku hemiju

SADRŽAJ Za vreme redovne kontrole reaktorskog goriva reaktora RA u Institutu za Nuklearne

Nauke Vinča u martu i maju 2006 godine meren je sadržaj tritiuma u vazduhu hale reaktora i u vazduhu ispod poklopca vodene zaštite reaktora Sadržaj tritiuma u obliku HTO u vazduhu kretao se u opsegu od 156times102 Bqm-3 do 405times102 Bqm-3 Izmerene koncentracije tritijuma u padavinama sakupljenim na Zelenom Brdu (meteorološka stanica) i u Institutu Vinča tokom 2006 godine bile su (lt04 - 357) Bql-1 i (352 - 1309) Bql-1 respektivno

1 Uvod Istraživački reaktor RA u Institutu za Nuklearne Nauke Vinča je teškovodni reaktor

koji je radio od 1959 do 1986 godine sa nominalnom snagom od 65 MW Teška voda (53 tone) koja je bila korišćena kao moderator imala je koncentraciju tritiuma od oko 02 TBql-1 Ona je drenirana i odložena u rezervoare 1987 godine [12]

U aprilu 1986 godine reaktor RA je stavljen van pogona a od 1987 godine vrši se redovna kontrola goriva od strane IAEA Za vreme tih intervencija može doći do ispuštanja tritiuma u obliku vodene pare u okolinu zbog rada sistema za ventilaciju u hali reaktora Iz tog razloga svakog meseca se meri sadržaj tritiuma u padavinama kako u Institutu Vinča tako i u Beogradu (referentna meteorološka stanica Zeleno Brdo)

2 Uzorkovanje i merenje Uzorkovanje tricijuma iz atmosfere vršeno je u obliku oksida HTO korišćenjem

diferencijalne aparature za uzorkovanje HTHTO (Institute of Isotopes of Hungarian Academy of Sciences) [3] Uzorkovanje vlage iz vazduha vršeno je kontinualno tokom 24 h u hali reaktora RA u periodu od 3003-03042006 godine Inspekcijiski pregled bio je 29032006 U maju 2006 uzorkovana je vlaga iz vazduha ispod poklopca vodene zaštite reaktora tokom tri dana 1705 (11 h) 1805 (041 h) i 1905 (066 h) za vreme dok je inspekcija vršila proveru goriva u reaktoru Ventilacija iz hale reaktora radila je od 8-15 h svakog radnog dana osim vikenda

Mesečni kompozitni uzorci padavina tokom 2006 godine sakupljani su na dve lokacije - Institut Vinča ndash merno mesto unutar Instituta - Zeleno Brdo - referentna meteorološka stanica na udaljenosti 7 km od Instituta Aktivnost tritiuma u uzorcima vazduha i padavina merena je na tečnom scintilacionom

detektoru LKB-Wallac 1219 RackBeta Spectral Za merenje tritiuma u padavinama uzorci su destilisani i koncentrisani elektrolitičkim postupkom dok je aktivnost tritiuma u uzorcima vazduha merena direktno na detektoru bez prethodnog elektrolitičkog obogaćenja zbog male količine uzorkovane vlage

106

3 Rezultati i diskusija Aktivnost tritiuma u vazduhu kao i meteorološki podaci za vreme vršenja eksperimenata

dati su u Tabeli 1 Aktivnost tritiuma izmerena u hali reaktora za vreme radnih dana 3003-3103 bila je 337times102 Bqm-3 dok je za vreme vikenda 3103-0304 aktivnost tritiuma bila 405times102 Bqm-3 Može se zaključiti da je sadržaj tritiuma u vazduhu u radnom prostoru hale u danima vikenda (kada ne radi ventilacija) veći nego kada postoji izmena vazduha u hali što ukazuje na to da se svakodnevno izbacuje određena količina HTO u atmosferu

Izmerena aktivnost tritiuma u vazduhu ispod poklopca vodene zaštite u maju 2006 bila je 387times102 Bqm-3 odnosno 156times102 Bqm-3 što je istog reda veličine kao i aktivnost tritiuma u vazduhu hale reaktora

Međutim ukoliko se izračunate aktivnosti tritiuma u vazduhu usrednje na 1 h dobijaju se vrednosti od 0124times102 Bqm-3 za aktivnost tritiuma u hali reaktora i 352times102 Bqm-3 odnosno 146times102 Bqm-3 za aktivnost tritiuma ispod poklopca vodene zaštite odakle se vidi da je sadržaj tritiuma u vazduhu hale reaktora znatno niži nego u vazduhu ispod poklopca vodene zaštite

Prema pravilniku o maksimalnim granicama radioaktivne kontaminacije čovekove sredine i o vršenju dekontaminacije iz 1987 godine [4] izvedena koncentracija za HTO u vazduhu u radnoj sredini je 80times104 Bqm-3 a u životnoj sredini 05times104 Bqm-3 Dakle izmerene koncentracije tritiuma u vazduhu hale reaktora i ispod poklopca vodene zaštite ne prelaze propisane granice za radnu sredinu U važećem pravilniku iz 1999 godine monitoring tritiuma u vazduhu nije predviđen

Dobijene aktivnosti tritiuma u vazduhu hale reaktora mogu se porediti sa aktivnostima dobijenim 1996 godine kada je rađen isti postupak [5] Aktivnosti tritiuma dobijene 1996 godine bile su u opsegu od 040times103 Bqm-3 do 112times103 Bqm-3 Dakle može se zaključiti da je aktivnost tritiuma u vazduhu hale reaktora RA dobijena 2006 godine za red veličine manja nego 1996 godine što je posledica vremena poluraspada tritiuma

Tabela 1 Meteorološki podaci i aktivnost tritiuma u vazduhu

datum srednja dnevna temperatura (ordmC)

srednja relativna vlažnost ()

RA HTOvaz times102 (Bqm-3)

3003 117 59 337 3103 156 56 0104 155 59

405 0204 137 68 0304 134 76 1705 177 75 387 1805 187 66 156 1905 204 69

Aktivnosti tritiuma u mesečnim padavinama za 2006 godinu sakupljenim na Zelenom

Brdu i u Institutu Vinča prikazane su na slici 1 Dobijene vrednosti za aktivnost tritiuma u Institutu Vinča (352 - 1309) Bql-1 ukazuju na povećanu aktivnost u odnosu na padavine sakupljene na Zelenom Brdu (lt04 - 357) Bql-1 što je posledica ispuštanja tritiuma u obliku HTO u atmosferu Količina padavina u Institutu Vinča u mesecima mart april i maj 2006 (meseci kada je vršena inspekcijska kontrola goriva u reaktoru) bila je 771 lm-2 853 lm-2 i 532 lm-2 respektivno Može se uočiti da je u maju kada je količina padavina

107

bila najmanja zabeležena veća aktivnost tritiuma nego u martu i aprilu (slika 1) Razlog za to je što se tritium koji je u vazduhu spira sa većim količinama padavina Korišćenjem meteoroloških podataka za količinu padavina i dobijenih aktivnosti tritiuma u mesečnim padavinama u Institutu Vinča može se izračunati opterećenje tla na koje se deponuje tritium Opterećenje za mesece mart april i maj iznosi 540 Bqm-2 992 Bqm-2 i 625 Bqm-2 respektivno

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0

2

4

6

8

10

12

14

Zeleno Brdo Institut Vinca

Bql-1

mesec

Slika 1 Aktivnost tritiuma u mesečnim uzorcima padavina u 2006 godini

4 Zaključak Dobijene vrednosti za aktivnost tritiuma u vazduhu hale reaktora RA i u vazduhu unutar

reaktora u Institutu Vinča su ispod izvedene koncentracije za radnu sredinu prema pravilniku o maksimalnim granicama radioaktivne kontaminacije čovekove sredine i o vršenju dekontaminacije Kroz ventilacioni dimnjak reaktora RA dolazi do ispuštanja HTO u atmosferu što prouzrukuje povećanu aktivnost tritiuma u padavinama u Institutu u odnosu na aktivnost tritiuma u padavinama na Zelenom Brdu u Beogradu

5 Literatura [1] N Miljević V Šipka A Žujić D Golobočanin Tritium around the Vinča Institute of

Nuclear Sciences J Environ Radioact 48 (2000) 303-315 [2] V Šipka D Golobočanin N Miljević Izotopski sastav padavina u okolini Beograda

Zbornik radova sa XX Jugoslovenskog simpozijuma za zaštitu od zračenja pp 75-78 Tara 3-5 Novembar 1999

[3] V Šipka M Hadžišehović Ž Vuković B Huter Merenje HTHTO u vazduhu Zbornik radova sa XVII Jugoslovenskog simpozijuma za zaštitu od zračenja pp 119-122 Beograd 25-28 Maj 1993

108

[4] Službeni list SFRJ 887 Pravilnik o maksimalnim granicama radioaktivne kontaminacije čovekove sredine i o vršenju dekontaminacije

[5] A Žujić Rasprostiranje tritiuma u okolini reaktora RA Vinča Magistarski rad Fakultet za Fizičku Hemiju Univerzitet u Beogradu Beograd 2001

ABSTRACT

TRITIUM CONTENT IN ATMOSPHERIC WATER VAPOR INSIDE OF THE REACTOR HALL (REACTOR RA) IN INSTITUTE

VINČA


1) Institute Vinča Radiation and Environmental Protection Department 2) Institute Vinča Laboratory of Physical Chemistry

Tritium content in atmospheric water vapour inside of the reactor hall was measured during the regular inspection of the fuel channels in Institute of Nuclear Sciences Vinča in March and May 2006 Tritium content in HTO form varied from 156times102 Bqm-3 to 405times102 Bqm-3 Tritium concentrations in precipitation collected at Zeleno Brdo and Institute Vinča during the 2006 were (lt04 - 357) Bql-1 and (352 - 1309) Bql-1 respectively

109

KORELACIJA KONCENTRACIJE ATMOSFERSKIH BRZIH JONA I AKTIVNOSTI RADONA U ZATVORENIM PROSTORIJAMA

Predrag KOLARŽ1 Dušan FILIPOVIĆ2 Vladimir UDOVIČIĆ1 Bojana GRABEŽ1 Aleksandar DRAGIĆ1 Radomir BANJANAC1 i Dejan JOKOVIĆ1

1) Institut za fiziku Beograd Srbija kolarzphybgacyu 2) Fizički fakultet Beograd Srbija filipovicffbgacyu

SADRŽAJ U cilju utvrđivanja korelacije koncentracije brzih atmosferskih jona i aktivnosti radona

u zatvorenim prostorijama vršena su simultana merenja ovih parametara u Niskofonskoj laboratoriji za nuklearnu fiziku Instituta za fiziku u Beogradu Ova laboratorija je namerno izabrana zbog malog jonskog fona nastalog kosmičkim zračenjem Joni su mereni pomoću cilindričnog detektora jona (CDJ) napravljenom u Laboratoriji za atomske sudarne procese Instutu za fiziku u Beogradu dok je aktivnost radona merena korišćenjem trag detektora tipa CR39

1 Uvod Prisustvo brzih jona u vazduhu osim što je krucijalno za električne atmosferske

procese takođe blagotvorno utiče na živi svet i na zdravlje čoveka Najveći generator jona u prizemnoj troposferi je radon Radon je jedinstven prirodni element jer je inertan gas ujedno i radioaktivan u svim svojim izotopima Njegova radioaktivnost sa jedne strane omogućava da se sa velikom osetljivošću može detektovati ali to je ujedno i problem jer u povećanim koncentracijama postaje jedan od uzročnika raka pluća Sam radon je emiter ali su neki njegovi potomci radioaktivni uz emisiju gama zračenja To pruža veliki broj različitih eksperimentalnih i tehničkih mogućnosti za detekciju radona i merenje njegove koncentracije Detekcija i merenje koncentracije radona čini jednu od najvažnijih mera u zaštiti životne okoline U tom smislu rađena su simultana merenja koncentracije brzih atmosferskih jona i aktivnosti radona u zatvorenim prostorijama radi utvrđivanja njihove korelacije Dobijena korelacija predstavlja prvi korak u pokušaju da se razvije još jedna metoda merenja koncentracije aktivnosti radona u zatvorenim prostorijama korišćenjem uređaja CDJ napravljenog u Laboratoriji za atomske sudarne procese Instutu za fiziku u Beogradu

2 Atmosferski brzi (nanometarski) joni Atmosferski brzi joni takođe ih zovu nanometarski vazdušni joni su jedan od osnovnih

konstitutenata atmosferskog vazduha i glavni uzročnik atmosferske provodljivosti Njihova tipična koncentracija u uslovima lepog vremena i nezagađenog vazduha iznosi (4-5)108 jonam3 a srednja pokretljivost 05 10-4 m2V-1s-1

Primarni produkti nastali procesima jonizacije u slobodnoj atmosferi su slobodni elektron i pozitivno naelektrisan jon Transformacija slobodnih elektrona i monomolekularnih molekula u vazduhu pri normalnom atmosferskom pritisku u klaster jone tj njihova hidratizacija je proces koji se odigrava velikom brzinom (reda ns) Naelektrisane čestice vezuju za sebe neutralne molekule (H2O) a veze se formiraju pomoću električnih i molekularnih sila Na ovaj način se formiraju relativno stabilne čestice koje se sastoje se od centralnog jona i 6 do 12 klasterizovanih molekula vode u zavisnosti od polariteta koje se zovu brzi vazdušni (atmosferski) joni

110

Brzi atmosferki joni prirodnim putem nastaju kao posledica raspada radioaktivnih elemenata u atmosferi (najpre radona) terestrialnog zračenja nastalog raspadom radioaktivnih supstanci iz zemlje kosmičkog zračenja

Jonizacija kosmičkim zračenjem doprinosi oko 20 totalnom površinskom stepenu jonizacije i raste sa visinom [1] Ona je posebno značajna iznad područja gde nema mogućnosti za ekshalaciju radona (okeani mora reke jezera) Ostalih 80 od ukupne jonizacije uglavno pripada radioaktivnim raspadima radona u atmosferi uzimajući u obzir da je efikasni presek jonizacije terestrialnog zračenja izuzetno nizak Obzirom da od radioaktivnih raspada najveću jonizaciju vrši -raspad (105 jonacm3) može se zaključiti da su za generisanje jonskih parova u nižem troposferskom sloju atmosfere najodgovorniji radioaktivni gasovi u atmosferi 222Rn 220Rn i njihovi potomci Radon je gas sedam puta teži od vazduha i iznad zemlje je prisutan samo na mestima gde mu je omogućena ekshalacija Kada radon dostigne visinu od 1 m iznad površine tla njegova disperzija je određena faktorima atmosferske stabilnosti U zatvorenim prostorima koje nemaju dobre temelje i hidroizolaciju radon ekshalira i ukoliko nema adekvatne ventilacije nagomilava se To nagomilavanje se može izmeriti na direktan način detektorima za radon ili indirektno merenjem koncentracije jona

3 Instrumentacija i metode merenja Merenje brojčane gustine atmosferskih jona kao i merenje električne provodljivosti

vazduha je moguće korišćenjem njihovih električnih svojstava Gerdien je 1905 godine razvio instrument za apsolutna merenja atmosferskih jona danas poznat kao rdquoGerdianov kondenzatorrdquo Ovaj detektor čije principe rada koristi i naš uređaj sastavljen je od koaksijalnih cilindričnih elektroda centralne merne spoljašnje polarizacione i zaštitne elektrode Joni se pomoću ventilatora provlače kroz međuelektrodni prostor i putem radijalnog elektrostatičkog polja polarizacione elektrode bivaju skrenuti ka centralnoj mernoj elektrodi kojoj prenose svoje naelektrisanje Koncentraciju jona nJ određujemo po formuli

QqInJ

JJ (1)

gde je Q protok vazduha kroz kondenzator IJ struja jona i qJ= plusmne = plusmn1602 10

-19 C

CDJ je razvijan tokom višegodišnjeg istraživanja Laboratorije za atomske sudarne procese Instituta za fiziku [2] i karakteriše ga specifičan način vešanja merne elektrode i pojačavanja femptoamperskog strujnog signala Takođe AD konvertor merenog signala se nalazi u okviru samog pojačavača kako bi smetnje na transportu signala bile što manje Digitalni signal se vodi do mikrokontrolera u kontrolno-napajačku jedinicu gde se obrađuje i vrši njegova akvizicija Zbog toga je ovaj proizvod pouzdan i stabilan čak i u uslovima visoke relativne vlažnosti i poseduje visoku mernu rezoluciju Rezultati merenja se prikazuju na dvorednom LCD displeju i prikupljaju u internoj memoriji Pristup korisnika personalnom računaru se vrši preko USB porta gde se podaci mogu pratiti on-line u vidu tabela i grafika ili se prebacuju iz memorije naknadno Uz instrument ide i softver za monitoring i akviziciju u Windows okruženju Merenje koncentracije aktivnosti radona izvršeno je korišćenjem trag detektora tipa CR39 koji su pogodni za dugotrajna merenja radona (od par dana do nekoliko meseci) pri čemu dobijeni rezultati predstavljaju srednje

111

koncentracije radona na datoj lokaciji za određeni interval merenja Detaljan prikaz procedure rada sa trag detektorima prilikom merenja koncentracije radona u zatvorenim prostorijama u Niskofonskoj laboratoriji za nuklearnu fiziku Instituta za fiziku u Beogradu dat je u radu [3]

Slika 1 Cilindrični detektkor jona - CDJ (OE ndash spoljašnja polarizaciona elektoda CE ndash centralna merna elektroda ESS ndash elektrostatička zaštita F ndash ventilator PS ndash

napajanje A ndash femptoampermetar sa AD konvertorom i mikrokontrolerskom jedinicom DVM ndash digitalni voltmetar sa RS232 PC ndash personalni kompjuter)

4 Rezultati merenja i analiza Simultana merenja radona i atmosferskih jona su vršena u Niskofonskoj laboratoriji

Instituta za fiziku i u prizemnom objektu u Svetogorskoj ulici u Beogradu gde je koncentracija jona bila nešto viša od fonske koncentracije

Iz Tabele 1 vidi se da je odnos koncentracije atmosferskih i jona radona nešto veći za merenja u prizemnom objektu nego u Niskofonskoj laboratoriji To se objašnjava redukcijom uticaja kosmičkog zračenja tj miona na jonizaciju vazduha u podzemnoj laboratoriji

Tabela 1 Koncentracije radona i atmosferskih jona u niskofonskoj podzemnoj laboratoriji Instituta za fiziku u Beogradu i u prizemnom objektu u Svetogorskoj ulici

u Beogradu

Datum merenja

Koncentracija aktivnosti radona

A (Bqm-3)

Koncentracija neg atmos jona

n- (jonam3) times 106

Koncentracija poz atmos jona

n+(jonam3) times 106 6 02 2004 89 plusmn 22 136 100 13 04 2007 634 plusmn 11 5847 6296 23 05 2007 930 plusmn 14 8863 9360 8 06 2007 174 plusmn 28 168 184

Merenja u Svetogorskoj ulici u Beogradu 11 11 2005 39 plusmn58 475 574 12 11 2005 360 plusmn54 4022 4322

Na slici 2 dati su grafički prikaz trodnevnog merenja brzih atmosferskih jona u

Niskofonskoj laboratoriji Instituta za fiziku u Beogradu kao i korelaciona funkcija

112

koncentracije atmosferskih brzih jona i aktivnosti radona u zatvorenim prostorijama Dobijeni su korelacioni koeficijenti r = 0982 za pozitivne i r = 0999 za negativne jone Treba istaći da je glavni nedostatak u nedovoljnom broju tačaka odnosno maloj statistici prikupljenih podataka U budućem radu najvažnije je pronaći što više prostorija za različitim nivoima koncentracije aktivnosti radona (do 1000 Bqm-3) kako bi se u simultanim merenjima koncentracije atmosferskih brzih jona i aktivnosti radona dobio što veći broj tačaka i samim tim tačnije odredila korelaciona funkcija

2042007 1230 2142007 0030 2142007 1230 2242007 0030 2242007 1230 2342007 0030 2342007 1230

-8000

-6000

-4000

-2000

0

2000

4000

6000

8000

n+sr=6296 jonacm3

n-sr=5847 jonacm3

n+srn

-sr=108

Merno mesto Niskofonska laboratorija Institut za fiziku

Kon

cent

raci

ja b

rzih

atm

osfe

rski

h jo

na j

ona

cm3

Datum vreme mmddyyyy hhmm

Slika 2 a) Grafički prikaz trodnevnog merenja brzih atmosferskih jona u

Niskofonskoj laboratoriji Instituta za fiziku b) Linearni fit zavisnosti koncentracija atmosferskih brzih jona i aktivnosti radona

113

5 Literatura [1] RG Harrison Cloud Formation and the Possible Significance of Charge for

Atmospheric Condensation and Ice Nuclei Space Science Reviews 94 (2000) 381-396 [2] P Kolarž BP Marinković and DM Filipović Zeroing and testing units developed for

Gerdien atmospheric ion detectors Review of Scientific Instruments 76 (2005) 046107-9


ABSTRACT

CORRELATION BETWEEN CONCENTRATION OF THE ATMOSPHERIC FAST IONS AND INDOOR RADON ACTIVITY


1) Institute of Physics Belgrade Serbia kolarzphybgacyu 2) Faculty of Physics Belgrade Serbia filipovicffbgacyu

Correlation between concentration of fast atmospheric ions and indoor radon activity is obtained by simultaneous measurements of both parameters The Low-Background Laboratory for Nuclear Physics at the Institute of Physics in Belgrade was chosen for the purpose of these measurements due to low background of ions induced by cosmic-rays The ion concentrations were measured using cylindrical atmospheric ion detector made in the Laboratory for Atomic Collision Processes at the Institute of Physics while the radon activity were determined using nuclear track detectors (type CR39)

114

115

RADIONUKLIDI U KAFI KAKAU I ČOKOLADI U SRBIJI U TOKU 2006-2007 GODINE

Tatjana MRAOVIĆ1 i Ljiljana JANKOVIĆ-MANDIĆ2 1Institut za higijenu SPM VMA Crnotravska17 11000 Beograd Srbija

drtanjamraovicgmailcom 2Institut za medicinu rada SPM VMA Crnotravska17 11000 Beograd Srbija

lijanbeotel yu

SADRŽAJ Cilj ovog rada je praćenje radioaktivnosti u 88 uzoraka kafe kakaoa i čokolade u

Srbiji u toku 2006-2007godine Svi uzorci su zadovoljavali zakonski kriterijum radiološke ispravnosti

1 Uvod Kafa je svojom aromom svojim ukusom i delovanjem na organizam osvojila ceo svet

Savremeni stanovnik Zemlje samo ulje koristi više nego kafu Čokolada kao glavni proizvod kakaoa predstavlja namirnicu velike kalorijske i nutritivne vrednosti blago je osvežavajućeg dejstva tako da se svakodnevno može davati kao hrana i sredstvo za uživanje

Kafa je seme kafinog drveta koje je očišćeno od mesnatog dela ploda sličnog trešnji tako da nakon prerade ostaju samo centralni delovi semena Sastav kafe nije ujednačen i uslovljen je vrstom kafe Najpoznatije kulture su Arabika i Robusta Istina je da se sastav sirovog zrna razlikuje od hemijskog sastava prženog zrna kafe Zato je sa medicinskog aspekta bitno uočiti fiziološki aktivne supstance prisutne u zelenom sirovom zrnu sa jedne strane i primesa nastalih kontaminiranjem kafinog zrna u toku tehnološke obrade i pripremanja samog napitka

Sirova kafa sadrži oko 10 vode 12 ulja 9 šećera 12 azotnih materija 24 celuloze 4 pepela nešto eteričnih ulja i drugih materija Po svom značaju dominiraju kofein hlorogenske kiseline glikozidi i lipidi [123] U malim količinama u kafi se nalaze proteini minerali vitamini (vitamini B - kompleksa vitamin E)

Kofein je veoma važna farmakološki aktivna komponenta kafe Kofein je alkaloid jedinjenje koje sadrži azot poseduje alkalna svojstva sa kiselinama pravi soli Kofeinu srodna jedinjenja su atropin kinin nikotin morfijum Nije prisutan samo u kafi već i u čaju semenu kole kakau Ima ga u gotovim proizvodima čokoladi bezalkoholnim pićima Kofein je sastojak lekova za podizanje budnosti i koncentracije lekova protiv prehlada zatim diuretika analgetika stimulanasa i preparata za kontrolu telesne težine[4]

U kafi se osim kofeina nalaze neznatne količine purinskih alkaloida teofilina i teobromina Ova metilksantinska jedinjenja stimulišu disanje i sprečavaju grč respiratornih mišića bronha Velike količine kofeina uzete sa teofilinom povećavaju neželjene efekte ovog leka zbog sličnog načina metabolisanja [156]

Neki napici kafe pre svega nefiltrirana kafa (turska french press skandinavski tip kuvane kafe) podižu nivo koncentracije ukupnog holesterola LDL holesterola i triglicerida u serumu [7] Za ovaj porast lipida u serumu odgovorni su diterpeni kafeol i kafestol Ulja kafe naime sadrže pentociklične diterpene ugljovodonike čija je hemijska formula C20H32 To su polimerizovani proizvodi izoprena C5H8 uljaste tečnost koja je prisutna u nekim biljnim sokovima i balzamima U kafi reprezentativnu grupu diterpena čine 16-0-

116

metilkafestol (16-0-methylcafestol) kafestol i kafeol Jedina razlika u molekulu kafeola i kafesetola je dvostruka veza između C1C2 atoma u molekulu kafeola Kafestol je prisutan u zrnu Arabice i Robuste 16-0-metilkafestol je pronađen samo u kafi Robusta a najveća količina kafeola detektovana je u Arabici dok je samo u tragovima prisutna je u Robusti8

Kafin napitak bez ikakvih dodataka ima minimalnu nutritivnu vrednost Nekoliko popijenih šoljica kafe može doprineti porastu kalijuma niacina i biljnih vlakana Dodaci kafi u obliku šećera mleka šlaga ili alkohola mogu biti određeni izvor energije minerala i delimično vitamina svakako nedovoljan sa stanovišta dnevnih potreba organizma [35]

Plod kakao drveta ima oblik manje dinje kada je zreo u sebi sadrži 25-75 semenki Do semenki se dolazi ili sušenjem mesnatog dela ploda koji se zatim odstranjuje ili što se čitav plod podvrgne fermentaciji u naročitim jamama pod dejstvom bakterija pri temperaturi od 45 do 500 C pa se potom mesnati deo ploda skida zrna se suše i prže na temperaturui od 130-1500 C a potom melju u prah Kakao prah se upotrebljava za pravljenje kakao napitka i čokolade Čokolada je smesa kakao mase i šećera Dodavanjem kakao maslaca koji je prijatnog aromatičnog mirisa značajno se popravlja kvalitet čokolade koji je upravo određen sadržajem kakao masti U čokoladi za kuvanje njegova količina je mala oko 20 dok se u dezertnim čokoladama nalazi nešto više od 30 kakao maslaca Najbolje vrste čokolada imaju najveći postotak masti i malo šećera To je razlog što su preterano slatke čokolade i najjeftinije Čokoladinu aromu pospešuje dodavanje biljnog lecitina najčešće iz soje zatim cimeta vanile burbonala Mlečna čokolada koja je zapravo čokoladni proizvod je smeša čokolade i mleka u prahu U čokoladama visokog kvaliteta mleko se zamenjuje pavlakom a kod jeftinijih obranim mlekom Čokolade sa dodacima imaju mnoštvo novih ukusa lešnik moka voćne čokolade fondan marcipan rum likerihellip Hranljiva vrednost čokolade i kakao proizvoda je velika čak 530 ccal u 100gr proizvoda Oni su sastavni deo zdrave dnevne ishrane naročito dece Pored ugljenih hidrata masti i nešto malo proteina sadrže vit A i vit D Mlečne čokolade su važan izvor kalcijuma magnezijuma kalijuma gvozđa Zato su pored energetske uloge u ishrani značajan izvor mineralnih sastojaka što je naročito važno za najmlađu populaciju Kakao mast je mešavina glicerida a naročito oleopalmitostearina i oleodistearina Te masti imaju nisku tačku ključanja te ih organizam može u potpunosti iskoristiti Sadržaj belančevina u čokoladi zavisi od količine dodatog mleka Od mineralnih soli kakao proizvodi sadrže kalcijum i gvožđe a od vitamina retinol i riboflavin Osvežavajuće delovanje potiče od teobromina alkaloida sličnog dejstvu kofeinu[1]

2 Materijal i metoda rada Analizirano je 88 domaćih i uvoznih uzoraka kafe kakaoa i čokolade u periodu 2006-

2007 godine To su uzorci različitih proizvođača datuma proizvodnje svi u garantovanom roku trajanja izabrani metodom slučajnog izbora

Uzorci su homogenizovani pakovani u Marineli posude zapremine 1 l i mereni od 60 000 do 80 0000 s na poluprovodničkom Hp Ge detektoru EGampG ORTEC rezolucije 185 kev na E =1332 keV za Co-60 i efikasnosti 30 Kalibracije (enegetska i po efikasnasnosti) urađene su sa mešovitim stadardom u Marineli geometriji zapremine 1 l Amersham (241Am 109Cd 57Co 139Ce203Hg 85Sr 137Cs 88Y i 60Co) Analize spektara urađene su na osnovu prisutnih gama linija uz korišćenje softvera Gamma Vision [9]

117

3 Rezultati i diskusija U tabeli 1 prikazani su rezultati specifične aktivnosti radionuklida 137Cs i 40K (u Bqkg)

u 88 uzoraka kafe kakaoa i čokolade

Tabela 1 Specifične aktivnosti radionuklida 137Cs i 40K u uzorcima kafe kakaoa i čokolade u periodu 2006-2007 godine

Uzorci Broj

uzoraka 137Cs Bqkg

40K Bqkg

min max srednja

Kafa

36

lt173

245232326

742365536

572563526

Kakao

24

lt353

506693426

682574526

592123791

Čokolada

28

lt024

172622415

355653413

306692926

U svim uzorcima aktivnost 137Cs je bila ispod granice detekcije dok je prirodni radionuklid 40K prisutan u svim uzorcima a njegove aktivnosti su bile od 17262Bqkg u čokoladi do 74236 u kafi

4 Zaključak Rezultati gamaspektrometrijskih analiza 88 uzoraka kafe kakaoa i čokolade pokazuju

da ni u jednom uzorku nije nađeno prisustvo 137Cs dok je prirodni radionuklid 40K je bio prisutan u svim uzorcima Svi uzorci su zadovoljavali zakonski kriterijum radiološke ispravnosti

5 Literatura [1] Živković R Kafa i zdravlje Beograd Zagreb Media knjiga 1990 [2] Gertjan S the Wester Diet with a Special Focus on Dairy Products Institut Danone

1997 13-121 [3] Simić B Medicinska dijetetika IV izdanje Beograd Nauka 1998 208-9 [4] Mraović T Milivojević M Pavlica M Zdravstveni i nutritivni aspekti konzumiranja

kafeTematski zbornik III Eko konferencija Zdravstveno bezbedna hrana Novi Sad Sep 2004 355-356

[5] Mraović T Radaković S Pavlica M Nutritivni aspekti konzumiranja kafe Zbornik radova Ekološka Istina XV Stručni sastanak preventivne medicine Timočke Krajine 2002174-6

[6] Mraović T Radaković S Pavlica M Uticaj pijenja kafe na kardiovaskularni sistemVojnosanitetski pregled 2003 60(1)77-79

[7] Jun Ha Jee Jiang He Lawrence J Coffee consumption and serum lipids Am J of Epidemiology 2001 Feb 153(4)353-363

[8] Boekschoten M Schouten E Katan M Coffee bean extracts rich poor in kahweol both give rise to elevation of liver enzymes in healty volunteers Nutrition Journal 2004 Mar3(1)7

118

[9] Gamma Vision -32 HP gen Gamma Ray Spectrum Analysis and MCA Emulation Perkin Elmer

ABSTRACT RADIONUCLIDES IN COFFE CACAO AND CHOCOLATE IN

SERBIA DURING 2006-2007 Tatjana MRAOVIĆ1 and Ljiljana JANKOVIĆ-MANDIĆ2

1Institute of Hygiene MMA Crnotravska17 11000 Belgrade Serbia drtanjamraovicgmailcom

2Institute of Occupational Medicine MMA Crnotravska17 11000 Belgrade Serbia lijanbeotel yu

The object of this work was monitoring radioactivity in 88 products of coffee cacao and chocolate in Serbia during 2006-2007 The each product contained legal criterion for radionuclide safety

119

Radiotoksikologija

120

121

KANCEROGENEZA I PATOFIZIOLOGIJA PROFESIONALNIH BOLESTI

Snežana MILAČIĆ Medicinski fakultet Beograd Srbija

Kancerogeneza Rezultat radijacionog oštećenja je smrt ćelije Radijacija mora proizvesti dvostruki

prekid vlakna DNK da bi ubila ćeliju delimično zbog visokog kapaciteta ćelija sisara za reparaciju jednostrukog oštećenja vlakna Zračenje takodje može proizvesti efekat indirektno interakcijom sa vodom Procenjeno je da je većina ćelija oštećena x zračenjem usled stvaranja hidroksilnih radikala

Biološki efekati na reprodukciju ćelije su tipično izraženi samo kada oštećena ćelija pokušava da se deli Hromozomske abnormalnosti tipično se dešavaju u ćelijama ozračenim u G1 fazi ćelijskog ciklusa pre dupliranja genetskog materijala Ako su ćelije ozračene u G2 fazi mogu nastati hromatidne aberacije Minimalna doza koja može biti detektovana analizom kariotipa perifernih limfocota je oko 01 do 02 Sv (100 do 200 mSv) Drugi biološki efekat je indukovanje rasta kancera mutacijom mnogo godina posle izlaganja radijaciji Pacijenti koji prime radijaciju imaju značajan rizik neoplazme dve do tri decenije posle njihove ekspozicije ovaj rizik je značajno veći nego onaj kod populacije u celini Pored hromozomskih aberacija jonizujuće zračenje može da izazove i mutacije genetskog materijala koje su morfološki nevidljive To su fine promene u strukturi genetičkog materijala koje se sastoje od specifičnih izmena hemijske strukture odredjenog dela molekula DNK Bitno je da se genetske mutacije prenose na naredne generacije i tokom vremena može doći do njihove akumulacije Dokazano je da i vrlo male doze jonizujućeg zračenja (10 do 20 mGy ili mSv) koje ne izazivaju vidljive promene na hromozomima dovode do mutacija Ako se mutacije dese u gametima dovode do pojave naslednih genskih bolesti a u somatskim ćelijama do poremećaja sinteze odgovarajuće belančevine Takodje prisustvo mutacija može da izazove pojavu kancerogeneze Mutacije se ne mogu detektovati konvencionalnim metodama Ovo treba imati u vidu u kontekstu istraživanja efekata malih radijacionih doza na ćelijskom nivou posebno u kontekstu bioloških efekata vrlo malih doza radijacije imajući uvek u vidu da su posledice stohastički efekat i da se kod osetljivih osoba mogu ispoljiti i posle 20-30 godina

Pod uticajem malih doza u kontrolisanim uslovima (lt01Gy) aberacije pretstavljaju biomarkere ekspozicije osetljivosti i efekta jonizujućih zračenja

U intervalu 01Gy ndash 05Gy posledica su kumulativnog efekta povećanih apsorbovanih doza

Četiri značajna procesa koji se zapažaju posle izloženosti zračenju mogu biti rezimirana kao raquočetiri R-a laquo radiobiologije Prvi je reparacija (oporavak) Oporavak je temperaturno zavistan i treba da predstavlja enzimski mehanizam za izlečenje intracelularnih oštećenja Drugo R je reoksigenacija proces pomoću koga je kiseonik (i drugi hranljivi sastojci) zapravo bolje distribuiran ćelijama sposobnim za život sledeći povredu i ubijanje ćelije Treće R je repopulacija (ponovno naseljavanje samoobnavljanje) sposobnost populacije ćelija da nastave da se dele i da zamene uništene ćelije Četvrto R je redistribucija (ponovna deoba) koja odražava promenljivost ćelijske osetljivosti na zračenje tokom ćelijskog ciklusa Radioosetljivost može da se menja u toku jednog ćelijskog ciklusa za više od tri činioca (tri puta) Faza G1 ima najpromenljiviju dužinu od svih faza ćelijskog ciklusa

122

Za većinu ćelijskih linija ćelije koje imaju kratak G1 period su najosetljivije u G2mitoznom intersklopu manje osetljive u G1 a najotpornije prema kraju sinteznog ( S ) perioda

Radioterapija je efikasna u lečenju karcinoma kada izazove veći citotoksični efekat na tumorske ćelije nego na normalno tkivo Odlučujuće je iskorišćavanje razlike u 4 R-a izmedju tumorskih ćelija i normalnog tkiva prilikom dobijanja intermitentnih doza zračenja

Klinički odgovor na radijaciju zavisi od interakcije različitih faktora rasta i citokina Na primer radijacija može da indukuje faktor rasta i citokine kao što su faktor tumorske nekroze (TNF-tumor necrosis factor) interleukin (IL-interleukin) 1 TNF može izazvati proliferaciju fibroblasta u okviru odbrambenog zapaljenskog procesa i tako blokirati tumorsku ekspanziju TNF i IL-1 su se pokazali u in vitro uslovima kao radioprotektori hematopoeznih ćelija od podizanja D0 na krivoj ćelijskog preživljavanja TNF takodje pospešuje uništavanje humanih tumorskih ćelijskih linija pri ozračivanju TNF može izazvati zaštitu od zračenja ili povećanu osetljivost na ozračenje (povećati ili smanjiti radioosetljivost) zavisno od tipa ćelije Pokušaj moduliranja (menjanja) radijacionog efekta sa TNF je eksperimentalan Drugi faktori koji učestvuju u radijacionom odgovoru baziraju se na faktoru rasta fibroblasta i beta faktoru rasta derivata trombocita koji može biti povezan sa kasnim radijacionim efektima na krvnim sudovima Stepen i trajanje očuvanja funkcije normalnih tkiva u vezi je sa brojem preživelih matičnih ćelija posle ozračenja Ako su matične ćelije uništene u ozračenom području a infiltracija sličnim tipom iz odgovarajućih tkiva nije adekvatna nastaće radijaciono oštećenje ndash povreda Razvoj kasnih efekata je nezavistan od ranih reakcija oni se mogu zapaziti uprkos ozdravljenju od akutnih radijacionih povreda

Profesionalne bolesti Profesionalne bolesti izazvane malim dozama jonizujućih zračenja su katarakta rak

radiodermatitis hronični hematološki poremećaji i mijelodisplastični sindromi

Oko - katarakta Profesionalna ekspozicija malim dozama jonizujućih zračenja može da ima uticaja na

razvoj katarakte očnog sočiva i kao stohastički i kao ne stohastički efekat Dok se ranije mislilo da je zamućenje očnog sočiva usled subkapsularne denaturacije belančevina pod uticajem najmanje 150mGy (mSv) danas je dokazano da i manje doze indirektno mogu izazvati zamućenje Zbog promena u epitelnim ćelijama sočiva koje su radiosenzitivne one gube funkciju održanja providnosti u sočivu Slobodni radikali kao jaki oksidansi mogu da potroše energiju potrebnu za mataboličke procese održanja providnosti Medjutim profesionalna radijaciona katarakta ne može biti samostalno oboljenje već se javlja u sklopu hroničnog radijacionog sindroma kao posledica dugotrajne ekspozicije i kumulacije efekta malih doza ili u akcidentu ndash havarijama kao neposredna posledica velikih doza a najmanje 150mSv Male doze nisu uzrok profesionalne radijacione katarakte već kofaktor u njenom ranijem nastajanju kod unapred predisponiranih osoba kada je nakupljanje slobodnih radikala iscrplo antioksidativnu rezervu i poremetilo dinamičku ravnotežu oksidacija ndash redukcija Iako katarakta nije profesionalna bolest ona je kontraindikacija za rad Svakom osiguraniku koji je u toku rada sa jonizujućim zračenjima razvio kataraktu treba omogućiti besplatno lečenje a potom drugo radno mesto van zone zračenja ako je mladji od 50 godinaKod starijih osiguranika katarakta nije kontraindikacija i može se izlečiti

123

Maligni tumori Leukemije su najčesće opisivane maligne bolesti kada je u pitanju ekspozicija radijaciji

kako kod dece na kontaminiranim terenima tako i kod odraslih profesionalno izloženih radnika Solitarni tumori pretstavljaju samo 04 od svih malignih bolesti izazvanih jonizujućim zračenjima a medju njima prednjači karcinom štitnjače Proučavanjem posledica akcidentalnih i ratnih radioaktivnih zagadjenja uočen je značajan porast incidence karcinoma debelog creva i pluća u muskaraca i dojke u žena kao i solitarnih tumora svih lokalizacija Opste je poznato da se jonizujućim zračenjima prvo oštete ona tkiva koja su najradioosetljivija Zbog toga su dijagnostičke procedure na ovim tkivima u programu preventivnih periodičnih pregleda i najmanji poremećaji upućuju na smanjenje ekspozicije tj isključenje radnika iz zone zračenja dok su promene reverzibilne Ujedno tkiva koja su najosetljivija su i najreparabilnija Na taj način se odlaže ili prevenira nastanak bolesti Medjutim zanemarena je verovatnoća pojave solitarnih tumora Može se pretpostaviti da u osetljivih osoba jonizujuće zračenje deluje kao kofaktor za nastanak različitih tumora i na relativno radiorezistantnim tkivima Kod radiosenzitivnih osoba i manje doze mogu biti dovoljne za inicijaciju ili promociju kancerogeneze Incidenca malignih tumora u zaposlenih u zoni jonizujućeg zračenja je manja od incidence u opstoj populaciji u oba pola U izloženih ona se bitno razlikuje po polu veća je zastupljenost obolelih žena dok se u opštoj populaciji incidenca ne razlikuje izmedju žena i muškaraca Prevalencija malignih tumora kod izložene populacije iznosi 206 i bitno se ne razlikuje od opšte populacije Kod izloženih muškaraca prevalencija malignih tumora iznosi 119 a kod izloženih žena je veća i iznosi 271 Prosečan godišnji mortalitet je takodje niži

Medju zaposlenima u zoni zračenja najveća je učestalost tumora u zaposlenih na rendgenu posebno rendgen tehničara zatim radiologa U muškaraca razvili su se maligni tumori (karcinomi) pluća kože gornjeg dela ždrela (hipofarinksa) grkljana (laringsa) i debelog creva

Upoređivanjem stopa incidence malignih tumora po lokalizaciji kod izloženih muškaraca sa sirovom stopom incidence u opštoj populaciji uočava se pet puta viša stopa incidence karcinoma hipofaringsa Relativni rizik (RR) iznosi 5 Profesionalna ekspozicija jonizujućem zračenju signifikantno povećava rizik pojave karcinoma na ovoj lokalizaciji Maligni tumori pluća su na prvom mestu ranga najčešćih malignih tumora u muškoj populaciji u Srbiji pa i u profesionalno izlozenih radnika Razlika incidenci nije signifikantna relativni rizik nije povećan zbog profesionalne ekspozicije RR je 09 Učestalost tumora preostalih lokalizacija takodje nije signifikantno povećana zbog rada u zoni zračenja RR lt1 Dojka je na prvom mestu po učestalosti tumora u žena Upoređivanjem stopa incidence malignih tumora po lokalizaciji kod izloženih žena sa sirovom stopom incidence u opštoj populaciji u centralnoj Srbiji na 100 000 ispitanika uočavaju se više stope incidence malignih tumora dojke kod izloženih žena u odnosu na opštu populaciju ali ne i signifikantno relativni rizik je minimalno povećan RR=105

Značajno je veća incidenca malignih tumora materice (RR=21) i jajnika (RR=13) u izložene populacije Incidenca malignih tumora grla štitne žljezde koštane srži i limfnog tkiva takodje je signifikantno veća te je relativni rizik maligne bolesti na ovim lokalizacijama u ženskoj populaciji značajno povećan Relativni rizik za tumor grla je 55 za štitnu zljezdu 36 za koštanu srž 55 Verovatnoća oboljenja limfnog sistema u žena izloženih x zračenju je najveća RR je 11 Rang najčešćih malignih tumora u lica u zoni jonizujućih zračenja gotovo je analogan rangu u opstoj populaciji u Srbiji U žena

124

najučestaliji je tumor dojke a u muškaraca tumor pluća Razlika je u pojavi tumora kože koji je na drugom i četvrtom mestu u profesionalno izloženih radnika muškog i ženskog pola dok u profesionalno ne izloženih ne figurira u prvih pet lokalizacija Medjutim relativni rizik pojave ovog tumora nije povećan zbog rada u zoni zračenja RR je 07 U ženskoj populaciji razvili su se tumori hematopoeznog i limfnog sistema (sistemski tumori) dok su se u muškaraca razvili isključivo solitarni tumori Leukemija i Lymphoma non-Hodgkin čine 8 karcinoma u žena a preostalih 92 su solitarni tumori Uticaji drugih faktora i navika kao što su dužina ekspozicije i radnog staža pušenja i naslednog faktora takodje su uzeti u obzir Najveća učestalost malignih tumora 414 javlja se u periodu od 21do30godina ukupnog radnog staža (URS) U intervalu 11-20 godina ekspozicije jonizujućim zračenjima (ekspozicioni radni staž - ERS) učestalost malignih tumora je najveća 362 od 21 do 30godina je 28 a posle 30 godina samo 14 Nakon najmanje 21 godinu URS iili 11 godina ERS povećana je učestalost oboljevanja od malignih tumora ma da bolest može da se razvije i ranije u 218slučajeva Nasledni faktor (porodično opterećenje) imalo je 334 obolelih ispitanika Medju obolelima od karcinoma 694 su pušači

Koža i radiodermatitis Hronične radijacione promene mogu početi 6-12 meseci posle ozračenja Epiderm je

obično atrofičan i lakše se povredjuje od normalne kože Intersticijalna fibroza takodje može biti povećana Hiperpigmentacija ozračene kože oko ozračenog polja može se videti tokom narednih par meseci posle prestanka zračenja Koža postaje tanka a gubitak dlaka može biti ireverzibilan

Poslednji slučaj radiodermatitisa koji je lečen transplantacijom bio je pre 20 godina a ni posle 21 godinu nije maligno alterisao Primenom novih tehnologija i zaštite u poslednjem desetogodišnjem periodu nije registrovan profesionalni radiodermatitis u Srbiji

Bolesti sistema krvi Krvne bolesti su mijelodisplastični sindrom (MDS) leukemije multipni mijelom

limfomi imunodeficijencije i tranzitorne promene u broju i funkciji ćelija u krvi pojedinačnih loza Hronično smanjenje broja pojedinih krvnih ćelija refrakterno na terapiju a koje postepeno i napreduje ukazuje na inicijalni MDS koji je kontraindikacija za dalju ekspoziciju a može se priznati kao profesionalna bolest ukoliko je izazvana promenama u kariotipu matičnih ćelija usled dokazane povećane ekspozicije

Najčešća hematološka hronična bolest koja još nije maligna a zavisna je od doze je inicijalni mijelodisplastični sindrom (IMDS) Dugogodišnje granične vrednosti broja krvnih ćelija koje ne reaguju na terapiju nastaju zbog poremećaja regulacije hematopoeze i poremećenog ndash usporenog sazrevanja u koštanoj srži Dijagnoza se postavlja stimulacijom rasta ćelija u kulturi zasejanih posle biopsije koštane srži a etiološka dijagnoza potvrdjuje stabilnom hromozomskom promenom u matičnim ćelijama uzetog uzorka Indikacija za ovakvo ispitivanje je duža refrakterna anemija ili leukocitopenija u radnika u zoni zračenja ili stanovnika na kontaminiranim terenima kada imaju i pozitivne biomarkere ekspozicije i efekta (nestabilne hromozomske aberacije tipa dicentrika) Promene hromozoma u jedru limfocita i enzima u granulama ostalih leukocita kao posebno osetljivim na zračenje mogu doprineti gubitku imune kompetencij ili adekvatnog ndash izdašnog imunog odgovora na infekcije Sklonost ka virusnim bolestima upravo proističe iz nedovoljnog lučenja limfokina

125

(T-limfociti) i imunoglobulina (B-limfociti) a sama po sebi može doprineti aktivaciji onkogena ndash promociji kancerogeneze

Bolesti relativno radiorezistentnih organa Centralni nervni sistem (CNS) se oduvek opisuje kao relativno radiorezistentan

(rezistentan na promene izazvane radijacijom) Kada se mozak zrači u standardnim intervalima(18 ndash 20 Gyd) retko su opisane akutne pojave Subakutna reakcija CNS na radioterapiju je uobičajena Najverovatnije je da se to dešava zbog tranzitorne demijelinizacije kičmene moždine u toku značajne ekspozicije radijaciji Kod manjih doza posle kontaminacije sa nekih terena zapažene su promene u ponašanju stanovništva koje tu duže boravi zbog poremećaja bihevijoralnih zona u CNS što je i eksperimentalno dokazano na životinjama

Polni organi i seksualne funkcije Uopšteno tip B spermatogonija je izrazito osetljiv na efekte radijacije Tip A

spermatogonija je rezistentniji zato što njihovo duže vreme trajanja ćelijskog ciklusa dopušta značajne varijacije u radioosetljivosti tokom različitih faza ćelijskog ciklusa Sertoli i Leyding ćelije su manje radiosenzitivne od spermatogonija Elevacija nivoa folikulostimulirajućeg hormona (FSH) i luteinizirajućeg hormona (LH) observirana je posle manje od 75cGy Doze manje od 10cGy na testise izaziva oštećenje B tipa spermatogonija Pojedinačne doze potrbne za sterilizaciju normalnih muškaraca su izmedju 6 i 10Gy U odraslih muškaraca normalizovanje broja spermatozoida zahteva 9 do 18 meseci nakon frakcionisane doze od 8 ndash 100cGy

Doza koja je neophodna za ovarijalnu disfunkciju zavisi od starosnog doba Pojedinačna doza 3-4Gy izaziva amenoreju u skoro svih žena preko 40 godina starosti U mladih žena oogeneza je mnogo manje osetljiva na radijaciju nego što je spermatogeneza u muškaraca

Kardiovaskularni sistem Patogeneza kardiovaskularne ateroskleroze je miltifaktorijalna Ekspozicija velikog dela

srca velikoj dozi radioterapije ubrzava razvoj bolesti koronarnih arterija Ozračenje srca može rezultirati akutnim perikarditisom Asimptomatski athezivni perikarditis najčešća je manifestacija srčane bolesti zbog zračenja To se obično detektuje na radiografskom snimku grudnog koša ili ustanovi na EKG-u Većina pacijenata koja će imati simptome radijacionog konstriktivnog perikarditisa primila je više od 40Gy na velikoj površini srca Hronične srčane promene nastaju posle 6 meseci do mnogo godina posle zračenja

Klinički simptomi mogu ukazati na hroničnu konstriktivnu bolest usled perikarditisa miokarditisa i endokardne fibroze ndash pankarditisa Klinički znaci su dispneja bol u grudima proširenje vena pleuralne athezije i paradoksni puls Veoma male doze u osetljivih osoba mogu dovesti do promena srčanog ritma i krvnog pritiska najverovatnije uticajem na neke receptore i beta blokatore

Respiratorni sistem Klinički znaci i simptomi radijacionog pneumonitisa mogu se pojaviti 3-6 nedelja ako

je veliki region pluća ozračen dozom iznad 25Gy Dugogodišnja ekspozicija manjim dozama uglavnom izaziva rak raznih lokalizacija u resoiratornom sistemu ali nakon latentnog perioda čija je dužina obrnuto proporcionalna dozi Ovakvu prognozu imaju lica sa alfa-emiterima posle interne kontaminacije ali i oni sa x zračenjem posle rada na rendgenu

126

Digestivni trakt Posle veće ili dugogodišnje interne kontaminacije naročito peroralnim unosom

radioaktivnih supstanci može se razviti hronični radijacioni gastritis enteritis i kolitis jer je epitelni sloj mukoze posebno osetljiv na jonizujuće zračenje To najbolje vidimo na primeru Ukrajine posle Černobila gde se čitavi klinički centri bave lečenjem gastrointestinalnih erozija ulkusa i hemoragija praćenih malapsorpcijom

Simptomi hronične radijacione enteropatije su dijarea abdominalni grčevinauzeja malabsorpcija povraćanje i obstrukcija Progresivna fibroza perforacija stvaranje fistula i stenoza u ozračenim segmentima mogu se zapaziti u toku hronične faze radiacione enteropatije Većina kliničkih pojava usled hroničnih promena javlja se izmedju 6 meseci i 5 godina nakon radioterapije

U toku radioterapije rano se zapažaju patološke promene u epitelnom sloju Submukozni sloj postaje edematozan sa dilatiranim kapilarimaRegeneracija (ozdravljenje) radijacionih oštećenja može se zapaziti tokom nekoliko nedelja posle završene radioterapije nadomestivši uništene ćelije novima iz preostalih matičnih ćelija Klinički znaci su epigastrični bol gubitak apetite nauzeja i povraćanje Smanjen gastrični aciditet zapažen je posle 15-20 Gy intermitentne radioterapije Epitelni sloj peharastih ćelija je sistem najbržeg obnavljanja u ljudskom telu i potpuno je obnovljen za 3-6 dana Potpuno ogoljena površina mukoze retko se zapaža isključivo u akutnim radijacionim sindromima

Literatura [1] Brooks A Developing a scientific basis for radiation risk estimates goal of the doe low

dose research program Health Physics 2003 85(1) 85-93 [2] John Snow Inc (JSI) Breast Cancer and Exposure to Ionizing Radiation Publications

Enviormental Health 2003 Dostupno naweb site httpwwwjsicom [3] Milacic S Response to WhitmanIn CorrespondenceHealth Physics 2005 89(4)

393-394 [4] Milacic S The Frequency of Chromosomal Lesiones and Damgaged Lymphocytes of

Workers Occupationally Exposed to x- rays Health Physics 2005 88(4) 334-339 [5] Worgul BV Radiation cataract a stochastic expression of genotoxic Damage Eye

Radiation and Environmental Research Laboratory Columbia University New York US 1996 (dostupno na httpwwwjinrru~drrr Timofeeffconferenceradbioworgulhtm

[6] Zhu H Yang L Zhou B Yu R Tan N Wang B Myeloperoxidase Gndash463A polymorphism and the risk of gastric cancer a casendashcontrol study Carcinogenesis 2006 27(12)2491-2496

127

ABSTRACT

CANCEROGENESIS AND THE PATIOPHYSIOLOGICAL OF OCCUPATIONALLY DISEASES

Snežana MILAČIĆ Medical Faculty Belgrade Serbia

The result of radiation damage is cell death mutation the induction of cancerous growth risk of neoplasm the radiation injury different tissues and occupationally diseases Most clinical manifestations of chronic changes occur between 6 months and 5 years after radiation therapy and contamination from environmental Relatively risk of carcinogenesis is 08100mSv Occupational diseases are cataract chronic haemopathio radio dermatitis cancers mielodysplastic syndromeshellipChronic radiation syndrome is occupational diseases The other effects of exposure to radiation are epigastric pain malabsorption transient demyelinization blood pressure chest pain amenorrhea in women dyspnea progressive fibrosis focal neurological changes

128

129

EFIKASNOST AFCF POSLE VIŠEKRATNE KONTAMINACIJE FAZANA 137CS

Mihajlo VIĆENTIJEVIĆ1 Radoslav MITROVIĆ1 Gordana VITOROVIĆ2 1) Naučni institut za veterinarstvo Beograd 2) Fakultet veterinarske medicine Beograd

SADRŽAJ U radu su prikazani rezultati radioprotektorske sposobnosti amonijum ndash gvožđe (III)

heksacijanoferata (II) ndash AFCF posle višekratne alimentarne kontaminacije divljači 137Cs Kao eksperimentalne životinje koristili smo fazane iz reda Phasianus colchicus Ukupan broj fazana u eksperimentu bio je 15 Fazanke su bile podeljene u tri grupe sa po pet ptica Svi fazani dobijali su istovremeno vodeni rastvor sa 750 Bq 137Cs i radioprotektor AFCF (02 g) kao vodeni rastvor i umešanog u hrani u obliku peleta Nivo kontaminacije određen je gama spektrometrijski u svetlom mesu tamnom mesu jetri i mišićnom želudcu Bolji efekat zaštite postignut je (48-95) u tamnom svetlom mesu i jetri nego kod mišićnog želudca (5-41)

1 Uvod Svet oko nas kao zaokruženi biotop sa svojom florom i faunom zahteva mnogo više

poznavanja i pažnje nego ona koju joj ukazujemo Lovna divljač je sastavni deo životne sredine koja nas okružuje i predstavlja kariku jednog značajnog lanca koji povezuje prirodu i čoveka Lovišta su jedan takav prirodni ekosistem koji kao biotop mnoštva lovne divljači zahteva delimične ali stalne mere koje čovek mora preduzimati u cilju očuvanja životne sredine

Radioaktivne materije su jedan od velikih zagađivača biosfere Holm i sar (5) tako da kumulacija prirodnih i proizvedenih radionuklida u pojedinim ekosistemima može da dovede do poremećaja biološke ravnoteže sa značajnim radijaciono-biološkim posledicama Sve ovo je veoma značajno ako uzmemo u obzir činjenicu da se radioaktivne materije brzo uključuju u metaboličke procese u flori i fauni i preko domaćih životinja i lovne divljači lancom ishrane brzo dospevaju do krajnjeg konzumenta ndash čoveka (10 11)

Za razliku od domaćih divlje životinje su mnogo mnogo više izložene dejstvu radioaktivnog zračenja jer ceo životni vek provode slobodno u prirodi Zbog toga divljač predstavlja bioindikatore zagađenosti životne sredine

Fazan je danas najproduktivnija i najbrojnija pernata divljač u našim lovištima pa je u slučaju radioaktivne kontaminacije životne sredine direktno ugrožena radioaktivnim padavinama aposebno u dužem vremenskom periodu kada konzumira kontaminiranu hranu i vodu fazani su dobri bioindikatori prisustva svih štetnih materija koji se mogu pojaviti u lancu ishrane

U svetu se čine brojni napori da se smanje negativni efekti dejstva jonizujućih zračenja Tako jedan deo današnjih istraživanja imaju za cilj smanjenje alimentarne radiokontaminacije životinja a time i smanjenja rizika po zdravlje konzumenata

Jedan od načina rešenja ovog problema je upotreba radioprotekcionih sredstava Do sada je ispitan veliki broj radioprotektora sa ciljem da u slučaju alimentarne kontaminacije domaćih životinja 137Cs dobijemo animalne proizvode koji se bez radijacionog rizika mogu koristiti za ishranu ljudi

130

Prve zapažene rezultate zaštite domaćih životinja od alimentarne radiokontaminacije 137Cs posle Černobiljskog akcidenta postigla je grupa istraživača (1 4 6 7 8 9 10 13 14 15) upotrebom amonijum - gvožđe (III) heksacianoferata (II) - AFCF Međutim ova istraživanja nisu rađena kod divljih životinja

2 Materijal i metod rada Farmski odgoj fazanske divljači zasniva se na masovnoj produkciji jaja za nasad

dobijenih od veštački odgojenih koka Izlegli fazančići se neko vreme drže u zatvorenim objektima sa podešenim ambijentalnim uslovima posle čega se puštaju u otvorene ispuste gde se gajedo svoje desete nedelje Nakon tog vremena se puštaju slobodno u lovišta Mogućnost od radioaktivne kontaminacije postoji u ispustima aposebno kada se nađu slobodni u lovištima

Planom eksperimenta obuhvaćenI su fazani roda Phazianus a vrste Phazianus colchicus stari 2 meseca koje su uzeti iz fazanerije kod Padinske Skele Široka greda Gajenje fazana danas počinje u volijerijama Po preuzimanju iz fazanerije životinje su smeštene u kaveze po 5 u svaki kavez

Višekratni eksperiment se sastoji iz 3 faze Nivo specifične aktivnosti 137Cs konstantan je u svim fazama Dnevno fazanke putem sonde dobijale su 2500 Bqml u toku višekratne 7 dnevne kontaminacije Ukupna peroralna kontaminacija 137Cs po životinji je 175 KBq Životinje u ovih nekoliko faza na različit način dobijaju radioprotektor AFCF svakodnevno u toku 7-dnevne višekratne kontaminacije putem sonde i umešan u hrani koju su životinje uzimale po volji Za ishranu je korišćena potpuna krmna smeša sa 20 proteina Sve životinje su žrtvovanje 8 dana od početka eksperimenta

Ukupan broj životinja u sve 3 faze je 15 u svakoj fazi po 5 fazana I FAZA VIŠEKRATNOG EKSPERIMENTA U prvoj fazi -kontrolna grupa- prati se distribucija 137Cs u tamnom i svetlom

mesu jetri i mišićnom želucu posle višekratne kontaminacije Fazani u toku 7 dana svakodnevno su dobijali vodeni rastvor 137Cs (25 KBq

dnevno) putem sonde Ishrana je po volji peletiranom koncentrovanom smešom za ishranu fazana

II FAZA VIŠEKRATNOG EKSPERIMENTA U drugoj fazi višekratnog eksperimenta određuje se nivo specifične aktivnosti

137Cs u mesu i jestivim unutrašnjim organima posle višekratnog davanja vodenog rastvora AFCF odnosno praćen je efekat eliminacije 137Cs posle višekratne kontaminacije i zaštite fazana AFCF

Fazanke svakodnevno u toku 7 dana putem sonde dobijale su vodeni rastvor 137Cs i to 25 KBq po životinji dnevno ili 175 KBq ukupne aktivnosti kao i vodeni rastvor AFCF ndash 02 g dnevno odnosno ukupna koncentracija po životinji je bila 14 g

III FAZA VIŠEKRATNOG EKSPERIMENTA U trećoj fazi praćena je distribucija 137Cs u mesu i unutrašnjim organima posle

davanja radiopreotektora AFCF koji je bio umešan u smeši za ishranu fazana Životinje su u toku 7 dana dobijale vodeni rastvor radiocezijuma 137Cs (25 KBq

dnevno ili ukupne aktivnosti 175 KBq) po životinji putem sonde dok se AFCF nalazio u umešan u peletiranoj smeši koju su životinje uzimale po volji

131

Spektrometrijsko određivanje sadržaja radionuklida omogućava identifikaciju radionuklida na osnovu energetskog spektra jonizijućih zračenja u uzorcima iz životne sredine lanca hrane Spektrometrija gama zračenja zasniva se na merenju gama emitera direktno u originalnim uzorcima bez predhodne hemijske separacije Ona omogućava kvalitativno i kvantitativno određivanje radionuklida gama emitera u uzorcima

Za merenje gama zračenja korišćena su dva detektora i to vertikalni čist germanijumski detektor (HPGe - high purity germanium) Efikasnost detektora je 20 i 30 i omogućava detekciju svih radionuklida od interesa iznad propisane donje granice detekcije Određuje se u odnosu na relativnu efikasnost fotovrha standardnog NaJ scintilacionog kristala koja je bazirana na merenju gama zračenja izvora 60Co u fotovrhu (piku) energije 13325 KeV Kod germanijum detektora rezolucija se određuje na polovini pune maksimalne visine fotovrha za fotoliniju 60Co na energiji od 13325 KeV

Dobijeni podaci su obrađeni statistički korišćenjem programa STATISTICA for Windows izračunavanjem srednjih vrednosti i standardnih devijacija za vrednosti izmerene aktivnosti 137Cs u uzorcima tamnog mesa svetlog mesa jetre i mišićnog želudca fazana eksperimentalnih grupa po vremenima žrtvovanja posle kontaminacije i zaštite

3 Rezultati rada Rezultati merenja aktivnosti 137Cs u mesu i jestivim unutrašnjim organima fazana u

višekratnom eksperimentu su prikazani u tabeli 1 Kontaminacija 137Cs predstavlja vid kontaminacije koji je najčešći u prirodi tako da životinje svakodnevno unose ovaj biološki značajan radionuklid koji se deponuje u mišiće i unutrašnje organe

Kod kontrolne grupe 24h po poslednjoj kontaminaciji ustanovljena je visoka aktivnost 137Cs kako u mesu (13620 Bqkg) tako i u jestivim unutrašnjim organima (111332 Bqkg) S obzirom na visoku aktivnost koja je ustanovljena 8 dana u ispitivanim uzorcima može se zaključiti da su oni neupotrebljivi za ljudsku ishranu

Tabela1 Aktivnost 137Cs u mesu i jestivim unutrašnjim organima fazana posle višekratne (sedmodnevne) alimentarne kontaminacije i protekcije sa AFCF (Bqkg)

Srednje vrednosti plusmn Standardna devijacija Najbojli rezultati protekcije postignuti su u drugoj eksperimentalnoj grupi Kombinacija

uporednog davanja (137Cs + AFCF - peroralno putem sonde) 7 dana uzastopno dala je visoko značajan (p lt 001) nivo specifične aktivnosti 137Cs u tamnom mesu (6748 Bqkg) svetlom mesu (5563 Bqkg) i jetri (4978 Bqkg) u odnosu na kontrolnu grupu što je za 20 puta manja vrednost u odnosu na unetu aktivnost Primena AFCF kao protektora pokazala je njegovu veliku apsorpcionu moć Tabela2 što je rezultiralo za preko 90 smanjenje unete aktivnosti tako da u potpunosti odgovara navodima od strane drugih autora

Redni broj

Grupa

Tamno meso Svetlo meso Jetra Mišićni

želudac

1 Samo 137Cs (kontrola)

136200 plusmn201288

98000 plusmn 105119

93640 plusmn 148717

111332 plusmn 134969

2 137Cs + AFCF

(sonda) 6748 plusmn 7552 5563 plusmn 6827 4978 plusmn 9208 65980 plusmn 52232

3 137Cs + AFCF

(hrana) 70400 plusmn 23022

42608 plusmn 29425

40664 plusmn 27689

106000 plusmn 265134

132

2 13 Jedino je kod mišićnog želudca uneta aktivnost bila smanjena samo 2 puta tj ispod 50 što se objašnjava činjenicom da je AFCF vezao 137Cs ali je on zadržan u mišićnom želudcu ili nije dovoljno dobro očišćen u ovom delu digestivnog trakta

Tabela 2 Efikasnost AFCF u smanjenju deponovanja 137Cs u mesu i jestivim unutrašnjim organima fazana posle višekratne alimentarne kontaminacije i zaštite (

) (100 od aktivnosti 137Cs u odnosu na kontrolnu grupu bez protektora)

Istovremenom višekratnom sedmodnevnom aplikacijom 137Cs i radioprotektora AFCF umešanog u peletiranoj hrani postignuti su slabiji rezultati nego kod II grupe Izmerena aktivnost u tamnom mesu bila je 7040 Bqkg svetlom (42608 Bqkg)) jetri (40664 Bqkg) i mišićnom želudcu (106 KBqkg) Stepen smanjenja aktivnosti kretao se oko 50 što su nešto slabiji rezultati u odnosu na rezultate drugih autora 134 U mišićnom želudcu izmerena aktivnost bila je skoro identična unetoj tako da primena radioprotektora (AFCF - hrana) ovde nije imala velikog uticaja na eliminaciju unete aktivnosti To može biti indikator dobrog vezivanja 137Cs od strane AFCF protektora i njegovog zadržavanja u mišićnom želudcu

4 Zaključak U višekratnom eksperimentu dobijeni rezultati opravdavaju visok zaštitni efekat AFCF

soli i minerala gline-klinoptilolita To se odnosi prvenstveno u slučaju istovremene aplikacije ovih protektora sa radiokontaminentom 137Cs i to peroralno U slučaju davanja protektora u hrani dobijeni su slabiji rezultati (5 ndash 57 ) što se opravdava činjenicom da su fazani ipak samo divljač a ne domaće životinje tako da je faktor stresa prilikom manipulacije sa životinjama i simuliranja ambijentalnih uslova imao odlučujući negativni efekat na konzumaciju potrebnih količina hrane a time i na dobijanje očekivanih pozitivnih rezultata

Na osnovu dosadašnjih istraživanja možemo doći do određenih pokazatelja koji nam omogućavaju bolje sagledavanje primene radioprotektora Njihovom adekvatnom primenom u slučaju radioakt6ivne kontaminacije životne sredine radiocezijumom možemo blagovremeno zaštititi domaće i divlje životinje na taj način možemo dobiti radijaciono-higijenski ispravne namirnice i tako smanjiti rizik u ishrani stanovništva

5 Literatura [1] Bailer B Zur beschleunigten Ausschleidung von Radiocasium bei Schafen durch

Zufutterung von Amonium-Eisen-Hexacyanoferrat Inagural Dissertation-Hannover (1988)

[2] Giese W Das verhalten von radiocaesium bei laboratorimus und haustieren sowie moglichkeiten zur verwinderung der radioaktivitat und strahlenbelastungHabilitationschrift Tierarztliche Hochshule Hannover (1971)

Grupa Tamno meso

Svetlo meso Jetra Mišićni

želudac

II 137Cs + AFCF (sonda) 950 940 950 410

III 137Cs + AFCF (hrana) 480 560 570 50

133

[3] Giese W Amonium-Ferric-Hexacyanoferrat (II)-AFCF as an effective antidote agains radiocesium burdens in domestic animal derived food brVetJ (1988) No 144 363-369

[4] Giese W Countermeasures for reducing of radiocesium to animal derived food The Sci Of the total Envir (1989) No85 317-327

[5] Holm J Erkennung regionales Schadmetallbelastungen uber Bioindikatoren am Beispiel von Rindern Wild und Fischen Fleischwirtschaft (1982) 62 (3) 364-368

[6] Hove K Hansen HS Reduction of radiocesium transfer to animal products using sustained release boli with ammoniumiron(III)hexacyanoferate(II) Acta Vet Scand (1993) 34(3)287-297

[7] Hove K Chemical methods for reduction of the transfer of radionuclides to farm animals in semi-natural environments Sci Total Environ (1993) 137235-248

[8] Mergenthal Angelika Futterungsversuch zur erprobung von ammonium-eisen-hexacyanoferrat fur die dekorporation von radiocasium bei moorschnucken Inagural Dissertation-Hannover (1988)

[9] Pethes G P Rudas T Bartha V L Frenyo Accumulation and elimination of radiocesium consumed in fodder from different tissues of broiler chikens and rabbits Acta veterinaria (Beograd) Vol 38 No 5-6 299-306 1988

[10] Poschl M Balas J Reduction of radiocesium transfer to broiler chicen meat bny a clinoptilolite modified with hexacyanoferrate Radiat Environ Biophys (1999) 38 (2) 117-24

[11] Pantelić Gordana Brnović Radmila Interna kontaminacija cezijumom-137 putem ishrane za stanovništvo Srbije u periodu 1986-1990 godine XVI Jugoslovenski simpozijum za zaštitu od zračenja (1991) 103-105

[12] Petrović B Gordana Đurić (1984) Elementi radioekologije u stočarskoj proizvodnji Skripta za poslediplomske studije Veterinarski fakultet (1984) Beograd

[13] Vitorović Gordana Primena amonium-gvožđe (III) heksacijanoferata (II) u zaštiti pilećeg mesa od kontaminacije radiocezijumomDoktorska disrtacija Veterinarski fakultet (1992) Beograd

[14] Vitorović Gordana (1993) The application of ammonium ferric (III) hexacyanoferrate (II) in protection of chicken meat from contamination with radiocesiumActa vet 5-6 351-357 1993

[15] Vitorović Gordana Brankica Slavata Katarina Stošić Verica Mladenović Duško Vitorović The effect of clinoptololite on 137Cs binding in broiler chithens Agricultural and foodsience in Finland Vol 11 (2002) 137-141

134

135

UTICAJ CITOSTATIKA NA BIOLOŠKO PONAŠANJE 99MTC- RADIOFARMACEUTIKA ndash ASPEKT ZAŠTITE

Drina JANKOVIĆ Divna ĐOKIĆ Tatjana MAKSIN Laboratorija za radioizotope Institut za nuklearne nauke ldquoVinčardquo

Beograd Srbija e-maildrinajvinbgacyu

1 Uvod Hemioterapija predstavlja lečenje tumora lekovima koji se nazivaju citostatici i koji

uništavaju ćelije tumora Može se davati jedan lek ili nekoliko njih kombinovano Hemioterapija može uništavati tumore bez obzira gde se nalaze u organizmu pacijenta Pored toga što ubija tumorske ćelije uništava i zdrave ćelije organizma Dejstvom citostatika su najviše pogođene zdrave ćelije koje se prirodno brzo dele kao što su ćelije kostne srži ćelije korena kose i gastrointestalnog trakta Citostatici koji se danas najčešće upotrebljavaju su ciklofosfamid (alkilirajući agens modifikuje strukturu i funkciju DNK) i metotreksat (antimetabolit inhibira sintezu DNK) Za utvrđivanje stepena proširenosti malignih tumora i praćenje evaluacije bolesti koriste se različiti radiofarmaceutski lekovi

Radiofrmaceutski lekovi su radioaktivna jedinjenja koja se u medicini primenjuju bilo u dijagnostičke ili terapijske svrhe U zavisnosti od toga koje se informacije žele dobiti određenom in vivo radionuklidnom studijom biraju se radionuklid ligand koji ima afinitet za određeno tkivo ili organ kao i način njihove aplikacije Jedan od najvažnijih ciljeva nuklearnomedicinskog pregleda je dobijanje slike rasporeda radiofarmaceutskog leka koji odgovara njegovoj poznatoj biokinetici (1)

Nakon unošenja u organizam radiofrmaceutski lek se u njemu raspoređuje i metaboliše određenim putevima sve dok se potpuno ne izluči iz organizma On se ne raspoređuje podjednako po celom organizmu već u pojedinim tkivima i organima dostiže mnogo veću koncentraciju nego u drugim Takvo tkivo ili organ u kome radiofarmaceutski lek dostiže mnogo veću koncentraciju nego u ostalim delovima tela naziva se kritični organ Za sve to vreme radioaktivni izotop vrši ozračivanje tkiva u kome se nalazi i deo energije zračenja se u tim tkivima i apsorbuje Izborom najpogodnijeg radionuklida njegove doze i procedure ispitivanja trebalo bi svesti efektivnu dozu u celom organizmu na najmanju moguću meru (2-3)

Neočekivana distribucija radiofarmaceutskog leka može da se pripiše promenjenom fiziološkom procesu patološkom procesu ili izmenjenim osobinama i kvalitetu radiofarmaceutskog leka Takođe je poznato da mnogi lekovi utiču na raspoređivanje radiofarmaceutskog leka u organizmu povećava se njegovo nakupljane u kritičnom organu ali i u drugim organima i samim tim povećava se i efektivna doza (1) Pri tome doza za celo telo može biti u okviru dozvoljenih vrednosti a da doza u kritičnom organu ili nekom drugom organu ili tkivu bude iznad dozvoljene

Aktivnosti 99mTc-radiofarmaceutskog leka koji se koriste prema protokolima za dijagnostiku u nuklearnomedicinskim centrima efektivne doze i izračunati rizik prikazane su u tabeli 1 (4)

Tehnecijum-99m je radionuklid od izbora za primenu u nuklearnoj medicini T12 603 časova pri radioaktivnom raspadu emituje fotone i Augerove elektrone niske energije zračenja i niske frekvence bez prisustva čestica a pri tome preovlađuje foton energije

136

01405 MeV 99mTc dobijen iz 99Mo99mTc generatora u obliku natrijum-pertehnetata (Na99mTcO4) upotrebljava se u dijagnostičke svrhe

Tabela 1 Aktivnosti efektivne doze i rizici pri korišćenju ispitivanih radiofarmaceutskih lekova

Radiofarmaceutski lek Postupak

Uneta aktivnost (MBq)

Jedinična efektivna

doza MSvMBq

Efektivna doza po

postupku mSv

Rizik po postupku

x 10-6 99mTc_DPD Kostni

sistem 700-1000 00061 42-61 220-315 99mTc-DMSA Bubrezi 37-74 00107 04-08 20-40 99mTc-Sn koloid JetraSlezina 100-185 0013 13-24 65-120 99mTc-MAA Pluća 100-200 00154 15-30 75-150

Cilj ovog rada je da se sa aspekta zaštite i dijagnostičke primene ispita uticaj

citostatika metotreksata i ciklofosfamida na distribuciju 99mTc-23-dicarboxypropane-11-diphosphonic acid (99mTc-DPD) 99mTc-meso-23-dimercaptosuccinic acid (99mTc-DMSA) 99mTc-kalaj koloida kao i 99mTc-makroagregata (99mTc-MAA) u po organima ispitivanih životinja

2 Materijal i metode Pripremanje radiofarmaceutskog leka Korišćeni su komercijalni liofilizovani kitovi Sn(II)-DPD Sn(II)-DMSA kalaj koloid i

Sn(II)-MAA (Laboratorija za radioizotope INN Vinča) za ispitivanja Obeležavanje preparata vrši se dodatkom 5 do 10 ml sterilnog apirogenog rastvora 99mTc-pertehnetata aktivnosti 150-250 MBq (100-1600 Ci) Preparati su spreman za upotrebu trideset minuta nakon obeležavanja

Pripremanje citostatika Rastvor metotreksata (Lederle Pharmaceutical Division of American Cyanamid

Company Pearl River NY USA) je pripremljen rastvaranjem 5 mg natrijum metotreksata u 125 ml fiziološkog rastvora Rastvaranjem 100 mg ciklofosfamida (Endoxan Bosnalijek Bosna i Hercegovina) u 50 ml fiziološkog rastvora dobijen je rastvor ovog citostatika

Biološka raspodela (biodistribucija) Svakodnevno u toku sedam dana pacovima (Wistar beli pacovi 200g) su per-os davani

citostatici metotreksat u dozi od 1 mgkg telesne težine a ciklofosfamid 5 mgkg Biodistribucija radiofarmaceutskog leka praćena je po organima oglednih životinja U dorzalnu repnu venu pacova injicira se 01 ml preparata (15 kBqndash74 MBq) Životinje se zatim žrtvuju u različitim vremenskim intervalima od iniciranja u zavisnosti od radiofarmaceutika dislokacijom kičmenog stuba Žrtvovanim životinjama se vade organi od interesa Radioaktivnost po organima merena je u NaI(Tl) scintilacionom brojaču Procenti radioaktivnog prihvata u organima se računaju u odnosu na standard Ista zapremina preparata koja se inicira životinjama se stavi u kivetu za brojač i to predstavlja standard (izmerena vrednost impulsa predstavlja 100) Za svaki rezultat se koriste tri ogledne životinje

137

Scintilacioni detektor Scintilacioni brojač sa šupljim kristalom NaI(Tl) je korišćen za merenje aktivnosti uzoraka Brojač se programira za detekciju radioaktivnosti u energetskom rasponu 99mTc sa širinom ldquoprozorardquo 20 Svaki uzorak se meri po jedan minut Izmerene aktivnosti se izražavaju kao broj impulsa radioaktivnosti u minuti

3 Rezultati Na slikama 123 i 4 prikazan je uticaj metotreksata i ciklofosfamida na distribuciju

ispitivanih radiofarmaceutskih lekova

Sl1Uticaj metotreksata i ciklofosfamida na biološko ponašanje 99mTc-DMSA

Sl2Uticaj metotreksata i ciklofosfa-mida na biološko ponašanje 99mTc-DPD

Iz rezultata prikazanih na slici 1 može se videti da kod pacova kod kojih je primenjen metotreksat dolazi do porasta nakupljanja 99mTc-DMSA u želucu crevima i kostima u odnosu na kontrolnu grupu Ciklofosfamid dovodi do porasta nakupljanja 99mTc-DMSA u bubrezima želucu i krvi Na slici 2 prikazani su rezultati uticaja metotreksata i ciklofosfamida na distribuciju 99mTc-DPD Metotreksat uzrokuje porast nakupljana ovog preparata u bubrezima želucu i krvi dok ciklofosfamid uzrokuje porast nakupljanja u svim organima u odnosu na kontrolnu grupu Metotreksat i ciklofosfamid takođe dovode do porasta nakupljanja 99mTc-Sn koloida u mnogim organima u odnosu na kontrolnu grupu

Sl3Uticaj metotreksata i ciklofosfamida na biološko ponašanje 99mTc-Sn koloida

Sl4Uticaj metotreksata i ciklofosfamida na biološko ponašanje 99mTc-MAA

138

(slika 3) Metotreksat dovodi do porasta nakupljanja ovog preparata u plućimabubrezima crevima i krvi dok ciklofosfamid povećava nakupljanje u plućima slezini bubrezima i krvi Iz rezultata prikazanih na slici 4 metotrksat dovodi do povećanja nakupljanja 99mTc-MAA u bubrezima i krvi dok ciklofosfamid uzrokuje povećano nakupljanje u bubrezima i želucu

4 Diskusija U niklearnoj medicini dolazi do izlaganja pacijenata zračenju usled unošenja

radiofarmaceutskih lekova u organizam u cilju dobijanja korisnih i veoma bitnih informacija o zdravstvenom stanju pacijenta (dijagnostička primena) ili u cilju lečenja (terapijska primena) Prema podacima iz tabele 1 može se zaključiti da su efektivne doze koje pacijenti prime pri različitim nuklearnomedicinskim ispitivanjima male Problem kod malih doza je mogućnost indukcije kancera Rizik od kancera biće manji ako se ozrači samo kritičan organ umesto celog tela Zbog toga je veoma bitno da se odrede svi faktori koji mogu uticati na selektivnost tj na specifičnu biolokalizaciju radiofarmaceutskog leka u pacijenta Eksperimenti na životinjama (pacovi) pokazali su da ispitivani citostatici imaju značajan uticaj na distribuciju radiofarmaceutskih lekova Kako su uglavnom svi pacijenti koji se podvrgavaju nuklearnomedicinskom ispitivanju već pod terapijom drugim lekovima mora se voditi računa o mogućnosti promene distribucije radiofarmaceutskog leka usled interakcije radiofarmaceutski lek ndashdrugi lek (citostatik antihipertenziv analgetikhellip) Povećano nakupljanje radiofarmaceutskog leka u drugim organima osim kritičnog osim što dovodi do povećanja efektivne doze u njima takođe dovodi i u pitanje i kvalitet snimka pa najčešće pacijenti ponovo primaju radiofarmaceutski lek To dovodi do povećane efektivne doze u celom telu pacijenta što znači da se povećava i efektivna doza u kritičnom organu ili tkivu ali i u drugim organima i tkivima koji nisu ldquokritičnirdquo organ ili tkivo za dati primenjeni radiofarmaceutski lek

5 Literatura [1] Sampson CB Textbook of radiopharmacy GordonampBreach Sci Publishers

Switzerland 1994 [2] Borota R i Stefanović Lj Nuklearna medicina Univerzitet Novi Sad 1992 [3] Johansson L Mattson S et al Effective dose from radiopharmaceuticals Eur J Nucl

Med 19 (1992) 933-938 [4] Vanlić-Razumenić N Radiofarmaceutici-sinteza osobine i primena Velarta (izdavač)

Beograd (1998)

139

ABSTRACT

ALTERATION OF THE ORGAN UPTAKE OF THE 99mTc-RADIOPHARMACEUTICALS INDUCED BY THE APPLIED

CYTOTOXIC DRUGS

Drina JANKOVIĆ Divna ĐOKIĆ Tatjana MAKSIN Laboratory for radioisotopes Vinča Institute of Nuclear Sciences Belgrade Serbia

e-maildrinajvinbgacyu

The unusual biodistribution of 99mTc-radiopharmaceuticals may be the consequence of the pharmacological effects of cytotoxic drugs diseases induced by cytotoxic drugs or damage metabolization toxic effects therapeutic actions or immunosuppressive actions of chemotherapeutic drugs From our results it can be concluded that the cytotoxic drugs methotrexate and cyclophosphamide like other cytotoxic drugs used in chemotherapy may alter the organ uptake of 99mTc-radiopharmaceuticals in healthy animals As the use of cytotoxic drugs may interfere with the scintigraphies of patients from the aspect of radiation protection the care is necessary in the evaluation of scintigraphic studies in patients receiving methotrexate or cyclophosphamide

140

141

Zaštita od zračenja u medicini

142

143

ZAŠTITA OD ZRAČENJA U ODJELJENJU NUKLEARNE MEDICINE U KLINIČKOM CENTRU CRNE GORE

Irena ALIGRUDIĆ1 i Nevenka ANTOVIĆ2 Odjeljenje nuklearne medicine Klinički centar Crne Gore Podgorica Crna Gora

airenacgyu 2) Prirodno-matematički fakultet Univerzitet Crne Gore Podgorica Crna Gora

nenaarcpmfcgacyu

SADRŽAJ Predstavljena je zaštita od zračenja u Odjeljenju nuklearne medicine u Kliničkom

centru Crne Gore u Podgorici Napravljen je poseban osvrt na ozračivanje okoline i izračunate su brzine doze u zavisnosti od rastojanja od izvora Jedno od zadnjih mjerenja mjesečnih doza za šest zaposlenih u ovom Odjeljenju pokazalo je doze od 50 Sv 53 Sv 49 Sv 62 Sv 111 Sv i 118 Sv

1 Uvod Pri nuklearno-medicinskim procedurama opasnosti od štetnih dejstava zračenja mogu se

odnositi na ispitivanu osobu ili na medicinsko osoblje koje to ispitivanje obavlja a preko životne sredine i na širu populaciju Za prevenciju svakog od ovih rizika osim poštovanja strogo utvrđenih pravila potrebno je sprovoditi i posebne mjere zaštite Pri tome treba vo-diti računa o zaštiti ispitanika pri primjeni radioizotopa in vivo uz poštovanje poznatih op-štih zakonitosti 1 ograničenja i preporuka 2 3 kao i o zaštiti medicinskog osoblja koje može biti izloženo zračenju pri aplikaciji radiofarmaka i snimanju bolesnika ali i pri man-pulaciji otvorenim izvorom radioaktivnosti

U Odjeljenju nuklearne medicine u Kliničkom centru Crne Gore (KC CG) u Podgorici koje je počelo sa radom u septembru 2006 godine preduzimaju se potrebne mjere zaštite od zračenja uz redovnu dozimetrijsku kontrolu zaposlenih

2 Mjere zaštite od zračenja u Odjeljenju nuklearne medicine u Kliničkom centru Crne Gore

Osim poštovanja poznatih pravila koja se odnose na rad u nuklearno-medicinskim labo-ratorijama čime se smanjuje rizik od unutrašnjeg ozračivanja u Odjeljenju nuklearne medi-cine KC CG visok je i nivo zaštite od spoljašnjeg ozračivanja bez obzira što je ovo novo odjeljenje smješteno u adaptiranom a ne u novosagrađenom prostoru Savremena oprema (počev od dvoglave gama kamere (NUCLINE Spirit (DH-V)) pa do personalnih dozimetara osoblja) omogućava ne samo visok nivo zaštite nego i visok nivo kontrole izloženosti zra-čenju U laboratoriji se osim olovnih rukavica i tečnosti za dekontaminaciju nalazi savre-mena laminarna komora u kojoj se skladišti generator pripremaju radiofarmaci ali i mjere doze (mjerna komora doza-kalibratora) Takođe laboratorija soba sa kamerom kao i soba za aplikaciju opremljene su najsavremenijim dozimetrima kojima se u svakom trenutku mjeri brzina doze dok se provjera kontaminacije ruku i stopala osoblja provjerava foot-hand monitorom U prostorijama Odjeljenja nalaze se kamere tako da je moguće u svakom trenutku nadgledati pacijenta bez neposrednog prisustva zaposlenih

Treba napomenuti da se svaki od načina kojima se postiže smanjenje apsorbovane doze (u smislu zaštite od spoljašnjeg ozračivanja) smanjivanje jačine radioaktivnog izvora (u skladu sa ALARA principom) korišćenje zaštitnih apsorbera velike gustine smanjivanje

144

vremena ekspozicije kao i povećanje rastojanja od izvora primjenjuje u Odjeljenju nuklearne medicine KC CG u skladu sa konkretnom situacijom i potrebama Takođe što se tiče zaštite pacijenata pri nuklearno-medicinskim ispitivanjima primjenjuju se standardna pravila kao i u svim drugim nuklearno-medicinskim odjeljenjima odnosno osim upotrebe najmanje potrebne doze koriste se čisti -emiteri sa što kraćim periodom polueliminacije

21 Ozračivanje okolnog prostora Pripremljeni radioaktivni rastvor predstavlja izvor zračenja tako da postoji rizik da lica

koja se nalaze u njegovoj neposrednoj blizini prime određenu radijacionu dozu Tokom prvih ispitivanja gama kamerom u KC CG (dinamičke studije bubrega rađene u

septembru i oktobru 2006 godine) pripremani su špricevi (99mTc-DTPA) čija je aktivnost navedena u Tabeli 1 Nivo izloženosti -zračenju koje potiče od ovih izvora može biti procijenjen na osnovu poznavanja konstante brzine doze koja za 99mTc iznosi = 331710-

5 mSvm2MBqh 4 i znajući da je brzinu doze DR (dose equivalent rate) na nekoj udaljenosti d moguće izraziti preko 4

DR = A d2 (1) gdje je A aktivnost izvora a d udaljenost od izvora Proračuni su urađeni za nekoliko različitih udaljenosti od pripremljenog šprica a

rezultati su predstavljeni u Tabeli 1 Pošto se -zraci emituju izotropno (tj nema prioritetnog pravca) intenzitet zračenja i

nivo doze smanjuju se sa kvadratom rastojanja od izvora što su potvrdili rezultati proračuna

Tabela 1 Brzina doze na različitim udaljenostima od izvora Aktivnost

punog šprica [MBq]

DR na udaljenosti

d = 01 m mSvh

DR na udaljenosti

d = 03 m mSvh

DR na udaljenosti

d = 05 m mSvh

DR na udaljenosti

d = 1 m mSvh

DR na udaljenosti

d = 2 m mSvh

3015 1000 0111 0040 0010 0002 2542 0843 0094 0034 0008 0002 2611 0866 0096 0035 0009 0002 3094 1026 0114 0041 0010 0002 2788 0925 0103 0037 0009 0002 2638 0875 0097 0035 0009 0002 2522 0836 0093 0033 0008 0002 2302 0763 0085 0030 0008 0002 2820 0935 0104 0037 0009 0002 2756 0914 0101 0036 0009 0002

Treba imati u vidu da izraz (1) daje tačne rezultate za udaljenosti koje su velike u

poređenju sa dimenzijama izvora Međutim ne daje dobar rezultat ukoliko se radi o veoma malim udaljenosti Zbog toga se u KC CG koriste specijalizovani dozimetri za mjerenje brzine doze (pri pripremanju radiofarmaka na primjer) na nivou ruku glave itd

145

3 Dozimetrijska kontrola U KC CG su od sredine 2006 godine u upotrebi elektronski personalni - EPD dozimetri

proizvodnje Canberra 6 kao i njihov čitač sa odgovarajućim softverom Na ovaj način se kontrolišu individualno primljene doze svih zaposlenih koji rade u zračnim zonama (odjeljenja Radiologije Nuklearne medicine Radioterapije Angio-dijagnostike Radiološke dijagnostike IBD-a CT-dijagnostike)

DOSICARDE individualni elektronski dozimetar ima oblik kreditne kartice (Sl 1) Kao takav može se nositi neprekidno i tako mjeriti doze -zračenja primljene tokom rada planiranog odmora i sl Pristup osnovnim funkcijama sistema vrlo je jednostavan i ostvaruje se pomoću tri tastera Rezultat mjerenja doze jonizujućeg zračenja kao i brzine doze može se prikazati na ekranu koji se veoma lako očitava

Dozimetar obezbjeđuje veliki broj funkcija koje su upotpunjene korišćenjem softvera DOSEMANAGER 7 i sistema za kartice Sam bedž koji se sastoji od poluprovodničkog detektora (silikonske diode) niza analognih i digitalnih kola za obradu signala i memorije velikog kapaciteta (povezane sa mikrokontrolerom koji upravlja snimanjem doza primljenih po programskom rasporedu) napaja se standardnom baterijom u obliku dugmeta

Slika 1 DOSICARDE individualni elektronski dozimetar

Značajna je i činjenica da preteći softver omogućava dobijanje informacija koje se odnose na korisnika bedža (identitet autorizacija) i na sami bedž (konfiguracija alarma način funkcionisanja itd) a koje su snimljene u memoriji bedža On dalje omogućava kompletnu kontrolu istorijata doza grupe ljudi koje su zapamćene u bazi podataka koja je sastavni dio softvera

Sistem mjeri ekvivalentnu dozu -zračenja prema ICRU 39 preporukama 7 odnosno kvantitativno izmjerena veličina je personalna ekvivalentna doza -zraka Hp(10) (na dubini 10 mm u tkivu) koja se najčešće izražava u mikro Sivertima (Sv)

Očitavanje dozimetara vrši se jednom mjesečno i vrijednosti doza zaposlenih na Odjeljenju za Nuklearnu medicinu (njih šest) su različite Pri jednom od zadnjih očitavanja mjesečne doze bile su 50 Sv 53 Sv 49 Sv 62 Sv 111 Sv 118 Sv

Treba napomenuti da su vrijednosti doza dobijenih pomoću ovih dozimetara niže u odnosu na vrijednosti koje su dobijane upotrebom klasičnih TLD dozimetara a razlog tome je izuzetno velika preciznost novih dozimetara

146

4 Zaključak Poštovanje pravila vezanih za maksimalne vrijednosti doza za određenu nuklearno-

medicinsku proceduru najbolja je garancija da do prekomjernog ozračivanja ispitanika pri in vivo upotrebi radioaktivnih izotopa neće doći Pri tome treba imati u vidu da ozračenje pacijenta pri nuklearno-medicinskim procedurama in vivo nije veće od onog koje se javlja pri većini standardnih rentgenoloških pregleda

Primjenom svih pravila i mjera za zaštitu od spoljašnjeg i unutrašnjeg ozračivanja pri radu sa radioktivnim materijalima uz ispravno korišćenje postojeće opreme i redovnu dozimetrijsku kontrolu postignut je visok nivo bezbjednosti u pogledu izloženosti zračenju kako pacijenata tako zaposlenih u Odjeljenju nuklearne medicine KC CG

5 Literatura [1] R Borota Lj Stefanović Nuklearna medicina Medicinski fakultet Novi Sad 1992 [2] ICRP Publications 52 Protection of the Patient in Nuclear Medicine Annals of the

ICRP Vol174 Pergamon Press Oxford 1987 [3] ICRP Publication 60 1990 Recomendations of the International Commission on

Radiological Protection Annals of the ICRP Vol 21 Pergamon Press Oxford 1991 [4] S R Cherry J A Sorenson M E Phelps Physics in Nuclear Medicine 3rd ed

Saunders USA (2003) [5] B Shleien L A Slaback K Birky K (eds) Handbook of Health Physics and

Radiological Health 3rd ed Baltimore Williams amp Wilkins 1998 [6] User Manual - DOSICARDE Individual Electronic Dosemeter Canberra-Eurisys

France 2002 [7] User Manual - DOSEMANAGER Software Version 10 Canberra-Eurisys France

2002 [8] Determination of Dose Equivalents Resulting from External Radiation Sources ICRU

Report 39 International Commission on Radiation Units and Measurements Maryland USA 1993

