تم إدخال حدود أو معايير التعرض للإشعاع في وقت مبكر من بداية القرن العشرين عندما تم إدراك المخاطر المحتملة للإشعاع، كانت اللجنة الدولية للحماية من الإشعاع واحدة من أولى هيئات وضع المعايير والتي تواصل عملها من خلال سلسلة منشوراتها، كما تشكل هذه التقارير الأساس للعديد من إرشادات الحماية الوطنية. في الولايات المتحدة، عملت الهيئة الوطنية للحماية من الإشعاع والقياسات كهيئة أولية لوضع المعايير من خلال منشوراتها المنفصلة.
كيف يتم الحماية من التعرض للإشعاعات
الجرعة المعادلة
نظرًا لأن التأثيرات البيولوجية للإشعاع لا تعتمد على الجرعة فحسب، بل تعتمد أيضًا على نوع الإشعاع فإن كمية الجرعات ذات الصلة بالحماية من الإشعاع هي مكافئ الجرعة، كما يتم تعريفه على أنه استخدام عامل الجودة في الحماية من الإشعاع مماثل لاستخدام الفعالية البيولوجية النسبية في البيولوجيا الإشعاعية.
ومع ذلك، فإن عامل الجودة هو قيمة تحفظية تم اختيارها عشوائيًا إلى حد ما بناءً على مجموعة من لاستخدام الفعالية البيولوجية النسبية ذات الصلة بالنقل الخطي للطاقة للإشعاع. وبالتالي، فإن عامل مكافئ الجرعة يشمل لاستخدام الفعالية البيولوجية النسبية بمعنى واسع جدًا، بغض النظر عن العضو أو الأنسجة أو عن نقطة النهاية البيولوجية قيد الدراسة.
على الرغم من أنه يمكن حساب مكافئ الجرعة لحالات معينة، إلا أنه من الملائم للحسابات السريعة والتقريبية أن يكون هناك جدول لعوامل الجودة العملية المتاحة.
الإشعاع الخلفي
الإشعاع جزء من البيئة الطبيعية، كما تساهم ثلاثة مصادر في إشعاع الخلفية بشكل أساسي الإشعاع الأرضي والإشعاع الكوني والإشعاع من العناصر المشعة في أجسامنا، كما يبلغ إجمالي الجرعة الفعالة المكافئة لفرد من السكان في الولايات المتحدة من مصادر مختلفة لإشعاع الخلفية الطبيعية حوالي 3.0 ملي سيفرت / سنة (300 ميريم / سنة).
يختلف الإشعاع الأرضي على سطح الأرض بسبب الاختلافات في كمية العناصر المشعة التي تحدث بشكل طبيعي على سطح الأرض. بالإضافة إلى ذلك، قد تحتوي مواد البناء على مواد ذات نشاط إشعاعي طبيعي، كما قد تحتوي العديد من المباني على مستويات مرتفعة من غاز الرادون المنبعث من اليورانيوم 238 الموجود بشكل طبيعي في التربة، تم تقدير أن متوسط الجرعة السنوية المكافئة لظهارة الشعب الهوائية من منتجات اضمحلال الرادون هي حوالي 24 ملي سيفرت (2.4 ريم).
تتغير مستويات الإشعاع الكوني مع الارتفاع. على سبيل المثال، يُعرِّض السفر الجوي الأفراد إلى زيادة التعرض للإشعاع، كما تشير التقديرات إلى أنه عند 30000 قدم فإن الجرعة المكافئة هي حوالي 5 ميكرو سيفرت / ساعة (0.5 مريم / ساعة) (4)، ينشأ الإشعاع الداخلي بشكل أساسي من 40 كلفن في أجسامنا والتي تنبعث منها أشعة β و g وتتحلل مع نصف- عمر 1.3 × 109 سنة.
بالإضافة إلى إشعاع الخلفية، يتعرض السكان للإشعاع من الإجراءات الطبية المختلفة، التعرض المخطط للمرضى، بخلاف التعرض المهني الذي يتلقاه العاملون الصحيون، كما قدرت دائرة الصحة العامة الأمريكية أن متوسط الجرعة الجينية المعادلة السنوية في عام 1970 كان حوالي 0.2 ملي سيفرت / سنة (20 مريم / سنة) من الإجراءات الإشعاعية.
في ظل الظروف العادية، لا يتم تضمين التعرض لإشعاع الخلفية الطبيعي والإجراءات الطبية في ضوابط التعرض المهني للحالات الفردية.
التأثيرات الإشعاعية منخفضة المستوى
يوجد قدر كبير من المؤلفات حول التأثيرات البيولوجية للإشعاع، كما يمكن الاطلاع على المناقشات ذات الصلة بالحماية من الإشعاع في تقارير اللجنة العلمية للأمم المتحدة المعنية بآثار الإشعاع الذري. في حين أن الجرعات الكبيرة من الإشعاع تنتج تأثيرات يمكن تحديدها في فترة قصيرة نسبيًا، يصعب التأكد من التأثيرات بجرعات منخفضة (على سبيل المثال، <10) ترجع الصعوبة بشكل أساسي إلى التردد المنخفض للغاية الذي قد تحدث به هذه التأثيرات، إن المشكلات الإحصائية هائلة في تحديد التأثيرات الصغيرة في ظل الوجود المستمر للتأثيرات التي تحدث بشكل تلقائي.
