Skutki biologiczne występujące przy napromieniowaniu żywych organizmów ocenia się na podstawie tzw. dawki efektywnej (skutecznej), otrzymanej przez człowieka w ustalonym przedziale czasowym Δt, wyrażanej w siwertach (Sv). Zwyczajowo w przypadku brania pod uwagę czasów Δt do godziny mówimy o mocy dawki efektywnej, a przy dłuższych przedziałach czasowych podajemy dawkę, z zaznaczeniem okresu w którym była ona otrzymana. Miarą dawki efektywnej wyrażanej w siwertach (Sv) jest iloczyn trzech wielkości:
Iloczyn czynnika wagowego promieniowania i dawki pochłoniętej definiuje się jako dawkę równoważną, wyrażaną w siwertach (Sv)
Z punktu widzenia zdrowotnego najbardziej szkodliwe jest promieniowanie α radionuklidów wdychanych (np. gazowego Rn-222) o współczynniku wR = 20 i promieniowanie neutronowe, którego wR w zależności od energii neutronów ma wartości w zakresie od 5 do 20. Promieniowanie β i γ charakteryzuje wR = 1. Najbardziej wrażliwe na promieniowanie jonizujące są komórki szybko namnażające się, np. komórki gonad, dla których wT = 0,20. Wartości wT dla innych tkanek i narządów podane są w tabeli 1.
Tabela 1. Wartości czynnika wagowego tkanki (narządu) [1]
Tkanka (narząd) T |
Czynnik wagowy tkanki (narządu) wT |
Gonady |
0,20 |
Czerwony szpik kostny |
0,12 |
Jelito grube |
0,12 |
Płuca |
0,12 |
Żołądek |
0,12 |
Pęcherz moczowy |
0,05 |
Gruczoły piersiowe |
0,05 |
Wątroba |
0,05 |
Przełyk |
0,05 |
Tarczyca |
0,05 |
Skóra |
0,01 |
Powierzchnia kości |
0,01 |
Pozostałe |
0,05 |
Razem |
1,00 |
Średnia roczna dawka skuteczna od promieniowania jonizującego, przypadająca na statystycznego mieszkańca Polski, wynosi ok. 3,5 mSv. Około 75% tej dawki pochodzi od promieniowania radionuklidów naturalnych, głównie Rn-222, a tylko ok. 25% od źródeł wytworzonych sztucznie, przede wszystkim dla diagnostyki i terapii medycznej (tabela 2).
Tabela 2. Średnie dawki roczne w Polsce od głównych źródeł promieniowania jonizującego [2]
Źródło promieniowania |
Dawka (mSv/rok) |
Udział względny (%) |
NATURALNE (łącznie): |
2,58 |
73,6 |
|
0,39 |
11,1 |
|
1,73 |
49,4 |
|
0,46 |
13,1 |
SZTUCZNE (łącznie) |
0,91 |
26,1 |
|
0,78 |
22,3 |
|
0,10 |
3,0 |
|
0,03 |
0,7 |
Średnia dawka całkowita |
3,5 |
99,7 |
Przyjmuje się, że szkodliwy wpływ napromieniowania na zdrowie człowieka w postaci skutków deterministycznych można zaobserwować po przekroczeniu dawki progowej wynoszącej około 200 mSv, pochłoniętej jednorazowo (w krótkim okresie czasu). Następuje wtedy zniszczenie na tyle dużej liczby komórek, że funkcjonowanie niektórych organów człowieka może ulec wyraźnemu zaburzeniu.
Jednorazowa dawka śmiertelna (półletalna) LD3050, powodująca chorobę popromienną i po 30 dniach zgon 50% napromieniowanej populacji, oceniana jest na 4-6 Sv. Ustalenie szkodliwości małych dawek (podprogowych), porównywalnych z dawką od tła naturalnego, współwystępujących z wieloma innymi przyczynami wywołujących podobne skutki jest praktycznie niemożliwe. Można jednak przypuszczać, że jest ona znikoma, gdyż komórki żywych organizmów mają naturalną zdolność regeneracji niewielkich uszkodzeń radiacyjnych, nabytą najprawdopodobniej przy obcowaniu z promieniowaniem naturalnym przez tysiące lat. Uważa się nawet, że małe dawki mogą być pożyteczne dla organizmu człowieka (hormeza radiacyjna). Np. wody lecznicze w uzdrowiskach Lądka Zdroju zawierają Rn-222 o aktywności sięgającej 2500 Bq/l.
Wg obowiązujących w Polsce przepisów [1] dopuszczalna dawka skuteczna, na całe ciało od promieniowania z innych źródeł niż naturalne, wynosi 1 mSv/rok dla ogółu ludności i 20 mSv/rok dla osób narażonych na promieniowanie jonizujące zawodowo. Systematyczne badanie radioaktywności w środowisku i monitorowanie skażeń promieniotwórczych należy do zadań specjalnych służb ochrony radiologicznej, których stacje pomiarowe rozmieszczone w wielu miejscach naszego kraju tworzą sieć monitoringu radiacyjnego.