Dozimetria

A szervezetben, szövetekben, sejtekben az ionizáló sugárzások biológiai hatásokat váltanak ki. A kiváltott hatás függ a sugárzás energiájától és minőségétől, valamint a sejtek, szövetek biológiai érzékenységétől. A dozimetria a sugárzások fizikai, illetve élettani hatásainak felmérésével, számszerűsítésével foglalkozik. Fontos sarokköve a dózis fogalma, amely a sugárzás által közvetített energia fizikai, kémiai és/vagy biológiai hatását jellemzi. A dózishatás modellezésénél megkülönböztetünk az alacsony dózisoknál jelentkező véletlenszerű, ún. sztochasztikus, és magas dózisoknál törvényszerűen bekövetkező, determinisztikus hatásokat. A determinisztikus hatások mérhetők, míg a sztochasztikus hatásoknál a bekövetkező változások valószínűségét határozzuk meg. A determinisztikus hatásokat a terápiában használjuk ki, illetve sugárbaleseteknél fordulnak elő. A sztochasztikus hatásoknak a sugárvédelemben, az ép szövetek megóvásánál, illetve a környezeti sugárterhelés meghatározásakor van jelentősége.

A dózis teljesítmény·idő, azaz energia jellegű mennyiség, amelyre alapvetően a következő tulajdonságok teljesülnek:

- csak az abszorbeált energia képes hatást kifejteni,
- hosszabb időtartamok alatt kisebb dózis összemérhető hatást fejt ki azzal, ha nagyobb dózis rövidebb ideig hat,
- a sugárzás hatása arányos a dózissal,
- a dózis additív.

Az ionizáló sugárzásokat az jellemzi, hogy a nem ionizáló sugárzásokkal szemben elég nagy az energiájuk ahhoz, hogy ionokat hozzanak létre. Az ionizáció módja közvetlen, ha az ionizáló részecske közvetlenül elektronoknak adja át az ionizációhoz szükséges energiát. Ez jellemzi az alfa-, a béta- és a gamma-sugárzásokat. Ezzel szemben a neutronok nem az elektronokkal lépnek kölcsönhatásba, hanem az atommagokkal való ütközésük révén keletkeznek olyan részecskék, amelyek már az elektronokkal is képesek kölcsönhatásba lépni, azaz a neutronsugárzás közvetetten ionizál.

A közvetlen és közvetett jelzőt nemcsak az ionizáció módjának, hanem a sugárzás elsőként jelentkező hatásainak jellemzésére is használjuk, azaz ezeket könnyű összetéveszteni. A makromolekulákra, így a kétláncú DNS-re gyakorolt hatás is kétféle lehet. Egyrészt előfordulhat, hogy a sugárzás közvetlenül a DNS-re gyakorol hatást, azaz például egy kettőslánctörés az ionizáló részecske és a DNS kölcsönhatásának következménye. Ez a közvetlen vagy direkt hatás. Közvetett hatás esetén az ionizáló részecske nem a makromolekulával, hanem más molekulákkal, leggyakrabban a vízzel lép reakcióba, amelynek következtében olyan szabadgyökök, illetve igen reaktív vegyületek (például hidrogén-peroxid) keletkeznek, amelyek később a makromolekulával kölcsönhatásba lépve annak sérülését okozzák. Ez a sugárzás közvetett, vagy másként indirekt hatása.