Ioniserende stråling:

Transkript

1 1 Ioniserende stråling: Litt historikk og diskusjon om oppfatninger blant lekfolk. Litt om virkninger i relasjon til kreftproblematikk. Erik Olai Pettersen Fysisk Institutt, UiO

2 Etter oppdagelsen av røntgenstråling i november 1895 ble røntgenbilder raskt en del av det medisinske repertoaret. Dette bildet er tatt 2 måneder etter at Røntgen gjorde sin oppdagelse. 2

3 Elektrisitetslære hårreisende morsomt Hva er så stråling for noe rent fysisk? Hvordan skapes røntgenstråling? vakuum Røntgenstråler Dersom kula er ladet med elektroner, dvs negative ladninger, så vil disse strømme ut i damens hår og alle hårene får samme type ladning. Hårene frastøter hverandre. 3 Et negativt ladet elektron

4 Etter oppdagelsen av røntgenstråling i november 1895 ble enkle røntgenapparater allemannseie. Denne versjonen kostet ca 15 dollar. («Crookes tube») 4 gasskontroll Anti-katode anode katode

5 Man kunne undersøke knoklene i foten uten å ta av skoene. Da fikk man samtidig et inntrykk av skomakerens arbeid. 5

6 6 Helkroppsscan med full bekleding var også mulig. Legg merke til ringer, armbånd og halskjede.

7 Ved å injisere en kontrastvæske i blodet fant man snart ut at også blodårer kunne fotograferes med røntgenstråler. 7

8 Selv om røntgenapparatene hadde lav spenning og derfor produserte lavenergetisk stråling som absorberes mest i huden oppdaget man raskt at strålingen reduserte brystkreft. 8

9 Når man hadde oppdaget dette nye naturproduktet mot kreft kunne behandlingen tilbys i noe som ligner frisørsalonger. 9

10 I Australia er hvite mennesker plaget med en del hudkreft. Vår hud tåler ikke så mye UV-stråling. Dette bildet er fra Melbourne 1903 og viser pasienter med radium-applikatorer. 10

11 2.1 Radioaktive atomer Et radioaktivt atom har en ustabil atomkjerne. For mange radioaktive stoffer kan det se ut som om atomkjernen har et forhold mellom antall nøytroner og protoner som gir ustabilitet. 11 α-stråling: En heliumkjerne som består av to protoner og to nøytroner. β-stråling: Et elektron sendt ut fra atomkjernen. Et nøytron blir omgjort til et proton. Figur 2.1: Flere typer stråling kan sendes ut, men vi skal kun snakke om de som har noen betydning for våre celler: γ-stråling: a-, b- og Elektromagnetisk g-stråling. stråling sendt ut fra atomkjernen. For det meste restenergi fra partikkelstrålingen.

12 12 Allerede i de første årene etter at røntgenstråling ble tatt i bruk oppdaget enkelte fysikere og leger at strålingen kunne gi solbrenthet på huden. Det var altså noen bivirkninger. Det sies for eksempel også at Edison bemerket at han fikk smerter i øynene av strålingen (som man også får av sterk sol, dvs UV). Allerede før 1900 hadde Becquerel fått låne en Radiumbit av Pierre Curie som han puttet i skjortelommen. Senere oppdaget han at han hadde blitt kraftig solbrent med væskende sår på huden under denne radiumbiten. Noe slikt hadde han aldri opplevd med Uran og han bemerket i sin dagbok at han var skeptisk til Radium.

13 Man fant allerede før 1910 at man kunne skjerme seg mot uønskede bivirkninger av røntgen og gammastråling ved å sette på seg blybelagte klær. 13

14 14 Endelig hadde vi et naturprodukt som virker mot alvorlig sykdom. Og det virker hver gang. Om du ikke helbredes av kreft blir i det minste svulsten redusert i størrelse. Annonse Hvorfor skulle det ikke da også virke bra på menns potens?

15 15 På arbeidsplassene ble det installert drikkevannsbeholdere som garanterte at innholdet av radium i vannet var over et visst nivå. Arbeidsplasser med respekt for seg selv måtte sikre arbeidernes helse!

16 16 Det ble selvsagt laget naturmedisin av dette naturproduktet. Radium finnes i naturen, spesielt i fjellheimen. Dette rene naturproduktet ble produsert og solgt i store kvanta i mer enn to tiår. Folk følte at det hjalp mot det meste: dvs, helt til Bayers tok for mye av det.

17 16 Hvordan virker egentlig strålebehandling? Blir pasientene helbredet eller blir det fryktelige sår?