ABSTRACT

RADIATION PROTECTION IN THE DEPARTMENT OF NUCLEAR MEDICINE IN THE CLINICAL CENTER OF MONTENEGRO

Irena ALIGRUDIC1 and Nevenka ANTOVIC2

1) Department of Nuclear Medicine Clinical Center of Montenegro Podgorica Montenegroairenacgyu

2) Faculty of Natural Sciences and Mathematics University of Montenegro Podgorica Montenegro nenaarcpmfcgacyu

Radiation protection in the Department of nuclear medicine in the Clinical center of Montenegro - Podgorica is presented Particularly environment irradiation is discussed and dose rate is calculated in dependence on source distance A last montly doses measurement for six employees in this Department showed doses of 50 Sv 53 Sv 49 Sv 62 Sv 111 Sv and 118 Sv

147

ANALOGNI I DIGITALNI RADIOGRAFSKI SISTEMI

EVALUACIJA PACIJENTNIH DOZA U RADIOGRAFIJI

Olivera CIRAJ-BJELAC1 Dragoslav JABLANOVIĆ2 Duško KOŠUTIĆ1

1)Institut za nukelarne nauke Vinča Beograd Srbija ocirajvinbgacyu 2)Institut za reumatologiju Beograd Srbija reumabeonetyu

SADRŽAJ Cilj rada je procena i poređenje pacijentnih doza za tri tipa radiografskih procedura

nakon uvođenja digitalnog radiografskog sistema u jednoj bolnici Srednja vrednost kerme na površini kože pacijenta kod digitalnih sisitema veća je do 68 u odnosu na analogne pre svega zbog neprilagođene radiografske tehnike i translacije radnih navika sa analognog na digitalni radiografski sistem Procenjene vrednoti doza i njihova velika varijabilost ukazuju na mogućnost za značajno smanjenje pacijentnih doza u procesu optimizacije prakse

1 Uvod Jonizujuća zračenja u medicini su nedvosmisleno veoma moćno dijagnostičko sredstvo

Uprkos razvoju alternativnih metoda dijagnostičke metode koje se baziraju na primeni x-zračenja ostale su nezamenljive Takvo stanje se verovatno neće promeniti ni u buduće imajući u vidu intenzivan tehnološki razvoj i velik broj novih tehnika zasnovanih na primeni x-zračenja Usled svojih specifičnosti medicinsko izlaganje i zaštita pacijenata tretiraju se posebno u odnosu na izloženost profesionalno izloženih lica Zaštita pacijenata se temelji na stavu da je praksa opravdana i korist za pacijenta neosporna pa je načelo optimizacije prakse posebno zanačajno u slučaju medicinskog izlaganja [1]

Optimizacija prakse je način za smanjenje varijabilnosti u dijagnostičkoj radiologiji putem merenja pacijentnih doza i paralelnom ocenom kvaliteta slike U opšem slučaju pacijentne doze u dijagnostičkoj radiologiji jesu male a preteći rizik za izloženog pojedinca zanemarljiv ali je usled velikog broja obavljenih pregleda kolektivna doza od ove prakse izuzetno velika Jedna od mogućnisti za smanjenje kolektivne doze je uvođenje savremenih dijagnostičkih sisitema u radiološku praksu

Uz odgovarajuću obučenost rukovaoca i temeljno sprovođenje programa osiguranja kvaliteta (QA) korišćenjem digitalnih radiografskih sistema moguće je značajno umanjiti doze u radiografiji (u poređenju sa analognom) uz istovremeno očuvanje kvaliteta dijagnostičke informacije Pored toga naknadnom obradom moguće je postići i znatno bolji kvalitet slike Dodatne prednosti digitalnih sistema su jednostavno prenošenje i arhiviranje slika U slučaju аnalognih prijemnika slike (film-pojačivačka folija) neodgovarajući izbor parametara ekspozicije ili problem sa obradom filma mogu prouzrokovati veliki broj ponovljenih snimaka Nasuprot tome veliki dinamički opseg digitalnih detektora i naknadna obrada u potpunosti eliminišu potrebu za ponavljanjem snimanja U opštem slučaju ukupni troškovi u radiologiji mogu biti značajno umanjeni korišćenjem digitalnih sistema čak i kada se uzmu u obzir značajna početna ulaganja prilikom zamene analognih rendgen-aparata [2] S druge strane širok dinamički opsed digitalnih detektora znači da je moguće ostvariti kvalitetnu dijagnostičku informaciju u veoma širokom opsedu doza To znači da digitalna radiologija može da proizrokuje prekomerno i nepotrebno izlaganje pacijenata usled tendencije da se snimci proizvode koristeći neprilagođene parametre

148

ekspozicije i da se broj snimaka bez potrebe uvećava U digitalnoj radiolgiji usled smanjenja šuma veća doza za pacijenta znači bolji kvalitet slike U nameri da se za potrebe procesa optimizacije prakse kvantifikuje kvalitet slike jedan od rezultata projekta DIMOND jeste klasifikacija na nizak srednji i visok kvalitet slike [3] U ovoj shemi brzina kombinacija film-pojačivačka folija je u istoj klasi kao kompjuterska radiografija (storage phosphor) za isti kvalitet slike i jednu klasu niže u odnosu na digitalnu radiogtrafiju (flat panel) To znači da je uvođenjem digitalne radiologije moguće smanjenje doza za 33 ndash 50 u odnosu na tradicionalne prijemnike slike Navedeni podatak ukazuje da se prekomerna upotreba x-zračenja može uspešno kontrolisati primenom odgovarjućeg QA programa i obukom operatora uključujući periodične procene pacijentnih doza Pored navedenog u digitalnoj radiologiji je moguće unapred odabrati željeni kvalitet slike (i pacijentnu dozu) što nije slučaj sa analognim prijemnicima slike Klasifikacija kvaliteta slike (i odgovarajućih nivoa doza) ukazuje na jasnu prednost digitalnih sistema u menadžmentu pacijentnih doza

2 Materijal i metode Cilj rada je inicijalna procena pacijentnih doza tri tipa radiografskih procedura LS

kičma AP i LAT karlice AP i sakroilijačni zglobovi (SI) nakon uvođenja digitalnog dijagnostičkog sistema u jednoj bolnici Merenje pacijenthih doza izvršeno je za odrasle pacijente oba pola i prosečne telesne mase na dva rendgen-aparata Analizom je obuhvaćeno ukupno 246 radiografija u 4 projekcije Za svakog pacijenta prikupljeni su podaci o pacijentu (pol godine starosti telesna masa visina) i radiografskoj tehnici (kV mAs veličina filma rastojanje fokus-film broj snimaka) [4]

Tabela 1 Karakteristike radiografskih sistema Soba A Soba B Digraf C Superix 800 N Prioizvođač Visaris EI Jugorendgen Tip generatora Visokofrekvent

ni Trofazni 6-pulsni

Nazivna vrednost napona

150 kV 150 kV

Debljina poluslabljenja

(80 kVp)

25 mm Al 28 mm Al

Radijacioni izlaz (80 kVp)

68 microGymAs 57 microGymAs

Prijemnik slike digitalni (flat panel)

analogni (film-pojačivačka folija)

Klasa pojačanja 400 Karakteristike rendgen-aparata (Tabela 1) prethodno su proverene na osnovu

standardnog protokola za QC u dijagnostičkoj radiologiji koristeći multimetar Barracuda (RTI Electronics AB Sweden)

Osnovna dozimetrijska veličina u radiologiji jeste kerma na površini kože pacijenta (ESAK) i definiše se kao kerma u vazduhu u tački preseka ose snopa rendgenskog zračenja sa površinom kože pacijenta Indirektno ESAK je određena korekcijom radijacionog izlaza

149

rendgen-aparata koji je prethodno izmeren poluprovodničkim detektorom R-100 (Barrcuda RTI Electronics Sweden) kalibrisanim da meri kermu u vazduhu Izmerene vrednosti radijacionog izlaza korigovane su za realne vrednosti rastojanja fokus-koža napon i opterećenje rendgenske cevi i faktor povratnog rasejanja za svakog pojedinačnog pacijenta [4]

3 Rezultati Podaci o pacijentima i tehnici snimanja za dva rendgen-aparata prikazani su u Tabeli 2

Tabela 2 Podaci o pacijentima tehnici snimanja i procenjenje vrednosti pacijentnih doza za 4 radiografske projekcije na dva rendgen-aparata Data je

srednja vrednost standardna devijacija i odgovarajući interval vrednosti Tip pregleda Broj

pacijenata Telesna

masa(kg) U

(kVp) Imiddott

(mAs) ESAK (mGy)

DRL (mGy)

Soba A Karlica AP 48 73 plusmn 13

(50-97) 75

(60-83) 110

(32-200) 79plusmn44 (20-16)

10

LS AP 30 75 plusmn 14 (55-100)

78 (69-87)

66 (25 -100)

49plusmn12 (16-80)

10

LS LAT 30 75 plusmn 14 (55-100)

81 (77-90)

104 (64-160)

89plusmn18 (49-13)

30

SI 14 75 plusmn 11 (56-90)

79 (70-90)

78 (50-160)

55plusmn22 (33-11)

-

Soba B Karlica AP 50 75 plusmn 13

(50-95) 74

(60-85) 69

(40-160) 25plusmn11 (05-65)

10

LS AP 31 73 plusmn 14 (55-100)

70 (60-80)

72 (40-170)

23plusmn14 (05-80)

10

LS LAT 31 73 plusmn 14 (55-100)

78 (70-93)

100 (65-125)

48plusmn17 (18-87)

30

SI 12 76 plusmn 12 (56-90)

74 (70-80)

67 (50-80)

23plusmn057 (17-31)

-

Rezultati prikazani u Tabeli 2 ukazuju na veliku varijabilnost doza između

individualnih pacijenata a takođe i između dva tehnološki različita rendgen-aparata Doze su značajno niže od evropskih dijagnostičkih referentnih nivoa (DRL) [5] dok porast doze nakon uvođenja digitalnog djagnostičkog sistema iznosi od 45 do 68 u zavisnosti od tipa radiografske procedure Ovakav rezultat se može objasniti neprilagođenom radiografskom tehnikom i translacijom radnih navika sa analognog na digitalni radiografski sistem Činjenica da su vrednosti ESAK u slučaju digitalnog rendgen-aparata veće ukazuje na zančajan prostor za optimizaciju prakse putem ocene pacijentnih doza i kvaliteta dijagnostičke slike

4 Zaključak Pacijentne doze u dijagnostičkoj radiologiji zavise od velikog broja parametara

Smanjenje doza moguće je postići adekvatnom obukom operatora i sistematičnom implementacijom QA programa u radiološkoj praksi Prikazani rezultati predstavljau

150

doprisnos optimizaciji prekse u dijagnostičkoj radiologiji i mogu se smatrati inicijalnim vrednostima za poređenje rezultata naknadnih merenja pacijentnih doza nakon uvođenja korektivnih mera a sve u cilju smanjenja radijacionog opterećenja pacijenata i očuvanja kvaliteta dijagnostičke informacije

Prelaz sa analognih dijagnostičkh sistema na digitalne je neosporan i nezaustavljiv trend u dijagnostičkoj radiolgiji Dobijena dijagnostička informacija je slična ili superniornija odnosu na konvencionalne sisteme pri sličnom nivou pacijentnih doza Digitalni sistemi imaju praktične funkcionalne i tehnološke prednosti širi dinamički opseg mogućnost naknadne obrade slike jednostavnije posmatranje slike jednostavan tranfesr i arhiviranje Za razliku od analognih kod digitalnih sistama prekomerna pacijentna doza nema negativan efekat na kvalitet slike Prekomerno izlaganje ovde ostaje neopaženo i može se jednostavno kontrolisati naknadnom obradom Neosporna prednost digitalnih sisitema je potencijalno povećanje kvaliteta dijagnostičke slike pri manjim dozama ali je za postizanje punog efekta neophodan efikasan menadžment pacijentnih doza što će biti predmet daljih aktivnosti u konkretnom slučaju Smanjenje doza moguće je postići primenom kriterijuma kvaliteta dijagnostičke slike za pojedine radiografske preglede i poređenjem rezultata merenja pacijentnih doza sa lokalnim DRL Pored toga različiti dijanostički zadaci zahtevaju i različit nivo kvaliteta dijagnostičke slike Primena unapred određenih kriteijuma kvaliteta za svaku pojedinačnu procedure može biti veoma efikasno sredstvo u optimizaciji radiološke prakse Postavljeni ciljevi mogu biti realizovani isključivo uz efikasnu saradnju radiologa radioloških tehničara medicinskih fizičara i inžinjera

5 Literatura [1] European Union Council Directive 9743Euratom on Health Protection of Individuals

against the Dangers of Ionising Radiation in Relation to Medical ExposureOfficial Journal of the European Communities No L18022-27 Luxembourg 1997

[2] Vano E Faulkner K Orton C A major advantage of digital imaging for general radiographz is the potential for reduction of patient dose so film-screen szstems should be phased out as unnecessarilz hazardous Med Phys 33 (2006) 1529-1531

[3] International Commission on Radiological Protection Managing patient doses in digital radiology ICRP Publication 93 Oxford Pergamon Press 2004

[4] O Ciraj D Kosutic M Kovacevic S Markovic A survey of patient doses from conventional diagnostic radiology examinations first results from Serbia and Montenegro Physica Medica 21 (2005) 159-163

[5] Commission of the European Communities (CEC) European guidelines and quality criteria for diagnostic radiographic images EUR 16260 EN CEC Brussels 1996

151

ABSTRACT

ANALOGUE AND DIGITAL RADIOGRAPHIC SYSTEMS PATIENT DOSE EVALUATION


1)Vinca Institute of Nucelar SciencesBelgrade Serbia ocirajvinbgacyu 2)Institute of reumatology Belgrade Serbia reumabeonetyu

Aim of the paper is assessment and comparison of patient doses for three common

radiography procedures after introduction of digital radiography system in clinical practice in a hospital Mean entrance surface air kerma was up to 68 higher in the case of digital radiography system which is result of inappropriate radiographic technique used and translation of working habits from an analogue to a digital system Assessed dose values and large inter-patient variability pointed out to significant scope for dose reduction thought process optimization of radiological practice

152

153

MOGUĆNOSTI SMANJENJA PACIJENTNE DOZE KOD KOMPJUTERIZOVANE TOMOGRAFIJE

Olivera ŠVELJO1 Miloš LUČIĆ1 Oto AĐIĆ1 Robert SEMNIC1 Željko MARKOVIĆ2 i Mladen PRVULOVIĆ1

1) Centar za imaging dijagnostiku Institut za onkologiju Sremska Kamenica Srbija 2) Institut za radiologiju Klinički centar Srbije Beograd Srbija

sveljooliveraonkoonknsacyu

SADRŽAJ Savremeni uređaji za kompjuterizovanu tomografiju (Computerized Tomography ndash CT)

nude različite načine akvizicije i rekonstrukcije slike i omogućavaju širok izbor parametara ekspozicije Uočeno je da se parametri protokola pregleda (a time i pacijentna doza) značajno razlikuju u različitim CT centrima Poslednjih godina veliki broj istraživača bavio se mogućnostima smanjenja pacijentne doze i optimizacije protokola CT pregleda a u ovom radu biće izloženi neki od mogućih pristupa ovom problemu

1 Uvod Princip akvizicije podataka i rekonstrukcije slike kod kompjuterizovane tomografije

omogućava snimanje u relativno širokom opsegu različitih vrednosti ekspozicije Podešavanje opsega i nivoa Hounsfildovih vrednosti na rekonstruisanoj slici omogućava da slika bude optimalnog intenziteta nezavisno od izbora parametara protokola pregleda [1] Selektovanjem odgovarajućih parametara protokola pregleda pacijentna doza može biti redukovana međutim svaka promena parametara može dovesti do narušavanja kvaliteta slike i onemogućiti adekvatnu dijagnostičku interpretaciju [2] Problem optimizacije CT protokola u suštini predstavlja izbor parametara protokola tako da pacijentna doza bude smanjena a da pri tome dijagnostički kvalitet slike ne bude narušen U ovom radu ispitivan je uticaj smanjenja struje cevi kod spiralnog CT snimanja grudnog koša na dijagnostički kvalitet dobijene slike

2 Materijal i metode Studijom je obuhvaćeno 64 pacijenta snimanih na skeneru Siemens Somatom 4 Plus

Pacijenti su podeljeni u dve grupe prema težini U prvoj grupi bilo je 34 pacijenta telesne mase preko 80 kg a u drugoj grupi bili su pacijenti čija je telesna masa bila manja od 80kg Prva grupa pacijenata snimana je prema standardnom protokolu sa naponom cevi od 140 kV strujom 159 mA pič faktorom od 15 i debljinom preseka od 8 mm Kod svih pacijenata snimana je regija od vrha pluća do vrha nadbubrega Druga grupa pacijenata snimana je prema istom protokolu uz smanjenje struje cevi od 13mA (Tabela 1)

Tabela 1 Parametri akvizicije i rekonstrukcije slike za obe grupe snimanih pacijenata

I grupa II grupa napon 140 kV struja 159 mA 146 mA presek 8 mm

pič faktor 15

154

Svi pregledi filmovani su pod istim uslovima a potom su tri radiologa (OA ML RS) nezavisno bez uvida u parametre ekspozicije ocenili ukupan dijagnostički kvalitet dobijene slike i pojedinačne anatomske detalje Kriterijumi za ocenjivanje anatomskih detalja podeljeni su u dve grupe prema preporukama datim u Evropskom vodiču za kriterijume kvaliteta kod kompjuterizovane tomografije [3] Za prvu grupu (4 anatomska detalja) tražilo se da detalji budu vidljivi ali ne obavezno i jasno definisani a za drugu grupu (11 anatomskih detalja) traženo je da se oceni kvalitet vizualizacije posmatranih anatomskih detalja U Tabeli 2 navedeni su kriterijumi kvaliteta za pregled grudnog koša

Tabela 2 Kriterijumi za ocenu anatomskih detalja kod pregleda grudnog koša I grupa kriterijuma - vizualizacija

Torakalni zid Grudna aorta i vena kava Srce Plućni parenhim

II grupa kriterijumandash jasna reprodukcija Grudna aorta Prednje medijastinalne strukture i rezidue timusa Traheje i glavni bronhi Paratrahealno tkivo Karina i regija limfonodusa Jednjak Pleuromedijastinalna granica Veliki i srednji krvni sudovi Segmentalni bronhi Plućni parenhim Granica između pleure i torakalnog zida

Za sve preglede izračunata je vrednost doze po dužini DLP (Dose-length product) za

spiralnu akviziciju prema formuli

n Wi

DLP CTDI T N C

Gde i označava pojedinačnu spiralnu sekvencu N nominalnu debljinu preseka A struju cevi a T ukupno vreme akvizicije Normalizovani težinski dozni indeks nCTDIw (Computed Tomography Dose Index - CTDI) karakterističan za određenu debljinu preseka i parametre ekspozicije utvrđen je na osnovu informacija datim u upravljačkom softveru skenera

3 Rezultati Između ocena pojedinih ocenjivača ANOVA testom utvrđeno je dobro međusobno

slaganje (p gt 02) a između ocena ukupnog kvaliteta pregleda za dve posmatrane grupe pacijenata nije bilo statistički značajne razlike p gt 005 (Grafik 1) Pojedinačni anatomski detalji za obe grupe pacijenata ocenjeni su na sličan način Za obe grupe pacijenata i

155

(Grafik 2) najbolje ocenjen detalj bile su traheje i glavni bronhi (R3) a najlošije jednjak (R6)

RSML

OA

II grupa

I grupa0

1

2

3

4

5

II grupa

I grupa

Grafik 1 Ocene protokola pregleda obe posmatrane grupe i pojedinačne

ocenjivače

Filtar za isticanje ivica

0

1

2

3

4

5

V1 V2 V3 V4 R1 R2 R3 R4 R5 R6 R7 R8 R9 R10 R11

I grupa

II grupa

Grafik 2 Ocene pojedinačnih anatomskih detalja za obe posmatrane grupe

Srednja vrednost vrednost DLP parametra koji karakteriše pacijentnu dozu za pacijente težine preko 80 kg snimane prema standardnom protokolu (I grupa) bila je 25778 mGycm a za pacijente telesne težine manje od 80 kg snimane sa redukovanom strujom cevi (II grupa) 23372 mGcm (Grafik 3) Srednja pacijentna doza za pacijente snimane sa redukovanom strujom cevi bila je manja za 933 u odnosu na srednju pacijentnu dozu pacijenata snimanih prema standardnom protokolu

156

Pacijentna doza

220 225 230 235 240 245 250 255 260

I grupa

II grupa

DLP [mGy cm]

Grafik 3 Srednja vrednost DLP za obe grupe snimanih pacijenata

4 Diskusija U studijama rađenim u zemljama Evropske Unije utvrđeno je da se protokoli CT

pregleda značajno razlikuju u različitim centrima referenca Kvalitet slike i pacijentna doza u mnogome zavise od izbora parametara akvizicije i rekonstrukcije slike Poslednjih godina mnoga istraživanja usmerena su na traženje modela prema kojima bi se parametri protokola pregleda prilagodili svakom pojedinačnom pacijentu naročito kada se radi o pedijatrijskim pacijentima [4] Preporuka je Evropske komisije da svaki Centar prema dobi pacijenata najčešćim patologijama i uređajima koji su im na raspolaganju ustanovi optimalne protokole u pogledu odnosa kvaliteta slike i pacijentne doze Naši rezultati pokazuju da smanjenje struje cevi od oko 10 kod pregleda grudnog koša ne dovodi do narušavanja opšte dijagnostičke informativnosti filma niti dolazi do degradacije pojedinih anatomskih detalja za pacijente lakše od 80 kg Pri tome se pacijentna doza zbog linearne zavisnosti struje cevi i pacijentne doze smanjuje za isti procenat

5 Zaključak Smanjenje pacijentne doze smanjem stuje cevi za pacijente manje težine predstavlja

dobru strategiju za individualnu optimizaciju kliničkih protokola u svakodnevnom radu

6 Literatura [1] [WA Kalender Computed tomography Munich Germany Publics MCD Verlag 2000 [2] O Šveljo Analiza uticaja nekih parametara protokola pregleda grudnog koša spiralnom

kompjuterizovanom tomografijom na dijagnostičkim kvalitet dobijene slike Magistarska teza Centar za multidisciplinarne studije Univerzitet u Beogradu 2004

[3] G Bongartz SJ Golding A Jurik M Leonardi Geleijens J Jessen KA et al Quality criteria for computed tomography Working Document EUR 16262 Luxembourg European Commision 1997

[4] LF Donelly and AS Brody Minimizing radiation dose for pediatric body applications of single ndash detector hellical CT Strategies at a large childrenrsquos hospital AJR 2001 176 303-306

157

ABSTRACT

POSSIBILITIES FOR PATIENT DOSE REDUCTION IN COMPUTERIZED TOMOGRAPHY

Olivera ŠVELJO1 Miloš LUČIĆ1 Oto AđIć1 Robert SEMNIC1 Željko MARKOVIĆ2 and Mladen PRVULOVIĆ1

1) Diagnostic Imaging Centre Institute of Oncology Stremska Kamenica Serbia 2) Institute of Radiology Clinical Center of Serbia Belgrade Serbia


Modern CT scanners offer different modes of operations and a wide choice in exposure parameters Evaluation of various protocols in visualizations of anatomical structures and overall image quality should ensure optimal relation between image quality and dose for individual patient In this paper we evaluate some of the possible approaches for dose reduction in CT scanning

158

159

PROIZVODNJA I PRIMENA RADIONUKLIDA I ZAŠTITA OD ZRAČENJA

Jurij VUČINA1 Milan ORLIĆ1 Nadežda NIKOLIĆ1 Djokica PETROVIĆ1 i Ruben HAN2

1) Laboratorija za radioizotope Institut za nuklearne nauke laquoVinčaraquo Beograd Srbija e-mail vucinavinbgacyu

2) Institut za nuklearnu medicinu Klinički centar Srbije Beograd Srbija

SADRŽAJ U radu su navedeni neki od najvažnijih radionuklida i radiofarmacutika za primenu u

dijagnostičkoj nuklearnoj medicini Glavni radionuklid je 99mTc Uključeni su i 67Ga 81mKr 111In 123I i 201Tl koji se dobijaju u ciklotronu kao i reaktorski radionuklid 131I Dati su opsezi preporučenih aktivnosti(MBqtest) U skladu sa savremenim konceptom odredjeni su neki od parametara bitnih sa aspekta zaštite pacijenata od zračenja

1 Uvod U principu uslov koji mora dati radionuklid da ispuni da bi se mogao uvesti u rutinsku

praksu u medicini nije samo da ima odgovarajuće fizičke (vrsta i energija zračenja i vreme poluraspada) hemijske i biološke osobine Mora postojati i stalan i pouzdan izvor snabdevanja radionuklidom ili radiofarmaceutikom (sopstvena proizvodnja ili komercijalni snabdevač) što podrazumeva uhodan i standardizovan postupak dobijanja i kontrolu kvaliteta Ceo proces mora biti organizovan tako da omogućava redovno snabdevanje korisnika preparatima odgovarajućeg kvaliteta i uz pristupačnu cenu Uporedo sa razvojem proizvodnje i primene radionuklida razvijala se i zaštita od zračenja što u medicini ima poseban značaj Tokom nuklearno medicinskih postupaka dolazi do izlaganja pacijenta radijacionim dozama i odluku o ispitivanju može doneti samo ovlašćeni lekar u saradnji sa timom nuklearnih fizičara i hemičara Pošto pacijent od toga ima koristi ne primenjuje se koncept ograničenja doza Medjutim za medicinsko osoblje i stanovništvo odredjene su granice izlaganja U skladu sa najnovijim preporukama uvode se i dodatna ograničenja Ovaj princip se primenjuje i kod pacijenata ali ne na račun kvaliteta primenjenog postupka već na osnovu njegovog tehničkog usavršavanja zamene postupka drugim korišćenjem pogodnijeg radionuklida itd U ovom radu prikazani su radionuklidi i radiofarmaceutici koji poslednjih godina imaju najveći značaj u dijagnostici 1-3 Dati su načini njihovog komercijalnog dobijanja Navedeni su preporučeni opsezi aktivnosti (aktivnosttest) Za neke od važnih dijagnostičkih postupaka date su vrednosti doza u ciljnom i ostalim organima i tkivima kao i efektivna doza Na osnovu dobijenih podataka može se optimizovati primena radiofarmaceutika sa stanovišta smanjenja nepotrebnog izlaganja pacijenta

2 Dobijanje radionuklida za primenu u dijagnostičkoj nuklearnoj medicini U dijagnostici bi se s obzirom na pre svega fizičke osobine mogao primeniti relativno

veliki broj radionuklida Medjutim imajući u vidu kriterijume pomenute u Uvodu samo mali broj dolazi u obzir za rutinsku praksu Dobijaju se nuklearnim reakcija u reaktoru ili ciklotronu ili iz radionuklidnih generatora

Nuklearne reakcije za redovnu proizvodnju i osnovne fizičke karakteristike date su u tabeli 1

160

Tabela 1 Fizičke karakteristike i nuklearne reakcije za rutinsko dobijanje radionuklida γ-emitera za SPET (Single Photon Emission Tomography)

Radionuklid (T12)

Nuklearna reakcija Energija projektila (MeV)

Način raspada

Glavne E MeV (obilnost )

67Ga (326 d)

Ciklotron 68Zn(p2n) 26 EC (100) 0093 (37)

0185 (20) 81Rb (458 h)

Ciklotron natKr(p2n)81Rb

Predak za 81Rb81mKr generator

81mKr (13 s)

81Rb81mKr generator

89Sr (505 d)

Reaktor 88Sr(n) - (100) Nema

99Mo (66 h)

Reaktor 235U(nf) 98Mo(n)

Predak za 99Mo99mT generator - (100) 0181 (6)

0740 (12) 99mTc (6 h)

99Mo99mT generator - EC (100) 0141 (87) 111In (28 d)

Ciklotron 112Cd(p2n) 25 EC (100) 0173 (91)

0247 (94) 123I (132 h)

Ciklotron 127I(p5n)123Xe (123I) 124Xe(px)123Xe (123I)

65 29

EC (100) 0159 (83)

131I (8 d)

Reaktor 130Te(n)131Te (131I) 235U(nf)

- - 0364 (81)

201Tl (735 h)

Ciklotron 203Tl(p3n)201Pb (211Tl)

EC(100) 0167(88)

3 Primena radionuklida u dijagnostici Najvažniji dijagnostički radionuklid je svakako 99mTc Procenjuje se da se on koristi u

oko 90 svih pretraga u kojima se primenjuju radionuklidi Dobija se korišćenjem radionuklidnog generatora 99Mo99mTc Hemija ovog radionuklida je dobro poznata tako da o generatoru i 99mTc-radiofarmaceuticima postoji veoma obimna literatura 45 Razvijeno je više tipova generatora u zavisnosti od postupka separacije 99mTc od 99Mo (hromatografija ekstrakcija sublimacija gel) Dominatan je hromatografski tip kod koga je (nf)99Mo adsorbovan na koloni od Al2O3 Separacija 99mTc vrši se eluiranjem sa 09 NaCl Ovakav tip generatora na bazi sopstvene tehnologije i na osnovu fisionog 99Mo iz uvoza razvijen je u Laboratoriji za radioizotope Instituta za nuklearne nauke ldquoVinčardquo [4]

Pored 99mTc u praksi se koristi i 131I koji je takodje vrlo važan dijagnostički (i terapijski radionuklid) Ostali - 67Ga 81mKr 111In 123I i 201Tl se dobijaju u ciklotronu Oni za uslove u našoj nuklearnoj medicini nisu od primarnog značaja zbog nepostojanja nuklearne mašine za njihovu proizvodnju U tabeli 2 date su indikacije za primenu radiofarmaceutika obeleženih sa 67Ga 81mKr 99mTc 111In 123I 131I i 201Tl opsezi aktivnosti po testu efektivne

161

doze na nivou celog tela kao i rizik od smrti od karcinoma kao posledice aplikacije datog radiofarmaceutika Rizik je računat sa koeficijentom rizika od 8 Sv-1 Pri proračunima su korišćčene ICRP publikacije 6-8

Tabela 2 Hemijski oblici radiofarmaceutika indikacije za primenu u dijagnostici aktivnosti po testu efektivne doze i rizik od smrti od karcinoma

Ciljni organ tkivo

Radionuklid radiofarmaceutik

Aktivnost (MBq) E mSvMBq Eeff mSv Rizik

Mozak 99mTc-ECD 1110 74E-03 82E+00 66E-04

99mTc-HMPAO 1110 93E-03 10E+01 83E-04

Jetra 99mTc-koloid 200 142E-3 28E+00 23E-04

Bubrezi 99mTc-DMSA 148 88E-03 13E+00 10E-04

99mTc-glukoheptonat 370 54E-03 20E+00 16E-04

Srce 99mTc-eritrociti 1110 2553E-3 28E+01 23E-03 201Tl-hlorid 111 22E-02 24E+00 20E-04

Korarterije 99mTc-MAA 148 11E-02 16E+00 13E-04 111In-MAA 185 17E-01 31E+00 25E-04

Skelet 99mTc-PYP 800 504E-3 40E+01 32E-03

Infekcije

67Ga-citrat 222 10E-01 22E+01 18E-03 99mTc-HMPAO-WBC 370 11E-01 41E+01 33E-03

111In-WBC 185 36E-01 67E+00 53E-04

Pluća 81mKr (gas) 37 27E-05 10E-03 80E-08 99mTc-DTPA aerosol 222 49E-03 11E-01 87E-06

Tumori 123I MIBG 370 13E-02 48E+00 38E-04 201Tl-hlorid 111 22E-02 24E+00 20E-04

Tireoideja 131I-NaI 37 52E-02 19E-01 15E-05 123I-NaI 74 12E-02 89E-02 71E-06

ECD - etilencisteindimer HMPAO ndash heksametilpropilenaminoksim EHIDA ndash dietilacetanilid iminodisirćetne kiseline DMSA ndash dimerkapto ćilibarna kiselina Sestamibi ndash Heksakis-2-2-metoksi-2-izobutil izonitril MAA- humani serum albumin agregat MDP ndash metilendifosfonat WBC ndash leukociti DTPA- dietilentriaminpentasirćetna kiselina MIBG ndash metajodbenzilgvanidin

162

4 Zaključak Tehnecijum-99m je već decenijama najvažniji dijagnostički radionuklid Procenjuje se

da se on koristi u oko 90 svih pretraga u kojima se primenjuju radionuklidi Razvojem 99Mo99mTc generatora postao je lako dostupan što je uz uvodjenje gama kamere odlučujuće uticalo na razvoj nuklearne medicine Smatra se da je njenom današnjem statusu kao posebne grane medicine 99mTc više doprineo nego svi ostali radionuklidi zajedno U rutinskoj praksi posebna pažnja posvećena je zaštiti pacijenata od zračenja Novi razvoj u ovoj oblasti ide u dva pravca Prvi je razvoj postupaka proizvodnje novih radionuklida i radiofarmaceutika koji će imati veću osetljivost i specifičnost za datu indikaciju Drugi pravac je smanjivanje apsorbovanih doza zračenja zamenom postojećeg nekim drugim radionuklidom Primer je zamena reaktorskog radionuklida joda ndash 131I kratkoživećim ciklotronskim 123I Lekari će tako za odredjenu dijagnostičku (ili terapijsku) indikaciju imati na raspolaganju više mogućnosti U sadašnjoj fazi pored 99mTc u dijagnostičke svrhe koristi se reaktorski radionuklid 131I kao i 67Ga 81mKr 111In 123I i 201Tl koji se dobijaju nuklearnim reakcijama na ciklotronu

U radu su date apsorbovane doze kako u ciljnom (koristan efekat zračenja) tako i u ostalim organima i tkivima (koje treba budu što niže) Ovi podaci mogu da se koriste pri optimizaciji zaštite od zračenja Pokazano je da se u nekim slučajevima vrednost efektivne doze zračenja može znatno smanjiti korišćenjem nekog drugog radiofarmaceutika

5 Literatura [1] Vučina J Orlić M Nikolić N Han R Zbornik radova XXIII Simpozijuma Društva za

zaštitu od zračenja DMilanovac 26-28septembra 2005 str 117-120 [2] wwwehsucsfeduManualsRPoehsRPAppendix10asp (2006) [3] wwwwramcarmymildepartmentsnuclearRadioPharmradoharmhtm (2006) [4] Vučina J u Tehnecijum-99m generator na bazi molibdena visoke specifične

radioaktivnosti Proizvodnja kontrola i vidovi primene (urJVučina) Institut za nuklearne nauke laquoVinčaraquo 2003 str23-50

[5] Djokić D u Tehnecijum-99m generator na bazi molibdena visoke specifične radioaktivnosti Proizvodnja kontrola i vidovi primene (urJVučina) Institut za nuklearne nauke laquoVinčaraquo 2003 str 85-116

[6] International Basic Safety Standards for Protection against Ionizing Radiation and for Safety of Radiation Sources IAEA Vienna 1996

[7] Radiation Dose to Patients from Radiopharmaceuticals ICRP Public 53 1987 [8] Radiation Dose to Patients from Radiopharmaceuticals ICRP Public 80 1997

163

ABSTRACT

PRODUCTION AND USE OF RADIOISOTOPES AND RADIATION PROTECTION

Jurij VUČINA1 Milan ORLIĆ1 Nadežda NIKOLIĆ1 Djokica PETROVIĆ1 and Ruben HAN2

1) Vinča Institute of Nuclear Sciences Laboratory for Radioisotopes Belgrade Serbia e-mail vucinavinbgacyu

2) Clinical Centre of Serbia Institute of Nuclear Medicine Belgrade Serbia

Some of the important radioisotopes and radiopharmaceuticals which are used in diagnostic nuclear medicine are shown The main diagnostic radioisotope is 99mTc The radioisotopes 67Ga 81mKr 111In 123I and 201Tl which are produced in cyclotron and reactor-produced 131I are included The recommended ranges of activities are given as MBqtest In accordance with the modern concept some paramaters relevant for the radiation protection of patients were determined

164

165

PROCJENA IZLOŽENOSTI PACIJENATA PRI RADIOGRAFSKIM PROCEDURAMA U DIJAGNOSTIČKOJ RADIOLOGIJI

Danijela ARANĐIĆ Olivera CIRAJ- BJELAC Koviljka STANKOVIĆ Đorđe LAZAREVIĆ

Institut za nuklearne nauke Vinča Beograd Srbija Laboratorija za zaštitu od zračenja i zaštitu životne sredine

SADRŽAJ U radu su prikazani rezultati procjene izloženosti pacijenata za najfrekventnije

radiografske procedure u dijagnostičkoj radiologiji Određene su doze na površini kože pacijenta ESD za 7 radiografskih projekcija a istraživanjem su obuhvaćene 3 bolnice ukupno 6 rendgen-aparata Procjena doza vršena je na osnovu rezultata mjerenja radijacionog izlaza a dobijene vrijednosti upoređene su sa preporučenim referentnim nivoima Kod radiografije pluća u PA projekciji uočene su veoma visoke vrijednosti ESD čak i 7 puta veće od Dijagnostičkih referentnih nivoa (DRL) Za ostale procedure obuhvaćene ovim istraživanjem doze ne prelaze vrijednosti DRL ali je uočljiv značajan raspon pacijentnih doza za iste tipove pregleda

1 Uvod Jonizujuća zračenja se koriste u medicini duže od jednog vijeka i neosporno su veoma

moćno dijagnostičko i terapijsko sredstvo Svako izlaganje ovoj vrsti zračenja nosi odgo-varajući rizik za pojavu štetnih efekata Deterministički efekti koji se manifestuju uma-njivanjem ili gubitkom funkcije pojedinih organa ili tkiva javljaju se isključivo pri dozama iznad definisanog praga Nasuprot tome za stohastičke efekte ne postoji prag doze i prema važećoj hipotezi vjerovatnoća za nastanak efekta proporcionalna je primljenoj dozi [1]

Doze u dijagnostičkoj radiologiji daleko su ispod praga za nastanak determinističkih efekata te se zaštita sprovodi u cilju minimiziranja vjerovatnoće za pojavu stohastičkih efekata Koncept zaštite u ovom slučaju zasniva se na opravdanosti i optimizaciji prakse Izloženost pacijenata u dijagnostičkoj radiologiji smatra se opravdanom ukoliko je korist za izloženog pojedinca ili društvo u cjelini veća od štete prouzrokovane izlaganjem jonizujućem zračenju [1] Optimizacija prakse se sprovodi u skladu sa ALARA principom i predstavlja kompromis između pacijentne doze i kvaliteta dijagnostičke informacije

Izvještaji iz različitih zemalja pokazuju da je opseg doza za iste tipove pregleda izuzetno širok a ne rijetko znatno se razlikuju i pacijentne doze sa dva rendgen-aparata unutar jedne zdravstvene ustanove [2 3 4] U cilju identifikacije kabineta sa neprihvatljivo visokim pacijentnim dozama prema relevantnim preporukama [5] uveden je pojam Dijagnostičkog referentnog nivoa (DRL) Za nacionalne DRL usvojeni su treći kvartili distribucije pacijentnih doza [6] Ovakva definicija DRL ukazuje da je u 25 ustanova sa većim vrijednostima doza potrebno revidirati praksu Pored DRL uveden je i koncept dosegljivih doza [6] koji se odnosi na ustanove čija praksa zadovoljava postavljene referentne nivoe ali gdje i dalje postoji mogućnost za smanjenje doza Dosegljive doze se izračunavaju kao srednje vrijednosti distribucije izmjerenih vrijednosti u slučajevima koji zadovoljavaju kriterijume dobre kliničke prakse [7]

Širok opseg doza za iste tipove pregleda implicira neophodnost primjenjivanja optimizacije prakse u dijagnostičkoj radiologiji Za utvrđivanje DRL i njihovo povremeno

166

revidiranje najznačajniji korak jeste prikupljanje vrijednosti pacijentnih doza iz što većeg broja ustanova na nacionalnom nivou

2 Procjena pacijentnih doza Kao relevantna veličina za procjenu izloženosti pacijenata kod konvencionalnih

radiografskih procedura u dijagnostičkoj radiologiji korišćena je ulazna doza na površini kože pacijenta ESD (Entrance Surface Dose) Po definiciji ESD je kerma u vazduhu u tački presjeka ose snopa rendgenskog zračenja sa površinom kože pacijenta pri čemu je uračunato povratno rasejanje Određena je indirektno mjerenjem radijacionog izlaza na osnovu izraza (1)

2

2( )DY mAs D

ESD BSFL d b

(1)

gdje je YD radijacioni izlaz na rastojanju D u jedinicama GymAs mAs proizvod jačine struje i vremena ekspozicije L rastojanje fokus-prijemnik slike d debljina pacijenta b rastojanje prijemnik slike-nosač pacijenta a BSF faktor povratnog rasejanja Mjerenje radijacionog izlaza izvršeno je koristeći poluprovodnički dozimetar R-100 Barracuda (RTI Electronics AB Sweden)

Prema standardnom dozimetrijskom protokolu procjena pacijentnih doza izvršena je na odraslim pacijentima oba pola čija je prosječna tjelesna masa iznosila (705) kg Za svakog pacijenta popunjen je odgovarajući upitnik koji sadrži podatke o pacijentu (pol godine starosti telesna masa visina) i radiografskoj tehnici (kV mAs veličina filma rastojanje fokus-film broj snimaka) Istraživanjem su obuhvaćene 3 bolnice ukupno 6 rendgen-aparata a pacijentne doze su procijenjene za sledeće radiografske procedure pluća PA LS kičma AP LS kičma LAT karlica AP abdomen AP glava PA i glava LAT Doze su procijenjene za najmanje 10 pacijenata za svaku radiografsku proceduru

3 Rezultati i diskusija Na Slici 1 prikazane su procijenjene vrijednosti pacijentnih doza za sve tri bolnice

Uporedo navedene su i vrijednosti referentnih [5] i dosegljivih doza [7]

BOLNICA A

000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

LS AP LS LAT karlica AP glava PA glava LAT

ESD

(mG

y) soba 1soba 2

referentne vrijednostidosegljive vrijednosti

BOLNICA B

000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

LS AP LS LAT karlica AP abdomenAP

glava PA glava LAT

ESD

(mG

y) soba 1soba 2referentne vrijednostidosegljive vrijednos ti

BOLNICA C

000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500


glava PA glava LAT

ESD

(mG

y) soba 1soba 2referentne vrijednostidosegljive vrijednosti

pluća PA

000

050

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6

ESD

(mG

y)

SrbijaReferentne vrijednosti

Slika 1 Procijenjene vrijednosti pacijentnih doza

167

Radiografija pluća koja se odlikuje za red veličine manjim dozama predstavljena je na posebnom grafikonu zbog jasnoće prikaza

Izuzev snimanja pluća u PA projekciji pacijentne doze ne prelaze referentne nivoe ali se može uočiti razlika u dozama za istu proceduru unutar jedne bolnice Takođe primećeno je da se većina procijenjenih vrijednosti nalazi u rangu ili malo iznad dosegljivih vrijednosti

Snimanje pluća predstavlja daleko najfrekventniji radiografski pregled te procjeni doza u ovom slučaju treba posvetiti posebnu pažnju Na Slici 1 prikazane su vrijednosti doza za ovu projekciju za svih 6 rendgen-aparata Vidimo da u 5 slučajeva doze prelaze referentni nivo od 03 mGy pri čemu premašaj dostiže i faktor 7

Poređenje dobijenih vrijednosti doza sa rezultatima iz drugih zemalja dato je na Slici 2

pluća PA afričke zemlje

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

Srbija Kongo Gana Madagaskar Sudan Tanzanija Zimbabve

ESD

(mG

y)

pluća PA azijske zemlje

000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100

Srbija Iran UAE S Arabija Tajland

ESD

(mG

y)

pluća PA druge zemlje

000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

Srbija

BiH

Sloven

ija

Rumunija

Švajcarsk

aGrč

ka

V Brit

anija SAD

Kanada

Australi

ja

ESD

(mG

y)

druge zemlje

000

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

Srbija BiH Finska Afrika Azuja VBritanija

Korea

ESD

(mG

y)

LS APLS LATkarlica APabdomen AP

glava PA

srednja vrijednost doza iz tri zdravstvene ustanove ukupno 6 rendgen- aparata

srednja vrijednost doza iz nekoliko zemalja Slika 2 Poređenje procijenjenih doza sa rezultatima iz drugih zemalja

Srednja vrijednost doze za radiografiju pluća u Srbiji od 088 mGy znatno premašuje

vrijednosti iz većine drugih zemalja Slična vrijednost doze za ovu projekciju registrovana je u Iranu a podatak iz Rumunije pokazuje dvostruko veću dozu od vrijednosti procijenjene za našu zemlju U većini afričkih zemalja referisane su niže vrijednosti doza pri radiografiji pluća Doze za ostale procedure obuhvaćene ovim istraživanjem nalaze se u rangu sa vrijednostima iz drugih zemalja

4 Zaključak Prikazani rezultati ukazuju na veoma visoku vrijednost doza pri radiografiji pluća kao i

na širok opseg doza za iste tipove pregleda Moguće uzroke ovakvog stanja možemo tražiti u karakteristikama rendgen-aparata kao i u neadekvatnosti korišćenih tehnika snimanja Redovnom kontrolom kvaliteta rendgendijagnostičkih uređaja nedostaci vezani za opremu relativno lako mogu biti eliminisani Neadekvatnost primjenjivanih tehnika je značajniji problem jer na odjeljenjima dijagnostičke radiologije u Srbiji ne postoje medicinski

168

fizičari dok su radiolozi i radiološki tehničari nedovoljno edukovani iz oblasti zaštite od zračenja

Efikasna primjena osnovnih principa zaštite od zračenja posebno principa optimizacije prakse u svakom radiološkom kabinetu kroz Program osiguranja i kontrole kvaliteta jedini je adekvatan način za smanjivanje doza uz očuvanje kvaliteta dijagnostičke informacije Stoga dalja istraživanja treba usmjeriti ka efikasnoj implementaciji ovog programa u zdravstvenim ustanovama u Srbiji

5 Literatura [1] O CirajndashBjelac Procena izloženosti i mogućnosti za smanjenje pacijentnih doza u

dijagnostičkoj radiologiji Doktorska disertacija Novi Sad 2005 [2] Hart D Hillier MC Wall BF Doses to patients from medical x-ray examinations in the

UK- 2000 Review National Radiological Protection Board NRPB-W 14 NRPB Chilton Didcot 2002

[3] Havukainen R Pirinen M Patient dose and image quality in five standard x-ray examinations Med Phys 1993 20(3)813-817

[4] Gray JE Archer BR Butler PF Hobbs BB Mettler Jr FA Pizzutiello RJ Schueler BA Strauss KJ Suleiman OH Yaffe MJ Reference values for diagnostic radiology Application and impact Radiology 2005 235354-358

[5] Commission of the European Communities (CEC) European guidelines and quality criteria for diagnostic radiographic images EUR 16260 EN eds Carmicheael J et al CEC Brussels 1996

[6] National Radiological Protection Board Patient dose reduction in diagnostic radiology Report by the Royal College of Radiologusts and the National radiological Protection Board Documets of the NRPB Vol 1 No 3 NRPB 1990

[7] National Radiological Protection Board Guidelines on Patient Dose to promote the Optimisation of Protection for Diagnostic Medical Exposure Report of an Advisory Group on Ionizing Radiation Vol 10 No1 1999

ABSTRACT

PATIENTS EXPOSURE ASSESSMENT FOR RADIOGRAPHIC PROCEDURES IN DIAGNOSTIC RADIOLOGY

Danijela ARANĐIĆ Olivera CIRAJ- BJELAC Koviljka STANKOVIĆ Đorđe

LAZAREVIĆ Vinca Institute of Nuclear Sciences Belgrade Serbia

In this work the results of dose assessment for the most frequent radiographic

procedures in diagnostic radiology are shown Entrance surface doses were assessed for 7 radiographic procedures Three hospitals six x-ray units in total were enrolled in investigation Patient doses were estimated based on results of x-ray tube output measurements Finally doses were compared with Diagnostic reference level Higher dose values were observed for chest examinations In comparison with results from other countries doses from this procedure in Serbia are significantly higher Estimated doses for other procedures were well below Diagnostic reference levels

169

PRIKAZ REŠAVANJA VANREDNOG DOGAĐAJA U ODELJENJU BRAHITERAPIJE U JEDNOM CENTRU ZA ONKOLOGIJU I

RADIOLOGIJU U SRBIJI

Želmira ILIĆ1 JasminaPERIŠIĆ1 Mladen VUKČEVIĆ1 Gordana JOKSIĆ1 Vera SPASOJEVIĆ TIŠMA1 Olivera ČUKNIĆ1 Svetlana MILANOVIĆ1 Jovanka

ĐURIĆ1 Jasmina KONSTANTINOVIĆ2

1) Institut za nuklearne nauke bdquoVinčaldquo Beograd Srbija zilicvinbgayu 2)Medicinski fakultet Novi Sad Srbija jkonstantinoviceunetyu

SADRŽAJ U ovom radu opisan je vanredni događaj od 24 01 2006 godine u terapeutskom

ldquobunkerurdquo jednog centra za onkologiju i radiologiju u Srbiji kada se posle ginekološke aplikacije izvor Co- 60 aktivnosti 265 Bq odvojio od vučne sajle i ostao van kontejnera Medicinska sestra viši radiološki tehničar terapeut morala je da uđe u laquobunkerraquo i rešava vanrednu akcidentalnu situaciju

Rad sadrži opis rekonstrukcije događaja proračun primljenih doza opis primenjenog medicinskog tretmana i primenjene nove biodozimetrijske metode u Zavodu za radiološku zdravstvenu zaštitu bdquoVinčaldquo i na kraju procenu efekata vanrednog događaja

1 Opis događaja Tokom terapijske aplikacije zračenja izvorom Co-60 sondom 5 aktivnosti 265 Bq

ginekološkoj pacijentkinji ordinirajući terapeut lekar specijalista radiolog DA i viša radiološka tehničarka SM primetili su da se u terpeutskom ldquobunkerurdquo dešava nešto neuobičajeno jer je kontrolni dozimetar pokazivao visoku jačinu doze iako je izvor bio povučen u kontejner

Viši radiološki tehničar S M koja je aplicirala izvor ginekološkoj pacijentkinji ušla je u raquobunkerlaquo prišla pacijentkinji izvukla aplikatore izvela pacijentkinju iz ldquobunkerardquo vratila se u ldquobunkerrdquo i odvojila aplikatore Dva felesibilna creva bila su prazna a iz trećeg je ldquoviriordquo radioaktivni izvor (slika1)

SM je ručno prebacila izvor u stari kontejner za kalibracione izvore koji se tu zatekao Uz pomoć prisutnog lekara DA ovaj radioaktivni izvor je potom prebačen u veći kontejner na odeljenju za brahiterapiju nakon čega je odeljenje bilo zaključano a o vanrednom događaju je odmah obaveštena nadležna lica u zdravstvenoj ustanovi i nadležna Laboratorija za zaštitu od zračenja i zaštitu životne sredine-100 u Institutu za nuklearne nauke raquoVinčalaquo (slika 2) Iz Laboratorije- 100 je na lice mesta upućena ekipa od tri stručnjaka- dozimetriste sa zadatkom da preduzmu sve neophodne mere radi sanacije akcidenta koji se desio u ovoj zdravstvenoj ustanovi

Ekipa je zadatak izvršila u nekoliko faza pri čemu je prva faza obuhvatila bezbedno uklanjanje i prebacivanje u transportni kontejner radioaktivnog izvora Co-60 sa nosačem a druga faza se odnosila na dozimetrijski nadzor u toku prebacivanja izvora

Nakon sanacije mesta događanja usledila je dozimetrijska rekonstrukcija događaja a zatim i upućivanje lica koja su učestvovala u vanrednom događaju na isto tako vanrednu zdravstvenu kontrolu u Zavod za radiološku zdravstvenu zaštitu raquoVinčalaquo-110

170

Slika 1 Detalj iz rekonstrukcije vanrednog događaja


2 Dozimetrijska rekonstrukcija događaja Ekipa dozimetrista iz nadležne Laboratorije za zaštitu od zračenja i zaštitu životne

sredine-100 uradila je detaljnu rekonstrukciju vanrednog događaja radi procene primljenih efektivnih doza i detaljnog proračuna doza koju su primila lica ugrožena ovim vanrednim događajem

U rekonstrukciji vanrednog događaja su sve tada izvršene radnje i sva kretanja lica učesnika u vanrednom događaju ponovljene ldquona hladnordquo u prisustvu dozimetriste kako bi se najpreciznije moguće odredila rastojanja učesnika u događaju od izvora kao i vreme trajanja svake radnje a radi adekvatne procene dužine izlaganja neplaniranom zračenju učesnika akcidenta U rekonstrukciji događaja aktivno su učestvovali akteri vanrednog događaja ordinirajući terapeut lekar specijalista radiolog DA i viša radiološka tehničarka

171

SM kao i ekipa dozimetrista Laboratorije za zaštitu od zračenja i zaštitu životne sredine raquoVinčalaquo-100

Za proračun primljenih efektivnih doza izabrane su pozicije u kojima je ili bila najveća jačina doze ili je zadržavanje lica u zoni neplaniranog zračenja bilo najduže Vreme zadržavanja u tim pozicijama odgovaralo je približnom vremenu zadržavanja lica u odabranim pozicijama tokom vanrednog događaja

Ovakav rekonstrukcioni pristup smatra se konzervativnim pristupom u proceni primljenih efektivnih doza i očekuje se da su doze dobijene na ovaj način veće od realno primljenih

3 Rezultati dozimetrijske rekonstrukcije događaja Vanredni događaj odigrao se na uređaju za brahiterapiju tipa Cathetron sa izvorima Co-

60 koji se pokreću uz pomoć spiralno upredene sajle Pozicija izvora Co-60 na prednjem delu sajle kontroliše se preko pozicije zadnjeg dela sajle koji se nalazi u vidljivim vertikalnim kanalima u kontrolnoj sobi i to na sledeći način kada su krajevi sajli u donjim položajima radioaktivni izvori bi tebalo da budu u kontejneru a kada su krajevi sajli u gornjim položajima u kontrolnim kanalima radioaktivni izvori su aplikovani u pacijenta koji je podvrgnut zračenju u terapijske svrhe Vanredni događaj je uočen kada je po završetku terapijske seanse sa tri izvora radijacioni monitor u raquobunkerulaquo sa pacijentkinjom i dalje pokazivao visoki nivo zračenja

Na bazi navedenih podataka pripremljen je plan za dozimetrijsku rekonstrukciju vanrednog događaja i to tako što je rekonstrukcija toka vanrednog događaja podeljena u tri faze prve dve relativno statične faze odigrale su se u poziciji iza kontejnera aparata a treća i najrizičnija faza na poziciji pored raquopacijentalaquo u trenutku kada su se aplikatori odvajali od fleksibilnih kanala sa sajlama

Kako odvajanje jednog kanala traje oko 15 sec to je za odvajanje tri kanala međusobno udaljenih oko 5cm potrebno oko 45 sec Prilikom odvajanja kanala u čijem se vrhu nalazio otkačeni izvor stekli su se svi uslovi za ozračivanje kože šake kontaktnim jačinama doze

Prema dostavljenom zveštaju proračun kontaktnih doza bio je problematičan jer su se prsti i šaka celo vreme pomerali oko izvora Sigurno je da je do 10 cm od izvora veoma veliki gradijent jačine doze pa je verovatna procena da je doza u najvećem delu šake u opsegu između 280 mSv i 880 mSv

Tabela 1 Prikaz proračuna primljenih doza

Proračun primljenih doza Proračun kontakt doza za šaku Pupak 22 mSv Kontakt 05cm 14000 mSv Leva bedrena kost 15 mSv Kontakt 1cm 3500 mSv Desna bedrena kost 12 mSv Kontakt 2cm 880 mSv Bešika 19 mSv Kontakt 5cm 280 mSv Nožni prst 2 mSv Dojka 8 mSv Štitasta žlezda 5 mSv Oko 5 mSv Grudna kost 7 mSv Jajnici 20 mSv

172

Aktivnost izvora Co-60 na dan akcidenta bila je 265 GBq Jačina doze na udaljenosti od 1m od izvora bila je 141 mSv min Tabela 1 daje nam prikaz proračuna očekivano primljenih doza za osoblje koje je učestvovalo u vanrednom događaju

Naravno zbog konzervativnog pristupa u rekonstrukciji vanrednog događaja sve proračunate doze veće od stvarno primljenih

4 Vanredni medicinski pregled učesnika u vanrednom događaju Šest dana nakon vanrednog događaja 30 januara pristupljeno je kompletnom

vanrednom medicinskom pregledu oba učesnika u vanrednom događaju ordinirajućeg lekara radiologa DA i više radiološke tehničarke SM prema programu za lica profesionalno izložena jonizujućim zračenjima

Program vanrednog medicinskog pregleda određen je u skladu sa važećom zakonskom regulativom (Zakon o zaštiti od jonizujućih zračenja Sl glasnik SRJ 4696 i prateći pravilnici)i obuhvatio je klinički pregled lekara specijaliste medicine rada detaljnu ličnu porodičnu i posebno radnu anamnezu laboratorijske analize (hematološke biohemijske analizu urina i sedimenta urina analizu aktivnosti alkalne fosfataze u leukocitima periferne krvi analizu učestalosti strukturnih hromozomskih aberacija u limfocitima periferne krvi i po prvi put u ćelijama uzorka kože vrha prstiju učestalost mikronkleusa intervju kliničkog psihologa kao pregled drugih lekara specijalista (dermatologa)

41 Rezultati pregleda učesnika u vanrednom događaju lekara radiologa DA Pregledom ordinirajućeg lekara radiologa DAdobijeni su sledeći podaci u ličnoj

anamnezi pacijent star 45 godina navodi operaciju krajnika u detinjstvu unazad nekoliko godina leči hipertenziju redovno uzima antihipertenzive i odlazi ne redovne kardiološke kontrole Oženjen je i otac je dvoje dece u porodičnoj anamnezi navodi da mu je majka imala Ca dojke Pacijent ima ukupno 12 godina radnog staža od čega 10 godina radi u zoni jonizujućih zračenja i ovo je prvi incident u kojem je aktivno učestvovao Pacijent redovno nosi TLD dozimetar koji se kontroliše u INN bdquoVinčaldquo i sa kojeg je nakon akcidenta očitana doza za januar 2006godine od 113 mSv

Pacijent izjavljuje da od vanrednog događaja do pregleda nije imao nikakve tegobe Na pregledu ne registruju se promene na koži i vidljivim sluzokožama limfne žljezde se ne palpiraju auskultatorni nalaz na plućima uredan Nalaz po organima bio je uredan nalaz EKG takođe uredan krvni pritisak iznosio je 14095 mm Hg

Analizom hematoloških rezultata utvrđeno je da je broj leukocita 101x 109 l uz očuvanu leukocitnu formulu što ukazuje na vrlo laku leukocitozu (dozvoljene vrednosti do 10x 109l) Ostali hematološki i biohemijski nalaz u uzetom uzorku krvi bio je uredan

Analizom učestalosti strukturnih hromozomskih aberacija-HA u limfocitim periferne krvi utvrđeno je prisustvo 1 hromozomskog i 2 hromatidna prekida (nalaz u granicama prihvatljivim za profesionalno izložena lica)

Analizom učestalosti mikronukleusa-MN utvrđeno je prisustvo 25 mikronukleusa na 1000 binuklearnih ćelija što je takođe u granicama prihvatljivim za profesionalno izložena lica

Analiza aktivnosti alkalne fosfataze-APL u granulocitima periferne krvi bila je 110 (dozvoljene vrednosti su u između 10 i 100) ukazuje na lako povišenu aktivnost APL

Nakon urađenog vanrednog medicinskog pregleda dobijene su sledeće dijagnoze Leukocytosis gr minoris Stress Lako povišena aktivnost alkalne fosfataze u leukocitima

173

Kontrolni pregledi obavljani su tokom aprila i maja 2006 g Na prvom kontrolnom pregledu stabilizuje se aktivnost APL Na kontrolnom pregledu tokom maja 2006g popravlja se i nalaz hromozomskih aberacija nađen je samo jedan hromatidni prekid Bq aktivnost alkalne fosfataze ostaje ispod 100 broj leukocita pada ispod 100x 109l

Prema dozimetrijskoj proceni urađenoj u dozimetrijskoj rekonstrukciji vanrednog događaja DA je mogao ozračiti oči i karlicu dozom do 2 mSv odnosno do nivoa dozvoljene mesečne doze (4 mSv) Ozračivanje DA može se smatrati homogenim odnosno uniformnim

42 Rezultati pregleda više radiološke tehničarke SM Pregledom više radiološke tehničarke SM dobijeni su sledeći podaci u anamnezi

pacijentkinja stara 41 godinu navodi operaciju apendixa u ranoj mladosti operaciju trbuha zbog akutnog abdomena 1997 godine dva normalna porođaja U porodičnoj anamnezi navodi da joj je majka doživela cerebrovaskularni insult

Pacijentkinja ima ukupno 20 godina radnog staža koji je ujedno i ekspozicioni radni staž od 20 godina Navodi da je i njoj ovo prvi incident u kojem je aktivno učestvovala Pacijentkinja redovno nosi TLD dozimetar koji se kontroliše u INN bdquoVinčaldquo sa kojeg je nakon incidenta očitana doza za januar 2006godine od 262mSv što je takođe u granicama doza dozvoljenih za profesionalno izložena lica

Na ovom pregledu pacijentkinja se žali na niz tegoba mučninu glavobolju i dijareju koja je trajala ukupno tri dana

Inspekcijom ne uočavaju se promene na koži i vidljivim sluzokožama palpacijom se ne nalaze uvećane limfne žljezde nalaz po organima je uredan Nalaz EKG takođe uredan krvni pritisak iznosi 13080 mm Hg

Analizom hematoloških laboratorijskih rezultata utvrđeno je da je broj leukocita 51x 109l leukocitna formula je očuvana Ostali hematološki i biohemijski nalaz u uzetom uzorku krvi bio je uredan

Analizom učestalosti strukturnih hromozomskih aberacija- HA u limfocitim periferne krvi utvrđeno je prisustvo 5 acentričnih fragmenata 2 hromozomska i 3 hromatidna prekida što ukazuje na povećanu učestalost strukturnih hromozomskih aberacija

Analizom učestalosti mikronukleusa- MN utvrđeno je prisustvo 38 mikronukleusa na 1000 binuklearnih ćelija što je takođe van granica prihvatljivih za profesionalno izložena lica

Analiza aktivnosti alkalne fosfataze u granulocitima periferne krvi-APL bila je 90 (dozvoljene vrednosti su u između 10 i 100)

Nakon vanrednog pregleda urađenog 300106g dobijene su sledeće dijagnoze Povećana učestalost strukturnih hromozomskih aberacija Povećana učestalost mikronukleusa Pacijentkinja je nakon vanrednog pregleda isključena iz rada u zoni jonizujućih zračenja i pozvana na kontrolu za tri meseca

Na kontrolnim pregledu u aprilu 2006 godine pacijentkinja se i dalje žali na vrtoglavicu mučninu i česte glavobolje a na prstima obe šake pojavilo se intenzivno perutanje i ljuštenje kože

Kontrolna analiza učestalosti strukturnih HA ukazuje na prisustvo 1 acentričnog hromozoma

Intervjuu kod kliničkog psihologa i pregled specijaliste neuropsihijatra dijagnostikuje se anksiozno depresivni sindrom Na kliničkom pregledu konstatuje se porast visine krvnog

174

pritiska vrednosti je 140100 mmHg Pacijentkinji je ordinirana polivitaminska i simptomatska terapija i oslobođena je rada u zoni jonizujćih zračenja još mesec dana

Već sledećeg meseca maja 2006g na koži prednjeg trbušnog zida pacijentkinje razvija se niz pustuloznih formacija od kojih najveća ima prečnik oko 2cm (slika 2) Promene su delimično macerisane sa sivo beličastom sekrecijom i perzistiraju nekoliko nedelja što je konstatovano i na kontrolnom pregledu u našem Zavodu Pustule su lečene redovnim previjanjem uz toaletu hidrogenom i rivanolom uz tablete Hemomycina i redovno mazanje antibiotskim mastima

Slika 2 Pustulozne promene na koži prednjeg trbušnog zida pacijentkinje SM

Prema dozimetrijskoj proceni urađenoj u dozimetrijskoj rekonstrukciji vanrednog

događaja SM je mogla ozračiti oči dozom do 4 mSv karlicu dozom do 7 mSv šake dozom od 70 mSv do 200 mSv Kako je navedeno ozračivanje SM je nehomogeno neuniformno i razlika u dozama za oči i karlicu sa jedne i šake sa druge strane je višestruka (od 4 mSv za oči do čak 200 mSv za šake)

Doza od 70 mSv do 200 mSv koju su verovatno bdquodobilildquo dlanovi odgovara procenjenoj apsorbovanoj dozi za fibroblastno tkivo od oko 150 m Gy Zbog perzistirajućih promena na prstima šaka obe ruke pacijentkinji je zabranjen dalji rad u zoni jonizujućih zračenja

Zbog svih perzistentnih promena na koži prstiju obe šake perutanja i ljuštenja kože i noktiju kao i dozimetrijskom rekonstrukcijom utvrđenog neuniformnog ozračivanja pacijentkinje u razgovoru sa nadležnim molekularnim biologom razmatramo ideju da po prvi put u našem Zavodu uradimo analizu učestalosti hromozomskih aberacija iz fibroblasta kože Radi se biopsija kože sa prstiju šake iz uzorka uzetog tkiva izoluju su fibroblasti i gaje in vitro do prve deobe Iz ovako uzgojenih fibroblasta analizira se 50 metafaza i dobijaju prvi rezultati analize učestalosti hromozomskih aberacija iz ćelija kože ikada rađeni u našem Institu

U analiziranom uzorku nađene su tri aberantne ćelije i to jedna sa dicentričnim hromozomom i pratećim fragmentom druga sa tri acentrična fragmenta i treća sa hromaditnim prekidom Bq terminalno

Na kontrolnom pregledu tokom oktobra 2006g ponovno je analizirana učestalost strukturnih hromozomskih aberacija iz limfocita periferne krvi nađeno je pet aberantnih ćelija dve sa hromozomskim prekidom (Bq1- 2 Cq1-2) jedna ćelija sa dva acentrična fragmenta i dve ćelije sa po jednim acentričnim fragmentom

175

Učestalost hromozomskih aberacija je i dalje bila povećana te ceneći opšte stanje pacijentkinje procenjene doze i utvrđene rezultate analize strukturnih aberacija u limfocitima periferne krvi i fibroblastima iz uzorka kože dobijene biopsijom kože sa vrhova prstiju pacijentkinje SM upućujemo u Institut za medicinu rada bdquoDr Dragomir Karajovićldquo na ekspertiznu ocenu radne sposobnosti i eventualno priznavanje profesionalne etiologije radijacione povrede Do publikacije ovog rada ekspertizna grupa IMR bdquoDr Dragomir Karajovićldquo nije donela ocenu radne sposobnosti i nije izvršila procenu profesionalne etiologije oboljenja odnosno povrede

5 Zaključak Iz opisanog događaja sledi nekoliko zaključaka 1 Učesnici u vanrednom događaju lekar DA i viša radiološka tehničarka SM

reagovali su sabrano i profesionalno vodeći računa o bezbednosti i zdravlju pacijentkinje koja se nalazila u terapijskom bdquobunkeruldquo ne dovodeći pri tome u opasnost ni sebe ni ostale zaposlene u zdravstvenoj ustanovi

3 Rešavanje vanrednih događaja (incidenata akcidenata) moguće je isključivo timskim radom i kompletnom saradnjom stručnjaka raznih oblasti Nedostatak pisane regulative u ovoj oblasti mora biti premošten donošenjem novih zakonskih propisa

4 Analiza učestalosti strukturnih hromozomskih aberacija iz limfoblasta kože ima svoje mesto u biodozimetriji i može biti primenjivana u određenima situacijama

5 U Institutu za nuklearne nauke bdquoVinčaldquo postoji mogućnost daljeg razvoja novih metoda biološke dozimetrije koje mogu biti primenjivane u proceni primljenih apsorbovanih doza

6 Literatura [1] IAEA- TECDOC 869 1998 [2] IAEA- Radiation Health and Society 1999 [3] IAEA- Safety Reports Series No 4 iz 1998 [4] Recommendations of the International Commision on Radiological Protection ICRP

Publication No26 Annals of the ICRP (Oxford) 1977 1-54 [5] IAEA- SafetyStandard Series NoRS-G-15- Radiological Protection for Medical

Exposure to Ionizing Radiation

176

ABSTRACT

EXAMPLE OF DEALING WITH THE ACCIDENT DURING THERAPUTICAL APPLICATION OF CO-60 AT ONE INSTITUTE

OF ONCOLOGY AND RADIOLOGY IN SERBIA



1) Institut of Nuclear Sciencies bdquoVincaldquo Belgarde Serbia zilicvinbgayu 2)Medical FacultyUniversitet of Novi Sad Serbia jkonstantinoviceunetyu

This article describes an example of dealing with the accident during therapeutical

application of Co-60 to a ginaecological patient The accident happened when the sonde with Ca-60 drop out from the original postament and was held by nurse and with bare hands storaged into his own special container

177

UČESTALOST HROMOZOMSKIH ABERACIJA KOD RADNIKA PRI RADU SA RAZLIČITIM IZVORIMA JONIZUJUĆIH

ZRAČENJA

Vera SPASOJEVIĆ-TIŠMA1 Gordana JOKSIĆ2 Želmira ILIĆ1 Svetlana MILANOVIĆ1 Jovanka ĐURIĆ1 Jelena TIŠMA3 Dušica ČELEKETIĆ4

Oliveračuknić1 Jasmina PERIŠIĆ1 Jelica KALJEVIĆ6 Snežana MILAČIĆ5

1) Institut za nuklearne nauke Vinča Zavod za radiološku zdravstvenu zaštitu Beograd Srbija

2) Institut za nuklearne nauke Vinča Laboratorija za fizičku hemiju Beograd Srbija 3) Stomatološki fakultet Beograd Srbija

4) Kliničko Bolnički Centar Zemun Srbija 5) Institut za medicinu radaldquoDr Dragomir Karajovićldquo Beograd Srbija

6) INN Vinča Labaratorija za zaštitu Beograd

SADRŽAJ Kod ispitanika koji su bili izloženi malim dozama radijacije (spoljna ekspozicija)

ispitivana je učestalost hromozomskih aberacija u limfocitima periferne krvi u odnosu na kontrolnu grupu Prosečna godišnja apsorbovana doza merena TLD dozimetrima za sve tri grupe nije prelazila 2mSv U ovom radu najveći broj nađenih promena su tipa acentrični fragmenti i hromozomski prekidi Najveći radijacioni rizik imaju ispitanici koji rade u proizvodnji radioizotopa tehnecijuma

1 Uvod Najosetljiviji na zračenje je biološki makromolekul ndash DNK Najčešće lezije izazvane

zračenjem su prekidi lanca DNK Oni mogu biti jednolančani ili na oba lanca istovremeno takođe se javljaju oštećenja pojedinih baza i nepravilna ukrštanja naspramnih lanaca DNK ili DNK i proteina Ovako nastale lezije se teško mogu potpuno ispraviti reparativnim enzimskim sistemima najčešće se popravljaju neadekvatno što uzrokuje nove greške u procesu udvajanja DNK i vode pojavi raznovrsnih hromozomskih oblika kakvi normalno ne postoje u humanom kariotipu Ovi oblici se vide u metafazi ćelijskog ciklusa a nazivaju se hromozomske aberacije

Hromozomske aberacije mogu biti - Numeričke ndash promene u broju hromozoma - Strukturne ndash promene u strukturi hromozoma

Strukturne hromozomske aberacije mogu se podeliti na nestabilne i stabilne Nestabilne hromozmske aberacije su pokazatelji svežeg ozračivanja Tu spadaju dicentrik prstenasti i policentrični hromozomi Zajedničlka odlika svih je postojanje acentričnog fragmenta koji se zbog neposedovanja centromere tokom deobe gubi iz genetičkog materijala ćelije Pri svakoj sledećoj deobi broj ćelija koje u svom kariotipu nose nestabilne hromozomske aberacije se smanjuje na polovinu čime se stvara utisak da nestaju i aberacije Aberantna ćelija može da preživi najviše deset deoba

Po klasifikaciji Međunarodne atomske agencije (IAEA 1986) strukturne hromozomske aberacije se dele na hromozomske i hromatidne Ako jonizujuće zračenje deluje u G1 fazi pre nego što je udvojen genetički materijal nastaju hromozomske aberacije a ako jonizujuće zračenje deluje u S fazi ćelijskog ciklusa kada je udvojen genetički materijal nastaju hromatidne aberacije

178

Cilj ovog rada je da se utvrdi postojanje razlike u učestalosti promena genetičkog materijala s obzirom na vrstu izvora odnosno tipa radioaktivne emisije

2 Ispitanici i metode Istraživanjem je obuhvaćeno 75 lica profesionalno izloženih jonizujućem zračenju i 25

osoba iz kontrolne grupe sve su osobe muškog pola Prvu grupu (A) čine 25 lica prosečne starosti 40 godina koja rade na poslovima

proizvodnje tehnecijuma On se dobija iz molibdenskih generatora propuštanjem fiziološkog rastvora (09 NaCl) kroz kolonu Ekspozicioni radni staž se kreće u rasponu od 3-30 godina Prosečan radni staž je 15 godina Od zaštitnih stedstava pri radu koriste se rukavice

Drugu grupu (B) čine 25 lica prosečne starosti 43 godine izložena jonizujućem zračenju iz zatvorenih izvora koja rade poslove kontrole rendgen aparata sa x-zračenjem i javljača požara u kojima se nalazi americijum Ekspozicioni radni staž se kreće u rasponu od 2-34 godine Prosečan radni staž je 185 godina Ne koriste se zaštitna sredstva pri radu

Treću grupu (C) čine 25 lica prosečne starosti 43 godina koja su radila na dekontaminaciji terena Borovac od radioaktivne municije sa osiromašenim uranijumom ostale od NATO bombardovanja 1999 godine Ovi radnici su mehanički skidali površinski sloj zemlje do 50cm u dubinu Pri tome su nailazili na komade municije sa osiromašenim uranijumom Dekontaminacija je vanredni posao koji se organizuje u skladu sa zakonom i ta lica moraju biti edukovana i pod zdravstvenom kontrolom Izabrana su od grupe ljudi koji su i inače profesionalno izloženi jonizujućem zračenju iz zatvorenih izvora u svakodnevnom radu Ekspozicioni radni staž se kreće u rasponu od 2-34 godina Prosečan radni staž je 185 godina A na poslovima dekontaminacije ekspozicija je trajala 30-120 dana Od zaštitnih sredatva pri radu korišćeni su zaštitna odeća rukavice i respiratori

Kontrolnu grupu (K) čine 25 lica prosečne starosti 42 godine koja nisu u kontaktu sa izvorima jonizujućih zračenja i koja rade finansijsko-ekonomske poslove

Podaci za sve grupe ispitanika dobijani su iz kartona za periodične preglede za 2005 godinuZa analizu hromozomskih aberacija korišćena je modifikovana Morhaed-ova metoda Prave se trajni preparati boje Gimza bojom i analiziraju pod mikroskopom Analizira se najmanje 200 limfocita u prvoj in vitro deobiNajmanje jednom godišnje meri se kontaminacija radnih površina i to direktno GM brojačem i indirektno brisevima radnih površina Radna površina 10x10cm se prebriše sa filter papirom i potom se meri aktivnost filter papira kalibrisanim GM brojačem i utvrđuje se kontaminacija radne površine Ako se utvrdi aktivnost radionuklid se identifikuje uz pomoć višekanalnog analizatora Svaka kontaminirana radna površina iznad vrednosti 4 x 105 Bqm3 se smatra akcidentom

U cilju lične zaštite zaposleni nose termoluminiscentne dozimetre (TLD) na džepu radnih mantila Očitavanje apsorbovanih doza sa licnih dozimetara vrsi se jednom u tri meseca Prosečna godišnja apsorbovana doza za sve tri grupe nije prelazila 2 mSv godišnje

Rezultati su statistički obrađeni Za statističku evaluaciju vrednosti analiziranih parametara korišćeni su Student-ov T-test (statistički paket Statistika 55 za Windows 98) i Hi-kvadrat test (X2) sa tablicama kontigencije 2x3

3 Rezultati i diskusija U tabeli 1 su prikazane hromozomske aberacije u limfocitima periferne krvi kod

ispitanika iz svih posmatranih grupa (A B C i K)

179

Tabela 1 Hromozomske aberacije u limfocitima periferne krvi

Broj ispitani

ka

Ukupan broj analiziranih

ćelija

Broj ćelija sa aberacijama

A B C K

Broj acentričnih fragmenata

A B C K

Broj hromozomskih prekida

A B C K

1 200 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0

2 200 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

3 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

4 200 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

5 200 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

6 200 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

7 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

8 200 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0

9 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

10 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

11 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

12 200 1 1 0 0 1 0 0 0 0 2 0 0

13 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

14 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

15 200 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

16 200 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0

17 200 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

18 200 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0

19 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

20 200 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

180

21 200 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

22 200 0 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0

23 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

24 200 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

25 200 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0 Legenda - hromozomskim promenama su date numeričke vrednosti 0 ndash nema hromozomskih aberacija 1 ndash acentrični fragment 2 ndash hromozomski prekidi

Upoređivanjem hromozomskih promena kod navedenih grupa koje su prikazane na tabeli 1 nađeno je statistički značajno povećanje broja hromozomskih promena u grupi A (grupa koja radi na poslovima proizvodnje tehnicijuma) u odnosu na grupu K (kontrola) Da bi se to potvrdilo rađen je X2-test (tablice kontigencije 2x3) koji je analitički metod za procenu značajnosti razlike neparametarskih vrednosti

Tabela 2 Uporedni odnos grupe A sa grupom K

Grupa 0 1 2

A 16 6 3 25

K 24 1 0 25

40 7 3 50

f frsquo f ndash frsquo (f ndash frsquo)2 (f ndash frsquo)2 frsquo

16 20 - 4 16 080

6 35 25 625 178

3 15 15 225 150

14 20 4 16 080

1 35 - 25 625 178

181

0 15 - 15 225 150

Σ 816 (X2e) Na tabeli 2 je prikazana empirijska vrednost Hi-kvadrat testa (X2e=816) za stepen

slobode (DF=2) i verovatnoću rizika od 005 koja je veća od teorijske vrednosti pa se zaključuje da je učestalost hromozomskih promena statistički značajno veća u grupi A u odnosu na grupu K (kontrolu) (plt005)

U ovom radu najveći broj nađenih promena su tipa acentrični fragmenti i hromozomski prekidi To su promene koje se nazivaju nestabilne hromozomske aberacije i koje iščezavaju prilikom deobe ćelije Pri ekspoziciji malim dozama ne postoji razlika u riziku za oboljenje Ipak 5 do 10 populacije je prirodno radioosetljivo i sve radijacione doze iznad prirodnih nivoa mogu da prouzrokuju biološke efekte Ekspozicija malim dozama duža od 3 godine može prouzrokovati kumulativne biološke efekte i ostećenje DNK (Wones 1995)

Dokumentovano je da izlaganje jonizujućem zračenju (x-zraci) mogu izazvati hromozomska oštećenja ćelija (Lloyd i sar 1978) Strukturne hromozomske aberacije dicentrik i acentrični fragmenti su indukovani jonizujućim zračenjem i oni su rezultat enzimskih mehanizama popravke lezija u ćeliskom jedru praćeni oštećenjem hromozoma (Pfeiffer i sar 2000) U slučaju izlaganja niskim i veoma niskim dozama x- zraka oštećenje ne korelira sa dozama nego su rezultat doze i kumulativnog efekta dok se verovatnoća DNK lezija povećava sa dužinom izlaganja (Rozgaj i sar 2002)

Ispitanicima koji su bili izloženi niskim dozama radijacije (spoljašnja ekspozicija) alfa beta i gama zracima u vremenskom periodu koji je trajao između 7 i 34 godina otkrivena je veća učestalost dicentričnih i acentričnih hromozoma nego što je to bio slučaj u kontrolnoj grupi (Batanjac 2000)

Dekontaminacija terena od osiromašenog urana nije doprinela relativnom radijacionom riziku Frekfenca oštećenja biološkog materijala je 012 odnosno 12 na 10 000 ili 1 na 1 000 radnika Najveći rizik su imali radnici u proizvodnji tehnecijuma 0245 odnosno 245 na 10000 ili 2 na 1000 radnika Radnici u proizvodnji izotopa imaju i najdužu ekspoziciju najmanje 2 a prosečno preko 10 godina svakodnevnog laboratorijskog rada dok je dekontaminacija trajala samo nekoliko meseci a takođe su je obavljali obučeni radnici ndash profesionalci u radiološkoj zaštiti pod zaštitnom opremom

Interesantno je da se ni u jednoj ispitivanoj grupi nisu pojavile karakteristične hromozomske figure indukovane zračenjem (dicentrik i ring) verovatno što su svi izloženi ispitanici profesionalno koristili zaštitna sredstva Acentrični fragment se može smatrati ekvivalentom dicentrika ali i on se javljao sporadično u pojedinačnim slučajevima Međutim ne treba zanemariti ni pojavu hromozomskih kompletnih prekida (double brake DNA) jer oni i inače prethode indukovanju dicentrika Osim toga takav limfocit je manje oštećen za narednu mitozu te duže preživljava i može da akumulira nove doze u narednoj ekspoziciji kada će nastati kompletna aberacija Zato takve ljude treba pratiti pogotovu ako nastave sa ekspozicijom (Milačić 2005)

182

4 Literatura [1] Batanjac J ( 2000 ) Enhanced frequency of chromosomal aberraations in workers

occupationally exposed to ionizing radiationsFacta Universitatis Vol7No I pp46-48

[2] IAEA (1986) Technical Report Series No 260 Biological Dosimetry Chromosomal aberration analysis for dose assessment 1986 pp16-27

[3] Lloyd DC et al (1978) Dosses in radiation accidents investigated by chromosome aberration analysis A review of cases investigated 1977 UK National Radiological Protection Board Harwell Rep NRPB-R-70

[4] Milačić S (2005) Frequency of chromosomal lesions and damaged lymohocytes of workers occupationally exposed to x- rays Health Phys 88 (4) pp 334-339

[5] Pfeiffer P Goedecke W Obe G (2000) Mechanismus of DNA double - strand break repair and their potential to induce chromosomal aberrations Mutagenesis 15 pp 289-302

[6] Rozgaj R Kasuba V Simic D (2002) The frequency of dicentrics and acentrics and the incidence of rogue cells in radiatio workers Mutagenesis 17 pp 135-139

[7] Wones R (1995) Do persons living near a uranium processing site have evidence of increased somatic cells gene mutations a first study Mutat Res Environ Mutagen Relat Subjects 335 (2) pp 171-184

ABSTRACT FREQUENCY OF CHROMOSOMAL ABERRATIONS IN WORKERS

OCCUPATIONALY EXPOSED TO IONIZING RADIATIONS

Vera SPASOJEVIĆ-TIŠMA1 Gordana JOKSIĆ2 Želmira ILIĆ1 Svetlana MILANOVIĆ1 Jovanka ĐURIĆ1 Jelena TIŠMA3 Dušica ČELEKETIĆ4 Olivera

ČUKNIĆ1 Jasmina PERIŠIĆ1 Snežana MILAČIĆ 1) Vinca Institute of Nuclear Sciences Department of Medical Protection Belgrade

2) Vinca Institute of Nuclear Sciences Department of Chemistry Belgrade 3) Dentist Faculty Belgrade

4) Clinic Center Zemun Serbia ) Clinical Center of Serbia Institute of Occupational Health ldquoDr Dragomir

Karajovićldquo

Subjects occupationally exposed to ionizing radiation (external exposition) are examined for chromosomal aberrations in perypheral blood lymphocytes in comparison to a control group The average annual absorbed dose measured by TLD dosimeters for all three groups did not exceed 2mSv Continuous exposure to small doses of ionizing radiation causes unstable aberrations in lymphocytes In this research the largest number of found alterations are of accentric fragments and chromosomal breaks type The highest occupational risk apperas to be for subjects working in manufacturing of radio isotope technetium

mentor rada

183

MESTO I ULOGA HRONIČNOG STRESA U PROCENI RIZIKA RADNOG MESTA I RADNE SREDINE KOD LICA

PROFESIONALNO IZLOŽENIH JONIZUJUĆIM ZRAČENJIMA

Svetlana MILANOVIĆ Želmira ILIĆ Vera SPASOJEVIĆ TIŠMA Institut za nuklearne nauke bdquoVinčaldquo Beograd Srbija cecapsyvinbgayu

SADRŽAJ Analizirali smo interakciju faktora rada i zdravlja radnika preko indikatora hroničnog

profesionalnog stresa izmedju ispitanika koji rade na poslovima sa zatvorenim izvorima jonizujućih zračenja sa različitom izloženošću profesionalnim rizicima u okviru kojih smo operacionalizovali eksponiranost različitim dozama zračenja Uzorak su zdravstveni radnici (lekariradiolozi i rendgen tehničari) koji rade na terapiji i dijagnostici onkoloških oboljenja Zaključili smo da ispitanici u okviru poduzorka terapija imaju izraženije pokazatelje stresa na radu kroz sve ispitivane indikatore motivisanost za posao doživljaj psihičkog opterećenja poslom bihevioralne disfunkcionalnosti (pušenje konzimiranje alkohola i zloupotrebu lekova) veću incidenciju zdravstvenih poremećaja i opšte neurotičnosti ispitanika Dobijeni rezultati su vrednosti za koje nije utvrdjena statistička značajnost ali imaju opšti trend povišenih vrednosti i kao takvi imaju odredjen teorijski i praktični značaj

1 Uvod Savreme koncepcije psihologije rada stavljaju kao primarnu poziciju razmatranja

upravljanje rizicima radne sredine U procesu identifikovanja faktora rizika koji su važni u procesu analize i procene rizika radnog mesta i radne sredine a da bi se odredili prihvatljivi nivoi rizika ravnopravno mesto sa fizičkim štetnostima i organizacionim faktorima imaju psihološki faktori kao što je stres

Poslovi sa izvorima jonizujućih zračenja su iz kategorije poslova pod posebnim uslovima rada ili prema novim zakonskim aktima poslovi sa povećanim rizikom U skladu sa prirodom i vrstom izvora jonizujućih zračenja široka je paleta poslova i domena u okviru kojih se koriste od industrije do medicine To podrazumeva izloženost različitim dozama zračenja zaposlenih ali i drugim profesionalnim rizicima Kada se u ovom domenu govori o stresu najčešće se misli o zračenju kao o stresoru sa specifičnim osobinama koji istovremeno nosi obeležja stresora koji ugrožava čovekovu homeostazu (kao fizički stresor) ali i stresora koji ugrožava čovekovu psihostazu Jedinstvena osobina zračenja koja se ogleda u tome što ne postoji receptor u čovekovom organizmu za detekciju zračenja bez obzira na veličinu doze stvara ovako širok raspon uticaja na čoveka Medjutim stres se u proceni rizika štetnosti radne sredine dominantno proučava sa pozicije delovanja hronične izloženosti psihosocijalnim faktorima Psihosocijanim faktorima se pridaje sve veći značaj jer se za objektivne štetnosti smatra da su pod neophodnom kontrolom koja podrazumeva smanjenje svih nepotrebnih izlaganja

2 Ispitanici i metode Opšti zadatak istraživanja je da se utvrdi povezanost uslova rada i zdravstvenog

stanja ispitanika kroz manifestacije hroničnog stresa na radu Kao indikatori stresnog reagovanja su izdvojeni motivisanost i zadovoljstvo poslom doživljaj psihičkog opterećenja poslom bihevioralne disfunkcionalnosti (pušenje konzimiranje alkohola i zloupotreba lekova raspolaganje slobodnim vremenom) incidencija zdravstvenih

184

poremećaja i opšta neurotičnost Instrumenti istraživanja su upitnik CIN4 - Cornell Index (sa 12 faktora tendencija opšte neurotičnosti anksiozne fobične hipersenzitivne depresivne hipohondrijske opsesivno-kompulzivne impulsivne agresivne paranoidne tendencije kardiovaskularne konverzije inhibitorna i gastrointestinalna konverzija) lista motivacionih faktora McCllelanda i Atkinsona (sa 11 motivacionih faktora koji su ocenjivani pozitivno ili negativno zanimljiv rad medjuljudski odnosi pretpostavljeni plata druge materijalne koristi mogućnost napredovanja mogućnost usavršavanja mogućnost učešća u odlučivanju povoljni uslovi rada osećanje socijalne sigurnosti i pohvale i priznanja) Upitnik o psihičkoj opterećenosti poslom (sačinjen od 10 pitanja indikatora doživljaja opterećenosti poslom) Prvo pitanje se odnosi na afektivni doživljaj posla a sledeća na opterećenost odgovornošću konfliktnošću vremenskom uslovljenošću monotonijom rigidnošću radnih operacija elementima posla koji utiču na psihičku stabilnost i opterećenost iscrpljujućim zahtevima posla Upitnik je konstruisan kao petostepena skala stavova sa mogućnostima izbora od potpuno saglasan do nesaglasan Dijagnostički podaci iz zdravstvenog kartona (Laboratorijske analize EKG analize hromozomskih aberacija lekarski pregled i lekarskI izveštajI iz neposrednog predhodnog perioda koje su donosili pacijenti na uvid)

Istraživanje je obuhvatilo zaposlene zdravstvene radnike sa radioterapije (31) i radiodijagnostike (23) onkoloških oboljenja koji su prema kriterijumima ocene profesionalnih rizika iz dve kategorije tako da odeljenje radioterapije pripada kategoriji poslova sa uvećanim stažom Uzorak čine 54 ispitanika

Osnovna hipoteza istraživanja je da se ispitanici koji rade na poslovima sa izvorima jonizujućih zračenja sa većim profesionalnim rizicima (i koji su eksponirani većim dozama zračenja) razlikuju od ispitanika koji su izloženi manjim profesionalnim rizicima u pogledu indikatora stresnog reagovanja

3 Rezultati i diskusija Hi kvadrat testom nije nadjena stitistički značajna razlika na nivou poduzoraka terapija

i dijagnostika za rezultate upitnika o motivacionim faktorima ali je utvrdjena stististički značajna razlika u okviru poduzoraka za odredjene motivacione faktore

Grafički predstavljeni rezultati pokazuju da kriva koja je reprezent motivacionih faktora ispitanika poduzorka sa dijagnostike natkriljuje krivu poduzorka ispitanika sa radioterapije i tako nam reprezentuje veće zadovoljstvo u odnosu na sve pojedinačne motivacione faktore Ispitanici oba poduzorka su u visokom procentu zadovoljni zanimljivim poslom Takodje su zadovoljni pretpostavljenim S druge strane medjuljudski odnosi su kao bolji ocenjeni u poduzorku ispitanika sa radiodijagnostike a takodje i mogućnost napredovanja i usavršavanja Pohvalama i priznanjima su takodje zadovoljniji ispitanici poduzorka radiodijagnostika

Ostalim motivacionim faktorima ispitanici nisu zadovoljni Najmanje su zadovoljni platom i drugim materijalnim koristima a poduzorak ispitanika sa radioterapije je takodje maksimalno nezadovoljan uslovima rada

185

Motivacioni faktori

0102030405060708090

zanim

ljiv ra

d

medjul

jodn

osi

pretpo

stavlj

eni

plata

druge m

aterk

or

mogna

predov

mogus

av

mogod

l

povo

ljni u

slovi

rada

socs

igurnos

t

pohv

ale i p

rizna

nja

TERAPIJADIJAGNOSTIKA

Slika1 Motivacioni faktori - razlike izmedju dva poduzorka Ispitanici su prema poslu izrazili visok nivo nesaglasnosti u odnosu na indikatore

subjektivnog doživljaja opterećenosti poslom U odnosu na deset postavljenih pitanja rezultati na dva poduzorka pokazuju sledeća odstupanja

Zaposleni na odeljenju radioterapije imaju doživljaj većeg psihičkog opterećenja u odnosu na posao kada su u pitanju svi pobrojani aspekti afektivni odnos prema poslu (donosi manje radosti) zatim više je opterećujući brojniji su konflikti na poslu veći doživljaj psihičkog napora tako da izaziva nervozu i osećanje iscrpljenosti uključujući i aspekat da je takav posao teško obavljati do penzije Kada je u pitanju doživljaj opterećenosti poslom za aspekte koji se odnose na iskorišćenost ličnih mogućnosti i znanja niža ocena poduzorka sa radioterapije ukazuje na doživljaj bolje iskorišćenosti znanja i mogućnosti pojedinca I jedni i drugi ispitanici imaju skoro isti doživljaj kada je u pitanju monotonija posla i pažnja neophodna u radu Niska ocena ukazuje da se radi o poslovima koji nisu ni monotoni za zaposlene a sa druge strane radi se o poslovima koji traže angažovanje pažnje u obavljanju S druge strane ispitanici zaposleni na radioterapiji su svoj posao ocenili kao psihički iscrpljujući dugoročno

Najviša dobijena ocena kao indikator doživljaja psihičke opterećenosti poslom je dobijena na pitanje o psihičkom opterećenju koje proizilazi iz velike odgovornosti zbog ozbiljnih posledica (poduzorak radioterapije ima ocenu 394 a poduzorak dijagnostike 322) Ostala pitanja imaju prosečne ocene koje su ispod srednje ocene 3 -uglavnom saglasan

Psihički doživljaj opterećenosti poslom u domenu psihologije rada poznat kao subjektivni osećaj umora ima i praktične posledice medju kojima su za nas od značaja one koje se odnose na smanjenje motivacije za rad i dalje reperkusije na radnu sposobnost i zdravlje zaposlenih Medjusobnu povezanost intrinzičnih faktora medju kojima je izraženo zadovoljstvo poslom a sa druge strane slabo izraženo osećanje subjektivnog umora možemo povezali kao pozitivne i konstruktivne indikatore adaptiranosti ispitanika na posao U oceni faktora profesionalnih rizika motivacija ocenjena bazično pozitivno u skladu sa niskim ocenama subjektivnog doživljaja opterećenosti poslom dobija pozitivnu dimenziju suprotnu stresogenosti

186

Opterećenost poslom- dijagnostika terapija

0

05

115

2

25

335

4

45

negativan afekat

velika odgovornost

konfliktan posao

vremenski ogr

ispod kvalifikacija

niska pažnja

izaziva nervozujednoli

psihnap kratkor

psih nap dugor

dijagnostikaterapija

Slika 2 Prikaz rezultata na upitniku o doživljaju opterećenošću poslom izmedju dva poduzorka

Utvrdili smo procentualno slične rezultate kada su u pitanju alkoholizam upotreba

lekova i pušenje Radi se o procentu iznad 30 u okviru oba poduzorka i oni su značajni sa pozicija skretanja pažnje na probleme stresnog reagovanja i mogu biti primarna pozicija za kupiranje stresa na nivou uzorka