ومع ذلك، فقد تم إثبات تأثيرات معينة على البشر والثدييات الأخرى بجرعات أقل من تلك المطلوبة لإنتاج متلازمة الإشعاع الحادة ولكنها تزيد بشكل كبير عن حدود الجرعة الموصى بها من قبل الهيئات التي تضع المعايير. وبالتالي، فإن التعرض للإشعاع المنخفض المستوى قد ينتج عنه:
- تأثيرات وراثية، مثل الطفرات الجينية التي يسببها الإشعاع وانكسارات الكروموسومات والتشوهات.
- أمراض الأورام، مثل زيادة الإصابة بسرطان الدم وأورام الغدة الدرقية والجلد.
- التأثير على النمو، مثل الآثار الضارة على الجنين وصغار الأطفال.
- التأثير على العمر، مثل تناقص العمر الافتراضي أو الشيخوخة المبكرة.
- إعتام عدسة العين أو عتامة عدسة العين.
يمكن تصنيف الآثار الضارة للإشعاع إلى فئتين عامتين: التأثيرات العشوائية والآثار غير العشوائية، كما يتم تحديد هذه التأثيرات على النحو التالي: التأثير العشوائي هو التأثير الذي يزداد فيه احتمال حدوثه مع زيادة الجرعة الممتصة ولكن شدته في الأفراد المصابين لا تعتمد على حجم الجرعة الممتصة. وبعبارة أخرى، فإن التأثير العشوائي هو ظاهرة شاملة، مثل تطور السرطان أو التأثير الجيني. على الرغم من أن احتمالية حدوث مثل هذه الآثار تزداد مع الجرعة، إلا أن شدتها لا تزداد.
التأثير غير المتكرر هو التأثير الذي يزداد شدته مع زيادة الجرعة الممتصة لدى الأفراد المصابين، بسبب الضرر الذي يلحق بعدد متزايد من الخلايا والأنسجة، أمثلة على التأثيرات غير العشوائية هي التغيرات التنكسية التي يسببها الإشعاع مثل ضمور الأعضاء والتليف وعتامة العدسة وتغيرات الدم وانخفاض عدد الحيوانات المنوية، في حين لا يمكن التنبؤ بجرعة حدية للتأثيرات العشوائية، فمن الممكن تعيين حدود للتأثيرات غير العشوائية التي هي إعاقة صحية خطيرة.
ومع ذلك، لأغراض الحماية من الإشعاع يتم افتراض حذر بأن السفينة علاقة الجرعة بالمخاطر متناسبة بشكل صارم (خطي) بدون عتبة، طوال نطاق الجرعة المكافئة ومعدلات الجرعة المكافئة ذات الأهمية في الحماية الروتينية من الإشعاع، كما يعتقد العديد من المحللين أن هذين الافتراضين قد يبالغان في تقدير الآثار البيولوجية عند مستويات الجرعات المنخفضة، كما اقترح البعض منحنى خطي من الدرجة الثانية للجرعة والاستجابة يحدد تأثيرات منخفضة نسبيًا للجرعات المنخفضة.
ومع ذلك، في حالة عدم وجود بيانات أكثر موثوقية، يبدو من الحكمة تبني نموذج متحفظ، الاستجابة الخطية غير العرفية للتنبؤ بتأثيرات الجرعة المنخفضة.
حدود الجرعة المهنية والعامة
يقتصر العاملون في مجال الإشعاع على جرعة فعالة سنوية تعادل 50 ملي سيفرت (5 ريم) ويجب ألا يتجاوز عامة الناس عُشر هذه القيمة (0.5 ريم) للتعرض المتكرر و 1 ملي سيفرت (0.1 ريم) للتعرض المستمر أو المتكرر، كما يتم تعيين حدود أعلى لبعض أعضاء ومناطق الجسم التي تنطوي على تأثيرات غير متداخلة وتكون أقل حساسية للإشعاع من غيرها. على سبيل المثال، الحد المعادل للجرعة المهنية السنوية لعدسة العين هو 150 ملي سيفرت (15 ريم) وللأعضاء الأخرى 500 ملي سيفرت (50 ريم).
التوجيه الجديد هو أن القيمة العددية لمجموع الجرعة الفعالة المكافئة على مدى حياة العامل الواحد لا تتجاوز 10 أضعاف قيمة عمره أو عمرها بالسنوات الطلاب الذين تقل أعمارهم عن 18 عامًا والذين قد يتعرضون للإشعاع نتيجة لتعليمهم أو الأنشطة التدريبية يجب ألا تتلقى أكثر من 1 ملي سيفرت (0.1 ريم) في السنة.