18 I dag brukes det fantomer for å planlegge dosene til kreftsvulsten og avanserte akseleratorer som produserer røntgenstrålingen 11

19 Men hvor farlig er egentlig stråling? Det er fare for at grunnløs frykt for selv de minste stråledosene kan ha forårsaket store samfunnsmessige kostnader uten grunn 19 Terskelmodellen Hormesemodellen LNT-modellen Edward J Calabrese EMBO Rep. 2004;5:S37-S40

20 Risiko for utvikling av kreft i forskjellige organer hos overlevende etter A-bombene som fikk 1 Sv i helkroppsdose 20 Dobling av kreftforekomst Thompson: Radiat. Res 1994

21 Brystkreft-dødsfall etter multiple fluoroskopiundersøkelser hos tuberkulosepasienter 21 Pollycove: Environmental Health Perspectives 1998

22 Lungekreft-dødsfall mot miljønivået av Radon i USA 22 Tverrsnittsstudie som gjelder 1601 kommuner i USA og omfatter mer enn halvparten av USAs befolkning (160 millioner mennesker) 200 Bq/m 3 Cohen: The Uranium Institute 1998

23 23 A large number of dial painters worked in this studio in Ottawa, Illinois, in The completed dials next to the painters and the radium-containing paint on their desks suggest that a significant flux of gamma rays must have been present at all times. Thus, each dial painter must have received an external dose from the paint and the completed dials in addition to the internal dose from ingested radium. Rowland, R.E. : Radium in Humans, A Review of U.S. Studies, Argonne National Laboratory, Illinois, September 1994

24 Estimated relative gammadose to the breast region: 150 mgy/year 24 Gamma-dose depending on the positioning of the paint container This photograph of a studio in Ottawa, Illinois, shows variations in the placement of the radium-containing paint on the desk of each dial painter. A woman who kept the paint close to her body would have received a larger external dose to the breasts than one who kept her work at a greater distance. Rowland, R.E. : Radium in Humans, A Review of U.S. Studies, Argonne National Laboratory, Illinois, September 1994

25 Follow-up of workers employed before No workers employed after 1926, when licking of brushes were stopped, developed radiumassociated cancer in the bone. Rowland et al.: Health Physics, 44; 1983, 15-31

26 Ifølge tegneseriene løper selv voksne mennesker en risiko for å bli vanskapt etter ioniserende stråling. 26 Har dere hørt om «de fantastiske fire»?

27 Vitsetegnerne er med! Humor er alltid effektivt, også til å skape myter. 27

28 Risiko for arvelige defekter i avkom av foreldre som overlevde atombombene I Hiroshima og Nagasaki 28 Siste gjennomgang inkluderte barn i bestrålt gruppe (alle doser) og i kontrollgruppen. Fortsatt ingen forskjell. Hall : Radiobiology for the Radiologist Lippincott 2002

29 Risiko for arvelige defekter i avkom av fedre som er >35 år sammenlignet med av fedre som er <30 år 29 Vogel, Human genetics 1992

30 16000 Fukushima mennesker Daiichi dødekjernekraftverk og 4500 savnet under. tsunamien I pressen får 11. man mars ofte et feilaktig inntrykk av at dette hadde noe med stråling og gjøre. Men ingen fikk bestråling. 30

31 Chernobyl reactor accident 31 April 1986 Henriksen og Henriksen: Radioaktivitet røntgenstråling og helse, Temahefte 2 Fysisk Inst., UiO, 1998

32 Chernobyl: Økt Thyroidea-kreft hos de som var <18 år ved ulykken 32 Thyroidea = Skjoldbruskkjertelen (regulerer stoffskiftet) UNSCEAR: Report to the General Assembly 2008

33 Chernobyl: Ingen økning i thyroideakreft hos de som ble født etter ulykken 33 Forklaring: Radioaktivt iod har halveringstid på 8 dager og er derfor borte etter få uker. Iod samles opp i tyroidea og gir store doser kun der. UNSCEAR: Report to the General Assembly 2008

34 Chernobyl: Cancer incidence of Belarus population 34 UNSCEAR 29th March 2001

35 INTERNATIONAL COMMISSION ON RADIOLOGICAL PROTECTION Fetal radiation risk 35 There are radiation-related risks throughout pregnancy that are related to the stage of pregnancy and absorbed dose Radiation risks are most significant during organogenesis and in the early fetal period, somewhat less in the 2 nd trimester, and least in the 3 rd trimester Most risk Less Least

36 Radiation-induced malformations 36 Malformations have a threshold of mgy or higher and are typically associated with central nervous system problems Fetal doses of 100 mgy are not reached even with 3 pelvic CT scans or 20 conventional diagnostic x- ray examinations These levels can be reached with fluoroscopically guided interventional procedures of the pelvis and with radiotherapy INTERNATIONAL COMMISSION ON RADIOLOGICAL PROTECTION