30 ispitanika sa dijagnostike a 48 ispitanika sa radioterapije ne puši Pušači koji puše izmedju 5 i 10 cigareta su brojniji u poduzorku radiodijagnostike Strastveni pušači su zastupljeniji u poduzorku ispitanika sa radioterapije Veći procenat pušača koji puše više od jedne kutije čak i do dve kutije dnevno je u poduzorku ispitanika sa radioterapije Ne postoji statistički značajna razlika u okviru rezultata istraživanja o pušenju izmedju poduzoraka radiodijagnostike i radioterapije Pušenje je značajan faktor rizika za najveći broj malignih oboljenja Uzorak istraživanja su profesionalci koje imaju najpotpunija znanja o štetnostima pušenja po zdravlje zatim mogućnost sagledavanja obolevanja u kojima je pušenje veoma značajan faktor rizika Ispitanici sami rade u uslovima rada nepovoljnim sa stanovišta ove problematike tako da visok procenat pušača u okviru oba poduzorka ispitanika objašnjavamo sa pozicija funkcionisanja ličnosti u stresnim uslovima i negacije kao psihološkog odbrambenog mehanizma što potvrdjuje podatak da su strastveni pušači zastupljeniji u poduzorku ispitanika sa radioterapije

Alkoholizam je bolest koja u dijagnostikovanju uvažava heteroanamnestičke podatke Pouzdanost ličnog iskaza je veoma mala Ispitanike koji su izneli podatak da povremeno konzumiraju alkohol posmatramo kao i potencijalno značajne uživaoce alkohlnih pića jer je umereno konzumiranje alkohola dijagnostički značajna kategorija Za anamnestičke podatke kroz formu intervjua ovakav način prikupljanja podataka se smatra adekvatnim Ako su neophodni dodatni podaci se dobijaju dodatno

Uzimanje lekova i alkohola utiče na obavljanje poslova na sigurnost na radu Ispitanici su se izjasnili da koriste lekove za hronične bolesti a analgetike po potrebi a lekove za smirenje u malom precentu

187

Ispitanici su se u okviru celokupnog uzorka a i u okviru oba poduzorka izrazili pozitivno u odnosu na potrebu i značaj slobodnog vremena u njihovom životnom funkcionisanju

Incidencija zdravstvene problematike na poduzorku radiodijagnostike je veća nego na poduzorku radioterapije ali su u pitanju bolesti iz klasifikacije bolesti u vezi sa radom(hipertenzija i ishemična oboljenja) U okviru poduzorka radioterapija manji procenat ispitanika ima zdravstvenih problema bolesti su značajanije sa pozicija kontraindikacija za rad Radi o psihosomatskim endokrinim oboljenjima odnosno o hipertireozi kao najčešćem obolenju

Nalazi hromozomskih aberacija kod poduzorka radioterapija su patološki indikativniji nego kod poduzorka ispitanika sa radiodijagnostike

Rezultati na upitniku opšte neurotičnosti CIN-4 na ukupnom uzorku a u odnosu na pojedine dimenzije psihičkog funkcionisanja pokazuju različitu raspodelu Za najveći broj

dimenzija psihoneurotskih tendencija dobijeni skor je ispod vrednosti koje su dijagnostički značajne Vrednosti koje su dijagnostički značajne su individualne i bez značaja za ukupni uzorak U poduzorku dijagnostike 8 imaju vrednosti iznad graničnog skora a u poduzorku terapije 16 ispitanika ima vrednosti dijagnostički značajnog skora Dobijeni skorovi ukazuju na umerene vrednosti neurotskih tendencija kod ispitanika izraženih vrednosti nema ni u jednom slučaju Najznačajnije povećanje vrednosti skorova psihoneurotskih tendencija je na dimenzijama impulsivnosti i kardiovaskularnih tendencija

4 Zaključak Zaključili smo da ispitanici u okviru poduzorka radioterapija imaju izraženije

pokazatelje stresa na radu kroz sve ispitivane indikatore Dobijeni rezultati su vrednosti za koje nije utvrdjena statistička značajnost ali imaju opšti trend povišenih vrednosti i kao takvi imaju odredjen teorijski i praktični značaj

Kao generalni zaključak možemo istaći da su ispitanici oba poduzorka izrazili visoku intrizičnu motivaciju kada je u pitanju zanimljiv posao Ona se na ukupno radno funkcionisanje odrazila pozitivno jer je znatno niže zadovoljstvo drugim intrizičnim i ekstrinzičnim faktorima Ispitanici imaju visok stepen tolerancije i uspevaju da održe odgovarajuću efikasnost Subjektivni doživljaj opterećenosti poslom je minimalno izražen i malo različit u okviru poduzoraka Najviša dobijena ocena kao indikator doživljaja psihičke opterećenosti

poslom je dobijena na pitanje o psihičkom opterećenju koje proizilazi iz velike odgovornosti zbog ozbiljnih posledica neadekvatnog procesa rada

Dobijeni podaci o prisutnosti alkoholizma pušenja i upotrebe lekova na našem uzorku su vrlo ilustrativni u okviru diskusije i neophodni za zaključke koji skreću pažnju na ozbiljnost problematike

Rezultati istraživanja na upitniku CIN4 pokazuju da uzorak koji smo ispitivali ima karakteristike emocionalno stabilnog uzorka sa veoma niskim indikatorima opšte neurotičnosti Povećanja na odredjenim skalama su interesantna i indikativna za radnu situaciju ali ne i dijagnostički značajna Stres koji se može dijagnostikovati kroz indikatore opšte neurotičnosti nije pozitivno ocenjen na uzorku niti na poduzorcima To je važno zato što je emocionalna stabilnost element dobrog opšteg zdravstvenog stanja ispitanika Emocionalna stabilnost je veoma važna u radu sa potencijalno rizičnim poslovima po radno funkcionisanje i zdravlje zaposlenih Opšta neurotičnost kao njena suprotnost je

188

kontraindikacija za rad na poslovima sa povećanim rizikom a posebno na poslovima sa izvorima jonizujućih zračenja

5 Literatura [1] SČizmić Ljudski faktor Osnovi inženjerske psihologije Institut za psihologiju

Filozofskog fakulteta Centar za primenjenu psihologiju Beograd (2006) [2] SČizmić S Milanović S Motivacija za rad zdravstvenih radnika koji rade sa izvorima

jonizujućih zračenja Bilten INN laquoVinčaraquo Vol91-4 (2004) štampano u 2005 str23-31 [3] S Milanović raquoStres na radu kod lica koja su profesionalno izložena jonizujućim

zračenjimaraquo magistarski rad Univerzitet u Beogradu Centar za multidisciplinarne studije Beograd (2005)

[4] Industrial and Organizational Psychology Linking Theory with Practicendash Edited by Cary LCoper amp Edvin A Locke (2000)

[5] SMilanović Subjektivni doživljaj radnog opterećenja zdravstvenih radnika koji rade u zoni jonizujućih zračenja 53 Naučno stručni skup psihologa Srbije Soko ndashBanja 18-21 maj 2005 str35

[6] IŠtajnerberg S Čizmić Psihologija i savremena tehnika Zavod za udžbenike i nastavna sredstva Beograd (1991)

ABSTRACT RISK ASSESSMENT OF CHRONIC STRESS AT WORK PLACE AND

WORK ENVIRONMENT OF PERSONS OCCUPATIONALY EXPOSED TO IONAIZING RADIATION AT WORK

Svetlana MILANOVIĆ1Želmira ILIĆ1 Vera SPASOJEVIĆ TIŠMA1 1) Institut of Nuclear Sciencies bdquoVincaldquo Belgarde Serbia cecapsyvinbgayu

Interactions of factors at work and workerrsquos health have been analyzed through indicators of chronic professional stress The examinees have been persons working with sealed sources of radiation with various professional risks among which we have stressed exposure to different radiation doses Health professionals (medical doctors radiologist technicians) working in radio diagnostic and radiotherapy of oncology deceases have been examined It was concluded that examinees among the subgroup laquotherapyraquo has higher values of stress indicators expressed through all examined indicators work motivation personal opinion of work load behavioral dysfunctions (smoking alcoholism drug abuse) increase incidence of health dysfunctions and general neuroticism of examinees

Obtained results are values for which statistical significant have not been established so they have certain theoretical and practical importance in the frame research with descriptive nature

189

PROCENA IZLAGANJA PROFESIONALNO IZLOŽENIH LICA U RENDGEN DIJAGNOSTICI I KORELACIJA SA ZAKLJUČCIMA

PERIODIČNIH ZDRAVSTVENIH PREGLEDA

Duško KOŠUTIĆ Olivera CIRAJ-BJELAC Institut za nuklearne nauke Vinča Beograd Srbijakosdusvinbgacyu

SADRŽAJ U periodu od 2002 godine do 2007 godine uočeno je da se znatno veći broj

profesionalno izloženih lica koja rade sa generatorima rendgenskog zračenja u medicini udaljuju iz zone jonizujućih zračenja u odnosu na prethodni period a kaoposledica periodičnih zdravstvenih pregleda koja ta lica obavljaju u ovlašćenim ustanovama Uzrok su uglavnom rezultati analize hromozomskih aberacija u uzorcima periferne krvi odnosno pronalaženje jednog ili dva dicentrika Lica se udaljavaju na period od tri do šest meseci a nakon ponovnih analiza se uglavnom vraćaju na svoja radna mesta Cilj ovog rada je da se izvrši procena izlaganja za navedena lica i da se utvrdi korelacija sa zaključcima periodičnih pregleda Procena je izvršena za grupu od 92 profesionalno izložena lica iz 11 zdravstvenih ustanova Najveći broj tih lica je radio u nadgledanoj radijacionoj zoni a deo uopšte nije dolazio u kontakta sa izvorima jonizujućih zračenja Procenjene vrednosti izlaganja na godi[njem nivou kreću se u intervalu 20-400 microSv (ne uzimajući u obzir prirodni fon)

1 Uvod U periodu od 2002 godine do 2007 godine uočeno je da se znatno veći broj

profesionalno izloženih lica koja rade sa generatorima rendgenskog zračenja u medicini udaljuju iz zone jonizujućih zračenja u odnosu na prethodni period a kaoposledica periodičnih zdravstvenih pregleda koja ta lica obavljaju u ovlašćenim ustanovama Uzrok su uglavnom rezultati analize hromozomskih aberacija u uzorcima periferne krvi odnosno pronalaženje jednog ili dva dicentrika Lica se udaljavaju na period od tri do šest meseci a nakon ponovnih analiza se uglavnom vraćaju na svoja radna mesta Cilj ovog rada je da se izvrši procena izlaganja za navedena lica i da se utvrdi korelacija sa zaključcima periodičnih pregleda

2 Procena doze za profesionalno izložena lica Stepen izloženosti jonizujućim zračenjima za lica koja rade sa dijagnostičkim

generatorima rendgenskog zračenja obavlja se rutinski u uslovimasnimanja i prosvetljavanja Pri merenju u rendgendijagnostici koristi se vodeni fantom dimenzija 20 x 20 x 15 cm3 Procena izloženosti profesionalno izloženih lica zasniva se na merenju apsorbovane dozex-zračenja ili jačine kerme u vazduhu na rastojanjima (ili na mestima)

Fokus rendgenske cevi ndash glava rukovaoca Fokus rendgenske cevi ndash gonade rukovaoca Fokus rendgenske cevi ndash šake rukovaoca

uz primenu najnepovoljnijih uslova u pogledu faktora opterećenja (snimanje lumbalnog

dela kičmenog stuba snimanje vratnog dela kičmenog stuba na stativu i sl)

190

Za merenja pri prosvetljavanju koristi se visoki napon od 90 kV i anodna struja od 3 mA Merenja se sprovode i za uslove ciljanog snimanja želuca uz primenu maksimalnih vrednosti faktora opterećenja za fantoma dimenzija 20 x 20 x 15 cm Procena izloženosti profesionalno izloženih lica i drugih koji se nalaze u susednim prostorijama pacijenata u čekaonici i kabini za svlačenje sprovodi se pod istim radnim uslovima merenjem kerme u vazduhu na rastojanju 1 m od površine zida vrata ili prozora

Na osnovu izvršenih merenja od strane ovlašćenih lica iinformacije o radnom opterećenju procenjuje se vrednost ekvivalentne doze x-zračenja na mestu rukovaoca a dobijena vrednost se upoređuje sa podacima lične dozimetrije

Na osnovu Preporuke Međunarodne komisije za zaštitu od zračenja (ICRP 60) i Pravilnika o granicama izlaganjaprofesionalno izloženih lica granice izlaganja za profesionalno izložena lica i stanovništvo date su su Tabeli 1

Tabela 1 Granice izlaganja za profesionalno izložena lica i stanovništvo

Veličina ili organ Profesionalno izložena lica Stanovništvo

Efektivna doza Godišnja ekvivalentna doza Očno sočivo Koža Šake i stopala

20 mSva prosečno u toku perioda od 5 godina 150 mSva 500 mSva 500 mSva

1 mSva 15 mSva 50 mSva 50 mSva

3 Elementi zdravstvenih pregleda Prema Odluci o stručnoj spremi izdravstvenim uslovima za lica koja rade sa izvorima

jonizujućih zračenja zdravstveni pregled profesionalno izloženih lica obuhvata 1 Opšti klinički pregled sa detaljnom radnom ličnom i porodičnom anamnezom (pre

stupanja na rad i pri svakom periodičnom pregledu) 2 Laboratorijske analize (pre stupanja na rad i pri svakom periodičnom pregledu) 3 Analiza hromozomskih aberacija u limfocitima periferne krvi (u prva tri meseca

od početka rada sa izvorima jonizujućih zračenja i kasnije na zahtev nadležne zdravstvene ustanove ili ovlašćenog pravnog lica koje vrši merenje radi procene nivoa izloženosti)

4 Analiza binuklearnih limfocita (na zahtev nadležne zdravstvene ustanove) 5 Oftamološki pregled očnog sočiva (pre stupanja na rad i kasnije svake 3 godine) 6 Ginekološki pregled za žene (pre stupanja na rad) 7 Neuropsihijatrijski i psihološki pregled (pre stupanja na rad i kasnije svakih 6

godina)

191

8 Dopunske analize kojima se može utvrditi poremećaj metabolizma pojedinih elemenata u zavisnosti od vrste posla sa otvorenim izvorima jonizujućih zračenja (jod uran torijum radon) ako nadležna zdravstvena ustanova utvrdi da su neophodni

9 Ostali pregledi koje odredi nadležna zdravstvena ustanova kojima se utvrđuje podobnost za obavljanje poslova i radnih zadataka a koji direktno utiču na sigurnost primene izvora jonizujućih zračenja Ako zdravstvena ustanova utvrdi da profesioanalo izloženo lice ne ispunjava zdravstvene uslove dužno je da o tome odmah obavesti korisnika izvora ovlašćeno pravno lice koje vrši merenja radi procene stepena ozračenosti tih lica jonizujućem zračenju i nadležno Ministarstvo

U istoj Odluci navodi se da sa izvorima jonizujućih zračenja ne mogu raditi lica koja 1 Boluju ili su bolovala od malignih bolesti 2 Imaju hematološka oboljenja 3 Imaju evolutivna oboljenja očnog sočiva 4 Boluju od sistematskih bolesti imunog sistema 5 Boluju od težih endokrinih bolesti 6 Boluju od težih duševnih bolesti i bolesti zavisnosti 7 Boluju od težih nervnih oboljenja 8 Boluju od težih oboljenja kože 9 Boluju od drugih funkcionalnih ili organskih oboljenja koja utvrdi lekar

specijalista medicine rada odrežen za poslove zdravstvenog stanja profesionalno izloženih lica

Na osnovu dokumenta Međunarodne agencije za atomsku energiju retko je da

radijaciona komponenta radne sredine radiološkog odeljenja značajno utiče na odluku o radnoj sposobnosti lica da počne da radi sa zračenjem ili da utiče na ukupne uslove rada U slučaju izlaganja neočekivano visokim dozama (200-500) mSv ili višim potrebno je vršiti specifična medicinska ispitivanja koja bi ukazala na izloženost jonizujućim zračenjima

4 Rezultati Metodologijom za procenu izlaganja profesionalno izloženih lica procenjena je doza za

92 lica kod kojih je pri periodičnoj zdravstvenoj kontroli utvrđeno da ne ispunjavaju uslove za rad u zoni jonizujućih zračenja kao posledica rezultata analize hromozomskih aberacija u uzorcima periferne krvi odnosno pronalaženje jednog ili dva dicentrika

U grupi ispitanika bile su obuhvaćene različite kategorije profesionalno izloženih lica radiološki tehničari koji rukuju rendgen-aparatima u konvencionalnoj rendgendijagnsotici u stomatološkim jedinicama radiolozi koji korisate prosvetljavanje za pregled pacijenata u kontroloisanoj ili nadgledanoj zoni kao i lekari drugih specijalnosti (pneumoftiziolozi radiolozi onkolozi) što je prikazano u Tabeli 2

192

Tabela 2 Rezultati procene izlaganja za različite kategorije profesionalno izloženih lica

Profesionalno izložena lica Zona zračenja Kontrolisana Nadgledana

Procenjene vrednosti izlaganja (microSva)

Radiološki tehničari u dijagnostici

10 48 40 ndash 120

Radiološki tehničari u stomatologiji

12 20 ndash 30

Radiolozi na prosvetljavanju

6 6 30 ndash 150

Zaposleni u interventnoj radiologiji

4 300 ndash 400

Ostali 6 lica koja apsoultno ne rade u zoni zračenja i ne rukuju izvorima zračenja

Najveći broj lica je radio u nadgledanoj zoni (66) dok je u kontrolisanoj zoni radilo 20

profesionalno izloženih lica Dozimetrijskim merenjima pod uslovima koji su navedeni u metodologijimerenja i procene izlaganju izmerene su vrednosti jačine kreme u vazduhu bile su na nivou varijacija prirodnog fona u nadgledanoj zonami i 10 ndash 60 nGys u kontrolisanoj zonani u svim ustanovama obuhvaćenim ovom analizom Na osnovu rezultata merenja i tipičnog broja dijagnostičkih postupaka na godišnjem nivou procenjene su vrednosti izlaganja a rezultati su dati u Tabeli 2

5 Zaključak Procenjeni nivo izlaganja profesionalno izloženih lica daleko su niže od vrednosti doza

čije bi posledice bile udaljavanje lica iz zone jonizujućih zračenja niti sa promenama u genetskom materijalu Odsustvo korelacije je jos drastičnije u slučaju šest lica koja apsolutno nisu ulazila u zonu zračenja ali im je na osnovu analize hromozomskih aberacijazabranjen rad u zoni zračenja (gde inače i ne rade) Postoji i paradoks koji nije bio predmet ovog rada (ali će biti predmet daljih analiza) o profesionalnom oboljenju lica koje je tokom perioda od 15 godina rada u zoni zračenja bilo izloženo ukupnoj dozi od oko 20 mSv ali je oboljenje koje je nastalo kod te osobe dovedeno je u vezu sa nivoom izlaganja

6 Literatura [1] Odluka o stručnoj spremi i zdravstvenim uslovima lica koja rade sa izvorima

jonizujućih zračenja (SlList SRJ 4597) [2] International Commission on Radiological Protection 1990 Recommendations of the

International Commission on Radiological Protection ICRP Publication 60 Oxford Pergamon Press 1991

[3] Pravilnik o granicama izlaganja jonizujućim zračenjima (Sl List SRJ 3298) [4] Safety Standards Series NoRS-G-11 (IAEA 1999) [5] Cytogenetic Analisis for Radiation Dose Assessment A manuel (Technical Reports

Series No 405 IAEA 2001)

193

ABSTRACT

OCCUPATIONAL DOSE ASSESSMENT IN DIAGNOSTIC RADIOLOGY AND CORRELATION OF DOSE TO HEALTH SURVEILLANCE RESULTS

Duško KOŠUTIĆ Olivera CIRAJ-BJELAC Vinča Institute of Nuclear Sciences Belgrade Serbia kosdusvinbgacyu

A significant number of occupationally exposed persons has been excluded from work

in the period 2002-2007 due to results of routine health surveillance ie increased incidence of chromosomal aberrations After 3 to 6 months of exclusion from work those persons are returned to their normal work Aim of this work is to assess dose to those persons and to find correlation between results of dose assessment and finding of routine health surveillance Dose assessment was performed for the group of 92 individuals occupationally exposed to ionising radiation in 11 health institutions Most of them work in supervised radiation areas while number of them has never had a contact with sources of ionising radiation Estimated dose values range 20-400 microSv (excluding natural background)

194

195

PROCJENA INTERNIH DOZA ZRAČENJA U PRVIM DINAMIČKIM STUDIJAMA BUBREGA POMOĆU GAMA KAMERE U KLINIČKOM CENTRU CRNE GORE ndash PODGORICA

Nevenka ANTOVIĆ1 i Irena ALIGRUDIĆ2

1) Prirodno-matematički fakultet Univerzitet Crne Gore Podgorica Crna Gora nenaarcpmfcgacyu

2) Odjeljenje nuklearne medicine Klinički centar Crne Gore Podgorica Crna Gora airenacgyu

SADRŽAJ Aktivnosti akumulirane u bubrezima deset pacijenata pri prvim ispitivanjima renalne

funkcije uz pomoć 99mTc-DTPA i dvoglave gama kamere u Kliničkom centru Crne Gore ndash Podgorica procijenjene su koristeći MIRD metod Apsorbovana doza u bubrezima (koji su istovremeno i organ-izvor i organ-meta) u srednjem procijenjena je na 5919 GyMBq a doze koje su od bubrega kao organa-izvora primili pankreas jetra i zid mokraćne bešike (kao organi-mete) procijenjene su na 0214 GyMBq 0126 GyMBq i 0008 GyMBq respektivno

1 Uvod Kao što je poznato radionuklidno oslikavanje jedna je od najvažnijih primjena

radioaktivnosti u nuklearnoj medicini Na ovaj način dobija se slika distribucije radioaktivnošću (radionuklidom) obilježene supstance unutar tijela nakon njenog unošenja u organizam pacijenta Ovo se postiže registracijom zračenja koje radionuklid emituje i to detektorima koji su smješteni na različitim lokacijama oko tijela pacijenta a najčešće korišćeni instrument u ove svrhe je gama kamera 1

Proračun energije zračenja koju interni radionuklid nakon unošenja 99mTc-DTPA ostavlja u organizmu pri prvim dinamičkim studijama bubrega pomoću gama kamere u Kliničkom centru Crne Gore ostvaren je primjenom MIRD (Medical Internal Radiation Dose) metoda a dio tih rezultata predstavljen je u ovom radu

2 99mTc-DTPA Aktivnost 99mTc-DTPA koja se preporučuje za intravenska oralna ili lumbalna unošenja

u organizam je u opsegu (20 ndash 600) MBq pri čemu način unošenja zavisi od tipa ispitivanja U slučaju dinamičkih studija bubrega unošenje rastvora u organizam pacijenta koji se već nalazi na krevetu ispod gama kamere je intravensko u vidu bolusa Vrijeme snimanja obično je 30-tak minuta nakon aplikacije

99mTc-DTPA se eliminiše iz krvotoka kroz četiri paralelna procesa koji mogu biti opisani pomoću četiri eksponencijalne krive 58 aktivnosti ima biološki poluživot 38 minuta 24 aktivnosti ima biološki poluživot 156 minuta 16 aktivnosti ima biološki poluživot 118 minuta a 2 aktivnosti ima biološki poluživot 136 minuta Najveća aktivnost 99mTc-DTPA u bubrezima javlja se (35 - 38) minuta nakon aplikacije i iznosi 44 ukupne unesene aktivnosti Izlučivanje iz bubrega opisuje se pomoću dvije eksponencijalne krive 69 aktivnosti ima biološki poluživot 173 h 27 aktivnosti ima biološki poluživot 92 h dok je 4 aktivnosti zadržano u različitim tkivima 2

196

3 Procjena internih doza zračenja u prvih deset dinamičkih studija bubrega uz pomoć gama kamere u Kliničkom centru Crne Gore

U Odjeljenju nuklearne medicine u Kliničkom centru Crne Gore u Podgorici instalisana je NUCLINE Spirit (DH-V) dvoglava gama kamera mađarske firme Mediso pomoću koje se od septembra 2006 godine između ostalog rade i dinamičke studije (tj ispitivanja renalne funkcije) bubrega

Prvih deset pacijenata bilo je različite starosne dobi (od 23 do 65 godina) a proračun radijacione energije koju ostavlja interni radionuklid (nakon aplikacije 99mTc-DTPA) u ovim ispitivanjima ostvaren je korišćenjem MIRD metoda

Aktivnost punog i praznog šprica vrijeme između ova dva mjerenja iznos injektovane aktivnosti i najveća aktivnost 99mTc-DTPA koja je u bubrezima prisutna (35 ndash 38) min nakon aplikacije i iznosi 44 od ukupno unesene aktivnosti (a u stvari je početna aktivnost (A0) za dalje proračune) dati su u Tabeli 1

Tabela 1 Injektovane aktivnosti i maksimalne aktivnosti prisutne u bubrezima Pacijent Godina

rođenja Aktivnost

punog šprica [MBq]

Aktivnost praznog šprica [MBq]

Vrijeme između

dva mjerenja

[s]

Aplikovana aktivnost [MBq]

Amax u

bubrezima [MBq]

1 1952 3015 189 2 220 2813 124 2 1968 2542 119 2 040 2416 106 3 1940 2611 112 2 160 2491 109 4 1954 3094 302 1 980 2772 122 5 1941 2788 138 2 340 2640 116 6 1963 2638 157 2 040 2472 109 7 1961 2522 178 2 220 2332 102 8 1984 2302 215 2 100 2074 91 9 1947 2820 226 2 100 2580 113 10 1972 2756 158 1 980 2589 114

Aktivnost akumulirana u bubrezima proračunata je pomoću MIRD metoda uz

pretpostavku da je preuzimanje aktivnosti od strane organa bilo trenutno (tj veoma brzo u poređenju sa periodom poluraspada radionuklida) i takođe da se čišćenje (eliminacija) ostvarivalo i putem radioaktivnog raspada i putem biološkog izlučivanja sa efektivnim poluživotom Te koji se određuje pomoću

be TT11

+ ep

TT

1

= pb

pb

TTTT

(1)

gdje je Tb biološki poluživot a Tp fizički poluživot (tj period poluraspada) Prema tome akumulirana aktivnost je 1

A asymp 144 Te1A0f1+144Te2A0 f2 (2)

197

gdje su efektivni poluživoti Te1 = 134 h i Te2 = 363 h izračunati pomoću (1) za 1bT i

2bT respektivno Naime kako je to prethodno navedeno iz farmakokinetičkih svojstava 99mTc-DTPA slijedi da se izlučivanje iz bubrega može opisati dvokomponentnom eksponencijalnom krivom ndash 68 aktivnosti (f1 = 068) sa biološkim poluživotom od 173 h (Tb1) i 27 aktivnosti (f1 = 027) sa biološkim poluživotom od 92 h (Tb2) dok je Tp = 601 h 3 Iznos aktivnosti (4 ) koja je zadržana u različitim tkivima zanemaren je u proračunima čiji su rezultati dati u Tabeli 2

Tabela 2 Rezultati proračuna radijacionih doza koje su posljedica aktivnosti koja je akumulirana u bubrezima

Pacijent Aktivnost akumulirana u bubrezima

[MBq∙s]

Radijaciona doza

(bubrezi) [Gy]

Radijaciona doza

(pankreas) [Gy]

Radijaciona doza

(jetra) [Gy]

Radijaciona doza (zid mokraćne

bešike) [Gy]

1 121 572 1 6655 603 356 23 2 104 364 1 429 8 518 306 19 3 107 712 1 4756 534 315 20 4 119 772 1 6409 594 351 22 5 114 084 1 5629 566 334 21 6 106 812 1 4633 529 313 19 7 100 728 1 3799 499 295 19 8 89 604 1 2276 444 262 17 9 111 528 1 5279 553 327 21 10 111 842 1 5322 555 328 21

Za deset prvih pacijenata (od 1 do 8 ndash žene 9 i 10 ndash muškarci) srednja doza

apsorbovana u bubrezima (koji su istovremeno i organ-izvor i organ-meta) kao i doze koje pankreas jetra i zid mokraćne bešike (kao organi-mete) primaju od bubrega kao organa-izvora dobijena je pomoću

SAD (3)

gdje je S srednja doza po jedinici akumulirane aktivnosti Rezultati ovih proračuna

takođe su dati u Tabeli 2 S-vrijednost za 99mTc za referentnu odraslu osobu softverski je proračunata i to S = 13710-5 mGyMBqs (iz bubrega u bubrege) S = 49610-7 mGyMBqs (iz bubrega u pankreas) S = 29310-7 mGyMBqs (iz bubrega u jetru) S = 18710-8 mGyMBqs (iz bubrega u zid mokraćne bešike) 4

Na osnovu podataka datih u Tabeli 1 i u Tabeli 2 srednja apsorbovana doza u bubrezima procijenjena je na 5919 GyMBq dok je u pankreasu jetri i zidu mokraćne bešike ova doza procijenjena na 0214 GyMBq 0126 GyMBq i 0008 GyMBq respektivno Treba napomenuti da su navedene doze dobijene kao aritmetičke sredine proračunatih vrijednosti apsorbovanih doza za deset tretiranih pacijenata

198

Poredeći ove vrijednosti sa vrijednostima koje su dobijene kao ukupne absorbovane doze u datim organima na osnovu tzv Crysty-Eckerman modela 5 pankreas (21 GyMBq) jetra (18 GyMBq) zid mokraćne bešike (77 GyMBq) može se zaključiti da je doprinos aktivnosti akumulirane u bubrezima dozama koje ovi organi primaju usljed injektovanja 99mTc-DTPA 102 7 i 001 respektivno

Takođe uz pomoć literaturnih podataka procijenjeno je da injekcija 2813 MBq 99mTc-DTPA (prvi pacijent) dovodi do efektivne ekvivalentne doze od 235 mSv 6 što je manje od tipične godišnje doze od prirodnih izvora zračenja Odnosno ova doza je jednaka dozi koju osoba primi iz prirodnih izvora zračenja za nešto više od 9 mjeseci

4 Zaključak Iako postoje određena ograničenja u korišćenju MIRD metoda za proračun internih doza

zračenja (koristi se anatomski model prosječnog čovjeka pretpostavlja se da je distribucija aktivnosti unutar organa uniformna itd) ovdje prezentirani rezultati mogu biti korisni za poređenje prosječnih doza u različitim organima pacijenta pri različitim nuklearno-medicinskim procedurama i dobra su osnova za procjenu rizika kome je pacijent izložen usljed injektovanja određenog iznosa radioaktivnosti

5 Literatura [1] S R Cherry J A Sorenson M E Phelps Physics in Nuclear Medicine 3rd edition

Saunders USA (2003) [2] wwwisotope-instcom DTPA in vivo kit [3] LBNL Isotopes Project ndash LUNDS Universitet WWW Table of Radioactive Isotopes

Version 21 Nuclide Data Search (2004) [4] M G Stabin MIRDOSE Personal computer software for internal dose assessment in

nuclear medicine Journal of Nuclear Medicine 37 (1996) 538-546 [5] M G Stabin J B Stubbs R E Toohey Radiation Dose Estimates for

Radiopharmaceuticals Radiation Internal Dose Information Center Oak Ridge Institute for Science and Education 1996 wwworaugovehsddoseshtm

[6] I Aligrudić Ozračenost ciljnog organa pri dinamičkim nuklearno-medicinskim procedurama gama-kamerom uz upotrebu 99mTc-DTPA Magistarski rad Prirodno-matematički fakultet Univerzitet Crne Gore (2007)

199

ABSTRACT

ESTIMATION OF INTERNAL RADIATION DOSES IN THE FIRST DYNAMIC STUDIES OF KIDNEYS USING GAMMA CAMERA IN THE CLINICAL CENTER

OF MONTENEGRO ndash PODGORICA

Nevenka ANTOVIC1 and Irena ALIGRUDIC2


1) Department of Nuclear Medicine Clinical Center of Montenegro Podgorica Montenegro airenacgyu

Activities cumulated in the kidneys of ten patients at the first studies of renal function by the 99mTc-DTPA and dual-headed gamma camera in the Clinical Center of Montenegro ndash Podgorica are estimated using the MIRD method An average absorbed dose is estimated to be 5919 GyMBq to kidneys (as organ-source and organ-target simultaneously) and from kidneys (as organ-source) to pancreas liver and urinary bladder wall (as organ-targets) 0214 GyMBq 0126 GyMBq and 0008 GyMBq respectively

200

201

ANTIOKSIDATIVNA AKTIVNOST FLAVONOIDA (PROCIJANIDOLA KVERCETINA KEMFEROLA I LUTEOLINA)

U HUMANIM LIMFOCITIMA OZRAČENIM IN VITRO

Miroslava STANKOVIĆ Andreja LESKOVAC Sandra PETROVIĆ Institut za nuklearne nauke lsquorsquoVinčarsquorsquo Laboratorija za fizičku hemiju

SADRŽAJ U ovom radu je praćena promena učestalosti mikronukleusa(MN) i aktivnost

antioksidativnih enzima katalaze(CAT) i glutation S transferaze (GST) kao i produkcija malondialdehida(MDA) u neozračenim i ozračenim ćelijskim kulturama humanih limfocita tretiranih 087M flavonoidima (procijanidolom kvercetinom luteolinom i kemferolom) Rezultati su pokazali da najbolji antioksidativni efekat na ćelijske kulture humanih limfocita pokazuje procijanidol antioksidativni efekat luteolina i kemferola je slabiji dok kvercetin pokazuje i prooksidativnu aktivnost

1 Uvod Mnoge biljke sadrže slobodne ili glikozidno vezane flavonoide kao žute ćelijske

pigmente (flavus-žut) lokalizovane u raznim organelama naročito u cvetovima i lišću Flavonoidi su fenolna jedinjenja koja sadrže 15 atoma ugljenika (C6-C3-C6) od kojih 9

pripada benzopirenskom prstenu (benzenski prsten-A kondenzovan sa piranskim prstenom) Ostalih 6 C-atoma čine benzenski prsten (B) povezan sa benzopiranskim prstenom na poziciji dva ili tri Različite vrste flavonoida međusobno se razlikuju prema tipu hibridizacije C atoma (sp3 ili sp2) na poziciji 2 3 i 4 benzopirenskog prstena i prema supstituentima na tim ugljenikovim atomima [1] Gotovo sve aktivnosti flavonoida se zasnivaju na njihovoj antioksidativnoj aktivnosti dobrih hvatača slobodnih radikala [23]

Pojačano stvaranje slobodnih radikala mogu favorizovati spoljašnji činioci kao što su jonizujuće zračenje metaboliti različitih toksičnih jedinjena i lekova kao i povećana koncentracija kiseonika U uslovima nekontrolisanog stvaranja slobodnih radikala njihova količina može prevazići kapacitet ćelije i tada nastaje oksidativni stres

Glavni sistem zaštite od reaktivnih vrsta kiseonika (ROS) čini grupa antioksidativnih enzima u koje spadaju i glutation-S transferaza (GST) i katalaza (KAT) koji predstavljaju prvu liniju odbrane u eliminaciji primarnih proizvoda redukcije molekulskog kiseonika Antioksidativni zaštitni sistem (AOS-antioxidant defence system) nastao je tokom evolucije kod svih aerobnih organizama kako bi se sprečila ograničila ili popravila oštećenja nastala delovanjem reaktivnih vrsta kiseonika (O2

- H2O2 OH i 1O2) Zahtevi za maksimalnom tačnošću i sigurnošću u ispitivanju oštećenja nastalih

delovanjem genotoksičnih agenasa na humanu populaciju su sve veći jer čak i male nepravilnosti pri tako osetljivim istraživanjima mogu imati značajne posledice Jedan od načina bolje rezolucije u citogenetskim ispitivanjima je povećanje broja analiziranih ćelija po ispitaniku U vezi sa tim analiza mikronukleusa citohalazin-B metodom za sada predstavlja najbolje rešenje

2 Materijal i metode Za određivanje efekta pojedinačnih flavonoida na učestalost mikronukleusa i enzimsku

aktivnost u kulturama humanih limfocita mi smo u eksperimentu koristili flavonoide

202

Procijanidol (-)-epigalokatehin-3-O-galat (EGCG) Kvercetin (35734-penta oksi flavonol) Luteolin (5734-tetrahidroksiflavon) Kemferol (3574-tetraoksiflavonol)

Za analizu mikronukleusa korišćeni su kriterijumi Countryman and Heddle [4] Preparacija je obavljena po metodi Fenech and Morely [5] Pregledano je 1000 binuklearnih ćelija po uzorku

Količina stvorenog MDA se meri spektrofotometrijski po metodi Aruoma [6] i predstavlja indeks lipidne peroksidacije

Aktivnost GST je određivana po metodi Habiga i sar [7] dok je katalazna aktivnost određivana po metodi Fleschera [8]

3 Rezultati i diskusija U radu smo pratili promenu učestalosti MN i aktivnost antioksidativnih enzima CAT i

GST u neozračenim i ozračenim kulturama humanih limfocita tretiranih 087M flavonoidima (procijanidolom kvercetinom luteolinom i kemferolom)

Procijanidol dovodi do smanjenja prosečne učestalosti mikronukleusa za oko 40 u odnosu na učestalost mikronukleusa kontrolne grupe Luteolin za oko 22 smanjuje prosečnu učestalost mikronukleusa u odnosu na učestalost mikronukleusa kontrolne grupe dok kemferol smanjuje učestalost mikronukleusa za oko 10 u odnosu na učestalost mikronukleusa kontrolne grupe (Tabela 1)

U neozračenim ćelijskim kulturama tretiranim procijanidolom dolazi do smanjenja produkcije malondialdehida približno 30 u odnosu na produkciju malondialdehida kontrolnih uzoraka U neozračenim uzorcima tretiranim luteolinom produkcija malondialdehida je približno 20 niža a u uzorcima tretiranim kvercetinom približno 10 viša u odnosu na produkciju malondialdehida kontrolnih uzoraka dok je produkcija malondialdehida u neozračenim uzorcima tretiranim kemferolom slična produkciju malondialdehida kontrolnih uzoraka

Aktivnost antioksidativnih enzima u uzorcima tretiranim procijanidolom i luteolinom je približno 4-5 niža u odnosu na vrednost izmerenu u kontrolnim uzorcima dok je u grupi tretiranoj kvercetinom aktivnost antioksidativnih enzima približno 6 veća u odnosu na enzimsku aktivnost izmerenu u kontrolnoj grupi (Tabela 1)

Tabela 1 Učestalosti MN produkcija MDA i aktivnost enzima CAT i GST prikazani kao od kontrole u kontrolnim uzorcima i uzorcima tretiranim

flavonoidima

Konc 087microM MN MDA CAT GST Kontrola 100 100 100 100 Procijanidol 5992 6913 9681 9634 Kvercetin 1021 11072 10604 1056 Luteolin 7795 8178 9452 9734 Kemferol 9215 9986 9946 9815

203

Ako pogledamo tabelu 2 vidimo da procijanidol smanjuje prosečnu učestalost mikronukleusa u ozračenim kulturama za oko 15 u odnosu na učestalost mikronukleusa ozračenih kontrolnih uzoraka Luteolin smanjuje prosečnu učestalost mikronukleusa u ozračenim kulturama za oko 3 dok kemferol smanjuje prosečnu učestalost mikronukleusa u ozračenim kulturama humanih limfocita za oko 10 u odnosu na učestalost mikronukleusa ozračenih kontrolnih uzoraka Prooksidativna aktivnost kvercetina je jako mala oko 1 u odnosu na učestalost mikronukleusa ozračenih kontrolnih uzoraka (Tabela 2)

U ozračenim ćelijskim kulturama tretiranim flavonoidima produkcija malondialdehida i aktivnost antioksidativnih enzima je približno ista kao i vrednosti izmerene u kontrolnim uzorcima (Tabela 2)

Tabela 2 Učestalosti MN produkcija MDA i aktivnost enzima CAT i GST prikazani kao od kontrole u ozračenim kontrolnim uzorcima i u ozračenim

uzorcima tretiranim flavonoidima Konc 087microM MN MDA CAT GST Kontrola 100 100 100 100 Procijanidol 8522 9752 9819 988 Kvercetin 10059 9933 9952 9954 Luteolin 9731 992 99 986 Kemferol 9110 9945 9904 9954

Rezultati su pokazali da flavonoidi u koncentraciji od 087microM uneti u ćelijsku kulturu

in vitro inhibiraju lipidnu peroksidaciju i pokazuju antioksidativni efekat Najbolji antioksidativni efekt ima procijanidol dok kvercetin pokazuje prooksidativnu aktivnost jer produkcijom OH jona pokreće procese lipidne peroksidacije i povećava aktivnost antioksidativnih enzima katalaze i glutation-S-transferaze

Dobijeni rezultati su pokazali da i u ozračenim ćelijskim kulturama jedino procijanidol pokazuje smanjenu produkciju MDA dok ostali flavonoidi pokazuju aktivnost koja je veoma slična vrednostima kontrolne grupe

Aktivnost enzima antioksidativnog stresa CAT i GST je veoma niska i skoro da se ne razlikuje od vrednosti dobijenih u kontrolnim uzorcima

Ovako niska aktivnost antioksidativnih enzima je posledica jonizujućeg zračenja doze 2Gy koje dovodi do kidanja peptidnih veza i do modifikacije u strukturi enzima usled čega dolazi do gubitka enzimske aktivnosti Smatra se da u uslovima intenzivne produkcije slobodnih radikala usled jonizujućeg zračenja i intenzivne lipidne peroksidacije u membranama oksidacija lipida može uzrokovati promene u konformaciji enzima (katalaze i GST-a)

4 Zaključak Rezultati koji su dobijeni u ovom radu pokazuju da se genotoksični i citotoksični efekti

u kulturama humanih limfocita izazvani produkcijom slobodnih radikala mogu meriti preko učestalosti MN (markera DNK oštećenja) produkcije MDA i aktivnosti CAT i GST

Dobijeni rezultati su pokazali da najbolji antioksidativni efekat ima procijanidol dok kvercetin pokazuje prooksidativnu aktivnost

204

Na kraju treba reći da je opravdano nastaviti istraživanja o biološkim efektima flavonoida kako bi se odredila njihova prava farmakološka svojstva kao i mogućnost sinergizma između flavonoida i hemioterapijskih agenasa Imajući u vidu širok spektar antioksidativnog delovanja flavonoida može se očekivati i njihova raznovrsna primena u medicini farmaciji i kozmetici

5 Literatura [1] Rice-Evans ACMillerJN and PagangaG Structure-antioxidant activity

relationships of flavonoids and phenolic acids Free Radical Biology amp Medicine Vol20 No7 pp 933-956 (1996)

[2] BaldiAMulinacciNVincieriFGhiselliA The antioxidant potencies of some polyphenols in grapes and wines In Watkins TR ed Wine Nutritional and therapeutic benefits Washington DC ASC 166-179 (1997)

[3] GreenrodW and FenechM The principal phenolic and alcoholic components of wine protect human lymphocytes against hydrogen peroxide and ionizing radiation induced DNA damage in vitro MutagenesisVol18 No2 pp119-126 (2003)

[4] CountrymanPI and HeddleJA The production of micronuclei from chromosome aberration in irradiated cultures of human lymphocytes MutRes 41 321-332 (1976)

[5] FenechM and MorleyAA The cytokinesis-block micronucleus technique A detailed description of the method and its application to genotoxicity studies in human population Mutation Research 285 35-44 (1993)

[6] AruomaOIHalliwellBLaughtonMJQuinlanGJGutteridgeJM The mechanism of initiation of lipid peroxidation Evidence against a requirement for an iron (II)-iron(III) complex Biochemical Journal 258 617-620 (1989)

[7] Habig HWMichaelJP and JakobyBW Glutathione S-Transferases The first enzymatic step in mercapturic acid formation The Journal of Biological Chemistry Vol249 No22 Issue of November 25 pp 7130-7139 (1974)

[8] FlescherNTripoLiSalnikow amp Burns Oxidative stress suppresses transcription factor activities in stimulated lymphocytes Clinical amp Experimental Imunology Vol 112 242-250 (1998)

205

ABSTRACT

THE ANTIOXIDANTS ACTIVITY OF FLAVONOIDS (PROCYANIDOL QUERCETIN LUTEOLIN AND KAEMPHEROL) IN HUMAN LYMPHOCYTES

EXPOSED TO IONIZING RADIATION IN VITRO

Miroslava STANKOVIC Andreja LESKOVAC Sandra PETROVIC Institute of nuclear sciences lsquorsquoVincarsquorsquo Physical Chemistry Laboratory

Phenolic components (flavonoids) may be important in prevention of DNA damage

We have tested the hypothesis that the flavonoids are protective against the DNA-damaging by γ-radiation in vitro The study confirms strong antioxidant activity and radioprotective properties of flavonoids

206

207

Dozimetrija

208

209

ABSORBOVANA FRAKCIJA ELEKTRONA U LJUDSKOM

RESPIRATORNOM TRAKTU

Vladimir MARKOVIĆ i Dragoslav NIKEZIĆ Prirodno matematički fakultet Univerzitet u Kragujevcu R Domanovića 34000

Kragujevac Srbija nikezickgacyu SADRŽAJ Absorbovana frakcija elektrona definisana kao deo energije elektrona apsorbovan u

nekoj meti je računata za razne kombinacije izvora i meta u ljudskom respiratornom traktu U tu svrhu napisan je glavni program simulacionog paketa PENELOPE a respiratorni trakt je modelovan prema ICRP66 publikaciji Dobijene vrednosti absorbovanih frakcija su fitovane u opsegu energija u kojem se mogla uočiti linearna zavisnost logaritamskih vrednosti absorbovanih frakcija od polazne energije elektrona

1 Uvod Radioaktivni nuklidi koji se nalaze u atmosferi zatvorenih prostorija se inhaliraju i

talože u respiratornom traktu ljudi raspadajući se ozračuju okolno tkivo i oštećuju Radon i njegovi kratkoživeći potomci su su od posebnog značaja jer preko 50 ukupnog ozračivanja ljudi potiče upravo od njih [1]

Bronhije i bronhiole čine deo respiratornog trakta za provođenje vazduha i predstavljaju mesto taloženja udahnutih radioaktivnih čestica Model ljudskog respiratornog trakta (HRRTM) je predstavljen u ICRP66 publikaciji [2] gde se može videti pojednostavljen uzdužni presek kroz zid bronhije i bronhiole (videti Sliku 5 na stranici 15 i Sliku 6 na stranici 17 [2]) U sastavu bronhija su sekretorne i bazalne dok bronhiole sadrže sekretorne ćelije za koje se smatra da čine slojeve osetljive na ozračivanje Nuklidi se talože na unutrašnjim slojevima bronhija i bronhiola koji se nazivaju mucus i cilija gde se raspadaju i emituju alfa i beta čestice kao i gama zračenje Zračenje prolazi kroz osetljive slojeve i deponuje određenu količinu energije koja oštećuje ćelije Od interesa je proračunati absorbovane frakcije (AF) emitovanih čestica u osetljivim slojevima

Najveći doprinos ukupnoj dozi potiče od alfa čestica ali i beta i gama zračenje koje je prisutno doprinosi ukupnoj dozi ne samo u plućima već i u drugim organima U ovom radu proračunate su AF od elektrona koristeći Monte Carlo potprogramski paket PENELOPE [3] u osetljivim slojevima bronhija i bronhiola (u daljem tekstu BB i bb regioni) Dobijeni rezultati su grafički prikazani i fitovani u opsegu energija gde postoji linearna zavisnost između prirodnih logaritama AF i polazne energije beta elektrona E

2 Metodologija PENELOPE je simulacioni paket u vidu Fortranskih podprograma koji omogućavaju

pouzdan opis transporta zračenja kroz materiju u opsegu energija od 1 keV (100 eV za elektrone i pozitrone) do nekoliko hiljada MeV PENELOPE generiše slučajni pljusak elektrona i fotona kroz proizvoljni materijal koji se sastoji od proizvoljnog broja ograničenih homogenih regiona (tela) različitog sastava U paket su uvedeni modeli rasejanja koji kombinuju numeričke i analitičke efikasne preseke za različite interakcione mehanizme

210

S obzirom da je PENELOPE podprogramski paket mora biti dopunjen glavnim programom koji kontroliše geometriju i evoluciju pljuska beleži relevantne veličine i prati sekundarne čestice U ovom radu glavni program je napisan za simuliranje prolaska elektrona kroz tkivo BB (generacija0-8) i bb regiona (generacije 9-15) kao i vazduh između disajnih cevčica Geometrija je predstavljena prema ICRP66 modelu a materijal je predstavljen epitelijalnim tkivom Simulacioni parametri su podešeni za detaljnu simulaciju visoke tačnosti Sekundarne čestice koje nastaju prilikom interakcije beta zračenja su uzete u razmatranje i kompletno praćene

Dobijene vrednosti AD su fitovane koristeci iteracioni postupak menjanjem vrednosti konstanti zadate krive fitovanja

3 Rezultati Dobijene AF elektrona u opsegu energije od 10 keV do 10 MeV su prikazane grafički

Na Sl 1 prikazane su AF u bb regionu za sve izvor-meta kombinacije a na Sl 2 AF u regionu bb Rezultati dobijeni korišćenjem PENELOPE se poklapaju sa vrednostima datim u ICRP66 publikaciji za elektrone sa višim energijama sa maksimalnim neslaganjem od 10 Za vrednosti energija ispod 50 keV dolazi do većih odstupanja vrednosti rezultata što je posledica metode i načina rada programa korišćenog za izračunavanje AF u ICRP66 publikaciji EGS4 EGS4 program se bazira na takozvanoj bdquomultiple scateringldquo teoriji koja ne daje precizne rezultate pri niskim energijama elektrona Vrednosti AF su na graficima prikazani u log-log obliku zbog preglednosti rezultata i može se uočiti linearna zavisnost u određenom opsegu energije energije pa se rezultati mogu fitovati linearnom funkcijom oblika

xbay (1) S obzirom da su obe ose logaritmovane )ln(AFy i )ln(Ex (2) izraz koji daje zavisnost AF od početne energije elektrona je oblika

)ln(EbaeAF (3)

AF elektrona se za BB region mogu fitovati funkcijom oblika (3) u opsegu energija od 100 keV do 10 MeV gde se za interval od 100 keV do 1 MeV vrednosti funkcije (3) odlično poklapaju sa vrednostima AF za dobijene vrednosti koeficijenata a i b dok se za interval energija od 1 MeV do 10 MeV dobijaju druge vrednosti koeficijenata koje se neznatno razlikuju od istih u prethodnom opsegu i takođe se dobija odlično poklapanje Vrednosti koeficienata su dati u Tabeli 1

Za AF elektrona kod bb regiona dobijaju se tri opsega zavisnosti funkcijom (3) a ukupan opseg koji se može fitovati je nešto širi od opsega u BB regionu i kreće se u intervalu od 70 keV do 10 MeV Tri para koeficienata a i b za energije 70-300 keV 300 keV ndash 1 MeV i 1-10 MeV su prikazana u Tabeli 2

4 Zaključak Transport i interakcija elektrona kroz tkivo ljudskog respiratornog trakta je simulirano

programom PENELOPE i izračunate su absorbovane frakcije za sve izvor-meta kombinacije u bronhijama i bronhiolama Na osnovu dobijenih rezultata vrednosti su fitovane jednačinom (3) i određene su vrednosti koeficienata Sa grafika 1 -6 može se videti dobro slaganje rezultata i fitovane krive Standardna greška procene vrednosti

211

parametara a i b prilikom fitovanja je u intervalu od 0 do 002 tako je maksimalna greska za vrednosti AF računatim krivom fitovanja 2

Zahvalnica ovaj rad je podržan od strane Ministarstva nauke i zaštite životne sredine Srbije kroz projekat N0 141023

Tabela 1 Vrednosti parametara a i b regiona BB za različite izvor-meta kombinacije i opsege energije elektrona

BB 100 keV ndash 1 MeV 1 MeV ndash 10 MeV izvor-meta a b a b gel-sekret - 41437 - 13270 - 41039 - 10292 gel-basal - 48906 - 11871 - 49578 - 10016

cilia-sekret - 40963 - 13040 - 409 - 102 cilia-basal - 49879 - 12539 - 49513 - 09996


bb 70 keV ndash 300 keV 300 keV ndash 1 MeV 1 MeV ndash 10 MeV izvor-meta

a b a b a b

gel-sekret - 53348 - 15993 - 49466 - 12706 - 49079 - 10503 cilia-sekret

- 53089 - 15983 - 49053 - 12779 - 48642 - 10444

Slika 1 AF i krive fitovanja bb regiona

bb region izvor gel sloj meta cilija

E (MeV)

001 01 1 10

AF

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

AFe- (53348+15993Ln(E))

e- (49466 + 12706Ln(E))

e- (49079+10503Ln(E))

bb region izvor cilia meta sekret

E (MeV)

001 01 1 10

AF

10-4

10-3

10-2

10-1

100

AFe- (53089+15983Ln(E))

e- (49053+12779Ln(E))

e- (48642+10444Ln(E))

212

Slika 2 AF i krive fitovanja BB regiona

5 Literatura [1] Darby S Whitley E Silcocks P Thakrar B Green M Lomas P Miles J Reeves G

Fearn T Doll R (1998) Risk of lung cancer associated with residential radon exposure in southwest England a case-control study British Journal of Cancer 78 394-408

[2] ICRP (1994) Human Respiratory Model for Radiological Protection A Report of a Task Group the International Commission on Radiological Protection ICRP Publication 66 Pergamon Press Oxford

[3] Salvat F Fernaacutendez-Varea J M Sempau J (2003) PENELOPE ndash A Code System for Monte Carlo Simulation of Electron and Photon Transport Workshop Proceedings Issy-les-Moulineaux France

BB region izvor gel sloj meta sekret

E (EeV)001 01 1 10

AF

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

AFe- (41437+13270Ln(E))

e- (41039+10292Ln(E))

BB region izvor cilijatni sloj meta sekret

E (MeV)

001 01 1 10

AF

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

AFe- (40963+13040Ln(E))

e- (409+102Ln(E))

BB region izvor cilija meta basal

E (MeV)

001 01 1 10

AF

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

AFe- (49876+12539Ln(E))

e- (49513+09996Le(E))

BB region izvor gel sloj meta bazal

E (MeV)

001 01 1 10

AF

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

AFe- (48906+11871Ln(E))

e- (49578+10016Ln(E))

213

ABSTRACT

ABSORBED FRACTION OF ELECTRONSI HUMAN RESPIRATOR TRACT

Vladimir MARKOVIĆ i Dragoslav NIKEZIĆ Faculty of Science University of Kragujevac R Domanovića 34000 Kragujevac

Serbia nikezickgacyu

Absorbed fractions of electrons defined as part of electron energy deposited in the target were calculated for various combinations of source and targets in HRTM In that propose source code for PENELOPE was developed while respirator tract was modeled according to ICRP66 Absorbed fractions were fitted with the function presented in the paper

214

215

PRORAČUN EFEKTIVNE DOZE ORNL FANTOMA U ZATVORENOJ PROSTORIJI OD PRIRODNIH RADIONUKLIDA U

GRADJEVINSKIM MATERIJALIMA

Dragana KRSTIĆ i Dragoslav NIKEZIĆ Prirodno matematički fakultet Kragujevac Srbija nikezickgacyu

SADRŽAJ U ovom radu računata je efektivna doza za ORNL fantom od prirodnih radionuklida u

gradjevinskim materijalima Kompjuterski softver MCNP-4B je primenjen za računanje apsorbovane doze u pojedinim organima čovečjeg tela Utežnjavanje apsorbovanih doza i dobijanje efektivne doze obavljeno je prema preporukama ICRP 74 Sledeće vrednosti doznih konverzionih koeficijenata su dobijene za slučaj ldquostandardne soberdquo 1030 0728 i 00522 nSvh po Bqkg za elemente nizova 238U 232Th i za 40K respektivno Procenjena vrednost godišnje efektivne doze je 060 mSvyear

1 Uvod Prirodni i veštački izvori zračenja imaju za posledicu spoljašnje i unutrašnje ozračivanje

populacije Jedan od zadataka u zaštiti od zračenja je procena doze koju primi pojedinac u zatvorenim prostorijama Izvor gama zračenja su radionuklidi u gradjevinskim materijalima od kojih su zgrade napravljene Postoje dva pristupa pri računanju doza (a) proračun jačine apsorbovane doze u vazduhu u tački u zatvorenoj prostoriji [1-7] nakon čega se za prelazak na efektivnu dozu koristi konverzioni koeficijent od 07 SvGy [8] (b) računanje apsorbovane doze od prirodnih radionuklida u pojedinim organima fantoma koji predstavlja matematički model ljudskog tela a zatim utežnjavanje ovih doza i dobijanje efektivne doze [9]

U ovom radu obavljeno je računanje efektivne doze za ORNL fantom [10] koji stoji u središtu sobe od prirodnih radionuklida u gradjevinskim materijalima

2 Model Svi građevinski materijali sadrže izvesnu količinu prirodnih radionuklida koji

povećavaju izloženost zračenju u stambenim prostorijama Značajni izvori gama zračenja u gradjevinskim materijalima su elementi nizova 238U i 232Th i izotop 40K Elementi ovih nizova emituju veliki broj gama linija (649 linija za 238U i 341 linija za 232Th) sa različitim verovatnoćama dok izotop 40K emituje fotone energije 146083 keV sa prinosom od 11 [11] Razmatrana je tzv standardna soba dimenzija 54 m2 i visine 28 m Svi zidovi su debljine 20 cm od čistog SiO2 čija je gustina 235 gcm3

U ovom radu je primenjen je ORNL fantom (slika 1) Za transport fotona od izvora (izvor gama zračenja su svi zidovi pod i tavanica) do pojedinih organa-meta primenjen je Monte Carlo program MCNP-4B [12] Mete su svi organi ljudskog tela (glavni organi i organi ostatka) [1314] Napravljene su ulazne fajle za ORNL fantom [15] za razmatranu dimenziju sobe Korišćen je f6 tally za računanje apsorbovanih doza u MeVg po jednom fotonu u pojedinim organima fantoma Izvršena je konverzija jedinica da bi se dobila ekvivalentna doza za pojedine organe u (nGyh)(Bqkg)

216

Slika 1 Uzdužni presek ORNL fantoma

Radijacioni težinski faktor fotonskog zračenja je jednak jedinici pa su apsorbovane

doze brojno jednake ekvivalentnim Efektivna doza je računata primenom tkivnih težinskih faktora u skladu sa preporukama ICRP60 i ICRP74 74 [1314] Prema ovim preporukama efektivna doza se računa korišćenjem podataka za ekvivalentnu dozu organa za muške i ženske modele primenom sledeće formule

grudiT

žTmTTgrudigrudi 2

HHwHwE (1)

gde simboli u jednačini (1) imaju sledeće značenje wT su tkivni težinski faktori dok su

HTm i HTž ekvivalentne doze glavnih organa za muški i ženski model (izuzev grudi) Izlazna veličina ovih računanja je dozni konverzioni koeficijent koji predstavlja jačinu

efektive doze (u nSvh) po jediničnoj masenoj aktivnosti izotopa u gradjevinskim materijalima u (Bqkg)

3 Rezultati i diskusija Dozni konverzioni koeficijenti dobijeni u ovom radu su prikazani u Tabeli 1 zajedno sa

nadjenim vrednostima iz literature [135-716] Za 238U dobijeno 1030 (nSvh)(Bqkg) Dobijena vrednost u našem radu je veća od svih vrednosti u literaturi u nekim slučajevima i za faktor 2 Prvi razlog ovog neslaganja je što su prethodni autori računali apsorbovanu dozu u vazduhu a prelazak na efektivnu dozu se vrši množenjem sa faktorom 07 Ovakav pristup smatramo prevelikim pojednostavljenjem celokupnog problema Drugi razlog je što su prethodni autori uzimali u obzir samo gama zračenje počev od 226Ra a u ovom radu su uzete u obzir sve postojeće gama linije počev od 238U i 232Th Na primer u radovima [12] uzeto je u obzir svega 24 i 20 gama linija za 238U (226Ra) i 232Th nizove respektivno

217

Dozni koeficijent za 232Th dobijen u ovom radu je 0728 (nSvh)(Bqkg) i slaže se sa vrednostima iz literature (takodje dato u Tabeli 1)

Za 40K u ovom radu dobijena vrednost za dozni koeficijent je 00522 (nSvh)(Bqkg) što je dobro slaganje sa postojećim podacima iz literature

Tabela 1 Dozni konverzoni koeficijenti računati u ovom radu i podaci iz literature

Geometrija debljina zidovagustina

(gcm3)

Dozni konverzioni koeficijenti (nSvh) (Bqkg)

Literatura

138U 232Th 40K 4528020 cm 235 0553 0623 0049 [1]

0847 0903 007 [3] 0668 0845 00567 [6] 049 0644 00504 [7] 1030 0728 00522 Ovaj rad 232 0645 077 00564 [5] 0636 0742 00534 [16]

Proračun godišnje efektivne doze E vrši se korišćenjem sledeće formule

tAQAQAQTE KKThThRaRa (2) gde je T indoor occupancy factor i jednak je 08 [8] QRa QTh i QK konverzioni

koeficijenti za efektivnu dozu izračunati ranije i ARa ATh i AK su masene aktivnosne koncentracije 238U 232Th i 40K respektivno a t je vreme od jedne godine 8760 hyear Za uzete srednje vrednosti aktivnosne koncentracije 40 30 i 400 Bqkg za 238U 232Th i 40K respektivno [8] procenjena vrednost za godišnju efektivnu dozu u ORNL fantomu je 060 mSvyear što je u okviru dobijenih vrednosti [8]

4 Zaključak U ovom radu računati su dozni konverzioni koeficijenti (nSvh)(Bqkg) za ORNL

fantom od prirodnih radionuklida u gradjevinskim materijalima Efektivna doza je procenjena za fantom sto je realna situacija umesto za tačku unutar sobe kako je radjeno ranije Dobijene vrednosti za slučaj tzv standardne sobe su 1030 0728 i 00522 (nSvh)(Bqkg) za elemente nizova 238U i 232Th i izotop 40K respektivno Vrednosti doznih koeficijenata za elemente niza 232Th i izotop 40K se uglavnom slažu sa podacima iz literature Vrednosti dobijene za 238U su veće od svih vrednosti iz literature jer su uzete u obzir sve grupe fotona emitovane u nizu 238U a ne samo 226Ra Procenjena vrednost za godišnju efektivnu dozu u ORNL fantomu u zatvorenoj prostoriji je 060 mSvyear što je u okviru dobijenih vrednosti u svetu [8]

218

5 Literatura [1] L Koblinger Calculation of exposure rates from gamma sources in wals of dwelling

rooms Health Physics 34 (1978) 459-463 [2] L Koblinger Phantom organ shielding factors for radiation from walls of buildings

Health Physics 40 (1981) 343-345 [3] NM Mirza B Ali SM Mirza M Tufail NAhmad A shape and mesh adaptive

cimputational methodology for gamma ray dose from volumetric sources Radiation Protection Dosimetry 38 (1991) 307-314

[4] JG Ackers BFM Bosnjakovic L Strackee Limitation of radioactivity concentrations in building materials based on a practical calculation model Radiation Protection Dosimety 7 (1984) 413-416

[5] R Mustonen Methods for evaluation of radiation from building materials Radiation Protection Dosimetry7 (1984) 235-238

[6] N Ahmad AJA Hussein amp Aslam Radiation Doses in Jordanian dwellings due to natural radioactivity in construction materials and soils Journal Environmental Radioactivity 61 (1998) 127-136

[7] MF Maduar and G Hiromoto Evaluation of indoor gamma radiation dose in dwellings Radiation Protection Dosimetry (2004) 1-8

[8] UNSCEAR Sources effect and risks of ionization radiation United Nations Scientific Committee on the Effrcts of Atomic Radiations Report to the general Assembly with annexes New York 2000

[9] N Petoussi P Jacob M Zankl K Saito Organ doses for foetuses babies children and adults from environmental gamma rays Radiation Protection Dosimetry 37 (1991) 31-41

[10] Eckerman KF Cristy M Ryman JC The ORNL mathematical phantom series 1996 httphomerornlgovvlabmird2pdf

[11] The Berkeley Laboratory Isotopes Projects httpielblgoveducationisotopeshtm [12] Briesmeister JF (Ed) MCNP - A General Monte Carlo N- Particle Transport Code

Version 4B LA-12625- M Los Alamos National Laboratory Los Alamos New Mexico 1997

[13] ICRP 60 International Commission on Radiological Protection Recommendations of the International Commission on Radiological Protection Oxford Pergamon Press ICRP Publication 60 1991

[14] ICRP 74 International Commission on Radiological Protection Conversion coefficients for use in radiological protection against external radiation Oxford Pergamon Press ICRP Publication 74 1996

[15] D Krstic and D Nikezic Input files with ORNL - mathematical phantoms of the human body for MCNP-4B Computer Physics Communications 176 (1) (2007) 33-37

[16] M Markkanen Radiation Dose assessments for Materials with elevated natural radioactivity STUK-B-STO 32 Helsinki 1995

219

ABSTRACT

CALCULATION OF INDOOR EFFECTIVE DOSE IN ORNL PHANTOM DUE TO NATURAL RADIOACTIVITY IN BUILDING

MATERIALS

Dragana KRSTIC and Dragoslav NIKEZIC University of Kragujevac Faculty of Science Department of Physics

R Domanovic 12 Kragujevac 34000 Serbia

Effective dose of ORNL phantoms due to natural occurring radionuclides in building materials was calculated in this paperAbsorbed doses to various organs of human tissues have been calculated A computer code MCNP-4B has been used for this purpose The effective dose was calculated following the recommendations in ICRP74 The obtained dose conversion coefficients for standard room are 1030 0728 and 00522 nSvh per Bqkg for the elements of the 238U 232Th series and 40K isotope respectively The obtained value of annual effective dose is 060 mSvyear

220

221

INCIDENT SA IZGUBLJENIM IZVOROM JONIZUJUĆEH ZRAČENJA U VOZILU ZA PREVOZ OPREME I FILMSKE EKIPE

STUDIJA SLUČAJA

Milojko KOVAČEVIĆ Duško KOŠUTIĆ Olivera CIRAJ-BJELAC

Institut za nukelarne nauke Vinča Beograd Srbija

SADRŽAJ U radu je dat prikaz incidenta sa radiaktivnom izvorom 152Eu 154Eu i rezultati

procene doze za pojednice koji su bili izloženi jonizujućem zračenju

1 Uvod Nakon pisane predtstavke jedne filmske kompanije i izražene summnje da u

prostorijama za smeštakj filmskih traka postoji izvor jonizujućih zračenja obavljena su dozimetrijska merenja Dozimetrijska merenja u podrumskim prostorijama koje se koriste za skladištenje filmskih traka nisu ukazala na povećen nivo doze iako su uočena oštećenja na filmskim trakama kod članova filmske ekipe izazvale sumnju o postojanju izvora zračenja Nakon podrumskih prostorija obavljena su detaljna dozimetrijska merenja vozila kojima se prevozi oprema i filmska ekipa Povećan nivo doze registrovan je u blizini jednog kamiona Filmska ekipa koristila je ovaj kamion u periodu dužem od tri meseca do trenutka otkrivanja radioaktivnog izvora

Na osnovu izjave vlasnika kamion je kupljen od trgovinske kompanije šest meseci pre iznajmljivanja filmskoj kompaniji pri čemu on lično nije imao saznanja o postojanju izvora zračenja u kamionu Nakon utvrđivanja osnovnih činjenica sprovedeno je dalje ispitivanje Obavljena su detaljna dozimetrijska merenja pronalaženje i uklanjane izvora sa terena Uzrok povećanog nivoa doze bio je radioaktivni izvor koji potiče iz radioaktivnog gormobrana Na osnovu iskustva utvrđeno je da se radi o izvoru koji sadrži kombinaciju radioaktivnih izotopa 152Eu i 154Eu

2 Opis i lokacija izvora Zatvoreni izvor u kapsuli pronađen je u boksu za alat koji je pričvršćen za donju

površinu kamiona Boks je sadržao veliku količinu alata i drugog metalnog pribora Položaj boksa u odnosu na kamion prikazana je na Slici 1 Zatvoreni izvor zračenja poreklom iz radioaktivnog gromobrana sadrži mešavinu radioaktivnih izotopa 152Eu i 154EU 154Eu je radioaktivni kontaminant izotopa 152Eu sa učešćen od oko 10 u ukupnoj aktivnosti

222

Slika 1 Položaj boksa za alat u kome je pronađen radioaktivni izvor u

odnosu na spoljašnjost kamiona

Izgled izvora i kapsule prikazan je na Slici 2 i Slici 3

Slika 2 Radioaktivni izvor 152Eu 154Eu sa kapsulom

Slika 3 Kapsula sa označenim položajem

izvora Nakon uklanjanja izvora konsultovana je Laboratorija za proizvodju radioizotopa

Instituta za nuklearne nauke Vinča u vezi informacije o inicijalnoj aktivnosti i priblićnom vremenu ugradnje izotopa Aktivnost izvora procenjena na na dva načina na osnovu rezultata dozimetrijskih meranja na terenu i gama konstante kao i primenom zakona radioaktivnog raspada na početnu aktivnost korsteći približno vreme ugradnje izvora Obe metode dale su sličan rezultat pri čemu je procenjena aktivnost od oko 5 GBq

70 cm

620 cm

190

Boks

Mes

Nerđajući čelik

Olo

Radioaktivni izvor

223

3 Dozimetrijska merenja Jalčina ekvivalentne doze gama zračenja izmerena je koristeći jonizacionu komoru

Victoreen 451P Rezultati merenja doze dati su u Tabeli 1

Tabela 1 Rezultati merenja doze No Pozicija Doza [mSvh] 1 Pod kamiona iznad boksa za alat 060 2 Površina boksa za alat 10

Za potrebe procene doze izvršena su i naknadna doziemtrijska merenja u okolini izvora Distribucija doze je neizotropna i prikazana je na Slici 4

4 Scenario izlaganja i rezultati procene doze Kako kapsula zatvorenog izvora nije oštećena provena nivoa unutrašnjeg izlaganja nije

od značaja Procenjena je isključivo doza koja je posledica spoljašnjeg izlaganja Koraci tokom procene doze bili su sledeći

1 Utvrđena je najveća jačina doze na mestima na kojima su boravili pojedinci 2 Procena doze izvršena je za kategorije pojedinaca za koje je pretpostavljeno da su

primili najveću dozu 3 Vreme bojavka pojedinaca na pojedinim lokacijama procenjeno je kao frakcija

ukupnog vremena bioravka u blizini izvora 4 Procenjena je ukupna doza za period u kome je filmska ekipa koristila vozilo

Slika 4 Nivoi doze u okolini izvora

1

2

1

1

2

2

024

080

60

22

054 mSvh 014

rastoj doza

rastoj

doza

224

Doza je procenjena za dve kategorije pojedinaca rekvizitera (DF) i pomoćnika rekvizitera (VL) Oba pojedinca dala su pisane izjave o svojim aktivnostima i prbližnom vremenu boravka u blizini izvora i kamiona Na osnovu dozimetrijskih merenja i izjava procenjena je doza za ldquonajgori migući scenariordquo izlaganja Vreme koji je korišćeno za potrebe procene doze nije prosto frakcija vremena boravka bilo kog pojedinca već vreme koje je na posmatranoj lokaciji provela osoba koja tu inače provodi najviše vremena Na osnovu izjava vozač kamiona je proveo ukupno 25 min u blizini kamiona dok su rekviziter i pomoćnik rekvizitera proveli oko 90 h i 120 h respektivno

Vozač kamiona (SV) nije dao pouzdanu informaciju o vremenu i svom položaju u kamionu tokom posmatranog perioda kao i o načinu korišćenja alata iz boksa Imajući ovo u vidu za vozača nije bilo moguće proceniti dozu Pri tome postoji sumnja da je on primio značajno dozu s obzirom da je koristio izvor sa kapsulom kao ručni alat Za procenu doze u ovom slučaju nephodna ja detaljnija rekonstrukcija i ispitivanje Pored toga verovatno je da su i drugi pojedinci i članovi filmske ekipe boravili u blizini kamiona u kome se nalazio izvor zračenja usled čega su bili izloženi povećanom novou zračenja u odnosu na osnovni nivo zračenja U ovom trenutku broj osoba izloženih povećanom nivou doze nije moguće utvrditi a za pouzdanu procenu broja izloženih pojedinaca i nivoa doza neophodna je dalja istraga

Izvršena je fizička dozimetrijaka rekonstrukcija izlaganja Procena doze zasnovana je na geometriji jednog izvora Osnovni uzrok nedigurnosti procene nalazi se u vremenu boravka pojedinaca na pojedinim lokacijama i orijentaciji izvora used neizotropne distribucije doze Iz navedenih razloga korišćen je ldquonajgori mugući scenariordquo u proceni doze korsteći pretpostavka o geometriji izvora rastojanju izvor-koža i nivou ekraniranja izvora drugim metalnim predmetima Pretpostavljano ja da je izvor nepokretni cilindar enkapsuliran u nerđajući čelik Uzete su u obzir dve vrednosti rastojanja izvor-koža 1 m koji odgovara poziciji u kamionu iznad boksa (pozicija A na Slici 1) i 2 m lateralno od centalne ose boksa (pozicija B na Slici 1) Pretostavljeno je da su rekviziter i njegov pomoćnik proveli 13 vremana u poziciji A i 23 vremena u poziciji B Koristeći navedene pretpostavkeprocenjene vrednosti doza za rekviztitera i pomoćnika iznose 40 mSv i 50 mSv respektivno

5 Zaključak Procena doze za pojedinca je osnovni cilj retrospektivne dozimetrije Procena doze od

spoljašnjeg izlaganja zahteva detaljno poznavanje kretanja pojedinaca u vremenu i prostoru neizotrpnog polja zračenja oko radioaktivnoh izvora Usled nemogućnost primene detaljne analize za potrebe ove preliminarne procene primenjan je ad hock procedura i procenjena ukupna doza za pojedince na osnovu datih izjava o vremenu boravka u blizini izvora i rezultata dozimetrijskih meranja Potrebno je naglasiti da je ovakav pristup daje samo približnu procenu doze

Treba naglasiti da ovo nije prvi put da se pronalazi radiaoktivni izvor koji potiče od gromobrana [1] Do sada su izvori pronalaženi su metalnom otpadu ili neovlašćeno i nestručno demontirani i ostavljani na neprikladnim mestima Uzrok je što na nivou države i ne postoji centralna evidencija o izvorima zračenja i koji se nalaze u životnoj sredini i ne postoji odgovarajuća regulatorna kontrola koja bi minimizirala broj izgubljenih izvora [23]

225

6 Literatura [1] Pravilnik o tehničkim normativima za zaštitu objekata od atmosferskog pražnjenja

(SlList SRJ 1196) [2] Zakon o zaštiti od jonizujućih zračenja (SlList SRJ 4696) [3] International Atomic Energy Agency Strengthening control over radioactive sources in

authorized use and regaining control over orphan sources ndash National strategies IAEA-TECDOC-1388 IAEA Vienna 2004

ABSTRACT

RADIOLOGICAL INCIDENT WITH ORPHAN SOURCE IN VECHICLE FOR TRANSPORTATION OF FILM PRODUCTION TEAM CASE STUDY


Vinca Institute of Nucelar Sciences Belgrade Serbia milojkovinbgacyu

An overview of radiological accident involving orphan source (152Eu 154Eu) together with dose estimation for individuals exposed to ionizing radiation is given in the paper

226

227

KEMPBELOV MSV METOD MERENJA U MEŠOVITOM POLJU 252CF MODERIRANOG TEŠKOM VODOM

Srboljub STANKOVIĆ1 Ivana AVRAMOVIĆ1 Đorđe LAZAREVIĆ1 Boris LONČAR2 i Predrag OSMOKROVIĆ3

1) Institut za nuklearne nauke VINČA Beograd 2) Tehnološko-metalurški fakultet Beograd

3) Elektrotehnički fakultet Beograd

SADRŽAJ U radu je ispitana mogućnost primene Kempbelovog MSV metoda u mešovitom polju

252Cf moderiranog teškom vodom Nekompenzovana jonizaciona komora za mešovita n- polja je bila detekcioni element MSV mernog lanca Zaključeno je da je stepen n- diskriminacije pri MSV obradi signala veći nego kod klasičnog metoda merenja

1 Uvod Jedna od prvih uspešnih realizacija Kempbelove teoreme u praksi iz oblasti nuklearne

tehnike i zaštite od jonizujućeg zračenja je Lihtenštajnov (Lichtenstein RM) patentirani instrument za merenje zračenja iz 1959 g 1 Od 1960 g MSV (Mean Square Value) metod se ozbiljno verifikuje i preporučuje preko praktičnih realizacija za monitoring start-upndasha snage reaktora 2 Primenom u in-core monitoring sistemu snage reaktora MSV (Kempbelovim) metodom se smanjuje uticaj maskiranja neutronskog signala od strane gama komponente polja u velikom intermedijarnom opsegu promene snage (6-7 dekada) 34 Imajući u vidu ovakav istorijat razvoja i primene Kempbelovog metoda detekcije Knol (Knoll GF) 5 je istakao njegov značaj pre svega za nuklearnu tehniku zaštitu od jonizujućeg zračenja i dozimetriju Otuda je cilj rada da se eksperimentalno ispita validnost teorijskog modela proračuna stepena n- diskriminacije koji daje prednost MSV metodu merenja u mešovitom polju 252Cf moderiranog teškom vodom

2 Linearni model proračuna stepena n- diskriminacije Pri merenju jonizacionom komorom u mešovitom n-gama polju nekorelisani šum

sistema doprinosi spektralnoj gustini snage promenljive veličine kao što je fluks neutrona 6 U prisustvu jakog nekorelisanog gama polja za izlazne veličine takve komore mogu se definisati ukupna srednja vrednost jačine struje i i varijansa (kvadrat standardne

devijacije) jačine struje 2i 59 Prednost Kembelovog metoda detekcije jonizujućeg zračenja preko stepena n- diskriminacije može se definisati iz odnosa doprinosa izlaznom signalu iz nekompenzovane jonizacione komore od neutronskog i gama zračenja za dva aktuelna merna sistema

(i) za klasični metod merenja jačine struje iz jonizacione komore

Xqsqs

O nnnDC

(2a)

qsqs nn - modifikovane osetljivosti detektora jonizacione komore na neutrone

[Ancm2 s] i gama zračenje [A(Ckg s)] respektivno n - neutronski

228

[neutronacm2 s] i gama [fotonacm2 s] fluks )(X - jačina ekspozicione doze [Ckg s]

koja zavisi od fluksa gama zračenja qqn - količina naelektrisanja [C] ostvarena u

interakciji od svakog tipa zračenja pri čemu se može označiti da je n zato što se uticaj gama zračenja prati preko jačine ekspozicione doze

(ii) za Kempbelov metod merenja varijanse jačine struje

Xqs

qsO

2

2nn

AC

(2b)

Kada je 1qqn

za DCAC OO približno sledi da je odnos stepena n-

diskriminacije

qq

qq

q

q

q

qqq

qqOO nn

2

2

2n

2n

n

22n

DCAC (2v)

Poslednja relacija sugeriše da je više nego poželjno koristiti Kempbelov (MSV) metod merenja zbog bolje neutron-gama diskriminacije Ova činjenica je od specijalnog interesa za neke tipove jonizacionih komora koje nisu gama kompenzovane prilikom monitoringa snage reaktora kao i pri merenjima u mešovitim poljima poznatih radionuklida 789

3 Rezultati Za ostvarivanje što kvalitetnijih eksperimentalnih uslova dovoljno pouzdano su

određene vrednosti termičkog neutronskog fluksa kao i jačine apsorbovane ekvivalentne i ekspozicione doze u prostornim tačkama od interesa unutar mešovitog polja 252Cf moderiranog teškom vodom u Metrološkoj Dozimetrijskoj Laboratoriji Instituta za nuklearne nauke VINČA Izvor 252Cf je bio proizveden u martu 1983 godine i tada mu je masa iznosila 2142 mg Dodatno je izvršen proračun fluksa termičkih neutrona i jačine ekspozicione doze u moderiranom polju 252Cf Pri proceni fluksa termičkih neutrona za polje izvora 252Cf oko kojeg je sfera ispunjena teškom vodom dijametra 30 cm (oklopljenom 1mm Cd) korišćen je odnos vrednosti jačine struje BF3 jonizacione komore u polju sa ( mi ) i bez ( gi ) ove sfere Odnos jačina struja se zbog linearnosti mernog sistema može zameniti odgovarajućim odnosom srednjih vrednosti konvertovanog signala (

gm VV ) Tako se može postaviti relacija između flukseva termičkih neutrona u polju sa

( )(mth ) i bez ( )( g

th ) sfere moderatora za različita rastojanja od izvora r kao

)(

)(

)(

)()( )()()(rg

mgth

rg

mgth

mth V

Vriirr

(3a)

Do relacije između jačina ekspozicione doze sa ( mX ) i bez )( gX sfere moderatora dolazi se preko odnosa apsorbovanih doza u vazduhu odnosno konverzionih faktora za

229

specifičnu aktivnost golog ( gk ) i moderiranog ( mk ) izvora 252Cf 10 koji ima masu

CFm

CFg

CFmgair

g

airm

gm mkmkX

DDXX

(3b)

gde je 8060)(310)(250

11

11

kgsGykgsGy

kk

g

m

Za promenu jačine ekspozicione doze sa rastojanjem može se prihvatiti kvadratna zavisnost opadanja vrednosti za rastojanja nekoliko puta veća od 15 cm (poluprečnika D2O sfere) znači već za rastojanja od 50 cm Za promenu termičkog fluksa na osnovu proračuna dobijena je zavisnost prikazana na slici 1 Na bazi rezultata ispitivanja orginalno formiranog MSV mernog lanca 9 u polju kalifornijuma moderiranog teškom vodom na slici 2 su prikazane zavisnosti normalizovanih vrednosti varijanse (var(V)) i srednje vrednosti (V) konvertovanog signala od fluksa termičkih neutrona i jačine ekspozicione doze na različitim rastojanjima od izvora zračenja

Slika 1 Promena fluksa termičkih

neutrona sa rastojanjem u moderiranom polju 252Cf

Slika 2 Rezultati merenja u moderiranom polju 252Cf

40 60 80 100 120 140 160 180 200

200

250

300

350

400

eksponencijalnofitovanje

245

192

367

moderirano polje 252Cf

fluk

s te

rmal

nih

neut

rona

(ns-1cm

-2)

rastojanje r(cm)

230

4 Diskusija rezultata Za diskusiju je značajno iskoristiti rezultate proračuna vrednosti fluksa termičkih neu-

trona za različita rastojanja jonizacione komore od izvora smeštenog u centar sfere sa teš-kom vodom Termički fluks u moderiranom polju 252Cf pokazuje trend značajnih promena sa rastojanjem Na početnom rastojanju izvor 252Cf -komora od 50 cm promena termičkog fluksa je oko 33 a na sledećih 80 cm oko 22 odnosno na rastojanju od 130 cm ukupna promena termičkog fluksa iznosi oko 48 Vrednost relativne promene izmerene varijanse signala po jedinici promene položaja jonizacione komore je veća od relativne promene izmerene srednje vrednosti signala i istog je reda veličine Kada se razmatraju promena varijanse i srednje vrednosti signala u polju između 100cm i 180cm može se zaključiti da se MSV metodom merenja ostvaruje bolja diskriminacija gama komponente nego klasičnim mernim lancem Na osnovu rezultata merenja MSV metod bolje prati promenu termičkog neutronskog fluksa i ekspozicione doze za oko 28 puta Prema teorijskim razmatranjima tada se udeo gama komponente u ukupnoj srednjoj vrednosti signala smanji 25 puta (za smanjenje gama komponente srednje vrednosti od 70) dok se gama udeo varijanse smanji 116 puta (pri smanjenju gama komponente varijanse za 40) Ako se pri tome uzme u obzir da se proračunata varijansa i srednja vrednost signala prilično dobro slažu sa izmerenim vrednostima potvrđen je stav da je diskriminacija gama u odnosu na neutronsku komponentu zračenja uspešnije sprovedena MSV mernim lancem 9

5 Zaključak U radu su upoređene relativne promene vrednosti varijanse i srednje vrednosti

konvertovanog izlaznog signala iz mernog lanca po jedinici promene rastojanja BF3 jonizacione komore od izvora 252Cf moderiranog teškom vodom Iz diskusije rezultata merenja zaključuje se da je varijansa signala značajno neosetljivija na promenu jačine ekspozicione doze u odnosu na srednju vrednost signala Odatle sledi da je diskriminacija gama u odnosu na neutronsku komponentu signala osetno poboljšana primenom MSV metoda merenja Kako je u Kempbelovoj teoriji poznato da se uspešnija diskriminacija komponente mernog signala koja potiče od neželjenih fizičkih događaja ostvaruje kada se uzmu dovoljno visoki redovi momenata promenljivog signala ostaje da se razmotri mogućnost realizacije mernog sistema za redove momenata signala većih od dva

6 Literatura [1] RM Lichtenstein Radiation measuring instrument United States Patent Office

Patent No 2903591 1959 [2] AR DuBridge Application of In-core Detectors to Start-up of Large Boiling-Water

Reactors Trans Am Nucl Soc vol8(1) pp 105 1965 [3] Plaige and R Quenne Use of Campbellrsquos method in nuclear reactor control

instrumentation IEEE Trans Nucl Sci vol 14 pp 247-252 Feb 1967 [4] K Kato et all Development of reactor noise monitor Journal of Nuclear Science and

Technology vol 16(4) pp 225-234 1979 [5] GF Knoll Radiation detection and measurement New York J W and Sons 1989 [6] W Seifritz and D Stegemann Reactor-noise analysis Atomic Energy Review Vol 9

(1) pp 155-163 1971 [7] SJ Stanković B Lončar I Avramović P Osmokrović Campbells MSV method the

neutron-gamma discrimination in mixed field of nuclear reactor YUNSC 2002

231

[8] SJ Stanković M Vukčević B Lončar A Vasić P Osmokrović Primena Kempbelove MSV metode pri monitoringu fisione snage reaktora ETRAN 2003

[9] SJ Stanković Improvement Neutron-Gamma Discrimination with Measuring of Variance Current of Ionization Chamber MSc thesis Faculty of Electrical Engineering University of Belgrade may 1999

[10] ISO 8529 ldquoNeutron reference radiations for calibrating neutron-measuring devices for radiation protection purposes and for determining their response as a function of neutron energyrdquoGeneve 1989

ABSTRACT

CAMPBELLS MSV METHOD MEASUREMENT IN MIXED FIELD 252Cf MODERATED BY HEAVY WATER

Srboljub STANKOVIĆ1 Ivana AVRAMOVIĆ1 Đorđe LAZAREVIĆ1 Boris LONČAR2 and Predrag OSMOKROVIĆ3

1) The VINČA Institute of Nuclear Sciences Belgrade 2) Faculty of Technology and Metallurgy Belgrade

3) Faculty of Electrical Engineering Belgrade

This paper presents the possibility of Campbells MSV method in mixed field 252Cf moderated by heavy water The uncompensated ionization chamber for mixed n- fields was used as detector element The conclusion is that the order of discrimination in MSV signal processing is larger than for classical measuring method

232

233

PRIMENA VIRTUELNG VOKSELA PRI UPOTREBI CT PODATAKA U MODELOVANJU TRAJEKTORIJE ČESTICE

TEHNIKAMA MNTE KARLO

Radovan ILIĆ1 Predrag MARINKOVIĆ2 Srboljub STANKOVIĆ1 i Jelica KALJEVIĆ1

1Institut za nuklearne nauke bdquoVinčaldquo PP 522 11001 Beograd Srbija 2Elektrotehnički fakultet Bul Kralja Aleksandra 73 11001 Beograd Srbija

SADRŽAJ U simulaciji prolaza čestica tehnikama Monte Karlo aktuelni geometrijski moduli

upotrebljavaju površine prvog i drugog reda (FOTELP PENELOPE SHIELD GEANT) a nekad i četvrtog reda(MCNP5) da opišu složene geometrijske forme Sve veća primena tehnika Monte Karlo u medicini oslanja se na vokselizovane geometrijske forme koje se dobijaju vokselizaciom fantoma ili iz CT podataka Ogroman broj tela (voxela) u tom slučaju otežava primenu konstruktivne geometrije Eefikasniji pristup tom problemu zasniva se na primeni virtuelnog vokselaOvde se saopštavaju rezultati upotrebe virtuelnog voksela na anatomiju tela i organa upotrebom CT podataka

1 Uvod Geometrijski problemi u modelovanju transporta čestica tehnikama Monte Karlo u

složenim geometrijskim formama uzimaju i do 80 ukupnog vremena trajanja simulacije Svi vodeći Monte Karlo programi kao što su MCNP (1) GEANT (2) PENELOPE (3) FOTELP (4) i drugi u svim verzijama upotrebljavaju konstruktivnu kvadratnu geometriju da opišu takve geometrijske forme Većina ovih programa ima svoje geometrijske module u kojima se odredjuje indeks zone i računa optičko rastojanje od startne tačke čestice do njenog prodora kroz najbližu granicu Neki od njih slede modele u kojima se zahteva poznavanje tih veličina na svim granicama do preseka sa spoljnom površinom geometrijske forme

Nastojanja u medicinskoj fizici a naročito u radioterapiji da se u kliničku praksu uvedu tehnike Monte Karlo ograničava trajanje simulacije zbog pomenutih geometrijskih problema Čak ni primena geometrijskog modela čoveka sa manje od 50 geometrijskih oblika nije dala zapaženije rezultate Pokušaji da se predje na vokselizovanu geometriju konverzijom modela čoveka u geometriju sa vokselima ili direktnom primenom CT podataka naišli su na isti tip problema samo mnogostruko uvećan što je sve posledica primene kombinovane geometrije i u tim slučajevima Izvesno skraćenje trajanja simulacije postignuto je upotrebom 40 procesora brzine 22 GHz (5)

Upotreba virtuelnog voksela pre svega u planiranju terapije fotonima elektronima i protonima sa vokselizovanom geometrijom u paketima FOTLEKS i FOTART (6)i ISTAR (7) dovela je do drastičnog smanjenja trajanja simulacije pri istoj statističkoj neodredjenosti

Klasične skenere sve više zamenjuju helikoidalni koji omogucavaju da se dobiju CT podaci sa dimenzijama voksela i manjim od 1 mm Zato je iskrsla potreba da se ranije upotrebljeni model virtuelnog voksela upotrebi za razlicite dimenzije voksela a rezultati takvih testova prezentiraju se i uporedjuju sa analitičkim rezultatima preseka prave sa pravouglim vokselima

234

2 Virtuelni voksel Primena virtuelnog voksela pretpostavlja da je bilo koja geometrijska forma prevedena

u vokselizovanu geometriju u kojoj su strane voksela 6 ravni paralelne koordinatnim ravnima Svi skeneri daju CT podatke baš u takvom obliku

Sl 1 Vokselizovana geometrija sa izdvojenim virtuelnim vokselom

Na Sl 1 prikazana je takva forma iz koje je izdvojen jedan voksel On u simulaciji igra ulogu virtuelnog voksela jer može da zauzme mesto bilo kojeg od voksela date geometrijske forme

U modelovanju transporta čestica simulacioni program ima definisane samo granične ravni geometrijske forme i dimenzije voksela Na Sl1 dimenzije geometrijske forme su Dfx Dfy i Dfz duž x y i z ose Dimenzije Dvx Dvy i Dvz po x y i z osi pripadaju virtuelnom vokselu U toku simulacije takav voksel zauzima mesto stvarnog voksela u zavisnosti od toga gde se čestica nalazi Kad se čestica iz tačke P(xyz) kreće u smeru orta a ona ima adresu i polozaj 6 ravni u xyz koordinatnom sistemu

i = 1 + x Dfx Dvx j = 1 + y Dfy Dvy k = 1 + z Dfz Dvz P1 = (i - 1) Dvx P3 = (j - 1) Dvy P5 = (k - 1) Dvz P2 = i Dvx P4 = j Dvy P6 = k Dvz Svakom simulacionom modelu neophodno je da ima optičko rastojanje od tačke P(x y

z) do tačke T(xT yT zT) u kojoj čestica seče ravan voksela i što je naročito važno u kom se vokselu on kreće

Pokazani algoritam (9) je opšti i primenjiv na svaki voksel ma na koji način on bio dobijen Odabrane dimenzije voksela Dvx Dvy i Dvz ne favorizuju oblik voksela već naprotiv važe za svaki paralelopiped

3 Primena virtuelnog voksela Opisane dobre osobine virtuelnog voksela upotrebljene su u verzijama programa

FOTELP (6) u okviru dva paketa FOTART i FOTLEKS i programa SRNA u paketu ISTAR (7) Paket FOTART simulirao je na instalaciji ART 6000 (wwwradiosurgerynet) 3D dozu u glavi pacijenta sa izdvojenom raspodelom doze u tumoru mozga Paket FOTLEKS simulirao je na instalaciji Leksel Gama Knife Type C (wwwelektacom) 3D dozu u glavi pacijenta takodje sa izdvojenom raspodelom doze u tumoru mozga U oba slučaja ukupna aktivnost 60Co izvora bila je oko 6000 Ci = 8221016 Bq U trećem slučaju reč je o ozračivanju tumora snopom protona na terapeutskim akceleratorima (7) Stečeno

235

iskustvo sa vokselizovanom geometrijom i CT podacima (8) iz paketa ISTAR preneto je u pomenuta dva paketa

4 Rezultati testiranja Navika gledaoca da najčešće slike gleda u ravni razlog je sto su primeri za testiranje

odabrani prvenstveno u ravni Zbog odsecanja i zaokrugljivanja brojeva pri računanju preseka modelima sa kombinovanom geometrijom narocito u mikro ili nano geometrijskim formama presek prave i granične površine nije uvek jednoznačan pa identifikacija tela u koje prava ulaze posle preseka nije pouzdana Ovaj fenomem postoji i kod vokselizovane geometrije i zato naš model ima jednostavan postupak za eliminaciju takvih greški Primeri koji slede ilustruju preseke više pravih sa vokselima 20 x 20 x 16

Preseci prave sa vokselima u ravni (X0Z) Indeksi polaznog voxela X Y Z koordinate Azimutalni i polarni ugao 1 1 1 00 00 00 450 00 Indeksi Koordinate preseka Optičko rastojanje Voxela prave sa vokselima izmedju tacki P i T I J K x y z EL 2 1 2 10000E+01 10000E-11 10000E+01 14142E+01 3 1 3 20000E+01 20000E-11 20000E+01 14142E+01 4 1 4 30000E+01 30000E-11 30000E+01 14142E+01 5 1 5 40000E+01 40000E-11 40000E+01 14142E+01 6 1 6 50000E+01 50000E-11 50000E+01 14142E+01 7 1 7 60000E+01 60000E-11 60000E+01 14142E+01 8 1 8 70000E+01 70000E-11 70000E+01 14142E+01 9 1 9 80000E+01 80000E-11 80000E+01 14142E+01 10 1 10 90000E+01 90000E-11 90000E+01 14142E+01 11 1 11 10000E+02 10000E-10 10000E+02 14142E+01 12 1 12 11000E+02 11000E-10 11000E+02 14142E+01 13 1 13 12000E+02 12000E-10 12000E+02 14142E+01 14 1 14 13000E+02 13000E-10 13000E+02 14142E+01 15 1 15 14000E+02 14000E-10 14000E+02 14142E+01 16 1 16 15000E+02 15000E-10 15000E+02 14142E+01 Prostorni preseci prave sa vokselima (XYZ) Indeksi polaznog voxela X Y Z koordinate Azimutalni i polarni ugao

1 1 1 00 00 00 acos(10 3 ) 450 00 Indeksi Koordinate preseka Optičko rastojanje Voxela prave sa vokselima izmedju tacki P i T I J K x y z EL 1 1 2 999999999998589E+00 999999999998589E+00 100000000000027E+01 173205080756567E+01 2 2 2 100000000000200E+01 100000000000200E+01 100000000000368E+01 417575178942021E-11 2 2 3 199999999999691E+01 199999999999691E+01 200000000000027E+01 173205080755930E+01

3 3 3 200000000000200E+01 200000000000200E+01 200000000000536E+01 708404055630331E-11 3 3 4 299999999999523E+01 299999999999523E+01 300000000000027E+01 173205080755639E+01 4 4 4 300000000000200E+01 300000000000200E+01 300000000000704E+01 999309850826095E-11 4 4 5 399999999999355E+01 399999999999355E+01 400000000000027E+01 173205080755348E+01

236

5 5 5 400000000000200E+01 400000000000200E+01 400000000000872E+01 129006180900695E-10 5 5 6 499999999999187E+01 499999999999187E+01 500000000000027E+01 173205080755057E+01 6 6 6 500000000000200E+01 500000000000200E+01 500000000001040E+01 158096760420271E-10 6 6 7 599999999999019E+01 599999999999019E+01 600000000000027E+01 173205080754766E+01 7 7 7 600000000000200E+01 600000000000200E+01 600000000001208E+01 187187339939848E-10 7 7 8 699999999998851E+01 699999999998851E+01 700000000000027E+01 173205080754475E+01 8 8 8 700000000000200E+01 700000000000200E+01 700000000001376E+01 216277919459424E-10 8 8 9 799999999998683E+01 799999999998683E+01 800000000000027E+01 173205080754185E+01 9 9 9 800000000000200E+01 800000000000200E+01 800000000001543E+01 245368498979001E-10 9 9 10 899999999998516E+01 899999999998515E+01 900000000000027E+01 173205080753894E+01 10 10 10 900000000000200E+01 900000000000200E+01 900000000001711E+01 274443694797086E-10 10 10 11 999999999998348E+01 999999999998347E+01 100000000000003E+02 173205080753603E+01 11 11 11 100000000000020E+02 100000000000020E+02 100000000000188E+02 303518890615172E-10 11 11 12 109999999999818E+02 109999999999818E+02 110000000000003E+02 173205080753312E+01 12 12 12 110000000000020E+02 110000000000020E+02 110000000000205E+02 332594086433257E-10 12 12 13 119999999999801E+02 119999999999801E+02 120000000000003E+02 173205080753021E+01 13 13 13 120000000000020E+02 120000000000020E+02 120000000000221E+02 361669282251342E-10 13 13 14 129999999999784E+02 129999999999784E+02 130000000000003E+02 173205080752731E+01 14 14 14 130000000000020E+02 130000000000020E+02 130000000000238E+02 390744478069428E-10 14 14 15 139999999999768E+02 139999999999768E+02 140000000000003E+02 173205080752440E+01 15 15 15 140000000000020E+02 140000000000020E+02 140000000000255E+02 419819673887513E-10 15 15 16 149999999999751E+02 149999999999751E+02 150000000000003E+02 173205080752149E+01 Prvi primer ilustruje preseke prave sa ravnima voksela u ravni (X0Z) Analitičko

rešenje daje preseke u desnom gornjem uglu kvadrata (I K) a optičko rastojanje izmedju tački P i T je 2 U poslednjoj koloni sve vrednosti EL su 014142E+01 što nije identično sa analitičkim rešenjem zbog formata za prikaz Ako se prate tri leve kolone za indekse voksela IJK vidi se da svaki presek prati njihova promena

U drugom primeru malo je teže pratiti sukcesivne preseke prave sa vokselima u prostoru Prve tri kolone pokazuju logicne prelaze kroz rogljeve voksela Druge tri kolone takodje daju logicne tacke T preseka ovde pokazane u maksimalnom formatu 32 bitnog PC Medjutim poslednja kolona pokazuje da izračunato optičko rastojanje ima odgovarajuće vrednosti u odnosu na analitičko rešenje ali sa skokovima oko roglja voksela dlt10E-10 Takav rezultat zadovoljava postavku modela sa virtuelnim vokselom ali ima uvek još jedan mali skok d što u konačnom rezultatu pri simulaciji zahteva dva puta veći broj poziva geometrijske rutine Standardni skeneri daju CT podatke sa 512 x 512 piksela u svakom slajsu a broj slajsova je barem 50 što odgovara matrici sa 131E7 odnosno tolikom broju tela (zona) kad se primenjuje koncepcija kombinovane geometrije Zato se u takvima simulacijama primenjuju modeli povećanja dimenzija voksela da se smanji broj tela Medjutim tada opada prostorna rezolucija 3D doze što izaziva dopunske probleme Ne ulazeći ovde u njih moze se istaći da model sa virtuelnim vokselom superiornije njih prevazilazi

5 Zaključak Jednostavna struktura vokselizovane geometrije oslobadja korisnike programa za

simulaciju potrebe da se bave predstavljanjem geometrijskih formi logikom kombinovane geometrije Virtuelni voksel eliminiše neophodnost da se svaki realan voksel date geometrijske forme tretira kao odvojeno geometrijsko telo ndash zona u programu funkcioniše samo 3D matrica indeksa materijala Upotreba virtuelnog voksela u modelovanju transporta čestica u medicinskoj fizici a posebno upotreba u planiranju terapije zračenjem značajno skraćuje vreme trajanja simulacije u odnosu na vreme trajanja kad se upotrebljavaju geometrijski moduli kombinovane geometrije

237

ZAHVALNICA Ovaj rad je finansiralo je Ministarstva za nauku i zaštitu životne sredine Republike

Srbije u okviru projekta broj 141041G

6 Literatura [1] MCNP ndash A General Monte Carlo N-Particle Transport Code Version 4B Briesmeister

JF Editor Transport Methods Group Los Alamaos National Laboratory Los Alamos New Mexico USA 1997

[2] Agostinelli S et al ldquoGEANT4 - A simulation toolkitldquo Nucl Instrum Methods Phys Res A 506 250 ndash 303 2003

[3] Salvat F et al ldquoPENELOPE-2006 A Code System for Monte Carlo Simulation of Electron and Photon Transportrdquo Workshop Proceedings Barcelona Spain 4th ndash 7th July 2006 OECD NEA Data Bank NEA 6222

[4] Radovan Ilić FOTELP-2K6 Photon Electron and Positron Monte Carlo transport simulation IAEA 1388 OECD NEA Data Bank httpwwwneafr

[5] Paganetti H et al ldquoAccurate Monte Carlo simulations for nozzle design commissioning and quality assurance for a proton radiation therapy facilityrdquo Medical Physics Vol 31 No 7 July 2004

[6] httpwwwvinbgacyu~rasahopahtm [7] Radovan Ilić et al ldquoThe Monte Carlo SRNA-VOX code for 3D proton dose distribution

in voxelized geometry using CT datardquo Phys Med Biol 50 (2005) 1011-1017 [8] Schneider W Bortfeld T and Schlegel W ldquoCorrelation between CT numbers and

tissue parameters needed for Monte Carlo simulation of clinical dose distributionrdquo Phys Med Biol 45 (2000) 459-78 Radovan Ilić Predrag Marinković Milijana Steljić and Jelica Kaljević Virtuelni voksel

u modelovanju trajektorije cestice tehnikama Monte Karlo ETRAN 2007 Igalo

ABSTRACT

USAGE OF VIRTUAL VOXEL WITH CT DATA IN PARTICLES TRAJECTORY MODELING BY MONTE CARLO TECHNIQUES

Radovan D ILIĆ Predrag MARINKOVIĆ Srboljub J STANKOVIĆ and Jelica KALJEVIĆ

Geometry modules in particle transport simulation codes with Monte Carlo techniques use surfaces of first and second order sometimes even a fourth order surfaces to be able to describe complex geometrical shapes Constructive quadric geometry dominates in all leading software packages Increasing application of Monte Carlo techniques in medicine is associated with voxelized geometry forms Huge number of bodies present in this case makes the use of constructive geometry more difficult The paper describes an efficient approach to this problem by virtual voxel application where optical distance to the boundary is obtained and 3D voxel indices give information about the materials present in voxel

238

239

TEORIJA REFLEKSIJE RENDGENSKIH ZRAKA KORIŠĆENIH U INDUSTRIJI I MEDICINI

Dragomir DAVIDOVIĆ1 Jovan VUKANIĆ1 Dušan ARSENOVIĆ2 Srboljub STANKOVIĆ1

1) Institut za nuklearne nauke Vinča Beograd 2) Institut za fiziku Zemun

SADRŽAJ Analizirani su uslovi pod kojima se prolazak i refleksija rendgenskih zraka korišćenih u

industriji i medicni mogu uz visoku tačnost tretirati kao transport čestica koje se mnogostruko rasejavaju i to izotropno i bez gubitaka energije Na jednostavan i fizički pregledan način izvedena je integralna jednačina koja opisuje refleksiju za taj slučaj razjašnjen fizički smisao njenih pojedinih članova kao i njena rešenja Navedene su činjenice koje potvrđuju ovakav model transporta

1 Uvodna razmatranja Poboljšanje zaštite od jonizujućeg zračenja pri primeni u industriji i medicini naročito u

uslovima materijalne oskudice može se postići samo ako se najpre produbi razumevanje mehanizma refleksije i prolaska rendgenskih zraka kroz materijal posebno onaj sličan tkivu

Sama priroda primene rendgenskog zračenja u pomenutim oblastima ograničava energetski opseg rendgenskih zraka tako da od mnoštva procesa do kojih može da dođe u međudelovanju fotona i supstancije od značaja ostaju samo dva procesa i to fotoefekat i Komptonovo rasejanje fotona

Fotoefekat predstavlja proces apsorpcije gama kvanta atomom supstancije Energija kvanta predaje se jednom od atomskih elektrona najčešće sa unutrašnjih ljuski Pri energijama kvanta manjim od 02 MeV-a presek za fotoefekt opada sa energijom kao

31 E Postoji obilje pouzdanih podataka za presek za fotoefekat kako merenih tako i računatih

U procesu međudelovanja sa elektronom gama kvant se može rasejati na elektronu predavši mu deo svoje energije Taj proces naziva se Komptonovim rasejanjem Pošto je energija gama kvanta znatno veća od energije veze elektrona može se smatrati da elektron miruje Pod tim pretpostavkama iz zakona o održanju energije i impulsa neposredno se dobija veza između ugla rasejanja i energije kvanta pre i posle sudara

)cos1(1

(1)

gde je - energija upadnog kvanta a - rasejanoga obe izražene u jedinicama

energije mirovanja elektrona MeV511020 cm ( 0m - masa mirovanja elektrona) tako da

je npr 2

0 cmE Iz formule (1) se vidi da se pri rasejanju kvanta napred ( 0 )

njegova energija ne menja Energija rasejanog kvanta najmanja je pri rasejanju

unazad i iznosi

21

a kad je 120

cm

E promena energije pri sudaru može se

240

zanemariti Energija rasejanog kvanta nikad ne može biti jednaka nuli što znači da slobodni elektron ne može apsorbovati foton

Diferencijalni presek Komptonovog rasejanja dat je formulom Klajna-Nišine-Tama koja se može napisati u obliku

2220

11

112

2

r

dd (2)

gde je 2200

2

0 4 cmer

- klasični poluprečnik elektrona Očigledno je da se kad su i

blizu što je slučaj za male ovaj presek ne razlikuje mnogo od izotropnog Sve rečeno pokazuje da postoji oblast upadnih energija fotona u kojoj se Komptonovo

rasejanje može smatrati izotropnim sa zanemarljivim gubicima energije Pošto je pored toga za energije koje se koriste u medicinskoj fizici presek za fotoefekat u tkivu relativno nevelik opravdano je modelovati proces transporta fotona u tim uslovima na sledeći način

1 Fotoni mogu u materijalu biti apsorbovani Apsorpcija se karakteriše presekom koji se može smatrati slabo zavisnim od energije

2 Fotoni se mogu rasejati na elektronima izotropno i sa zanemarljivim gubitkom energije Elektroni u materijalu se karakterišu samo totalnim presekom za Komptonovo rasejanje

3 Svi ostali procesi i precizniji opis fizičkog stanja materijala mogu se zanemariti Tačnom analitičkom tretmanu takvog modela posvećen je sledeći odeljak

2 Refleksija fotona od poluprostora pri izotropnom rasejanju Izvedimo integralnu jednačinu koju pod navedenim pretpostavkama zadovoljava

koeficijent refleksije od beskonačnog poluprostora koristeći fizičku argumentaciju U tom cilju razdelimo ceo materijalni poluprostor na infinitezimalno tanki ravanski sloj

pri vrhu toliko tanak da se u njemu dešava samo jedan ili ni jedan sudar fotona sa atomima supstancije Pod tim uslovima imamo sledećih 5 mogućnosti

1) Foton prolazi tanki sloj bez interakcije odbija se od preostalog beskonačnog sloja i u povratku ponovo prolazi tanki sloj debljine z bez interakcije Svemu tome odgovara verovatnoća

TT nzRnz

1)(1 0

0

(3)

gde su faktori napisani redom kojim se u modelu taj proces i zamišlja i gde su 0 i

kosinusi upadnog odnosno izlaznog ugla merenih od normale a T ukupni presek za slabljenje snopa po atomu n gustina atoma a )( 0 R ugaona raspodela reflektovanih fotona

2) Foton se odmah rasejava u tankom sloju i izlazi iz njega Verovatnoća je

22

4 00

rr nznz

(4)

241

gde je r totalni koeficijent rasejanja po atomu delilac 4 potiče od pretpostavke o izotropnosti rasejanja a 2 od integracije po azimutalnom uglu n je gustina atoma

3) Foton se pri ulasku rasejava i ide dalje u dubinu pa se odbija i izlazi bez novih rasejanja Verovatnoća je

)(

20xx

r dRnz

(5)

4) Foton pri upadu kroz tanki sloj prolazi slobodno zatim se odbija i u povratku doživljava jedan sudar i izlazi iz poluprostora Verovatnoća je sad

)(

2 0 yy

yr dzRn

(6)

5) Foton prolazi slobodno kroz tanki sloj odbija se u povratku doživljava sudar u tankom sloju koji ga ponovo vraća u dubinu odakle se odbija i izlazi iz poluprostora bez novih sudara Verovatnoća je

)(

2)( 0 xx

ry

yy dRndzR

(7)

To su svi mogući procesi linearni po z Kada se ugaona raspodela izrazi kao njihov zbir posle elementarnih transformacija dobija se integralna jednačina za )( 0 R u obliku

)(121)(

00

dRR

)(

1 00

dR (8)

Važno je podvući da karakteristike materijala ulaze u jednačinu (8) samo preko parametra

ar

r

T

r

(9)

dakle preko odnosa ukupnog preseka za rasejanje r i ukupnog preseka za slabljenje

snopa T a ne pojedinačno od ovih preseka što je obično slučaj u kinetičkim jednačinama

Radi simetrizovanja integralne jednačine (1) uvedimo pomoćnu funkciju

)(2)( 00

0 RS (10)

Ulazeći sa )( 0 S u jednačinu (8) dobijamo simetričnu integralnu jednačinu za )( 0 S

)(

21)(11

00

dSS

)(2

1 0

dS (11)

Uvedimo sad funkciju

)(2

1)(

dSH (12)

242

i uđimo sa njome u (11) Dobijamo

)()()( 00

00

HHS

(13)

Jednakost (13) predstavlja rešenje za funkciju )( 0 S izraženo preko funkcije

)( H Uvršćavanjem (13) u (12) pokazuje se da funkcija )( H zadovoljava integralnu jednačinu

)()(

21)(

dHHH (14)

Rešenje integralne jednačine (14) je Čandrasekarova H -funkcija [12] Ta funkcija je utabličena za različite vrednosti promenljive i parametra

Kombinovanjem jednačine (13) i (10) dobijamo krajnje rešenje za ugaonu raspodelu reflektovanih fotona u analitičkom obliku izraženom preko H -funkcije

)()(2

)( 00

0

HHR

(15)

Teorijski izraz (15) uključuje mogućnost neograničenog broja sudara Praktično srednji broj sudara zavisi od parametra čija vrednost leži u intervalu 10 Za velike vrednosti parametra ( 1 ) apsorpcija je mala i srednji broj sudara koje doživi foton u materijalu pre refleksije je veliki Obrnuto za 1 apsorpcija je velika verovatnoća rasejanja fotona mala u odnosu na apsorpciju i sva refleksija u suštini određena je jednostrukim sudarom Taj slučaj 1 ne može po prirodi stvari da se javi u rendgenskoj praksi jer bi u tom slučaju rendgenska slika predstavljala samo zacrnjenu površinu

Detaljnija analiza pokazuje da se komplikovani izraz za ugaonu raspodelu može dobro da aproksimira kosinusnom raspodelom i za normalni i za kosi upad snopa fotona u poluprostor

)(2)( 00 NRR (16) gde je )(11)( 00 HRN koeficijent refleksije (ukupna verovatnoća

refleksije integrirana preko svih upadnih uglova) Analiza raspoloživih eksperimentalnih podataka dobijenih u laboratoriji Zaštita u Vinči potvrđuje kosinusnu aproksimaciju ugaone raspodele

3 Literatura [1] S Chandrasekhar Radiative Transfer Dover New York (1960) [2] J Kenneth Shultis Richard E Faw Radiation Shielding Prentice Hall PTR (1996)

243

ABSTRACT

A THEORY OF THE REFLECTION OF ROENTGEN RAYS USED IN INDUSTRY AND MEDICAL PHYSICS


1) Vinca Institute for Nuclear sciences Belgrade Serbia 2) Institute of Physics Zemun Serbia

Conditions under which the penetration and reflections of Roentgen rays used in industry and medical physics can be treated with a high accuracy as a monoenergetic multiple collision type of particle beam transport with isotropic scattering are analysed In a simple an physicaly transparent way the transport equation describing the reflection of X-rays for this case has been derived and the physical meaning of the separate terms of the equation have been discussed The facts which confirm this physical picture are supplied

244

245

TOTALNI BROJNI ALBEDO NISKOENERGETSKIH FOTONA

Srpko MARKOVIĆ Vladan LJUBENOV Rodoljub SIMOVIĆ Radovan ILIĆ Institut za nuklearne nauke Vinča pp 522 11001 Beograd

SADRŽAJ U radu je prikazan totalni brojni albedo vode aluminijuma i gvožđja za energije

incidentnih fotona od 20 do 100 keV Rezultati su dobijeni Monte Karlo simulacijama fotonske refleksije programima MCNP FOTELP i PENELOPE Izračunate vrednosti za vodu i gvožđe saglasne su sa podacima objavljenim u priručniku V P Maškoviča

1 Uvod Iskustva moderne mirnodopske upotrebe zračenja posebno u medicinskoj dijagnostici i

lečenju upućuju na izučavanje interakcija zračenja sa materijalima (nuklearni preseci difuzija i usporavanje) u kojima su inicijalne energije fotona ispod 100 keV U ovoj energetskoj oblasti veličine tipične za refleksiju fotona (diferencijalni i integralni albedo koeficijenti) nisu detaljno istražene niti su u literaturi celovito prikazane [1 2]

Poslednjih nekoliko godina u Institutu za nuklearne nauke u Vinči sistematski se razvija teorijsko proučavanje i proračun niskoenergetske refleksije fotona od zaštitnih materijala U ranije publikovanim radovima [3 4 5] objavljeni su rezultati koji se tiču semianalitičkih postupaka i Monte Karlo simulacije problema refleksije Krajnji cilj ovih istraživanja je formulacija jednostavnih matematičkih izraza kojima se koeficijenti refleksije mogu dovoljno tačno opisati za praktičnu upotrebu U ovom radu date su vrednosti totalnog brojnog albeda dobijene Monte Karlo simulacijama refleksije fotona od vode aluminijuma i gvožđa prikazanih u vidu homogenih ploča za upadne energije fotona od 20 do 100 keV Korišćeni su provereni kodovi MCNP [6] FOTELP [7] i PENELOPE [8] i dobijeni rezultati upoređeni su sa podacima iz literature [1]

2 Totalni brojni albedo ndash integralni koeficijent refleksije Funkcije karakteristične za refleksiju fotona definišu se pod pretpostavkom da široki

snop usmerenog i monoenergetskog zračenja određen energijom 0E i polarnim uglom 0 pada na graničnu površinu materijala a da se fotoni reflektuju sa različitim energijama E i u različitim pravcima određenim polarnim uglom i azimutalnim uglom [5] Na ovaj način definisani albedo koeficijenti ekvivalentni su albedo koeficijentima određenim po modelu uskog usmerenog snopa inicijalnog zračenja

Određivanje totalnog brojnog albedo zasniva se na Monte Karlo izračunavanju dvojno diferencijalnog albedo koeficijenta )( 00 EEa Zapravo simulacijama se određuje

diferencni brojni albedo )( 00 Ea jiN - dvostruki integral prethodnog koeficijenta

dEEadEEaijE

jiN sin)(2)( 0000

(1)

U izrazu (1) indeksi j i i upućuju na energetske i ugaone intervale u koje se grupišu fotoni čija je refleksija simulirana Na osnovu )( 00 Ea ji

N i definicije totalnog brojnog albeda [1 2]

246

dEEEaddEaE

N )(sin)( 000

2

0

2

000

0

(2)

koji predstavlja ukupnu verovatnoću refleksije fotona od mete dobija se

10

1

9

10000 )()(

j i

jiNN EaEa (3)

Totalni brojni albedo )( 00 EaN omogućava da se pomoću njega po postupku koji je detaljnije izložen u drugom radu [9] semianalitički generišu ugaone i energetske raspodele reflektovanih fotona za tipične zaštitne materijale Koeficijent )( 00 EaN zavisi samo

parametarski od inicijalne energije 0E i upadnog ugla 0 Budući da se ovde izloženi

rezultati odnose isključivo na 00 0 po konvenciji se parametar 0 izostavlja iz spiska

argumenata )0()( 0000 EaEa NN

3 Prikaz i analiza rezultata U ovom radu (tabela 1) prikazane su vrednosti totalnog brojnog albeda fotona koje su

izračunate na osnovu Monte Karlo simulacija refleksije fotona za vodu aluminijum i gvožđe Energije inicijalnih fotona nalaze se u intervalu od 20 do 100 keV Reflektovani fotoni grupisani su u deset ravnomernih energetskih intervala širine 100E i devet jednakih intervala po polarnom uglu širine 100 Programima FOTELP i PENELOPE obuhvaćene su samo inicijalne energije od 40 60 i 100 keV Izuzetno za vodu programom FOTELP dobijene su vrednosti koeficijenta )( 0EaN sa istim inicijalnim energijama kao i sa programom MCNP Detalji proračuna i podaci o programima navedeni su u referencama [4 5]

Tabela 1 Totalni brojni albedo fotona za vodu aluminijum i gvožđe prema rezultatima programa MCNP (1) FOTELP (2) i PENELOPE (3)

E0 [keV]

Voda Aluminijum Gvožđe

(1) (2) (3) (1) (2) (3) (1) (2) (3)

20 30 40 50 60 70 80 90

100

00478 0128 0209 0273 0319 0351 0373 0389 0400

00435 0117 0196 0259 0306 0340 0363 0379 0391

0201

0309

0392

000728 00232 00490 00809 0114 0145 0173 0197 0216

00473

0110

0213

00517

0114

0216

00224 00102 000890 00115 00162 00221 00291 00365 00444

00053

00142

00422

00064

00164

00451

Vrednosti izračunate programima MCNP i FOTELP za vodu međusobno relativno odstupaju ispod 10 za donju granicu inicijalnih energija a tek 2-3 na gornjoj granici od

247

100 keV - ili inicijalnim energijama bliskim njoj Program PENELOPE daje vrednosti koeficijenta između vrednosti druga dva programa nešto bliže vrednostima programa FOTELP Sličan zaključak o saglasnosti rezultata važi i za aluminijum sa posebno saglasnim rezultatima sva tri programa (od 05-2) za inicijalnu energiju od 100 keV

Za metu od gvožđa saglasnost rezultata tri programa je slabija Rezultati programa MCNP i PENELOPE bolje se slažu za inicijalnu energiju od 40 keV relativne razlike su ispod 30 a za 60 keV i 100 keV razlike su ispod 2 Rezultati programa FOTELP odstupaju od MCNP programa znatnije za niske inicijalne energije ali pri inicijalnoj energiji fotona od 100 keV saglasnost se poboljšava i relativne razlike su oko 4Može se uopšteno reći da za više inicijalne energije programi daju rezultate bolje usaglašene nego pri niskim energijama a da je za metu od gvožđa pri niskim inicijalnim energijama fotona (

400 E keV) izostalo zadovoljavajuće slaganje Ovaj ishod objašnjava se efektom fluorescencije u meti od gvožđa i značajnim doprinosom fluorescentnih fotona ukupnoj refleksiji što je registrovano u MCNP simulaciji a izostalo kod druga dva programa [4 5]

Na slici 1 prikazane su vrednosti totalnog brojnog albeda za vodu (sa podacima iz tabele 1) upoređene sa nekoliko vrednosti iz priručnika V P Maškoviča [1] - koje potiču iz rada Bergera i Rasoa [10] U čitavom opsegu energija do 100 keV evidentna je izvanredna saglasnost ovde dobijenih rezultata i vrednosti iz literature Naime rezultati izračunati na osnovu MCNP simulacije refleksije od vode odstupaju od referentnih u granicama 2-3

Slika 1 Totalni brojni albedo fotona za vodu

Usled nedostatka referentnih vrednosti izostalo je poređenje za aluminijum a za

gvožđe je pronađena samo jedan podatak u priručniku V P Maškoviča 0420)( 0 EaN za 1000 E keV Odstupanje ovog rezultata od MCNP i

248

PENELOPE vrednosti iznosi oko 5-6 dok je saglasnost sa programom FOTELP izvanredna

4 Zaključak Glavni doprinos ovog rada je u sistematski sprovedenoj simulaciji refleksije

niskoenergetskih fotona za tri materijala karakteristična za radijacionu zaštitu kao i u dobroj međusobnoj saglasnosti rezultata tri Monte Karlo programa i referentnih podataka Takođe vrednosti totalnih albedo koeficijenta dovoljno su pouzdane da mogu biti osnova za određivanje ugaonih i energetskih raspodela reflektovanih fotona Odstupanja rezultata za gvožđe na niskim energijama pripisano pojavi fluorescencije koja nekim programima nije obuhvaćena zahteva dalju numeričku simulaciju i analizu

5 Literatura [1] VP Maškovič Zaštita od jonizujućih zračenja priručnik Energoatomizdat Moskva

1982 (na ruskom jeziku) [2] AB Chilton JK Shultis RE Faw Princliples of radiation shielding Prentice-Hall

Inc Englewood Cliffs New Jersey 1984 [3] S Marković V Ljubenov O Ciraj R Simović Radiation Physics and Chemistry 71

(2004) 989-990 [4] S Marković R Simović V Ljubenov R D Ilić Nuclear Technology amp Radiation

Protection 22 (2007) 1 40-47 [5] V Ljubenov R Simović S Marković R D Ilić Nuclear Technology amp Radiation

Protection 22 (2007) 1 48-53 [6] R D Ilić FOTELP-2K3 Photon electron and positron Monte Carlo transport

simulation IAEA 1388 OECD NEA Data Bank 2002

[7] J E Briesmeister (Ed) MCNPTM ndash A General Monte Carlo N-Particle Transport Code Version 4C LA-13709-M Manual LANL 2000

[8] PENELOPE-2005 A code system for Monte-Carlo simulation of electron and photon transport NEA-1525 2005

[9] S Marković Doktorska disertacija (u rukopisu) [10] M J Berger D J Raso Radiation Research 12 (1960) 20-37

ABSTRACT

TOTAL NUMBER ALBEDO OF LOW-ENERGY PHOTONS

Srpko MARKOVIĆ Vladan LJUBENOV Rodoljub SIMOVIĆ Radovan ILIĆ Vinča Institute of Nuclear Sciences POBox 522 11001 Beograd

Total number albedo of water aluminum and iron for incident photons in energy range from 20 to 100 keV is presented in this paper Results are obtained through the Monte Carlo simulations of photon reflection by using the MCNP FOTELP and PENELOPE computer codes Calculated values are in agreement with the data for water and iron published in the Radiation Shielding Manual by V P Mashkovich

249

NISKOENERGETSKA APROKSIMACIJA K-N-T FORMULE

Srpko MARKOVIĆ Rodoljub SIMOVIĆ Instutut za nuklearne nauke bdquoVinčaldquo Laboratorija za zaštitu od zračenja

i zaštitu životne sredine bdquoZaštitaldquo pp 522 11001 Beograd

SADRŽAJ Koristeći opravdane aproksimacije za niske (dijagnostičke) energije X-zračenja u

ovom radu izveden je uprošćeni oblik K-N-T formule pogodan za analitičku upotrebu i praktična izračunavanja

1 Uvod U dijagnostičkoj radiologiji rasejano zračenje od pacijenta je glavni i praktično jedini

uzrok izlaganja medicinskog tima i okolinih prostora Problemi zaštite od zračenja neposredno prisutnog radiologa i ostalih članova dijagnostičkog tima posebno su kompleksni u kontrasnim tehnikama Iz tih razloga potrebno je dobro poznavati prostorno-energetsku raspodelu rasejanog zračenja oko pacijenta Osnova za proračun rasejanog zračenja je formula Klein-Nishina-Tama (K-N-T) po modelu jednostrukog Comptonovog rasejanja

Comptonovo nekoherentno rasejanje je najznačajniji mehanizam u interakciji niskoenergetskog X-zračenja sa tkivom Deo upadne energije bude prenesen u okolnu materijalnu sredinu a deo bude rasejan Raspodela energije rasejanog fotona i uzmaklog elektrona zavisi od uglova rasejanja fotona i ugla uzmaka elektrona Ako upadni foton direktno pogađa elektron elektron će biti odbačen direktno unapred ( o0 ) sa maksimalnom energijom a rasejani foton biće rasejan unazad ( o180 ) sa minimalnom energijom S druge strane kada foton samo kresne elektron elektron će uzmaći pod uglom od 90˚ bez primanja energije a foton će nastaviti u približno istom smeru bez gubitka energije

Comptonov efekt je interakcija sa slobodnim elektronom U tkivu vezivna energija atomskih elektrona je reda veličine nekoliko eV i iznosi zanemarljiv deo energije upadnog fotona te se elektron-meta može smatrati slobodnim Iz tih razloga Comptonov efekt je najdominantniji proces u rasejanju X-zračenja sa tkivom U opsegu energija standardnog dijagnostičkog spektra X-zračenja od 10 do 70 keV verovatnoće pojedinih interakcija se jako menjaju sa energijom pa otuda i predata energija tkivu Na primer za fotone od 10 keV srednja predata energija elektronima iznosi manje od 2 keV Na višim upadnim energijama dolazi do sve veće frakcije prenosa energije u odnosu na rasejanu komponentu Na još manjim energijama presek za foto efekat postaje predominantan a pretpostavka o slobodnom elektronu postaje sumnjiva

2 Analitička aproksimacija Analitički izraz za verovatnoću interakcije sa slobodnim elektronom daje formula

Klein-Nishina-Tamma Ona predstavlja verovatnoću za rasejanje fotona na elektronu u

prostorni ugao

d oko

250

)cos1(1

)cos1(cos1)cos1(1

12

222

2

420

4

cme

dd te (1)

gde te oznaćava totalni elektronski presek

Uz oznaku 20

20 cmer (klasični radijus elektrona) i smenu EEP gde su

E i E sekundarna i primarna energija fotona K-N-T formula dobija oblik

)sin1(2

222

0

P

PPr

dd te (2)

Ako se uvede pogodna smena promenljivih i jedna aproksimacija

EE

EEE

EEP

1

i

11

EE

EEE

EE

P (3)

(član 2)( EE i svi viši članovi zanemareni su s obzirom da u opsegu energija od

interesa njihov uticaj iznosi manje od 1 ) i formuliše 22 cos1sin1

PP

dobija se aproksimativna K-N-T formula za niske energije upadnog fotona

)cos1(2

)sin1(2

222

0222

0

Pr

PPP

rd

d te (4)

Dakle u dijagnostičkoj oblasti energija opšta formula K-N-T može se uprostiti na oblik koji opštu povezanost ugla i energije svodi na faktorisanu formu pogodnu za analitički tretman transportne jednačine fotona i lakša izračunavanja Opravdanost zamene kompletne K-N-T formule (1) aproksimativnom formulom (4) može se proceniti direktnim izračunavanjem i poređenjem sa kompletnom K-N-T formulom kao i graničnim Tomsonovim slučajem U graničnom slučaju nema transfera energije i formula glasi

)()cos1(2

22

0 EEr

dd te

(bez transfera energije) (5)

Poređenje se može izvršiti tabeliranjem faktora po kojima se aproksimativni oblik razlikuje od kompletne K-N-T formule u opsegu energija od interesa (10 do 100 keV) uz naznaku odgovarajućeg faktora Tomsonove formule koji je za sve energije u razmatranju konstantan jer ne zavisi od energije

21 cos1)( f - Tomsonov faktor nezavisan od E

)cos1()( 222 PEf - aproksimativni oblik K-N formule

)sin1()( 223

PPPEf - K-N formula pri čemu je korišćen izraz

251

)cos1(5110

1

1

EEEP (E je računato u MeV)

Tabela 1 Vrednosti Tomsonove aproksimativne i K-N-T ugaone komponente cos

0E [Mev] 1f

010E [MeV]

2f 3f

050E [MeV]

2f 3f

10E [MeV]

2f 3f -1

-05 0

05 1

2 125

1 125

2

1852 1179 0962 1226

2

1854 1181 0962 1226

2

1399 0951 0830 1136

2

1421 0965 0837 1138

2

1033 0747 0699 1037

2

1090 0787 0722 1044

2 Na osnovu tabele 1 može s zaključiti da je aproksimacija K-N-T formule veoma tačna

za energije ispod 50 keV a da na gornjoj granici energetskog intervala od 100 keV relativna greška ne prelazi 5-6

3 Transfer energije pri komptonovom rasejanju U tabeli 2 pokazane su vrednosti EE i maxE pri čemu je EEE a

maxE se odnosi na direktan sudar sa refleksijom fotona pod uglom 0180 Za gornju granicu opsega energije koji se razmatra od (najnepovoljniji slučaj) srednji

transfer energije E iznosi oko 8 Razdvajanjem rasejanja na rasejanje unapred i rasejanje unazad (albedo) pokazuje se da je transfer energije drastično veći (za faktor preko 3) u slučaju rasejanja unazad 66 keV u odnosu 2 keV za inicijalne energije fotona od 50 keV odnosno 231 keV prema 74 keV za inicijalne energije fotona od 100 keVTačnost ovog pristupa proverena je na energiji od 100keV

Rezultatima u tabeli 2 potvrđena je opravdanost korišćenih aproksimacija pri izvođenju simplifikovane K-N-T formule

Tabela 2 Maksimalni transfer energije pri Komptonovom rasejanju E(MeV)

min

EE

maxE [MeV]

001 09623 0000377 005 08363 00082 008 07615 001908 01 07187 00281 02 05609 00878

252

4 Zaključak Za proračun rasejanog zračenja od pacijenta u dijagnostičkom niskoenergetskom

opsegu energija X-zračenja opravdano je koristiti jednostavniji oblik formule K-N-T pogodne za analitička izračunavanja Izvedeni uprošćeni oblik formule K-N-T daje zadovoljavajuću tačnost Za najnepovoljniji slučaj energije fotona od 01 MeV odstupanja iznose ne više od 8 Dobijeni rezultati nisu ograničeni samo na zaštitu od zračenja u dijagnostičkoj radiologiji već se mogu primenjivati gde god postoji potreba za proračunom rasejanog zračenja u interakcijama nisko-energetskog fotonskog zračenja sa zaštitnim materijalom

5 Literatura [1] UNSCEAR Report of the United nations scientific committee on efects of atomic

radiation Supl 45 UN New York 1988 [2] H E Johns J R Cunnigham The Physics of radiology 4th edition 1984 [3] James E Martin Physics for radiation protection Wiley-VCH Verlag GmbH ampCo

KGaA Weinheim 2004 [4] Arthur B Chilton J Kenneth Shultis Richard E Faw Priciples of radiation shielding

Prentice Hall Inc Englewood Cliffs new Jersey 1984 [5] Srpko Marković Doktorska disertacija (U rukopisu) [6] Olivera Ciraj Bjelac Procena izloženosti i mogućnosti za smanjenje pacijentnih doza u

dijagnostičkoj radiologiji doktorska disertacija Univerzitet u Novom Sadu ACIMS 21oktobar 2005 mentor Prof Slobodanka Stanković

ABSTRACT

LOW-ENERGY APPROXIMATION OF K-N-T FORMULA

Srpko MARKOVIĆ Rodoljub SIMOVIĆ

A simplified version of the K-N-T formula is derived in this paper by using some well justified approximations in low (diagnostic) range of photon energies This formula is suitable mostly for analytical purposes and practical calculations

253

O SREDNJEM KOSINUSU POLARNOG UGLA FOTONA REFLEKTOVANIH OD VODE

Rodoljub SIMOVIĆ Srpko MARKOVIĆ Vladan LJUBENOV Institut za nuklearne nauke Vinča Beograd Srbija

simovicrvinbgacyu srpkomvinbgacyu vladanvinbgacyu

SADRŽAJ U radu je razmatran srednji kosinus polarnog ugla fotona reflektovanih od vode za

energije incidentnih fotona od 40 60 i 100 keV Vrednosti su računate na osnovu podataka dobijenih Monte Karlo simulacijama fotonske refleksije pomoću programa MCNP Pokazano je da bez obzira na inicijalnu energiju fotona totalni srednji kosinus polarnog ugla ima približno konstantnu vrednost koja odgovara uglu refleksije od 480

1 Uvod U dijagnostičkoj radiologiji rasejano zračenje od pacijenta predstavlja glavni uzrok

izlaganja medicinskog tima [1] Otuda je od velikog praktičnog interesa poznavanje ugaone i energetske raspodele reflektovanog zračenja U ovom radu biće razmotrena ugaona raspodela unazad rasejanih fotona od vode opisana srednjim kosinusom polarnog ugla reflektovanih fotona i totalnim srednjim kosinusom - integralom po energiji prethodne veličine

Rezultati koji su ovde prikazani dobijeni su Monte Karlo simulacijama niskoenergetske fotonske refleksije realizovnim pomoću programa MCNP [2] Oni su prikaz tek jednog dela opsežnih istraživanja koja su preduzeta u Institutu Vinča da se analitičkim metodama i numeričkom simulacijom sistematski prouči niskoenergetska refleksija fotona Deo ostvarenih rezultata već je publikovan [3 4] dok će potpuniji uvid o celini biti uključen u doktorsku tezu jednog od autora rada [5]

2 Definicija srednjeg kosinusa polarnog ugla Srednji kosinus polarnog ugla reflektovanih fotona definiše se pomoću diferencijalnog

spektralnog albeda )( 00 EEa izrazom

2

0

2

000

2

0

2

000

00

sin)(

sin)(cos)(cos

dEEad

dEEadEE (1)

a izračunava korišćenjem vrednosti diferencnog brojnog albeda )( 00 Ea ji

N određenih Monte Karlo simulacijama refleksije fotona [3 4]

254

)(

)(cos

)(

)(cos)(cos

00

9

100

9

100

9

100

00 EEa

Ea

Ea

EaEE

N

i

jiNi

i

jiN

i

jiNi

(2)

gde icos predstavlja kosinus srednjeg ugla i-tog ugaonog intervala Podrazumeva se

da energija E u argumentu funkcije cos pripada j-tom energetskim intervalu Lako se identifikuje da imenioci izraza (1) i (2) predstavljaju spektralni albedo fotona

)( 00 EEaN Veličina )(cos 00 EE označava energetsku raspodelu srednjeg

kosinusa polarnog ugla reflektovanih fotona koji su na metu usmereni pod uglom 0 i sa

inicijalnom energijom 0E Po konvenciji kada je upad primarnih fotona pod pravim

uglom ( 00 0 ) izostavlja se parametar 0 iz argumenta funkcije te se srednji kosinus

polarnog ugla kraće zapisuje sa )(cos 0 EE

3 Prikaz i analiza rezultata U tabeli 1 prikazane su vrednosti srednjeg kosinusa polarnog ugla za vodu izračunate na

osnovu simulacija refleksije programom MCNP Inicijalne energije upadnih fotona bile su 40 60 i 100 keV Na slici 1 nacrtani su histogrami na osnovu tabličnih podataka Za sve tri

inicijalne energije histogrami funkcije )(cos 0 EE slično izgledaju posle pika na energijama ispod inicijalnih sledi široko energetsko područje sa približno ravnom raspodelom da se pri sasvim niskim energijama pojavi još jedan pik raspodele Detaljnije objašnjenje manje-više zajedničkog oblika raspodele može se dati elementarnom analizom transportnog procesa koji vodi refleksiji fotona iz mete

Tabela 1 Srednji kosinus polarnog ugla reflektovanih fotona za vodu E0=40 keV E0=60 keV E0=100 keV

E [keV]

(cos 0 EE

E [keV] (cos 0 EE

E [keV] )(cos 0 EE

20 60

100 140 180 220 260 300 340 380

0622 0623 0604 0631 0693 0691 0686 0660 0723 0365

30 90 150 210 270 330 390 450 510

570

0735 0656 0654 0695 0692 0685 0672 0647 0672

0407

50 150 250 350 450 550 650 750 850 950

0661 0704 0697 0691 0685 0669 0644 0707 0311

0402

255

Fotoni koji pod pravim uglom padaju na metu mogu se reflektovati posle (a) samo jednog rasejanja unazad (rasejanje pod uglom većim od 900) (b) malog broja rasejanja ndash nekoliko rasejanja na mali ugao unapred u odnosu na primarni pravac kretanja bilo unapred i unazad na primarni pravac kretanja i (c) posle većeg broja rasejanja

Ako se fotoni reflektuju posle jednog sudara unazad biće to usled rasejanje pod uglom od oko 1400 u srednjem bez obzira na inicijalnu energiju fotona u oblasti energija do 100 keV [5] Odgovarajući polarni ugao refleksije ovih fotona je 040 čemu korespondira

7660cos Upravo su vrednosti prvog pika raspodele funkcije )(cos 0 EE približno tolike Manje razlike u zavisnosti od energije dolaze od doprinosa onih fotona koji su reflektovani uz manji broj rasejanja Pri rasejanju od 1400 fotoni umanjuju svoju početnu energiju zavisno od vrednosti inicijalne i reflektovaće se sa približno sledećim energijama pri 400 E keV sa 35E keV pri 600 E keV sa 50E keV a za 1000 E

keV sa 75E keV [5] Upravo se pikovi na histogramima odnose na energetske intervale koji obuhvataju ove izlazne energije

Slika 1 Energetska raspodela srednjeg kosinusa polarnog ugla fotona za vodu

Ukoliko se fotoni reflektuju posredstvom dva ili tri rasejanja pod oštrim uglovima

mogu se pojaviti sa izlaznim polarnim uglovima većim od 400 pa sve do polarnog ugla od

900 Tada su vrednosti )(cos 0 EE manje i na histogramima se registruju iznosi od 02 ndash 04 Energije ovih fotona po pravilu su više od energija fotona koji su se reflektovali

256

jednim rasejanjem unazad [5] te se minimum raspodele javlja bliže inicijalnoj energiji fotona

Najveći broj fotona metu napušta posle više uzastopnih rasejanja u svim pravcima Pri tome dolazi do izrazite izotropizacije ugaone raspodele fotona što se očitava približno

konstantnom vrednošću funkcije )(cos 0 EE Pojava je izraženija za više inicijalne energije fotona kada do refleksije dolazi posle srazmerno većeg broja rasejanja

Na najnižim energijama zapaža se drugi pik raspodele istaknutiji za inicijalnu energiju od 60 keV a slabo primetan za 100 keV Pri niskim incicijalnim energijama (slučaj 40 keV) pik izostaje zbog dominacije fotoelektrične apsorpcije u odnosu na proces rasejanja fotona

Usrednjavanjem po energiji funkcije )(cos 0 EE dobija se totalni srednji kosinus

polarnog ugla )(cos 0E

)(

)(cos

)(

)(cos)(cos

00

9

100

10

19

100

10

1

9

100

10

10

Ea

Ea

Ea

EaE

N

i

jiNi

j

i

jiN

j

i

jiNi

j

(3)

Za vodu ovaj parametar ima vrednosti u uzanom opsegu 066-067 u intervalu inicijalnih energija do 100 keV Ove vrednosti odgovaraju uglu refleksije od 048 Daljim izračunavanjima potvrđeno je da za aluminijum i gvožđe u istom intervalu inicijalnih energija ugao refleksije fotona od gornje vrednosti maksimalno odstupa 1-2 [5]

4 Zaključak Pokazano je da se fotoni upućeni pod pravim uglom na metu od vode reflektuju pod

uglom od približno 480 bez obzira na inicijalne energije fotona u granicama do 100 keV Šta više pokazano je da ovaj zaključak važi i za mete od aluminjima i gvožđa Na osnovu toga može se postaviti pravilna strategija zaštite medicinskog osoblja koje realizuje radiološku dijagnostiku

5 Literatura [1] S Marković V Ljubenov O Ciraj R Simović Radiation Physics and Chemistry 71

(2004) 989-990


[3] S Marković R Simović V Ljubenov R D Ilić Nuclear Technology amp Radiation Protection 22 (2007) 1 40-47

[4] V Ljubenov R Simović S Marković R D Ilić Nuclear Technology amp Radiation Protection 22 (2007) 1 48-53

[5] S Marković Doktorska disertacija (u rukopisu)

257

ABSTRACT

ON THE AVERAGE COSINE OF POLAR ANGLE OF PHOTONS REFLECTED FROM WATER

Rodoljub SIMOVIĆ Srpko MARKOVIĆ Vladan LJUBENOV

Vinča Institute of Nuclear Sciences Belgrade Serbia simovicrvinbgacyu srpkomvinbgacyu vladanvinbgacyu

For incident photon energies of 40 60 and 100 keV the average cosine of polar angle of

photons reflected from water is treated in this paper Values are calculated based on Monte Carlo simulation data of photon reflection obtained by the MCNP code It is found that total average cosine of polar angle has the value corresponding to the reflection angle of 480 approximatelly and does not depend on the photon initial energy

258

259

Radiobiologija

260

261

BIODOZIMETRIJSKI TEST U RUTINSKOJ PRAKSI PERIODIČNIH PREGLEDA

Boban RAKIĆ Dubravka JOVIČIĆ Milan PAVLOVIĆ Snežana MILAČIĆ Radomir KOVAČEVIĆ

Institut za medicinu rada i radiološku zaštitu ldquoDr Dragomir Karajovićrdquo Beograd Srbija rakicbobanyahoocouk

SADRŽAJ Biodozimetrija je najosetljiviji metod merenja izloženosti jonizujućem zračenju To je

metoda pomoću koje određujemo apsorbovanu dozu zračenja na osnovu učestalosti nestabilnih hromozomskih aberacija u limfocitima periferne krvi Cilj ovog rada bio je da se konstatuju hromozomske aberacije kod lica profesionalno izloženih malim dozama jonizujućih zračenja kao i da se uporedi učestalost hromozomskih promena među polovima Biodozimetrijski test je urađen kod 86 ispitanika od kojih su 43 ženskog pola i 43 muškog pola Analizom limfocita periferne krvi konstatovano je prisustvo 74 nestabilne hromozomske aberacije tipa dicentrika (122) ring hromozoma (27) i acentričnih fragmenata (851) Na radnom mestu nije bilo prekoračenja ekspozicije tj nema povećane apsorbovane doze Statistička analiza pomoću Hi-kvadrat testa je pokazala da ne postoji razlika između polova u učestalosti nestabilnih aberacija (za sve detektovane aberacije statistička značajnost Pgt005) Veliki doprinos daljim istraživanjima bio bi uvođenje metoda molekularne genetike (PCR FISH) radi praćenja ldquosuptilnijihrdquo oštećenja na molekulu DNK lica profesionalno izloženih dejstvu jonizujućih zračenja

1 Uvod Poznato je da jonizujuća zračenja izazivaju jonizaciju materije kroz koju prolaze bilo

direktnim dejstvom na određene organske molekule u ćeliji ili indirektnim dejstvom slobodnih radikala nastalih zračenjem Pri tome se ne može isključiti ni istovremena pojava oba dejstva

Pod uticajem malih doza u kontrolisanim uslovima (lt01 Gy) aberacije predstavljaju biomarkere ekspozicije osetljivosti i efekta jonizujućih zračenja Pod biomarkerima jonizujućih zračenja podrazumevaju se nestabilne hromozomske aberacije tipa dicentrika ring hromozoma i acentričnog fragmenta One su pokazatelji ldquosvežegrdquo ozračenja i skorašnje ekspozicije Aberantna ćelija može da preživi svega nekoliko generacija te se zato ove aberacije nazivaju nestabilnim [2 3 4 5 8] Stabilne strukturne aberacije (inverzije translokacije) za razliku od njih perzistiraju u ćelijskoj populaciji duži vremenski period a ako su sastavni deo germinativnih ćelija mogu biti prenete i na sledeću generaciju Na osnovu povećanog broja nestabilnih aberacija kod osoba profesionalno izloženih dejstvu jonizujućih zračenja moguće je odrediti i apsorbovanu dozu zračenja Minimalna doza koja tako može biti detektovana iznosi 01-02 Sv (100-200 mSv ili mGy) dok u slučajevima akcidenata (primljene velike doze) nestabilne aberacije su direktan biološki pokazatelj apsorbovane doze (biodozimetrija) Putem dozno-zavisnih kalibracionih krivi projektovanih za svaki tip radioaktivne emisije moguće je odrediti odgovarajuću apsorbovanu dozu u grejima (Gy) Ove krive imaju (zavisno od tipa emisije) eksponencijelni oblik i definisane su matematičkim modelima koji omogućavaju izračunavanje efektivne ekvivalentne doze [5]

262

Delovanjem zračenja na DNK u Go ili G1 fazi ćelijskog ciklusa mogu nastati dvolančani prekidi koji se dupliraju u S fazi ćelijskog ciklusa Ukoliko enzimi reparacionog sistema ne uspeju da ih otklone ove radiolezije se mogu detektovati kao strukturne hromozomske aberacije Jednolančani prekidi bivaju repariraniVećina ćelija ozračenih u procesu deobe proći će kroz deobu do kraja kada će se i podeliti Medjutim ako su ćelije ozračene pred deobu one se mogu privremeno ili trajno zaustaviti u G2 fazi Ćelije su najosetljivije na dejstvo zračenja u G2 fazi i najmanje osetljive u S fazi One ćelije koje su u vreme ozračenja zatečene u G1 stadijumu mogu biti privremeno ili trajno sprečene da uđu u S fazu Deo ozračene populacije ćelija stupa u mitozu ili ne uspeva da se podeli Promene u ćelijskoj funkciji koje ne vode smrtnom ishodu ćelije rezultat su pre svega malih doza zračenja

Cilj naših istraživanja bio je da se konstatuju hromozomske aberacije kod lica profesionalno izloženih malim dozama jonizujućih zračenja kao i da se uporedi učestalost istih među polovima

2 Materijal i metode Hromozomski status osoba koje rade u zoni jonizujućih zračenja i koje su permanentno

izložene malim dozama zračenja moguće je analizirati preko metafaznih hromozoma dobijenih kratkotrajnom kultivacijom limfocita periferne krvi Limfociti kao ldquomali biološki dozimetrirdquo i dugoživeći krvni elementi ulaze u proces mitoze jedino u prisustvu nekog antigena

Citogenetička istraživanja vršena su kod lica koja su profesionalno izložena dejstvu malih doza jonizujućeg zračenja U analizu je uključeno 86 ispitanika od toga 43 ispitanika ženskog pola i 43 ispitanika muškog pola

Za analizu hromozomskih aberacija korišćena je modifikovana Moorhaed-ova mikrometoda i konvencionalna citogenetska tehnika Pri tome je analizirano 200 dobro razabranih metafaznih figura za svakog ispitanika [6]

Po zasejavanju pune venske krvi u RPMI medijum uz dodatak 01 mitogena-fitohemaglutinina (PHA) vršeno je inkubiranje kulture na 37ordmC i 2-3 sata pre isteka vremena kultivacije dodavano 02 ml kolcemida

Statistička analiza dobijenih podataka je izvršena korišćenjem programa Statistika 5 (StatSoft Inc) i SAS 612 softvera za PC

3 Rezultati i diskusija Na Tabeli 1 prikazane su apsolutne i relativne (izražene u ) učestalosti hromozomskih

aberacija za ukupan uzorak od 86 ispitanika Pored pomenutih podataka u tabeli su predstavljene vrednosti za nestabilne aberacije tipa dicentrik ring hromozom i acentrični fragment prikazane su i vrednosti detektovanih hromatidnih i izohromatidnih prekida Detektovano je ukupno 74 nestabilne strukturne hromozomske aberacije

Na tabeli 2 prikazana je apsolutna i relativna učestalost hromozomskih aberacija odvojeno po polovima sa Hi-kvadrat testom sa polom kao parametrom Analiza je obuhvatala 43 ispitanika ženskog pola i 43 muškog pola koji su profesionalno izloženi dejstvu jonizujućih zračenja Hi-kvadrat test je pokazao da ne postoji razlika izmedju polova u učestalostima nestabilnih aberacija (dicentrika ring hromozoma i acentričnih fragmenata) kao i učestalostima detektovanih hromatidnih i izohromatidnih prekida Za sve aberacije i aberantne ćelije statistička značajnost-P je veća od 005 koja se uzima kao granična vrednost

263

Tabela 1 Apsolutna (apsol) i relativna učestalost (rel u ) hromozomskih aberacija za ukupan uzorak

Broj aberacija po ispitaniku

Dicentrici Ring hromozomi

Acentrični fragmenti

Hromatidni prekidi

Izohromatidni prekidi

Aberantne ćelije

apsol rel() apsol rel() apsol rel() apsol rel() apsol rel() apsol rel() 0 78 907 84 977 44 512 58 674 57 663 35 407 1 7 81 2 23 31 36 23 267 22 256 20 233 2 1 12 5 58 5 59 6 7 19 221 3 3 35 1 12 7 81 4 2 23 1 12 5 1 12 2 23 6 2 23

Uticaj malih doza jonizujućih zračenja pri profesionalnoj ekspoziciji je posebno

delikatan problem zbog njihovog kumulativnog efekta u organizmu U poslednje vreme veliki broj istraživača radi na molekularnom aspektu analize DNK

molekula usled delovanja jonizujućih zračenja Pored Fluorescentne in situ hibridizacije (FISH) detekcija point mutacija delecija insercija translokacija u humanom genomu je moguća putem PCR metode (Polymerase Chain Reaction) kojom se za svega nekoliko časova u kontrolisanim uslovima može amplifikovati željena sekvenca DNK u više od milion kopija Tako je putem multiplex PCR-a moguća istovremena amplifikacija i kasnija analiza 9 egzona HPRT gena (gen koji kodira sintezu enzima hipoksantin-guanin-fosforibozil transferaze) koji je podložan delovanju jonizujućeg zračenja (γ-radijaciji) Najčešće promene koje se pri tome mogu detektovati čine totalne i parcijalne delecije egzona HPRT gena [1 7]

4 Zaključak Imajići u vidu specifičnosti uslova rada u zoni jonizujućih zračenja potrebna je

permanentna edukacija lica koja rade sa otvorenim odnosno zatvorenim izvorima zračenja kao i obavezno uključivanje mera zaštite na takvom radnom mestu

Posebnu pažnju trebalo bi posvetiti radiosenzitivnim osobama kojima bi se zbog povećanog rizika trebalo savetovati radno mesto sa najmanjim rizikom za njihovo zdravlje

Kako su metode klasične citogenetike u nekim slučajevima nedovoljno precizne i neinformativne uputno je uključiti i molekularno genetički pristup u dijagnostici promena humanog genoma Reakcija lančanog umnožavanja željenih fragmenata DNK (PCR) je dovoljno brza osetljiva i specifična metoda za detekciju ldquosuptilnihrdquo (citogeneticki nevidljivih) ostećenja molekula DNK kod lica profesionalno izloženih dejstvu jonizujućih zračenja

264

Tabela 2 Apsolutna i relativna učestalost hromozomskih aberacija odvojeno po polovima sa Hi-kvadrat testom sa polom kao parametrom

5 Literatura [1] Cazzaniga G and Blondi A Minimal residual disease assesment by quantitative

polymerase chain reaction technology The Hematology Jurnal 7th congres of the Hematology Association Educational Programme (2002)

[2] Garaj-Vrhovac V Kopjar N and Poropat M Evaluation of cytogenetic damages in nuclear medicine personnel occupationally exposed to low-level ionizing radiation Arh Hig Rada Toksikol 57 (2006) 31-8

Tip aberacija Pol Učestalost Broj aberacija po ispitaniku

Hi-kvadrat vrednost

P

0 1 2 3 4 5 6

Dicentrici m apsolutna 40 3 0

1194 055 relativna () 9302 698 000

ž apsolutna 38 4 1 relativna () 8837 930 233

Ring hromozomi m apsolutna 42 1

0 1 relativna () 9767 233 000

ž apsolutna 42 1 relativna () 9767 233


m apsolutna 20 17 3 1 2 0

4187 052 relativna () 4651 3953 698 233 465 000

ž apsolutna 24 14 2 2 0 1 relativna () 5581 3256 465 465 000 233

Hromatidni prekidi

m apsolutna 26 13 4

2618 027 relativna () 6047 3023 930



m apsolutna 25 13 5 0

5254 015 relativna () 5814 3023 1163 000

ž apsolutna 32 9 1 1 relativna () 7442 2093 233 233

Aberantne ćelije m apsolutna 13 13 11 2 1 2 1

8874 018 relativna () 3023 3023 2558 465 233 465 233

ž apsolutna 22 7 8 5 0 0 1 relativna () 5116 1628 1860 1163 000 000 233

265

[3] Joksić G and Petrović S Lack of adaptive response of human lymphocytes exposed in vivo to low dosis of ionizing radiation Journal of Enviromental Pathology Toxicology and Oncology Vol 23 3 (2004) 195-206

[4] Jovičić D and Petrović I Biološka dozimetrija kod osoba profesionalno izloženih dejstvu jonizujućeg zračenja Glasnik Antropološkog društva Jugoslavije 40 (2005) 51-57

[5] Milačić S Frequency of chromosomal lesions and damaged lymphcytes of workers occupationally exposed to X-rays Health Physics 88 No 4 (2005) 334-339

[6] Moorchead PS et al Chromosome preparation of leucocytes cultured from human periferal blood Exp Cell RES 20 (1960) 613-616

[7] OrsquoNeill JP Hunter TC Sulivan IM Nicklas JA and Albertini RJ Southern-blot analyses of human T-lymphocytes mutants induced in vitro by γ-irradiation Mutat Res 240 (1990) 143-149

[8] Rožgaj R Košuba V and Simić D The frequency of dicentrics and acentrics and the incidence of rogue cells in radiation workers Mutagenesis 170 (2002) 135-139

ABSTRACT

BIODOSIMETRIC TEST IN ROUTINE PRACTICE OF PERIODIC VIEWS Boban RAKIĆ Dubravka JOVIČIĆ Milan PAVLOVIĆ Snežana MILAČIĆ

Radomir KOVAČEVIĆ


Biodosimetry is the most sensitive method for measuring the ionizing radiation

exposition level This method enables determination of absolute dose of radiation to which the person has been exposed by defining the frequency of appearance of unstable chromosome aberrations in lymphocytes of the peripheral blood

The aim of this work was to detect the chromosome aberrations in persons which have been occupationally exposed to low doses of ionizing radiation as well as to compare their frequencies among sexes Among 86 patients tested by biodosimetric test 43 women and 43 men the presence of 74 unstable chromosome aberrations of dicentric type (122) ring chromosome (27) and acentric fragments (851) were detected This result indicates that there was no overexposing of any of those patients to the radiation ie that there was no elevated dose absorption Furthermore Pearson Chi-square test showed that there is no difference in frequencies of unstable aberrations between males and females (for all detected aberrations the statistical confidence was Pgt005) The extreme contribution to further investigations would be the introduction of molecular genetics methods such as PCR and FISH with aim to detect the more ldquosubtlerdquo damages of DNA of patients occupationally exposed to ionizing radiation

266

267

PREVREMENA CENTROMERNA SEGREGACIJA U LICA IZLOŽENIH JONIZUJUĆEM ZRAČENJU

Dubravka JOVIČIĆ1 Snežana MILAČIĆ1 Tanja VUKOV3 Boban RAKIĆ1 Radomir KOVAČEVIĆ1 Milena STEVANOVIĆ2 Danijela DRAKULIĆ2 Nenad

BUKVIĆ4

1KCS ndash Institut za medicinu rada i radiološku zaštitu ldquoDr Dragomir KarajovicrdquoBeograd

2Institut za molekularnu biologiju i genetički inžinjering Beograd 3 Institute for Biological Research ldquoSiniša Stankovićrdquo Belgrade

4DIMIMP ndash Medical Genetic Section University of Bari Italy

SADRŽAJ U ovom radu istraživana je učestalost prevremene centromerne deobe (PCD) u

metafazama medicinskog osoblja profesionalno izloženog jonizujućem zračenju koji su imali pozitivan hromozomski nalaz Analiza je obuhvatila 30 izloženih ispitanika i 23 ispitanika kontrolne grupe koja nije bila izložena genotoksičnim agensima Hromozomske aberacije analizirane su standardnom metodom Za analizu PCD koriščena je i Fluorescentna in situ hibridizacija (FISH) Za detekciju centromernog regiona koristili smo probu pl1 84 repetativne DNK za hromozom 18 ANOVA- test i Mann- Whitney su pokazali da postoje statistički značajne razlike u učestalosti svih devet posmatranih varijabli (Plt00001) (hromatidni i hromozomski prekidi acentrici dicentrici broj metafaza sa PCD (MPCD) ukupan broj hromozoma sa PCD (TPCD) broj metafaza sa PCD na akrocentričnim hromozomima (MAPCD) i ukupan broj akrocentričnih hromozoma sa PCD (TAPCD) osim za ring hromozom (Pgt005) između dve grupe ispitanika (profesionalno izložene i kontrolne) Naša istraživanja su pokazala statistički značajan relativni rizik (RR) za pet posmatranih varijabli (hromatidni prekid hromozomski prekid acentrik MPCD i TAPCD)

Primenom FISH metode uočeno je da procenat metafaza sa PCD i procenat PCD na interfaznim nukleusima pokazuje statistički značajnu razliku između izložene i kontrolne grupe

Obzirom da se PCD može posmatrati kao fenomen koji predstavlja manifestaciju genomske nestabilnosti koja je uzrokovana promenama u kariotipu naša istraživanja sugerišu da se PCD sagleda kao eventualni citogenetički biomarker za lica profesionalno izložena jonizujućem zračenju

1 Uvod U novije vreme osim klasičnog ispitivanja uticaja jonizujućeg zračenja na limfocite

periferne krvi kod izloženih lica pažnja je usmerena na iznalaženju novih pristupa i načina analize za definisanje citogenetičkih markera u cilju prepoznavanja štetnog delovanja jonizujućeg zračenja

Naša istraživanja pored klasične analize hromozomskih aberacija posvetila su posebnu pažnju učestalosti prevremene centromerne deobe (PCD) kod eksponovanih radnika

Ovaj fenomen karakteriše se razdvojenim hromatidama hromozoma već u metafazi ćelijskog ciklusa Medjutim ukoliko dođe do prerane deobe konstitutivnog heterohromatina u nivou centromera (PCD) onda možemo zapaziti pojavu aneuploidija Na činjenicu da PCD dovodi do aneuploidije prvi je u svojim radovima ukazao [1]

268

Poremećaj funkcije centromera u vidu preranog centromernog razdvajanja centromernog pafa ( centromerno razdvajanje engl-centromere splitting centromere spreading) kod različitih vrsta neoplazija predstavlja zapravo manifestaciju poremećaja mehanizma prostorne i vremenske regulacije procesa mitoze što dalje vodi u genetsku nestabilnost [2] Cilj našeg istraživanja je bio usmeren na određivanju učestalosti PCD-a kod lica koja su profesionalno izložena malim dozama zračenja kao i razmatranje činjenice da li PCD možemo posmatrati kao mogući citogenetički biomarker kod lica profesionalno izloženih zračenju Da bismo potvrdili prisustvo prevremene centromerne deobe na određenom hromozomu na metafazama i interfaznim nukleusima i odgovorili na pitanje u kom trenutku ćelijskog ciklusa dolazi do razdvajanja centromernih regiona primenili smo fluorescentnu in situ hibridizaciju (FISH)

2 Materijal i metode Naša straživanja su obuhvatila grupu od 30 ispitanika zaposlenih u Kliničkom centru

Srbije koja su profesionalno izložena delovanju malih doza jonizujućeg zračenja i 23 ispitanika kontrolne grupe (K) koji nikada nisu bili izloženi fizičkim ili hemijskim agensima na svojim radnim mestima (Tab1) Efektivne doze zračenja merene su termoluminiscentnim dozimetrom ( TLD ) jedanput mesečno za vreme profesionalne izloženosti

Tabela 1 Opšte karakteristike ispitanika Kontrola Eksponovani Pol Muškarci 15 14 Žene 8 16 Godine (mean plusmn SD) 3717 plusmn 777 3600 plusmn 894 RS (godine) (mean plusmn SD) 1291 plusmn 676 1270 plusmn 737 ERS (godine) (mean plusmn SD) 0 1270 plusmn 737 Pušači 14 15 Nepušači 9 15 Srednja ukupna profesionalna efektivna doza (mSv) (range) 0 1332 (481-

2476) RS ndash radni staž ERS ndash ekspozicioni radni staž

Biološka dozimetrija izvedena je pomoću modifikovane mikrometode za limfocite periferne krvi i konvencionalne citogenetske tehnike za analizu hromozomskih aberacija

[3 i 4] Analiza hromozomskih aberacija (CA) i prevremene centromerne deobe (PCD) praćena je na 200 metafaznih ćelija Kao potvrdu rezultata prevremene segregacije centromernih regiona koriščena je i fluorescentna in situ hibridizacija (FISH) Za detekciju centromernog regiona korišćena je proba pL1 84α repetativne DNK za hromozom 18 [5] Statistički su praćena četiri PCD parametra PCD na bilo kom hromozomu (MPCD) ukupan broj hromozoma sa PCD (TPCD) metafaze sa PCD na akrocentričnim hromozomima (MAPCD) i ukupan broj PCD na akrocentrčnim hromozomima (TAPCD)

269

kao i pet CA parametara hromozomski i hromatidni prekidi dicentrici acentrični i ring hromozomi Rezultati u ovom radu obrađeni su primenom Statistike 5 (StatSoftInc) i SAS 612 softvera za PS

3 Rezultati i diskusija Rezultati istraživanja CA i PCD kod lica koja su profesionalno izložena delovanju

malih doza jonizujućeg zračenja prikazana su na tabelama 2 3 4 i 5 Na osnovu statističkih podataka (Anova test i Mann-Whitney U test) došlo se do

saznanja da je frekvencija kod 8 ispitivanih varijabli značajno veća (plt0001) kod eksponovane grupe ispitanika u odnosu na kontrolnu grupu osim za ring hromozom (pgt005) (Tabela 2) Može se postaviti pitanje da li se učestalost PCD može dovesti u vezu sa artefaktima ili je zaista prisustvo PCD moguće posmatrati kao biološki odgovor ćelije na delovanje jonizujućeg zračenja [6] sugerišu da prisustvo PCD u humanom kariotipu nije slučajno

Ako je prisustvo PCD slučajno onda bi trebalo pokazati njegovu slučajnost i kod kontrolne i kod eksponovane grupe međutim učestalost PCD je daleko manja u kontrolnoj grupi nego u izloženoj grupi Prisustvo PCD u manjoj meri i u kontrolnoj grupi upućuje na zaključak da je PCD mogao nastati i kao posledica delovanja faktora spoljašnje sredine Dalje analiza naših podataka je pokazala da ne postoji razlika između polova za većinu ispitivanih varijabli Međutim naša ispitivanja su utvrdila da postoji veća frekvenca PCD kod žena nego kod muškaraca i to samo za dve ispitivane varijable PCD ( MAPCD i TAPSD) U literaturi nalazimo podatke koji ukazuju da se PCD često javlja kod akrocentričnih hromozoma PCD akrocentričnih hromozoma se vezuje sa aneuploidijom 21 hromozoma kod Robertsovog sindroma akutne mijeloidne leukemije [7] Osim toga akrocentrični hromozomi skloni su nerazdvajanju i translokacijama [8] Takođe naša istraživanja su utvrdila da nema statističke značajnosti za svih devet ispitivanih varijabli između pušača i nepušača što ukazuje da na prinos PCD i CA pušenje nije imalo uticaj kao ni pol U našim rezultatima jednostavna linearna regresiona analiza je pokazala pozitivnu korelaciju MPCD i TPCD sa ekspozicionim radnim stažom ali koeficijent korelacije je bio viši kod eksponovane grupe u poređenju sa kontrolom Naime i ukupna efektivna doza je pokazala visoku pozitivnu korelaciju sa vremenom profesionalne izloženosti (Tabela 3) Poissonova regresiona analiza u našem radu utvrdila je značajano visok relativan rizik (RR) za 5 ispitivanih varijabli (hromatidni prekid hromozomski prekidi acentrični fragmenti MAPCDi TAPCD) Takođe smo utvrdili da radno iskustvo godine pol pušenje nemaju rast RR (Tabela 4) [9] su saopštili da Poisson-ova regresiona analiza pokazuje visoki relativni rizik (RR) za hromozomske aberacije kod svih ispitivanih lica koja su izložena delovanju malih doza zračenja Primenom FISH metode može se zaključiti da do segregacije centromera dolazi još u interfazi ćelijskog ciklusa tj u G2 fazi ćelijskog ciklusa Statističkom analizom ndash Mann-Whitney U test je pokazao da se PCD na hromozomu 18 javlja značajno više kod izloženih ispitanika nego kod kontrole (Tabela 5) Budući da PCD nastaje kao posledica centromerne disfunkcije može se posmatrati kao fenomen hromozomske nestabilnosti koji igra značajnu ulogu u malignoj transformaciji ćelije [10 i 11] Naša istraživanja ukazuju na mogućnost da PCD sagledamo kao mogući citogenetički biomarker kod lica izloženih delovanju jonizujućeg zračenja Potrebno je naglasiti da ovi rezultati uključuju preliminarna istraživanja na relativno malom uzorku Buduća

270

istraživanja će uključiti veći broj ispitanika u kombinaciji sa in vitro istraživanjima što će doprineti boljem razumevanju ovog fenomena

Tabela 2 Odnos hromozomskih aberacija u kontrolnoj i eksponovanoj grupi

ispitanika Kontrola Eksponovani MPCD 11528 1719 TPCD 11217 1648 MAPCD 114839 13974 TAPCD 111220 13093 Hromatid pr 117692 16897 Hromozom pr 157500 110909 Acentrik 176667 19677 Dicentrik 118750 Ring 11500

Tabela 3 Koeficijent korelacije (R) između ispitivanih parametara Controla Exponovani

R P R P ERSgod 086 091 ERS ukupna efektprofesionalna doza 085 ERSMPCD 057 076 (080ref) ERSTPCD 052 078 (079ref) ERSMAPCD 06 033 ns ERSTAPCD 066 041 ERShromatid pr 018 ns 046 ERShromosome pr 007 ns 02 ns ERSAcentrik 016 ns 036 ERSDicentrik 036 ns ERSRing 008 ns

ns Pgt005 Plt005 Plt001 Plt0001 ERS ndash ekspozicioni radni staž

271

Tabela 4 Rezultati Poisonove regresione analize kod eksponovane i kontrolne grupe

ABERACIJE RR 95 koeficijent poverenja P

Lower

Upper MAPCD 6018 3282 11032 lt00001 TAPCD 5975 3225 11069 lt00001 Hromatidni prekid 2078 1099 3931 gt005 Hromozomski prekid 5943 2477 14260 lt0001 Acentrični fragmenti 7099 2995 16829 lt0001

Tabela 5 Distribucija fluorescentnih signala za centromerni region hromozoma 18 na metafazama i na interfaznim nukleusima korišćenjem DNA repetativne probe

kod izloženih lica i kontrolne grupe Variable

N Mean Min Max SD N Mean Min Max SD P TestmetPCD 4 465 357 746 188 4 1064 678 1250 262 Mann-Whitney U testintnukPCD 4 523 122 737 289 4 1076 769 1398 259 Mann-Whitney U test

Kontrola Eksponovani Kontrola amp Eksponovani

4 Literatura [1] [VigBK and WodnickiJ (1974) Separation of sister centromeres in some

chromosomes from cultured human leukocytes J Hered 65 149-152 [2] LitmanovicT AltrasMM DotanaA and AviviL (1998) Asynchronous replication

of homologous alfa-satellite DNA loci in man is associated with nondisjunctionCytogenCellGenetics 81 26-35

[3] MoorheadPS and HeymanA (1983) Chromosome studies of patients with Alzheimer disease Am J Hum Genet 14 545ndash556

[4] IAEA (1986) Biological dosimetry chromosomal aberration analysis for dose assessment technical reports series No 260 IAEA STIDO10 260 IAEA Vienna

[5] DevileeP SlagboomP CornelisseCJ and PearsonPL (1986) Sequence heterogeneity within the human alphoid repetitive DNA family Nucleic Acids Research 14 2059-2073

[6] BuumlhlerEM FessierR BeutlerC and GarganoG (1987) Incidental finding of double minutes (DM) single minutes (SM) homogenously staining regions (HSR) premature chromosome condensation (PCC) and premature centromere division (PCD) Ann Geacuteneacutet (Paris) 30 75-79

[7] VigBK KeithL SternesL and PaweletzN (1989) Centromere structure and function in neoplasia Cancer Genet Cytogen 43 151-1

[8] FoxD and SidraniV (1985) Sattelite association Karyogram 11 3-9 [9] RozgajR KosubaV and PericM (1999) Chromosome aberrations in operating

room personnel Am [10] LengauerC KinzlerKW and VogelsteinB (1997) Genetic instability in colorectal

cancers Nature 386 623-627

272

[11] LovreglioPBukvicNFustinoniS BalliniA DragoI FoaV GuantiG and SoleoL(2006)Lack of genotoxic effect in workers exposed to very low doses of 13-butadieneArchToxicol80378-81

ABSTRACT

PREMATURE SEGREGATION OF CENTROMERES IN PERSONS EXPOSED TO IONIZING RADIATION


BUKVIĆ4 1CCS ndash Institute of Occupational Medicine and Radiological Protection ldquoDr Dragomir

Karajovicrdquo 2Institute of Molecular Genetics and Genetic Engineering Belgrade

3 Institute for Biological Research ldquoSiniša Stankovićrdquo Belgrade 4DIMIMP ndash Medical Genetic Section University of Bari Italy

The study analyzed the frequency of premature centromeric division (PCD) in the

metaphase in medical personnel occupationally exposed to ionizing radiation who had positive results of chromosome aberrations The analysis included 30 exposed subjects and 23 control subjects not exposed to familiar genotoxic agents Chromosome aberrations in lymphocytes were analyzed according to a standard protocol (IAEA 1986) Application of FISH for the analysis of PCD of chromosome 18 in interphase nuclei and methaphasis FISH method was used for the analysis of premature segregation of centromeric regions The assay of pL1 84 repetitive DNA for chromosome 18 was used for detection of centromeric region

One-way ANOVA test and Mann-Whitney U test revealed that frequencies for eight variables cromatid and chromosome breaks acentrics dicentricsfrequency of metaphase cells with PCD on any chromosome (MPCD)total number of chromosomes with PCD (TPCD)frequency of metaphase cells with PCd on acrocentric chromosomes ( MAPCD)and total number of acrocentric chromosomes with PCD (TAPCD) were significantly higher in exposed group (Plt00001) except for rings (Pgt005) Our study shows high and statistically significant relative risk factors (RR) for five variables (chromatid break chromosome break acentric MAPCD and TAPCD) regarding to radiation exposure (control versus exposed group) Fluorescent in situ hybridization (FISH) showed that there was significant difference of percentage of metaphases with PCD and percentage of interphase nuclei PCD between the exposed and control group

Given that PCD may be observed as phenomenon representing the manifestation of genome instability which is caused by karyotype changes our studies suggest that PCD should be reviewed as probable cytogenetic biomarker for individuals occupationally exposed to ionizing radiation

273

EFEKAT JONIZUJUĆEG ZRAČENJA NA MODULACIJU PURINERGIČKE SIGNALIZACIJE U NERVNIM ĆELIJAMA

MOZGA PACOVA

Ivana STANOJEVIĆ Maja MILOŠEVIĆ Dunja DRAKULIĆ Anica HORVAT Laboratorija za molekularnu biologiju i endokrinologiju Institut za nuklearne nauke

Vinča Beograd Srbija istanojevicvinbgacyu

SADRŽAJ Purinergička signalizacija sadrži tri modulatorne komponente a) izvor vanćelijskih

nukleotida b) specifične membranske receptore za ove transmiterske molekule i c) ektonukleotidaze koje diktiraju ćelijski odgovor postepenom degradacijom vanćelijskih nukleotida do nukleozida Adenozin trifosfat (ATP) je brzi ekscitatorni neurotransmiter u centralnom nervnom sistemu (CNS-u) Postsinaptičko delovanje ATP-a posredovano je familijom specifičnih purinergičkih receptora P2X koji su široko eksprimirani u CNS-u Membranski enzimi nukleotid trifosfodifosfohidrolaze (NTPDaze) hidrolizuju vanćelijske nukleotide ATP i ADP do AMP i odgovorni su za terminaciju purinergičke signalizacije Da bi ispitali da li jonizujuće zračenje može da moduliše purinergičku signalizaciju u CNS praćena je promena aktivnosti NTPDaza i količina receptora P2X7 u plazma membranama nervnih završetaka nakon akutnog ozračivanja celog tela malom (05Gy) ili teraeutskom (2Gy) dozom 1h i 72h nakon zračenja kod pacova u juvenilnom (15-dana stare životinje) i adultnom (90-dana stare životinje) uzrastu Akutno zračenje celog tela moduliše ispitivane komponente purinergičkog sistema u mozgu pacova i način modulacije zavisi od stepena razvića CNS-a primenjene doze zračenja i vremena nakon ozračivanja

1 Uvod Nervne ćelije su izložene visokim koncentracijama purina u sinaptičkom regionu

Vanćelijski ATP deluje kao neurotransmiter i neuromodulator aktivacijom membranskih P2 receptora koji su široko rasprostranjeni u nervnom sistemu P2 receptori su klasifikovani u dve familije G-protein kuplovani P2Y(124611121314) i ligand-zavisni jonski kanali P2X (1-7) U većini slučajeva aktivacija P2X7 receptora dovodi do otvaranja neselektivnih katjonskih kanala do influksa Ca2+ izjednačavanja transmembranskog gradijenta Na+ i K+ što vodi depolarizaciji membrane Produžena aktivacija P2X7 receptora uključuje formiranje neselektivnih pora bubrenje ćelijske membrane i ćelijsku smrt [1]

Ektonukleotidazna enzimska kaskada kao jedna od komponenti purinergičkog sistema obezbeđuje balans između oslobođenih nukleotida u vanćelijski prostor njihovog preuzimanja od strane ćelije i vanćelijskog metabolizma Članove ektonukleotidazne enzimske kaskade čine i NTPDaze (NTPDaza 1 2 3 prisutne u CNS-u) koje su membranski vezani enzimi i hidrolizuju vanćelijski ATP i ADP Ovi enzimi su neophodni inaktivirajući agensi u purinergičkoj signalizaciji i omogućuju brzu eliminaciju njihovih citotoksičnih efekata a kao produkt nastaje adenozin kao neuroprotektivni molekul Gubitak aktivnosti NTPDaza u nekim patološkim uslovima dovodi do akumulacije ekstraćelijskog ATP-a koji vodi do citotoksičnosti [23]

Jonizujuće zračenje može modulisati aktivnost nervnih ćelija delovanjem na membranske receptore i enzime kao i na puteve signalne transdukcije [4] Oštećenja tkiva jonizujućim zračenjem dešava se preko različitih simultanih puteva genezom slobodnih radikala koji mogu izazvati lipidnu peroksidaciju i različita oksidativna oštećenja Efekti

274

malih doza jonizujućeg zračenja ne mogu biti objašnjeni samo direktnim oštećenjima DNA Alternativni targeti za male doze su plazma membrane koje su visoko senzitivne na jonizujuće zračenje Jonizujuće zračenje pogađa funkciju plazma membrane preko transmembranskih proteina dovodeći do promena u njihovoj ekspresiji ili menjajući interakcije koje postoje između membranskih lipida i proteina [5]

Kako su NTPDaze i P2X7 receptori membranski proteini cilj ovog rada je bio da se ispita da li kratko vreme nakon izlaganja celog tela malim i terapeutskim dozama jonizujućeg zračenja može doći do modulacije purinergičke signalizacije

2 Materijali i metode Ženke pacova soja Wistar starosti 15 i 90 dana zračene su jednokratnim dozama od

05Gy ili 2Gy (107cGymin 60Co) Grupa životinja koja je prošla isti tretman ali nije bila izložena zračenju označena je kao imobilisana grupa (I) Nakon tretmana životinje su vraćene u fiziološke uslove i žrtvovane 1h i 72h nakon zračenja Sinaptičke plazma membrane (SPM) su izolovane iz celih mozgova i aktivnost NTPDaza praćena je u in vitro uslovima kolorimetrijskim određivanjem produkata hidrolize ATP i ADP odnosno oslobođenog neorganskog fosfata (Pi) u prisustvu 40microg SPM proteina 1mmoll ATP ili ADP 5mmoll MgCl2 50mmoll Tris-HCl pH 78 i inkubacijom 15min na 37degC SPM proteini razdvojeni su SDS-PAGE elektroforezom transferovani na PVDF membranu i inkubirani su sa goat-anti-P2X7 ili goat anti-aktin antitelima Sekundarno anti-goat IgG-HRP konjugovano antitelo korišćeno je za vizuelizaciju specifičnih proteinskih traka kvantifikovanih programom PC imager Analiza varijanse (one-way ANOVA) praćena Tukeyrsquos post-hoc testom korišćena je za determinaciju statistički značajne razlike (Plt001)

3 Rezultati i diskusija Zračenje malom dozom jonizujućeg zračenja (05Gy) dovodi do povećanja hidrolize

ATP kod mladih životinja 1h nakon ozračivanja što može imati protektivni efekat koje se nakon 72h smanjuje na kontrolni nivo Kod polno zrelih životinja 05Gy ne dovodi do promene hidrolize ATP u posmatranim vremenima Ozračivanje životinja dozom od 2Gy ne dovodi do promene hidrolize ATP kod mladih životinja dok kod polno zrelih se uočava bifazna modulacija u zavisnosti od vremena proteklog od ozračivanja Promena hidrolize ADP se uočava samo kod odraslih životinja 1h nakon ozračivanja sa obe doze (Slika 1) Rezultati ukazuju da jonizujuće zračenje dovodi do modulacije aktivnosti NTPDaza već nakon 1h koje je izraženije kod odraslih životinja Može se očekivati da je uočeni efekat posledica stvaranja reaktivnih kiseonikovih i azotovih jedinjenja koji narušavanjem plazma membrane inhibiraju aktivnost enzima i povećavaju količinu ekcitatornog ekstraćelijskog ATP koji stimulacijom P2X7R može da dovede do apoptoze ćelija [5] Poređenjem količine P2X7R imunodetekcijom uočena je značajno veća zastupljenost ovog receptora kod životinja starih 15 dana Tokom normalnog razvića uloga ovih receptora je u kontroli broja neurona preko indukcije apoptoze čime kontrolišu lokalnu gustinu i regularno rastojanje između neurona [1] Jedan i 72 sata nakon ozračivanja životinja sa 05Gy zastupljenost receptora ostaje ista i kod mladih (15 dana) i kod adultnih životinja (90 dana) Zračenje dozom od 2Gy dovodi do značajnog povećanja proteina P2X7R kod adultnih životinja 72h nakon zračenja (Slika 2) što ukazuje da je zračenje indukovalo ili de novo sintezu proteina

275

0

5 0

1 0 0

1 5 0

D

A

I

IIII O 5 G yO 5 G y O 5 G y

O 5 G y O 5 G y

O 5 G y

2 G yO 5 G yI2 G yO 5 G yI

0

1 0

2 0

3 0

4 0

B7 2 h7 2 h

0

5 0

1 0 0

1 5 0

C7 2 h1 h

2 G y 2 G y

2 G y 2 G y2 G y2 G y

0

1 0

2 0

3 0

4 07 2 h1 h

1 h1 h

I

hidr

oliz

na a

ktiv

nost

(n

mol

Pim

inm

g)hi

drol

izna

akt

ivno

st

(n

mol

Pim

inm

g)

Slika 1 Hidroliza ATP-a (A i C) i ADP-a (B i D) u zavisnosti od doze i vremena

proteklog od zračenja Nivo hidrolize prikazan je kao srednja vrednost specifične aktivnost (nmolPimonmg plusmn SEM n=3) 1h i 72h nakon zračenja dozama 05Gy i 2Gy

ženki pacova starih 15 (A i B) i 90 (C i D) dana ( plt001 plt0001)

Slika 2 Nivo ekspresije P2X7 proteina i aktina u SPM ženki pacova starih 15 i 90 dana 1h i 72h nakon zračenja dozama od 05Gy i 2Gy Denzitometrijski analizirani

P2X7R normalizovan je u odnosu na aktin I-imobilisana kontrola (plt001) ovog receptora ili ugradjivanje receptora u membranu iz intraćelijskih pulova

Povećanje broja receptora čini nervnu ćeliju podložnijom apoptotskim promenama nakon zračenja jer aktivacijom ovog receptora dolazi do nekontrolisanog ulaska jona u ćeliju

_______1h______72h______

15dana P2X7R

aktin I 05Gy 2Gy I 05Gy 2Gy

uarr ______1h_________72h______

90dana P2X7R aktin

I 05Gy 2Gy I 05Gy 2Gy

276

4 Zaključak Akutno zračenje celog tela malim i terapeutskim dozama jonizujućeg zračenja moduliše

već nakon 1h nervnu aktivnost delujući na aktivnost NTPDaza u mozgu pacova Efekat jonizujućeg zračenja u ovom periodu može imati protektivni efekat kod mladih životinja a kod odraslih može dovesti do pojave rane apoptotske ćelijske smrti Nakon 72h uočava se vraćanje na fiziološki nivo usled adaptivnog odgovora ćelija Iako je aktivnost NTPDaza u fiziološkim granicama nakon 72h kod odraslih životinja povećanje količine proapoptotskog receptora P2X7 povećava mogućnost pojave apoptoze nakon ozračivanja sa 2Gy

5 Literatura [1] B Sperlagh ES Vizi K Wirkner P Iles P2X7 receptors in the nervous system Prog

Neuro 78 (2006) 327-346 [2] HZimmermann Extracellular metabolism of ATP and other nucleotides Naunyn-

Schmiedebergrsquos Arch Pharmacol 362 (2000) 299-309 [3] S C Robson J Sevigny H Zimmermann The E-NTPDase family of

ectonucleotidases Structure function relationships and pathophysiological significance Pur Sign 2 (2006) 409ndash430

[4] W A Hunt T K Dalton Synthesis and degradation of cyclic nucleotids in the brain after a high dose of ionising radiation Radiat Res 85 (1981) 604-608

[5] J Verheyde M A Benotmane Unraveling the fundamental molecular mechanisms of morphological and cognitive defects in the irradiated brain Brain Res Rev 53 (2007) 312-320

ABSTRACT

EFFECTS OF IONIZING RADIATION ON PURINERGIC SIGNALING MODULATION IN RAT BRAIN NERVE CELLS

Ivana STANOJEVIĆ Maja MILOŠEVIĆ Dunja DRAKULIĆ Anica HORVAT Vinca Institute of Nuclear Science Belgrade Serbia istanojevicvinbgacyu

Purinergic signaling is composed of three modulatory components a) source of extracellular nucleotides b) specific receptore expresion for these transmitter molecules and c) ectonucleotidase selection that dictate cell response gradually degradation extracellular nucleotides to nucleosides ATP acts as a fast excitatory transmitter in the CNS Postsynaptic actions of ATP are mediated by an extended family of purinergic P2X receptors widely expresed throughout the CNS NTPDases hydrolyse extracellular ATP and ADP to AMP and are rensponsive for purinergfic termination To investigate if ionizing irradiation could modulate CNS purinergic signalization we monitored activity of NTPDases and abundance of P2X7 receptor in synaptic plasma membranes after whole-body acute irradiation using low (05Gy) or therapeutic (2Gy) doses 1h i 72h after irradiating juvenile (15-day old) and adult (90-day old) rats Acute irradiation modulate purinergic system components investigated at the different ways in the rat development brain SPM and in the adult brain dependent of dose and time after irradiation

277

KINETIKA REPERA DVOLANČANIH PREKIDA DNK U HUMNAIM FIBROBLASTIMA MERENA Γ-H2AX ANTITELOM

Gordana JOKSIĆ Sandra PETROVIĆ Andreja LESKOVAC Institut za nuklearne nauke ldquoVinčardquo

SADRŽAJ U radu su prikazani rezultati inherentne senzitivnosti i kinetika popravke dvolančanih

prekida DNK lanca u fibroblastima kože in vitro indukovanih ozračivanjem 60 Co- zračenjem dozom 2Gy Za kvantitativno odredjivanje broja dvolančanih prekida korišćena je imunofluorescentna metoda i monoklonsko antitelo na fosforilisani histon H koja detktuje γ-H2AX fokuse u inetrfaznim jedrima Dat je detaljan opis ove nove metode i prvi rezultati merenja kinetike repera

1 Uvod Dvolančani prekidi DNK su biološki najznačajnije lezije indukovane jonizujućim

zračenjem Mogu biti posledica dva bliska nezavisno nastala jednolančana prekida u suprotnim lancima ili posledica hidrolize fosfodiestarske veze u oba lanca istovremeno Jedna jonizujuća čestica može prolazom uz molekul DNK istovremeno delovati na oba lanca i napraviti dvolančani prekid Broj ovakvih prekida zavisiće direktno od apsorbovane energije zračenja Čestice zračenja mogu svaka za sebe pogoditi po jedan od paralelnih a međusobno suprotnih lanaca DNK Tada je broj dvostrukih prekida proporcionalan kvadratu apsorbovane doze Na mestima dvolančanog prekida DNK lanca prvi reaguje histonski protein H2 on se fosforiliše na serinskom mestu 139 (γ-H2AX) što govorom proteina znači alarmiranje i aktivaciju hromatinskih enzima i proteina koji vrše popravku DNK lezija (Marti et al 2006) Monoklonsko antitelo na fosforilisani histon H2AX omogućava direktno kvantitativno ldquomerenjerdquo dvolančanih prekida DNK u interfaznom jedru bilo koje ćelije u bilo kojoj fazi njenog razvoja Ova imunofluorescentna metoda zasniva se na reakciji antigen-antitelo koje se inače koriste za vizuelizaciju subćelijske distribucije bioloških molekula čija se funkcija ispituje Obuhvata dva seta antitela primarno (H2AX) koje se koristi za prepoznavanje specifičnog antigena (fosforilisanog histona H2) i sekundarno koje prepoznaje primarno antitelo a obeleženo je fluorescein izotiocianatom (FITC) DNK se boji propidium jodidom (PI) Fokusi (γ-H2AX) kvantitativno odgovaraju dvolančanim prekidima a analiziraju se na fluorescentnom mikroskopu Može se analizirati broj indukovanih dvolančanih DNK prekida kinetika njihovog repera ili njihov bazalni nivo u gotovo svim vrstama ćelijama Velika prednost metode je što nisu neophodne ćelije u mitozi te se po prvi put može diretkno laquoizmeritiraquo radiosetljivost tkiva za koja do sada postoje samo matematički proračuni jer se iz njih nije moglo dobiti dovoljno ćelija u deobi Ova savremena po prvi put u istoriji radiobiologije omogućava istraživanje repera dvolanačanih prekida DNK nakon izlaganja vrlo niskim dozama jonizujućeg zračenja Rezultati prvih istraživanjima ovom metodom objavljeni u svetskoj literturi prošle i ove godine pokazuju da dvolančani prekidi DNK indukovani malim dozama jonizujućeg zračenja (asymp1 mGy) u kulturama mirujućih primarnih humanih fibroblasta ostaju neispravljeni nekoliko dana Dvolančani prekidi indukovani većim dozama jonizujućeg zračenja ispravljaju se brzo- već nakon 20 minuta formira se maksimalni broj γ-H2AX fokusa Ako se ozračenim ćelijama omogući da rastu in vitro broj

278

dvolančanih prekida opada u funkciji vremena što se objašnjava eliminacijom ćelija sa dvolančanim prekidima DNK i uspešnom poravkom DNK lezija Otkriće da ćelije izložene malim dozama jonizujućeg zračenja ne mogu izvršiti popravku dvolančanih prekida pruža mogućnost vrlo jednostavnog razlikovanja izložene od neizložene ćelijske populacije ali nameće i pitanje laquopragaraquo DNK lezija za pokretanje procesa repera DNK Obzirom da γ-H2AX fokusi kvantitativno odgovaraju broju dvolančanih prekida DNK tehnika se može koristiti za procenu inherentne radiosenzitivnosti i uskoro se može naći na prioritetnim listama prediktivnih testova za procenu efikasnosti radioterapije Svakako će naći primenu i u zaštiti od jonizujućeg zračenja kako pacijenata tako i lica profesionalno izloženih jonizujućem zračenju

U ovom radu prikazani su rezultati ispitivanja kinetike repera dvolančanih prekida DNK na ćelijskim linijama fibroblasta kože in vitro nakon ozračivanja terapisjkom dozom 2Gy zračenja 60-Co

2 Materijal i metode Primarni fibroblasti kože pasažirani su u kulturi do monolejera Zatim su enzimskim

tretmanom resuspendovani i 50l suspenzije je naneto na polilizinske pločice bdquoNuncrdquo Pločice su zatvorene u inkubacione komore i ostavljenje 24 sata da ćelije naprave monolejer Zatim su ozračene dozom 2Gy (Co-60 zračenje ) in vitro Od momenta ozračivanja analiziran je broj γ-H2AX fokusa u nekoliko vremenskih intervala 30 minuta nakon ozračivanja 2 sata 5 sati 24 i 28 sati

Slika 1 γ-H2AX fokusi u jedru fibroblasta kože (levo se nalaze 2 celije sa 3 i 8

fokusa) desno sa 16 fokusa

279

Slika 2 Ćelije sa više dvolanačnih prekida podležu apoptozi (u centru)

3 Rezultati

KInetika popravke dvolancanih prekida DNK

Vreme nakon ozracivanja

Bro

j dvo

lanc

anih

pre

kida

po

celij

i

-2

4

10

16

22

28

30 min 2h 5 h 24 h 28 h Kontrola

Grafik 1 Kinetika popravke dvolančanih prekida DNK u fibroblastima kože

ozračenim in vitro u vremenskim intervalima 30 minuta nakon ozračivanja 2 5 24 i 28 sati

Kinetika popravke dvolančanih prekida prikazana je na grafiku 1

280

Dobijeni rezultati pokazuju da se prosečan broj indukovanih dvolančanih prekida 30 minuta nakon ozračivanja individualno varira i iznosi od 13-25 po ćeliji Dva sata nakon ozračivanja broj dvolančanih prekida DNK se naglo smanjuje i iznosi 2-5 prekida po ćeliji Smanjivanje broja ćelija u kojim se mogu detektovati γ-H2AX fokusi praćeno je povećanjem nekrotičnih i apoptotičnih ćelija Nakon 24 sata kod većine normalnih fibroblasta broj fokusa se svodi na bazalni nivo ali ima i onih kod kojih se ni nakon 28 sati ne može dostići početni bazalni nivo Detaljnija ispitivanja ovom metodom pružiće dragocene informacije o individualnoj radiosenzitivnosti kao i tkivno-specifičnim razlikama u radiosenzitivnosti jednog istog organizma U zaštiti od jonizujućeg zračenja smtramo da će ova metoda imati posebno mesto

4 Literatura [1] ODriscoll M amp Jeggo PA (2006) The role of double-strand break repair - insights

from human genetics Nat Rev Genet 7 45ndash54 [2] Bekker-Jensen S Lukas C Melander F Bartek J amp Lukas J (2005) Dynamic

assembly and sustained retention of 53BP1 at the sites of DNA damage are controlled by Mdc1NFBD1 J Cell Biol 170 201ndash211

[3] Marti TM Hefner E Feeney L Natale V and Cleaver JE (2006) H2AX phosphorylation within the G1 phase after UV irradiation depends on nucleotide excision repair and not DNA double-strand breaks Proc Natl Acad Sci 103 ( 26) 9891ndash9896

[4] Rothkamm K and Loumlbrich M (2003) Evidence for a lack of DNA double-strand break repair in human cells exposed to very low x-ray doses Proc Natl Acad Sci U S A 100(9) 5057ndash5062 ABSTRACT

REPAIR KINETICS OF DSBs IN HUMAN FIBROBLASTS MEASURED BY γ-H2AX ANTIBODY

Gordana JOKSIĆ Sandra PETROVIĆ Andreja LESKOVAC ldquoVinčardquo Institute of Nuclear Sciences Belgrade Serbia

In this paper we present the results of intrinsic radiosenitivity and reapir kinetics of

DSBs of human fibroblasts after irrdaiation with60 Co- rays using dose of 2 Gy in vitro Imunfluorescent method was used after hybridization with monoclonal antibody H2AX which detects γ-H2AX foci as an early nucleolar formation to reapir DBSs Detailed decsription of the method as wel as the first results of repair kinetics are disccused

281

Radioaktivni otpad

282

283

UPRAVLJANJE RADIOAKTIVNIM OTPADOM U CENTRU ZA NUKLEARNE TEHNOLOGIJE I ISTRAŽIVANJA INSTITUTA

VINČA

Ivana AVRAMOVIĆ Institut VINČACentar za nuklearne tehnologije i istraživanja Beograd Srbija

iavramovicvinbgacyu

SADRŽAJ Zaštita ljudi i okoline kako trenutno tako i u budućnosti je osnovni cilj svih aktivnosti

koje su vezane za upravljanje radioaktivnim otpadom Stvaranje dokumentovanog sistema upravljanja radioaktivnim otpadom obaveza je svake organizacije u čijem radnom procesu dolazi do stvaranja radioaktivnog otpada Organizovani sistem sakupljanja i evidencije radioaktivnog otpada u Centru za nuklearne tehnologije i istraživanja Instituta VINČA poboljšan je tokom 2006-2007 godine kada su se i pojačale aktivnosti vezane za odnošenje isluženog nuklearnog goriva i planiranje dekomisije reaktora RA

1 Uvod Cilj upravljanja radioaktivnim otpadom je rad sa radioaktivnim otpadom na način koji

obezbeđuje zaštitu ljudskog zdravlja i okoline u sadašnjem trenutku i u budućnosti bez prebacivanja nepotrebnih obaveza na buduće generacije [1]

Odgovorno upravljanje radioaktivnim otpadom zahteva primenu mera koje omogućavaju zaštitu ljudi i okoline kako trenutno tako i u budućnosti Pravovremeno formiranje pravne i organizacione strukture predstavlja osnovu za svaku aktivnost pa tako i za ovu Generatori radioaktivnog otpada odnosno preduzeća ili organizacione jedinice čijom delatnošću nastaje radioaktivni otpad se nalaze na samom početku procesa pa je njihova spremnost da na adekvatan način postupaju sa radioaktivnim otpadom od velike važnosti Stvaranje dokumentovanog sistema upravljanja radioaktivnim otpadom koji se neprestano dograđuje i unapređuje je neophodno

2 Stvaranje radioaktivnog otpada u Centru NTI1 Do stvaranja radioaktivnog otpada u Centru NTI dolazi na dve lokacije a to su reaktori

RA i RB Glavne aktivnosti na reaktoru RA trenutno su poslovi vezani za transport isluženog

nuklearnog goriva i dekomisiju postrojenja U ovim procesima stvara se velika količina radioaktivnog otpada koja se prema vrsti materijala može podeliti na

kontaminirani papir vata PVC i razna zaštitna oprema i kontaminirani ili aktivirani metalni i plastični delovi različitih oblika i dimenzija

Glavni kontaminanti su uglavnom 60Co i 137Cs Poslovi sa radioaktivnim materijalima na reaktoru RB se svode na laboratorijske analize

pa se kao radioaktivni otpad najčešće pojavljuje kontaminirani papir vata i zaštitna oprema ali u znatno manjim količinama nego na reaktoru RA

1 Centar NTI ndash Skraćenica za Centar za nuklearne tehnologije i istraživanja Institut

VINČA

284

3 Upravljanje radioaktivnim otpadom u Centru NTI Da bi se obezbedilo adekvatno upravljanje radioaktivnim otpadom u Centru NTI bilo je

neophodno obezbediti pisana pravila i dokumenta za rukovanje radioaktivnim otpadom zatim obezbediti odgovarajuća sredstva za rad kao i rešiti problem evidencije i čuvanja podataka

U cilju obezbeđivanja pisanih pravila i dokumenata napravljeno je uputstvo Sakupljanje označavanje i čuvanje RAO materijala u Centru NTI [2] i ono je povezano sa odgovarajućim dokumentom Laboratorije Zaštita Instituta VINČA [3] koja je odgovorna za skladištenje radioaktivnog otpada Sastavni deo Uputstva je opis postupaka za razdvajanjendashklasifikaciju i smanjenjendashminimizaciju količine radioaktivnog otpada Definisana su stalna mesta na reaktorima RA i RB na kojima se vrši sakupljanje radioaktivnog otpada i ostavljena je mogućnost da se prema potrebi posla odrede i privremene lokacije Definisan je način za označavanje paketa odnosno kontejnera sa radioaktivnim otpadom Data su precizna uputstva za sakupljanje različitih vrsta radioaktivnog otpada pri čemu je posebna pažnja posvećena sledećim kategorijama

Tečni radioaktivni otpad Suv i čvrst radioaktivni otpad koji se deli na dve podkategorije otpad koji može

da se presuje i otpad koji ne može da se presuje Igle i oštri metalni predmeti Staklo Plastika Radioaktivni otpad velikih dimenzija

Kao prateći dokumenti uz ovo Uputstvo pripremljeni su formulari kao što su Akumulaciona lista i Deklaracija RAO materijala

Svi dokumenti urađeni su na osnovu preporuka Međunarodne agencije za atomsku energiju [4-7]

Slika 1 Bure za pakovanje radioaktivnog otpada

285

Za pakovanje radioaktivnog otpada koriste se providne kese od polietilena koje su ozna-čene znakom Radioaktivni otpadni materijal u skladu sa važećim propisima [8] Kese su napravljene u dve dimenzije da bi mogle da se koriste za pakovanje radioaktivnog otpada u standardne buriće zapremine 200 litara (Slika 1) kao i za manje količine otpada (Slika 2)

Slika 2 Kesa za manju količinu otpada

Evidencija i čuvanje podataka o radioaktivnom otpadu je od izuzetnog značaja prvenstveno zbog činjenice da ovaj materijal treba da ide na dalju obradu pre konačnog odlaganja Prethodno poznavanje karakteristika materijala u svakom paketu sa radio-

Slika 3 Ekran baze podataka za evidenciju radioaktivnog otpada

286

aktivnim otpadom je važno kako zbog planiranja procesa tretmana tako i sa stanovišta zaštite od zračenja radnika koji će vršiti obradu i skladištenje otpada Sistem za čuvanje podataka o radioaktivnom otpadu mora služiti i kao izvor informacija u slučaju bilo koje aktivnosti u budućnosti koja će se odnositi na uskladišteni radioaktivni otpad [9]

Evidencija o radioaktivnom otpadu u Centru NTI se čuva u papirnom i elektronskom obliku Formulari i razne vrste zahteva i zapisnika o primopredaji čuvaju se u papirnom obliku i na hard-disku računara pri čemu se vrši periodično snimanje na CD

Za evidenciju pojedinačnih paketa sa radioaktivnim otpadom koristi se elektronska baza podataka Radioactive Waste Management Registry [10] dobijena od Međunarodne agen-cije za atomsku energiju (IAEA) Back-up podataka se vrši automatski na hard-disk raču-nara pri čemu se fajlovi periodično snimaju na CD Ekran baze podataka dat je na Slici 3

4 Zaključak Sakupljanje radioaktivnog otpada na reaktorima RA i RB se odvija od njihove izgradnje

i puštanja u rad krajem pedesetih godina dvadesetog veka Na žalost podaci o radioaktivnom otpadu nisu sistematski sakupljani i čuvani pa se može reći da je velika količina informacija praktično izgubljena Organizovani sistem sakupljanja i evidencije uveden je ponovo 2006 godine kada su se i pojačale aktivnosti vezane za odnošenje isluženog nuklearnog goriva i planiranje dekomisije reaktora RA Sistem za upravljanje radioaktivnim otpadom u Centru NTI još uvek nije dobio konačan oblik i podložan je promenama i korekcijama u skladu sa svakodnevnom praksom i problemima na koje se nailazi tokom rada

5 Literatura [1] The Principles of Radioactive Waste Management Safety Series No 111-F IAEA

Vienna 1995 [2] Uputstvo Sakupljanje označavanje i čuvanje RAO materijala u Centru NTI

QU3DEC150301 Institut za nuklearne nauke ldquoVinčardquo Centar NTI jul 2007 [3] [Procedura za rukovanje radioaktivnim otpadom QP2RAO1001001 Verzija 10 -

Draft Institut za nuklearne nauke ldquoVinčardquo Laboratorija ldquoZaštitardquo april 2007 [4] Handling and Processing of Radioactive Waste from Nuclear Applications Technical

Reports Series No 402 IAEA 2001 [5] Management of Waste from the Use of Radioactive Materials in Medicine Industry

Research Agriculture and Education Safety Guide Safety Standards Series No WS-G-27 IAEA 2005

[6] Management of Radioactive Waste from the Use of Radionuclides in Medicine TECDOC Series No 1183 IAEA 2000

[7] Management Systems for the safety of the treatment handling and storage of radioactive waste DS336 Draft IAEA

[8] Pravilnik o načinu i uslovima sakupljanja čuvanja evidentiranja skladištenja obrađivanja i odlaganja radioaktivnog otpadnog materijala (Sl list SRJ br 999)

[9] Methods for Maintaining a Record of Waste Packages during Waste Processing and Storage Technical Reports Series No 434 IAEA 2005

[10] Radioactive Waste Management Registry Version 106 International Atomic Energy Agency Vienna May 2007

287

ABSTRACT

RADIOACTIVE WASTE MANAGEMENT IN CENTRE FOR NUCLEAR TECHNOLOGIES AND INVESTIGATIONS INSTITUTE

VINČA

Ivana AVRAMOVIĆ Institute VINČACenter for Nuclear Technologies and Research Belgrade Serbia

iavramovicvinbgacyu

Responsible radioactive waste management requires the implementation of measures that will afford protection of human helth and the environment Radioactive waste management system was improved in Center for Nuclear Technology and Research Institute VINČA during 2006 and 2007 regarding the activities of spent fuel removal and RA research reactor decommissioning

288

289

ISPITIVANJE MOGUĆNOSTI UPOTREBE SORBENTA KOŠTANOG POREKLA U IMOBILIZACIJI SR2+ JONA IZ VODENIH RASTVORA

Ivana SMIČIKLAS1 Slavko DIMOVIĆ2 Marija ŠLJIVIĆ3 Ilija PLEĆAŠ4

Institut za nuklearne nauke ldquoVinčaldquo PP 522 11001 Beograd Srbija 1ivanatvinbgacyu2sdimovicvinbgacyu3marijasljivicvinbgacyu

4iplecasvinbgacyu

SADRZAJ Ispitana je potencijalna primena sorbenta dobijenog termičkom obradom kostiju (BC)

za uklanjanje Sr2+ jona iz vodenih rastvora u šaržnim uslovima Utvrđena je dobra saglasnost eksperimentalnih rezultata sa Langmuir-ovim teorijskim modelom Sorpcija Sr2+ na BC je spontan proces na sobnoj temperaturi sa maksimalnim kapacitetom sorpcije od 0271 mmolg Identifikovana su dva mehanizma sorpcije jonska izmena i građenje kompleksnih jedinjenja sa protonovanim površinskim funkcionalnim grupama sorbenta U poređenju sa sintetičkim hidroksiapatitom BC predstavlja jeftiniju alternativa za uklanjanje Sr2+ jona iz vodene sredine

1 Uvod Sintetički kalcijum hidroksiapatit (HAP) [Ca10(PO4)6(OH)2] zahvaljujući optimalnoj

rastvorljivosti i jonoizmenjivačkim svojstvima predstavlja pogodnu matricu za imobilizaciju jona teških metala i radionuklida [1] Potencijalni prirodni izvor HAP-a su kosti koje karakteriše niska kristaličnost deficit kalcijuma i prisustvo primesa kao što su Mg2+ K+ Na+ CO3

2- Cl- F- itd [2] Žarenjem životinjskih kostiju bez prisustva kiseonika dobija se materijal sastavljen pretežno od HAP-a i ugljenika (bone char BC) U ovom radu je ispitana potencijalna upotreba BC u imobilizaciji Sr2+ iz vodenih rastvora s obzirom da radioaktivni izotop Sr-90 fisioni produkt uranijuma i plutonijuma u nuklearnim reaktorima i nuklearnom oružju predstavlja značajnu opasnost kako za ljudski organizam tako i za životnu sredinu

2 Eksperimentalni deo Komercijalni uzorak BC-a (Imperial-Oel- Import) ispran je destilovanom vodom

osušen na 105degC a kao sorbent korišćena je frakcija veličine čestica 45-200 microm Sorpcioni eksperimenti rađeni su u šaržnom sistemu na horizontalnom šejkeru pri odnosu čvrste i tečne faze 1200 brzini mešanja od 120 rpm vremenu uravnotežavanja od 24 h i temperaturi od 20plusmn1oC Rastvori su pravljeni korišćenjem Sr(NO3)2 pa čistoće Početne koncentracije Sr2+ jona u rastvoru varirane su u opsegu 10-4 do 6 10-3 moldm3 a inicijalne pH vrednosti podešene su na 50plusmn01 Početne i krajnje koncentracije Sr2+ jona kao i koncentracija Ca2+ u rastvoru određene su metodom atomske absorpcione spektrometrije na instrumentu PerkinndashElmer Analyst 200

3 Rezultati i diskusija Prema specifikaciji proizvođača osnovne komponente BC-a su HAP (70-76)

ugljenik (8-11 ) CaCO3 (7-9) CaSO4 (01-02 ) Fe kao Fe2O3 (le 03) a ostatak nerastvoran u kiselini čini le3 Ukupna specifična površina uzorka je 80-120 m2g u okviru koje ugljenična faza učestvuje sa udelom od 40-60 m2g

290

Na Slici 1 prikazane su količine sorbovanih Sr2+ jona Ca2+ jona otpuštenih iz kristalne rešetke HAP-a kao i finalne pH vrednosti rastvora u funkciji ravnotežnih koncentracija Sr2+ u rastvoru

0 1 2 3 4 5

000

005

010

015

020

025

Ce (mmoldm3)

Qe (

mm

olg

) Sr2+ Ca2+

a)

0 1 2 3 4 570

71

72

73

74

75

76

77

Fina

lno

pH

Ce (mmoldm3)

b)

Slika 1 Zavisnost između ravnotežnih koncentracija Sr2+ u rastvoru i (a) količine sorbovanih jona Sr2+ otpuštenih jona Ca2+ i (b) finalnih pH vrednosti rastvora

291

Porast sorbovane količine Sr2+ jona prati porast ravnotežne koncentracije jona u rastvoru do uspostavljanja ravnoteže (slika 1 a) Pri daljem povećanju koncentracije Sr2+ sorbovana količina jona ostaje konstantna što ukazuje na dostizanje maksimalnog sorpcionog kapaciteta uzorka BC Eksperimentalno određen sorpcioni kapacitet iznosi 0251 mmolSr2+ po gramu BC

Porast sorbovane količine Sr2+ praćen je porastom količine otpuštenih jona Ca2+ i padom ravnotežnih pH vrednosti (slika 1 a i b) Ovi podaci ukazuju na postojanje dva mehanizma sorpcije Sr2+ građenje površinskih kompleksnih jedinjenja sa protonovanim funkcionalnim grupama sorbenta pri čemu H+ joni bivaju otpušteni u rastvor i jonska izmena sa Ca2+ jonima Iz molskih odnosa sorbovanog Sr2+ i otpuštenog Ca2+ pri ravnoteži (21) može se zaključiti da se približno 50 jona Sr2+ vezuje mehanizmom jonske izmene Iako prisutna u malom procentu ugljenična faza BC zbog svoje velike specifične površine ima važnu ulogu u površinskim i sorpcionim svojstvima uzorka

Rezultati su analizirani primenom Langmuir-ove adsorpcione izoterme koja se može u linearizovanom obliku prikazati jednačinom

emLme

e CqKqQ

C 11 (1)

pri čemu je Ce (mmoldm3) ravnotežna koncentracija jona u tečnoj fazi Qe (mmolg)

ravnotežna koncentracija jona u čvrstoj fazi qm (mmolg) maksimalni kapacitet sorpcije a KL (dm3mmol) Langmuir-ova konstanta Iz nagiba i odsečka prave dobijene crtanjem zavisnosti CeQe od Ce određeni su parametri ove jednačine qm = 0271 mmolg i KL = 2060 dm3mmol Dobro slaganje između eksperimentalnih rezulata i modela potvrđeno je visokim stepenom korelacije (R2 = 0978) Preko vrednosti KL mogu se izračunati i bezdimenzionalni separacioni faktor RL kao i promena slobodne energije sorpcije ΔG0 pomoću sledećih jednačina

011

CKR

LL

(2)

LKRTG ln ) gde C0 (moldm3) predstavlja počentu koncentraciju Sr2+ jona R (8314 JmolK)

univerzalnu gasnu konstantu a T (K) apsolutnu temperaturu Sorpciona izoterma se na osnovu vrednosti RL faktora može okarakterisati kao

RLgt1rarrnefavorizovana RL=1rarrlinearna 0ltRLlt1rarrfavorizovana RL=0rarrireverzibilna Izračunate RL vrednosti za sorpciju Sr2+ jona na BC uzimaju vrednosti u opsegu 0829-0075 što ukazuje na favorizovani tip sorpcije a negativna vrednost izračunate promene slobodne energije sorpcije (ΔG0=-1859 kJmol) ukazuje da je proces na sobnoj temperaturi spontan

292

Poređenja radi sorpcioni kapacitet BC-a prema Sr2+ niži je u odnosu na bentonit viši u poređenju sa peskom tobermoritom zeolitom i visokokristalnim sintetičkim HAP-om odnosno uporediv sa kapacitetom slabo iskristalisanog uzorka sintetičkog HAP-a (Tabela 1)

Tabela 1 Poređenje maksimalnih sorpcionih kapaciteta različitih sorbenata prema Sr2+ jonima iz vodenih rastvora

Sorbent qm (mmolg) Ref Pesak 000092 [3] 11 Aring tobermorit 0017 [4] zeolit 0134 [5] bentonit 0327 [6] Sintetički HAP stehiometrijski visoko-kristalni

0150 [7]

Sintetički HAP nestehiometrijski slabo iskristalisani

0257 [8]

BC 0271 ovaj rad

4 Zaključak Dobijeni rezultati sorpcije Sr2+ na BC dobro se fituju Langmuir-ovom izotermom preko

koje je određen maksimalni kapacitet sorpcije od 0271 mmolg Izračunate vrednosti separacionih faktora i promene slobodne energije ukazuju da je sorpcija favorizovan i spontan proces Sorpcija Sr2+ praćena je padom finalnih pH vrednosti i porastom koncentracije otpuštenih Ca2+ jona u rastvoru što ukazuje na mehanizme jonske izmene i građenja površinskih kompleksnih jedinjenja S obzirom na visoku cenu proizvodnje sintetičkog HAP-a BC predstavlja pogodnu low-cost alternativu za imobilizaciju Sr2+ jona zahvaljujući visokom sadržaju HAP-a i velikoj ukupnoj specifičnoj površini uzorka

5 Literatura [1] F Monteil-Rivera M Fedoroff Sorption of inorganic species on apatites from aqueous

solutions In Encyclopedia of Surface and Colloid Science Marcel Dekker Inc New York (2002) 1-26

[2] R Z LeGeros RZ Calcium Phosphates in oral biology Karger Basel 1991 [3] S Szenknect C Ardois JP Gaudet V Barthegraves Reactive transport of 85Sr in a

chernobyl sand column static and dynamic experiments and modeling J Contam Hydrol 76 (2005) 139-165

[4] NJ Coleman DS Brassington A Raza AP Mendham Sorption of Co2+ and Sr2+ by waste-derived 11 A tobermorite Waste Manage 26 (2006) 260-267

[5] I Smičiklas S Dimović I Plećaš Removal of Cs1+ Sr2+ and Co2+ from aqueous solutions by adsorption on natural clinoptilolite Appl Clay Sci 35 (2007) 139-144

[6] S Ali Khan Riaz-ur-Rehman M Ali Khan Sorption of strontium on bentonite Waste Manage 15 (1995) 641-650

[7] S Lazić Ž Vuković Ion-exchange of strontium on synthetic hydroxyapatite J Radioanal Nucl Chem Articles 149 (1991) 161-168

[8] I Smičiklas Ispitivanje uticaja fizičko-hemisjskih svojstava hidroksiapatita i uslova sorpcije na imobilizaciju jona Pb2+ Cd2+ Zn2+ i Sr2+ Doktorska disertacija Tehnološko-metalurški fakultet Univerzitet u Beogradu 2007

293

ABSTRACT

THE UTILIZATION of BONE CHAR for IMOBILISATION OF Sr2+ IONS FROM AQEOUS MEDIA

Ivana SMICIKLAS1 Slavko DIMOVIC2 Marija ŠLJIVIC3 Ilija PLECAS4

Institute of Nuclear Sciences Vinca PP 522 11001 Belgrade Serbia 1ivanatvinbgacyu2sdimovicvinbgacyu3marijasljivicvinbgacyu

4iplecasvinbgacyu The potential application of bone char the natural source of calcium hydroxyapatite

(HAP) [Ca10(PO4)6(OH)2] for sequestering Sr2+ ions from aqueous solutions has been studied in batch conditions The sorption isotherm was well fitted with Langmuir theoretical model Sorption of Sr2+ on bone char was found to be a favorable thermodynamically feasible and spontaneous process with the maximum sorption capacity of 0271 mmolg Two possible mechanisms of Sr2+ sorption were identified ion-exchange and the formation of complex compounds with HAP and carbon active surface sites In comparison with synthetic HAP bone char represents a cost-effective alternative for Sr2+ sequestering

294

295

DESORPCIJA JONA STRONCIJUMA SA HIDROKSIAPATITA UTICAJ pH I KONCENTRACIJE KOMPETITIVNOG KATJONA

Ivana SMIČIKLAS1 Slavica RAIČEVIĆ2 Marija ŠLJIVIĆ3 Institut za nuklearne nauke ldquoVinčaldquo PP 522 11001 Beograd Srbija

1ivanatvinbgacyu 2 sraicvinbgacyu 3marijasljivicvinbgacyu

SADRZAJ Stabilnost proizvoda nastalog reakcijom između sintetičkog hidroksiapatita (HAP-a) i

jona Sr2+ ispitana je u funkiciji pH vrednosti rastvora i koncentracije Ca2+ jona Relativni procenti desorbovanog Sr2+ opadaju od 18 do ispod granica detekcije sa porastom inicijalnih pH vrednosti rastvora od 295 do 1280 Poređenje inicijalnih i finalnih pH vrednosti pokazalo je da puferska svojstva HAP-a imaju važnu ulogu u procesu desorpcije U rastvorima kompetitvnog katjona-Ca2+ desorpcija Sr2+ je znatno veća (do 43) i pripisuje se mehanizmu jonske izmene i površinske sorpcije

1 Uvod Brojna naučna istraživanja pokazala su da apatiti različitog porekla i sastava mogu da se

koriste za imobilizaciju jona radionuklida i teških metala [12] Stabilnost veze metal-apatit jedan od najvažnijih kriterijuma efikasnosti postupka imobilizacije zavisi od različitih faktora kao što su [3]

- fizičko-hemijska svojstava sorbenta (hemijski sastav rastvorljivost specifična površina prisustvo primesa itd)

- karakteristike sorbovanog jona (velenca jonski radijus elektronegativnost itd) - spoljašnji uslovi (pH sredine temperatura prisustvo kompetitivnih katjona itd) Prethodna istraživanja pokazala su da apatiti vezuju jone Sr2+ mehanizmom jonske

izmene sa Ca2+ jonima kao i građenjem površinskih kompleksnih jedinjenja [45] Da bi se ispitala reverzibilnost sorpcije jona Sr2+ sintetičkim hidroksiapatitom u ovom radu izučavan je uticaj pH vrednosti rastvora i koncentracije Ca2+ jona

2 Eksperimentalni deo Kao sorbent korišćen je sintetički HAP dobijen metodom neutralizacije na sobnoj

temperaturi [6] Uzorak je kalcijum deficitaran (CaP=160) slabo iskristalisan proizvod sa specifičnom površinom od 67 m2g i tačkom nultog naelektrisanja pHPZC=62

Desorpcija jona Sr2+ ispitivana je iz rastvora različitih pH vrednosti i koncentracija kompetitivnog katjona-Ca2+ Stroncijum je najpre sorbovan iz rastvora polazne koncentracije 110-2 moldm3 HAP-om pri odnosu čvrstotečno 1200 u toku 24 h uravnotežavanjem na horizontalnom šejkeru Nakon ceđenja talog je ispran sa 50 ml destilovane vode i osušen na 105oC Desorpcija je ispitivana šaržnom metodom Šarže od 01000 g čvrste faze dobijene nakon sorpcije uravnotežavane su sa 2000 cm3 rastvora za ispitivanje desorpcije na sobnoj temperaturi Sastav ovih rastvora prikazan je u Tabeli 1 Nakon 24 h suspenzije su proceđene kroz filter papir (plava traka) izmerene su finalne pH vrednosti i desorbovane količine jona Sr2+ prisutne u rastvoru Početne i krajnje koncentracije Sr2+ jona određene su metodom atomske absorpcione spektrometrije na instrumentu PerkinndashElmer Analyst 200

296

3 Rezultati i diskusija Dva kisela rastvora (pH 293 plusmn 005 i pH 493 plusmn 005) napravljena su korišćenjem

sirćetne kiseline prema metodi TCLP (Toxicity Characteristic Leaching Procedure) preporučenoj od strane USEPA [7] Sirćetna kiselina se koristi zbog blago kiselih svojstava (pH asymp493) kao i zbog toga što se acetatni anjon ponaša kao slab ligand Agresivniji rastvor (pHasymp293) se genarlno koristi za ekstrakciju otpada koji pokazuje veći puferski kapacitet Svrha ove analitičke metode je da simulira uslove koji vladaju na komunalnim deponijama te se koristi za procenu toksičnosti otpada ili procenu efikasnosti određenog tretmana otpada Pripremljeni su i neutralni rastvor (pH 7) kao i bazni (pH 128) korišćenjem destilovane vode i rastvora NaOH Desorpcija je ispitivana i u rastvorima jona Ca2+ u opsegu koncentracija 10-3-10-2 moldm3 Kalcijum jon je izabran zbog toga što se u poređenju sa ostalim alkalnim i zemno-alkalnim metalima nalazi u najvećoj koncentraciji u podzemnim i površinskim vodama kao i zbog činjenice da najviše utiče na sorpciju jona metala HAP-om [5]

U Tabeli 1 prikazane su finalne pH vrednosti rastvora za ispitivanje desorpcije a na Slici 1 relativne količine desorbovanih jona Sr2+

Tabela 1 Inicijalne i finalne pH vrednosti rastvora za ispitivanje desorpcije

Rastvor za ispitivanje desorpcije pHi pHf

TCLP2 295 432 TCLP1 488 509 Dest H2O 700 638

NaOH 1280

1280

Ca(NO3)2 110-3 moldm3 562 537 Ca(NO3)2 510-3 moldm3 566 510 Ca(NO3)2 110-2 moldm3 558 490

Puferska svojstva HAP-a pored toga što igraju važnu ulogu u procesu sorpcije jona

metala uočena su i prilikom ispitivanja desorpcije U inicijalnoj pH oblasti 3-5 desorpcija Sr2+ jona dovodi do porasta finalnih pH vrednosti dok pri inicijalnom pH 7 finalnao pH nakon desorpcije opada (Tabela 1) Sa druge strane pH se nakon uravnotežavanja taloga sa rastvorom pH 1280 ne menja jer je ova visoka pH vrednost van puferske oblasti HAP-a [5] Promene u pH vrednosti rastvora mogu se objasniti delimičnim rastvaranjem sorbenta u kiseloj sredini pri čenu se troše H+ joni iz rastvora (jednačina 1) i sorpcijomdesorpcijom H+ jona na aktivnim centrima sorbenta u zavisnosti od pH (jednačine 2 i 3)

Ca10(PO4)6(OH)2 + 14H+ harr 10Ca2+ + 6H2PO4

- + 2H2O (1)

_Ca-OH + H+ harr _Ca-OH2+ ili _P-O- + H+ harr_P-OH (2)

_Ca-OH2

+ + OH- harr _Ca-OH + H2O ili _P-OH +OH- harr _P-O- + H2O (3)

297

Sa porastom polaznih pH vrednosti rastvora procenat desorbovanog Sr2+ jona opada od 1800 pri inicijalnom pH 295 do ispod granica detekcije pri pH 1280 (Slika 1) Ovi podaci su u saglasnosti sa rezultatima ispitivanja rastvorljivosti HAP-a u funkciji pH Naime kao posledica prisustva OH- jona koji ulazi u sastav kristalne rešetke HAP-a ravnotežna reakcija rastvaranja HAP-a pomera se u pravcu formiranja čvrste faze odnosno rastvorljivost HAP-a opada sa porastom pH [8]

TC LP 2 TC LP 1 De st v oda N aO H Ca 0 00 1 M C a 0 0 05 M C a 0 01 M0

1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0

9 0

1 0 0

d

esor

pcije

Slika 1 Relativni procenti desorpcije jona Sr2+ sa HAP-a u funkciji sastava rastvora U poređenju sa procentom desorpcije iz rastvora različitih pH vrednosti stabilnost

sorbovanog Sr2+ znatno je manja u rastvorima kompetitvnog katjona (4179ndash 4296 desorpcije) i vrlo malo varira sa promenom koncentracije kalcijumovih jona u širokom opsegu Ovakav efekat kompetitivnog katjona može se pripisati velikoj sličnosti između jonskih radijusa jona Ca2+ (099 Aring) i Sr2+ (112 Aring) sličnim hemijskim svojstvima i reaktivnosti i činjenici da Ca2+ kao konstituent kristalne rešetke HAP-a ima veliki afinitet prema njegovoj površini Mehanizam desorpcije obuhvata i jonsku izmenu i adsorpciju jona Ca2+ na površini HAP-a pri čemu joni Sr2+ bivaju istisnuti u rastvor

4 Zaključak Stabilnost veze HAP-Sr2+ zavisi od sastava rastvora za ispitivanje desorpcije Procenat

desorpcije opada sa porastom pH vrednosti rastvora a raste sa porastom koncentracije Ca2+ - kompetitvnih katjona Velika frakcija jona Sr2+ (57-100) prethodno sorbovana HAP-om ostaje vezana sorbentom u širokom opsegu pH vrednosti rastvora (od ~3 do ~128) i koncentracija kompetitivog katjona (10-3ndash10-2 moldm3 Ca(NO3)2)

298

5 Literatura [1] B M Thomson CL Smith RD Busch MD Siegel C Baldwin Removal of metals

and radionuclides using apatite and other natural sorbents J Environ Eng 129 (2003) 492-499

[2] F Monteil-Rivera M Fedoroff Sorption of inorganic species on apatites from aqueous solutions In Encyclopedia of Surface and Colloid Science Marcel Dekker Inc New York (2002) 1-26

[3] M Peld K Totildensuaadu V Bender Sorption and desorption of Cd2+ and Zn2+ ions in apatite-aqueous systems Environ Sci Technol 38 (2004) 5626 -5631

[4] I Smičiklas A Onjia J Marković S Raičević Comparison of hydroxyapatite sorption properties towards cadmium lead zinc and strontium ions Mater Sci Forum 494 (2005) 405-410

[5] I Smičiklas A Onjia S Raičcević ETH Janaćković M Mitrić Factors influencing the removal of divalent cations by hydroxyapatite J Hazard Mater (2007) doi101016jjhazmat200707056

[6] I Smičiklas A Onjia S Raičević Experimental design approach in the synthesis of hydroxyaptite by neutralization method Sep Purif Technol 44 (2005) 97-102

[7] USEPA (1999) Test methods for evaluating solid waste Laboratory manual physicalchemical methods SW-846 3rd ed US Gov Print Office Washington DC

[8] G J Levinskas WF Neuman The solubility of bone mineral I Solubility studies of synthetic hydroxyapatite J Phys Chem 59 (1959) 164-168

ABSTRACT

DESORPTION OF STRONTIUM IONS FROM HAP INFLUENCE OF PH AND COMPETING CATION CONCENTRATION

Ivana SMIČIKLAS1 Slavica RAIČEVIĆ2 Marija ŠLJIVIC3

Institute of Nuclear Sciences Vinca PP 522 11001 Belgrade Serbia 1ivanatvinbgacyu 2 sraicvinbgacyu 3marijasljivicvinbgacyu

The stability of the solid phase obtained after reaction of synthetic hydroxyapatite

(HAP) with aqueous Sr2+ ions was investigated as a function of pH and competing cation concentration The relative percents of Sr2+ desorbed decrease from 18 to under detection limit with the increase of initial pH from 295 to 1280 The comparison of initial and final pH values revealed that HAP buffer properties play an important role in the desorption process Desorption of Sr2+ was much more efficient in the solutions of competing cation-Ca2+ (up to 43) and can be atributed to ion-exchange as well as surface sorption mechanism

299

PRIPREMNE AKTIVNOSTI ZA UKLANJANJE ISLUŽENOG GORIVA I ZA DEKOMISIJU REAKTORA RA

Vladan LJUBENOV Milan PEŠIĆ Obrad ŠOTIĆ Dragana NIKOLIĆ Institut za nuklearne nauke Vinča Beograd Srbija vladanvinbgacyu

SADRŽAJ U radu je dat pregled pripremnih aktivnosti koje se odvijaju u Institutu za nuklearne

nauke Vinča sa ciljem da se obezbede uslovi za sigurno uklanjanje isluženog nuklearnog goriva istraživačkog reaktora RA i njegovu kasniju dekomisiju Pregled je ograničen na tehničke i organizacione aktivnosti dok se administrativne i regulatorne aktivnosti ne razmatraju

1 Uvod Odlukom Vlade Republike Srbije iz jula 2002 godine o trajnom zaustavljanju reaktora

RA [1-3] okončan je 18-godišnji period produženog stajanja reaktora van pogona započet 1984 godine [45] Zaključcima Vlade iz februara 2004 godine definisani su glavni pravci aktivnosti vezanih za ovo nuklearno postrojenje vraćanje isluženog nuklearnog goriva u zemlju porekla i dekomisija postrojenja primenom strategije neodložne demontaže (immediate dismantling [6]) Inicijalne aktivnosti na uklanjanju nuklearnih i radioaktivnih materijala sa lokacije započete su 2003 godine u okviru projekata tehničke pomoći MAAE a formalni okvir dobile su oktobra 2004 godine započinjanjem realizacije Programa VIND iniciranog od strane Instituta Vinča i finansiranog i kontrolisanog od strane Ministarstva nauke Republike Srbije

Administrativne organizacione i tehničke akcije koje se sprovode sa ciljem da se nuklearno postrojenje iz statusa trajno ugašenog na siguran i ekonomski prihvatljiv način prevede u status postrojenja pod dekomisijom sprovode se u periodu od proglašenja trajnog zaustavljanja postrojenja do početka realizacije radnji demontaže reaktorskih sistema komponenata i struktura Ovaj period naziva se fazom tranzicije postrojenja iz faze pogona u fazu dekomisije [7] Najvažnije tranzicione aktivnosti obuhvataju organizaciono prestrukturiranje i obuku personala za nove zadatke planiranje poslova radiološku karakterizaciju održavanje i modifikaciju sistema i alata neophodnih za sigurno obavljanje planiranih poslova nabavku i instalaciju nove opreme uklanjanje nuklearnog goriva sa lokacije uklanjanje stare eksperimentalne opreme materijala i otpada iz perioda pogona u cilju smanjenja rizika na lokaciji i oslobađanja radnog prostora

2 Organizacione pripreme i obuka U cilju efikasnijeg sprovođenja odluka Vlade koje se odnose na postrojenje reaktora

RA avgusta 2002 godine u Institutu Vinča formiran je Centar za nuklearne tehnologije i istraživanja spajanjem Laboratorije za nuklearnu energetiku i tehničku fiziku NET i Centra Reaktor RA Usvojene su odgovarajuće Izmene i dopune propisa za rad u objektu reaktora RA prilagođene novom statusu postrojenja kao i nova sistematizacija radnih mesta Formirani su timovi za realizaciju projekata uklanjanja isluženog goriva i dekomisije reaktora RA i definisane aktivnosti i rokovi izvršenja za period 2004-2015 Sklopljen je ugovor o realizaciji i finansiranju Programa VIND sa Ministarstvom nauke Republike Srbije (tadašnje Ministarstvo nauke i zaštite životne sredine) koji se obnavlja svake godine

Učesnici u realizaciji poslova pohađali su desetak kurseva u organizaciji MAAE održavane su redovne interne obuke iz poznavanja reaktorskih sistema elemenata zaštite od

300

zračenja industrijske sigurnosti prve medicinske pomoći i protivpožarne zaštite kao i obuke za obavljanje novih poslova (radiološka karakterizacija clearance materijala podvodno plazma sečenje metalne konstrukcije u bazenu br 4 uklanjanje tehnoloških sklopova iznad goriva u čeličnim kontejnerima i kanalima u jezgru ) za korišćenje nove merne opreme i alata Pored toga na poboljšanju sigurnosne kulture radnika radilo se i kroz periodične sastanke i razmatranje predstojećih poslova ili analizu urađenih poslova sa pregledom fotografija i video zapisa

Kroz učešće u međunarodnim i regionalnim projektima MAAE uspostavljena je intenzivna saradnja i razmena iskustava sa institucijama i organizacijama koje realizuju slične projekte Naročito je aktivna saradnja sa ekspertima MAAE sa ruskim partnerima iz kompanija Sosny Tenex i Mayak koje su na tenderu MAAE izabrane da budu glavni partneri Institutu Vinča u pripremi i realizaciji prepakivanja i transporta isluženog goriva

3 Planiranje i izveštavanje Aktivnosti planiranja prepakivanja i transporta isluženog goriva i dekomisije reaktora

RA započete su prikupljanjem i pregledom sve relevantne dokumentacije iz perioda projektovanja izgradnje pogona i produženog stajanja van pogona Formirane su odgovarajuće baze podataka sa mogćnošću efikasnog pretraživanja po nekoliko kriterijuma Dobar deo najznačajnije dokumentacije preveden je u elektronsku formu

U okviru ove grupe poslova do sada su razrađeni koncepcija uklanjanja isluženog goriva [8] preliminarni izveštaj o sigurnosti za prepakivanje isluženog goriva [9] strategija dekomisije reaktora RA [10] plan radiološke karakterizacije [11] plan tranzicije [12] većina poglavlja plana dekomisije [13] kao i nekoliko izveštaja o sigurnosti i veliki broj procedura za obavljanje nestandardnih operacija i eksperimenata U pripremi je preliminarni izveštaj o sigurnosti za transport isluženog goriva razrada tehnologije prepakivanja i paralelno sa tim priprema finalnog izveštaja o sigurnosti za prepakivanje goriva projektovanje opreme kao i razrada preostalih poglavlja plana dekomisije

Planiranje i priprema dokumenata za potrebe uklanjanja goriva i dekomisije reaktora RA bilo je praćeno i pripremom i usvajanjem nekoliko dokumenata višeg ranga Na nivou Instituta usvojeni su ili su u završnoj fazi pripreme novi Pravilnik o zaštiti od zračenja [14] Plan delovanja u slučaju akcidenta [15] Program obezbeđenja kvaliteta [16] strategija upravljanja RAO [17] kao i kriterijumi za prijem RAO u postrojenja za skladištenje [18]

Redovno se ažurira i dorađuje detaljni MS Project plan rada za sve projekte u okviru Programa VIND Pripremaju se godišnji planovi rada za potrebe sklapanja ugovora sa Ministarstvom nauke Pripremaju se i javno prezentuju periodični izveštaji o radu i finalni izveštaji o završenim poslovima koji se dostavljaju Ministarstvu nauke i Regulatornoj komisiji za nuklearnu sigurnost kao i MAAE

4 Radiološka karakterizacija Za potrebe planiranja poslova mera zaštite i procene količine RAO sprovodi se

radiološka karakterizacija isluženog goriva komponenata struktura zgrade i neposredne okoline postrojenja

Karakterizacija isluženog goriva bazirana je na poznavanju istorije pogona reaktora na proračunima i merenjima njegovog izgaranja i na određivanju inventara nuklida u gorivu zaostale toplote i jačina doza zračenja u blizini kontejnera sa isluženim gorivom Identifikacija svih 8030 isluženih gorivnih elemenata oba obogaćenja (2 i 80) verifikacija njihovog broja obogaćenja i lokacija na kojima su smešteni [19] analiza i

301

ocena njihovog stanja i priprema podataka za izradu tzv pasoša isluženog goriva takođe spadaju u poslove karakterizacije goriva Svi ovi poslovi kompletno su završeni uz vrlo dobro slaganje računskih rezultata dobijenih pomoću nekoliko metodologija i eksperimentalno određenih vrednosti [2021] Pored toga kontinuirano se prati aktivnost vode u bazenima za privremeno skladištenje goriva i u čeličnim kontejnerima za potrebe procene curenja fisionih produkata iz oštećene košuljice gorivnih elemenata Svi ovi podaci bili su osnova za razradu koncepcije prepakivanja i transporta goriva i za pripremu izveštaja o sigurnosti

Karakterizacija postrojenja reaktora RA za potrebe njegove dekomisije takođe se obavlja korišćenjem oba pristupa ndash računskog i eksperimentalnog [22-24] Detaljni radiološki pregled svih prostorija i sistema reaktora RA merenjem površinske alfa i betagama aktivnosti jačina doza gama zračenja i laboratorijskim merenjima i analizama uzetih uzoraka završen je u najvećoj meri Predstoji radiološka karakterizacija okoline zgrade reaktora RA i dodatna spektrometrijska merenja u cilju određivanja unutrašnje kontaminacije velikih komponenata pre svega u sistemu primarnog hlađenja Određivanje inventara radionuklida u strukturama reaktorskog jezgra i zaštitnim slojevima oko jezgra zbog otežanog pristupa za uzorkovanje i visokih očekivanih aktivnosti bazira se uglavnom na metodama proračuna Ovde se kao ulazni podaci koriste informacije o pogonu reaktora dok su metodologije prilagođene specifičnim potrebama određivanja neutronski indukovane aktivnosti van reaktorskog jezgra Do sada su definisana četiri reprezentativna jezgra reaktora RA koja dobro reprezentuju istoriju pogona pripremljeni su detaljni trodimenzionalni modeli i radi se na prikupljanju dodatnih informacija o prisustvu primesa sa velikim efikasnim presecima za apsorpciju neutrona od kojih nastaju dugoživeći radioaktivni produkti neutronske aktivacije

Od posebnog značaja za pravilno sagledavanje radiološkog stanja postrojenja i za planiranje dekomisionih aktivnosti su informacije o incidentima tokom pogona reaktora ili tokom održavanja i remonta opreme koji su mogli da dovedu do oslobađanja kontaminanata iz nuklearnog goriva i iz sistema reaktora njihovog širenja i eventualnog zadržavanja van zatvorenih sistema

5 Održavanje i modifikacije sistema nova oprema Tokom obavljanja prepakivanja isluženog goriva i kasnije demontaže sistema reaktora

biće neophodno pouzdano funkcionisanje sistema internog transporta električnog napajanja vodosnabdevanja specijalne ventilacije radijacione kontrole i dr u okvirima zahtevanih radnih parametara Biće neophodno obezbeđenje mogućnosti za pakovanje i uklanjanje čvrstih i tečnih RAO koji će se generisati tokom rada U tom cilju u narednom periodu neophodno je da se obavi niz pripremnih poslova od kojih su značajniji sledeći provera rada i dovođenje u funkcionalno stanje opreme i alata koja se koristi za

rukovanje isluženim gorivom provera rada i dopuna elemenata sistema internog transporta (zamena krana u prostoriji

141 gde se nalaze bazeni sa isluženim gorivom povećanje nosivosti krana u hali reaktora nabavka viljuškara i auto-krana zahtevanih performansi nabavka montažnih šina i šinskog vozila )

obezbeđivanje neophodnog električnog napajanja dovoda vazduha pod pritiskom i gasova zahtevane čistoće

302

ispitivanje nosivosti međuspratnih konstrukcija u zonama gde se planira saobraćaj teških vozila i prenošenje i smeštaj velikih tereta (transportni kontejneri za isluženo gorivo ISO kontejneri)

ojačanje međuspratne konstrukcije u pojedinim zonama zamena cevovoda specijalne ventilacije između zgrada reaktora RA i ventilacionog

centra obezbeđivanje raspodele podpritisaka u zgradi prema zahtevima sigurnosti osavremenjavanje i dopuna sistema za monitoring emisije radionuklida kroz ispust

ventilacionog sistema instalacija sistema za monitoring nivoa vode u bazenima sa isluženim gorivom sa

odgovarajućom signalizacijom i alarmima postavljanje sanitarnih propusnika na ulazima u radne zone za prepakivanje i utovar

goriva u kontejnere priprema sobe za nadzor i kontrolu operacija prepakivanja sa odgovarajućim sistemima

CCTV audio i alarmne komunikacije i signalizacije instalacija dodatnih stacionarnih i pokretnih zaštitnih ekrana obezbeđivanje sistema za udesno pražnjenje vode iz bazena pregled i eventualna modifikacija transportnih ruta unutar Instituta obezbeđivanje adekvatne fizičko-tehničke zaštite nuklearnog materijala na lokaciji

Instituta i tokom transporta osavremenjavanje i dopuna opreme za stacionarnu i prenosnu dozimetrijsku kontrolu i

monitoring kontaminacije priprema skladišta čiste opreme i materijala za reciklažu ili ponovno korišćenje projektovanje izrada i instalacija sistema za uklanjanje Cs137 iz vode bazena tokom

prepakivanja i privremenog skladištenja isluženog goriva pod vodom pre utovara u transportne kontejnere

6 Priprema radnih zona uklanjanje otpada i materijala U ovom trenutku potpunije se sagledavaju radnje neophodne za obezbeđivanje uslova

za prepakivaje i transport isluženog goriva Priprema radnog prostora za potrebe dekomisije reaktora zavisiće jednim delom i od situacije koja ostane u zgradi reaktora nakon slanja isluženog goriva u Rusiju Lista aktivnosti pripreme radnog prostora nije konačna a najvažniji poslovi su priprema radnog prostora u prostoriji 141 i u bazenima za postavljanje radne platforme i

opreme za prepakivanje goriva i njegov privremeni smeštaj pod vodom priprema radnog prostora u prostoriji 141 i u hali reaktora za utovar prepakovanog

goriva u transportne kontejnere za zatvaranje kontejnera i proveru curenja priprema zone za dekontaminaciju opreme alata i transportnih paketa priprema zone unutar zgrade reaktora RA za privremeni smeštaj spakovanog RAO uklanjanje komponenata smeštenih u čeličnim kontejnerima (čeholima) u kojima nema

goriva radi obezbeđivanja prostora za pražnjenje reaktorskog jezgra premeštanje poslednjeg punjenja goriva iz jezgra u ispražnjene čehole i njihov smeštaj u

bazenima u prostoriji 141 novi razmeštaj čehola i aluminijumskih burića u bazenima u cilju oslobađanja radnog

prostora u bazenu br 4 i transportnom kanalu uklanjanje mulja iz bazena i mehaničko čišćenje u cilju povećanja providnosti vode

303

uklanjanje tehnoloških sklopova iz gorivnih kanala iznad isluženog goriva uklanjanje imitacija gorivnih elemenata iz kanala poslednjeg punjenja jezgra uklanjanje ostataka podvodnih konstrukcija i platforme u delu bazena br 4 i njegovog

aneksa uklanjanje stare eksperimentalne opreme materijala i otpada trenutno smeštenog u hali

reaktora RA uklanjanje otpada i nepotrebnih materijala iz ostalih prostorija reaktora RA posebno

tehnoloških prostorija u podrumu zgrade eventualno proširenje transportnih ulaza u prostoriju 141 i halu reaktora nivelacija

podloge na prilazu prostoriji 141 sa platoa ispred zgrade reaktora

7 Zaključak Pripreme za prepakivanje i transport isluženog goriva reaktora u Rusiju i za otpočinjanje

dekomisije reaktora RA odvijaju se u okviru Programa VIND finansiranog od strane Ministarstva nauke Republike Srbije uz ekspertsku i tehničku pomoć MAAE i uz očekivane značajne inostrane donacije U Institutu Vinča u toku je veliki broj pripremnih aktivnosti planiranja pripreme dokumenata radiološke karakterizacije održavanja i modifikacije sistema nabavke i instalacije nove opreme i alata prepreme radnog prostora prestrukturiranja radnih timova i obuke osoblja u cilju obezbeđivanja svih preduslova za sigurno i efikasno obavljanje planiranih poslova koji treba da unaprede nuklearnu i radijacionu sigurnost u Institutu

8 Literatura [1] Final Project Documentation of the RA Reactor The RA internal documentation

IBK Vinča (1960) (in Russian) [2] Heavy Water Research Reactor RA in Directory of Nuclear Reactors Vol V

pp217-222 IAEA Vienna (1964) [3] Final Safety Analysis Report of the Nuclear Reactor RA Vol 1-17 Institute of

Nuclear Sciences Boris Kidrič Vinča (November 1986) (in Serbian) [4] M Pešić V Kolundžija V Ljubenov S Cupać Causes of Extended Shutdown

State of RA Research Reactor in Vinča Institute IAEA Regional Workshop on Extended Shutdown and Decommissioning of Research Reactors Riga Latvia November 26-30 (2001)

[5] V Ljubenov M Pešić O Šotić RA Research Reactor in VINČA Institute - Approach to the Decommissioning Proceedings of the 4th Yugoslav Nuclear Society International Conference - YUNSC 2002 (CD ROM Edition ed D Antić) pp 373-382 Invited paper Yugoslavia (September 2002)

[6] Organization and Management for Decommissioning of Large Nuclear Facilities IAEA Technical Report Series No 399 IAEA Vienna (2000)

[7] Transition from Operation to Decommissioning of Nuclear Installations IAEA Technical Reports Series No 420 IAEA Vienna (2004)

[8] Conceptual Design of SNF Removal to FSUE PA Mayak Contract No 2006-1312 of 19092006 Safe Removal of Spent Fuel of the Vinca RA Reactorrdquo Sosny RampD Company Russian Federation (2007)

[9] Preliminary Safety Analysis Report for the Repackaging of the RA Reactor Spent Nuclear Fuel Vinča Institute of Nuclear Sciences 2007

304

[10] Lj Kostić V Ljubenov Strategy Options Study and the Selection of Optimal Strategy for the RA Reactor Decommissioning Contract YUG4028-92441A IAEA TCP Programme (2003)

[11] M Milošević V Ljubenov Radiological Characterization Plan for the Purpose of Decommissioning of the RA Research Reactor in Vinča Institute of Nuclear Sciences Contract YUG4028-92441A IAEA TCP Programme (2003)

[12] Lj Kostić V Ljubenov RA Research Reactor Transition Plan Contract SCG 4004-80400A IAEA TCP Programme (2004)

[13] Standard Format and Content of Safety Related Decommissioning Documents IAEA Safety Reports Series No 45 IAEA Vienna (2005)

[14] Pravilnik o zaštiti od jonizujućih zračenja u INN Vinča (1ZJZ00001) Institut za nuklearne nauke Vinča 2006

[15] Plan delovanja u slucaju akcidenta u Institutu Vinča draft materijal Institut za nuklearne naukeVinča 2007

[16] Program obezbeđenja kvaliteta u INN Vinča draft materijal Institut za nuklearne naukeVinča 2007

[17] Strategija upravljanja radioaktivnim otpadom u Institutu Vinča (QM1RAO00001) Institut za nuklearne nauke Vinča 2006

[18] Kriterijumi za prijem radioaktivnog otpada (interni tehnički propis PP3RAO100501) Institut za nuklearne nauke Vinča 2006

[19] Verification of Stainless Steel Containers in the Spent Fuel Storage Vinča-NTI-140 Vinča Institute of Nuclear Sciences Belgrade February 2007

[20] Miodrag Milošević Determination of Neutron and Gamma Ray Dose Rate on the Outer Surface of Existing Containers with Irradiated Fuel in the Spent Fuel Storage Used in the RA Reactor Building Vinča-NTI-137 Vinča October 2005

[21] Miodrag Milošević Measurements of Fuel Burnup for the RA Reactor Spent Fuel Elements Stored in the Stainless Steel Containers Vinča-NTI-138 Vinča January 2007

[22] Radiological Characterization of Nuclear Facilities for Decommissioning Purposes IAEA Technical Report Series No 389 IAEA Vienna (1998)

[23] M Milošević V Ljubenov Implementacija metoda proračuna u procesu radiološke karakterizacije reaktora RA za potrebe dekomisije Zbornik radova sa XXII Jugoslovenskog simpozijuma zaštite od zračenja str 381-384 Petrovac Crna Gora

[24] V Ljubenov M Milošević Eksperimentalni pristup radiološkoj karakterizaciji reaktora RA za potrebe dekomisije Zbornik radova sa XXII Jugoslovenskog simpozijuma zaštite od zračenja str 375-380 Petrovac Crna Gora

305

ABSTRACT

PREPARATORY ACTIVITIES FOR THE REMOVAL OF THE SPENT NUCLEAR FUEL AND FOR THE RA REACTOR

DECOMMISSIONING

Vladan LJUBENOV Milan PEŠIĆ Obrad ŠOTIĆ Dragana NIKOLIĆ Vinča Institute of Nuclear Sciences Belgrade Serbia vladanvinbgacyu

Review of the preparatory activities which are in progress in the Vinča Institute in order

to ensure proper conditions for the safe removal of the RA reactor spent nuclear fuel and the further facility decommissioning is given in this paper This review deals with the organizational and technical preparations while administrative and regulatory actions are not considered

306

307

Merna instrumentacija

308

309

MEĐUNARODNE INTERKOMPARACIJE MERENJA IZOTOPSKOG SASTAVA URANA PLUTONIJUMA I CEZIJUMA U

RASTVORU AZOTNE KISELINE

Ivana VUKANAC Aleksandar KANDIĆ Mirjana ĐURAŠEVIĆ Dušan NOVKOVIĆ Zoran MILOŠEVIĆ

Institut za nuklearne nauke bdquoVinčaldquo Beograd Srbija vukanacvinbgacyu

SADRŽAJ U radu su prikazani rezultati merenja izotopskog sastava urana plutonijuma i cezijuma

u slanom rastvoru u okviru dve kampanje interkomparativnih merenja REIMEP i NUSIMEP koje vodi JRC-IRMM Belgija Uzorci su mereni alfaspektrometrijski i gamaspektrometrijski Dobijeni rezultati su zadovoljavajući u okviru naših eksperimentalnih mogućnosti

1 Uvod Tačnost i pouzdanost rezultata merenja aktivnosti uzoraka iz okoline veoma su važni u

mnogim ljudskim aktivnostima Evropski centri u ovoj oblasti (JRC IAEA ICRM) kao jednu od redovnih aktivnosti imaju realizovanje programa evaluacije merenja Laboratorije iz Evrope učestvuju u ovim programima u cilju učešća u razvijanju konzistentnog načina merenja u EU odnosno standardizacije mernih metoda

Naša Laboratorija je učestvovala u toku 2006 godine u dve međunarodne

interkomparacije u okviru programa REIMEP (Regular European Interlaboratory Measurement Evaluation Programme)

koje vodi JRC-IRMM Belgija [1] i NUSIMEP (Nuclear Signatures in the Environment) JRC-IRMM [2]

2 Određivanje izotopskog sastava urana plutonijuma i cezijuma u slanom rastvoru ndash NUSIMEP 5

Program NUSIMEP nastao je iz potrebe za određivanjem izotopskog sastava elemenata karakteristično prisutnih u procesu korišćenja nuklearnog goriva koji se u tragovima nalaze u okolini U okviru NUSIMEP 5 interkomparativnih merenja laboratorije učesnice merile su odnose plutonijumovih i izotopa urana i cezijuma u matriksu slanog rastvora

NUSIMEP 5 uzorci bili su 1 slani rastvori u 05M HNO3 koji su sadržali tragove plutonijuma (~ ppt 10-3 ngg rastvora ili 1 Bq20 ml) urana (~ ppb reda ngg rastvora) i cezijuma (~ Bq) Gamaspektrometrijskom metodom određen je odnos aktivnosti izotopa cezijuma prisutnih u uzorku i dobijeni rezultati u poređenu sa referentnim vrednostima dati su u Tabeli 1 Merni system sastojao se od poluprovodničkog HPGe (Schlumberger) detektora relativne efikasnosti 15 i rezolucije 21 keV

Odnos aktivnosti 238Pu 239 240Pu određen je alfa spektrometrijskom metodom - silicijumskim detektorom sa površinskom barijerom Canberra model 74017401 VR Snimljeni spektri elektrodeponovanih plutonijumskih izvora prikazani su na Slikama 1 i 2 Kako se nije tražila sama aktivnost u toku radiohemijske procedure nije dodavan traser Energetska i kalibracija efikasnosti urađena je sa standardnim izvorom 239 240Pu Efikasnost detekcije bila je 1529 Površine ispod snimljenih pikova korigovane su za fon i izračunati odnosi dati su u Tabeli 1

310

Tabela 1 Poređenje izmerenih i referentnih odnosa aktivnosti za

NUSIMEP 5 uzorke

oznaka uzorka izmerena vrednost referentna vrednost

A(134Cs) A(137Cs) NUSIMEP 5C 0076 plusmn 0022 00699 plusmn 00010 NUSIMEP 5D 0137 plusmn 0042 01642 plusmn00027

A(238Pu) A(239 240Pu) NUSIMEP 5A 210 plusmn 008 21283 plusmn 00028 NUSIMEP 5B 1872 plusmn 0154 184537 plusmn000037

Iako su aktivnosti uzoraka male iz snimljenih spektara može se relativno jednostavno

preračunati odnos aktivnosti plutonijumovih izotopa u slanom rastvoru Nesigurnosti izmerenih vrednosti predstavljaju proširene nesigurnosti na nivou poverenja 95 (k=2) i uključuju statističke nesigurnosti fona i snimljenih pikova u spektru Neslaganja sa referentnim vrednostima su manja od 15 što govori o izuzetnoj osetljivosti tačnosti i pouzdanosti naše metode

550 600 650

0

200

400

600

800

1000

239 240Pu

238Pu

NUSIMEP 5At=87502 s

Odb

roj

Kanal

Slika 1 Spektar uzorka NUSIMEP 5A

550 600 6500

200

400

600

800

239 240Pu

238PuNUSIMEP 5Bt=84114 s

Odb

roj

Kanal

Slika 2 Spektar uzorka NUSIMEP 5B

Odnosi aktivnosti uranovih izotopa nisu određivani jer je njihova aktivnost bila ispod

minimalne detektabilne aktivnosti za naš merni sistem

3 Određivanje izotopskog sastava urana u rastvoru HNO3 ndash REIMEP 18 REIMEP kampanja započeta je u cilju kontrole kvaliteta merenja materijala koji se

mogu naći u ciklusu prerade i korišćenja nuklearnog goriva U okviru REIMEP 18 merenja laboratorije učestnice dobile su po četiri uzorka sa po 25 mg urana (od osiromašenog do

311

slabo obogaćenog ndash 02 i 45 235U) u 05 ml 05M HNO3 rastvora Koncentracije urana bile su 5 mgml rastvora što je mnogo više nego u NUSIMEP kampanjama

U našoj Laboratoriji mereni su izotopski odnosi urana preko odnosa izmerenih

aktivnosti Analiza snimljenih spektara prikazanih na Slikama 3 4 5 6 veoma je složena i zahteva komplikovanu proceduru razdvajanja pikova koji se preklapaju Kako se uranovi izotopi mogu odreitii i gamaspektrometrijski izvršena su i komparativna merenja na HPGe poluprovodničkom gama spektrometru

Tabela 2 Poređenje izmerenih i referentnih odnosa uranovih izotopa

oznaka uzorka n(234U) n(238U) n(235U) n(238U) n(236U) n(238U)

izmereno referentna vrednost izmereno referentna

vrednost izmereno referentna vrednost

REIMEP 18A 539(16)10-5 56582(41)10-5 728(77)10-3 72542(36)10-3 148(79)10-6 30579(83)10-8

REIMEP 18B 32980(83)10-4 333271(22)10-4 00298(19) 0035470(18) 562(49)10-5 38828(13)10-4

REIMEP 18C 791(23)10-5 79510(68)10-5 145(37)10-3 43794(27)10-3 1544(85)10-4 103370(44)10-3

REIMEP 18D 2052(47)10-4 20936(14)10-4 00223(14) 0024233(12) lt 10-6 11054(29)10-7

Izmereni i izotopski odnosi navedeni u sertifikatu referentnog materijala dati su u

Tabeli 2 Merne nesigurnosti date su na nivou poverenja 95 k=2 Iz Tabele 2 se vidi da su traženi odnosi veoma mali i da je ograničenost alfa spektrometrije izražena za slučajeve kada u uzorku postoji porediva koncentracija 236U

750 800 850 900 950 1000 1050

0

100

200

300

400

500

600

700

236U

Prirodni uran

235U

234U

238UREIMEP 18At=245000 s

Odb

roj

Kanal

Slika 3 Spektar uzorka REIMEP 18A

800 850 900 950 1000 1050

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

236U

234U

235U

238U

REIMEP 18Bt=340000 s

Obogacen uran

Odb

roj

Kanal

Slika 4 Spektar uzorka REIMEP 18B

312

800 1000 1200 1400

0

100

200

300

400

500

600

700

216Po

220Rn212Bi224Ra

228Th232U

234U

236U235U

238UUran iz isluzenog goriva

REIMEP 18Ct=320000 s

Odb

roj

Kanal

Slika 5 Spektar uzorka REIMEP

18C

850 900 950 1000 1050

0

500

1000

1500

2000

2500

235U

238U

234U

Obogacen uran

REIMEP 18Dt=250000 s

Odb

roj

Kanal

Slika 6 Spektar uzorka REIMEP 18D

4 Zaključak Učešće u interkomparativnim merenjima od izuzetne je važnosti zbog eksterne provere

tačnosti i pouzdanosti metoda koje se koriste u našoj laboratoriji U NUSIMEP 5 i REIMEP 18 kampanjama laboratorije učesnice određivale su izotopski sastav urana plutonijuma i cezijuma različitim tehnikama kao što su alfa i gama spektrometrija masena spektrometrija i sl Dobijeni rezultati pokazatelj su limita primene alfaspektrometrije za uzorke iz okoline koji sadrže izotope urana čije je pikove nemoguće razdvojiti zbog konačne rezolucije silicijumskih poluprovodničkih detektora

5 Literatura [1] S Richter A Alonso J Truyens H Kuumlhn A Verbruggen R Wellum REIMEP 18

Inter-Laboratory Comparison for the Measurement of Uranium Isotopic Ratios in Nitric Acid Solution Report to Participants EU Commission JRC B-2440 Geel Belgium

[2] httpwwwirmmjrcbehtmlinterlaboratory_comparisonsnusimepnusimep-5eur22286EN_NUSIMEP5_report_participantspdf

ABSTRACT

INTERANTIONAL INTERCOMPARISONS FOR THE MEASUREMENT OF URANIUM PLUTONIUM AND CESIUM

ISOTOPIC RATIOS IN NITRIC ACID SOULUTION

Ivana VUKANAC Aleksandar KANDIĆ Mirjana ĐURAŠEVIĆ Dušan NOVKOVIĆ

Institute of Nuclear Sciences bdquoVinčaldquo Belgrade Serbia vukanacvinbgacyu Results of the uranium plutonium and cesium isotopic ratio determination in nitric acid

solutions are presented in this paper Those intercomparative measurements REIMEP 5 and NUSIMEP 18 were organized by JRC-IRMM Belgium Samples were measured by gamma and alpha spectrometry Obtained results were more or less satisfactory and in accordance with our experimental possibilities

313

МОГУЋНОСТИ И НЕСАВРШЕНОСТИ УПОТРЕБЕ ДОЗИМЕТРИЈСКЕ И КАЛИБРАЦИОНЕ ОПРЕМЕ У

КЛАСИЧНОЈ РЕНДГЕН ДИЈАГНОСТИЦИ

Драган ДИМИТРИЋ1 Гордан НИШЕВИЋ2

ВМА Београд Србија draganvmayahoocom ВМА Београд Србија gornisbeotelyu

САДРЖАЈ Мноштво и разноврсност реализације високо напонских (ВН) инсталација на

радиолошком одељењу једне болнице отвара често питање осмишљавања и спровођења програма контроле квалитета на њима Расположивост и употребљивост опреме за калибрацију ВН-излаза рендген генератора и дозиметрију излаза рендген цеви у многом одређује успешност у остварењу овог циља

Овде су представљена три инструмента из ове групе произведена у компанији RADCAL CORPORATION California USA Дати су принципијелни описи хардверске реализације ових инструмената као и основни аспекти њихове употребе у калибрацији и дозиметрији са посебним освртом на извесна ограничења у погледу тачности и прецизности мерења

1 Опис мерне опреме 11 DINALYZER IIIA је високо-напонски мерни уређај за изоловање сигнала аналогних 1) високом напону (ВН-у) на аноди ВН-у на катоди као и збиру ова

два ВН-а 2) анодној струји Ai и 3) (наизменичној) струји грејног влакна катоде Чине га 1) високо-напонски резервоар испуњен гасом сумпор-хексафлоридом

(SF 6 ) под притиском 103divide124 kPa и 2) електронска секција смештена у основи уређаја која је намењена прилагођењу изолованих сигнала и фреквенцијској компензацији изолованих сигнала

Аналогни сигнали ВН-а се изолују помоћу напонског делитеља кога чине две отпорничке секције од по 1000 M које су конфигурисане тако да обезбеде што бољу просторну расподелу паразитних капацитивности чиме се отвара могућност постизања фреквенцијског одзива ширине и до 100 kHz

Изоловање аналогног сигнала анодне струје Ai се обавља електронским сензором кога чини оптокаплер са пратећом улазно-излазном електроником Овај мерни сензор уноси 200 редне отпорности у спољашње (тј мерено) коло што се одражава у тачности мерења (plusmn2) сигнала ВН-а и Ai

12 MODEL 4082 је портабилни kV -метар намењен неинвазивном мерењу ВН-а на рендген цеви Састоји се од контролнe јединице и више мерних сензора са својим 2-метарским прикључним кабловима Могуће је директно очитавање мерених вредности на дисплеју иили осцилоскопско посматрање таласног облика сигнала узетог са BNC-извода контролне јединице

Сензор обавља мерење помоћу уграђених диференцијалних апсорбера и мреже детектора а калибрише се аутоматски прикључењем на контролну јединицу која тада уписује калибрационе податке у њега

У контролној јединици се обавља пост-процесирање и меморисање таласног облика ухваћеног сигнала (до 7s трајања) На LCD-дисплеју се приказује вредност

314

мереног ВН-а и његово трајање Сваки сензор је фабрички калибрисан на једну вредност укупне филтрације радиационог излаза У случајевима где се филтрација испитиване ВН-инсталације разликује од специфициране за дати сензор потребно је у мерену вредност унети фактор корекције на филтрацију

Сензор је малих димензија (62x37x44мм) те се углавном може користити за мерења ВН-а и када испитивана машина ради у режиму AEC( Automatic Exposure Control) Наиме пошто је постављен у излазном радиационом снопу сензор га неминовно опструира што доводи до појаве офсета у регулационом колу АEC-а Стога је битно да сензор има мале димензије и тако не нарушава битно квалитет и снагу излазног радиацоионог снопа

Код сваке мерне конфигурације треба обратити пажњу на величину присутног шума Основни извори шума су детектори сензора спојни кабал сензора пост-процесорска електроника контролне јединице и сам поступак дигитализације Шум је садржан како у снимљеном таласном облику тако и у вредностима pkV (киловолтни пик) приказаним на дисплеју контролне јединице Може се препознати као високо фрекфентно назубљење (fuzz) таласног облика ухваћеног сигнала Код очитавања pkV са дисплеја ефекат шума је за сигнале трајања t ge130ms компензован интерном рекалкулацијом Некад је и за такве сигнале потребно унети корекцију нпр кад мерни услови за дати сензор одступају од специфицираних у погледу дистанце мерења анодне струје Ai [mA] иили kV

Удео шума у укупном сигналу расте са смањењем корисног сигнала а користан (тј мерени) сигнал се смањује са смањењем kV Ai иили повећањем дистанце између фокуса (радиационог извора) и сензора Стога сваки сензор има свој доњи праг осетљивости на шум који се дефинише као најнижа анодна струја Ai при датом одстојању фокус-сензор за коју тачност мерења остаје у опсегу plusmn05kV

За сензор типа 40Х5-W намењеном испитивањима у класичним радиолошким дијагностикима при дистанци фокус-сензор 50 cm праг осетљивости износи око 10 mA У флуороскопском режиму међутим анодна струја Ai је мања од 5mA те се мора прибећи смањењу дистанце фокус-сензор да би се праг осетљивости спустио у опсег анодних струја флуороскопског режима Смањење дистанце фокус-сензор је опет лимитирано захтевом хомогености радиационог поља на месту мерења која је као што је познато лошија у зонама ближим фокусу

13 МODEL 9010 је портабилни дозиметријски уређај са сетом јонизационих комора намењеним мерењима дозе и јачине дозе у класичној радиографији континуалној и пулсној флуороскопији мамографији компјутерској томографији и у пољима гама-зрака Уређај се може конфигурисати како за мерења у директном снопу тако и за мерења паразитног или цурећег зрачења нпр код утврђивања интегритета заштитиних заклона Излазни порт RS-232 на контролној јединици обезбеђује повезивање уређаја са рачунаром тј сервером апликације а софтвер који као опција стиже са уређајем пружа могућност даљинске контроле и очитавања података и аутоматизације поступка њиховог бележења

315

2 Мерења Сва мерења су обављена на ВН-ој инсталацији класичне рендган дијагностике са

произвођачком спецификацијом 1)Рендген генератор SUPERIX 1000 Југорендген Ниш и 2) Рендген цев Bi 1253050 R Siemens Сигнали су снимани осцилоскопом HAMEG 200MHz а као помоћни независни мерни уређај служио је инструмент за мерење продукта струја-време mAs-метар типа FLUKE 21 Прва мерна конфигурација обухвата мерни уређај DINALYZER IIIA

прикључен серијски тј уметнут у високо-напонски вод између рендген генератора и рендген цеви Поред тога вршено је и независно мерење продукта струја-време Q уз помоћ mAs-метра прикљученог на за то предвиђеним изводима рендген генератора

Генератор се одликује шесто-пулсним исправљањем и константним оптерећењем што значи да би требало очекивати правоугаоне импулсе снимљених аналогних сигнала kV и Ai са благо таласастом неравнином у константној области сигнала (ripple) Вредности pVk -колоне табеле1 су вршне вредности задатог ВН-а док су вредности kV -колоне средње вредности снимљених импулса или прецизније висине замишљених линија провучених кроз средину простопериодичне неравнине (рипла) Отуда су pVk нешто већи од kV што и показују резултати прве три врсте табеле1 У последњој врсти табеле 1 је pVk =kV што указује или на потребу подешавања рада рендген генератора у области виших киловолти или на погоршање радне карактеристике рендген цеви Ово последње би се додатно могло порврдити праћењем промене компоненте рипла са променом pVk Наиме израженије пражњење рендген цеви при вишим pVk се рефлектује у већем риплу а то је знак опадања перформансе услед времена или интензивније употребе 22 У другој мерној конфигурацији коришћен је kV -метар MODEL 4082 са спојеним сензором 40Х5-W постављеним у поље директног излазног снопа рендген цеви

Задате вршне вредности ВН-а pVk и мерене вршне вредности pkV би овде требало да буду приближно једнаке Из табеле 2 се види да су одступања између њих већа при већим Ai иили pVk Ово указује на незанемарљиву излазну отпорност рендген генератора која често има веза са неприлагођености отпора доводне мреже или коју уносе сами ВН-каблови али може указивати и на повећану улазну отпорност рендген цеви што опет упућује на појаве јонизационих пражњења у самој цеви 23 У трећој мерној конфигурацији коришћен је дозиметар МODEL 9010 са спојеном јонизационом комором 10Х5-6 постављеном директно у излазном снопу

рендген цеви У Табели 3 су дати резулатате мерења дозе X и јачине дозе X За

случај константног радиационог излаза важи теоријска релација

tXX ( 1)

316

где је t време трајања експозиције Може се лако прорачунати да

експериментални подаци за X и X ни приближно не задовољавају ову релацију

Због овог неслагања консултовани су представници дистрибутера и произвођача мерне опреме компаније RADCAL CORPORATION USA Одговорено је да дозиметар МODEL 9010 даје валидне вредности за јачину дозе тек ако је трајање сигнала t gt3s јер је мерној електроници уређаја потребно минимум 3s за стабилизацију сигнала са коморе Закључак је да се мерење јачине дозе може вршити само код флуороскопских режима рада а за дозиметрију радиографског режима

остаје само величина X Јачину дозе X можемо овде добити из односа X t али

тек ако смо се претходно уверили да је заиста реч о константном радиационом излазу нпр спроводећи мерења као што су она описана у 21 и 22

3 Резултати мерења

Табела 1 Упоредне вредности кондиција задатих на рендген апарату и таласних облика сигнала снимљених уз помоћ уређаја DINALYZER

осцилоскопа HAMEG и mAs-метра FLUKE ЗАДАТЕ ВРЕДНОСТИ ЧИТАНЕ ВРЕДНОСТИ

pVk Ai [mA]

Q [mAs]

t[ms]

kV Ai [Ma] Q [mAs] t[ms]

60 200 20 100 55 200 23 108 70 200 20 100 68 200 23 108 90 200 20 100 84 200 19 108 100 200 20 100 100 200 20 108

Табела 2 Упоредне вредности кондиција задатих на рендген апарату и оних очитаних на дисплеју kV -метра MODEL 4082

ЗАДАТЕ ВРЕДНОСТИ МЕРЕНЕ ВРЕДНОСТИ pVk

[kV] Ai

[mA] t [ms] pkV [kV] t [ms]

60 200 80 59 87 60 250 160 591 168 60 400 80 55 87 70 200 80 70 87 70 250 160 682 168 70 400 80 68 87 80 250 160 78 168

317

Табела 3 Доза X и јачина дозе X за типичне кондиције радиографског

режима рада рендген генератора d је дистанца фокус-комора ЗАДАТЕ ВРЕДНОСТИ ЧИТАНЕ ВРЕДНОСТИ pVk

[kV] Ai

[mA] Q

[mAs] t [ms] X [mGy] d [cm]

X [mGys]

50 400 50 120 1015 50 3492 70 250 40 160 135 30 305 70 250 40 160 47 50 151

4 Литература

[1] Radcal Corp MODEL 9010 Radiation Monitor Controller Manual [2] Radcal Corp DYNALIZER III A High Voltage Unit Manual [3] Radcal Corp MODEL 082 Display Accy-kV Non invasive kV meter Manual

АBSTRACT


КЛАСИЧНОЈ РEНДГЕН ДИЈАГНОСТИЦИ



Planninig and complying with the quality control programm in a hospital radiology department pose in many cases a demanding task for a biomedical and engineering stuff Here are outlined principles and functionig of three instruments designed for the calibration and dosimetry of the HV-installations In addition three examples of their application are presented with an emphasis on performance possibilities and some limitations

318

319

MINIMALNA DETEKTIBILNA AKTIVNOST TORIJUMA U REŽIMU DVOSTRUKIH KOINCIDENCIJA NA SPEKTROMETRU

PRIPJAT-2M

Nikola SVRKOTA1 Bernard BERIŠAJ1 Tomislav ANĐELIĆ1 Ranko ZEKIĆ1 Perko VUKOTIĆ2 i Nevenka ANTOVIĆ2

1) Centar za ekotoksikološka ispitivanja Podgorica Crna Gora nsvrkotacgyu 2) Prirodno-matematički fakultet Univerzitet Crne Gore Podgorica Crna Gora

nenaarcpmfcgacyu

SADRŽAJ Predstavljene su minimalne detektibilne aktivnosti 232Th u režimu dvostrukih

koincidencija na šest-kristalnom spektrometru PRIPJAT-2M Na osnovu eksperimentalnih podataka u slučaju krupnog uzorka i vremena mjerenja od 865 s minimalna detektibilna aktivnost torijuma procijenjena je na 21 Bqkg

1 Uvod Razvoj koincidentnog metoda mjerenja na šest-kristalnom spektrometru PRIPJAT-2M i

između ostalog proračuni minimalne detektibilne aktivnosti od kojih su neki predstavljeni u ovom radu pokazuju da je za mjerenje aktivnosti 232Th u različitim uzorcima veoma pogodan režim dvostrukih koincidencija

Sam metod mjerenja zasnovan je na koincidentnoj detekciji fotona energije 583 keV (koji prati --raspad 208Tl) i fotona u kaskadi sa njim Odnosno ako je torijum u radioaktivnoj ravnoteži sa potomcima tj nema emanacije torona njihova aktivnost može biti određena pomoću fotopika na energiji 583 keV u spektru dvostrukih koincidencija dobijenom na spektrometru PRIPJAT-2M Treba napomenuti da je pri razvoju metoda i pri eksperimentalnom određivanju efikasnosti detekcije u obzir uzeta činjenica da se u 232Th nizu samo 212Bi raspada na dva načina i to 3594 -raspadom u 208Tl i 6406 --raspadom u 212Po 1

2 Spektrometar PRIPJAT-2M Spoljašnje dimenzije spektrometra PRIPJAT-2M (Sl 1) su dužina 250 cm širina 145

cm i visina 186 cm dok je njegova ukupna masa 4 200 kg 2 U sastav spektrometra ulazi šest NaI(Tl) detektora čelična i olovna zaštita elektromotor za otvaranje i zatvaranje detekcione komore elektronika tipa CAMAC i personalni kompjuter

Geometrijska efikasnost detekcije spektrometra je 07 x 4 sr a u detekcionu komoru mogu se smjestiti uzorci zapremine do 5 l Amplitudna analiza spektara ostvaruje se pomoću 6 ADC sa po 256 kanala energetska rezolucija je 105 za fotoliniju 137Cs na 662 keV vremenska rezolucija koincidencija 40 ns a maksimalna brzina brojanja 105 imps

Princip rada sistema registracije -zračenja je sljedeći Signali sa fotomultiplikatora stižu na ulaze odgovarajućih pojačivača Signal sa svakog od detektora se grana i ide na vremensku (dužina signala 50 ns) i na amplitudnu (dužina signala 600 ns) analizu čime se ostvaruje šest nezavisnih amplitudno-vremenskih analiza signala u spektrometru Vremenska analiza događaja vrši se hodoskopom metodom registracije koincidentnih signala Odnosno u hodoskopu se zapisuju brojevi detektora koji su istovremeno radili tj čiji su impulsi koincidirali Ako se koincidencija desila u memoriju analizatora impulsa ulaze impulsi sa amplitudama koje su jednake amplitudi signala sa izlaza detektora koji su

320

registrovali koincidenciju Pomoću ADC i energetske kalibracije dobija se energetski spektar detektovanog zračenja

Prateći softver omogućava tri režima rada i to integralni 1-6 režim (kada svaki od detektora registruje ukupno -zračenje koje dospijeva do njega - koincidentno i nekoincidentno) 1-1-2-6 režim (dobijaju se nekoincidentni spektri 1-1 sa svih šest detektora pojedinačno te spektri koincidencija 2-6 - tj višestrukosti od 2 do 6 sa svakog od detektora sumarni spektar 1-1 kao i sumarni spektar koincidencija 2-6) kao i nedavno uspostavljeni režim rada u kojem spektrometar istovremeno radi u nekoincidentnom režimu i u režimima odvojenih dvostrukih trostrukih četvorostrukih petostrukih i šestostrukih koincidencija (tj omogućeni su režimi 1-1-2-2 1-1-3-3 1-1-4-4 1-1-5-5 1-1-6-6) Ovo znači da ako je na primjer izabran režim 1-1-5-5 spektrometar snima sve nekoincidentne impulse (u spektru 1-1) ali i sve dvostruke trostruke četvorostruke i petostruke koincidencije dok softver omogućava da se vide i analiziraju spektri svakog od pojedinačnih detektora u svim navedenim režimima rada kao i sumarni spektri za režime 1-1 2-2 3-3 4-4 i 5-5

Slika 1 Spoljašnji izgled spektrometra PRIPJAT - 2M

3 Minimalna detektibilna aktivnost 232Th Na Sl 2 prikazan je spektar etalonskog izvora 232Th (visina 10 mm dijametar 15 mm

masa 141 g aktivnost 1000 Bq) sniman 1006 s živog vremena na spektrometru PRIPJAT ndash 2M u režimu dvostrukih koincidencija (tj 2-2 režimu) Na Sl 3 prikazan je sumarni spektar fona u istom režimu mjerenja sniman 1000 s

Minimalna aktivnost 232Th detektibilna pomoću spektrometra PRIPJAT-2M kada radi u režimu dvostrukih koincidencija procijenjena prema formuli koja je i ranije korišćena za slične proračune 3

321

min t

NmA fotoFon

(1)

gdje je ndash efikasnost registracije (0086) fotoFonN ndash brzina brojanja fona u oblasti

fotopika 583 keV (13 s-1) m = 2 ndash broj srednje-kvadratnih odstupanja uslovljenih statističkim fluktuacijama fona iznosi 26 Bq za vrijeme mjerenja t = 100 s 084 Bq za t = 1000 s 062 Bq za t = 1800 s i 044 Bq za t = 3600 s

Slika 2 Sumarni spektar 232Th u režimu dvostrukih koincidencija

Slika 3 Sumarni spektar fona u režimu dvostrukih koincidencija Poređenje karakteristika ovog spektrometra sa karakteristikama spektrometra sa

poluprovodničkim koaksijalnim HPGe detektorom (ORTEC ndash 30185 ndash S efikasnost 35 ) čija je efikasnost registracije fotopika 583 keV = 0019 a efikasnost registracije fotopika 911 keV (koji se i koristi za određivanje aktivnosti torijuma) = 0013 Amin = 21 Bqkg (proračun izvršen metodom 3MDA 4) za vrijeme mjerenja 11 840 s pokazuje da je režim dvostrukih koincidencija na spektrometru PRIPJAT ndash 2M znatno pogodniji i da dozvoljava značajno (kao minimum za red veličine) smanjenje vremena mjerenja

Sa druge strane za krupne uzorke kao što je na primjer uzorak crvenog mulja uzet iz Kombinata aluminijuma ndash Podgorica (hermetički zatvoren u Marineli posudi od 1 l visine 109 cm unutrašnjeg prečnika 72 cm) mase 12 kg koji je sniman 1000 s realnog (tj 865 s živog) vremena minimalnu aktivnost 232Th koju spektrometar PRIPJAT-2M može registrovati u režimu dvostrukih koincidencija moguće je procijeniti pomoću izraza koji se izvodi na osnovu granice sigurne registracije impulsa iz analiziranog izvora zračenja 5

322

654712

min ItN

A b

(2)

gdje je Nb broj odbroja koji potiču od fona i Komptonovog rasijanja u oblasti fotopika a

t je vrijeme mjerenja Za dati uzorak crvenog mulja za spektar snimljen u režimu dvostrukih koincidencija na

osnovu kojeg je dobijena aktivnost uzorka od (6085 plusmn 183) Bq proračun prema formuli (2) daje Amin = 21 Bqkg

Treba napomenuti da minimalna detektibilna aktivnost torijuma pomoću spektrometra sa prethodno pomenutim HPGe detektorom proračunata metodom 3MDA za isti uzorak čija je aktivnost od (6136 plusmn 197) Bq izmjerena standardnim metodom tj preko -zraka energije 911 keV koji prati --raspad 228Ac iznosi Amin = 14 Bqkg - za vrijeme mjerenja od 83 401 s

4 Zaključak Metod dvostrukih koincidencija razvijen na šest-kristalnom spektrometru PRIPJAT-2M

za mjerenje aktivnosti 232Th i produkata njegovog raspada osim relativno visoke efikasnosti registracije i dobre tačnosti pokazuje i dobru osjetljivost Poređenje sa rezultatima dobijenim pomoću spektrometra sa HPGe detektorom potvrđuje prednosti ovog metoda koji između ostalog dozvoljava značajno smanjenje vremena mjerenja

5 Literatura [1] LBNL Isotopes Project ndash LUNDS Universitet Nuclide Data Search Version 21 2004 [2] S K Andruhovič A V Berestov A V Gutko A M Hilmanovič

Vysokočuvstvitelnye mnogodetektornye gamma spektrometry PRIPYAT Preprint Instituta fiziki AN BSSR Minsk 1995

[3] S K Andrukhovich N M Antovich A V Berestov E A Rudak and A M Khilrsquomanovich A method for determining the concentration of radon decay products using a coincidence -spectrometer Instr ExperTech 421 (1999) 123-126

[4] ORTEC Gamma-vision 32 2003 [5] R A Kuznecov Aktivacionnyj analiz Atomizdat Moskva 1974

323

ABSTRACT

MINIMUM DETECTABLE THORIUM ACTIVITY IN DOUBLE COINCIDENCES MODE OF COUNTING AT THE SPECTROMETER

PRIPYAT-2M


1) Center for Ecotoxicological Research Podgorica Montenegro nsvrkotacgyu 2) Faculty of Natural Sciences and Mathematics University of Montenegro Podgorica

Montenegro nenaarcpmfcgacyu

Minimum 232Th activities detectable by the six-crystal spectrometer PRIPYAT-2M in double coincidences mode of counting are presented Based on experimental data in the case of voluminous sample and measuring time of 865 s minimum detectable thorium activity is estimated to be 21 Bqkg

324

325

НЕКЕ МОГУЋНОСТИ УПОТРЕБЕ Х-ФЛУОРЕСЦЕНЦИЈЕ У РУТИНСКОЈ КОНТРОЛИ КВАЛИТЕТА РЕНДГЕНСКИХ

ДИЈАГНОСТИЧКИХ УРЕЂАЈА

Миодраг КРМАР Департман за физику ПМФ Нови Сад Србија krmarimnsacyu

САДРЖАЈ Мале варијације напона којим се напајају рендгенске цеви могу узроковати

значајне промене апсорбоване дозе као и деградацију контраста рендгенске слике Мада је препоручено да се kVp рутински контролоше још увек не постоји стандардизована техника за контролу високог напона рендгенских цеви У овом раду су истражене могућности употребе карактеристичне х-флуоресцентне радијације која се емитује током излагања одабраног материјала снопу рендгенског зрачења Прелиминарни резултати показују да је интензитет како Комптонски расејаног тако и флуоресцентног зрачења веома завистан од максималне енергије рендгенског снопа и да би се једноставним спектроскопским мерењем могао добити веома сензитиван показатељ варијација високог напона дијагностичке рендгенске цеви

1 Увод У дијагностичкој радиологији напон рендгенске цеви (или максимална енергија

фотона у снопу) се сматра једним од најзначајнијих параметара Мале промене убрзавајућег потенцијала могу као последицу имати знатне варијације апсорбоване дозе или озбиљне промене у контрасту добијеног снимка и то посебно у мамографији У постојећим препорукама [1] се саветује рутинска контрола високог напона рендгенске цеви али стандардизована и опште прихваћена неинванзивна техника мерења још увек није развијена

Интензитет неког рендгенског снопа који је прошао кроз одабрани атенуатор један или више њих функција је максималне енергије тог снопа Стандардни kVp-метри (пенетраметри) мере максималну енергију снопа рендгенског зрачења на основу установљене атенуационе криве У употреби су различити типови мерних уређаја који се углавном базирају на промени интензитета зрачења након проласка кроз одабране атенуаторе али њихови резултати у доброј мери зависе од материјала мете начина филтрације таласног облика високог напона итд Развојем нових врста полупроводничких детектора отворена је нова могућност директног мерења спектара дијагностичких снопова [234] Но установљено је [5] да CZT и CdTe детектори показују видан помак енергетске калибрације као и губитак резолуције у случају излагања дијагностичким сноповима стандардног интензитета што ограничава њихову употребу на услове који се тешко могу остварити у клиничком окружењу

Мерењем спектара рендгенског зрачења установљено је да је укупан број фотона (Nph) (или површина испод спектра) такође веома остљива функција максималне енергије у спектру Процењено је да се укупан број фотона може сматрати степеном функцијом максималне енергије у спектру рендгенског зрачења Nph ~ nEmax где се може сматрати да n ~ 2 представља добру апроксимацију Мада би директно мерење спектра закочног зрачења могло бити релативно сензитивна функција максималне

326

енергије мала је вероватноћа да ће тај метод заживети у пракси пошто је интензитет дијагностичког снопа још увек сувише велик за постојеће спектроскопске уређаје

Интензитет комптонски расејаног зрачења је неколико реди величине мањи од интензитета оригиналног снопа и без тешкоћа се може мерити CdTe детекторима Осим тога уколико је енергија примарног снопа довољно висока материјал на коме се врши расејавање ће емитовати и карактеристично рендгенско зрачење Основна идеја овог рада је да се установи на који начин интензитети расејаног комптонског и флуоресцентног рендгенског зрачења зависе од максималне енергије упадног дијагностичког снопа као и да се испитају могућности употребе CdTe детектора у даљњем развоју нове технике за рутинску контролу високог напона дијагностичких уређаја

2 Мерења и резултати У експерименту је употребљена рендгенска цев којој се стуја могла континуирано

мењати у опсегу од 2 microА до 1 mA док је напон могуће подешавати такође континуирано у опсегу од 40 до 75 kV Колимисан сноп је био усмерен на плочицу од електролитичког бакра дебљине 3 mm на тај начин да озрачена област укључујући и полусенку није била већа од круга пречника 2 cm AMPTEK XR-100T детектор са CdTe кристалом димензија 3х3х1 mm је био постављен на 50 cm од бакарне плочице Добијени спектри су бележени помоћу ORTEC 8K вишеканалноног анализатора по 60 секунди Положај детектора у односу на бакарну плочицу је мењан тако да су прикупљени спектри зрачења које се расејало под различитим угловима у опсегу од 60 до 120 степени

35 40 45 50 55 60 65 70 75 800

2

4

6

8

10

12

14

16

rela

tive

units

Emax [keV]

fluo Com

Слика 1 Релативни интензитет флуоресцентних и комптонски расејаних

фотона

327

35 40 45 50 55 60 65 70 75 8005

10

15

20

25

30

35

40

45

Com

pton

to fl

uore

scen

t rat

io

Emax [keV]

120 90 60

Слика 2 Однос интензитета расејаног и флуоресцентног зрачења за три угла

расејања

Укупан број комптонски раејаних фотона је добијен простим интеграљењен детектованог спектра Установљено је да укупан број комптонских фотона веома зависи од максималне енергије снопа рендгенског зрачења где би се зависност могла грубо претставити функцијом Е35 На слици 1 је приказана зависност интеграла спекра фотона расејаних под 90deg од максималне енергије снопа Интензивне линије карактеристичног спектра бакра су детектоване приликом мерења комптонски расејаних фотона Укупан интензитет дублета Kα1 и Kβ1 линија од 805 и 890 keV је одређен у сваком појединачном мерењу Испоставило се да је зависност интензитета флуоресцентних линија линеарна функција максималног напона рендгенске цеви Како је интензитет флуоресцентних линија блажа функција максималне енергије спектра него што је то интегрални интензитет комптонски расејаних фотона и однос ове две величине је растућа функција максималног напона Однос интензитета расејаног и флуоресцентног зрачења је независтан од највећег броја експерименталних параметара На слици 2 је приказан овај однос у функцији високог напона рендгенске цеви за три различита угла расејања

Релативно спора промена интензитета флуоресцентних линија Cu се може објаснити чињеницом да највећи број фотона спектра закочног зрачења поседује енергије знатно више од енергија потребних за фотоефекат на К-електронима бакра Вероватноћа фотоефекта је утолико виша уколико је енергија упадног фотона ближа енергији К-електрона Уколико се та енергија налази при самом високоенергетском крају спектра где се промене максималне енергије највише уочавају може се очекивати много већа зависност интензитета флуоресцентног зрачења од убрзавајућег потенцијала рендгенске цеви

328

66 68 70 72 74 76 78 80

0

10

20

30

40

50

60

70

Kflu

oLflu

o

E [keV]

Слика 3 Однос интензитета К и L флуоресцентних линија као функција

максималне енергије фотонског снопа

Да би се то проверило употребљен је метални Hf као расејивач и извор флуоресцентног зрачења У прикупљеним спектрима су се могле лако уочити К и L линије карактеристичног спектра хафнијума У овом случају је корисно употребити однос интензитета К и L флуоресцентних линија За сваки од измерених спектара је одрђен однос интензитета Kα1 линије од 5576 keV и збира интензитета дублета Lα1 и Lβ1 од 790 и 902 keV У интервалу убрзавајућег потенцијала од 675 до 79 kV интензитет L дублета се мења тек око 40 док је промена интензитета Kα1 линије много интензивнија На слици 3 је приказана релативна промена односа интензитета Kα1 линије и L дублета

3 Закључак Спектроскопским мерењем расејаног и флуоресцентног зрачења које се емитује са

одабране мете постављене у сноп рендгенског зрачења дијагностичког уређаја могуће је добити неколико различитих величина које представљају веома сензитиван индекс максималног напона рендгенске цеви Мерења се могу извршити доступним CdTe детекторима који поседују довољно добру ефикасност и резолуцију за детекцију карактеристичног рендгенског зрачења

4 Литература [1] AAPM reporet 74 Quality Control in Diagnostic radiology Diagnostic x-ray Imaging

Committee Task Group12 (2002) [2] M Matsumoto A Yamamoto I Honda A Taniguchi and H Kanamori ldquo Direct

measurement of mammographic x-ray spectra using a CdZnTe detectorrdquo Meical Physics 27 (2000) 1490-1502

329

[3] S Miyajima K Imagawa and M Matsumoto ldquoCdZnTe detector in diagnostic x-ray spectroscopyrdquo Medical Physics 29 (2002) 1421-1429

[4] S Miyajima ldquoThin CdTe detector in diagnostic x-ray spectroscopy Medical Physics 30 (2003) 771-777

[5] M Krmar S Shukla K Ganezer ldquoSome aspects involving the use of CdTe for finding end-point energies in diagnostic radiologyrdquo Applied radiation and isotopes 64 (2006) 584-587

ABSTRACT

POSSIBLE USAGE OF X-FLUORESCENCE IN ROUTINE QUALITY CONTROL OF X-RAY DIAGNOSTIC UNITS

Miodrag KRMAR Physics department Faculty of Science Novi Sad Serbia krmarimnsacyu

Small changes in the peak voltage of a diagnostic x-ray tube can cause significant

modifications in the absorbed dose or degrade the contrast of an x-ray image It has been suggested that kVp should be monitored routinely however a standardized noninvasive technique for kVp monitoring has yet to be developed Our measurements have demonstrated that the ratio of the integral number of Compton scattered photons to that of fluorescent photons using a fixed geometry is a sensitive index of kVp (peak tube voltage)

330

331

PROŠIRENA MERNA NESIGURNOST GEIGER ndash MUELLER-OVOG BROJAČA

Koviljka STANKOVIĆ Danijela ARANĐIĆ Đorđe LAZAREVIĆ Institut za nuklearne nauke Vinča Beograd Srbija

Laboratorija za zaštitu od zračenja u zaštitu životne sredine kstankovicvinbgacyu darandjicvinbgacyu djlazarevicvinbgacyu

SADRŽAJ U radu je opisan postupak dobijanja proširene kombinovane merne nesigurnosti za

četiri tipa GM brojača sa istom brojačkom cevi u slučajevima kada mernu nesigurnost u merenja unose pozadinsko zračenje ndash fon i indukovane prenaponske pojave Na osnovu eksperimenta i dobijenih eksperimentalnih rezultata utvrđeno je da u zavisnosti od tehnološkog rešenja brojača variraju merne nesigurnosti uticajnih slučajnih veličina i iz tog razloga daju različit doprinos proširenoj mernoj nesigurnosti kod primenjenih tipova GM brojača

1 Uvod Rezultat svakog realnog merenja sadrži u sebi određenu nesigurnost što znači da se ide-

alno tačna vrednost merene veličine ne može saznati Uzroci merne nesigurnosti mogu biti veoma brojni i po pravilu se ne mogu svi uzeti u obzir Po ranije korišćenoj klasičnoj mate-matičkoj disciplini teoriji grešaka obradom rezultata merenja dobijan je podatak o grešci merenja koji se odnosi isključivo na razliku dobijenog rezultata i odgovarajuće vrednosti dobijene pomoću etalonskog mernog instrumenta Polazne veličine teorije grešaka su slu-čajne i sistematske greške (stohastičke i determinističke veličine) koje kao idealizovani poj-movi u praksi ne postoje [1] Uvođenjem novog koncepta u metrološki sistem tačnije uvo-đenjem pojma merne nesigurnosti (MN) sve greške merenja predstavljaju stohastičke veli-čine čime je dobijen praktično orjentisan metod merenja koji se može dobro primeniti u svim eksperimentalnim merenjima

Pri izražavanju merne nesigurnosti koriste se svi termini i celokupni matematički aparat klasične statističke teorije Osnovni princip je da se svakom podatku o nesigurnosti pridruži odgovarajuća funkcija raspodele i verovatnoća odnosno statistička sigurnost Pored toga uvedeni su i sledeći pojmovi vezani za oblast merne nesigurnosti [2] 1) Standardna merna nesigurnost u koja je po definiciji jednaka standardnom odstupanju u = s Statistička sigurnost koja odgovara standardnoj MN zavisi od raspodele koja se pripisuje datom me-renju 2) Proširena merna nesigurnost U predstavlja umnožak standardne MN i koeficijenta proširenja koji zavisi od pridružene raspodele U = k u Proširenoj MN odgo-vara visoka vrednost statističke sigurnosti reda veličine 99 To znači da se merena veliči-na sa velikom sigurnošću nalazi u intervalu xsU gde je xs srednja vrednost merenja

Na osnovu metoda kojima se nesigurnosti određuju razlikuju se dva tipa MN tip A i tip B MN tip A određuje se isključivo metodom statističke obrade rezultata što znači da ovaj tip MN postoji samo kod merenja koje je ponovljeno više puta u slučaju da merena veličina ima stohastičku prirodu MN tip B određuje se svim ostalim metodama izuzev statističke analize Ovaj tip nesigurnosti može se odrediti i kod pojedinačnih merenja kada MN tip A ne postoji Određivanje MN tip B pretpostavlja upotrebu svih raspoloživih podataka i saznanja o korišćenoj mernoj opremi o uticaju parametara okruženja na

332

merenje o raznim vrstama smetnji i dr Pri tome je neophodno pridružiti adekvatnu funkciju raspodele ovoj nesigurnosti jer se mogu javiti razne raspodele Nasuprot tome kod MN tip A uvek je reč o Gausovoj raspodeli u slučaju raspodele srednje vrednosti (prema uslovu Centralne granične toreme) čak iako merena stohastička veličina podleže nekoj drugoj raspodeli Recimo u slučaju prirodnih fenomena kao što su pozadinsko zračenje ndash fon i radioaktivni raspad radionuklida raspodele se pridružuju na osnovu statističkog ponašanja ovih pojava Pozadinskom zračenju se pridružuje Poiss-onova raspodela koja važi za manji broj događaja dok se radioaktivnom raspadu radionuklida pridružuje Gauss-ova raspodela koja odgovara pojavi sa velikim brojem događaja Pri merenjima u kojima postoji više uticajnih veličina koje unose nesigurnosti uvodi se pojam kombinovane merne nesigurnosti Ova nesigurnost koristi se kod ponovljenih merenja kod kojih je istovremeno određena MN tip A i MN tip B ili kod jedanput izvršenih merenja (ne postoji MN tip A) kod kojih se koristi više mernih instrumenata pri čemu svaki od njih unosi svoju nesigurnost tip B Određivanje standardne kombinovane MN i proširene kombinovane MN po pravilu predstavlja krajnji cilj obrade mernih podataka

2 Izvori merne nesigurnosti kod GM brojača S obzirom na poznate karakteristike rada GM brojača prilikom detektovanja

jonizujućeg zračenja GM brojačem kao potencijalni izvori merne nesigurnosti mogu se identifikovati zavisnost detekcije od energije i ugla upadnog zračenja mrtvo vreme brojača sistem za očitavanje (usled rezolucije mernog instrumenta) greške prilikom kalibracije instrumenta uticaj fona MN samog merenja uticaj prenaponskih pojava u elektronskim sklopovima izazvan indukovanjem prenapona u njihovim žičanim strukturama elektromagnetnim talasima koji su posledica elektromagnetnog zračenja u sredini u kojoj se vrši merenje (ova pojava je posebno izražena u urbanim sredinama) Pošto se suština funkcionisanja GM brojača zasniva na samoodržavajućem lavinskom gasnom efektu energija upadnog zračenja određuje broj slobodnih potencijalno-inicijalnih elektrona u brojačkoj cevi te time znatno utiče na stohastičnost odziva brojača odnosno statističko vreme pražnjenja [3] čime direktno određuje prirodu merne nesigurnosti tipa A Na sličan način na MN tip A utiče i upadni ugao jonizujućeg zračenja u odnosu na brojačku cev pošto od ovog ugla zavisi broj i položaj slobodnih elektrona nastalih jonizacijom što posebno dolazi do izražaja u brojačkim cevima koaksijalnog oblika električnog polja Mrtvo vreme brojača je izvor MN tip B odnosno kombinovane MN u zavisnosti od metoda određivanja Naime ako se mrtvo vreme određuje snimanjem impulsa na izlazu iz GM brojača odgovarajuća MN se može uslovno svrstati u tip B međutim ako se mrtvo vreme brojača određuje metodom dva izvora onda je tako dobijena MN kombinovanog tipa jer se u obzir mora uzeti i stohastička priroda raspada radioaktivnog izvora Primenjeni sistem za očitavanje je izvor MN tip B i zavisi od rezolucije primenjenog tehnološkog rešenja brojača kao i da li je stvarna vrednost merene veličine (pojava električnog pražnjenja unutar brojačke cevi koja je analogne prirode) simetrično raspoređena unutar digitalnog očitavanja tj da li se ona sa podjednakom verovatnoćom može nalaziti u intervalu između n-12 i n+12 digita Merna nesigurnost usled kalibracije instrumenta je tip B i u većini slučajeva je sistematskog porekla Fon sekundarnog kosmičkog zračenja je izvor kombinovane MN i ovaj tip MN je najteže odrediti usled njegove pojavne fluktuacije i energetskog sadržaja Uticaj MN usled fona se može smanjiti primenom antikoincidentne zaštite i korekcije na fon ali se nikada potpuno ne može eliminisati Merna nesigurnost

333

samog merenja broja impusa radioaktivnog izvora predstavlja MN tip A pošto je deeksitacija pojedinačnog jezgra potpuno proizvoljna i ništa ne određuje vreme kada će do nje doći odn pošto ju je nemoguće povezati sa bilo čim u obliku neke zakonomernosti svaki proces nastao na taj način je stohastičke prirode i nužno podleže Gauss-ovoj raspodeli (zbog mogućnosti vremenskog uravnoteženja njegovog događanja) Minijaturizacija elektronskih komponenti i sve veća izloženost okoline elektromagnetnom zračenju dovodi do čestih pojava prenapona u elektronskim sklopovima GM brojača koji mogu nezavisno od brojačke cevi da trigeruju sistem za očitavanje i na taj način prouzrokuju MN tip A Ovaj izvor MN se može umanjiti primenom prenaponske zaštite elektronskih sklopova brojača (koordinacija izolacije na niskonaponskom nivou) iili vršenjem merenja u prostoru zaštićenom od elektromagnetnog zračenja (zaštite veće 100dB)

3 Eksperiment i obrada mernih rezultata U cilju određivanja merne nesigurnosti GM brojača usled fona i prenaponskih pojava

izvršeni su eksperimenti pod dobro kontrolisanim laboratorijskim uslovima sa četiri tipa GM brojača uz primenu iste brojačke cevi Primenjivani GM brojači su bili 1- brojač izrađen u diskretnoj poluprovodničkoj tehnologiji bez antikoincidentne zaštite 2- brojač izrađen u diskretnoj poluprovodničkoj tehnologiji sa antikoincidentnom zaštitom 3- brojač izrađen u integrisanoj tehnologiji bez antikoincidentne zaštite 4- brojač izrađen u cevnoj tehnologiji bez antikoincidentne zaštite Tokom eksperimenta na svim brojačima je meren laboratorijski fon i broj impulsa radioaktivnog radijumskog izvora U cilju određivanja statističkih raspodela slučajnih veličina broj impulsa fona i broj impulsa radioaktivnog izvora izvršene su dve serije od 400 merenja u intervalima od po 5 s bez prekida bez radioaktivnog izvora i sa njim respektivno Na isti način je određena statistička raspodela slučajne promenljive broj impulsa indukovanih prenapnom pri čemu su tokom ovih merenja svi radioaktivni izvori bili uklonjeni iz laboratorije a u neposrednu blizinu brojača postavljena varnična dvoelektrodna komora razmaka između elektroda 3 cm u vazduhu pod atmosferskim uslovima i pod naponom 100 kV u kojoj su se dešavali uzastopni proboji sa frekvencijom (približno) 8 Hz U toku ovog merenja brojačka cev bila je zaštićena olovnim paravanom (napravljenim od olovnih cigala) od uticaja varnične komore čime je ostvareno izlaganje elektromagnetnom zračenju samo elektronskih sklopova GM brojača

Dobijeni rezultati su korigovani na fon i mrtvo vreme (koje je određeno metodom dva izvora) Svi ostali relevantni parametri su tokom eksperimenta bili održavani konstantnim

Na osnovu dobijenih rezultata korigovanih na fon i mrtvo vreme određena je vremenska fluktuacija merene veličine Nakon toga su određene teoretske statističke raspodele kojima pripadaju slučajne promenljive broj impulsa fona broj impulsa radioaktivnog izvora i ldquobroj impulsa indukovanih prenaponomrdquo i određeni su odgovarajući parametri raspodela momentnom metodom i metodom maksimalne verodostojnosti uz formiranje indirektne funkcije verodostojnosti procene [4] Ovi rezultati su omogućili da se odrede merne nesigurnosti ispitivanih GM brojača pod uslovima eksperimenta

Merna nesigurnost usled mrtvog vremena određena je na osnovu izraza dn n ndm dn m

(1)

334

gde je n stvaran broj impulsa m registrovan broj impulsa korigovan na fon mrtvo vreme brojača Na osnovu izraza

22

21

212

1221

mmmBmmm

(2)

izračunato je mrtvo vreme brojača je gde je m1 registrovani broj impulsa sa prvim izvorom (prilikom određivanja mrtvog vremena brojača pomoću dva izvora) m2 registrovani broj impulsa sa drugim izvorom m12 registrovani broj impulsa sa oba izvora istovremeno i B fon pa je na osnovu izraza (2)

1 2 121 2 12

d dm dm dm dBm m m B

(3)

pri čemu je dm1=m1um1A dm2=m2um2A dm12=m12um12A dB= B uBA (4)

gde je um1A um2A um12A MN tip A usled broja registrovanih impulsa sa prvog drugog i oba izvora istovremeno respektivno a uBA MN tip A usled fona

Merna nesigurnost sistema za očitavanje usled rezolucije mernog instrumenta pod prethodno iznesenom pretpostavkom da se stvarna vrednost merene veličine sa podjednakom verovatnoćom nalazi u intervalu n-12 do n+12 digita sama rezolucija instrumenta koja je u svim slučajevima bila jedan digit unosi proširenu MN od 05 digita Pošto je svaka vrednost unutar gornjeg intervala podjednako verovatna mernoj nesigurnosti usled rezolucije digitalnog instrumenta pridružuje se ravnomerna raspodela čije je standardno odstupanje =053 pa je standardna nesigurnost uB=029 digita [5]

Merna nesigurnost usled fona je kombinovanog tipa kao što je rečeno međutim od interesa je isključivo merna nesigurnost usled fona tip A a ona se određuje na taj način što se na osnovu eksperimentalno utvrđene činjenice da slučajna promenljiva broj impulsa fona pripada Poiss-onovoj raspodeli odredi drugi centralni moment empirijski dobijene raspodele koji u ovom slučaju predstavlja standardnu mernu nesigurnost tipA i određuje se kao proizvod broja događaja i odgovarajuće verovatnoće događaja

Teoretski je objašnjeno i eksperimentalno pokazano da slučajna promenljiva broj impulsa radioaktivnog izvora pripada Gauss-ovoj raspodeli Ovde je takođe određen drugi centralni moment empirijski dobijene raspodele koji predstavlja standardnu mernu nesigurnost tip A

Merna nesigurnost usled prenaponskih pojava je tip A a eksperimentalno je dokazano da slučajna promenljiva impulsno indukovanih prenaponskih pojava pripada Poiss-onovoj raspodeli Samim tim je MN usled prenaponskih pojava određena na isti način kao i MN usled fona

Pošto se merne nesigurnosti tip A i tip B dobijene prethodno opisanim postupkom mogu uslovno smatrati međusobno nekorelisanim standardna kombinovana MN se može odrediti izrazom [2]

2 2c A Bu u u

(5)

Proširena kombinovana MN se određuje množenjem izraza (5) koeficijentom proširenja k Ovaj koeficijent u slučaju MN tip A i tip B uzima vrednosti iz intervala (radic3 3) u

335

zavisnosti od usvojene raspodele U slučaju proširene kombinovane MN kao kompromisna vrednost za koeficijent proširenja može se usvojiti vrednost 25 [1]

4 Rezutati i diskusija Proširena kombinovana merna nesigurnost za brojač izrađen u diskretnoj

poluprovodničkoj tehnologiji bez antikoincidentne zaštite je 1231 Proširena kombinovana merna nesigurnost za brojač izrađen u diskretnoj

poluprovodničkoj tehnologiji sa antikoincidentnom zaštitom je 693 Proširena kombinovana merna nesigurnost za brojač izrađen u integrisanoj tehnologiji

bez antikoincidentne zaštite je 1716 Proširena kombinovana merna nesigurnost za brojač izrađen u cevnoj tehnologiji bez

antikoincidentne zaštite je 924 Do razlike u vrednosti proširene merne nesigurnosti došlo je najviše usled MN fona i

usled indukovanih prenapona Naime u slučaju brojača izrađenog u cevnoj tehnologiji nije konstatovana merna nesigurnost usled indukovanih prenapona za razliku od brojača izrađenog u integrisanoj tehnologiji bez antikoincidentne zaštite kod koga ovaj tip MN daje značajan doprinos ukupnoj MN Isto tako kod brojača sa antikoincidentnom zaštitom nije konstatovana merna nesigurnost usled fona dok je kod svih ostalih tipova brojača ovaj izvor MN imao približno istu vrednost Ostali izvori nesigurnosti kod posmatranih tipova GM brojača nisu se bitno međusobno razlikovali

5 Zaključak Na osnovu prethodnog razmatranja može se zaključiti da se smanjenje proširene merne

nesigurnosti GM brojača može postići tehnološkim rešenjem u smislu povećanja efikasnosti kako antikoincidentne zaštite tako i zaštite elektronskih sklopova brojača od pojave prenapona

6 Literatura [1] IAEA Safety Reports Series No16 Calibration of Radiation Protection Monitoring

Instruments httpwww-nsiaeaorgstandardsdocuments [2] International Standards Organization Guide to the Expression of Uncertainty in

Measurement ISO Geneva (1995) httpwwwisoorg [3] P Osmokrović Skripta iz nuklearne fizike Elektrotehnički fakultet Beograd [4] Hauschild W and Mosch W Statistik fur Electrotechniker (Berlin VEB Verlag

Technik) 1984 [5] D Stanković Fizičko ndash tehnička merenja Elektrotehnički fakultet Beograd 1997

336

ABSTRACT

EXPANDED UNCERTAINTY IN MEASUREMENTS OF GEIGER ndash MUELLERrsquoS COUNTER

Koviljka STANKOVIĆ Danijela ARANĐIĆ Đorđe LAZAREVIĆ Vinča Institute of Nuclear Sciences Belgrade Serbia Radiation and Environmental Protection Department

kstankovicvinbgacyu darandjicvinbgacyu djlazarevicvinbgacyu

This paper explains the procedure of obtaining expanded uncertainty in measurement for four types of GM counters with the same counterrsquos tube in cases when the contributors of uncertainties in measurement are cosmic background radiation and induced overvoltage phenomenon According to experiment and obtained experimental results it is established that uncertainties of influenced random variables depend on technological solution of counter and for that purpose they give different contribution to expanded uncertainty in measurement of applied GM counters

337

KARAKTERISTIKE STABILIZATORA NAPONA SA SERIJSKIM

NPN TRANZISTOROM U POLJIMA FOTONA SREDNJE I VISOKE ENERGIJE

Vladimir VUKIĆ1 Predrag OSMOKROVIĆ2 1) Elektrotehnički institut Nikola Tesla Beograd Srbija vvukicieentorg

2) Elektrotehnički fakultet Univerziteta u Beogradu Srbija opredragveratnet

SADRŽAJ Promena napona kolektor - emitor na serijskim NPN tranzistorima stabilizatora napona

LM2990T-5 i LT1086CT5 iskorišćena je kao parametar za utvrđivanje radijacione otpornosti ispitivanih integrisanih kola u poljima X i γ zračenja Polarizovani stabilizator napona sa serijskim super-β tranzistorom u polju X zračenja srednje jačine doze imao je znatno drugačiji odziv od kola sa standardnim serijskim NPN tranzistorom Iako su u većini slučajeva nepolarizovane komponente pretrpele veća oštećenja do potpunog otkaza kola je došlo samo kod polarizovanih komponenata sa serijskim super-β tranzistorom u polju zakočnog zračenja Analizirani su mehanizmi degradacije tranzistora u poljima jonizujućeg zračenja

1 Uvod Linearni stabilizator (regulator) napona predstavlja kolo sa negativnom povratnom

spregom kojom se obezbeđuje konstantan izlazni napon u širokom opsegu promene struje potrošača i izlaznog napona Stabilizatori napona se najčešće prave kao integrisane komponente za pozitivne i negativne izlazne napone sa fiksnim i podesivim vrednostima izlaznog napona Pozitivni stabilizatori napona se u najvećoj meri konstruišu primenom NPN tranzistora čime se postižu bolje karakteristike strujnog pojačanja i lakša tehnološka realizacija Negativni stabilizatori napona se prave sa nešto drugačijom topologijom u odnosu na pozitivne ali je osnova konstrukcije i dalje NPN tranzistor uključujući i serijski tranzistor Izuzetak su stabilizatori napona sa niskim padom napona (eng low dropout voltage regulator LDO) gde pozitivni stabilizatori imaju serijski PNP tranzistor dok je serijski tranzistor negativnih komponenata NPN tranzistor Nedostatak primene serijskog Darlingtonovog NPN tranzistora je veliki pad napona između kolektora i emitora (oko 25V) Stabilizatori sa niskim padom napona imaju pad napona između kolektora i emitora serijskog tranzistora od samo 06V Sa druge strane PNP tranzistori posebno komponente sa lateralnom topologijom zbog proticanja struje neposredno ispod površine izolacionog oksida pokazuju veoma veliku osetljivost na uticaj jonizujućeg zračenja dok su vertikalni NPN tranzistori komponente koje imaju znatno veću radijacionu otpornost od PNP bipolarnih tranzistora kao i unipolarnih FET tranzistora

Kompromisno rešenje između standardnih stabilizatora napona sa serijskim NPN Darlingtonovim tranzistorom i LDO stabilizatora predstavljaju kvazi-LDO stabilizatori napona Ova integrisana kola imaju jedan serijski NPN tranzistor pobuđen strujom PNP tranzistora Zbog toga je i pad napona na serijskom tranzistoru između vrednosti navedenih za prethodne vrste stabilizatora tipično oko 12 V

Cilj istraživanja predstavljenog u radu je ispitivanje mogućnosti korišćenja komercijalnih LDO i kvazi-LDO stabilizatora napona sa serijskim NPN tranzistorom u elektronskim uređajima predviđenim za rad u poljima jonizujućeg zračenja

338

2 Teorija Degradacija pojačanja NPN tranzistora izazvana jonizujućim zračenjem prvenstveno

potiče od povećane rekombinacije u oblasti prostornih naelektrisanja na spoju baza - emitor Povećanje nivoa rekombinacije potiče od dva mehanizma [1] povećanja brzine površinske rekombinacije izazvane stanjima na spoju SiSiO2 u blizini energetskog procepa i osiromašenja površine silicijuma izazvanog povećanjem površinskog potencijala nastalog kao posledica zahvata naelektrisanja u oksidu Oblasti zahvaćenih pozitivnih naelektrisanja i spojni zahvati su prikazani na slici 1 Struja baze se povećava kao funkcija količine zahvaćenog naelektrisanja u oksidu pa na taj način naelektrisanje u oksidu dominira odzivom tranzistora u radijacionom okruženju u slučaju proticanja struje kroz tranzistor tokom ozračivanja

Slika 1 Pozitivno naelektrisanje zahvaćeno u oksidu (oxide trapped charge) i

zahvati na spoju SiSiO2 (interface states) u NPN tranzistoru [2]

Efikasan način za povećanje strujnog pojačanja bipolarnog NPN tranzistora predstavlja konstruisanje super-β tranzistora kod koga se veliko strujno pojačanje (do 5000 u odnosu na maksimalno 500 kod standardnih NPN tranzistora) postiže drastičnim smanjenjem širine baze [3] Ipak povećaje strujnog pojačanja dovodi do smanjenja probojnog napona između kolektora i emitora tranzistora prema relaciji [3]

n

CBCE

BVBV

0

0 (1)

Izbegavanje drastičnog smanjenja probojnog napona postiže se ubacivanjem novog difuzionog koraka u kome se difuzije bazne ili emitorske oblasti sprovode posebno Takođe radi sprečavanja prodiranja primesa u usku bazu prilikom difuzije nosilaca u emitor (čime bi se narušile karakteristike najosetljivijeg dela super-β tranzistora) vrši se povećanje debljine izolacionog oksida [3] Postojanje debelog sloja oksida iznad spoja baza-emitor omogućava intenzivan zahvat naelektrisanja prilikom izlaganja tranzistora jonizujućem zračenju posebno u početnoj fazi ozračivanja

Zbog male širine baze osnovni mehanizam nastanka proboja kod super-β tranzistora predstavlja širenje oblasti osiromašenog naelektrisanja na spoju baza - kolektor preko cele širine baze i spajanje sa oblašću emitora Ova vrsta proboja se zove proboj skroz (punchthrough) [3] Kod tranzistora kod kojih je primenjen postupak izolovanja lokalnim oksidom (local oxide LOCOS) do proboja između kolektora i emitora može da dođe i uspostavljanjem provodnog kanala kroz izolacioni oksid koji prilikom izlaganja jonizujućem zračenju postaje zasićen pozitivnim naelektrisanjima [1]

339

3 Eksperimentalna metoda i merna oprema Integrisani negativni LDO stabilizatori napona National Semiconductor LM2990T-5 i

kvazi-LDO stabilizatori Linear Technology LT1086CT5 ispitivani su u Metrološko - dozimetrijskoj laboratoriji Instituta za nuklearne nauke Vinča Po pet integrisanih kola iz iste serije svakog proizvođača ispitivano je u polju γ i X zračenja bez polarizacije dok je naredna grupa od po pet stabilizatora napona ispitivana sa opterećenjem tokom ozračivanja

Kao izvor γ zračenja energije fotona 125 MeV korišćen je 60Co dok je za dobijanje X zračenja odnosno fotona srednje energije 150 keV korišćen dozimetrijski generator PHILIPS MG 320 Napon i struja rentgenske cevi MC 321 su tokom eksperimenta podešeni na 300 kV 10 mA a filtracija je vršena aluminijumskom folijom debljine 447 mm Merenje jačina ekspozicionih doza je vršeno jonizacionom komorom Dosimentor PTW M23361 zapremine 310-5 m3 Kola u polju γ zračenja izlagana su ukupnoj dozi od 500 Gy(Si) uz jačinu doze od 55 cGys dok su komponente u polju X zračenja apsorbovale dozu od 1 kGy (Si) uz jačinu doze 116 cGys

Makroskopska veličina kojom je detektovana degradacija stabilizatora napona u polju jonizujućeg zračenja je pad napona na serijskom tranzistoru Ispitivanje je vršeno na sledeći način ulazni napon je podizan dok vrednost izlaznog napona ne dostigne 49V pri izlaznoj struji od 100 mA Razlika ulaznog i izlaznog napona predstavlja vrednost pada napona između kolektora i emitora serijskog tranzistora za datu struju

Više detalja o izvorima mernoj opremi i eksperimentu dato je u literaturi [4][5]

4 Rezultati

Slika 2 Promena pada napona na serijskom tranzistoru stabilizatora

napona LM2990T-5 u polju γ zračenja


napona LM2990T-5 u polju X zračenja

Na slikama 2 i 3 prikazane su karakteristike promene pada napona na serijskom tranzistoru kola LM2990T-5 pod uticajem γ i X zračenja Uočava se velika razlika u funkcionisanju komponenata u poljima fotona visoke i srednje energije Dok se polarizovana i nepolarizovana kola u polju γ zračenja slično ponašaju na slici 3 se uočava

0 100 200 300 400 500 2800 3000-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

LM2990T5ser br JM45ABdDdt = 55 cGysIout = 100mA(Co60 125 MeV)

Sr v

red

pad

a na

pona

V

(V)

Doza D [Gy(Si)]

Bez polarizacije (I = 0 A Vin = 0V) Sa polarizacijom (I = 100 mA Vin = 7V)

0 200 400 600 800 1000-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

LM2990T5ser br JM45ABX(150 keV)dDdt = 116 cGysIout = 100 mA

Sr v

red

pad

a na

pona

V

(V)

Doza D [Gy(Si)]


340

potpuna različitost odziva polarizovanih i nepolarizovanih kola u polju X zračenja Dok nepolarizovano kolo u polju X zračenja prati sličan trend kao komponente izložene uticaju γ fotona polarizovani stabilizator napona pokazuje značajniju degradaciju pri dozi od 200 Gy(Si) i potpuni otkaz pre dostizanja doze od 300 Gy(Si) Iako postoji razlika u jačinama doza (γ zračenje 55 cGy(Si)s X zračenje 116 cGy(Si)s) razlika nije tolika da bi se govorilo o efektima vrlo malih ili vrlo velikih jačina doze Razlika energija upadnih fotona je značajna budući da je spektar fotona 60Co praktično monoenergetski (125 MeV) dok je u polju zakočnog zračenja srednje energije 150 keV sa filtracijom pomoću aluminijumske barijere debljine 447 mm prisutan spektar fotona u opsegu 37 keV do 300 keV različitih energija Zbog toga prilikom uticaja γ zračenja na poluprovodnik (Si) i oksid (SiO2) dominira Komptonov efekat kao mehanizam jonizacije dok se u polju X zračenja javlja i fotoefekat kao znatno uticajniji mehanizam jonizacije poluprovodnih materijala Zbog toga veliki broj niskoenergetskih fotona može da izazove pojavu znatno veće količine pozitivnih naelektrisanja u izolacionom oksidu u odnosu na izlaganje uticaju γ zračenja što utiče na pojavu električnog polja između oksida i poluprovodnika

Uzrok brzog otkaza polarizovanih komponenata u polju X zračenja može biti korišćenje lokalnog oksida za izolovanje tranzistora uspostavljanje toka struje kroz pasivizacioni oksid između kontakata kolektora i emitora ili nastajanje proboja skroz zbog spajanja oblasti prostornih naelektrisanja emitora i kolektora Prilikom korišćenja lokalnog oksida može da dođe do uspostavljanja struje curenja duž bočnog zida oksida na pravcu kolektor - emitor koji pri manjim dozama dok nije došlo do zasićenja lokalnog oksida može da dovede do uspostavljanja značajne struje površinske rekombinacije smanjujući strujno pojačanje tranzistora i izazivajući proboj kolektor - emitor Međutim za lateralno izolovanje tranzistora u kolu LM2990 nije korišćen lokalni oksid [6] pa do uspostavljanje provodnog kanala između kolektora i emitora rednog tranzistora može da dođe samo kroz spoljašnji pasivizacioni sloj Zbog sinteze super-β tranzistora koriste se deblji izolacioni oksidi na spoju između baze i emitora pa u ovakvim strukturama dolazi do intenzivnog zahvata pozitivnog naelektrisanja Budući da bi ovakve putanje za uspostavljanje provodnog kanala bile veoma duge izvesno je da nije došlo do uspostavljanja provodnog kanala kroz spoljašnji pasivizacioni oksid Pretpostavljeni uzrok otkaza kola LM2990T-5 u polju X zračenja je proboj skroz odnosno postojanje jakog električnog polja inverzne polarizacije spoja baza - emitor rednog super-β NPN tranzstora superponiranog sa električnim poljem izazvanim zahvatom naelektrisanja u izolacionom oksidu U ovom slučaju dolazi do najvećeg naprezanja NPN tranzistora i širenja oblasti prostornih naelektrisanja na spoju baza - emitor duboko u oblast baze P tipa što može da dovede do proboja skroz Količina i raspodela zahvaćenih naelektrisanja u izolacionom oksidu značajno zavise od uslova polarizacije (struja opterećenja i ulazni napon) karakteristika oksida i energije upadnih fotona odnosno dominantnog mehanizma jonizacije [1] Zbog toga je moguće da se pri malo drugačijim uslovima kakvi su vladali u polju γ zračenja izbegne razaranje kola pri maloj dozi što se dogodilo u polju X zračenja iako je apsorbovana energija fotona ista kao u polju γ zračenja

Nakon apsorbovanja doze γ zračenja od 3 kGy(Si) i kod polarizovanih i nepolarizovanih kola dolazi do proboja koji izaziva njihovo trajno uništenje Karakteristike nepolarizovanih komponenata izloženih uticaju jonizujućeg zračenja se nakon apsorbovanja doze od 400 Gy(Si) drastično degradiraju Integrisana kola LM2990T-5 deklarisana su za rad u radijacionom okruženju i testirana na uticaj jonizujućeg zračenja Prema podacima

341

proizvođača uzorak od osam integrisanih kola LM2990 ispitivan je sa polarizacijom sa jačinom doze 1236 cGy(Si)s [7] Kako je navedeno u rezultatima testova svi uzorci su bez većih problema podneli izlaganje dozama γ zračenja do 1 kGy(Si) ostajući u granicama tehničkih zahteva dok su nakon apsorbovanja doze od 2 kGy(Si) karakteristike tri od osam kola izašla van opsega tolerancija napona i struje ali su i dalje sva kola ostala potpuno funkcionalna [7] Dobijeni rezultati negiraju specifikacije proizvođača jer je do potpunog otkaza polarizovanih kola došlo pri dozi X zračenja manjoj od 300 Gy(Si)

Na slikama 4 i 5 prikazana je promena pada napona na rednom tranzistoru kola Linear Technology LT1086CT5 pod uticajem γ i X zračenja Kod svih kola ispitivanih u polju γ zračenja došlo je do proboja i otkaza pri dozi od 3 kGy(Si) dok je jedno nepolarizovano kolo otkazalo nakon apsorbovanja doze X zračenja od 1 kGy(Si) Polarizovane komponente su zbog proboja između kolektora i emitora ostale u stanju vođenja dok se na potrošaču pojavila mnogo veća struja od maksimalne vrednosti pre izlaganja zračenju Za doze do 500 Gy(Si) stabilizator LT1086CT5 stabilno radi a pad napona na serijskom tranzistoru postaje nešto veći nakon doze 200 Gy(Si) Međutim već nakon apsorbovanja doze od 600 Gy(Si) na pojedinim komponentama se uočava znatno veći pad napona kao posledica gubitka strujnog pojačanja serijskog tranzistora Veća osetljivost nepolarizovanih kola se posebno uočava na slici 5 prilikom rada u polju X zračenja

Slika 4 Promena pada napona na

serijskom tranzistoru stabilizatora napona LT1086CT5 u polju γ zračenja


napona LT1086CT5 u polju X zračenja

Kod stabilizatora napona LT1086CT5 nisu uočeni efekti polarizacije i energije zračenja na karakteristike u poljima jonizujućeg zračenja Veća širina baze serijskog NPN tranzistora onemogućila je pojavu proboja skroz nakon apsorbovanja malih doza zračenja Degradacija je postepena i predvidiva za sve uzorke bez većeg uticaja energije fotona

5 Zaključak Ispitivanja stabilizatora napona LM2990T-5 i LT1086CT5 ukazala su na značajne

razlike u odzivu integrisanih kola zasnovanih na bipolarnim NPN tranzistorima u zavisnosti

0 100 200 300 400 500 2800 300008

09

10

11

12

13

14

15

16

LT1086CT5ser br 3529013dDdt = 55 cGysIout = 100mA(Co60 125 MeV)Sr

vre

d p

ada

napo

na

V (V

)

Doza D [Gy(Si)]


0 200 400 600 800 100010

15

20

25

30

35

40

45

LT1086CT5ser br 3529013X(150 keV)dDdt = 116 cGysIout = 100 mA

Sr v

red

pad

a na

pona

V

(V)

Doza D [Gy(Si)]


342

od konstrukcije tranzistora i primenjenih postupaka izolovanja Posebno značajna je uočena osetljivost integrisanih kola sa super-β tranzistorima na energiju fotona jonizujućeg zračenja I pored deklarisane visoke radijacione otpornosti kola LM2990 u polju γ zračenja do otkaza je došlo nakon apsorbovanja male doze X zračenja Upoređivanje rezultata dobijenih eksperimentom i podataka proizvođača potvrđuje pravilo da dobri rezultati prilikom ispitivanja kola velikom jačinom doze nisu dovoljna potvrda visoke radijacione otpornosti kola u svim režimima rada

I pored sporog i monotonog rasta napona kolektor - emitor rednog NPN tranzistora stabilizatora napona LT1086CT5 ispitivano integrisano kolo nije pokazalo dovoljnu radijacionu otpornost

Komponente LM2990T-5 i LT1086CT5 odnosno primenjeni komercijalni procesi za sintezu bipolarnih integrisanih kola kompanija National Semiconductor i Linear Technology nemaju zadovoljavajuće karakteristike za primenu u radijacionom okruženju

6 Literatura [1] GC Messenger MS Ash The Effects of Radiation on Electronic Systems Van

Nostrand Reinhold New York 1992 [2] RN Nowlin et al Trends in the Total-Dose Response of Modern Bipolar Transistors

IEEE Trans Nucl Sci 39 ( 1992) 539 - 551 [3] P Gray P Hurst S Lewis R Mayer Analysis and Design of Analog Integrated

Circuits John Wiley amp Sons New York 2001 [4] V Vukić Uticaj uslova eksploatacije na karakteristike stabilizatora napona Magistarski

rad Elektrotehnički fakultet Univerziteta u Beogradu 2005 [5] V Vukić P Osmokrović S Stanković Influence of Medium Dose Rate X and Gamma

Radiation and Bias Conditions on Characteristics of Low-Dropout Voltage Regulators with Lateral and Vertical Serial PNP Transistors 8th European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems RADECS 2005 Cap dAgde Francuska 19-23 septembar 2005

[6] M Koterasawa Low Dropout Voltage Regulator With Low Common Current United States Patent 4926109 May 15 1990

[7] LM2990 Negative Low Dropout Voltage Regulator - Total Dose Radiation Test National Semiconductor Corporation 1999

343

ABSTRACT

CHARACTERISTICS OF VOLTAGE REGULATORS WITH SERIAL NPN TRANSISTOR IN THE FIELDS OF MEDIUM AND HIGH ENERGY PHOTONS

Vladimir VUKIĆ1 Predrag OSMOKROVIĆ2 1) Institute of Elect Engineering Nikola Tesla Belgrade Serbia vvukicieentorg 2) University of Belgrade Faculty of Elect Engineering Serbia opredragveratnet

Variation of collector - emitter dropout voltage on serial transistors of voltage regulators LM2990T-5 and LT1086CT5 were used as the parameter for detection of examined devices radiation hardness in X and γ radiation fields Biased voltage regulators with serial super-β transistor in the medium dose rate X radiation field had significantly different response from devices with conventional serial NPN transistor Although unbiased components suffered greater damage in most cases complete device failure happened only among the biased components with serial super-β transistor in bremsstrahlung field Mechanisms of transistors degradation in ionizing radiation fields were analysed

344

345

MEĐULABORATORIJSKO POREĐENJE ODREĐIVANJA AKTIVNOSTI GAMAEMITERA U FILTERU ZA VAZDUH

Vedrana VULETIĆ Gordana PANTELIĆ Irena TANASKOVIĆ Maja EREMIĆ-SAVKOVIĆ Ljiljana JAVORINA

Institut za medicinu rada Srbije raquoDr Dragomir Karajovićlaquo Beograd Srbija vedranavuleticgmailcom

SADRŽAJ U okviru projekta Međunarodne agencije za atomsku energiju raquoMonitoring

aerozagađenja u mediteranskom regionulaquo u 2006 godini je održano međulaboratorijsko poređenje određivanja aktivnosti gamaemitera u uzorcima filtera za vazduh da bi se utvrdile analitičke sposobnosti učesnika u projektu U odeljenju za radioekologiju Instituta za medicinu rada Srbije su analizirana dva uzorka i rezultati su prikazani u radu Razmotrena je mogućnost korišćenja uzoraka koji su analizirani u međulaboratorijskim poređenjima za dalju kalibraciju detektora gama zračenja

1 Međunarodna interkomparacija Učešće u interkomparaciji je jedan od zahteva koji se postavlja pred laboratorije koje

ulaze u proces akreditacije ili su već akreditovane [1 2] Pozitivni rezultati interkomparacije su potvrda o tačnosti analiza koje se izvode u laboratoriji i kompetentnosti laboratorije

Među ostalim aktivnostima u okviru projekta Međunarodne agencije za atomsku energiju raquoMonitoring aerozagađenja u mediteranskom regionulaquo u 2006 godini je održano međulaboratorijsko poređenje gamaemitera u uzorcima filtera za vazduh Test je organizovan da bi se utvrdile analitičke sposobnosti laboratorija učesnica u projektu Za interkomparaciju su korišćeni filteri sa gamaemiterima poznatih aktivnosti pripremljeni u laboratoriji američkog Ministarstva za energiju

Pred laboratorije koje su učestvovale u testiranju je postavljen zadatak da analizu izvrše uobičajenom metodom koju koriste za tu vrstu analiza da bi se dobila što približnija slika o stvarnom stanju i performansama laboratorija učesnica u interkomparaciji

Pored rezultata analize i greške bilo je potrebno izvestiti o metodi koja je korišćena za izračunavanje nesigurnosti uz prikaz svih parametara koji su uzeti u obzir sprovedenim merama za osiguranje i kontrolu kvaliteta te dati opis kalibracije i pripreme uzorka

Kod ocenjivanja rezultata korišćeni su standardni parametri koji se koriste kod ovakvih međulaboratorijskih poređenja

Jedan od parametara je relativno odstupanje dato kao

100Re

IAEA

IAEAjalaboratori

VrednostVrednostVrednost

odstupanjelativno (1)

Pri ocenjivanju su uzeti u obzir i tačnost i preciznost prikazanih rezultata gde

preciznost direktno zavisi od nesigurnosti koju laboratorija prijavi uz rezultat Da bi rezultat laboratorije bio prihvaćen neophodno je da se zadovolje oba uslova Ako rezultat u jednom od ova dva parametra nije prihvatljiv tada se relativno odstupanje aktivnosti upoređuje sa granicom prihvatljivih vrednosti koja je unapred određena Ako je relativno odstupanje

346

ispod ove unapred definisane granice rezultat se prihvata sa upozorenjem u protivnom rezultat se obeležava kao neprihvatljiv [3]

2 Metoda kalibracije Za međulaboratorijsko poređenje IAEA je dostavila dva filtera za vazduh jedan koji

sadrži radionuklide i drugi koji ih ne sadrži i koji može da se koristi za određivanje osnovne aktivnosti Institut za medicinu rada dobio je dva takva seta uzoraka koji su dalje u tekstu označeni kao IMR1 i IMR2

U nedostatku odgovarajućih sertifikovanih standarda za kalibraciju su korišćeni uzorci iz različitih međulaboratorijskih poređenja u kojima je učestvovalo Odeljenje za radioekologiju Instituta za medicinu rada Srbije a koji imaju geometriju filtera prečnika 5 cm U ranijim poređenjima u kojima je laboratorija učestvovala ovakav način kalibracije pokazao se veoma uspešnim [4 5] Efikasnost je određena na dva načina u zavisnosti od energija gama zračenja Zbog malog broja tačaka za konstrukciju krive zavisnosti ln(eff)=f(ln(E)) u niskoenergetskoj oblasti za Am-241 sa energijom E=59 keV i Co-57 sa energijama E=122 keV i E=136 keV efikasnost je izračunata na osnovu merenja filtera sa poznatim aktivnostima odgovarajućih izotopa americijuma i kobalta Za izračunavanje aktivnosti na energijama iznad E=150 keV korišćena je kriva ln(eff)=f(ln(E)) dobijena iz merenja uzoraka poznatih aktivnosti (slika 1) Visoke vrednosti R2 potvrđuju linearnost krive Uzorci IMR1 i IMR2 mereni su na dva različita germanijumska detektora

Slika 1 Kalibraciona kriva ln(eff)=f(ln(E)) za energije iznad 150 keV za uzorke

IMR1 i IMR2

Merenje aktivnosti uzoraka vršeno je na germanijumskim detektorima visoke čistoće EGampG ORTEC relativne efikasnosti 25 i rezolucije 185 keV (na 1332 MeV) Filteri

y1 = -11325x1 + 42356

R12 = 0999

y2 = -0767x2 + 17636

R22 = 0970

-45

-40

-35

-30

-25

-20

6 65 7 75 8

ln E

ln e

ff IMR 1IMR 2

347

bez dodatih radionuklida koji su korišteni za izračunavanje osnovne aktivnosti mereni su jednom vreme merenja je 250000 s Uzorci su mereni tri puta a vreme merenja je 250000 s Prethodna priprema uzoraka nije vršena

3 Ocena rezultata U interkomparaciji je bilo 11 uzoraka analiziranih u 9 različitih institucija

mediteranskog regiona koje učestvuju u navedenom IAEA projektu Ukupni procenat rezultata za sve uzorke i sve radionuklide koji su obeleženi kao prihvatljivi iznosi 74 7 od ukupnog broja rezultata je označeno kao prihvatljivo sa upozorenjem a 19 rezultata nije zadovoljilo kriterijume i nalazi se u kategoriji neprihvatljivih (slika2)

Slika 2 Procenat prihvatljivih prihvatljivih sa upozorenjem i neprihvatljivih

rezultata prikazano za sve radionuklide i za sve laboratorije [3] U izveštaju je prikazana i tabela sa rezultatima po pojedinačnim radionuklidima Kao

što je i očekivano najviše je neprihvatljivih rezultata bilo kod određivanja aktivnosti americijuma-241 33 Samoapsorpcija niskoenergetskog gama zračenja i postupak određivanja zavisnosti efikasnosti germanijumskih detektora od energije u oblasti niskih energija je dobro poznati problem sa kojim se susreću laboratorije Drugi problem je bilo određivanje aktivnosti cinka-65 gde je glavni izvor greške bila interferencija gama linije koja potiče od cinka E=1115 keV sa gama linijom na 1120 keV koja potiče od Bi-214

Tabela 1 prikazuje rezultate Instituta za medicinu rada u poređenju sa aktivnostima koje dala IAEA i prihvatljivost svakog od prikazanih rezultata

Svi rezultati osim rezultata za aktivnost Am-241 u uzorku IMR2 su prihvatljivi Rezultat za aktivnost Am-241 u uzorku IMR2 je zadovoljio kriterijum tačnosti ali ne i kriterijum preciznosti te je ovde uzeto u obzir relativno odstupanje dato jednačinom (1) Zbog velike vrednosti relativnog odstupanja od 25 koja je veća od unapred određene maksimalne vrednosti odstupanja za ovaj radionuklid rezultat je obeležen kao neprihvatljiv

4 Zaključak U nedostatku sertifikovanih kalibracionih izvora uzorci koji su prethodnih godina

analizirani u okviru međulaboratorijskih poređenja pokazali su se kao dobra alternativa koja se može koristiti za određivanje efikasnosti detektora Sertifikovani izvori sa radionuklidima čije energije pokrivaju širok spektar gama zračenja ipak se ne mogu u

Neprihvatljivo 19

Prihvatljivo 74

Upozorenje 7

348

potpunosti zameniti jer je jedna od osnova dobre laboratorijske prakse kalibracija referentnim standardima

Tabela 1 Rezultati Instituta za medicinu rada u poređenju sa aktivnostima IAEA i prihvatljivost svakog od prikazanih rezultata A-prihvatljiv rezultat N-neprihvatljiv

rezultat

radionuklid IAEA IMR1 prihvatljivost IMR2 prihvatljivost

Am-241 0158 0003 015 003 A 0119 0022 N Co-57 389 011 364 004 A 350 013 A Cs-134 326 007 310 010 A 313 014 A Cs-137 318 007 286 014 A 296 012 A Mn-54 289 007 272 013 A 262 012 A Zn-65 257 007 266 017 A 228 013 A Co-60 266 007 251 009 A 247 013 A

5 Literatura [1] Pravila akreditacije JUAT-11-10-00-00 Ministarstvo za unutrašnje ekonomske odnose

Akreditaciono telo Srbije i Crne Gore Beograd novembar 2003 [2] Pravila za učešće u međulaboratorijskim poređenjima i šemama za ispitivanje

osposobljenosti ATS-11-11-00-00 Akreditaciono telo Srbije Beograd maj 2007 [3] A Shakhashiro M Ferrari C K Kim U Sansone D Sill Report on the IAEA-CU-

2006-11 Proficiency Test on the Determination of Gamma Emitting Radionuclides in Air Filters TC Project RER-8-009 Seibersdorf Austria October 2006

[4] G Pantelić I Petrović Međunarodna gamaspektrometrijska interkomparacija Zbornik radova XX Simpozijuma Jugoslovenskog društva za zaštitu od zračenja 117-120 Tara 1999

[5] G Pantelić I Tanasković V Vuletić G Manić B Radojković Međunarodna interkomparacija u merenju ukupne alfa i beta aktivnosti Zbornik radova XXII Simpozijuma Jugoslovenskog društva za zaštitu od zračenja 137-140 Petrovac 2003

349

ABSTRACT

PROFICIENCY TEST ON THE DETERMINATION OF GAMMA EMITTING RADIONUCLIDES IN AIR FILTERS


Institute of Occupational Health of Serbia raquoDr Dragomir Karajovićlaquo Belgrade Serbia vedranavuleticgmailcom

Proficiency test on the determination of gamma emitting radionuclides in air filters was organized within the frame of IAEA project ldquoAir Pollution Monitoring in the Mediterranean Regionrdquo in 2006 Aim of the test was to estimate analytical performance of the participating laboratories Two test samples were analyzed in Institute of Occupational Health of Serbia and the results are shown Samples with known activities from previous proficiency tests were used for calibration and this method is discussed as a possibility for further efficiency calibrations

350

351

LIMITI DETEKCIJE RADIOAKTIVNIH IZVORA U OTPADNOM GVOŽĐU

Nikola JOVANČEVIĆ Ištvan BIKIT Dušan MRĐA Miroslav VESKOVIĆ Nataša TODOROVIĆ Sofija FORKAPIĆ i Tijana PRODANOVIĆ

Departman za fiziku PMF Novi Sad Srbija nikolajlajyahoocom

SADRŽAJ Otpadno gvožđe može sadržati radioaktivne izvore zbog čega se prilikom transporta

metala vrši radiološka kontrola Absorpcija zračenja u gvožđu predstavlja veliki problem tokom radiološke kontrole jer otežava pronalaženje radioaktivnih elemenata tj ne mogu se detektovati radioizotopi male aktivnosti koji su smešteni u tovarima metala U ovom radu su određene minimalne aktivnosti koje moraju imati različiti radioaktivni izvori da bi se mogli detektovati u otpadnom gvožđu

1 Uvod Radioizotopi koji se najčešće pojavljuju u metalnom otpadu su 137Cs 60Co 226Ra

241Am 232Th 235U and 238U jer se koriste u industriji medicini nuklearnoj tehnici vojnoj industriji itd Mogućnost nalaženja radioaktivnih izvora je razlog zbog koga se prilikom transporta metalnog otpada vrši radiološka kontrola koja se obavlja tako što se meri brzina doze na površini tovara metalnog otpada Problem koji se javlja prilikom radiološke kontrole jeste absorpcija zračenja u gvožđu zbog čega se merenjem brzine doze na površini tovara ne može detektovati radioaktivni izvor male aktivnosti koji je smešten unutar tovara U ovom radu predstavljen je jednostavan model detekcije radioaktivnosti u otpadnom gvožđu pomoću koga su određene minimalne aktivnosti koje moraju imati različiti radioaktivni izvori da bi njhovo prisustvo bilo moguće detektovati prilikom radiološkekontrole

2 Model Pretpostavili smo da su radioaktivni izvor i detektor (dozimetar) tačkasti i da je prostor

između njih homogeno ispunjen gvožđem (Sl1)

Slika 1 Geometrija problema detekcije radioaktivnog izvora smeštenog u tovaru gvožđa

Brzina doze na površini tovara gvožđa ne sme biti veća od hGyDMIN

20 što je

približno jednako dvostrukoj vrednosti prirodnog nivoa radioaktivnosti Izračunali smo koliku vrednost minimalne aktivnosti Amin mora imati radioaktivni izvor da bi dozimetar na

352

površini tovara detektovao brzinu doze od hGyDMIN

20 Ovim postupkom određene

vrednosti minimalne aktivnosti Amin smatraćemo limitom detekcije za date radioaktivne izvore koji su prisutni u otpadnom gvožđu Brzina doze zavisi od nekoliko parametara pa ćemo ih prvo analizirati Ako radioakivni izvor emituje monohromatsko gama zračenje energije E brzina doze na rastojanju r od izvora u vakuumu biće

20 rApiD (1)

gde je A aktivnost izvora r je rastojanje od izvora i je jonizaciona konstanta koja

zavisi od šeme raspada pojedinih izotopa i energije gama zračenja [1] i p je kvantni prinos gama zračenja određene energije [2]

Ako radioaktivni izvor emituje gama zračenje različitih energija nEEE 21 brzina doze datog radioizotopa u vakuuma može se naći pomoću formule

)(

221120

002010

nn

n

pipipirAD

DDDD

(2)

gde je A aktivnost izvora r je rastojanje od izvora ii je jonizaciona konstanta za

različite energije i ip je kvantni prinos gama zračenja određene energije Faktor koji mora biti uključen u račun za odeđivanje limita detekcije radioaktivnih izvora smeštenih u tovarima gvožđa je absorpcija zračenja u metalu [3] Ako radioaktivni izvor emituje monohromatsko gama zračenje energije E i ako je sloj metala debljine x (Slika 2) prisutan između detektora i izvora onda će brzina doze biti data sledećim izrazom

x

x

erApiD

eDD

2

0 (3)

Konstanta micro je koeficijent absorpcije i direktno je zavisna od energije gama zračenja i vrste materijala kroz koji prolazi zračenje Kada radioaktivni izvor emituje gama zrake

različitih energija nEEE 21 brzina doze može biti izračunata na osnovu formule

)(

222112

20

222022

211011

21

21

22

11

xnn

xx

xnn

xnn

xx

xx

n

n

nn

erApiepiepi

rAD

erApieDD

erApieDD

erApieDD

DDDD

(4)

353

U ovom slučaju i je absorpcioni koeficijent za energiju gama zraka Konačno brzina doze biće data izrazom

n

i

xii

iepirAD

2 (5)

Koristićemo izraz (5) da bismo izračunali vrednosti minimalne aktivnosti Amin

radioaktivnih izvora pri kojima brzina doze iznosi hGyDMIN20 na površini tovara

gvožđa Iz izraza (5) je jednostavno odrediti Amin

n

i

xii

MIN

iepi

rDA

2

min (6)

U našem modelu pretpostavili smo da je prostor između detektora i izvora homogeno ispunjen gvožđem pa je zbog toga xr i formula (6) postaje

n

i

xii

MIN

iepi

xDA

2

min (7)

Izraz (7) daje minimalnu aktivnost Amin u funkciju od debljine sloja gvožđa x Na ovaj način smo odredili Amin za različite radioisotope pri raznim x

3 Rezultati Na slikama su predstavljene funkcionalne zavisnosti minimalne aktivnosti Amin

radioakivnih izvora od debljine sloja gvožđa x U našem računu posmatrane su samo najintezivnnije gama linije za svaki radioizotop

Slika 2 Minimalna aktivnost Amin radioizotopa 60Co i 137Cs u zavisnosti od debljine sloja gvožđa x

iE

354

Slika 3 Minimalna aktivnost Amin radioizotopa 238U i 241Am u zavisnosti od debljine sloja gvožđa x

Slika 4 Minimalna aktivnost Amin radioizotopa 226Ra i 232Th u zavisnosti od debljine sloja gvožđa x

Slika 5 Minimalna aktivnost Amin 235U u zavisnosti od debljine sloja gvožđa x

355

4 Zaključak Dobijeni rezultati pokazuju da absorpcija zračenja u gvožđu znatno smanjuje

mogućnost pronalaženja radioizotopa koji mogu biti prisutni u otpadnom gvožđu Radioaktivni izvori koji emituju gama zračenje visokih energija mogu biti detektovani iako imaju manje vrednosti aktivnosti dok radioaktivni elementi koji emituju gama začenje na nižim energijama moraju imati velike vrednosti aktivnosti da bi se njihovo prisustvo moglo uočiti prilikom radiološke kontroleU našem modelu posmatrali smo samo gama zake koji idu direktno od izvora ka detektoru i ignorisali smo efekte nastale Komptonovim rasejanjem Pretpostavili smo da je prostor između izvora i detektora homogeno ispunjen gvožđem ali prilikom realne radiološke kontrole to nije slučaj već se u ovom prostoru nalaze vazduh i gvožđe Uključivanjem i ovih faktora u račun naš metod određivanja limita detekcije radioaktivnih izvora u otpadnom gvožđu može biti poboljšan

5 Literatura [1] Hine G J Brownell G L Radiation Dosimetry John Wiley N Y 1960 [2] Table of Isotopes Wiley and Sons Interscience Eighth edition 1996 [3] Price B T Horton C C and Spinney K T Radiation Shielding Pergamon Press

London 1957

ABSTRACT

DETECTION LIMITS OF RADIOACTIVE SOURCES EMBEDDED IN IRON

Nikola JOVANČEVIĆ Ištvan BIKIT Dušan MRĐA Miroslav VESKOVIĆ Nataša TODOROVIĆ Sofija FORKAPIĆ and Tijana PRODANOVIĆ

Department of Physics Faculty of Sciences Novi Sad Serbia nikolajlajyahoocom

Radioactive sources mixed accidentally or in purpose in old metal scrap might influence the radiation levels in the environment Absorption of radiation in iron is serious problem for detection radioactive sources that can be embedded in metal Because of that by radiation control can not detect radioisotopes with little activity and are embedded in metal scrap In this work we have calculate the minimum activity of radioactive sources that can be detected For our calculation we have constructed simple method of detection radiation in buck of iron

356

357

KOMENTARI U VEZI IAEA-CU-2006-11 TESTA KOMPETENTNOSTI ODREĐIVANJA GAMA EMITERA U FILTER

PAPIRU

Tomislav ANĐELIĆ1 Ranko ZEKIĆrsquo1 Ranka ŽIŽIĆ1 Nikola SVRKOTA1 Perko VUKOTIĆ2

1) Centar za ekotoksikološka ispitivanja Crne Gore Podgorica Crna Gora tomoacgyu

2) Univerzitet Crne Gore Prirodnondashmatematički fakultet Podgorica Crna Gora pvukoticyahoocom

SADRŽAJ U toku 2006 godine je Centar za ekotoksikološka ispitivanja Crne Gore učestvovao u

IAEA-CU-2006-11 testu kompetentnosti određivanja gama emitera u filter papiru Test je organizovan kao sastavni dio IAEA Projekta RER8009 Monitoring zagađenosti vazduha u regionu Mediterana U našim analizama smo našli više očiglednih dokaza da je značajna količina radionuklida prešla sa uzoraka filter papira poslatih nam od strane IAEA na analizu na spoljašnje ndash zaštitne filter papire Za izotope Cs ovaj transfer se kreće u intervalu čak do 40 aktivnosti samog uzorka

Ove naše nalaze potvrđuje i Izvješataj o rezultatima testa koji je publikovala IAEA iz kojeg je očigledno da za izotope 134Cs 137Cs i 57Co postoji pomak rezultata gotovo svih participirajućih laboratorija ka negativnoj strani u odnosu na tačne vrijednosti IAEA

1 Uvod Centar za ekotoksikološka ispitivanja Crne Gore (CETI) učestvuje u IAEA projektu

Monitoring zagađenosti vazduha u regionu Mediterana (RER8009) U sklopu Projekta rade se analize sadržaja radionuklida i teških metala u vazduhu a učestvuje većina zemalja regiona Mediterana Sastavni dio Projekta je bio i test kompetentnosti određivanja gama emitera u filter papiru Organizator testa iz IAEA dostavio nam je dva kompleta filter papira - uzorke i blank sa objašnjenjem da se u kompletima nalaze po tri filter papira te da je na filter papir koji se nalazi u sredini nanesen rastvor radionuklida i da je on uzorak za analizu a dva spoljašnja predstavljaju njegovu zaštitu i mogu se baciti

Zahtjev organizatora je bio da se i kod uzorka i kod blanka rade po tri gama-spektrometrijske analize u cilju provjere reproducibilnosti

Uradili smo sve tražena analize i u zahtijevanom roku dostavili organizatoru testa naše rezultate

2 Metod mjerenja i rezultati analize Svi uzorci su ispitivani metodom gama-spektrometrije na sistemu sa dva HPGe

detektora efikasnosti 36 i 41 i rezolucije (FWHM 133 MeV 60Co) 175 keV i 183 keV respektivno Energetska kalibracija detektora je urađena korišćenjem tačkastih kalibracionih izvora 57Co 60Co 88Y 133Ba 137Cs 152Eu

CETI ne posjeduje kalibracioni standard ili referentni materijal u formi filter papira Za određivanje efikanosti detekcije gama-linija u spektru koristili smo zato program ANGLE [1] zasnovan na semiempirijskoj metodi Kao i svi programski paketi ovog tipa i ANGLE ima odstupanja koja se kreću od 5 do 10 za ovu vrstu geometrije ali ona nijesu relevantna za predmet razmatranja ovog rada jer smo koristili isti set vrijednosti za sve prikazane rezultate

358

Slika 1 Grafički prikaz rezultata za 134Cs - svi učesnici


Slika 3 Grafički prikaz rezultata za 57Co - svi učesnici

Dva kompleta filter papira koja smo ispitivali su od strane organizatora testa označena kao uzorci broj 6 i 7 Naši rezultati ukupnih njihovih analiza su dati u Tabelama 1 i 2

Po završetku traženih analiza i slanju naših rezultata koji su prikazani kao vrijednosti A1 u Tabelama 1 i 2 uradili smo i posebne analize spoljašnjih zaštitnih filter papira Ti rezultati su prikazani u Tabelama 1 i 2 kao vrijednosti A2 i A3 Sabiranjem izmjerenih aktivnosti spoljašnjih papira dobili smo vrijednosti A4 Na kraju sabrali smo aktivnosti izmjerene na sva tri filter papira iz kompleta (dva spoljašnja i unutrašnji) i dobili vrijednosti A5 Na kraju su date procentualne vrijednosti aktivnosti na spoljašnjem filter papiru u odnosu na ukupnu aktivnost izmjerenu na kompletu uzorka A5 i u odnosu na izmjerenu ak tivnost A1 srednjeg filter papira ndash stvarnog uzorka testa kompetentnosti

U Izvještaju o testu [2] koji je publikovala IAEA dati su grafički prikazi rezulata svih učesnika u testu u poređenju sa ldquoIAEA target valuesrdquo Na Sl1 2 i 3 prikazani su grafički rezultati svih učesnika testa za izotope 137Cs 134Cs i 57Co [2]

359

Tabe

la 1

Uzo

rak

6

IAEA

R

Bia

s [2]

- 84

8

- 13

91

- 39

26

- 24

84

- 15

92

- 12

84

A4

u

u

odno

su n

a A

1

828

816

242

4

238

5

877

102

7

A4

u

u

odno

su n

a A

1

160

391

400

399

360

109

2

A4

u

u

odno

su n

a A

5

765

755

195

1

192

6

806

931

T

abal

e 2

Uzo

rak

7

A4

u

u

odno

su n

a A

5

157

376

285

7

285

2

347

985

A5

[Bq]

A1+

A4

= A

1+A

2+A

3 3

855

247

7

246

296

264

3

247

A5

[Bq]

A1+

A4

= A

1+A

2+A

3

585

2

228

6

238

291

259

264

A4

[Bq]

A2+

A3

029

5

018

7

048

057

021

3

023

0

A4

[Bq]

A2+

A3

009

2

008

6

068

083

009

026

A3

[Bq]

Dru

gi

spol

jašn

ji fp

027

plusmn 0

03

016

plusmn 0

014

026

plusmn 0

014

031

plusmn 0

012

019

plusmn 0

012

017

plusmn 0

04

A3

[Bq]

Dru

gi

spol

jašn

ji fp

005

plusmn 0

01

005

plusmn 0

01

028

plusmn 0

01

034

plusmn 0

01

le 0

05

le 0

10

A2

[Bq]

Prvi

spol

jašn

ji fp

002

5 plusmn

000

6

002

7 plusmn

000

7

022

plusmn 0

013

026

plusmn 0

012

le 0

023

le 0

06

A2

[Bq]

Prvi

spol

jašn

ji fp

004

2 plusmn

001

4

003

6 plusmn

001

040

plusmn 0

01

049

plusmn 0

02

le 0

04

016

plusmn 0

05

A1

[Bq]

Sred

nji f

ilter

pa

pir

356

plusmn 0

16

229

plusmn 0

10

198

plusmn 0

07

239

plusmn 0

14

243

plusmn 0

14

224

plusmn 0

13

A1

[Bq]

Sred

nji f

ilter

pa

pir

576

plusmn 0

11

220

plusmn 0

08

170

plusmn 0

04

208

plusmn 0

07

250

plusmn 0

10

238

plusmn 0

13

Izot

op

57C

o 60

Co

134 C

s 13

7 Cs

54M

n 65

Zn

Izot

op

57C

o 60

Co

134 C

s

137 C

s

54M

n

65Zn

360

Iz rezultata prikazanih u Tabelama 1 i 2 očigledno je da postoji značajan transfer

radionuklida sa srednjeg filter papira ndash uzorka na spoljašne - zaštitne filter papire Miks radiouklida koji je upotrijebljen za pripremu uzoraka tj nakapavan na filter

papire može se podijeliti na tri podgrupe u smislu hemijskih karakteristika i ponašanja Prvu grupu čine dva izotopa kobalta 57Co i 60Co Drugu grupu čine dva izotopa

cezijuma 134Cs i 137Cs Treću grupu čine 54Mn i 65Zn dva elementa hemijski vrlo bliska Kao što se može vidjeti iz Tabela 1 i 2 procenti transfera radionuklida su praktično isti

u slučaju Uzorka 6 u okviru sve tri podgrupe Kod Uzorka 7 vidljiv je isti efekt doduše nešto slabije izražen ali posebno značajan u slučaju dva izotopa Cs

Na Sl1 2 i 3 vidi se da je u slučaju 134Cs samo jedna laboratorija sa pozitivnim pomakom rezultata a 10 laboratorija je sa negativnim Kod 137Cs dvije laboratorije imaju rezultate sa pozitivnim pomakom a 9 sa negativnim Slično je i u slučaju 57Co gdje su 3 vrijednosti pozitivne a 7 je negativno

Veoma je interesantno staviti zajedno neke od rezultata datih u Tabeli 1 i uporediti ih sa tačnim vrijednostima aktivnosti uzorka prema IAEA organizatorima testa kao što je to prikazano u Tabeli 3

Tabela 3 Upoređenje naših rezultata središnjeg filter papira zbira aktivnosti sva tri filter papira u kompletu Uzorka 6 i ldquoIAEA Target Valuesldquo

Izotop Aktivnost

srednjeg filter papira [Bq]

Zbir aktivnosti sva tri filter papira u kompletu [Bq]

IAEA Target Values

[2] 57Co 356 3855 389 60Co 229 2477 266 134Cs 198 246 326 137Cs 239 296 318 54Mn 243 2643 289 65Zn 224 247 257

Više je nego očigledno da su vrijednosti zbira aktivnosti na sva tri filter papira mnogo

bliže IAEA tačnim vrijednostima aktivnosti uzorka nego vrijednosti aktivnosti koje smo izmjerili na stvarnom uzorku - srednjem filter papiru

4 Zaključak Iz prikazanih rezultata naših gama-spektrometrijskih analiza uzoraka IAEA testa

kompetentnosti je očigledno da je značajna količina radionuklida prešla sa uzorka - unutrašnjeg filter papira na zaštitne - spoljašnje filter papire Za izotope Cs ovaj transfer se kreće čak do 40 od aktivnosti na samom uzorku filter papira

U skladu sa Izvješatajem IAEA o rezultatima testa za 134Cs je samo jedna laboratorija imala rezultate na pozitivnoj strani u odnosu na tačne vrijednosti a 10 ostalih laboratorija su na negativnoj Slično je u i slučaju 137Cs i 57Co što takođe ide u prilog našeg zaključka o nekvalitetno pripremljenim uzorcima od strane IAEA za test kompetentnosti laboratorija

Namjera ovog našeg rada je da ukaže na moguće greške provjerenih i veoma validnih međunarodnih institucija čija ispravnost i rad se u principu ne dovode u pitanje

361

5 Literatura [1] [1] ANGLE S Jovanović A Dlabač V20 (1994 - 2002) [2] [2] IEAEAL169 Report on the IAEA-CU-2006-11 Proficiency Test on the

Determination of Gamma Emiting Radionuclides in Air Filters TC Project RER-8-009 Seibersdorf October 2006

ABSTRACT

COMMENTS ON IAEA-CU-2006-11 PROFICIENCY TEST ON THE DETERMINATION OF GAMMA EMITING RADIONUCLIDES IN

FILTER PAPER


1) Center for Ecotoxicological Researches of Montenegro Podgorica Montenegro tomoacgyu

2) University of Montenegro Faculty of Natural Sciences Podgorica Montenegro pvukoticyahoocom

Center for Ecotoxicological Researches of Montenegro participated last year in the IAEA-CU-2006-11 Proficiency Test on the Determination of Gamma Emitting Radionuclides in Air Filters Test was organized as a part of the IAEA Project RER8009 Air pollution monitoring in Mediterranean region

In our analyses of the test samples obtained from IAEA we have found very obvious proofs that a significant quantity of radionuclides has been transferred from the inner filter papers ndash samples to the outer ndash protective ones For example for Cs isotopes this transfer goes up to 40 of the activity of a sample

The Test Report published by IAEA confirms indirectly our conclusion It follows from that Report that the most of participating laboratories have had results which are bellow the exact values given by the IAEA test organizers

362

363

UTICAJ GAMA I X ZRAČENJA NA IMPULSNU KARAKTERISTIKU NEKIH KOMERCIJALNIH GASNIH

ODVODNIKA PRENAPONA

Boris LONČAR1 N KARTALOVIĆ2 Srboljub STANKOVIĆ3 M VUJISIĆ4 Predrag OSMOKROVIĆ4

1 Tehnološko-metalurški fakultet Karnegijeva 4 pp 3503 11120 Beograd 2 Viša železnička škola Zdravka Čelara 14 11000 Beograd

3 Institut za nuklearne nauke ldquoVINČArdquo pp 522 11001 Beograd 4 Elektrotehnički fakultet Bulevar Kralja Aleksandra 73 pp 3554 11000 Beograd

SADRŽAJ Cilj ovog rada je da se ispita uticaj gama i X zračenja na brzinu odziva komercijalnih

CITEL i SIEMENS gasnih odvodnika prenapona Pokazano je da oba tipa zračenja dovode do promene impulsne karakteristike odvodnika Dobijeni rezultati pokazuju da su u polju gama zračenja otporniji odvodnici firme CITEL a u polju X zračenja SIEMENS odvodnici

1 Eksperiment Instrumentacija korišćena u eksperimentalnim ispitivanjima sastojala se od sledećih

osnovnih delova 1) komercijalni odvodnici SIEMENS i CITEL 2) gasno ndash vakuumska komora 3) merač pritiska SPEEDIVAC 4) čelična boca sa argonom pod pritiskom 5) vakuum pumpa EDWARDS 5 6) impulsni test generator HAEFELY tip P6T VF-tel 202671 sa priborom 7) osciloskop TEKTRONIX TDS 220 SNB036675 8) izolacioni transformator Elektron Zagreb i 9) koaksijalni kablovi i priključci

Ispitivanja gasnih odvodnika prenapona vršena su prema sledećoj proceduri 1) vakuumiranje sistema koje podrazumeva uspostavljenje stabilnog pritiska pomoću ventila ka vakuum pumpi i igličastih ventila koji služe za doziranje pritiska (pritisak mora biti stabilan tj njegova vrednost se ne sme menjati tokom eksperimenta) 2) pozicioniranje gasnih odvodnika na određenu jačinu doze odnosno energiju X zračenja 3) povezivanje komercijalnih gasnih odvodnika u električno kolo prema šemi predstavljenoj na slici 1 4) kondicioniranje elektrodnog sistema tj izazivanje serije proboja sa pauzama od 30 s između njih što omogućava ponovljivost mernih rezultata odnosno pouzdanost merenja 5) merenje vrednosti impulsnog probojnog napona i njihovo očitavanje na osciloskopu (po pedeset vrednosti za svaku brzinu impulsa jačinu doze gama zračenja odnosno energiju X zračenja) 6) promena položaja radne tačke gasnog odvodnika i ponavljanje postupka merenja To podrazumeva promenu brzine impulsa i jačine doze odnosno energije zračenja 7) crtanje impulsne (volt-sekundne) karakteristike

Uticaj γ i X zračenja na karakteristike komercijalnih gasnih odvodnika prenapona ispitivan je pri tri brzine impulsa i to 1250 micros 10700 micros i 100700 micros

Ispitivanja su vršena u Metrološko-dozimetrijskoj laboratoriji Instituta za nuklearne nauke Vinča Jačina apsorbovane doze gama zračenja u vazduhz iznosila je 96 cGyh 960 cGyh i 1920 cGyh respektivno Jačina ekspozicione doze iznosila je 717 x 10-6 Ckgs 717 x 10-5 Ckgs i 143 x 10-4 Ckgs respektivno

Parametri polja X zračenja dozimetrijskog generatora PHILIPS MG ndash 320 prilikom ispitivanja navedenih komercijalnih komponenti bili su sledeći napon X cevi 60 kV 150 kV i 300 kV respektivno struja cevi 15 mA 10 mA i 10 mA respektivno i energija X zraka 45 keV 115 keV i 250 keV respektivno Jačina ekspozicione doze je iznosila

364

283 x 10-6 Ckgs 589 x 10-6 Ckgs i 346 x 10-6 Ckgs respektivno Korišćena je filtracija prema ISO standardima Sva testiranja su obavljena na sobnoj temperaturi od 250C [1-9]

Električna blok šema korišćene aparature prikazana je na slici 1

Slika 1 Blok šema aparature

2 Rezultati merenja i diskusija Volt-sekundne karakteristike za CITEL komponente u polju gama i X zračenja

prikazane su na slikama 2 i 3 respektivno a za SIEMENS komponente na slikama 4 i 5 respektivno

Na osnovu dobijenih rezultata mogu se izvesti sledeći zaključci 1) Najmanje rasipanje vrednosti probojnog napona je pri najbržim korišćenim

impulsima 1250 micros a najveće pri najsporijim impulsima 100700 micros 2) Gama zračenje utiče na karakteristike odvodnika ali se one ne menjaju po nekoj

utvrđenoj zakonitosti sa povećanjem jačine doze Jedino možemo zaključiti da kod CITEL komponenti dolazi do neznatnog poboljšanja a kod SIEMENS komponenti do pogoršanja karakteristika

3) X zračenje mnogo manje od gama zračenja utiče na karakteristike pomenutih komercijalnih odvodnika Pri tom je očigledno da kod CITEL komponenti u polju gama zračenja dolazi do degradacije njihovih performansi dok kod SIEMENS komponenti dolazi do poboljšanja karakteristika (to jedino ne važi pri najsporijim impulsima) Možemo reći da je uticaj X zračenja na odvodnike neznatan

Na osnovu dobijenih rezultata možemo zaključiti da su u polju gama zračenja otporniji CITEL a u polju X zračenja SIEMENS komercijalni odvodnici Sve navedene promene su reverzibilnog karaktera i nakon određenog perioda vremena i CITEL i SIEMENS komponente ponovo imaju iste performanse kao pre dejstva zračenja (dinamička radijaciona otpornost)

365

Slika 2 Volt sekundne karakteristike Slika 3 Volt-sekudne karakteristike za CITEL u polju gama zračenja za CITEL u polju X zračenja Slika 4 Volt-sekundne karakteristike Slika 5 Volt-sekundne karakteristike Za SIEMENS u polju gama zračenja za SIEMENS u polju X zračenja

Slika 2 Volt sekundne karakteristike za CITEL u polju gama zračenja

Slika 2 Volt sekundne karakteristike za CITEL u polju X zračenja

Slika 2 Volt sekundne karakteristike za SIEMENS u polju gama zračenja

Slika 2 Volt sekundne karakteristike za SIEMENS u polju X zračenja

3 Zaključak Na osnovu svih dobijenih rezultata zaključujemo da i gama i X zračenje utiče na

impulsnu karakteristiku odnosno na brzinu odziva i CITEL i SIEMENS komercijalnih gasnih odvodnika prenapona Dobijeni rezultati pokazuju da su CITEL komponente otpornije od SIEMENS komponenti na dejstvo gama zračenja dok su SIEMENS komponente neznatno otpornije na dejstvo X zračenja pri impulsnom opterećenju Stoga se u polju gama zračenja preporučuje primena CITEL a u polju X zračenja SIEMENS komercijalnih gasnih odvodnika prenapona Ustanovljeno je da su ove promene reverzibilnog karaktera i da nakon određenog vremena gasni odvodnici prenapona ponovo imaju iste karakteristike kao bez prisustva zračenja

4 Literatura [1] P Osmokrović B Lončar and S Stanković ldquoInvestigation the optimal method for

improvement the protective characteristics of gas filled surge arresters-withwithout the built in radioactive sourcesrdquo IEEE Trans Plasma Science 5 1876-1880 2002

366

[2] B Lončar P Osmokrović and S Stanković ldquoRadioactive resistance of gas filled surge arrestersrdquo IEEE Trans Nuclear Science 5 1725-1731 2003

[3] P Osmokrović B Lončar R Šašić ldquoInfluence of the electrode parameters on pulse shape characteristics of gas-filled surge arresters at small pressure and inter-electrode gap values IEEE Trans Plasma Science 5 1729-1735 2005

[4] B Lončar P Osmokrović A Vasić S Stanković Influence of gamma and X radiation on gas-filled surge arrester characteristics IEEE Trans Plasma Science 4 1561-1565 2006

[5] B Lončar P Osmokrović S Stanković R Šašić Influence of electrode material on gas-filled surge arrester characteristics in gamma and X radiation field Journal of Optoelectronics and Advanced Materials 2 863-866 2006

[6] P Osmokrović B Lončar S Stanković The new method of determining characteristics of elements for overvoltage protection of low-voltage system IEEE Trans Instrumentation and Measurement 1 257-265 2006

[7] B Lončar S Stanković N Kartalović P Osmokrović Uticaj gama zračenja na pretprobojnu struju i otpornost nekih komercijalnih gasnih odvodnika kao elemenata za zaštitu od prenapona XXII Jugoslovenski simpozijum za zaštitu od zračenja Petrovac Septembar 2003 Zbornik radova str75-78

[8] B Lončar S Stanković A Vasić P Osmokrović ldquoUticaj X zračenja na karakteristike nekih komercijalnih gasnih odvodnika prenaponaldquo Kongres fizičara Srbije i Crne gore Petrovac na moru Jun 2004 Zbornik radova (CD) str 899-8102

[9] B Lončar S Stanković A Vasić P Osmokrović ldquoUporedna analiza uticaja gama i X zračenja na karakteristike nekih komercijalnih gasnih odvodnika prenaponaldquo XLVIII Konferencija ETRAN Čačak Jun 2004 Sveska IV str 68-71 ABSTRACT

THE INFLUENCE OF γ AND X RADIATION ON PULSE CHARACTERISTIC OF SOME COMMERCIAL GAS FILLED

SURGE ARRESTERS


1 Faculty of Technology and Metallurgy Karnegijeva 4 P O Box 3503 11120 Belgrade

2 Technical College for Railway Engineering Zdravka Čelara 14 11000 Belgrade 3 Institute of Nuclear Sciences ldquoVINČArdquo P O Box 522 11001 Belgrade

4Faculty of Electrical Engineering Bul K Aleksandra 73 POBox 3554 11000 Belgrade

The aim of this paper is to examine the influence of γ and X radiation to response time of some commercial gas filled surge arresters We found that both radiations have significant influence on gas filled surge arresters pulse characteristic The obtained results show that the optimal solution in gamma radiation field was CITEL components while in X radiation field was better to use SIEMENS components

367

МОГУЋНОСТИ МЕРEЊА РУЧНИМ МОНИТОРОМ ЗА МЕРЕЊЕ РАДИОАКТИВНОСТИ МКЦ-А03

Гордана ПАНТЕЛИЋ Оливера МАРИНКОВИЋ Институт за медицину рада и радиолошку заштиту bdquoДр Драгомир Карајовићldquo

Делиградска 29 11000 Београд dpantelicpttyu

САДРЖАЈ Ручни монитор за мерење радиоактивности МКЦ-А03 предвиђен је за

проналажење и идентификацију извора гама зрачења и неутрона мерење дозе гама зрачења и неутронске дозе гамаспектрометријско мерење и идентификовање радионуклида Може се користити на граничним прелазима да би се заштитили од недозвољеног промета нуклеарних и радиоактивних материјала преко државне границе за тражење изгубљених извора или у другим ситуацијама где је потребно одредити дозе гама зрачења или идентификацију радионуклида

1 Монитор за мерење радиоактивности МКЦ-А03 Последњих година се посебна пажња поклања контроли недозвољеног транспорта

радиоактивног материјала12 Користе се различити методи (пејџери портали) да би се повећао број места где се врши контрола Међутим након алармирања да је у контролисаној зони присутан радиоактивни извор неопходно је детектовати и локализовати тај извор и извршити његову идентификацију За то је потребно користити преносни уређај мале масе који омогућава мерење алфа бета и гама зрачења као и неутрона

Наша земља још увек није саставила национални регистар извора зрачења Две највеће базе података у Институту Винча и у Институту за медицину рада и радиолошку заштиту Др Драгомир Карајовић нису обједињене и Регулаторно тело за заштиту од јонизујућег зрачења (Министарство за заштиту животне средине) нема јединствену базу података Многи извори који су били под контролом пре 30 година више нису и не може се знати шта је са њима док се не заврши успостављање Националног регистра извора зрачења Вероватно се многи могу сматрати изгубљеним За њихово тражење може да послужи преносни инструмент погодан за мерење дозе и идентификацију радионуклида

Ручни монитор за мерење радиоактивности МКЦ-А03 предвиђен је за проналажење и идентификацију извора гама зрачења и неутрона мерење дозе гама зрачења мерење дозе неутронског зрачења гамаспектрометријско мерење и идентификовање радионуклида

Може му се прикључити спољашњи детектор за детекцију алфа и бета зрачења Инструмент је лаган (32 kg) веома осетљив и стабилан Може се користити на

температурама од -20 до +500C Отпоран је на механичка оштећења Лако се повезује на рачунар За време пуњења батерије врши се аутоматска енергетска калибрација

У инструменту се налазе гама детектори NaI(Tl) и Гајгер-Милеров бројач неутронски детектор 3He бројач (3 комада у полиетиленском модератору)

368

На екрану уређаја истовремено се може очитавати доза гама зрачења и неутрона (слика 1) Уређај има и светлосни и звучни аларм посебно за гама зрачење и посебно за неутроне

У табели 1 дати су мерни опсег и мерна несигурност за мерење гама зрачења и неутрона3

Табела 1 Мерни опсег и мерна несигурност за мерење гама зрачења и неутрона

Врста зрачења Мерни опсег Енергетски опсег Мерна несигурност Гама 01 ndash 10-2 Svh

102 ndash 104 Svh 005 ndash 3 МеV plusmn 20

plusmn 30 Неутрони 1 ndash 103 Svh 239Pu-Be извор plusmn 40

Слика 1 Екран на уређају за мерење радиоактивности МКЦ-А03

2 Гамаспектрометријска мерења У инструменту се налази сцинтилациони NaI(Tl) детектор пречника 40 mm и

дужине 40 mm и анализатор са 1024 канала Пре употребе инструмент се поставља на калибрациону јединицу за пуњење батерије у којој се налази калибрациони извор 232Th а енергетска калибрација се одвија аутоматски Батерија инструмента омогућава 16 часова мерења

Приликом коришћења на инструменту се може подешавати енергетски опсег 0-2 МеV или 0-3 МеV Време мерења може да се мења по потреби

У току мерења се аутоматски врши идентификација изотопа захваљујући библиотеци радионуклида која се налази у меморији инструмента Помоћу серијског интерфејса RS-232 спектри се могу пребацити на рачунар

На сликама 2-5 приказани су спектри добијени мерењем у различитим складиштима радиоактивног материјала Време мерења било је 1 минут На свакој

369

слици лево је приказан спектар како се види на монитору за мерење радиоактивности МКЦ-А03 Исти изглед спектра је и у одговарајућем програму за персоналне рачунаре кога испоручује произвођач Аспект Сваки спектар се може пребацити у АSCII код и учитати у неком другом рачунарском програму што је приказано на десној страни слике (програм Маестро Аметек) У току мерења аутоматски је извршена идентификација присутних радионуклида и то се исписује на екрану монитора У овом раду је написано испод сваке слике

Време мерења од 1 минута је недовољно за идентификацију природних радионуклида (слика 5) иако се види да спектар одговара природном фону Време мерења се може по потреби продужити али није ни потребно јер сврха овог инструмента није мерење природне радиоактивности

Слика 2 Спектар 125I у складишту медицинског отпада (E=2747 keV 732 )

Слика 3 Спектар 60Co у складишту Института

370

Слика 4 Спектар више тачкастих извора (133Ba 137Cs 60Co)

Слика 5 Спектар добијен мерењем на 1 метар изнад травнате површине у дворишту Института

3 Дискусија и закључак Један од првих послова Регулаторног тела за заштиту од јонизујућих зрачења је

успостављање Националног извора зрачења Осим софтверске подршке (једна од варијанти је пакет IAEA RAIS 30) неопходно је припремити тим за теренски рад опремљен неопходним инструментима и практичним искуством

Ручни монитор за мерење радиоактивности МКЦ-А03 може се користити за контролу транспорта нуклеарног и радиоактивног материјала за проналажење изгубљених извора у покретним лабораторијама за мерење радиоактивности на граничним прелазима у околини нуклеарних објеката

371

4 Литература [1] Prevention of the inadvertent movement and illicit trafficking of radioactive

materials IAEA-TECDOC-1311 Vienna 2002 [2] Detection of radioactive materials at borders IAEA-TECDOC-1312 Vienna 2002 [3] Hand-held Radiation Monitor MKC-A03 Userrsquos Manual ASPECT Dubna

Russia 2006

ABSTRACT

MEASUREMT CAPABILITIES OF HAND-HELD RADIATION MONITOR MKC-А03

Gordana PANTELIĆ Olivera MARINKOVIĆ

Institute of Occupational and Radiological Health bdquoDr Dragomir Karajovićldquo Deligradska 29 11000 Belgrade dpantelicpttyu

Hand-held Radiation Monitor MKC-А03 is designed to perform the following functions search for gamma and neutron radiation sources dose rate measurements of gamma and neutron radiation gammaspectrometry measurements and analysisof measured spectra The monitor can be used to control of illicit transportation of radioactive materials at state borders to search for lost radioactive sources to be used in mobile radiological laboratorie and for monitoring of areas wherever gamma or neutron dose rate or radionuclide indentification is needed

372

373

Regulativa edukacija I javno informisanje

374

375

ZNAČAJ REFORME ORGANIZACIJE I RADA RADIOLOŠKIH KABINETA U NADLEŽNOSTI GRADA BEOGRADA SA ASPEKTA

ZAŠTITE OD JONIZUJUĆEG ZRAČENJA

Željko MARKOVIĆ Biljana MARKOVIĆ Milorad ČIVČIĆ Institut za radiologiju Kliničkog centra Srbije Beograd

Radiološka dijagnostika predstavlja jednu od osnovnih dijagnostičkih disciplina u

medicini a u brojnim slučajevima je dijagnostička metoda izbora opredeljujuća za iniciranje i evaluaciju lečenja Ova oblast je u neprekidnoj teničko-tehnološkoj progresiji dijagnostičke senzitivnosti smanjenja ozračivanja bolesnika i drugim brojnim aspektima od značaja za dijagnostiku velikog broja patoloških stanja

Aktuelnim Zakonom o zravstvenoj zaštiti u Srbiji primarni i sekundarni nivo zdravstvene zaštite u nadležnosti je Uprave gradova U slučaju Beograda to je 25 zdravstvenih ustanova 17 domova zdravlja 4 kliničko bolnička centra i 3 zavoda Jedna od prvih strateških aktivnosti Gradskog Sekretarijata za zdravlje odnosi se na reformu opreme organizacije i razvoja radioloških službi Za stručnog partnera u ovom projektu izabrano je Udruženje radiologa Srbije koje je formiralo tročlanu komisiju kao neposrednog izvršioca u projektu Projekat bdquoReforma rendgenologije Beogradaldquo je deo aktivnosti Naučnog Komiteta Udruženja radiologa Srbije profesionalne asocijacije u čijim je stručnim sadržajima radiološka dijagnostika na nivou domova zdravlja oduvek aktuelna preokupacija U organizaciji Udruženja prvi okrugli sto sa temom bdquoRadiologija na nivou domova zdravljaldquo održan je 2000 godine a zaključci usvojeni na Skupštini Udruženja iste godine i danas predstavljaju jednu od odrednica profesionalnih aktivnosti na ovom nivou zdravstvene zaštite Ovaj projekat sumira predloge za modernizaciju i razvoj rendgenologije zdravstvenih ustanova pod upravom Grada Beograda i podrazumeva analizu sadašnjeg stanja i predloge mere

U saradnji sa investitorom početkom juna 2007 godine napravljena je anketa čiji je cilj bio uvid u postojeće stanje opreme strukturu kadrova organizacije rada broja pregleda i drugih aspekata od značaja Na osnovu dobijenih podataka uradjena je statistička analiza rezultata istraživanja

1 Analiza postojećeg stanja Analizom UPITNIKA Sekretarijata za zdravstvo Gradske uprave upućenoog rendgen

odeljenjima zdravstvenih ustanova koje su u nadležnosti Grada Beograd kao i na osnovu sopstvenog istraživanja Komisija je došla do sledećih zaključaka

Osnove odlike trenutnog stanja rendgenske dijagnostike na teritoriji Beograda su sledeće

- Zdravstvene ustanove u nadležnosti Grada Beograd imaju potrebu za velikim

brojem dijagnostičkih rendgen pregleda Ovaj terend je u stalnom porastu zbog rastućeg broja stanovnika proteklih godina kao i sve većeg broja indikacija za rendgenske preglede shodno rastu i razvoju drugih medicinskih disciplina U odnosu na podatke dobijene anketom može se reći da su zahtevi za rendgenskim pregledima u linearnom porastu u funkciji vremena tokom proteklih 5 godina Postojeći kapaciteti ne mogu adekvatno da zadovolje rastuće potrebe Neminovna posledica je insuficijentna dijagnostika u najširem smislu duga čekanje na pregled

376

i neprimereno korišćenje postojećih kapaciteta Broj rendgenskih pregleda na nivou domova zdravlja je značajan posebno u tzv velikim domovima zdravlja (Novi Beograd Palilula Čukarica Zemun) Podatak od posebnog značaja dobijen anketom je da je broj pregleda na nivo domova zdravlja prosečno veći od broja pregleda u KBC ustanovama Beograda a u nekoliko slučajeva domovi zdravlja imaju neuporedivo veći broj pregleda do hospitalnih ustanova

- Na nivou KBC ustanova Beograda broj pregleda na godišnjem nivou je relativno

mali jer se dominantno odnosi na hospitalizovane bolesnike Sve KBC ustanove u Beogradu zajedno urade oko tri puta manje rendgenskih pregleda nego Institut za radiologiju KCS npr Ako se analizira struktura pregleda u ovim ustanovama onda se može zaključiti da ne postoji logičan algoritam upućivanja po nivoima zdravstvene zaštite i fenomen da domovi zdravlja u ogromnom procentu svoje bolesnike inicijalno upućuju u ustanove tercijarnog nivoa Tačnije na nivou domova zdravlja ne postoji dovoljno razvijen minimum radiološko-dijagnostičke obrade pre upućivanja bolesnika u ustanove višeg nivoa kao i navika na nivou ustanova višeg nivoa da se ambulantni bolesnici tokom dijagnostičkih postupaka pregledaju u svojim domovima zdavlja ili regionalnim bolnicama

- U velikom broju ustanova rendgen dijagnostika se radi na starim tehnički

zastarelim aparatima Ovo se posebno odnosi na konvencionalne rendgengrafske ekspoloracije koje čine okosnicu rendgenske dijagnostike domova zdravlja Rendgengrafska dijagnostika je tehnološki zastarela i na nivou KBC ustanova Ovo značajno ograničava protok pacijenata i povećava doze zračenja kako za pacijente tako i za zaposlene Starost generatora aparata najčešće korišćenih rendgenskih cevi starih generacja fokusa i nemogućnost korišćenja zaštitnih zastora i blendi u svakodnevnom radu uzrokuju nekontrolisanu situaciju mera zaštite od zračenja

- Tehničko-tehnološke mogućnosti rendgen aparata koji se dominantno koriste u beogradskim domovima zdravlja u odnosu na kvalitet dijagnostičke informacije predstavljaju kočnicu normalnom i efikasnom radu drugih medicinskih disciplina ovih zdravstvenih ustanova

- Zastarela radiološka oprema se često kvari a troškovi njenog održavanja na nivou par godina su realno veći od cene konfiguracije postojećih aparata Stari aparati se teško servisiraju zbog nedostatka rezervnih delova a u njihovom osposobljavanju za rad neminovne su tehničke improvizacije koje se izvan kontrole optimuma eksplatacije i kontrole korišćenja

- Mogućnosti postojećih aparata i način njihovog rada organičavaju uspostavljanje bilo kojeg savremenog organizacionog modela u delu mesta i značaja radiološke dijagnostike a broj i kvalitet dijagnostičkih informacija koji se mogu dobiti je nedovoljan i nepouzdan čime se značajno urušava smisao i značaj rendgen dijagnostičkog servisa i usporava efikasnost ostalih medicinskih disciplina ustanove

- Nedostatak savremenih aparata na najdirektnij način ograničava broj metoda radioloških eksploracija posebno u delu radioskopskih i kontrasnih pregleda Rendgen kabineti sa postojećom opremom pretvoreni su u nepouzdane

377

dijagnostičko-morfološke servise bez razvojnih mogućnosti Premeštanje takvih u osnovi bazičnih radioloških pregleda na sekundarni nivo prestavlja ne samo bezrazložno obezvrednjivanje mesta i značaja domova zdravlja već eksplicitno uzrokuje nerešive probleme u organizaciji i funkciji gradskih KBC-a koji najčešće funkcionišu u delu radiološke dijagnostike kao veliki domovi zdravlja Na taj način generiše se strateški problem organizacije i razvoja radiološke službe na svim nivoima zdravstvene zaštite Grada

- Relativno noviji uređaji analogni rendgenskopski pristigli iz donacija 2001 i 2002 su već polu zastareli U osnovi ovi aparati prestavljaju tehnološki osvremenjene koncepte prvobitnih rendgen aparata iz srednje trećine prošlog veka Poseban fenomen predstavljaju tzv reparirani aparati koji su najčešće sa novim jeftinim rendgenskim cevima u svim aspektima ostali na nivou fotohemijske-analogne rendgenske produkcije Takvi uređaji se uglavnom nalaze u većim domovima zdravlja čije potrebe za protokom pacijenata uglavnom ne mogu ili jedva zadovoljavaju postojeće potrebe

- Domovi zdravlja prigradskih opština i opština koje su se brojčano povećale u poslednjih 10 godina (Rakovica Čukarica Sopot Zemun Grocka Obrenovac ) imaju najneadekvatnije kapacitete i pacijenti moraju da putuju u gradske bolnice radi elementarnih rendgenskih pregleda gde po pravilu nailaze na nerazumevanje i liste čekanja Tako se može dogoditi da kašnjenje u dijagnostičkom postupku dovede do relativne kompromitacije ukupnog lečenja

- Kliničko Bolnički centri u nadležnosti Grada u delu opremljenosti radiološkom opremom predstavlaju svojevrstan fenomen prepoznatljiv za zemlje u tranziciji Tokom proteklih 3-5 godina ove bolnice su opremljene bdquoteškimldquo rendgenskim aparatima tipa angiodijagnosta MR aparata i skenerima ali u isto vreme osim par donacija nije bilo investicija u kvalitet konvencionalne rendgenske dijagnostike koja predstavlja okosnicu kliničkog rada Rendgengrafski i opšti radioskopski aparati (polidijagnosti) ovih ustanova su primereni onima koji se nalaze u domovima zdravlja ili su osavremenjeni reparacijom Insuficijencija bazičnih rendgenskih pregleda je aktuelna i predstavlja kočnicu uspostavljanju savremenih dijagnostičkih algoritama na svim nivoima zdravstvene zaštite U delu primene CT dijagnostike ova pojava ima i aspekt nekritične izloženosti pacijenaa zračenju jer se često dogadja da se skenerski pregledi indikuju i rade radi potvrde već postojeće dijagnoze ili evaluacije lečenja

- Ekonomski izraz rada postojećeg koncepta radiologije na nivou Grada je depresivan i u uslovima koji u Evropi i svetu postoje oko 30 godina sve više ima predznak društvene odgovornosti Rendgen film kao medijum je u evropskim i svetskih ustanova napušten () a u našim ustanovama se i dalje koristi i planira

- U zdravstvenim ustanovama pod nadležnošću Grada postoji izražena heterogenost

tipova modela proizvodjača i starosti rendgen aparta što nameće problem najracionalnijeg i kontrolisanog korišćenja i servisiranja opreme U delu rendgengrafija dominiraju licencirani aparati Ei Niš i Siemens

- Kadrovska struktura zaposlenih u domovima zdravlja je sledeća Specijalista radiologije 39 Na specijalizaciji radiologije 11 rendgen

tehničara sa VSS 39 i medicinskih tehničara sa SSS i kursom za rad u zoni

378

zračenja 34 Broj specijalista radiologije je nedovoljan Postoje domovi zdravlja koji nemaju specijalistu radiologije (Barajevo Sopot Savski venac) Posebno je zabrinavajući podataka da je broj specijalizanata mali te ako se ovaj broj analizira u odnosu na starosnu strukturu specijalista radiologije i uz uvažavanje podatka da nema nezaposlenih specijalista radiologije može se zaključiti da će za oko 5 godina u ovim ustanovama nedostajati najmanje oko 10-12 specijalista radiologije Isto se odnosi i na strukturu rendgen tehničara gde u 47 posao rendgen tehničara za koji je predvidjena viša medicinska škola obavljaju medicinski radnici sa SSS i kursem za radiološke tehničare

Tabela 1 Osnovni podaci o postojećim uređajima u funkciji rendgen dijagnostike na teritoriji grada beograda

Domovi Zdravlja

Ustanova Trenutno stanje opreme

Godina roizvodnje

aparata

God broj pregleda godišnje

DZ Savski Venac

11 000 Beograd Pasterova br 1

Duodijagnost Philips 2002 9500

DZ Dr Milutin Ivković Palilula

11 000 Beograd Knez Danilova 16

Lokacija Knez Danilova Radioskopija INOMED Radiografija INOMED

2004 2004

26420

DZ Stari Grad

11 000 Beograd Simina 27

Radiografija Axiom SIEMENS Radioskopija VISARIS dig

2003 2007

27465

DZ Vračar

11 000 Beograd Mata Vidakovića 16

INOMED 5 rendgengrafija SUPERIX 800 sa TV lancem Ei Niš radioskopija SUPERIX 1000 UNDISTAD Ei Niš (neispravan) Procesor KONIKA

2002 1992 1978

9976

379

DZ Voždovac

11 000 Beograd Krivolačka br 4-6

Duodijagnost ndash radioskopija (Philips) Bucky diagnost TS ndash radiografija (Philips) Procesor AGFA

2003 2004 2004

35500

DZ Zvezdara

11 000 Beograd Olge Jovanović 11

Radiografija INOMED Procesor za razv filma AGFA

2002 2002

10092

DZ Milivoje Stojković

11 306 Grocka Bulevar JNA 17

SUPERIX M Ei Niš SUPERIX 800 N Ei Niš SELENOS 4

1984 1984 1974

11934

DZ Zemun

11 080 Zemun

SUPER X 1000 radioskopija INNMED TOP-x HF Procesor za razv filma PROTECT

1977 1999 1998

16608

DZ Novi Beograd

11 080 Novi Beograd Goce Delčeva 30

Duodijagnost Philips Top 650 XF 403 INOMED UNDISTAD radioskopija Ei Niš Super X 800 Diastatik Digigraf X Visaris (dva aparata) Procesor AGFA Procesor AGFA

2002 2003 1979 1978 2006 2003 1996

51500

DZ Dr Milorad Vlajković

11 460 Barajevo Maršala Tita br 3a

digitalna DR radiografija digitalna teledirigovana fluoroskopija

2007 2007

2359 za 3 meseca

DZ Dr Đorđe Kovačević

14 220 Lazarevac Dr Đorđa Kovačevića 27

Rendgengrafija Ei Niš Radioskopija UNDISTAD Ei Niš Procesor za razvijanje

1983 1983 2001 2005

51500

380

filmova Ei Niš Digitalni rendgen

DZ Obrenovac

11 500 Obrenovac Vojvode Mišića 231

Plafostat sa bukijem 2N Ei Niš Radiografija super XM Ei Niš Radioskopija Ei Niš Undistad sa TV lancem SIEMENS Procesor za razvijnje 3M

1980 1980 1980 2006 2006

7500

DZ Rakovica

11 000 Beograd Kraljice Jelene 22

Radiografija TOP-X 350 INNOMED Radioskopija Ei Niš

2003 1979

9000

DZ Sopot

11 450 Sopot Jelice Milovanović 12

Radioskopija UNDISTAD Ei Niš Procesor Kodak X

1978 2006

2500

DZ Dr Sima Milošević Čukarica

11 000 Beograd Požeška 82

Superiks Ei Niš Duodijagnost (Philips) Procesor za razv filma AGFA

1980 2002 2004

11790

381

Kliničko Bolnički Centri

Ustanova Postojeća oprema Godina

roizvodnje aparata

God broj snimaka

KBC Zvezdara

11 000 Beograd Dimitrija Tucovića 161

Tridoros 5S Siemens Mobil X Ei Niš Duo diagnost Philips Mamodiagnost CT Sace GE Undistad radioskopija Ei Niš Tomograf Ei Niš Diastatix super X Ei Niš CT 16 MD GE Angiodiagnost Siemens flet

1980 1968 2002 1996 1991 1986 1976 1986 2006 2006

6000

KBC Dr D Mišović Dedinje

11 000 Beograd Heroja Milana Tepića 1

Teledijagnost Philips RDG C Luk GE Superix 715 MP Ei Niš Super X 1250 Ei Niš Super X Telestatix Ei Niš Mamograf Superix 1000 Ei Niš Superix 1000 Ei Niš Super X Telestatix Ei Niš Kraniograf Elema

2003 2003 1998 1986 1986 1986 1985 1984 1980 1966

37085

KBC Zemun

11 080 Zemun Vukova 9

Superx M 100 Siemens Superx M Ei Niš Princeps Siemens Selenos 4 Ei Niš Telemax 850 GE Aksiom artis Siemens Aksiom artis r 200 Siemens Aksiom artis r 100 Siemens

1986 1986 1976 1970 1975 2006 1997 1996 1990 2006 2006

33883

382

CT somatom plus Siemens CT 16 MD GE Angiodijagnost flet GE

KBC Bežanijska Kosa

11 080 Zemun Bežanijska Kosa bb

Analogna teledirigovana fluoroskopija Analogna fluoroskopija Radiografija sa tomografijom Radiografija sa tomografijom Angiografija Philis CT Philips

2002 1989 1989 2000 2006 2006

18000

Zavodi

Ustanova Postojeća oprema

Godina

roizvodnje aparata

God broj

snimaka

Zavod za zdravstvenu zaštitu studenata

11 000 Beograd ul Krunska br 57

Super M 70 Philips

Diagnostic 62 Philips

Procesor za rayvijanje CURIX 60 Agfa

1979 1979 2000

1835

2 Predlog mera

1 Generalno opredeljenje osavremenjivanja radiološke opreme treba da bude koncipirano na investiciji u digitalne rendgenske sisteme

383

Digitalizacijom će se povećati broj pregleda višestruko smanjiti ozračenje bolesnika i profesionalaca smanjiti dužina čekanja značajno povećati broj metoda koje se u radiologiji rade i u velikoj meri eliminisati nepovoljnu situaciju iznetu pod I)

Prelazak na digitalne sisteme i savremeni način dokumentovanja

rendgenskog nalaza imaće izražen ekonomski značaj i predstavljaće primer racionalnog i modernog planiranja medicinskog bdquocost benefitaldquo

Nabavkom digitalne rendgenske tehnologije ili digitalizacijom

postojeće opreme gde je to moguće stvoriće se uslovi za funkcionisanje teleradiološkog-telemedicinskog komuniciranja nalazima i podacima od dijagnostičkog značaja odnosno omogućiti bezžični prenos slika unutar mreže doma zdravlja i dalje prema eksternim ustanovama u gradu i svetu a što digitalizacija (DICOM format slike) omogućava bez posebnih izdvajanja Stvoriće se značajno bolji uslovi rada zaposlenim u rendgen dijagnostici i osavremenjavanje celog procesa rendgen dijagnostike

Ukupno nastaće preduslovi za značajno poboljšanje kvaliteta

medicinske zaštite stanovništva i ostvariti preduslovi za brz efikasan i kontrolisan rad i efikasnu stručnu komunikaciju i kontrolu u oblasti radiologije i ulazak u okvire evropskih standarda

2 Investicija u osavremenjavanje radiološke opreme treba da bude

koncipirana u svakom konkretnom slučaju posebno i na tehničko-tehnološki i ekonomski najracionalniji način

3 Obzirom na konkretnu situaciju u pojedinim ustanovama gde postoje

analogni rendgenski sistemi iz perioda 1990-2002 moguće je napraviti koncept digitalizacije sadašnjih aparata u zamenu za kupovinu novih

4 Generalni plan modernizacije opreme treba da predvidi i integrisani

informacioni sistem koji će omogućiti internu komunikaciju rendgenskim nalazima i sistem arhiviranja unutar radiološke jedinice

5 U odnosu na tehničke zahteve radiološke opreme čija se nabavka planira

neophodno je determinisati koncept visokog kvaliteta razvojnih mogućnosti i dugotrajnosti i ne dozvoliti nabavku tehnički deplasirane a skupe opreme U ovom postupku neophodno je stvoriti uslove za ravnopravnu tržišnu konkurenciju i mogućnost svim proizvodjačima da u postupku javne nabavke učestvuju ravnopravno

6 Obzirom na rezultate ankete koja se odnosi na znanja profesionalaca o

digitalizaciji paralelno sa procesom nabavke neophoda je edukacija rendgen tehničara i lekara u oblasti značaja mogućnosti i savremenih dostignuća digitalizacije u radiologiji U tom smislu najprimerenijim se

384

čini organizovanje CME kursa sa svim temama od značaja a u organizaciji Gradskog sekretarijata za zdravlje i Udruženja Radiologa Srbije posvećenog ovoj temi

3 Zaključak Navedene aktivnosti dovešće do značajnog smanjivanja ozračenosti pacijenata i

profesionalaca i stvoriti mogućnosti za optimalnu kontrolu i praćenje ukupnih efekata rada sa izvorima jonizujućeg zračenja Kroz naredne investicione cikluse u 2008 i 2009 godini staviće se akcenat na telemedicinsko ndash informacione sisteme koji će omogućiti jedinstvenu bazu podataka za sve korisnike radioloških usluga u ustanovama pod nadležnošću Gradske Uprave Beograda

385

MESTO I ULOGA MEDICINSKE SESTRE-TEHNIČARA U VANREDNIM MEDICINSKIM PREGLEDIMA NAKON

RADIOLOŠKIH INCIDENATA

JasminaPERIŠIĆ Želmira ILIĆ Vera SPASOJEVIĆ TIŠMA Olivera ČUKNIĆ Svetlana MILANOVIĆ Jovanka ĐURIĆ

1) Institut za nuklearne nauke bdquoVinčaldquo Beograd Srbija urospvinbgayu

SADRŽAJ U radu se razmatra mesto i uloga medicinske sestre-tehičara u organizaciji i

sprovođenju vanrednih medicinskih pregleda nakon radioloških incidenata Prikazan je redosled organizacionih postupaka u sprovođenju elemenata pregleda u skladu sa važećom zakonskom regulativom a u saradnji sa ostalim članovima medicinskog tima (lekar klinički psiholog fizičar fizikohemičar) sa posebnim osvrtom na specifičnost organizacije rada u Zavodu za radiološku zdravstvenu zaštitu ldquoVinčardquo

Prikaz redosleda postupaka u proceduri vanrednog medicinskog pregleda Nakon dobijanja informacije o predstojećem vanrednom medicinskom pregledu

medicinska sestra-tehničar usklađuje svoje obaveze u dogovoru sa ordinirajućim lekarom i prema potrebi obaveštava ostale članove tima o predstojećim poslovima Postupakse odvija u nekoliko međusobno povezanih faza

I faza -Organizacija prijema i trijaže lica učesnika inscidenta ( u daljem tekstu pacijenti) -Priprema i ulaganje medicinske dokumentacije pacijenata -Organizacija dijagnostičkih postupaka prema proceduri -Koordinacija izvršioca medicinskih postupaka u skaldu sa propisanim protokolom II faza -Organizacija uzimanja i uzimanje uzoraka humanog materijala -Organizacija i izvođenje funkcionalno dijagnostičkih postupka (antropometrija EKG

spirometrija ortorejter) III faza -Asistencija ordinirajućem lekaru prema potrebi i zahtevu istog -Koordinacija rada celokupnog tima i njihovih aktivnosti sprovodenih u vanrednom

medicinskom pregledu -Obezbeđuje i prati kontinuirani protok informacija između svih članova tima IV faza -Prikupljanje i objedinjavanje svih traženih nalaza i podataka -Ulaganje svih traženih nalaza i podataka -Pomoć ordinirajućem lekaru u pripremi završenog sertifikata o utvrđenom

zdravstvenom stanju V faza -Organizacija dostavljanja završenih sertifikata o utvrđenom zdravstvenom stanju

386

-Sistematizacija dobijenih podataka i ulaganje istih u istorije bolesti u kartoteci Zavoda Neophodni uslovi za uspešno obavljenje svih pobrajanih aktivnosti koje ispunjava

medicinska sestra-tehničar su 1 Stručnost i pripremljenost za očekivane poslove 2 Aktivan i kvalifikovan pristup postojećoj problematici 3 Osećaj za timski rad i spremnost za koordinaciju i asistenciju 4 Kontinuirana edukacija i trening 5Human pristup i tehnički adekvatno sproveden postupak

ABSTRACT


1) Institut za nuklearne nauke bdquoVinčaldquo Beograd Srbija urospvinbgayu This article describes the way of medical dealing with the radiological accident

387

ULOGA I NADLEŽNOST REGULATORNOG TELA PREMA NACRTU NOVOG ZAKONA O ZAŠTITI OD JONIZUJUĆIH

ZRAČENJA I NUKLEARNOJ SIGURNOSTI

Đorđe LAZAREVIĆ Danijela ARANĐIĆ Koviljka STANKOVIĆ Srboljub STANKOVIĆ Olivera CIRAJ-BJELAC

Institu za nuklearne nauke bdquoVINČAldquo Beograd

SADRŽAJ Najznačajnija novina koju donosi novi zakon je osnivanje samostalnog

regulatornog tela od strane Vlade Republike Srbije Agencije za zaštitu od zračenja i nuklearnu sigurnost Srbije (u daljem tekstu Agencija) Ovaj rad je posvećen analizi uloge i nadležnostima Agencije

1 Uvod Novim Zakonom o zaštiti od jonizujućih zračenja i nuklearnoj sigurnosti Republika

Srbija kao članica Međunarodne agencije za atomsku energiju (MAAE) ispunjava svoju obavezu usklađivanja propisa u ovoj oblasti sa regulativom Evropske unije radi unapređivanja mera kojima se obezbeđuje nuklearna i radijaciona sigurnost i bezbednost To podrazumeva da su međunarodno prihvaćeni standardi i principi ugrađeni u Zakon u cilju zaštite života i zdravlja profesionalno izloženih lica pacijenata stanovništva i životne sredine od štetnog dejstva jonizujućeg zračenja Osim doprinosa harmonizaciji zakonodavstva sa međunarodnim propisima donošenje Zakona bi trebalo da omogući i njegovu efikasnu primenu kao i striktnu i celovitu kontrolu i nadzor nad bezbednom primenom izvora jonizujućih zračenja

2 Nadležnosti agencije Po preporukama MAAE i po ugledu na zemlje Evropske unije Agencija bi trebalo da

ima samostalnost za sprovođenje ovog zakona Međutim iz starog zakona je zadržano da nadzor nad sprovođenjem mera zaštite od jonizujućih zračenja vrši nadležno ministarstvo preko inspektora za zaštitu od jonizujućih zračenja

Agencija se uređuje kao i ostale javne agencije Resurse za rad Agencije i sprovođenje zakona obezbeđuje Vlada Republike Srbije iz budžeta Republike Sve nadležnosti iz starog zakona koje su pripadale nadležnom saveznom organu su novim zakonom dodeljene Agenciji a dodate su i nove nadležnosti

U opisu nadležnosti Agencije je donošenje podzakonskih akata neophodnih za sprovođenje Zakona Dugoročnu strategiju Agencija predlaže kroz Program radijacione sigurnosti i bezbednosti Program nuklearne sigurnosti i bezbednosti i Program upravljanja radioaktivnim otpadom Ove programe na predlog Agencije donosi Vlada Srbije Agencija samostalno donosi Programe za sistematsko ispitivanje radioaktivnosti u životnoj sredini Program za dopunsko obučavanje i osposobljavanje profesionalno izloženih lica kao i Program za pravovremenu najavu akcidenta

Agencija ima veliki broj administrativnih nadležnosti Zakonom su kao pojmovi definisana sledeća pisana akta koja izdaje Agencija dozvola (za pojedanačni promet jednog ili više izvora jonizujućih zračenja radioaktivnih i nuklearnih materijala) licenca (kao dokaz da su ispunjeni svi propisani uslovi za obavljanje radijacione delatnosti ili nuklearne aktivnosti) odobrenje ili autorizacija (za obavljanje delatnosti odnosno poslova utvrđenih zakonom) potvrda o evidentiranju (za obavljanje delatnosti malog

388

radijacionog rizika odnosno koji koristi izvore zračenja niske aktivnosti) prijavljivanje ili notifikacija (informacija o vrsti izvora jonizujućih zračenja koje koristi poseduje ili namerava da koristi) rešenje (za ispunjavanje uslova za obavljanje poslova zaštite od jonizujućih zračenja radijacione delatnosti ili nuklearne aktivnosti)

Agencija je dužna da vodi centralni registar izdatih licenci dozvola rešenja potvrda o evidentiranju i sertifikata da vodi bazu podataka o izvorima jonizujućih zračenja i korisnicima tih izvora profesionalno izloženim licima kao i o nuklearnim objektima materijalima i radioaktivnom otpadu

Zadatak Agencije je i da prati obim i promenu radioaktivnosti objavljuje godišnji izveštaj o nivou izlaganja stanovništva jonizujućim zračenjima koji dostavlja sredstvima javnog informisanja nadležnim državnim organima i MAAE

Agencija sarađuje sa MAAE i drugim međunarodnim stručnim telima i organima drugih država Takođe daje i mišljenje u vezi sa pristupanjem međunarodnim konvencijama i drugim sporazumima u oblasti radijacione i nuklearne sigurnosti i bezbednosti

3 Uloga i zadaci agencije Agencija ima značajnu ulogu u sprovođenju mera zaštite od jonizujućih zračenja i to u

poslovima monitoringa merenja i propisivanja granica sadržaja radionuklida pravovremene najave akcidenta projektovanja mera radijacione sigurnosti i bezbednosti procene nivoa izlaganja jonizujućim zračenjima dopunskog obučavanja i osposobljavanja dekontaminacije radne i životne sredine humane dekontaminacije kontrole sistema upravljanja kvalitetom

Monitoring radioaktivnosti vrši se u skladu sa Programom koji donosi Agencija u kome se utvrđuju mesta vremenski intervali vrste i načini sistematskog ispitivanja radioaktivnosti u životnoj sredini Pored toga Agencija propisuje i bliže uslove koje mora da ispunjava pravno lice koje vrši poslove monitoringa Ta pravna lica dostavljaju Agenciji izveštaj o monitoringu a Agencija prati izlaganje stanovništva jonizujućim zračenjima donosi hitne mere i vrši procenu primljenih doza

Agencija propisuje granice sadržaja radionuklida za pijaću vodu životne namirnice stočnu hranu lekove građevinski materijal i druge robe Agencija propisuje bliže uslove koje mora da zadovolji pravno lice koje vrši merenje sadržaja radionuklida u proizvodima

Na Program za pravovremenu najavu akcidenta koji donosi Agencija saglasnost daje Vlada Ovim programom se obezbeđuje neprekidno merenje jačine ambijentalne ekvivalentne doze radi pravovremenog otkrivanja akcidenta koji ugrožava ili može ugroziti stanovništvo

Agencija propisuje sadržaj i daje saglasnost na projekat mera radijacione sigurnosti i bezbednosti koji je sastavni deo tehničke dokumentacije za objekte u kojima se koriste izvori jonizujućeg zračenja kao i bliže uslove koje mora da ispunjava pravno lice koje vrši projektovanje

Zadatak Agencije je i da propisuje vrste način i vremenske intervale merenja radi procene nivoa izlaganja jonizujućim zračenjima profesionalno izloženih lica i stanovništva Pravna lica koja vrše merenje radi procene nivoa izlaganja jonizujućim zračenjima rade pod uslovima koje propiše Agencija Ona propisuje i granice izlaganja jonizujućim zračenjima za profesionalno izložena lica lica na školovanju i stanovništvo kao i vrste i način merenja za procenu nivoa medicinskog izlaganja jonizujućim zračenjima Pored toga Agencija

389

obaveštava profesionalno izložena lica i javnost o mogućim štetnim posledicama izlaganja jonizujućim zračenjima usled kontaminacije

Agencija propisuje uslove za obavljanje poslova dopunskog obučavanja i osposobljavanja profesionalno izloženih lica ali te poslove može vršiti i sama Agencija

Agencija propisuje granice kontaminacije lica radne i životne sredine i načine sprovođenja dekontaminacije kao i uslove koje mora da ispunjava pravno lice koje vrši dekontaminaciju radne i životne sredine i humanu dekontaminaciju

Agencija propisuje način vrste i vremenske intervale u kojima se vrše merenja radi kontrole sistema upravljanja kvalitetom mera zaštite od jonizujućih zračenja kao i uslove za pravna lica koja vrše te poslove

Za sve navedene poslove vezane za sprovođenje mera zaštite od jonizujućih zračenja Agencija na osnovu ispunjenosti propisanih uslova ovlašćuje pravna lica za vršenje ovih poslova

Veliku ulogu Agencija ima i u sprovođenju mera nuklearne sigurnosti i bezbednosti zemlje U skladu sa tim Agencija je odgovorna za sve vrste dozvola i licenci vezanih za obavljanje nuklearnih aktivnosti Agencija izdaje licence za projektovanje puštanje u rad korišćenje prestanak i svaku izmenu vezanu za aktivnosti nuklearnog objekta Agencija propisuje način i uslove za sistematsko ispitivanje radioaktivnosti u okolini nuklearnog objekta zatim uslove koje moraju ispunjavati lica koja mogu da rukuju nuklearnim materijalima način vođenja evidencije o nuklearnim materijalima za nosioce licence Agencija vodi centralnu evidenciju o nuklearnim materijalima i vrši kontrolu evidencija koju vodi nosilac licence za proizvodnju preradu korišćenje ili skladištenje nuklearnih materijala Agencija propisuje i načine kontrole mera za integralni sistem upravljanja kvalitetom

Zadatak Agencije je da sprovodi propise u vezi sa postupanjem sa radioaktivnim otpadom Agencija bliže propisuje način i uslove pod kojima se radioaktivni otpad čuva sakuplja evidentira skladišti obrađuje i odlaže

Promet izvora jonizujućih zračenja i nuklearnih materijala može se vršiti samo uz prethodno pribavljenu dozvolu Agencije Agencija izdaje dozvolu pravnom licu ili preduzetniku koji vrši uvoz izvoz ili tranzit izvora jonizujućih zračenja odnosno nuklearnih materijala ali samo u slučajevima da su preduzete sve mere propisane zakonom ako je u skladu sa međunarodnim konvencijama i ako je pribavljena saglasnost nadležnih organa država Agencija propisuje metode i način kontrole radioaktivnosti robe kao i bliže uslove za pravna lica koja određuju sadržaj radionuklida u robama Agencija propisuje proceduru korišćenja monitora i postupak za intervenciju u slučaju nedozvoljenog prometa radioaktivnih i nuklearnih materijala preko granice Republike Srbije

Inspekcijski nadzor nad sprovođenjem mera zaštite od jonizujućih zračenja i nuklearne sigurnosti vrše nadležna ministarstva preko svojih inspektora Za za zaštitu od jonizujućeg zračenja nadležno je Ministarstvo za zaštitu životne sredine a za nuklearnu sigurnost Ministrastvo nauke Nadzor nad radom Agencije u vršenju poverenih poslova vrše takođe nadležna ministarstva Zakonom je zagarantovana i javnost rada Agencije za zaštitu od jonizujućeg zračenja i nuklearnu sigurnost

Vršenje radijacionih delatnosti bez saglasnosti Agencije kao i nepoštovanje donetih propisa se smatra povredom materijalnih odredbi zakona i u zavisnosti od težine se tretira kao privredni prestup ili prekršaj i kažnjava se novčanim iznosom od 100000 do 3000000 dinara

390

4 Zaključak Novi zakon će prevashodno unaprediti postojeću regulativu novim rešenjima i

obuhvatiti sve ono što u starom zakonu propušteno i tako osavremeniti legislativu u ovoj oblasti u skladu sa najvišim standardima vodećih svetskih organizacija Osnivanje Agencije kao samostalnog regulatornog tela omogućiće da se na najefikasniji način sprovedu novi i viši standardi u sprovođenju mera zaštite nadzora i primene celokupne zakonske i podzakonske regulative

5 Literatura [1] Nacrt Zakona o zaštiti od jonizujućih zračenja i nuklearnoj sigurnosti Sajt Ministarstva

za zaštitu životne sredine 2007 [2] Obrazloženje za donošenje Zakona o zaštiti od jonizujućih zračenja i nuklearnoj

sigurnosti Sajt Ministarstva za zaštitu životne sredine 2007 [3] Zakon o zaštiti od jonizujućih zračenja ldquoSlužbeni list SRJrdquo Beograd 1996 [4] Council Directive 9629EURATOM 1996

ABSTRACT

ROLE AND COMPETENCE OF REGULATORY BODY IN ACCORDANCE WITH THE DRAFT LAW OF IONIZING

RADIATION PROTECTION AND NUCLEAR SAFETY

Đorđe LAZAREVIĆ Danijela ARANĐIĆ Koviljka STANKOVIĆ Srboljub J STANKOVIĆ Olivera CIRAJ-BJELAC

INN Vinča

The most important inovation in the new law is the establishing of the independent regulatory institution Serbian Goverment will found The Agency for Ionizing Radiation Protection and Nuclear Safety of Serbia This work explains the role and competences of The Agency

391

Nejonizujuća zračenja

392

393

NIVOI RF ZRAČENJA U OKOLINI GSM BAZNIH STANICA JAVNE MOBILNE TELEFONIJE U SRBIJI

Branislav VULEVIĆ Srpko MARKOVIĆ i Slaviša STANIŠIĆ INN VINČA Laboratorija za zašitu od zračenja i zaštitu životne sredine ZAŠTITA

banevulvinbgacyu

SADRŽAJ U ovom radu dat je kratak pregled rezultata širokopojasnih raquospotlaquo merenja nivoa

radiofrekvencijskog (RF) zračenja na terenu u zoni dalekog polja (zona zračenja Fraunhoferova zona) u okolini GSM baznih stanica javne mobilne telefonije u periodu od 2002 - 2007 godine

1 Uvod Procena izlaganja električnim i magnetskim poljima u okolini izvora nejonizujućih

zračenja (NIR) posebno u životnoj sredini predstavlja složen problem jer uključuje veliki broj različitih parametara koje je teško pratiti Osnovu svake procene ove vrste čine merenja 1

Institut za nuklearne nauke ldquoVinčardquo ndash Laboratorija za zaštitu od zračenja i zaštitu životne sredine ldquoZaštitardquo sprovodi kontrolna merenja nivoa NIR na terenu U poslednjih pet godina izvršena su jednokratna širokopojasna ldquospotrdquo merenja nivoa u ELF i RF opsegu na više od 130 lokacija koje obuhvataju grad Beograd 25 opština u Republici Srbiji kao i pojedine lokacije u Republici Srpskoj i Republici Crnoj Gori Merenja su vršena uglavnom na osnovu zahteva zabrinutih građana koji stanuju u blizini veštačkih izvora električnih i magnetskih polja (trafostanice dalekovodi GSM bazne stanice radio i TV predajnici) 2

Merenja nivoa RF zračenja u okolini GSM baznih stanica javne mobilne telefonije vršena su u zoni dalekog polja (zona zračenja Fraunhoferova zona) širokopojasnim mernim uređajem EM RADIATION METER (EMR-300) firme NARDA (Wandel amp Goltermann) Korišćena je širokopojasna izotropna sonda E-field probe (Type 83) koja pokriva frekvencijski opseg od 100 kHz do 3 GHz i merni opseg od 06 ndash 800 Vm 3

2 Metoda merenja ndash Brzi pregled (Quick Overview) Navedena metoda se primenjuje za slučaj kada se zahteva osnovna informacija o

zbirnom nivou nejonizujućih zračenja RF opsega 4 Merenja u svim tačkama vršena su na visini 15 do 18 m iznad podatla u dnevnom periodu od 12h ndash 16h kada se može (uslovno) pretpostaviti da je opterećenje GSM baznih stanica najveće Vreme merenja po jednoj mernoj tački je 60s u skladu sa Jugoslovenskim standardom JUSNN0205 5 Dobijene maksimalne vrednosti (raquonajgori slučajlaquo) upoređivane su sa navedenim standardom (Tabela 1) koji je po svojim kriterijumima strožiji u odnosu na preporuke ICNIRP 6

3 Rezultati merenja Naredni prikaz rezultata merenja vezan je za 20 raquotipičnihlaquo lokacija (teritorija grada

Beograda i 12 opština u Srbiji) na kojima su se GSM bazne stanice nalazile kao raquojedini izvori RF zračenja u lokalnoj sredinilaquo Dakle u cilju minimiziranja uticaja ostalih izvora najbliži susedni izvori RF zračenja nalazili su se na udaljenosti većoj od 150 m od izabranih

394

GSM baznih stanica Pri tome treba naglasiti da izvršilac merenja nije raspolagao potpunim tehničkim informacijama o GSM antenskim sistemima

Rezultati merenja nivoa RF zračenja u okolini GSM baznih stanica mogu se prema konkretnim uslovima na terenu podeliti u 4 osnovne grupe

1)Merenja na krovovima i terasama zgrada na kojima se nalaze GSM bazne stanice 2)Merenja u prostorijama ispod GSM bazne stanice 3)Merenja u prostorijama zgrada koje se nalaze u neposrednoj okolini GSM bazne

stanice 4)Merenja u okolini GSM antenskih stubova

Tabela 1 Maksimalni nivoi izlaganja stanovništva prema JUS NN0205

Izbor broja mernih tačaka na jednoj posmatranoj lokaciji vršen je na licu mesta i to a) kod merenja na krovovima 2 ndash 25 mernih tačaka b) kod grupa merenja 2) i 3) 10 mernih tačaka na mestima gde ljudi provode najveći

deo dana (radna mesta dnevne i spavaće sobe) c) kod merenja u okolini stubova na rastojanjima do 150 m -kod omnidirekcionih antena 4 merne tačke po kružnom obimu oko stuba -kod sektorskih antena 3 merne tačke u pravcu ldquoglavnog snopardquo antena Polazeći od pretpostavke da je napravljen valjan izbor mernih tačaka u prikazu

rezultata (4 grupe merenja sa ukupno 20 ldquotipičnihrdquo lokacija) raspolažemo brojem od 75 mernih tačaka kod merenja na krovovima i terasama ( 9 lokacija) 111 mernih tačaka kod merenja u prostorijama ispod GSM bazne stanice (9 lokacija) 342 mernih tačaka kod merenja u prostorijama zgrada koje se nalaze u neposrednoj

okolini GSM baznih stanica (10 lokacija) 135 mernih tačaka kod merenja u okolini GSM antenskih stubova (9 lokacija) Na slici 1 prikazani su u procentima od broja izabranih tačaka rezultati merenja jačine

električnog polja dobijeni za sve četiri grupe merenja u okolini GSM baznih stanica mobilne telefonije za tzv ldquonajgori slučajrdquo(izmerene maksimalne vrednosti)

4 Zaključak Na osnovu prikazanih rezultata za četiri grupe merenja (Slika 1) za tzv raquonajgori

slučajlaquo može se zaključiti sledeće -Izmerene maksimalne vrednosti jačine električnog polja su ispod maksimalnog nivoa

izlaganja stanovništva iz standarda JUS NN0205

Frekvencijski opseg

Kvadrat srednje vrednosti jačine električnog polja

E2 Vm2

Maks nivo jačine električnog polja za stanovništvo

E Vm

Srednja gustina fluksa snage S Wcm2

30 MHz ndash 300 GHz 3770 5 754 2745

200

od broja navedenih mernih tačaka ( raquonajgori slučajlaquo)

395

0

748

477

696

0

198158

215

76

54

336

89147

029

0

8

0 0 013

0 0 00

20

40

60

80

100

Manje od 06Vm

06 - 1 1 - 5 5 - 10 10-20 Iznad 20 Vm

Grupa 1 Grupa 2 Grupa 3 Grupa 4

Slika 1 Pregledni rezultati za četiri grupe širokopojasnih merenja jačine električnog polja RF opsega (100 kHz ndash 3 GHz) u okolini GSM baznih stanica

-Izmerene maksimalne vrednosti na krovovima i terasama na kojima se nalaze GSM bazne stanice veće su u odnosu na vrednosti iz ostale tri grupe merenja To je verovatno posledica blizine GSM antena i refleksije prostornih radiotalasa sa metalnih delova koji se nalaze na krovovima ili terasama (razni metalni limovi na obodima zgrada dimnjaci metalne ograde i sl) Na osnovu ukupnog broja mernih tačaka (75) u 76 (57 tačaka) istih izmerene maksimalne vrednosti jačine električnog polja kreću se u intervalu 1ndash5 Vm Maksimalne vrednosti iznad 5 Vm (24 tj 18 mernih tačaka) uglavnom su dobijene u tačkama koje se nalaze u nivou GSM antena

-Izmerene maksimalne vrednosti u prostorijama ispod BS manje su u odnosu na maksimalne vrednosti dobijene u prostorijama zgrada koje se nalaze u neposrednoj okolini GSM baznih stanica Navedena razlika je posebno izražena u slučajevima kada se prostorije susednih zgrada nalaze neposredno u nivou postavljenih GSM antena (Na slici 1 to je 29 ili 10 tačaka u opsegu vrednosti 5 ndash 10 Vm)

-Maksimalne vrednosti dobijene u okolini antenskih stubova GSM antena u najvećem broju posmatranih tačaka (911 ) iznose manje od 1 Vm Vrednosti od 1 ndash 5 Vm sa slike 1 (89 ) pripadaju tačkama koje se nalaze najmanje 50 m od antenskih stubova (najčešće su to vrednosti do 2 Vm)

Sa stanovišta mogućih raquonetermičkih efekatalaquo navedeni komentari merenja treba da budu znatno obazriviji

396

Dosadašnji rezultati merenja u nas za tzv ldquonajgori slučajrdquo sa stanovišta kontrole i zaštite od NIR daju samo elementarnu predstavu o maksimalnim vrednostima koje se mogu dobiti na terenu Isti ne obuhvataju analizu postavljenih GSM antena jer su usmereni ka cilju upoznavanja stanovništva o realnoj dimenziji problema bez razmatranja složenijih slučajeva Buduća merenja sa stanovišta kontrole i zaštite od NIR treba da obuhvate šire podatke o postavljenim GSM antenama (dobitak antene širina glavnog snopa po azimutu širina glavnog snopa po elevaciji ugao usmerenja snopa u odnosu na azimut downtilt - nagib snopa u odnosu na elevaciju i td) uz upotrebu osetljivijih (selektivnih) mernih uređaja nove generacije i standardizovanih mernih metoda Preduslov za korektno sprovođenje sistematskih merenja (kontrola) je nesumljivo donošenje zakonske regulative koja bi obavezala operatere mobilne telefonije da redovno informišu nadležna lica koja se bave kontrolom i zaštitom od NIR o važnijim rekonstrukcijama u sistemu javne mobilne telefonije

5 Literatura [1] B Vulević Magistarski rad Оdređivanje nivoa radiofrekvencijskog zračenja u оkolini

baznih stanica mobilne telefonije Elektrotehnički fakultet Univerzitet u Beogradu 2006

[2] B Vulević S Marković Merenje električnih i magnetskih polja u terenskim uslovima-Poređenje sa Međunarodnim preporukama i standardima XXII Simpozijum JDZZ Zbornik radova str 399-402 Petrovac na moru 2003

[3] Jvon Freeden EMR-200300 Radiation Meters Operating Manual BN 22449822 2001

[4] Electronic Communications Committee (ECC) within the European Conference of Postal and Telecommunications Administrations (CEPT) Revised ECC RECOMMENDATION (02)04 Edition 060207 2007

[5] Savezni zavod za standardizaciju Radio-frekvencijska zračenja Maksimalni nivoi izlaganja koji se odnose na ljude (JUS NN0205 - Sl list SFRJ br 5090) 1990

[6] International Commission for Non-Ionizing Radiation Protection (ICNIRP) Guidelines for limiting exposure to time-varying electric magnetic and electromagnetic fields (up to 300 GHz) Helth Phys 74 (1998) pp 494-522

ABSTRACT

RF RADIATION LEVELS AROUND GSM BASE STATIONS IN SERBIA

Branislav VULEVIĆ Srpko MARKOVIĆ i Slaviša STANIŠIĆ ldquoVINČArdquo Institute Radiation and Environmental Protection Laboratory Belgrade

This work presents the measured maximal values RF Electric Fields (100 kHz - 3 GHz) which obtained around GSM Base Stations for over 600 measuring points in Belgrade and 12 cities in Serbia from past five years It has turned out that measured values are well below ICNIRP recommended levels

397

Slobodne teme

398

399

SPECIFIČNE SFERE PRIMENE IZVORA JONIZUJUĆIH ZRAČENJA I NEKE OD REALIZOVANIH METODA OD

INTERESA ZA SLUŽBE CARINE I POLICIJE

Radoman BENDERAĆ ex Institut bezbednosti Beograd benderacyahoocom

SADRŽAJ U radu su dati neki od rezultata primene izvora jonizujućih zračenja u realiazaciji

nedestruktivnih metetoda postignuti progres sa aspekta inovacija komparativni rezultati sa predhodno korišćenim metodama i dr Dat je pregled metoda na bazi alfa-radiografije auto-aflfa radigrafije beta-radiografije rendgen-fluorescentne analize X-gama-radiografije i snimci specificnih uzoraka n-radiografijom

1 Uvod Jonizujuće zračenje je nevidljive prirode bez mirisa i ukusa i ne može se registrovati

putem čula Međutim ovo zračenje prilikom prolaza kroz materijalnu sredinu vrši degradaciju - razaranje iste što zavisi od vrste zračenja i energije date čestice ili talasa čiju emisiju iz jezgra vrši dati radioizotop Upravo zbog fenomena nevidljivog visokoenergetskog destruktivnog po živi svet jonizujuće zračenje uvek iznova zaokuplja sve one koji pokušavaju da osvetle put primene radionuklida u diverzantske i druge nehumane svrhe Savremene tehnike koje se koriste za detekciju i identifikaciju radionuklida po osetljivosti efikasnosti i granici detekcije svake godine idu dalje uporedo sa razvojem savremene elektronike i materijala Kao što u prirodi u svemu postoji neka ravnoteža tako i kad je u pitanju radioaktivnost sa jedne strane postoji fenomen nevidljivost - što daje mogućnost otvaranja novih puteva zloupotrebe u smislu trovanja i nanošenja povreda ciljanoj ličnosti a s druge strane je fizička priroda zračenja ndash neka od jonizujućih zračenja imaju visoku prodornost i domet što omogućava njihovo brzo otkrivanje i identifikacijuStrah od nevidljivog je ono što je srećna okolnost jer pri pomisli kakvoj opasnosti mogu biti izloženi mnogi odustaju od prenošenja postavljanja i rukovanja radionuklidima Užasan strah uliva informacija po kojoj da ukoliko u pluća dospe samo pet atoma plutonijuma-239 ekstremno radiotoksičnog transuranskog elementa postoji potencijalna mogućnost kancera respiratornih organa Onaj ko radi sa ovako opasnim radionuklidom kao otvorenim izvorom zračenja nikad nije svestan da li je u njegova pluća prilikom operativnog rada dospelo 0 5 50 ili znatno više atoma plutonijuma-239

Međutim onaj ko se bavi defanzivnim metodama uvek pred sobom treba da vidi maksimalno obučenog i utreniranog izvršioca tako da metodama za detekciju dozimetriju i identifikaciju radionuklida postavlja neprobojan zid prema ličnosti koju štiti od izvora jonizujućih zračenja kao i za kontolu prostora u kojoj data ličnost boravi ili živi

Medjutim druga strana interesa je primena efekata izvora jonizujućih zračenja u specifičnim sferama i razvoj nedestruktvnih nuklearno analitičkih metoda od interesa za službe carine i policije

400

2 Pregled ralizovnih metoda

21 Alfa radiografija i auto-alfa- radiografija Metode alfa-radiografije i auto-alfa radiografije baziraju na interakciji alfa-čestica i

polimernih alfa-trag folija na bazi CN i polikarbonata Sam fenomen je zasnovan sa jedne strane na prirodi alfa-čestice (energija prodornost domet i jonizaciona sposobnost) i sa druge strane energiji praga za formiranjanje latentih tragova alfa-čestica i njihovoj vizualizaciji Kao izvori alfa cestica korisceni su Po-210 i Pu-238 a kao polimerni alfa trag-detektori

- CN-92 laboratorijski sintetizovani alfa trag detektori u Institutu bezbednosti - LR-115 Kodak Pathegrave Francuska i - CR-39 Pershore Mouldings UK

Na sl 1 prikazani su nagriženi tragovi - alfa čestica na čijem principu baziraju metode alfa-radiografije auto-alfa-radiografije i n-alfa-autoradiografije

Sl1 Tragovi alfa-čestica registrovani putem polimernih alfa-trag detektora CN-92

Rezultat Sintetizovani su alfa-trag detekori CN-92 u laboratorijskim uslovima i

realizovane su metode od interesa za službe carine i policije

22 Beta - radiografija Koriscena je tkz sendvič tehnika za otkrivanje falsifikata novčanica Kao izvori

zračenja korišćene su ploče na bazi C-14 - metil-meta-krilata 20 cm x 20 cm x 05 cm Uslovi za kvalitetan beta-radiografski snimak Fluks beta ndash čestica od 107 β(cm2 x s) gramatura ispitivanog papira i kvalitet filma i pojačivača Na sl 1 dat je beta-radiografski snimak novčanice

401

Sl 1 Beta-radigrafski snimak novčanice

Kvalitet dobijenog snimka je u funkciji energije beta-čestice kvaliteta pojačavačkih

folija osetljivosti filma i vremana ekspozicije Rezultat Uvedena je nova metoda za ekspertizu falsifikata novčanica Dobijeni su

visoko reproduktivni rezultati u poređenju sa predhodno korišćenim metodama

221 Auto-beta- radiografija Rezulztat Primena mekih beta emitera u genetskom inženjeringu - dokazivanje

očinstva

23 Gama-radiografija Reyultat Gama-radiografska ispitivanja strukture materijala putem defektoskopa sa

izvorima na bazi Ir-192 Co-60 i Cs-177

24 Neutronska-radiografija Na slici 2 dat je snimak plastičnog pištolja dobijen metodom n-radiografije

Sl 2 Snimak plastičnog pištolja dobijen metodom n-radiografije Izvor neutrona Cf-252 VTI Beograd

402

Detekcioni materijal CN - 92+

Rezultat Dobijeni visoko reproduktivni rezultati u odnosu na metodu X-radiografije

23 Rendgen-fluorescentna analiza Rad savremene analitičke laboratorije nemoguće je zamisliti bez primene rendgen-

fluorescentne metode Princip je dat na sl 3

Sl 3 Shematski prikaz rendgenfluorescentne metode

Rezultat Primena rendgenfluorescentne analize kao nedestruktivne metode u

superveštačenjima od globalnog interesa sa aspekta bull Kriminalistika RF analiza - boja staklo keramika metali zemlja plastika

tkanine toksični metali bull Analiza droga Methamphetamin proizvodi obično ostavljaju tragove fosfora i

joda 24 Metode na bazi X-zračenja Na sl 4 dat je prikaz metode za otkrivanje nezakonitog prevoza terorista

Slika l 4 Metoda na bazi skeniranja reflektovanih X-zraka visoke energije Rezultat Primena metoda na bazi X-radiografije i X- radioskopije u protivdiverzionoj

zaštiti

403

3 Literatura

[1] R Benderać Zaštita ličnosti i prostora od izvora jonizujućih zračenja IB 2004

ABSTRACT

SPECIFIC SPHERES OF APPLICATION OF IONISING RADIATION EFFECTS SOME REALIZED RESULTS AND COMPARATIVE

ADVANTAGES R Benderać ex Institute of Security - Belgrade

The papers discusses some results of ionizing radiation effects in realization of non-destructive methods achieved progress from the aspect of innovation comparative results with previously used methods etc A review is given of methods based on alpha-radiography auto-alpha radiography beta-radiography X-ray-fluorescent analysis X- and gamma radiography and photos of specific samples of neutron radiography

404

405

СИСТЕМСКИ ПРИЛАЗ ПРОЦЕНИ ПРЕТЊИ И ПРИПРЕМА НАЦИОНАЛНОГ СИСТЕМА БОРБЕ СА ИЛЕГАЛНИМ

ПРОМЕТОМ НУКЛЕАРНИХ ИИЛИ РАДИОАКТИВНИХ МАТЕРИЈАЛА (НУКЛЕАРНИ OБЈЕКАТ ndash ТЕРИТОРИЈА ndash

ГРАНИЦА)

Радоман БЕНДЕРАЋ1 и Славко ТОДОРОВИЋ2 1)ex Институт безбедности Београд benderacyahoocom

2)Департман за физику ПМФ у Новом Саду slavkounsnsacyu

САДРЖАЈ У раду је дат поглед на системски прилаз процени претњи и припрема

националног система борбе са илегалним прометом нуклеарних иили радиоактивних материјала са аспекта препорука МААЕ

1 Увод Било коју земљу могуће је поделити на три зоне претњи илегалног промета

радиоактивних материјала 1 Објекат промета радиоактивних материјала 2 Територија државе и 3 Граница [1]

2 Органи одговорни за спречавање илегалног промета радиоактивних материјала

У првој зони - Компетентан орган из области коришћења атомске енергије - Полиција - Специјалне службе Друга зона - Полиција - Специјалне службе Трећа зона - Царина - Погранична полиција У свакој од ових зона именовани су одговорни за спречавање илегалног промета

радиоактивних материјала чија су овлашћења заснована на нациноалном закондавству

21 Специфичне претње за сваку од зона одговорности На објекту - Крађа радиоактивних материјала - Терористички акт на објекту На територији државе - Крађа и терористички напади при транспортовању радиоактивног материјала - Незаконит транспорт преко територије државе - Тајно чување и скупљање радиоактивних материјала - Препродаја украденог радиоактивног материјала - Терористически акти с применом украденог радиоактивног материјала против

државних органа и приватних лица На граници

406

- Незаконит пренос радиоактивних материјала - Мафија при легалном преносу радиоактивних материјала (експорт импорт) - Терористички напади на складишта радиоактивних материјала на великим

излазним пунктовима (морска лука аеродром железничке станице) - Угрожавање транзита Израда националног програма ефективног смањења датих претњи за сваку од

наведених зона објективно се може остварити постојањем два обавезујућа услова - Постојање националне законодавне базе као основне борбе са незаконитим

прометом радиоактивним материјалима -Спремност структура одговорних у свакој зони при реализацији дефинисаних

мера у борби против илегалног промета нуклеарних иили радиоактивних материјала

3 Етапе радиолошке царинске контроле У табели 1 дате су етапе радиолошке царинске контроле

Табела 1 Етапе радиолошке царинске контроле eтапе

Прописана метода М е р е њ е Метода

апаратура Резултат

I Откривање гама- и неутронско

Дистанциона стационарна

Квантитавно са laquoДА-НЕraquo

II Локализација- оцена опасности

гама- неутронско- бета- и алфа- зрачење

Дистанциона (контактно) переносна

Локализација места положаја извора зрачења квантиттивна оцена нивоа зрачења

III Идентификација гама- зрачење

Контактна без отварања паковања стационарна (преносна)

Одређивање изотопног састава

IV Дозиметријска контрола гама-зрачење Контактна

стационарна Доза зрачења

4 Преглед техничких уређаја 41 Детекциони уређаји - Стационарни системи који аутоматски региструју повећање зрачења изнад

основног нивоа зрачења из природе( фона) - Преносиви универзални монитори зрачења за регистрацију γ- и n-зрачења 42 Аналитичкa уређаји - Переносиви гама-спектрометри за идентификацију фисибилних и радиоактивних

материјала без отварања пакета - Гамма-спектрометри са полупроводничким детекторима високе моћи

резолуције

407

43 Индивидуални уређаји - Индивидуални (лични) дозиметри за обезбеђење персонала мерама заштите од

јонизујућих зрачења - Средства личне заштите У Табели 2 дат је алгоритам организациије радиолошке контроле при

санкционираном преношењу фисибилних радиоактивних материјала (увоз) а на сл1 схематски приказ одређивања садржаја урана методом In Situ

Табела 2 Алгоритам организациије радиолошке контроле при санкционираном преношењу фисибилних радиоактивних материјала (увоз)

5 Р е з и м е Национални план борбе са илегалним прометом нуклеарних иили радиоактивних

материјла треба да буде базиран на - Експертној оцени списка претњи илегалног промета радиоактивних материјала

на објекту територији државе и граници - Разради предлога по нормативним актима заснованим на борби против

илегалног преношења нуклеарних иили радиоактивних материјала Определење за неопходност допуњавања одговарајућим међународним актима и националног законодавства

408

Сл1 Oдређивање садржаја обогаћеног урана методом In Situ

- Организацији координације моћи свих националних структура одговорних за пресецање илегалног преношења нуклеарних иили радиоактивних материјала

- Вођењу националне базе по датим случајевима илегалног преношења нуклеарних иили радиоактивних материјала

- Концепцији увођења специјалних техничких средстава за борбу против илегалног преношења нуклеарних иили радиоактивних материјала

- Eдукацији кадра

5 Литература [1] IAEA-ТEC DOC -1311 Prevention of inadvertent movement and illicit

trafficing (2007)

ABSTRACT

SYSTEMS APROACH TO ESTIMATE THE THREATS OF NATIONAL SYSTEM WITH ILLICIT TRAFFICING OF RADIOACTIVE ANDOR NUCLEAR

MATERIALS (NUCLEAR INSTALLATION - TERRITORY - BORDER

Radoman BENDERAĆ1 i Slavko Todorović2 1)ex Institut of security Beograde benderacyahoocom

2)Departman of physics Univ of nat sc in Novi Sad slavkounsnsacyu

This paper deals with systems approach to estimate the threats of national system with illicit trafficing of radioactive and or nuclear materials based on recommendations of IAEA

409

ISPITIVANJE KAMENCA DOBIJENOG IZ VODE ZA PIĆE RENDGENSKOM DIFRAKCIONOM ANALIZOM PRAHA

Miloš B RAJKOVIĆ 1 Zorica TOMIĆ2 Aleksandar ĐORĐEVIĆ3 i Časlav LAČNJEVAC4

Poljoprivredni fakultet Zemun Srbija 1)rajmiagrifacultybgacyu 2)ztomicbeotelyu

3)adjsoilseunetyu 4)lcajaagrifacultybgacyu

SADRŽAJ Rendgenskom difrakcionom analizom određen je kvalitativni i semikvantitativni sastav

kamenca na osnovu čega je utvrđeno da se sastoji od 6692 kalcita i 3307 aragonita Izračunate su dimenzije jediničnih ćelija aragonita i Mg kalcita preko kojih je utvrđen njihov hemijski sastav i razmatrana promena dimenzija u zavisnosti od hemijskog sastava Na osnovu dobijenih kristalografskih podataka utvrđeno je da do supstitucije Ca2+ u aragonitu Pb2+ i Ba2+ nije došlo već je došlo do delimične supstitucije Ca2+ sa Sr2+ Na osnovu sadržaja CaO i SrO određena je kristalohemijska formula aragonita (Ca1970 Sr0030)2000 (CO3)2000 Kristalografski parametari za Mg kalcit pokazali su da je došlo do značajne supstitucije Ca2+ jonima manjeg jonskog radijusa i određen je sastav kalcita koji ima kristalohemijsku formulu (Ca1678 Mg0258 Fe0032 Mn0031)1999 (CO3)1999 Dobijeni sastav je pokazao da je u strukturi kalcita došlo do značajne supstitucije Ca2+ jonima Mg2+ Fe2+ Mn2+ dok do supstitucije jonima Pb2+ Sr2+ Ba2+ nije došlo Na osnovu kristalografskih parametara i dobijenog sastava Mg kalcit i aragonit su nastali u mirnijim uslovima sedimentacije u poluzatvorenoj plitkovodnoj sredini na temperaturi između 60 i 100degC (ca 80degC) i pri niskom pritisku Na nižu temperaturu formiranja aragonita utiču rastvori koji sadrže sulfat ili male količine karbonata Sr ili Pb SrCO3 je uticao na formiranje aragonita ali ne i kalcita Prisustvo Mg u kalcitu ukazuje da se u rastvoru nalaze Mg soli koje su potpomogle izdvajanje aragonita a sam Mg2+ je zamenio Ca2+ u strukturi kalcita

1 Uvod Ispitivanjem kamenca na AAS koji je nastao u bojleru zagrevanjem vode za piće koja se

nalazi u vodovodnoj mreži Beograda utvrđeno je prisustvo različitih metala i njihovih jedinjenja teških i radioaktivnih metala koji se nisu detektovali standardnim metodama određivanja [1] Kako je utvrđena gamaspektrometrijskim ispitivanjem i aktivnost koja potiče uglavnom od prisustva stroncijuma i urana [2] cilj rada bio je da se objasni prisustvo stroncijuma u kamencu budući da je njegova koncentracija u vodi za piće veoma niska



Rendgenska difrakciona analiza izvršena je tako što je kamenac prethodno usitnjen i frakcija finog praha (63-2 microm) je dodatno proučena Snimanje je izvršeno na difraktometru marke Philips PW 1009 sa CuKα zračenjem λ = 154178 pri radnim uslovima cevi U = 36 kV I = 18 mA brzinom goniometra Vg = 1deg2θmin uz uslove RC = 82 Na snimljenom

410

difraktogramu izmeren je položaj refleksije i izračunata d vrednost izmerene površine odn integralni intenziteti određenih refleksija uz pomoć programa DRX Win 14 autora VPMartina [3]

3 Rezultati i diskusija Rendgenski difraktogram praha prikazan je na slici 1

Slika 1 Rendgenski difraktogram praha

Rendgenskom difrakcijom analizom kvalitativnom i semikvantitativnom metodom

utvrđen je sastav uzorka koji predstavlja karbonatnu mešavinu sastavljenu od Mg kalcita i aragonita Iz dobijenih uglovnih vrednosti (θ) i međupljosnih rastojanja (d) određeni su Milerovi indeksi (h k i l) Dimenzije elementarnih ćelija izračunate su na bazi heksagonalne i rombične rešetke pomoću LSUCRI programa Rezultati kvalitativne semikvantitativne rendgenske analize pokazali su da se karbonatna mešavina sastoji od 6692 kalcita i 3307 aragonita Međupljosna rastojanja kako kalcita tako i aragonita pokazala su manja odstupanja u odnosu na standardne vrednosti (JCPDS 47-1743 41-1475) Međupljosno rastojanje d(10_14) glavne refleksije kalcita pomereno je ka većim uglovnim vrednostima θ što ukazuje na delimičnu supstituciju Ca2+ jonima manjeg jonskog radijusa od kojih su najčešći Mg2+ Ni2+ Fe2+ Mn2+ i dr Parametri elementarne ćelije kalcita su veoma bliski standardnim vrednostima [4] uz određeno smanjenje Smanjenje parametara ao i co potvrdila su supstituciju Ca2+ jonima manjeg jonskog radijusa kao što su pokazala i međupljosna rastojanja Utvrđivanje supstitucije Ca2+ jonima Mg2+ Fe2+ ili Mn2+ izvršeno je preko različitih dijagrama zavisnosti sastava i kristalografskih parametara Ekstrapolacijom dijagrama zavisnosti koji postoji između parametara elementarne ćelije i sastava utvrđen je sadržaj magnezitske (MgCO3) sideritske (FeCO3) i rodohrozitske (MnCO3) komponente (u mol ) u kalcitu

Na osnovu navedenih faktora i 6 atoma kiseonika (6 O) određena je kristalohemijska formula Mg kalcita (Ca1678 Mg0258 Fe0032 Mn0031)1999 (CO3)1999 Drugi bitan momenat kod ispitivanog uzorka jeste postojanje Mg kalcita u ravnoteži sa aragonitom Ovakvo postojanje dvofaznog područja u kome zajedno egzistiraju kalcitski i aragonitski tip čvrstog rastvora (rombični i romboedarski) moguć je u sistemu CaCO3-SrCO3 Pri povećanju

411

pritiska područje dvofaznog regiona smanjuje se tako da pri pritiscima od 25 kbara kalcitski tip čvrstog rastvora nije pronađen Na 25 kbara egzistira prost fazni odnos kompletne serije čvrstog rastvora aragonitskog tipa strukture Opadanjem pritiska na 15 kbara kao i temperature dvofazno područje se povećava u zavisnosti od sastava Kalcitski i aragonitski čvrsti rastvor egzistiraju u ograničenom području zbog čega predstavljaju interesantno područje ispitivanja kao i postojanje ovog čvrstog rastvora pri vrlo niskim temperaturama i pritiscima

Međupljosna rastojanja ispitivanog aragonita su pomerena ka većim uglovnim vrednostima i pokazuju neznatno smanjenje u odnosu na standardne Navedeno odstupanje međupljosnih rastojanja izazvalo je manje odstupanje parametara elementarne ćelije od standardnih vrednosti (ASTM 41-1475) Dva parametra ao i co su manja dok parametar bo i zapremina elementarne ćelije (Vo) pokazuju neznatno povećanje Ovakve vrednosti parametara elementarne ćelije ukazuju na delimičnu supstituciju Ca2+ u aragonitu drugim jonima Poznati su prirodni aragoniti sa sadržajima jona većih (Sr2+ Pb2+ Ba2+) ili manjih (Mg2+ Mn2+ Fe2+ Zn2+) jonskih radijusa od Ca2+

Na osnovu različitih dijagrama zavisnosti koji pokazuju linearnu korelaciju sa sastavom određen je i proveren sadržaj drugih dvovalentnih jona u aragonitu Poznata je linearna promena sastava u sistemu CaCO3-SrCO3 na osnovu koje je utvrđen sadržaj od 213 mol SrCO3 komponente što predstavlja 1495 SrO u 100 aragonita Međutim aragonit je u uzorku zastupljen sa 322 Tih 1495 SrO preračunatih na 322 iznose 0481 SrO Sadržaj PbCO3 komponente je proveren preko dijagrama zavisnosti parametara jedinične ćelije i sastava Može se zaključiti da PbCO3 komponenta nije zastupljena jer se ao bo i co nalaze ispod linearne prave koja određuje sadržaj PbCO3 u aragonitu Takođe je utvrđeno na osnovu parametara elementarne ćelije da u aragonitu nije zastupljena ni BaCO3 komponenta [5] Na osnovu dobijenog sastava preko parametara jedinične ćelije određena je kristalohemijska formula aragonita (Ca1970 Sr0030)2000 (CO3)2000

4 Zaključak Na osnovu rendgenske difrakcione analize praha određen je kvalitativni i

semikvantitativni sastav uzorka Izračunate su dimenzije jediničnih ćelija aragonita i Mg kalcita preko kojih je utvrđen njihov hemijski sastav i razmatrana je promena dimenzija jediničnih ćelija u zavisnosti od hemijskog sastava Uzorak predstavlja karbonatnu mešavinu koja se sastoji od 6692 Mg kalcita i 3307 aragonita Dimenzije jedinične ćelije Mg kalcita su ao = 4945 (2) Aring co = 1680 (1) Aring Vo = 3558 (3) Aring3 a aragonita su ao = 49597 (7) Aring bo = 7975 (1) Aring co = 57411 (7) Aring i Vo = 22709 (4) Aring3 Dobijeni kristalografski podaci odnosno na osnovu ao bo co i Vo utvrđeno je da do supstitucije Ca2+ u aragonitu jonima Pb2+ i Ba2+ nije došlo već je došlo do delimične supstitucije Ca2+ Sr2+-jonom Na osnovu sadržaja CaO (54836) i SrO (1495) određena je kristalohemijska formula aragonita (Ca1970 Sr0030)2000 (CO3)2000

Mg kalcit koji je u ravnoteži sa aragonitom pokazao je povećanje parametra ao i smanjenje parametara co i Vo u odnosu na standardne vrednosti kalcita Povećanje parametra ao i smanjenje parametara co uticalo je na osni odnos ca koji je takođe niži u odnosu na standardni Navedeni kristalografski parametari pokazali su da je došlo do značajne supstitucije Ca2+ jonima manjeg jonskog radijusa Ekstrapolacijom dijagrama zavisnosti sastava i kristalografskih parametara određen je sastav kalcita koji se sastoji od 4777

412

CaO 5285 MgO 1178 FeO 1110 MnO i 44657 CO2 Ispitivani kalcit pripada srednje magnezijskim kalcitima kristalohemijske formule (Ca1678 Mg0258 Fe0032Mn0031)1999 (CO3)1999 određene na bazi 6 atoma kiseonika Dobijeni sastav je pokazao da je u strukturi kalcita došlo do značajne supstitucije Ca2+ jonima Mg2+ Fe2+ Mn2+ a da do supstitucije Ca2+ jonima Pb2+ Sr2+ i Ba2+ nije došlo Na osnovu kristalografskih parametara i dobijenog sastava Mg kalcit i aragonit su nastali u mirnijim uslovima sedimentacije u poluzatvorenoj plitkovodnoj sredini na temperaturi između 60 i 100degC (ca 80degC) i pri niskom pritisku Na nižu temperaturu formiranja aragonita utiču rastvori koji sadrže sulfat ili male količine karbonata Sr ili Pb Karbonat Sr uticao na formiranje aragonita a ne kalcita Prisustvo Mg u kalcitu ukazuje da se rastvoru nalaze Mg soli u koje su potpomogle lučenje aragonita iz rastvora a Mg2+ je zamenio Ca2+ u strukturi kalcita Pošto je u karbonatnoj mešavini Mg kalcit u ravnoteži sa aragonitom bez i najmanje pojave dolomitizacije može se zaključiti da je pritisak bio niži i da se je kretao oko 1 kbara


5 Literatura [1] MBRajković MStojanović Determination of Heavy Metals in Drinking Water

Международный форум bdquoАналитика и аналитикиrdquo Воронеж 2-6 июня 2003 г КАТАЛОГ рефератов и статей том 1 4-C16 с 165


[3] VPMar tin DRXW in 14 a computer program A Graphical and Analytical Tool for Powder XDR Patterns University of Valence Faculty of Chemistry 1994Valenca Spain

[4] FBlanchard JCPDS 43-0697 Department Of Geology University of Florida Gainesville Florida USA ICDD Grant-in-Aid 1991

[5] LLYChang Subsolidus Phase Relations in the Systems BaCO3-SrCO3 SrCO3-CaCO3 and BaCO3-CaCO3 J Geol 73 (1965) 346-368

413

ABSTRACT

THE ANALYSIS OF SCALE ORIGINATED FROM DRINKING WATER BY X-RAY DIFFRACTION ANALYSIS

Miloš B RAJKOVIĆ 1 Zorica TOMIĆ2 Aleksandar ĐORĐEVIĆ3 and Časlav LAČNJEVAC4

Faculty of Agriculture Zemun Serbia 1)rajmiagrifacultybgacyu 2)ztomicbeotelyu 3)adjsoilseunetyu 4)lcajaagrifacultybgacyu

The X-ray diffractional analysis has been applied to determine the qualitative and semiquantitative composition of scale on the basis of which it has been found that it consists of 6692 of calcite and 3307 of aragonite The dimensions of unit cells of aragonite and Mg calcite have been calculated through which the chemical composition of the cells has been established and also the variation in dimension depending on the chemical composition has been studied Based on the obtained crystallographic data it has been found that the substitution of Ca2+ for Pb2+ and Ba2+ in aragonite did not occur but that the partial substitution of Ca2+ for Sr2+ took place On the basis of the CaO and SrO content the crystallochemical formula of aragonite (Ca1970 Sr0030)2000 (CO3)2000 has been determined Crystallographic parameters for Mg calcite have shown that the significant substitution of Ca2+ for ions of a smaller ionic radius has taken place and the calcite composition being of the crystallochemical formula (Ca1678 Mg0258 Fe0032 Mn0031)1999 (CO3)1999 has been determined The obtained composition has revealed that the considerable substitution of Ca2+ for Mg2+ Fe2+ and Mn2+ ions occurred in the calcite structure whereas the substitution of Ca2+ for Pb2+ Fe2+and Mn2+ ions did not happen On the basis of the crystallographic parameters and the obtained composition it has been concluded that Mg calcite and aragonite have been formed under smoother conditions of sedimentation in a semiclosed shallow water environment at temperature about 80degC and at low pressure Lower temperature of aragonite formation is influenced by solutions containing sulphates or small quantities of Sr or Pb carbonates SrCO3 has affected the forming of aragonite but not also the forming of calcite The presence of Mg in calcite indicates that the solution contains Mg salts that have supported the separation of aragonite and Mg2+ themselves have replaced Ca2+ in the calcite structure

414

415

JONIZUJUĆE ZRAČENJE I ZDRAVLJE ZAPOSLENIH

Milan PAVLOVIĆ Dubravka JOVIČIĆ Olivera MARINKOVIĆ Snežana MILAČIĆ

Institut za medicinu rada Beograd Srbija nosioc projekta

1 Uvod Zdravstveni radnici u Srbiji izloženi su otvorenim i zatvorenim izvorima

jonizujućih zračenja na radnim mestima u svojim ustanovama Cilj ovog istraživanja je procena nivoa zaštite i utvrđivanje zdravstvenog stanja zdravstvenih radnika eksponovanih jonizujućem zračenju

2 Metodologija Ispitano je 1000 zdravstvenih radnika eksponovanih otvorenim i zatvorenim izvorima

jonizujućeg zračenja Prosečan radni staž ispitanika iznosi 161plusmn1022 godine a ekspozicija jonizujućem zračenju 117plusmn963 godine

Ispitivanje je obuhvatilo - Personalnu TL dozimetriju - Fizički pregled i laboratorijske analize i - Citogenetske analize (biodozimetrija) Termoluminiscentni materijal apsorbuje energiju jonizujućih zračenja pri čemu

pobuđeni elektroni dospevaju u metastabilna energetska stanja iz kojih se mogu deekscitirati zagrevanjem do karakteristične temperature (300oC) Emitovani fotoni pripadaju delu vidljivog spektra i detektuju se pomoću dva fotomultiplikatora u kojima svetlosni signal proizvodi električni impuls Zagrevanje se odvija pravilno u vremenu (konstantna brzina rasta temperature) Dobijeni strujni impuls raspoređuje se sinhrono sa zagrevanjem u 200 kanala Tako se grafički može prikazati kriva isijanja termoluminiscentnog dozimetra (Slika 1)

Slika 1 Kriva isijanja jednog TLD

Granice doza prema važećim propisima definišu se za efektivnu dozu Ova veličina nije merljiva Ona se izračunava na osnovu merenja ličnih ekvavalenata doza Hp(10) i Hp(007) gde se oznake 10 i 007 odnose na dozu u tkivu na dubini od 10 mm odnosno 007 mm Ova metoda omogućava procenu efektivnih doza eksponovanih radnika

416

Citogenetskom metodom analizirane su nestabilne hromozomske aberacije na 200 razabranih prometafaznih figura

Za analizu eventualnih strukturnih hromozomskih aberacija (dicentrici acentrični fragmenti prstenasti hromozomi hromatidni i izohromatidni prekidi) kod ispitanika izloženih genotoksičnim agensima pregleda se 200 razabranih prometafaznih figura

U laboratoriji za radijacionu citogenetiku za procenu bioloških efekata eksponovanih ispitanika koristi se klasična citogenetska tehnika po standardnom protokolu (Tehnical reports 2001)

3 Rezultati i diaskusija Rezultati personalne dozimetrije za petogodišnji period dati su u tabeli 1 Period od pet

godina je izabran zbog Pravilnika o granicama izlaganja jonizujućim zračenjima Sl List SRJ broj 3298 u kome je definisana granica za lica profesionalno izložena jonizujućim zračenjima od 100 mSv za pet uzastopnih godina

Tabela 1 Pregled rezultata lične dozimetrije za period 2000-2004 godina Doze (mSv) 2000 2001 2002 2003 2004 ()

srednja 200 190 163 138 206 721 minimum 012 016 017 016 017 017 maksimum 910 1910 2094 736 1960 4129 Stdev 097 147 174 071 145 460 () Zbirna vrednost se odnosi na rezultate za pojedinačnog radnika u posmatranom

periodu Za ovu grupu radnika nisu konstatovana prekoračenja definisanih granica Rezultati fizičkog pregleda i laboratorijskih analiza prikazani su u tabelama 2-5

Tabela 2 Rezultati hematoloških i biohemijskih parametara u krvi ispitanika Parametri N Minimum Maksimum Srednja

vrednost Standardna deviajacija

Vrednost hemoglobina 1000 9000 17600 1345734 1308698 Broj eritrocita 1000 317 710 44916 46991 Hematokrit 1000 04 40800 11059 155075 MCV 1000 3800 10600 915583 52657 Broj leukocita 1000 350 1870 68258 18449 Broj trombocita 1000 11500 53500 2210633 463159 Broj retikulocita 1000 000 1800 01835 082064 Broj segmentovanih 1000 22 98 6087 06472 Broj eozinofila 1000 00 40 0237 02551 Broj monocita 1000 00 80 0356 05540 Broj limfocita 1000 15 70 3431 05815 Glukoza 1000 300 1420 53060 94685 Urea 1000 210 1660 52300 148800 Kreatinin 1000 5200 13300 834218 1332313

417

Bilirubin ukupni 1000 660 4230 182905 302050 Bilirubin direktni 1000 180 2300 69330 119746 Holesterol 1000 130 1680 56651 139681 Trigliceridi 06 1380 15665 117591 Serumsko gvoznje u krvi 618 110 4570 172155 651171 Transaminaza GOT 657 28 10700 192148 928283 Transaminaza GPT 651 500 13400 205105 1321080 Vrednost APL 1 7900 7900 790000

U morbiditetu zaposlenih u zoni zračenja na prvom mesu su poremećaj broja leukocita i to leukocitoza zatim leukopenija koji su izazvali privremenu radnu nesposobnost do 6 meseci obzirom da se radi o reverzibilnim promenama a zatim poremećaji metabolizma lipida i krvnog pritiska U 453 ispitanika broj eritrocita je normalan a u 52 je snižen dok je broj leikocita normalan u 913 a leukocitopenija je samo u 1 ispitanika dok je u ostalih 77 prisutna leukocitoza

Ocena radne sposobnosti (ORS) prikazana je u tabeli 3

Tabela 3 Ocena radne sposobnosti

Broj trombocita i granulocita opada sa dužinom ekspozicionog radnog staža (ERS) za plt 005 Ne postoji korelacija hromozomskih aberacija i broja krvnih celija

Osim u broju eritrocita i hemoglobina ne postoji razlika po polovima Stopa malignih tumora je bitno manja u izlozenih radnika nego u opštoj populaciji u

Srbiji Ovo se objašnjava mlađom starosnom strukturom ispitanika i ranim otkrivanjem bolesti kroz periodične preglede Blagovremeno otkrivanje i lečenje bolesti uz promenu radnog mesta u premanifestnom kliničkom stadijumu bitno je uticalo na razvoj bolesti kasnije ispoljavanje manifestne kliničke slike i dužinu preživljavanja Prosečan godišnji mortalitet je takodje značajno niži u odnosu na opštu populaciju

Tabela 4 Učestalost malignih tumora prema zanimanju Zanimanje Maligni tumori () Rtg Tehničar 4170 Viši rtg Tehn 1950 Radiolog 1950 Med Sestra 840 Laborant 280 Stomatolog 280 Spremačica 280 Pneumofiziolog 208 Ukupno 100

Ocena radne sposobnosti Procenat

sposoban za rad u zoni zracenja ndash SMP 927 nije sposoban za rad u zoni zracenja 39

privremeno nesposoban za rad u zoni zracenja 33

418

Medju zaposlenima u zoni zračenja najveća je učestalost tumora kod zaposlenih na

rendgenu posebno rendgen tehničara zatim radiologa i ostalih izloženih X zračenju

Tabela 5 Analiza biodozimetrijskog testa Broj

ispitanika Broj

ispitanika sa

dicentricima

Broj ispitanika

sa acentricnim fragmentim

a

Broj ispitanika

sa aberantnim

celijama

Broj ispitanika

sa hromatid-

nim prekidima

Broj ispitanika sa

izohromatidnim prekidima

Broj ispitanika

sa ring hromozo-

mima

725 106 161 155 158 138 94 Procenat 146 222 213 218 190 129

Iz tabele 5 vidi se da petina ispitanika 213 ima oštećene limfocite pod uticajem

jonizujućih zračenja Dve stotine ispitanika ima karakteristične promene za uticaj jonizujućih zračenja tj dicentrik i ring praćene acentricnim fragmentima ili 275 Očigledno je da se više različitih promena moglo naći u istom kariotipu jer je ukupan broj aberacija veći od broja oštećenih ćelija Ovakva pojava ukazuje na nestabilan kariotip i aproksimativno znači povećan rizik kancerogeneze a naročito imunodeficijentnih stanja koja bitno utiču na oboljevanje i otsustvo sa posla Medjutim kada se izračuna ukupan broj karakterističnih aberacija (dicentrik ring i acentricni fragment 361) na ukupan broj pregledanih kariotipova perifernih limfocita (145000) frekvenca je 00025 što odgovara izuzetno maloj apsorbovanoj dozi te je isključeno povećano ozračivanje radnika na radnom mestu Biodozimetrijski test je na nivou biomarkera koji sluzi da preventivno eliminise iz zone radioosetljive osobe kao i da privremeno eliminiše one radnike koji imaju hromozomske promene a koje su reverzibilne da ne bi došlo do kumulacije efekta i kasnih posledica Na preventivni znacaj ovih pregleda ukazuje i činjenica da je profesionalno oboljenje utvrdjeno samo kod 03 ispitanika dok je u 759 dijagnoza sine morbo profesionale Dijagnozu povećane ekspozicije (W88) ima 26 ispitanika u toku 2005 godine ili 36

Na osnovu TL dozimetrije prosečna zbirna vrednost doze za pojedinačnog radnika je 10 puta manja od maksimalno dopuštene (MDD) Biodozimetrija je potvrdila da nema prekoračenja prosečno apsorbovane doze Absorbovane doze merene biološkim efektom na hromozomima su ispod maksimalno dopuštenih Biodozimetrijski test je na nivou biomarkera i ima preventivni značaj ne može da posluži za egzaktnu procenu doze već samo kao marker ekspozicije

Srednje vrednosti broja krvnih ćelija su u fiziološkim granicama Promene u broju leukocita javljaju se sporadično i nisu statistički signifikantne Promene u broju eritrocita su signifikantne i zavise od pola ispitanika Najosetljivije ćelije krvi na hroničnu ekspoziciju su granulociti i trombociti jer imaju trend opadanja sa dužinom radnog staža Srednje vrednosti svih ispitivanih biohemijskih parametara u krvi su u okviru normalnih vrednosti Ekspozicija malim dozama zračenja u kontrolisanim profesionalnim uslovima nije dovela do oštećenja radioosetljivih tkiva Antioksidativna rezerva zdravih ispitanika bila je dovoljna da kompenzuje početna oštećenja

419

4 Zaključak Nije došlo do kumulacije efekata usled kontinuirane ekspozicije jer je ona po potrebi

smanjivana privremenim prekidom rada u zoni što je omogućilo reparaciju Najveći značaj za prevenciju oštećenja zdravlja imaju kontrolno ndash periodični pregledi svih lica koja su izložena povećanom radijacionom riziku usled rada sa radioaktivnim izvorima ili usled boravka na kontaminiranim prostorima

Dijagnozu povećane ekspozicije ima manje od 5 zaposlenih a manje od 1 godišnje dobije profesionalnu bolest Stopa malignih tumora je bitno manja u izlozenih radnika nego u opštoj populaciji u Srbiji

5 Literatura [1] Milačić S The Frequency of Chromosomal Lesiones and Damgaged Lymphocytes of

Workers Occupationally Exposed to x- rays Health Physics 2005 88(4) 334-339 [2] Milacic S Hromozomske aberacije kao biomarkeri ekspozicije jonizujucem zracenju

Acta Clinica 2005 5(1)64-71 Ed Micic D Published by Klinicki centar Srbije Beograd

ABSTRACT

IONIZING IRRADIATION AND HEALTH CONDITIONS OF OCCUPATIONAL EXPOSED WORKERS

Milan PAVLOVIĆ Dubravka JOVIČIĆ Olivera MARINKOVIĆ Snežana

MILAČIĆ Institute of Occupational Medicine Belgrade Serbia

Ionizing radiation can be the health risk in exposed workers and cause

different types of occupational diseases There is difference in number of blood cells and incidence of chromosomal aberrations There is no significant difference in biochemical parameters The incidence of the malignant diseases has remained the same

420

421

KATARAKTA U PROFESIONALNO IZLOŽENIH RADNIKA

Snežana MILAČIĆsup1 Dušan MIRKOVIĆsup1 i Dragana VOJNOVIĆsup1 sup1Institut za medicinu rada Medicinski fakultet Beograd Srbija

e-mail mmashabeotelnet

1 Uvod Fizički agensi koji mogu da izazovu kataraktu su infracrveno ultravioletno i

mikrotalasno nejonizujuće zračenje električna struja i jonizujuće zračenje Najveća opasnost za očno sočivo su X-zraci Dokazano je da su promene u očnom sočivu proporcionalne dozi Profesionalna radijaciona katarakta se javlja kao presenilna ndash prevremena katarakta ili u sklopu hroničnog radijacionog sindroma posle dugogodišnje dokazane profesionalne ekspozicije jonizujućem zračenju ili u akcidentu ndash havarijama kao neposredna posledica velikih doza a najmanje 150mSv (radijaciona povreda ili akutni radijacioni sindrom) I inače se katarakta retko javlja kao izolovano oboljenje tj kao presenilna katarakta Ona je sa naslednom hereditarnom genezom ili u sklopu pojedinih sindroma Takodje ni svi izloženi radnici sa povećanom apsorbovanom dozom ndash frekvencom hromozomskih aberacijane dobijaju radijacionu kataraktu Uporedjeni su medjusobno zdravstveni radnici u kojih se razvila katarakta u zoni i van zone zračenja sa ciljem da se proceni uticaj malih doza na pojavu katarakte Ispitivanjem je obuhvaćeno 3240 zdravstvenih radnika u Medicinskim centrima u Srbiji u periodu 1992-2002 godine Analizirani su činioci koji mogu da utiču na pojavu katarakte očnog sočiva starostno doba pol zanimanje ekspozicioni radni staž metabolički poremećaji (glikemija) kardiovaskularna oboljenja (povišen krvni pritisak i srčana oboljenja ndash aritmije) i sl Radijaciona katarakta najčešće počinje subkapsularno na zadnjem polu sočiva Početna zamućenja nastaju zbog migracije epitelnih ćelija u taj predeo (slika 1)

Slika 1 Zamućenje sočiva izazvano zračenjem

2 Metodologija U zoni jonizujućih zračenja zaposleno je 1560 a van zone 1680 zdravstvenih radnika

raznih zanimanja starosti i pola Procenat pušača je približno isti u obe grupe (31 33) Uporedili smo 3 grupe ispitanika

422

Zdravstvene radnike u zoni jonizujućih zračenja koji su u toku radnog staža dobili kataraktu očnog sočiva a dozimetrijom (ni personalnom ndash TLD ni biodozimetrijom ndash hromozomske aberacije) nije ustanovljena povećana apsorbovana doza En=115

Zdravstvene radnike u zoni jonizujućih zračenja koji su imali povećanu učestalost hromozomskih aberacija (pozitivan biodozimetrijski test) a nisu oboleli od katarakte ECn=100

Zdravstvene radnike koji su u toku radnog staža dobili kataraktu očnog sočiva a ne rade u zoni jonizujućih zračenja Cn=26

Ispitanici grupe E i grupe EC (radiolozi radiološki tehničari medicinske sestre laboranti anesteziolozi i ostali lekari i tehničari) rade na rendgen dijagnostici radioterapiji u nuklearnoj medicini i u interventnoj radiologiji Izloženi su x gamma i szlig zračenju Ekvivalentna doza na radnom mestu je od 05microSvh do 8microSvh i 041Bq100cmsup2 - 330 Bq100cmsup2 na radnim površinama a ekspoziciona doza u vazduhu je na nivou prirodnog fona Apsorbovana doza na telo ispitanika merena je termoluminiscentnim ličnim dozimetrima (TLD) koji su nošeni tokom cele radne smene u zoni zračenja ispod zaštitne odeće i očitavani mesečno Doze su prikazane kao godišnji ili petogodišnji ekvivalent apsorbovanoj dozi u milisivertima (mSv)Kod svih izloženih ispitanika (koji su oboleli i koji nisu oboleli od katarakte) uradjena je analiza hromozomskih aberacija kao biomarkera ekspozicije i efekta (biodozimetrija) u limfocitima krvi i izračunata frekvenca na 200 mitozaKontrolnu grupu C sačinjavaju lekari medicinski tehničari medicinske sestre i laboranti na radnim mestima van zone jonizujućih zračenja

3 Statistička analiza Doze sa TL dozimetara testirane su studentovim t-testom Razlika učestalosti promena na hromozomima prikazana je logaritamskom funkcijom

Poissonove regresije uz confidencu 95 Korelacije su ukazale na značajnost medjusobne povezanosti ispitivanih parametara Značajnost razlike parametara koji su distribuirani po normalnoj raspodeli testirana je t-testom a uticaj ispitivanih kofaktora na pojavu katarakte Hi-kvadrat testom

4 Rezultati Godišnja doza (TLD) u grupi E je od 052 do 1097 prosečno159plusmn130mSv1g a

petogodišnja od 264 do 4810 prosečno 758plusmn478mSv5g U grupi EC takodje je prisutan veliki raspon izmedju minimalnih i maksimalnih doza uz visoku standardnu devijaciju (SD) ali se srednje vrednosti ne razlikuju signifikantno (163plusmn145mSv1g 8 plusmn mSv5g) Po poissonovoj regresionoj logaritamskoj funkciji (cofidenca 95) razlika učestalosti promena na hromozomima kreće se u signifikantno različitim intervalima Ispitanici grupa E i EC ne pripadaju istom skupu tj učestalost hromozomskih aberacija je veća u grupi EC plt001 Na osnovu biomarkera najveći rizik radijacionog oštećenja ima grupa EC Medjutim u ovoj tako odabranoj grupi nema pojave katarakte U grupi C nisu prisutne aberacije već samo nespecifične lezije tipa hromatidnog prekida Postoji visoko statistički značajna razlika u prisustvu katarakte izmedju ispitivanih grupa U grupi E značajno je češća pojava katarakte χsup2=6592 plt001 Incidenca odnosno stopa1000000 (average per year on 1000000 persons) je 1 dok u grupi C (kontrola) iznosi 02 Radijacioni rizik je veći u zdravstvenih radnika u zoni u odnosu na ostale relativni rizik - RR je 5

423

Tabela 1Godine starosti zdravstvenih radnika sa kataraktom

Tabela 2 Pol zdravstvenih radnika sa kataraktom

Izloženi radnici (grupa E) su u kasnijem ndash starijem dobu razvili kataraktu (tabela 1)

Zračenje nije imalo uticaja Zračenje je možda imalo uticaja na distribuciju po polu žene oboljevaju češće kada su u zoni (tabela 2) Izloženi radnici sa i bez katarakte(grupe E i EC) ne razlikuju se po polu ali se razlikuju osim po godinama starosti i po dužini ekspozicije (ERS) Oni koji su razvili kataraktu bili su stariji sa dužom ekspozicijom tj radnim stažom u zoni ndash ERS (tabela 3)

Tabela 3 Dužina ekspozicije u izloženih radnika

Tabela 4 Glikemija u izloženih radnika

Povišen šećer u krvi u većem procentu imali su zdravstveni radnici u zoni koji su razvili

kataraktu (tabela 4)

Grupe

N

Godine starosti X plusmnSD

E 115 4635 plusmn 978

C 26 4030 plusmn1219

t-test p=

271 001

Grupe

N

Pol Muški Ženski

N N E 115 59 513 56 487 C 26 19 731 7 269

χsup2-test p=

407 001lt004lt005

Grup

a

N

ERS Godine ( X plusmn SD)

E 115 1686 plusmn 959 EC 100 1422 plusmn 837

t-test plt005

213 003

Grupa

N

Glukoza u krvi (mmolL) lt 61 Povišena

N N E 115 87 757 28 243

EC 100 90 900 10 100 χ 2 ndashtest p = 001

757 001

63

15 10

1 0 3 0

3 1

2

3

4

5

6

7

rendgen tehničarradiolog pneumoftiziolog zapu nuklmedicinistomrtehničar medsestra anesteziolo

g ostali

Grafikon 1 Učestalost katarakte kod izloženih ispitanika prema zanimanju

424

5 Diskusija i zaključak Male doze nisu uzrok profesionalne radijacione katarakte kao samostalne profesionalne

bolesti Na njenu pojavu su uticale godine starosti i dužina ekspozicionog radnog staža više nego apsorbovana doza Od ostalih faktora koji doprinose riziku katarakteosim jonizujućeg zračenja povišen šećer u krvi imao je uticaja U okviru malih doza pojava ne zavisi od radijacije čak ni onda kada su biomarkeri ekspozicije radijaciji pozitivni Izuzetak su posebno radioosetljive osobe u kojih se može javiti i posle manje ekspozicije kao stohastički efekat usled poremećaja u epitelnim ćelijama oko sočiva a koje inače održavaju njegovu providnost Korelacija pojave katarakte sa godinama starosti izloženih radnika ponaša se kao sinusoida sa pikom u 50oj godini posle kojih opada sa starošću U opštoj populaciji ova je korelacija linearna sa godinama života Prema zanimanju 635 su rendgen tehničari a 21 od njih već nakon 10godina na rendgenu dobija zamućenje očnog sočiva

X zračenje kod rendgen tehičara može biti značajan kofaktor za nastanak katarakte To je bolest u vezi sa radom i može uz druga oštećenja doprineti dijagnozi hroničnog radijaciong sindroma kao profesionalne bolesti

6 Literatura [1] Worgul BV Radiation cataract a stochastic expression of genotoxic Damage Eye Ra-

diation and Environmental Research Laboratory Columbia University New York US 1996 (dostupno na httpwwwjinrru~drrr Timofeeffconferenceradbioworgulhtm

[2] WHO (World Health Organiztion) Library Cataloguing in Publication Data Management of cataract in primary health care services- 2nd ed ISBN 92 4 154499 6 Geneva 1996 1-3

ABSTRACT

THE CATARACT IN OCCUPATIONAL EXPOSED WORKERS Snežana MILAČIĆsup1 Dušan MIRKOVIĆsup1 i Dragana VOJNOVIĆsup1 sup1Institution of Occupational Health Medical Faculty Belgrade Serbia


Purpose aim of the study is determination of criteria for recognition of a presenile cataract as a profesional disease in healthcare personnel exposed to small doses of ionizing radiation Presenile cataract was most frequently detected in the roentgen technicians being exposed to x ray over 10 years Exposed medical workers have been developed lens cataract significantly deference from other examinated group of medical workers depends on ago sex duration of exposure endocrino-metabolic conditions

425

GRANULOCITNI ENZIMI KAO BIOMARKERI RADIOTOKSIČNOSTI U IZLOŽENIH RADNIKA

Snežana MILAČIĆ Dubravka JOVIČIĆ Irena TANASKOVIĆ Olivera MARINKOVIĆ

Institut za medicinu rada Medicinski fakultet Beograd Deligradska 29 Srbija

1 Uvod Radiotoksičnost zavisi osim od hemijske toksičnosti i od doze radioaktivnosti unete u

organizam pacijenata ili dospelih u telo zaposlenih pri profesionalnoj kontaminaciji Senzitivni marker patoloških promena su hromozomske aberacije Enzimi su takodje osetljiv indikator toksičnih efekata u humanoj ćeliji Merenje aktivnosti leukocitnih enzima moglo bi da ukaže na efekte malih doza pre pojave radijacione lezije Regulacija aktivnosti alkalne fosfataze (APL) i mijeloperoksidaze (MPO) u neutrofilnim granulocitima je povezana sa ekspresijom gena na hromozomima 22 i 17 odnosno inhibicija enzima APL zbog translokacije t 9 22 (Filadelfija hromozom ndash mijeloidna leukemija) i MPO zbog t 15 17 (promijelocitna leukemija) može rano da ukaže na maligno oboljenje kada još nema leukemijskih blasta u perifernoj krvi

2 Metodologija Korišćene su semikvantitativne citohemijske metode za merenje aktivnosti enzima a

vrednosti prikazane u internacionalnim jedinicama (IU) Takodje metoda je uporedjena sa analizom frekvence hromozomskih aberacija kao kompletnim biomarkerima Ekvivalentne doze u mSv merene su personalnim termoluminiscentnim dozimetrima (TLD) Kao biomarker ekspozicije merena je radioaktivnost urina gamaspektrometrijski Ispitanike su činili zaposleni u nuklearnoj medicini koji rukuju sa radioaktivnim jodom i tehnecijumom Kontrolnu grupu činili su zaposleni stanovnici sa istog terena

3 Rezultati Izloženi radnici su kontaminirani na radnim mestima (radiojod i tehnecijum) u odnosu

na kontrolu dok u pogledu kontaminacije iz okolne sredine ( radioaktivni cezijum) nema signifikantne razlike ma da su aktivnosti ispod godišnje granice unošenja (GGU) za profesionalno izložena lica (tabela 1)Gamaspektrometrija nije ukazala na povećanu ekspoziciju TL-dozimetrija nije pokazala povećane ekvivalentne doze za profesionalno izložena lica Ipak radnici sa dužim ekspozicionim stažom imali su hromozomske aberacije u limfocitima tj pozitivne kompletne biomarkere jonizujućeg zračenja (tabela 2) Broj leukocita je različit neutrofili su sniženi a eozinofili povišeni u izloženih radnika (tabela 3)

426

Tabela 1 Radioaktivnost (gama) urina

Tabela 2 Vreme ekspozicije i ekvivalentna doza u radnika

nuklearne medicine sa i bez hromozomskih aberacija

Tabela 3 Broj leukocita u izložene i kontrolne grupe Grupe N Le NphG RG Ly EoG BsG Mo

Mean X109l SD Izložena 74 5815 3511 004700

1 200059 020015 0013

007 018015

Kontrolna 52 6512 4110 0009001

211047 008004 0001001

019013

T -232 -296 096 -115 514 183 -033 P 0022

lt005 0003 lt001

033 024 00001 lt001

006 073

Ovakva promena u leukocitnoj formuli u korelaciji je sa radnim stažom posebno u

pogledu eozinofilne grane granulocita (tabela 4 5) Ovu promenu broja a pogotovo pojavu hromozomskih aberacija prate promene aktivnosti oba ispitivana enzima koja su signifikantno snižena u eksponovanih radnika u odnosu na kontrolu Medjutim kada se uporedi njihova aktivnost u izloženih sa i bez hromozomskih aberacija uočava se da su enzimi inhibirani u ispitanika sa aberacijama dok su srednje vrednosti u ostalih približne onima u kontroli (tabela 6) U pacijenata koji su primili 019mSv radi scintigrafije štitne žljezdenije bilo promena u krvi pre i posle aplikacije joda

Grupe N RN sa radnog mesta(Bql) RN iz vode i hrane(Bql) Izložena 74 120-2870 1122 029-080 058

Kontrolna 52 0-001 0001 010-090 066

Sig plt00001 pgt005

Grupe radnika Nuklearne med

N God (ERS) mSv (TLD) Mean SD

Izloženi sa hromaber 31 1283plusmn911 138065 Izloženi bez hromaber 43 772771 110073

T 244 170 P 0017lt005 009

427

Tabela 4 Leukociti u radnika nuklearne medicine tokom profesionalne ekspozicije

Tabela 5 Korelacija enzimske aktivnosti (APL MPO) i broja leukocitnih ćelija

(NphG EoG Ly) sa ekspozicionimradnim stažom (ERS)

Correlations ERS

APL MPO NphG EoG Ly Mean rank (IU) Mean x109l cells

Koeficient Eksponovani -03093 -03466 -01679 02740 -00093 Eksponovani sa ha -01265 -02821 -01448 05106 -00941

Signif

Eksponovani 0007lt001 0002lt001 0152 0018lt005 0937 Eksponovani sa ha 0497 0124 0436 0003lt001 0615

Tabela 6 Leukocitni enzimi u ispitivanim grupama

4 Diskusija i zaključak Samo kompletni biomarkeri kao što su hromozomske aberacije mogu da ukažu na povećanu kumulaciju malih doza usled eksterne I interne profesionalne ekspozicije i na povećan relativni rizik Ispitanici sa pozitivnim biodozimetrijskim nalazon u limfocitima imali su I snižene enzime u granulocitima Metoda odredjivanja skora enzima je validna za monitoring jonizujućih zračenja jer u potpunosti prati nalaz o apsorbovanoj dozi na osnovu biološkog efekta Jednokratno aplikovana(primenjena) mala doza u dijagnostičke svrhe nije dala efekat ni u limfocitima ni u granulocitima Kada su u pitanju male doze faktor vremena kontinuirana ili intermitentna apsorpcija kroz duži vremenski period i mogućnost

E N ERS God

TLD mSv SD

Lemiddot109l SD

NphGmiddot109l SD

RGmiddot109l mean

Lymiddot109l SD

EoGmiddot109l M SD

BsGmiddot109l

Mean Momiddot109

l mean E1 3

5 1-5 083038 620153 3810 009 2006 01401 0014 023

E2 19

6-15 172065 538146 3010 002 1905 02601 0013 014

E3 20

16-30

144083 581149 3411 001 2005 02501 0011 015

E1-E2 t-test p 00001lt001 0063 0013lt005 056 075 0010=001 091 010 E2-E3 t-test p 025 037 030 024 075 093 086 093 E1-E3 t-test p 00006lt001 036 019 047 099 0004lt001 082 016

Ispitivane grupe N APL - scor (IU) MPO scor (IU)

Mean rank Z Sig Mean rank Z Sig

Eksponovani radnici E 74 3699 415 00001 plt001

9849 488 00001 plt001 Kontrola 52 5431 14402

E sa ha 31 1881 555 00001 plt001

7013 379 00001 plt001 E bez ha 43 5009 11893

Pacijenti pre RN 31 5416 045 065 pgt005

15054 009 092 pgt005 Pacijenti posle RN 31 5370 15041

428

kumulacije efekata je svakako presudna za radijacioni rizik i nastanak profesionalnih hroničnih bolesti

5 Literatura [1] Milačić S Analysis of workers in nuclear medicine Periodicum Biologorum 1989

91(4) 417-418 [2] Milacic S The Frequency of Chromosomal Lesiones and Damgaged Lymphocytes of

Workers Occupationally Exposed to x- rays Health Physics 2005 88(4) 334-339 [3] Milačić S ldquoCytological and cytochemical changes of leukocytes due to the internal

radioactive contamination of human body (Dissertation) University of Belgrade Medical Faculty 1992

[4] Milačić S Changes in Leukocytes Caused by Tritium Contamination Health Physics 2004 86(5)457-459

[5] Milačić S Response to Whitman In Correspondence Health Physics 200589(4)393-394

[6] Milačić S Enzymatic activity (MPO-Myeloperoxidase) in granulocytes in coloured blood smears Health Physics Society Journal 2004 86(5) 1 (covered)

ABSTRACT

GRANULOCYTES ENZYMES AS A BIOMARKER OF RADIOTOXICITY IN EXPOSED WORKERS


Institute of Occupational Medicine Belgrade Serbia

When radionuclide reaches the organism it causes internal irradiation and the lesions may be long lasting in various tissues Enzymes in leukocytes will be used as a biomarkers of contamination with radio-nuclide in nuclear medicine workers

The analysed group had been consisted of 74 workers exposed to radioactive isotopes J 131 and mTc 99 in nuclear medicine Duration of occupational exposure (DOE) varied so the groups with DOE of 1-5 6-15 and 16-30 years were compared to one another The control group consisted of 52 subjects exposed to radionuclides (Cs137) from environmental

Alkaline phosphatases and myeloperoxidase activity were inhibited in the granulocytes The neutrophilic granulocytes count was lower while the number of eosinophils was higher

429

Index autora

430

431

I N D E X A U T O R A

AĐIĆ Oto 153 AJTIĆ Jelena 73 ALIGRUDIĆ Irena 143 195 ANĐELIĆ Tomislav 319 357 ANTOVIĆ Nevenka 143 195 319 ARANĐIĆ Danijela 165 331 387 ARSENOVIĆ Dušan 239 AVRAMOVIĆ Ivana 227 283 BANJANAC Radomir 77 109 BENDERAĆ Radoman 399 405 BERIŠAJ Bernard 319 BIKIT Ištvan 53 351 BUKVIĆ Nenad 267 ČELEKETIĆ Dušica 177 ČELIKOVIĆ Igor 93 99 CIRAJ-BJELAC Olivera 147 165 189 221 387 ČIVČIĆ Milorad 375 ČUČULOVIĆ Ana 33 ČUKNIĆ Olivera 169 177 385 DAVIDOVIĆ Dragomir 239 DEMAJO Aleksandar 93 99 DIMITRIĆ Dragan 313 317 DIMOVIĆ Slavko 289 ĐOKIĆ Divna 135 ĐORĐEVIĆ Aleksandar 409 DRAGIĆ Aleksandar 77 109 DRAGOVIĆ Snežana 29 33 63 DRAKULIĆ Danijela 267 DRAKULIĆ Dunja 273 ĐURAŠEVIĆ Mirjana 99 309 ĐURIĆ Jovanka 169 177 385 EREMIĆ-SAVKOVIĆ Maja 23 49 69 345 FILIPOVIĆ Dušan 109 FORKAPIĆ Sofija 53 77 351 FUJIMOTO Kenzo 93 GRABEŽ Bojana 77 109 GRŠIĆ Zoran 105 GRUBIŠIĆ Mirko 17 59

432

HAN Ruben 159 HORVAT Anica 273 ILEŠ Deana 59 ILIĆ Radovan 233 245 ILIĆ Želmira 169 177 183 385 JABLANOVIĆ Dragoslav 147 JANKOVIĆ Drina 135 JANKOVIĆ Marija 105 JANKOVIĆ-MANDIĆ Ljiljana 63 115 JAVORINA Ljiljana 23 49 69 345 JOKOVIĆ Dejan 77 109 JOKSIĆ Gordana 169 177 277 JOVANČEVIĆ Nikola 351 JOVIČIĆ Dubravka 261 267 415 425 KALJEVIĆ Jelica 177 233 KANDIĆ Aleksandar 99 309 KARTALOVIĆ N 363 366 KINOVA Lidia 9 KOLARŽ Predrag 109 KONSTANTINOVIĆ Jasmina 169 KOŠUTIĆ Duško 147 189 221 KOVAČEVIĆ Dragana 59 KOVAČEVIĆ Milojko 221 KOVAČEVIĆ Radomir 261 267 KRMAR Miodrag 53 325 KRSTIĆ Dragana 215 LAČNJEVAC Časlav 409 LAZAREVIĆ Đorđe 165 227 331 387 LESKOVAC Andreja 201 277 LJUBENOV Vladan 245 253 299 LONČAR Boris 227 363 366 LUČIĆ Miloš 153 MAKSIN Tatjana 135 MARINKOVIĆ Olivera 367 415 425 MARINKOVIĆ Predrag 233 MARKOVIĆ Biljana 375 MARKOVIĆ Srpko 245 249 253 393 MARKOVIĆ Vladimir 209 MARKOVIĆ Željko 153 375 MILAČIĆ Snežana 121 177 261 267 415 421 425 MILANOVIĆ Svetlana 169 177 183 385 MILJEVIĆ Nada 105 MILOŠEVIĆ Maja 273 MILOŠEVIĆ Zoran 309 MIRKOVIĆ Dušan 421 MITROVIĆ Radoslav 129

433

MOMČILOVIĆ Milan 29 33 MRAOVIĆ Tatjana 115 MRĐA Dušan 53 351 NIKEZIĆ Dragoslav 87 209 215 NIKOLIĆ Dragana 299 NIKOLIĆ Nadežda 159 NIŠEVIĆ Gordan 313 317 NOVKOVIĆ Dušan 309 ORLIĆ Milan 159 OSMOKROVIĆ Predrag 227 337 363 PANIĆ Bratimir 77 PANTELIĆ Gordana 17 23 37 49 69 345 367 PAVLOVIĆ Milan 261 415 PERIŠIĆ Jasmina 169 177 385 PEŠIĆ Milan 299 PETROVIĆ Djokica 159 PETROVIĆ Sandra 201 277 PLEĆAŠ Ilija 289 POPOVIĆ Dragana 73 PRODANOVIĆ Tijana 351 PRVULOVIĆ Mladen 153 RAIČEVIĆ Slavica 295 RAJKOVIĆ Miloš 37 409 RAKIĆ Boban 261 267 SEMNIC Robert 153 SIMOVIĆ Rodoljub 245 249 253 ŠIPKA Vojislava 105 SLIVKA Jaroslav 53 ŠLJIVIĆ Marija 289 295 SMIČIKLAS Ivana 289 295 ŠOTIĆ Obrad 299 SPASOJEVIĆ TIŠMA Vera 169 177 183 385 STANIŠIĆ Slaviša 393 STANKOVIĆ Koviljka 165 331 387 STANKOVIĆ Miroslava 201 STANKOVIĆ Srboljub 227 233 239 363 366 387 STANOJEVIĆ Ivana 273 STEVANOVIĆ Dragi 17 STEVANOVIĆ Milena 267 STOJANOVIĆ Mirjana 17 37 59 ŠVELJO Olivera 153 SVRKOTA Nikola 319 357 TANASKOVIĆ Irena 23 49 69 345 425 TIŠMA Jelena 177 TODOROVIĆ Dragana 73 105 TODOROVIĆ Nataša 53 351

434

TODOROVIĆ Slavko 405 TOMIĆ Zorica 409 TOMMASINO Luigi 93 TORBICA Nikola 43 UDOVIČIĆ Vladimir 77 109 UJIĆ Predrag 93 99 UROSEVIĆ Vlade 87 VESKOVIĆ Miroslav 53 351 VIĆENTIJEVIĆ Mihajlo 129 VITOROVIĆ Gordana 69 129 VOJNOVIĆ Dragana 421 VUČIĆ Dušica 83 VUČINA Jurij 159 VUJISIĆ M 363 366 VUKANAC Ivana 99 309 VUKANIĆ Jovan 239 VUKČEVIĆ Mladen 169 VUKIĆ Vladimir 337 VUKOTIĆ Perko 319 357 VUKOV Tanja 267 VULETIĆ Vedrana 17 23 43 49 69 345 VULEVIĆ Branislav 393 VULOVIĆ Snežana 87 ZEKIĆ Ranko 319 357 ŽIŽIĆ Ranka 357 ŽUNIĆ Zora 93 99

435

Sadržaj

436

437

SADRŽAJ RADIOEKOLOGIJA 7

MEASUREMENTS OF RADIOACTIVITY AND QUALITY ASSURANCE 9 UTICAJ DUGOGODIŠNJEG ĐUBRENJA NA RADIOAKTIVNOST ZEMLJIŠTA 17 ПРАЋЕЊЕ АКТИВНОСТИ 137CS И 90SR У ЗЕМЉИШТУ НА ТЕРИТИРИЈИ

БЕOГРАДА ОД 2003 ДО 2006 ГОДИНЕ 23 RADIOAKTIVNOST ZEMLJIŠTA SEVEROZAPADNOG DELA STARE

PLANINE 29 PROCENA RADIJACIONOG OPTEREĆENJA MAHOVINA BEOGRADA I

OKOLINE 33 ODREĐIVANJE RADIOAKTIVNIH ELEMENATA U VODI ZA PIĆE

METODOM INDIREKTNE ANALIZE NA OSNOVU ISPITIVANJA SASTAVA KAMENCA 37

DUGOROČNE POSLEDICE RADIOAKTIVNE KONTAMINACIJE U ŽIVOTNOJ SREDINI 43

УКУПНА БЕТА АКТИВНОСТ УЗОРАКА ИЗ ДУНАВА У 2006 ГОДИНИ 49 ISPITIVANJE SADRŽAJA RADIONUKLIDA U ZEMLJIŠTU I SADRŽAJA 210PB

U LIŠĆU NOVOSADSKIH PARKOVA 53 REMEDIJACIJA ZEMLJIŠTA SRBIJE KONTAMINIRANIH URANIJUMOM 59 RADIJACIONI RIZIK USLED TERESTRIČKOG IZLAGANJA ZA

STANOVNIŠTVO GRADOVA SRBIJE 63 AKTИВНОСТ Cs137 У ЉУДСКОЈ И СТОЧНОЈ ХРАНИ У РЕГИОНУ

ВОЈВОДИНЕ У ПЕРИОДУ ОД 2001 ДО 2005 ГОД 69 MAHOVINE KAO INDIKATORI ZAGADJENJA VAZDUHA U URBANIM

SREDINAMA 73 VARIJACIJA KONCENTRACIJE AKTIVNOSTI RADONA U NISKOFONSKOJ

PODZEMNOJ LABORATORIJI U BEOGRADU 77 RADIOAKTIVNE KARAKTERISTIKE UVOZNIH GRANITA I MERMERA 83 SIMULACIJA RASPODELE KONCENTRACIJE TORONA I RADONA

UNUTAR ZATVORENE PROSTORIJE 87 OPTIMIZACIJA MERENJA POVEĆANE KONCENTRACIJE RADONA

METODOM ELEKTROHEMIJSKOG RAZVIJANJA TRAG DETEKTORA 93 МЕРЕЊЕ БРЗИНЕ ЕКСХАЛАЦИЈЕ РАДОНА ИЗ ГРАЂЕВИНСКИХ

МАТЕРИЈАЛА МЕТОДОМ ЗАТВОРЕНЕ КОМОРЕ 99 SADRŽAJ TRITIUMA U VAZDUHU HALE REAKTORA RA U INSTITUTU

VINČA 105 KORELACIJA KONCENTRACIJE ATMOSFERSKIH BRZIH JONA I

AKTIVNOSTI RADONA U ZATVORENIM PROSTORIJAMA 109 RADIONUKLIDI U KAFI KAKAU I ČOKOLADI U SRBIJI U TOKU 2006-2007

GODINE 115

438

RADIOTOKSIKOLOGIJA 119

KANCEROGENEZA I PATOFIZIOLOGIJA PROFESIONALNIH BOLESTI 121 EFIKASNOST AFCF POSLE VIŠEKRATNE KONTAMINACIJE FAZANA 137CS 129 UTICAJ CITOSTATIKA NA BIOLOŠKO PONAŠANJE 99MTC-

RADIOFARMACEUTIKA ndash ASPEKT ZAŠTITE 135

ZAŠTITA OD ZRAČENJA U MEDICINI 141

ZAŠTITA OD ZRAČENJA U ODJELJENJU NUKLEARNE MEDICINE U KLINIČKOM CENTRU CRNE GORE 143

ANALOGNI I DIGITALNI RADIOGRAFSKI SISTEMI EVALUACIJA PACIJENTNIH DOZA U RADIOGRAFIJI 147

MOGUĆNOSTI SMANJENJA PACIJENTNE DOZE KOD KOMPJUTERIZOVANE TOMOGRAFIJE 153

PROIZVODNJA I PRIMENA RADIONUKLIDA I ZAŠTITA OD ZRAČENJA 159 PROCJENA IZLOŽENOSTI PACIJENATA PRI RADIOGRAFSKIM

PROCEDURAMA U DIJAGNOSTIČKOJ RADIOLOGIJI 165 PRIKAZ REŠAVANJA VANREDNOG DOGAĐAJA U ODELJENJU

BRAHITERAPIJE U JEDNOM CENTRU ZA ONKOLOGIJU I RADIOLOGIJU U SRBIJI 169

UČESTALOST HROMOZOMSKIH ABERACIJA KOD RADNIKA PRI RADU SA RAZLIČITIM IZVORIMA JONIZUJUĆIH ZRAČENJA 177

MESTO I ULOGA HRONIČNOG STRESA U PROCENI RIZIKA RADNOG MESTA I RADNE SREDINE KOD LICA PROFESIONALNO IZLOŽENIH JONIZUJUĆIM ZRAČENJIMA 183

PROCENA IZLAGANJA PROFESIONALNO IZLOŽENIH LICA U RENDGEN DIJAGNOSTICI I KORELACIJA SA ZAKLJUČCIMA PERIODIČNIH ZDRAVSTVENIH PREGLEDA 189

PROCJENA INTERNIH DOZA ZRAČENJA U PRVIM DINAMIČKIM STUDIJAMA BUBREGA POMOĆU GAMA KAMERE U KLINIČKOM CENTRU CRNE GORE ndash PODGORICA 195

ANTIOKSIDATIVNA AKTIVNOST FLAVONOIDA (PROCIJANIDOLA KVERCETINA KEMFEROLA I LUTEOLINA) U HUMANIM LIMFOCITIMA OZRAČENIM IN VITRO 201

DOZIMETRIJA 207

ABSORBOVANA FRAKCIJA ELEKTRONA U LJUDSKOM RESPIRATORNOM TRAKTU 209

PRORAČUN EFEKTIVNE DOZE ORNL FANTOMA U ZATVORENOJ PROSTORIJI OD PRIRODNIH RADIONUKLIDA U GRADJEVINSKIM MATERIJALIMA 215

INCIDENT SA IZGUBLJENIM IZVOROM JONIZUJUĆEH ZRAČENJA U VOZILU ZA PREVOZ OPREME I FILMSKE EKIPE STUDIJA SLUČAJA 221

KEMPBELOV MSV METOD MERENJA U MEŠOVITOM POLJU 252CF MODERIRANOG TEŠKOM VODOM 227

439

PRIMENA VIRTUELNG VOKSELA PRI UPOTREBI CT PODATAKA U MODELOVANJU TRAJEKTORIJE ČESTICE TEHNIKAMA MNTE KARLO 233

TEORIJA REFLEKSIJE RENDGENSKIH ZRAKA KORIŠĆENIH U INDUSTRIJI I MEDICINI 239

TOTALNI BROJNI ALBEDO NISKOENERGETSKIH FOTONA 245 NISKOENERGETSKA APROKSIMACIJA K-N-T FORMULE 249 O SREDNJEM KOSINUSU POLARNOG UGLA FOTONA REFLEKTOVANIH

OD VODE 253

RADIOBIOLOGIJA 259

BIODOZIMETRIJSKI TEST U RUTINSKOJ PRAKSI PERIODIČNIH PREGLEDA 261 PREVREMENA CENTROMERNA SEGREGACIJA U LICA IZLOŽENIH

JONIZUJUĆEM ZRAČENJU 267 EFEKAT JONIZUJUĆEG ZRAČENJA NA MODULACIJU PURINERGIČKE

SIGNALIZACIJE U NERVNIM ĆELIJAMA MOZGA PACOVA 273 KINETIKA REPERA DVOLANČANIH PREKIDA DNK U HUMNAIM

FIBROBLASTIMA MERENA Γ-H2AX ANTITELOM 277

RADIOAKTIVNI OTPAD 281

UPRAVLJANJE RADIOAKTIVNIM OTPADOM U CENTRU ZA NUKLEARNE TEHNOLOGIJE I ISTRAŽIVANJA INSTITUTA VINČA 283

ISPITIVANJE MOGUĆNOSTI UPOTREBE SORBENTA KOŠTANOG POREKLA U IMOBILIZACIJI SR2+ JONA IZ VODENIH RASTVORA 289

DESORPCIJA JONA STRONCIJUMA SA HIDROKSIAPATITA UTICAJ pH I KONCENTRACIJE KOMPETITIVNOG KATJONA 295

PRIPREMNE AKTIVNOSTI ZA UKLANJANJE ISLUŽENOG GORIVA I ZA DEKOMISIJU REAKTORA RA 299

MERNA INSTRUMENTACIJA 307

MEĐUNARODNE INTERKOMPARACIJE MERENJA IZOTOPSKOG SASTAVA URANA PLUTONIJUMA I CEZIJUMA U RASTVORU AZOTNE KISELINE 309

МОГУЋНОСТИ И НЕСАВРШЕНОСТИ УПОТРЕБЕ ДОЗИМЕТРИЈСКЕ И КАЛИБРАЦИОНЕ ОПРЕМЕ У КЛАСИЧНОЈ РЕНДГЕН ДИЈАГНОСТИЦИ 313

MINIMALNA DETEKTIBILNA AKTIVNOST TORIJUMA U REŽIMU DVOSTRUKIH KOINCIDENCIJA NA SPEKTROMETRU PRIPJAT-2M 319

НЕКЕ МОГУЋНОСТИ УПОТРЕБЕ Х-ФЛУОРЕСЦЕНЦИЈЕ У РУТИНСКОЈ КОНТРОЛИ КВАЛИТЕТА РЕНДГЕНСКИХ ДИЈАГНОСТИЧКИХ УРЕЂАЈА 325

PROŠIRENA MERNA NESIGURNOST GEIGER ndash MUELLER-OVOG BROJAČA 331 KARAKTERISTIKE STABILIZATORA NAPONA SA SERIJSKIM NPN

TRANZISTOROM U POLJIMA FOTONA SREDNJE I VISOKE ENERGIJE 337 MEĐULABORATORIJSKO POREĐENJE ODREĐIVANJA AKTIVNOSTI

GAMAEMITERA U FILTERU ZA VAZDUH 345 LIMITI DETEKCIJE RADIOAKTIVNIH IZVORA U OTPADNOM GVOŽĐU 351 KOMENTARI U VEZI IAEA-CU-2006-11 TESTA KOMPETENTNOSTI

ODREĐIVANJA GAMA EMITERA U FILTER PAPIRU 357

440

UTICAJ GAMA I X ZRAČENJA NA IMPULSNU KARAKTERISTIKU NEKIH KOMERCIJALNIH GASNIH ODVODNIKA PRENAPONA 363

МОГУЋНОСТИ МЕРEЊА РУЧНИМ МОНИТОРОМ ЗА МЕРЕЊЕ РАДИОАКТИВНОСТИ МКЦ-А03 367

REGULATIVA EDUKACIJA I JAVNO INFORMISANJE 373

ZNAČAJ REFORME ORGANIZACIJE I RADA RADIOLOŠKIH KABINETA U NADLEŽNOSTI GRADA BEOGRADA SA ASPEKTA ZAŠTITE OD JONIZUJUĆEG ZRAČENJA 375

MESTO I ULOGA MEDICINSKE SESTRE-TEHNIČARA U VANREDNIM MEDICINSKIM PREGLEDIMA NAKON RADIOLOŠKIH INCIDENATA 385

ULOGA I NADLEŽNOST REGULATORNOG TELA PREMA NACRTU NOVOG ZAKONA O ZAŠTITI OD JONIZUJUĆIH ZRAČENJA I NUKLEARNOJ SIGURNOSTI 387

NEJONIZUJUĆA ZRAČENJA 391

NIVOI RF ZRAČENJA U OKOLINI GSM BAZNIH STANICA JAVNE MOBILNE TELEFONIJE U SRBIJI 393

SLOBODNE TEME 397

SPECIFIČNE SFERE PRIMENE IZVORA JONIZUJUĆIH ZRAČENJA I NEKE OD REALIZOVANIH METODA OD INTERESA ZA SLUŽBE CARINE I POLICIJE 399

СИСТЕМСКИ ПРИЛАЗ ПРОЦЕНИ ПРЕТЊИ И ПРИПРЕМА НАЦИОНАЛНОГ СИСТЕМА БОРБЕ СА ИЛЕГАЛНИМ ПРОМЕТОМ НУКЛЕАРНИХ ИИЛИ РАДИОАКТИВНИХ МАТЕРИЈАЛА (НУКЛЕАРНИ OБЈЕКАТ ndash ТЕРИТОРИЈА ndash ГРАНИЦА) 405

ISPITIVANJE KAMENCA DOBIJENOG IZ VODE ZA PIĆE RENDGENSKOM DIFRAKCIONOM ANALIZOM PRAHA 409

JONIZUJUĆE ZRAČENJE I ZDRAVLJE ZAPOSLENIH 415 KATARAKTA U PROFESIONALNO IZLOŽENIH RADNIKA 421 GRANULOCITNI ENZIMI KAO BIOMARKERI RADIOTOKSIČNOSTI U

IZLOŽENIH RADNIKA 425

INDEX AUTORA 429

SADRŽAJ 435

2

ZBORNIK RADOVA

XXIV SIMPOZIJUM DZZSCG 3-5 oktobar 2007

Izdavači

Institut za nuklearne nauke bdquoVinčaldquo

Društvo za zaštitu od zračenja Srbije i Crne Gore

Za izvršnog izdavača Dr Jovan Nedeljković Urednik Mr Milojko Kovačević ISBN 978-86-7306-089-7 Institut za nuklearne nauke bdquoVinčaldquo Tehnička obrada Sesartić Gorijan Štampa Štamparija Instituta za nuklearne nauke bdquoVinčaldquo Beograd Tiraž 120 primeraka Štampa završena septembra 2007

3






Dr Marko Ninković

4


5



Organizacioni odbor

6

CIP

7

Radioekologija

8

9












10














11

















method

12






obtaining poor data






13







CheeseMeat

Soil

0

50

100

150

200

250


mgg

Elements


CheeseMilk

Meat

14



15



16






SADRŽAJ


Lidia Kinova



17









18







19



Tret

man

Dub

ina

(cm

) 40K 137Cs 238U 235U 226Ra 232Th 212Pb

P Š E N I C A



K U K U R U Z






40

60

80

100

0-10 10--20 20-40Dubina (cm )

238

U (B

qkg

)

PsenicaKukuruz

40

60

80

100

0-10 10--20 20-40Dubina (cm )

226

Ra

(Bq

kg)

PsenicaKukuruz

500

550

0-10 10--20 20-40Dubina (cm)

(Bq

kg) Psenica

Kukuruz



20











21

ABSTRACT






22

23













24












25




0

-5cm


5

-10c

m


10-

15cm




26



0-10



10-2

0cm


2

0-30






0

01

02

03

04

05

06

07

08

Акти

внос

т (B

qkg

)


0-5цм 5-10цм 10-15цм

27









0

01

02

03

04

05

06

07

08

09

Акт

ивно

ст (B

qkg

)


0-10цм 10-20цм 20-30цм

28


ABSTRACT






29



mmomcilovicinepcoyu










30



Redni broj uzorka



31







devijacija 544 702 112 123


asimetrije 0305 0386 0044 1058


-0888

-0295

-0827

1340

Raspodela normalna

normalna

normalna

normalna




32










ABSTRACT





33



mmomcilovicinepcoyu









34











Ada Ciganlija 347



Kop Kosmaj 481



BSampG Zemun 111




BSampG Zvezdara 135




35



















36


ABSTRACT





37


SASTAVA KAMENCA













38









39




(u )


(mgdm3)


(mgdm3)







40













41

ABSTRACT








42

43



torbicaeunetyu












44



spoljašnje (mSv)

unutrašnje (mSv)

ukupno (mSv)









45











46









47














48







ABSTRACT





49


ГОДИНИ












50






Bqkg сувог

(105oC)

122 10 161 24 801 44 988 173 76 16


Место








110 17

116 17

29 4

31 5



52 7

50 7

10 2

27 04



107 16

62 9

74 11

13 2



73 11

27 04

24 04

51






670 100 720 110 720 110 590 90



419 63 401 66 366 55 370 56



383 57 387 58 399 60 360 54



434 65 445 67 446 70 386 58






52





(Bqkg)



60 9 71 11




Бела риба 81 12 84 12



97 14 81 12






ABSTRACT





53










peščar





54








55




238U 340 113 15-55 226Ra 306 54 263-456 232Th 336 79 293-57 40K 491 88 434-700 137Cs 119 65 34-294

0 50 100 150 200 250 3000

2

4

6

8

10

broj

mer

enja



40 60 80 100 120 140

005012028

Odn

os k

once

ntra

cija

akt

ivno

sti 22

6 Ra

7 Be




56









57

ABSTRACT





58

59











60









U adsorb U


zeo 670 9330

25 apat 75 zeo 486 9514 100 zeo 004 9996




61


1667

4474

6404

0

10

20

30

40

50

60

70

7 30 60


adso

rptio

n in

dex

()







62








ABSTRACT




63












64








D=0462 ARa + 0604 ATh+0042 AK (1)






(3)



65






Heks





66













67

ABSTRACT






68

69









70













71



(Bqkg)












72

ABSTRACT






73












74








0

50

100

150

200

250

300

Bqkg

1 2 3 4 5 6 7 8

40-K


75

0

50

100

150

200

250

300

350

400Bqkg

1 2 3 4 5 6 7 8

210-Pb


0

5

10

15

20

25

30

35Bqkg

1 2 3 4 5 6 7 8

137-Cs


4 Literatura





76








ABSTRACT






77





SADRŽAJ





78







79








80


Datum merenja



keV (cps)

352keV (cpks)


kanistri CR-39


Novembar 06

970(14) 985(65) 087 257 224

Februar 07

550(30) 059 84 66

April 07 634(11) 064 115 91 Maj 07 930(14) 944(65) 085 256 195 Juni 07 17(3) 19(4) 047 05 04







81


ABSTRACT






82

83



zracenjeEUnetyu















84

140003000300200

vestKThRa CCCC (1)



Poreklo materijala






85



Redni broj

Poreklo materijala





86








ABSTRACT




87




Kragujevac









88

ji

jjjj Cjvx

ExCD

xuC

tC )(2

2

(1)










Ventilacija (s-1)

Inflow uy (ms-1)


Konstraspada (s-1)

222Rn 001 139x10-4 - 012 5x10-3 21x10-6 220Rn 2 139x10-4 - 012 5x10-3 126x10-2



89






90










91

ABSTRACT






92

93


TRAG DETEKTORA













94





ID detektora NC NO

PO [mm2]

c oo

o c

P NCFP N


OCF

95



O

Rn

2

bg 22CFbg CF

Rn C RnO Obg

NC CCF CF T CF CF

(1)










0CF 01076 00049

96




bgmin

465C

K T












97

ABSTRACT


TRAG DETEKTORA




98

99


КОМОРЕ










100







узорцима





узорку






1 1 t

VkBE

t e

101










Rnv

ESCV



102















103



ABSTRACT





104

105













106











3003 117 59 337 3103 156 56 0104 155 59

405 0204 137 68 0304 134 76 1705 177 75 387 1805 187 66 156 1905 204 69



107


0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0

2

4

6

8

10

12

14


Bql-1

mesec








108



ABSTRACT


VINČA




109











110





QqInJ

JJ (1)


-19 C


111








u Beogradu

Datum merenja


A (Bqm-3)








112


2042007 1230 2142007 0030 2142007 1230 2242007 0030 2242007 1230 2342007 0030 2342007 1230

-8000

-6000

-4000

-2000

0

2000

4000

6000

8000

n+sr=6296 jonacm3

n-sr=5847 jonacm3

n+srn

-sr=108


Kon

cent

raci

ja b

rzih

atm

osfe

rski

h jo

na j

ona

cm3




113





ABSTRACT





114

115




lijanbeotel yu










116







117




Uzorci Broj

uzoraka 137Cs Bqkg

40K Bqkg

min max srednja

Kafa

36

lt173

245232326

742365536

572563526

Kakao

24

lt353

506693426

682574526

592123791

Čokolada

28

lt024

172622415

355653413

306692926











118







119

Radiotoksikologija

120

121









122








123






124








125












126












127

ABSTRACT




128

129












130















131










Redni broj

Grupa


želudac


136200 plusmn201288

98000 plusmn 105119

93640 plusmn 148717

111332 plusmn 134969

2 137Cs + AFCF


3 137Cs + AFCF


42608 plusmn 29425

40664 plusmn 27689

106000 plusmn 265134

132











Grupa Tamno meso


želudac

II 137Cs + AFCF (sonda) 950 940 950 410

III 137Cs + AFCF (hrana) 480 560 570 50

133














134

135











136






doza MSvMBq

Efektivna doza po

postupku mSv

Rizik po postupku











137









138







Beograd (1998)

139

ABSTRACT


CYTOTOXIC DRUGS




140

141


142

143




nenaarcpmfcgacyu









144










punog šprica [MBq]

DR na udaljenosti

d = 01 m mSvh

DR na udaljenosti

d = 03 m mSvh

DR na udaljenosti

d = 05 m mSvh

DR na udaljenosti

d = 1 m mSvh

DR na udaljenosti

d = 2 m mSvh

3015 1000 0111 0040 0010 0002 2542 0843 0094 0034 0008 0002 2611 0866 0096 0035 0009 0002 3094 1026 0114 0041 0010 0002 2788 0925 0103 0037 0009 0002 2638 0875 0097 0035 0009 0002 2522 0836 0093 0033 0008 0002 2302 0763 0085 0030 0008 0002 2820 0935 0104 0037 0009 0002 2756 0914 0101 0036 0009 0002



145










146












ABSTRACT






147











148







150 kV 150 kV


(80 kVp)

25 mm Al 28 mm Al








149





pacijenata Telesna

masa(kg) U

(kVp) Imiddott

(mAs) ESAK (mGy)

DRL (mGy)


(50-97) 75

(60-83) 110

(32-200) 79plusmn44 (20-16)

10

LS AP 30 75 plusmn 14 (55-100)

78 (69-87)

66 (25 -100)

49plusmn12 (16-80)

10

LS LAT 30 75 plusmn 14 (55-100)

81 (77-90)

104 (64-160)

89plusmn18 (49-13)

30

SI 14 75 plusmn 11 (56-90)

79 (70-90)

78 (50-160)

55plusmn22 (33-11)

-


(50-95) 74

(60-85) 69

(40-160) 25plusmn11 (05-65)

10

LS AP 31 73 plusmn 14 (55-100)

70 (60-80)

72 (40-170)

23plusmn14 (05-80)

10

LS LAT 31 73 plusmn 14 (55-100)

78 (70-93)

100 (65-125)

48plusmn17 (18-87)

30

SI 12 76 plusmn 12 (56-90)

74 (70-80)

67 (50-80)

23plusmn057 (17-31)

-





150









151

ABSTRACT






152

153













pič faktor 15

154







n Wi

DLP CTDI T N C




155


RSML

OA

II grupa

I grupa0

1

2

3

4

5

II grupa

I grupa


ocenjivače


0

1

2

3

4

5


I grupa

II grupa



156

Pacijentna doza

220 225 230 235 240 245 250 255 260

I grupa

II grupa

DLP [mGy cm]










157

ABSTRACT






158

159












160


Radionuklid (T12)


Način raspada


67Ga (326 d)


0185 (20) 81Rb (458 h)



81mKr (13 s)

81Rb81mKr generator

89Sr (505 d)


99Mo (66 h)



0740 (12) 99mTc (6 h)



0247 (94) 123I (132 h)


65 29

EC (100) 0159 (83)

131I (8 d)


- - 0364 (81)

201Tl (735 h)


EC(100) 0167(88)




161



Ciljni organ tkivo



Mozak 99mTc-ECD 1110 74E-03 82E+00 66E-04

99mTc-HMPAO 1110 93E-03 10E+01 83E-04







Infekcije


111In-WBC 185 36E-01 67E+00 53E-04





162










163

ABSTRACT






164

165











166




2

2( )DY mAs D

ESD BSFL d b

(1)





BOLNICA A

000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500


ESD

(mG

y) soba 1soba 2


BOLNICA B

000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500


glava PA glava LAT

ESD

(mG


BOLNICA C

000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500


glava PA glava LAT

ESD

(mG


pluća PA

000

050

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6

ESD

(mG

y)



167






000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100


ESD

(mG

y)


000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100


ESD

(mG

y)


000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

Srbija

BiH

Sloven

ija

Rumunija

Švajcarsk

aGrč

ka

V Brit

anija SAD

Kanada

Australi

ja

ESD

(mG

y)

druge zemlje

000

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000


Korea

ESD

(mG

y)


glava PA







168











ABSTRACT






169















170






171











172














173
















174










175










176

ABSTRACT








177


ZRAČENJA














178













179


Broj ispitani

ka


ćelija


A B C K


A B C K


A B C K

1 200 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0

2 200 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

3 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

4 200 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

5 200 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

6 200 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

7 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

8 200 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0

9 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

10 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

11 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

12 200 1 1 0 0 1 0 0 0 0 2 0 0

13 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

14 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

15 200 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

16 200 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0

17 200 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

18 200 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0

19 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

20 200 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

180

21 200 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

22 200 0 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0

23 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

24 200 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0




Grupa 0 1 2

A 16 6 3 25

K 24 1 0 25

40 7 3 50


16 20 - 4 16 080

6 35 25 625 178

3 15 15 225 150

14 20 4 16 080

1 35 - 25 625 178

181

0 15 - 15 225 150








182















Karajovićldquo


mentor rada

183











184








185

Motivacioni faktori

0102030405060708090

zanim

ljiv ra

d

medjul

jodn

osi

pretpo

stavlj

eni

plata

druge m

aterk

or

mogna

predov

mogus

av

mogod

l

povo

ljni u

slovi

rada

socs

igurnos

t

pohv

ale i p

rizna

nja







186


0

05

115

2

25

335

4

45

negativan afekat

velika odgovornost

konfliktan posao

vremenski ogr

ispod kvalifikacija

niska pažnja


psihnap kratkor

psih nap dugor








187












188














189













190














godina)

191










192





10 48 40 ndash 120


12 20 ndash 30


6 6 30 ndash 150


4 300 ndash 400











193

ABSTRACT





194

195













196






rođenja Aktivnost

punog šprica [MBq]


Vrijeme između

dva mjerenja

[s]


Amax u

bubrezima [MBq]

1 1952 3015 189 2 220 2813 124 2 1968 2542 119 2 040 2416 106 3 1940 2611 112 2 160 2491 109 4 1954 3094 302 1 980 2772 122 5 1941 2788 138 2 340 2640 116 6 1963 2638 157 2 040 2472 109 7 1961 2522 178 2 220 2332 102 8 1984 2302 215 2 100 2074 91 9 1947 2820 226 2 100 2580 113 10 1972 2756 158 1 980 2589 114



be TT11

+ ep

TT

1

= pb

pb

TTTT

(1)



197





[MBq∙s]

Radijaciona doza

(bubrezi) [Gy]

Radijaciona doza

(pankreas) [Gy]

Radijaciona doza

(jetra) [Gy]


bešike) [Gy]

1 121 572 1 6655 603 356 23 2 104 364 1 429 8 518 306 19 3 107 712 1 4756 534 315 20 4 119 772 1 6409 594 351 22 5 114 084 1 5629 566 334 21 6 106 812 1 4633 529 313 19 7 100 728 1 3799 499 295 19 8 89 604 1 2276 444 262 17 9 111 528 1 5279 553 327 21 10 111 842 1 5322 555 328 21



SAD (3)




198











199

ABSTRACT







200

201















202











flavonoidima


203













204











205

ABSTRACT






206

207

Dozimetrija

208

209












210






)ln(EbaeAF (3)





211








a b a b a b


- 53089 - 15983 - 49053 - 12779 - 48642 - 10444



E (MeV)

001 01 1 10

AF

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

AFe- (53348+15993Ln(E))

e- (49466 + 12706Ln(E))

e- (49079+10503Ln(E))


E (MeV)

001 01 1 10

AF

10-4

10-3

10-2

10-1

100

AFe- (53089+15983Ln(E))

e- (49053+12779Ln(E))

e- (48642+10444Ln(E))

212







E (EeV)001 01 1 10

AF

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

AFe- (41437+13270Ln(E))

e- (41039+10292Ln(E))


E (MeV)

001 01 1 10

AF

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

AFe- (40963+13040Ln(E))

e- (409+102Ln(E))


E (MeV)

001 01 1 10

AF

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

AFe- (49876+12539Ln(E))

e- (49513+09996Le(E))


E (MeV)

001 01 1 10

AF

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

AFe- (48906+11871Ln(E))

e- (49578+10016Ln(E))

213

ABSTRACT





214

215












216




grudiT

žTmTTgrudigrudi 2

HHwHwE (1)






217





(gcm3)


Literatura

138U 232Th 40K 4528020 cm 235 0553 0623 0049 [1]

0847 0903 007 [3] 0668 0845 00567 [6] 049 0644 00504 [7] 1030 0728 00522 Ovaj rad 232 0645 077 00564 [5] 0636 0742 00534 [16]






218


















219

ABSTRACT


MATERIALS




220

221


STUDIJA SLUČAJA










222








70 cm

620 cm

190

Boks

Mes

Nerđajući čelik

Olo

Radioaktivni izvor

223











1

2

1

1

2

2

024

080

60

22

054 mSvh 014

rastoj doza

rastoj

doza

224







225




ABSTRACT





226

227













Xqsqs

O nnnDC

(2a)



228





Xqs

qsO

2

2nn

AC

(2b)

Kada je 1qqn


diskriminacije

qq

qq

q

q

q

qqq

qqOO nn

2

2

2n

2n

n

22n

DCAC (2v)





( )(mth ) i bez ( )( g


)(

)(

)(

)()( )()()(rg

mgth

rg

mgth

mth V

Vriirr

(3a)


229


CFm

CFg

CFmgair

g

airm

gm mkmkX

DDXX

(3b)

gde je 8060)(310)(250

11

11

kgsGykgsGy

kk

g

m





40 60 80 100 120 140 160 180 200

200

250

300

350

400


245

192

367


fluk

s te

rmal

nih

neut

rona

(ns-1cm

-2)

rastojanje r(cm)

230












231




ABSTRACT






232

233












234











235







236






237













ABSTRACT




238

239












)cos1(1

(1)



je npr 2



unazad i iznosi

21

a kad je 120

cm


240



2220

11

112

2

r

dd (2)

gde je 2200

2

0 4 cmer











TT nzRnz

1)(1 0

0

(3)




22

4 00

rr nznz

(4)

241



)(

20xx

r dRnz

(5)


)(

2 0 yy

yr dzRn

(6)


)(

2)( 0 xx

ry

yy dRndzR

(7)


)(121)(

00

dRR

)(

1 00

dR (8)


ar

r

T

r

(9)




)(2)( 00

0 RS (10)


)(

21)(11

00

dSS

)(2

1 0

dS (11)


)(2

1)(

dSH (12)

242


)()()( 00

00

HHS

(13)



)()(

21)(

dHHH (14)



)()(2

)( 00

0

HHR

(15)






243

ABSTRACT





244

245












dEEadEEaijE

jiN sin)(2)( 0000

(1)



246

dEEEaddEaE

N )(sin)( 000

2

0

2

000

0

(2)


10

1

9

10000 )()(

j i

jiNN EaEa (3)








E0 [keV]


(1) (2) (3) (1) (2) (3) (1) (2) (3)

20 30 40 50 60 70 80 90

100

00478 0128 0209 0273 0319 0351 0373 0389 0400

00435 0117 0196 0259 0306 0340 0363 0379 0391

0201

0309

0392

000728 00232 00490 00809 0114 0145 0173 0197 0216

00473

0110

0213

00517

0114

0216

00224 00102 000890 00115 00162 00221 00291 00365 00444

00053

00142

00422

00064

00164

00451


247








248














ABSTRACT




249












prostorni ugao

d oko

250

)cos1(1

)cos1(cos1)cos1(1

12

222

2

420

4

cme

dd te (1)


Uz oznaku 20



)sin1(2

222

0

P

PPr

dd te (2)


EE

EEE

EEP

1

i

11

EE

EEE

EE

P (3)



PP


)cos1(2

)sin1(2

222

0222

0

Pr

PPP

rd

d te (4)


)()cos1(2

22

0 EEr

dd te





)sin1()( 223


251

)cos1(5110

1

1



0E [Mev] 1f

010E [MeV]

2f 3f

050E [MeV]

2f 3f

10E [MeV]

2f 3f -1

-05 0

05 1

2 125

1 125

2

1852 1179 0962 1226

2

1854 1181 0962 1226

2

1399 0951 0830 1136

2

1421 0965 0837 1138

2

1033 0747 0699 1037

2

1090 0787 0722 1044








min

EE

maxE [MeV]

001 09623 0000377 005 08363 00082 008 07615 001908 01 07187 00281 02 05609 00878

252








ABSTRACT




253











2

0

2

000

2

0

2

000

00

sin)(

sin)(cos)(cos

dEEad

dEEadEE (1)



254

)(

)(cos

)(

)(cos)(cos

00

9

100

9

100

9

100

00 EEa

Ea

Ea

EaEE

N

i

jiNi

i

jiN

i

jiNi

(2)












E [keV]

(cos 0 EE

E [keV] (cos 0 EE

E [keV] )(cos 0 EE

20 60

100 140 180 220 260 300 340 380

0622 0623 0604 0631 0693 0691 0686 0660 0723 0365

30 90 150 210 270 330 390 450 510

570

0735 0656 0654 0695 0692 0685 0672 0647 0672

0407

50 150 250 350 450 550 650 750 850 950

0661 0704 0697 0691 0685 0669 0644 0707 0311

0402

255









256







)(

)(cos

)(

)(cos)(cos

00

9

100

10

19

100

10

1

9

100

10

10

Ea

Ea

Ea

EaE

N

i

jiNi

j

i

jiN

j

i

jiNi

j

(3)





(2004) 989-990





257

ABSTRACT






258

259

Radiobiologija

260

261









262












263





Hromatidni prekidi


Aberantne ćelije









264






Hi-kvadrat vrednost

P

0 1 2 3 4 5 6


1194 055 relativna () 9302 698 000



0 1 relativna () 9767 233 000




4187 052 relativna () 4651 3953 698 233 465 000


Hromatidni prekidi

m apsolutna 26 13 4

2618 027 relativna () 6047 3023 930




5254 015 relativna () 5814 3023 1163 000



8874 018 relativna () 3023 3023 2558 465 233 465 233


265







ABSTRACT


Radomir KOVAČEVIĆ





266

267



BUKVIĆ4












268








269






270







271



Lower

















272


ABSTRACT










273


MOZGA PACOVA









274







275

0

5 0

1 0 0

1 5 0

D

A

I


O 5 G y O 5 G y

O 5 G y


0

1 0

2 0

3 0

4 0

B7 2 h7 2 h

0

5 0

1 0 0

1 5 0

C7 2 h1 h

2 G y 2 G y

2 G y 2 G y2 G y2 G y

0

1 0

2 0

3 0

4 07 2 h1 h

1 h1 h

I

hidr

oliz

na a

ktiv

nost

(n

mol

Pim

inm

g)hi

drol

izna

akt

ivno

st

(n

mol

Pim

inm

g)







_______1h______72h______

15dana P2X7R


uarr ______1h_________72h______

90dana P2X7R aktin


276









ABSTRACT




277







278







279


3 Rezultati



Bro

j dvo

lanc

anih

pre

kida

po

celij

i

-2

4

10

16

22

28





280











281

Radioaktivni otpad

282

283


VINČA


iavramovicvinbgacyu













VINČA

284









285





286

















287

ABSTRACT


VINČA


iavramovicvinbgacyu


288

289




4iplecasvinbgacyu










290


0 1 2 3 4 5

000

005

010

015

020

025

Ce (mmoldm3)

Qe (

mm

olg

) Sr2+ Ca2+

a)

0 1 2 3 4 570

71

72

73

74

75

76

77

Fina

lno

pH

Ce (mmoldm3)

b)


291




emLme

e CqKqQ

C 11 (1)



011

CKR

LL

(2)




292




0150 [7]


0257 [8]

BC 0271 ovaj rad












293

ABSTRACT






294

295














296






TCLP2 295 432 TCLP1 488 509 Dest H2O 700 638

NaOH 1280

1280





- + 2H2O (1)


_Ca-OH2


297



1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0

9 0

1 0 0

d

esor

pcije





298










ABSTRACT






299











300











301









302


















303


















304
















305

ABSTRACT


DECOMMISSIONING




306

307


308

309
















310


NUSIMEP 5 uzorke






550 600 650

0

200

400

600

800

1000

239 240Pu

238Pu

NUSIMEP 5At=87502 s

Odb

roj

Kanal


550 600 6500

200

400

600

800

239 240Pu


Odb

roj

Kanal






311








REIMEP 18A 539(16)10-5 56582(41)10-5 728(77)10-3 72542(36)10-3 148(79)10-6 30579(83)10-8

REIMEP 18B 32980(83)10-4 333271(22)10-4 00298(19) 0035470(18) 562(49)10-5 38828(13)10-4

REIMEP 18C 791(23)10-5 79510(68)10-5 145(37)10-3 43794(27)10-3 1544(85)10-4 103370(44)10-3

REIMEP 18D 2052(47)10-4 20936(14)10-4 00223(14) 0024233(12) lt 10-6 11054(29)10-7



750 800 850 900 950 1000 1050

0

100

200

300

400

500

600

700

236U

Prirodni uran

235U

234U


Odb

roj

Kanal


800 850 900 950 1000 1050

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

236U

234U

235U

238U


Obogacen uran

Odb

roj

Kanal


312

800 1000 1200 1400

0

100

200

300

400

500

600

700

216Po

220Rn212Bi224Ra

228Th232U

234U

236U235U



Odb

roj

Kanal


18C

850 900 950 1000 1050

0

500

1000

1500

2000

2500

235U

238U

234U

Obogacen uran


Odb

roj

Kanal







ABSTRACT






313
















314







315








tXX ( 1)

316









pVk Ai [mA]

Q [mAs]

t[ms]


60 200 20 100 55 200 23 108 70 200 20 100 68 200 23 108 90 200 20 100 84 200 19 108 100 200 20 100 100 200 20 108



[kV] Ai


60 200 80 59 87 60 250 160 591 168 60 400 80 55 87 70 200 80 70 87 70 250 160 682 168 70 400 80 68 87 80 250 160 78 168

317



[kV] Ai

[mA] Q


X [mGys]

50 400 50 120 1015 50 3492 70 250 40 160 135 30 305 70 250 40 160 47 50 151



АBSTRACT






318

319


PRIPJAT-2M



nenaarcpmfcgacyu










320







321

min t

NmA fotoFon

(1)







322

654712

min ItN

A b

(2)











323

ABSTRACT


PRIPYAT-2M





324

325










326





35 40 45 50 55 60 65 70 75 800

2

4

6

8

10

12

14

16

rela

tive

units

Emax [keV]

fluo Com


фотона

327

35 40 45 50 55 60 65 70 75 8005

10

15

20

25

30

35

40

45

Com

pton

to fl

uore

scen

t rat

io

Emax [keV]

120 90 60


расејања



328

66 68 70 72 74 76 78 80

0

10

20

30

40

50

60

70

Kflu

oLflu

o

E [keV]









329




ABSTRACT





330

331










332




333







(1)

334


22

21

212

1221

mmmBmmm

(2)


1 2 121 2 12


(3)








2 2c A Bu u u

(5)


335














336

ABSTRACT





337











338






n

CBCE

BVBV

0

0 (1)



339






4 Rezultati






0 100 200 300 400 500 2800 3000-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0


Sr v

red

pad

a na

pona

V

(V)

Doza D [Gy(Si)]


0 200 400 600 800 1000-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0


Sr v

red

pad

a na

pona

V

(V)

Doza D [Gy(Si)]


340




341










0 100 200 300 400 500 2800 300008

09

10

11

12

13

14

15

16


vre

d p

ada

napo

na

V (V

)

Doza D [Gy(Si)]


0 200 400 600 800 100010

15

20

25

30

35

40

45


Sr v

red

pad

a na

pona

V

(V)

Doza D [Gy(Si)]


342












343

ABSTRACT




344

345













100Re

IAEA

IAEAjalaboratori





346






IMR1 i IMR2


y1 = -11325x1 + 42356

R12 = 0999

y2 = -0767x2 + 17636

R22 = 0970

-45

-40

-35

-30

-25

-20

6 65 7 75 8

ln E

ln e

ff IMR 1IMR 2

347











Neprihvatljivo 19

Prihvatljivo 74

Upozorenje 7

348



rezultat









349

ABSTRACT





350

351












20 što je


352




20 rApiD (1)




)(

221120

002010

nn

n

pipipirAD

DDDD

(2)



x

x

erApiD

eDD

2

0 (3)



)(

222112

20

222022

211011

21

21

22

11

xnn

xx

xnn

xnn

xx

xx

n

n

nn

erApiepiepi

rAD

erApieDD

erApieDD

erApieDD

DDDD

(4)

353


n

i

xii

iepirAD

2 (5)




n

i

xii

MIN

iepi

rDA

2

min (6)


n

i

xii

MIN

iepi

xDA

2

min (7)





iE

354




355




London 1957

ABSTRACT





356

357


PAPIRU














358







359

Tabe

la 1

Uzo

rak

6

IAEA

R

Bia

s [2]

- 84

8

- 13

91

- 39

26

- 24

84

- 15

92

- 12

84

A4

u

u

odno

su n

a A

1

828

816

242

4

238

5

877

102

7

A4

u

u

odno

su n

a A

1

160

391

400

399

360

109

2

A4

u

u

odno

su n

a A

5

765

755

195

1

192

6

806

931

T

abal

e 2

Uzo

rak

7

A4

u

u

odno

su n

a A

5

157

376

285

7

285

2

347

985

A5

[Bq]

A1+

A4

= A

1+A

2+A

3 3

855

247

7

246

296

264

3

247

A5

[Bq]

A1+

A4

= A

1+A

2+A

3

585

2

228

6

238

291

259

264

A4

[Bq]

A2+

A3

029

5

018

7

048

057

021

3

023

0

A4

[Bq]

A2+

A3

009

2

008

6

068

083

009

026

A3

[Bq]

Dru

gi

spol

jašn

ji fp

027

plusmn 0

03

016

plusmn 0

014

026

plusmn 0

014

031

plusmn 0

012

019

plusmn 0

012

017

plusmn 0

04

A3

[Bq]

Dru

gi

spol

jašn

ji fp

005

plusmn 0

01

005

plusmn 0

01

028

plusmn 0

01

034

plusmn 0

01

le 0

05

le 0

10

A2

[Bq]

Prvi

spol

jašn

ji fp

002

5 plusmn

000

6

002

7 plusmn

000

7

022

plusmn 0

013

026

plusmn 0

012

le 0

023

le 0

06

A2

[Bq]

Prvi

spol

jašn

ji fp

004

2 plusmn

001

4

003

6 plusmn

001

040

plusmn 0

01

049

plusmn 0

02

le 0

04

016

plusmn 0

05

A1

[Bq]

Sred

nji f

ilter

pa

pir

356

plusmn 0

16

229

plusmn 0

10

198

plusmn 0

07

239

plusmn 0

14

243

plusmn 0

14

224

plusmn 0

13

A1

[Bq]

Sred

nji f

ilter

pa

pir

576

plusmn 0

11

220

plusmn 0

08

170

plusmn 0

04

208

plusmn 0

07

250

plusmn 0

10

238

plusmn 0

13

Izot

op

57C

o 60

Co

134 C

s 13

7 Cs

54M

n 65

Zn

Izot

op

57C

o 60

Co

134 C

s

137 C

s

54M

n

65Zn

360









Izotop Aktivnost



IAEA Target Values

[2] 57Co 356 3855 389 60Co 229 2477 266 134Cs 198 246 326 137Cs 239 296 318 54Mn 243 2643 289 65Zn 224 247 257







361



ABSTRACT


FILTER PAPER







362

363


ODVODNIKA PRENAPONA












364











365










366










SURGE ARRESTERS






367













368













369





370






371



Russia 2006

ABSTRACT





372

373


374

375













376










377










378



Domovi Zdravlja


Godina roizvodnje

aparata


DZ Savski Venac






2004 2004

26420

DZ Stari Grad



2003 2007

27465

DZ Vračar



2002 1992 1978

9976

379

DZ Voždovac



2003 2004 2004

35500

DZ Zvezdara



2002 2002

10092




1984 1984 1974

11934

DZ Zemun

11 080 Zemun


1977 1999 1998

16608

DZ Novi Beograd



2002 2003 1979 1978 2006 2003 1996

51500




2007 2007

2359 za 3 meseca




1983 1983 2001 2005

51500

380


DZ Obrenovac



1980 1980 1980 2006 2006

7500

DZ Rakovica



2003 1979

9000

DZ Sopot



1978 2006

2500




1980 2002 2004

11790

381



roizvodnje aparata

God broj snimaka

KBC Zvezdara



1980 1968 2002 1996 1991 1986 1976 1986 2006 2006

6000




2003 2003 1998 1986 1986 1986 1985 1984 1980 1966

37085

KBC Zemun



1986 1986 1976 1970 1975 2006 1997 1996 1990 2006 2006

33883

382





2002 1989 1989 2000 2006 2006

18000

Zavodi


Godina

roizvodnje aparata

God broj

snimaka



Super M 70 Philips



1979 1979 2000

1835

2 Predlog mera


383


















384




385













386



ABSTRACT



387














388












389











390






ABSTRACT




INN Vinča


391


392

393



banevulvinbgacyu











394














Frekvencijski opseg


E2 Vm2


E Vm


30 MHz ndash 300 GHz 3770 5 754 2745

200


395

0

748

477

696

0

198158

215

76

54

336

89147

029

0

8

0 0 013

0 0 00

20

40

60

80

100

Manje od 06Vm

06 - 1 1 - 5 5 - 10 10-20 Iznad 20 Vm







396









ABSTRACT




397

Slobodne teme

398

399










400











401






očinstva





402











zaštiti

403

3 Literatura


ABSTRACT




404

405



ГРАНИЦА)












406


























407









408







trafficing (2007)

ABSTRACT






409












410







411







412









413

ABSTRACT





414

415












416












417












418




ispitanika Broj

ispitanika sa

dicentricima

Broj ispitanika


a

Broj ispitanika

sa aberantnim

celijama

Broj ispitanika

sa hromatid-

nim prekidima

Broj ispitanika sa


Broj ispitanika

sa ring hromozo-

mima

725 106 161 155 158 138 94 Procenat 146 222 213 218 190 129





419







ABSTRACT






420

421









422









423









Grupe

N


E 115 4635 plusmn 978

C 26 4030 plusmn1219

t-test p=

271 001

Grupe

N

Pol Muški Ženski

N N E 115 59 513 56 487 C 26 19 731 7 269

χsup2-test p=

407 001lt004lt005

Grup

a

N



t-test plt005

213 003

Grupa

N


N N E 115 87 757 28 243

EC 100 90 900 10 100 χ 2 ndashtest p = 001

757 001

63

15 10

1 0 3 0

3 1

2

3

4

5

6

7


g ostali


424







ABSTRACT




425










426






1 200059 020015 0013

007 018015

Kontrolna 52 6512 4110 0009001

211047 008004 0001001

019013

T -232 -296 096 -115 514 183 -033 P 0022

lt005 0003 lt001

033 024 00001 lt001

006 073




Kontrolna 52 0-001 0001 010-090 066

Sig plt00001 pgt005




T 244 170 P 0017lt005 009

427




Correlations ERS



Signif




E N ERS God

TLD mSv SD

Lemiddot109l SD

NphGmiddot109l SD

RGmiddot109l mean

Lymiddot109l SD

EoGmiddot109l M SD

BsGmiddot109l

Mean Momiddot109

l mean E1 3

5 1-5 083038 620153 3810 009 2006 01401 0014 023

E2 19

6-15 172065 538146 3010 002 1905 02601 0013 014

E3 20

16-30

144083 581149 3411 001 2005 02501 0011 015





9849 488 00001 plt001 Kontrola 52 5431 14402

E sa ha 31 1881 555 00001 plt001

7013 379 00001 plt001 E bez ha 43 5009 11893



428









ABSTRACT







429

Index autora

430

431



432


433


434


435

Sadržaj

436

437



















GODINE 115

438
















DOZIMETRIJA 207





439




OD VODE 253

RADIOBIOLOGIJA 259



















440









SLOBODNE TEME 397






INDEX AUTORA 429

SADRŽAJ 435

3






Dr Marko Ninković

4


5



Organizacioni odbor

6

CIP

7

Radioekologija

8

9












10














11

















method

12






obtaining poor data






13







CheeseMeat

Soil

0

50

100

150

200

250


mgg

Elements


CheeseMilk

Meat

14



15



16






SADRŽAJ


Lidia Kinova



17









18







19



Tret

man

Dub

ina

(cm

) 40K 137Cs 238U 235U 226Ra 232Th 212Pb

P Š E N I C A



K U K U R U Z






40

60

80

100

0-10 10--20 20-40Dubina (cm )

238

U (B

qkg

)

PsenicaKukuruz

40

60

80

100

0-10 10--20 20-40Dubina (cm )

226

Ra

(Bq

kg)

PsenicaKukuruz

500

550

0-10 10--20 20-40Dubina (cm)

(Bq

kg) Psenica

Kukuruz



20











21

ABSTRACT






22

23













24












25




0

-5cm


5

-10c

m


10-

15cm




26



0-10



10-2

0cm


2

0-30






0

01

02

03

04

05

06

07

08

Акти

внос

т (B

qkg

)


0-5цм 5-10цм 10-15цм

27









0

01

02

03

04

05

06

07

08

09

Акт

ивно

ст (B

qkg

)


0-10цм 10-20цм 20-30цм

28


ABSTRACT






29



mmomcilovicinepcoyu










30



Redni broj uzorka



31







devijacija 544 702 112 123


asimetrije 0305 0386 0044 1058


-0888

-0295

-0827

1340

Raspodela normalna

normalna

normalna

normalna




32










ABSTRACT





33



mmomcilovicinepcoyu









34











Ada Ciganlija 347



Kop Kosmaj 481



BSampG Zemun 111




BSampG Zvezdara 135




35



















36


ABSTRACT





37


SASTAVA KAMENCA













38









39




(u )


(mgdm3)


(mgdm3)







40













41

ABSTRACT








42

43



torbicaeunetyu












44



spoljašnje (mSv)

unutrašnje (mSv)

ukupno (mSv)









45











46









47














48







ABSTRACT





49


ГОДИНИ












50






Bqkg сувог

(105oC)

122 10 161 24 801 44 988 173 76 16


Место








110 17

116 17

29 4

31 5



52 7

50 7

10 2

27 04



107 16

62 9

74 11

13 2



73 11

27 04

24 04

51






670 100 720 110 720 110 590 90



419 63 401 66 366 55 370 56



383 57 387 58 399 60 360 54



434 65 445 67 446 70 386 58






52





(Bqkg)



60 9 71 11




Бела риба 81 12 84 12



97 14 81 12






ABSTRACT





53










peščar





54








55




238U 340 113 15-55 226Ra 306 54 263-456 232Th 336 79 293-57 40K 491 88 434-700 137Cs 119 65 34-294

0 50 100 150 200 250 3000

2

4

6

8

10

broj

mer

enja



40 60 80 100 120 140

005012028

Odn

os k

once

ntra

cija

akt

ivno

sti 22

6 Ra

7 Be




56









57

ABSTRACT





58

59











60









U adsorb U


zeo 670 9330

25 apat 75 zeo 486 9514 100 zeo 004 9996




61


1667

4474

6404

0

10

20

30

40

50

60

70

7 30 60


adso

rptio

n in

dex

()







62








ABSTRACT




63












64








D=0462 ARa + 0604 ATh+0042 AK (1)






(3)



65






Heks





66













67

ABSTRACT






68

69









70













71



(Bqkg)












72

ABSTRACT






73












74








0

50

100

150

200

250

300

Bqkg

1 2 3 4 5 6 7 8

40-K


75

0

50

100

150

200

250

300

350

400Bqkg

1 2 3 4 5 6 7 8

210-Pb


0

5

10

15

20

25

30

35Bqkg

1 2 3 4 5 6 7 8

137-Cs


4 Literatura





76








ABSTRACT






77





SADRŽAJ





78







79








80


Datum merenja



keV (cps)

352keV (cpks)


kanistri CR-39


Novembar 06

970(14) 985(65) 087 257 224

Februar 07

550(30) 059 84 66

April 07 634(11) 064 115 91 Maj 07 930(14) 944(65) 085 256 195 Juni 07 17(3) 19(4) 047 05 04







81


ABSTRACT






82

83



zracenjeEUnetyu















84

140003000300200

vestKThRa CCCC (1)



Poreklo materijala






85



Redni broj

Poreklo materijala





86








ABSTRACT




87




Kragujevac









88

ji

jjjj Cjvx

ExCD

xuC

tC )(2

2

(1)










Ventilacija (s-1)

Inflow uy (ms-1)


Konstraspada (s-1)

222Rn 001 139x10-4 - 012 5x10-3 21x10-6 220Rn 2 139x10-4 - 012 5x10-3 126x10-2



89






90










91

ABSTRACT






92

93


TRAG DETEKTORA













94





ID detektora NC NO

PO [mm2]

c oo

o c

P NCFP N


OCF

95



O

Rn

2

bg 22CFbg CF

Rn C RnO Obg

NC CCF CF T CF CF

(1)










0CF 01076 00049

96




bgmin

465C

K T












97

ABSTRACT


TRAG DETEKTORA




98

99


КОМОРЕ










100







узорцима





узорку






1 1 t

VkBE

t e

101










Rnv

ESCV



102















103



ABSTRACT





104

105













106











3003 117 59 337 3103 156 56 0104 155 59

405 0204 137 68 0304 134 76 1705 177 75 387 1805 187 66 156 1905 204 69



107


0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0

2

4

6

8

10

12

14


Bql-1

mesec








108



ABSTRACT


VINČA




109











110





QqInJ

JJ (1)


-19 C


111








u Beogradu

Datum merenja


A (Bqm-3)








112


2042007 1230 2142007 0030 2142007 1230 2242007 0030 2242007 1230 2342007 0030 2342007 1230

-8000

-6000

-4000

-2000

0

2000

4000

6000

8000

n+sr=6296 jonacm3

n-sr=5847 jonacm3

n+srn

-sr=108


Kon

cent

raci

ja b

rzih

atm

osfe

rski

h jo

na j

ona

cm3




113





ABSTRACT





114

115




lijanbeotel yu










116







117




Uzorci Broj

uzoraka 137Cs Bqkg

40K Bqkg

min max srednja

Kafa

36

lt173

245232326

742365536

572563526

Kakao

24

lt353

506693426

682574526

592123791

Čokolada

28

lt024

172622415

355653413

306692926











118







119

Radiotoksikologija

120

121









122








123






124








125












126












127

ABSTRACT




128

129












130















131










Redni broj

Grupa


želudac


136200 plusmn201288

98000 plusmn 105119

93640 plusmn 148717

111332 plusmn 134969

2 137Cs + AFCF


3 137Cs + AFCF


42608 plusmn 29425

40664 plusmn 27689

106000 plusmn 265134

132











Grupa Tamno meso


želudac

II 137Cs + AFCF (sonda) 950 940 950 410

III 137Cs + AFCF (hrana) 480 560 570 50

133














134

135











136






doza MSvMBq

Efektivna doza po

postupku mSv

Rizik po postupku











137









138







Beograd (1998)

139

ABSTRACT


CYTOTOXIC DRUGS




140

141


142

143




nenaarcpmfcgacyu









144










punog šprica [MBq]

DR na udaljenosti

d = 01 m mSvh

DR na udaljenosti

d = 03 m mSvh

DR na udaljenosti

d = 05 m mSvh

DR na udaljenosti

d = 1 m mSvh

DR na udaljenosti

d = 2 m mSvh

3015 1000 0111 0040 0010 0002 2542 0843 0094 0034 0008 0002 2611 0866 0096 0035 0009 0002 3094 1026 0114 0041 0010 0002 2788 0925 0103 0037 0009 0002 2638 0875 0097 0035 0009 0002 2522 0836 0093 0033 0008 0002 2302 0763 0085 0030 0008 0002 2820 0935 0104 0037 0009 0002 2756 0914 0101 0036 0009 0002



145










146












ABSTRACT






147











148







150 kV 150 kV


(80 kVp)

25 mm Al 28 mm Al








149





pacijenata Telesna

masa(kg) U

(kVp) Imiddott

(mAs) ESAK (mGy)

DRL (mGy)


(50-97) 75

(60-83) 110

(32-200) 79plusmn44 (20-16)

10

LS AP 30 75 plusmn 14 (55-100)

78 (69-87)

66 (25 -100)

49plusmn12 (16-80)

10

LS LAT 30 75 plusmn 14 (55-100)

81 (77-90)

104 (64-160)

89plusmn18 (49-13)

30

SI 14 75 plusmn 11 (56-90)

79 (70-90)

78 (50-160)

55plusmn22 (33-11)

-


(50-95) 74

(60-85) 69

(40-160) 25plusmn11 (05-65)

10

LS AP 31 73 plusmn 14 (55-100)

70 (60-80)

72 (40-170)

23plusmn14 (05-80)

10

LS LAT 31 73 plusmn 14 (55-100)

78 (70-93)

100 (65-125)

48plusmn17 (18-87)

30

SI 12 76 plusmn 12 (56-90)

74 (70-80)

67 (50-80)

23plusmn057 (17-31)

-





150









151

ABSTRACT






152

153













pič faktor 15

154







n Wi

DLP CTDI T N C




155


RSML

OA

II grupa

I grupa0

1

2

3

4

5

II grupa

I grupa


ocenjivače


0

1

2

3

4

5


I grupa

II grupa



156

Pacijentna doza

220 225 230 235 240 245 250 255 260

I grupa

II grupa

DLP [mGy cm]










157

ABSTRACT






158

159












160


Radionuklid (T12)


Način raspada


67Ga (326 d)


0185 (20) 81Rb (458 h)



81mKr (13 s)

81Rb81mKr generator

89Sr (505 d)


99Mo (66 h)



0740 (12) 99mTc (6 h)



0247 (94) 123I (132 h)


65 29

EC (100) 0159 (83)

131I (8 d)


- - 0364 (81)

201Tl (735 h)


EC(100) 0167(88)




161



Ciljni organ tkivo



Mozak 99mTc-ECD 1110 74E-03 82E+00 66E-04

99mTc-HMPAO 1110 93E-03 10E+01 83E-04







Infekcije


111In-WBC 185 36E-01 67E+00 53E-04





162










163

ABSTRACT






164

165











166




2

2( )DY mAs D

ESD BSFL d b

(1)





BOLNICA A

000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500


ESD

(mG

y) soba 1soba 2


BOLNICA B

000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500


glava PA glava LAT

ESD

(mG


BOLNICA C

000

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500


glava PA glava LAT

ESD

(mG


pluća PA

000

050

100

150

200

250

1 2 3 4 5 6

ESD

(mG

y)



167






000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100


ESD

(mG

y)


000

010

020

030

040

050

060

070

080

090

100


ESD

(mG

y)


000

020

040

060

080

100

120

140

160

180

Srbija

BiH

Sloven

ija

Rumunija

Švajcarsk

aGrč

ka

V Brit

anija SAD

Kanada

Australi

ja

ESD

(mG

y)

druge zemlje

000

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000


Korea

ESD

(mG

y)


glava PA







168











ABSTRACT






169















170






171











172














173
















174










175










176

ABSTRACT








177


ZRAČENJA














178













179


Broj ispitani

ka


ćelija


A B C K


A B C K


A B C K

1 200 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0

2 200 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

3 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

4 200 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

5 200 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

6 200 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

7 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

8 200 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0

9 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

10 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

11 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

12 200 1 1 0 0 1 0 0 0 0 2 0 0

13 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

14 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

15 200 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

16 200 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 0

17 200 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

18 200 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0

19 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

20 200 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0

180

21 200 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0

22 200 0 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0

23 200 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

24 200 1 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0




Grupa 0 1 2

A 16 6 3 25

K 24 1 0 25

40 7 3 50


16 20 - 4 16 080

6 35 25 625 178

3 15 15 225 150

14 20 4 16 080

1 35 - 25 625 178

181

0 15 - 15 225 150








182















Karajovićldquo


mentor rada

183











184








185

Motivacioni faktori

0102030405060708090

zanim

ljiv ra

d

medjul

jodn

osi

pretpo

stavlj

eni

plata

druge m

aterk

or

mogna

predov

mogus

av

mogod

l

povo

ljni u

slovi

rada

socs

igurnos

t

pohv

ale i p

rizna

nja







186


0

05

115

2

25

335

4

45

negativan afekat

velika odgovornost

konfliktan posao

vremenski ogr

ispod kvalifikacija

niska pažnja


psihnap kratkor

psih nap dugor








187












188














189













190














godina)

191










192





10 48 40 ndash 120


12 20 ndash 30


6 6 30 ndash 150


4 300 ndash 400











193

ABSTRACT





194

195













196






rođenja Aktivnost

punog šprica [MBq]


Vrijeme između

dva mjerenja

[s]


Amax u

bubrezima [MBq]

1 1952 3015 189 2 220 2813 124 2 1968 2542 119 2 040 2416 106 3 1940 2611 112 2 160 2491 109 4 1954 3094 302 1 980 2772 122 5 1941 2788 138 2 340 2640 116 6 1963 2638 157 2 040 2472 109 7 1961 2522 178 2 220 2332 102 8 1984 2302 215 2 100 2074 91 9 1947 2820 226 2 100 2580 113 10 1972 2756 158 1 980 2589 114



be TT11

+ ep

TT

1

= pb

pb

TTTT

(1)



197





[MBq∙s]

Radijaciona doza

(bubrezi) [Gy]

Radijaciona doza

(pankreas) [Gy]

Radijaciona doza

(jetra) [Gy]


bešike) [Gy]

1 121 572 1 6655 603 356 23 2 104 364 1 429 8 518 306 19 3 107 712 1 4756 534 315 20 4 119 772 1 6409 594 351 22 5 114 084 1 5629 566 334 21 6 106 812 1 4633 529 313 19 7 100 728 1 3799 499 295 19 8 89 604 1 2276 444 262 17 9 111 528 1 5279 553 327 21 10 111 842 1 5322 555 328 21



SAD (3)




198











199

ABSTRACT







200

201















202











flavonoidima


203













204











205

ABSTRACT






206

207

Dozimetrija

208

209












210






)ln(EbaeAF (3)





211








a b a b a b


- 53089 - 15983 - 49053 - 12779 - 48642 - 10444



E (MeV)

001 01 1 10

AF

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

AFe- (53348+15993Ln(E))

e- (49466 + 12706Ln(E))

e- (49079+10503Ln(E))


E (MeV)

001 01 1 10

AF

10-4

10-3

10-2

10-1

100

AFe- (53089+15983Ln(E))

e- (49053+12779Ln(E))

e- (48642+10444Ln(E))

212







E (EeV)001 01 1 10

AF

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

AFe- (41437+13270Ln(E))

e- (41039+10292Ln(E))


E (MeV)

001 01 1 10

AF

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

AFe- (40963+13040Ln(E))

e- (409+102Ln(E))


E (MeV)

001 01 1 10

AF

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

AFe- (49876+12539Ln(E))

e- (49513+09996Le(E))


E (MeV)

001 01 1 10

AF

10-6

10-5

10-4

10-3

10-2

10-1

100

AFe- (48906+11871Ln(E))

e- (49578+10016Ln(E))

213

ABSTRACT





214

215












216




grudiT

žTmTTgrudigrudi 2

HHwHwE (1)






217





(gcm3)


Literatura

138U 232Th 40K 4528020 cm 235 0553 0623 0049 [1]

0847 0903 007 [3] 0668 0845 00567 [6] 049 0644 00504 [7] 1030 0728 00522 Ovaj rad 232 0645 077 00564 [5] 0636 0742 00534 [16]






218


















219

ABSTRACT


MATERIALS




220

221


STUDIJA SLUČAJA










222








70 cm

620 cm

190

Boks

Mes

Nerđajući čelik

Olo

Radioaktivni izvor

223











1

2

1

1

2

2

024

080

60

22

054 mSvh 014

rastoj doza

rastoj

doza

224







225




ABSTRACT





226

227













Xqsqs

O nnnDC

(2a)



228





Xqs

qsO

2

2nn

AC

(2b)

Kada je 1qqn


diskriminacije

qq

qq

q

q

q

qqq

qqOO nn

2

2

2n

2n

n

22n

DCAC (2v)





( )(mth ) i bez ( )( g


)(

)(

)(

)()( )()()(rg

mgth

rg

mgth

mth V

Vriirr

(3a)


229


CFm

CFg

CFmgair

g

airm

gm mkmkX

DDXX

(3b)

gde je 8060)(310)(250

11

11

kgsGykgsGy

kk

g

m





40 60 80 100 120 140 160 180 200

200

250

300

350

400


245

192

367


fluk

s te

rmal

nih

neut

rona

(ns-1cm

-2)

rastojanje r(cm)

230












231




ABSTRACT






232

233












234











235







236






237













ABSTRACT




238

239












)cos1(1

(1)



je npr 2



unazad i iznosi

21

a kad je 120

cm


240



2220

11

112

2

r

dd (2)

gde je 2200

2

0 4 cmer











TT nzRnz

1)(1 0

0

(3)




22

4 00

rr nznz

(4)

241



)(

20xx

r dRnz

(5)


)(

2 0 yy

yr dzRn

(6)


)(

2)( 0 xx

ry

yy dRndzR

(7)


)(121)(

00

dRR

)(

1 00

dR (8)


ar

r

T

r

(9)




)(2)( 00

0 RS (10)


)(

21)(11

00

dSS

)(2

1 0

dS (11)


)(2

1)(

dSH (12)

242


)()()( 00

00

HHS

(13)



)()(

21)(

dHHH (14)



)()(2

)( 00

0

HHR

(15)






243

ABSTRACT





244

245












dEEadEEaijE

jiN sin)(2)( 0000

(1)



246

dEEEaddEaE

N )(sin)( 000

2

0

2

000

0

(2)


10

1

9

10000 )()(

j i

jiNN EaEa (3)








E0 [keV]


(1) (2) (3) (1) (2) (3) (1) (2) (3)

20 30 40 50 60 70 80 90

100

00478 0128 0209 0273 0319 0351 0373 0389 0400

00435 0117 0196 0259 0306 0340 0363 0379 0391

0201

0309

0392

000728 00232 00490 00809 0114 0145 0173 0197 0216

00473

0110

0213

00517

0114

0216

00224 00102 000890 00115 00162 00221 00291 00365 00444

00053

00142

00422

00064

00164

00451


247








248














ABSTRACT




249












prostorni ugao

d oko

250

)cos1(1

)cos1(cos1)cos1(1

12

222

2

420

4

cme

dd te (1)


Uz oznaku 20



)sin1(2

222

0

P

PPr

dd te (2)


EE

EEE

EEP

1

i

11

EE

EEE

EE

P (3)



PP


)cos1(2

)sin1(2

222

0222

0

Pr

PPP

rd

d te (4)


)()cos1(2

22

0 EEr

dd te





)sin1()( 223


251

)cos1(5110

1

1



0E [Mev] 1f

010E [MeV]

2f 3f

050E [MeV]

2f 3f

10E [MeV]

2f 3f -1

-05 0

05 1

2 125

1 125

2

1852 1179 0962 1226

2

1854 1181 0962 1226

2

1399 0951 0830 1136

2

1421 0965 0837 1138

2

1033 0747 0699 1037

2

1090 0787 0722 1044








min

EE

maxE [MeV]

001 09623 0000377 005 08363 00082 008 07615 001908 01 07187 00281 02 05609 00878

252








ABSTRACT




253











2

0

2

000

2

0

2

000

00

sin)(

sin)(cos)(cos

dEEad

dEEadEE (1)



254

)(

)(cos

)(

)(cos)(cos

00

9

100

9

100

9

100

00 EEa

Ea

Ea

EaEE

N

i

jiNi

i

jiN

i

jiNi

(2)












E [keV]

(cos 0 EE

E [keV] (cos 0 EE

E [keV] )(cos 0 EE

20 60

100 140 180 220 260 300 340 380

0622 0623 0604 0631 0693 0691 0686 0660 0723 0365

30 90 150 210 270 330 390 450 510

570

0735 0656 0654 0695 0692 0685 0672 0647 0672

0407

50 150 250 350 450 550 650 750 850 950

0661 0704 0697 0691 0685 0669 0644 0707 0311

0402

255









256







)(

)(cos

)(

)(cos)(cos

00

9

100

10

19

100

10

1

9

100

10

10

Ea

Ea

Ea

EaE

N

i

jiNi

j

i

jiN

j

i

jiNi

j

(3)





(2004) 989-990





257

ABSTRACT






258

259

Radiobiologija

260

261









262












263





Hromatidni prekidi


Aberantne ćelije









264






Hi-kvadrat vrednost

P

0 1 2 3 4 5 6


1194 055 relativna () 9302 698 000



0 1 relativna () 9767 233 000




4187 052 relativna () 4651 3953 698 233 465 000


Hromatidni prekidi

m apsolutna 26 13 4

2618 027 relativna () 6047 3023 930




5254 015 relativna () 5814 3023 1163 000



8874 018 relativna () 3023 3023 2558 465 233 465 233


265







ABSTRACT


Radomir KOVAČEVIĆ





266

267



BUKVIĆ4












268








269






270







271



Lower

















272


ABSTRACT










273


MOZGA PACOVA









274







275

0

5 0

1 0 0

1 5 0

D

A

I


O 5 G y O 5 G y

O 5 G y


0

1 0

2 0

3 0

4 0

B7 2 h7 2 h

0

5 0

1 0 0

1 5 0

C7 2 h1 h

2 G y 2 G y

2 G y 2 G y2 G y2 G y

0

1 0

2 0

3 0

4 07 2 h1 h

1 h1 h

I

hidr

oliz

na a

ktiv

nost

(n

mol

Pim

inm

g)hi

drol

izna

akt

ivno

st

(n

mol

Pim

inm

g)







_______1h______72h______

15dana P2X7R


uarr ______1h_________72h______

90dana P2X7R aktin


276









ABSTRACT




277







278







279


3 Rezultati



Bro

j dvo

lanc

anih

pre

kida

po

celij

i

-2

4

10

16

22

28





280











281

Radioaktivni otpad

282

283


VINČA


iavramovicvinbgacyu













VINČA

284









285





286

















287

ABSTRACT


VINČA


iavramovicvinbgacyu


288

289




4iplecasvinbgacyu










290


0 1 2 3 4 5

000

005

010

015

020

025

Ce (mmoldm3)

Qe (

mm

olg

) Sr2+ Ca2+

a)

0 1 2 3 4 570

71

72

73

74

75

76

77

Fina

lno

pH

Ce (mmoldm3)

b)


291




emLme

e CqKqQ

C 11 (1)



011

CKR

LL

(2)




292




0150 [7]


0257 [8]

BC 0271 ovaj rad












293

ABSTRACT






294

295














296






TCLP2 295 432 TCLP1 488 509 Dest H2O 700 638

NaOH 1280

1280





- + 2H2O (1)


_Ca-OH2


297



1 0

2 0

3 0

4 0

5 0

6 0

7 0

8 0

9 0

1 0 0

d

esor

pcije





298










ABSTRACT






299











300











301









302


















303


















304
















305

ABSTRACT


DECOMMISSIONING




306

307


308

309
















310


NUSIMEP 5 uzorke






550 600 650

0

200

400

600

800

1000

239 240Pu

238Pu

NUSIMEP 5At=87502 s

Odb

roj

Kanal


550 600 6500

200

400

600

800

239 240Pu


Odb

roj

Kanal






311








REIMEP 18A 539(16)10-5 56582(41)10-5 728(77)10-3 72542(36)10-3 148(79)10-6 30579(83)10-8

REIMEP 18B 32980(83)10-4 333271(22)10-4 00298(19) 0035470(18) 562(49)10-5 38828(13)10-4

REIMEP 18C 791(23)10-5 79510(68)10-5 145(37)10-3 43794(27)10-3 1544(85)10-4 103370(44)10-3

REIMEP 18D 2052(47)10-4 20936(14)10-4 00223(14) 0024233(12) lt 10-6 11054(29)10-7



750 800 850 900 950 1000 1050

0

100

200

300

400

500

600

700

236U

Prirodni uran

235U

234U


Odb

roj

Kanal


800 850 900 950 1000 1050

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

236U

234U

235U

238U


Obogacen uran

Odb

roj

Kanal


312

800 1000 1200 1400

0

100

200

300

400

500

600

700

216Po

220Rn212Bi224Ra

228Th232U

234U

236U235U



Odb

roj

Kanal


18C

850 900 950 1000 1050

0

500

1000

1500

2000

2500

235U

238U

234U

Obogacen uran


Odb

roj

Kanal







ABSTRACT






313
















314







315








tXX ( 1)

316









pVk Ai [mA]

Q [mAs]

t[ms]


60 200 20 100 55 200 23 108 70 200 20 100 68 200 23 108 90 200 20 100 84 200 19 108 100 200 20 100 100 200 20 108



[kV] Ai


60 200 80 59 87 60 250 160 591 168 60 400 80 55 87 70 200 80 70 87 70 250 160 682 168 70 400 80 68 87 80 250 160 78 168

317



[kV] Ai

[mA] Q


X [mGys]

50 400 50 120 1015 50 3492 70 250 40 160 135 30 305 70 250 40 160 47 50 151



АBSTRACT






318

319


PRIPJAT-2M



nenaarcpmfcgacyu










320







321

min t

NmA fotoFon

(1)







322

654712

min ItN

A b

(2)











323

ABSTRACT


PRIPYAT-2M





324

325










326





35 40 45 50 55 60 65 70 75 800

2

4

6

8

10

12

14

16

rela

tive

units

Emax [keV]

fluo Com


фотона

327

35 40 45 50 55 60 65 70 75 8005

10

15

20

25

30

35

40

45

Com

pton

to fl

uore

scen

t rat

io

Emax [keV]

120 90 60


расејања



328

66 68 70 72 74 76 78 80

0

10

20

30

40

50

60

70

Kflu

oLflu

o

E [keV]









329




ABSTRACT





330

331










332




333







(1)

334


22

21

212

1221

mmmBmmm

(2)


1 2 121 2 12


(3)








2 2c A Bu u u

(5)


335














336

ABSTRACT





337











338






n

CBCE

BVBV

0

0 (1)



339






4 Rezultati






0 100 200 300 400 500 2800 3000-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0


Sr v

red

pad

a na

pona

V

(V)

Doza D [Gy(Si)]


0 200 400 600 800 1000-20

-18

-16

-14

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0


Sr v

red

pad

a na

pona

V

(V)

Doza D [Gy(Si)]


340




341










0 100 200 300 400 500 2800 300008

09

10

11

12

13

14

15

16


vre

d p

ada

napo

na

V (V

)

Doza D [Gy(Si)]


0 200 400 600 800 100010

15

20

25

30

35

40

45


Sr v

red

pad

a na

pona

V

(V)

Doza D [Gy(Si)]


342












343

ABSTRACT




344

345













100Re

IAEA

IAEAjalaboratori





346






IMR1 i IMR2


y1 = -11325x1 + 42356

R12 = 0999

y2 = -0767x2 + 17636

R22 = 0970

-45

-40

-35

-30

-25

-20

6 65 7 75 8

ln E

ln e

ff IMR 1IMR 2

347











Neprihvatljivo 19

Prihvatljivo 74

Upozorenje 7

348



rezultat









349

ABSTRACT





350

351












20 što je


352




20 rApiD (1)




)(

221120

002010

nn

n

pipipirAD

DDDD

(2)



x

x

erApiD

eDD

2

0 (3)



)(

222112

20

222022

211011

21

21

22

11

xnn

xx

xnn

xnn

xx

xx

n

n

nn

erApiepiepi

rAD

erApieDD

erApieDD

erApieDD

DDDD

(4)

353


n

i

xii

iepirAD

2 (5)




n

i

xii

MIN

iepi

rDA

2

min (6)


n

i

xii

MIN

iepi

xDA

2

min (7)





iE

354




355




London 1957

ABSTRACT





356

357


PAPIRU














358







359

Tabe

la 1

Uzo

rak

6

IAEA

R

Bia

s [2]

- 84

8

- 13

91

- 39

26

- 24

84

- 15

92

- 12

84

A4

u

u

odno

su n

a A

1

828

816

242

4

238

5

877

102

7

A4

u

u

odno

su n

a A

1

160

391

400

399

360

109

2

A4

u

u

odno

su n

a A

5

765

755

195

1

192

6

806

931

T

abal

e 2

Uzo

rak

7

A4

u

u

odno

su n

a A

5

157

376

285

7

285

2

347

985

A5

[Bq]

A1+

A4

= A

1+A

2+A

3 3

855

247

7

246

296

264

3

247

A5

[Bq]

A1+

A4

= A

1+A

2+A

3

585

2

228

6

238

291

259

264

A4

[Bq]

A2+

A3

029

5

018

7

048

057

021

3

023

0

A4

[Bq]

A2+

A3

009

2

008

6

068

083

009

026

A3

[Bq]

Dru

gi

spol

jašn

ji fp

027

plusmn 0

03

016

plusmn 0

014

026

plusmn 0

014

031

plusmn 0

012

019

plusmn 0

012

017

plusmn 0

04

A3

[Bq]

Dru

gi

spol

jašn

ji fp

005

plusmn 0

01

005

plusmn 0

01

028

plusmn 0

01

034

plusmn 0

01

le 0

05

le 0

10

A2

[Bq]

Prvi

spol

jašn

ji fp

002

5 plusmn

000

6

002

7 plusmn

000

7

022

plusmn 0

013

026

plusmn 0

012

le 0

023

le 0

06

A2

[Bq]

Prvi

spol

jašn

ji fp

004

2 plusmn

001

4

003

6 plusmn

001

040

plusmn 0

01

049

plusmn 0

02

le 0

04

016

plusmn 0

05

A1

[Bq]

Sred

nji f

ilter

pa

pir

356

plusmn 0

16

229

plusmn 0

10

198

plusmn 0

07

239

plusmn 0

14

243

plusmn 0

14

224

plusmn 0

13

A1

[Bq]

Sred

nji f

ilter

pa

pir

576

plusmn 0

11

220

plusmn 0

08

170

plusmn 0

04

208

plusmn 0

07

250

plusmn 0

10

238

plusmn 0

13

Izot

op

57C

o 60

Co

134 C

s 13

7 Cs

54M

n 65

Zn

Izot

op

57C

o 60

Co

134 C

s

137 C

s

54M

n

65Zn

360









Izotop Aktivnost



IAEA Target Values

[2] 57Co 356 3855 389 60Co 229 2477 266 134Cs 198 246 326 137Cs 239 296 318 54Mn 243 2643 289 65Zn 224 247 257







361



ABSTRACT


FILTER PAPER







362

363


ODVODNIKA PRENAPONA












364











365










366










SURGE ARRESTERS






367













368













369





370






371



Russia 2006

ABSTRACT





372

373


374

375













376










377










378



Domovi Zdravlja


Godina roizvodnje

aparata


DZ Savski Venac






2004 2004

26420

DZ Stari Grad



2003 2007

27465

DZ Vračar



2002 1992 1978

9976

379

DZ Voždovac



2003 2004 2004

35500

DZ Zvezdara



2002 2002

10092




1984 1984 1974

11934

DZ Zemun

11 080 Zemun


1977 1999 1998

16608

DZ Novi Beograd



2002 2003 1979 1978 2006 2003 1996

51500




2007 2007

2359 za 3 meseca




1983 1983 2001 2005

51500

380


DZ Obrenovac



1980 1980 1980 2006 2006

7500

DZ Rakovica



2003 1979

9000

DZ Sopot



1978 2006

2500




1980 2002 2004

11790

381



roizvodnje aparata

God broj snimaka

KBC Zvezdara



1980 1968 2002 1996 1991 1986 1976 1986 2006 2006

6000




2003 2003 1998 1986 1986 1986 1985 1984 1980 1966

37085

KBC Zemun



1986 1986 1976 1970 1975 2006 1997 1996 1990 2006 2006

33883

382





2002 1989 1989 2000 2006 2006

18000

Zavodi


Godina

roizvodnje aparata

God broj

snimaka



Super M 70 Philips



1979 1979 2000

1835

2 Predlog mera


383


















384




385













386



ABSTRACT



387














388












389











390






ABSTRACT




INN Vinča


391


392

393



banevulvinbgacyu











394














Frekvencijski opseg


E2 Vm2


E Vm


30 MHz ndash 300 GHz 3770 5 754 2745

200


395

0

748

477

696

0

198158

215

76

54

336

89147

029

0

8

0 0 013

0 0 00

20

40

60

80

100

Manje od 06Vm

06 - 1 1 - 5 5 - 10 10-20 Iznad 20 Vm







396









ABSTRACT




397

Slobodne teme

398

399










400











401






očinstva





402











zaštiti

403

3 Literatura


ABSTRACT




404

405



ГРАНИЦА)












406


























407









408







trafficing (2007)

ABSTRACT






409












410







411







412









413

ABSTRACT





414

415












416












417












418




ispitanika Broj

ispitanika sa

dicentricima

Broj ispitanika


a

Broj ispitanika

sa aberantnim

celijama

Broj ispitanika

sa hromatid-

nim prekidima

Broj ispitanika sa


Broj ispitanika

sa ring hromozo-

mima

725 106 161 155 158 138 94 Procenat 146 222 213 218 190 129





419







ABSTRACT






420

421









422









423









Grupe

N


E 115 4635 plusmn 978

C 26 4030 plusmn1219

t-test p=

271 001

Grupe

N

Pol Muški Ženski

N N E 115 59 513 56 487 C 26 19 731 7 269

χsup2-test p=

407 001lt004lt005

Grup

a

N



t-test plt005

213 003

Grupa

N


N N E 115 87 757 28 243

EC 100 90 900 10 100 χ 2 ndashtest p = 001

757 001

63

15 10

1 0 3 0

3 1

2

3

4

5

6

7


g ostali


424







ABSTRACT




425










426






1 200059 020015 0013

007 018015

Kontrolna 52 6512 4110 0009001

211047 008004 0001001

019013

T -232 -296 096 -115 514 183 -033 P 0022

lt005 0003 lt001

033 024 00001 lt001

006 073




Kontrolna 52 0-001 0001 010-090 066

Sig plt00001 pgt005




T 244 170 P 0017lt005 009

427




Correlations ERS



Signif




E N ERS God

TLD mSv SD

Lemiddot109l SD

NphGmiddot109l SD

RGmiddot109l mean

Lymiddot109l SD

EoGmiddot109l M SD

BsGmiddot109l

Mean Momiddot109

l mean E1 3

5 1-5 083038 620153 3810 009 2006 01401 0014 023

E2 19

6-15 172065 538146 3010 002 1905 02601 0013 014

E3 20

16-30

144083 581149 3411 001 2005 02501 0011 015





9849 488 00001 plt001 Kontrola 52 5431 14402

E sa ha 31 1881 555 00001 plt001

7013 379 00001 plt001 E bez ha 43 5009 11893



428









ABSTRACT







429

Index autora

430

431



432


433


434


435

Sadržaj

436

437



















GODINE 115

438
















DOZIMETRIJA 207





439




OD VODE 253

RADIOBIOLOGIJA 259



















440









SLOBODNE TEME 397






INDEX AUTORA 429

SADRŽAJ 435