Promieniowanie radioaktywne lub jonizujące ma duży wpływ na organizmy żywe. Ludzie są stale narażeni na promieniowanie w niewielkich ilościach, które nie powodują poważnego uszczerbku na zdrowiu. Jednak silniejsze promieniowanie radioaktywne prowadzi do poważnych chorób i zagrożenia życia. Dlatego opracowano specjalny system współczynników do pomiaru dawki promieniowania.
Co to jest promieniowanie radioaktywne?
Promieniowanie jonizujące to energia wytwarzana przez atomy substancji radioaktywnych. Źródła promieniowania to:
- pochodzenie naturalne - rozpad promieniotwórczy, promieniowanie kosmiczne, reakcje termojądrowe;
- wykonane przez człowieka - reaktor jądrowy, paliwo jądrowe, bomba atomowa, sprzęt medyczny (np. aparat rentgenowski).
Rodzaje radioaktywności
Istnieją trzy rodzaje radioaktywności według pochodzenia:
- naturalny - nieodłączny od ciężkich pierwiastków promieniotwórczych;
- sztuczne - celowo stworzone przez człowieka za pomocą reakcji rozpadu ifuzja jąder atomowych;
- indukowane - obserwowane w substancjach, które zostały silnie napromieniowane i same stają się źródłem promieniowania.
Rodzaje promieniowania
Istnieją trzy rodzaje promieniowania jonizującego: promienie alfa, promienie beta i promienie gamma.
Promieniowanie alfa ma niską penetrację. Wiązki są strumieniem jąder helu. Prawie każda bariera może chronić przed promieniami alfa: ubrania, skóra, kartka papieru. W takim przypadku otrzymanie niebezpiecznej dawki promieniowania jest prawie niemożliwe, jeśli zastosujesz się do środków ostrożności.
Promieniowanie beta jest bardziej niebezpieczne dla organizmu. Składa się ze strumienia elektronów. Jego penetracja jest znacznie większa niż promieni alfa. Przepływ elektronów porusza się z dużą prędkością, więc promieniowanie może przenikać przez ubranie i skórę, penetrując ciało i powodując uszczerbek na zdrowiu.
Promieniowanie gamma jest najbardziej niebezpieczne. Jest to promieniowanie elektromagnetyczne o niezwykle krótkiej długości fali. Takie promienie mają ogromną siłę przenikania i są szkodliwe dla żywego organizmu. Jeśli pochłonięta dawka takiego promieniowania przekroczy dopuszczalny próg, może to doprowadzić do poważnej choroby, a nawet śmierci.
Jak mierzy się ekspozycję?
Do obliczenia poziomu promieniowania stosuje się pojęcie „dawki pochłoniętej” (D). Jest to stosunek pochłoniętej energii promieniowania (E) do masy napromieniowanego obiektu (m). Ta wartość jest wyrażana na dwa sposoby:
- w odcieniach szarości (Gy) - jeden szary jest równy dawce, przy którejjeden kilogram materii odpowiada za energię 1 J;
- w rentgenach (R) - używany do promieniowania rentgenowskiego i gamma i wynosi około 0,01 Gy.
Dawka 100 R prowadzi do niebezpiecznych skutków zdrowotnych. Dawka śmiertelna to 500 R.
Poziom promieniowania jest mierzony specjalnym dozymetrem.
Równoważna dawka pochłoniętego promieniowania
Ta wartość jest używana do oceny destrukcyjnego wpływu promieniowania na organizm. Nazywana jest również dawką biologiczną. Dawka ekwiwalentna jest oznaczona literą H i jest obliczana ze wzoru: H=D x k.
K - współczynnik jakości. Wartość ta opisuje wpływ na organizm rodzaju promieniowania jonizującego (promieniowanie rentgenowskie i gamma).
Jednostką równoważnej dawki promieniowania jest siwert (Sv). Nazwa została nadana na cześć radiofizyka Rolfa Sieverta, który badał wpływ promieniowania na organizmy żywe. Stosowane są również jednostki milisiwertów (mSv) i mikrosiwertów (µSv).
Ważnym pojęciem jest równoważna dawka H. Jest rozumiana jako szybkość, z jaką dawka H akumuluje się w organizmie.
Jakie dawki są bezpieczne dla organizmu? Ustalono, że dopuszczalna dawka równoważna H, w ramach której nie zachodzą procesy patologiczne w tkankach i komórkach, wynosi 0,5 Sv. Pojedyncza dawka śmiertelna to 6-7 Sv.
Człowiek przez całe życie otrzymuje mikrodawki promieniowania ze źródeł naturalnych i sztucznych. Średnio roczne dawki pochłanianego promieniowania wynoszą 2mSv.
Niebezpieczeństwo promieniowania jonizującego
Co dzieje się z ciałem po napromieniowaniu? Głównym niebezpieczeństwem promieniowania radioaktywnego jest to, że jego efekt pozostaje prawie niezauważony. Promienie jonizujące nie powodują bólu, są niewidoczne wizualnie i przy pomocy innych zmysłów. Dlatego osoba może nawet nie zdawać sobie sprawy, że jest narażona na niebezpieczne promieniowanie, dopóki nie będzie za późno.
Nawet niewielka ekspozycja jest niebezpieczna dla żywych organizmów. Promieniowanie jonizuje atomy i cząsteczki w komórkach ciała. Aktywność chemiczna komórek zmienia się, a to prowadzi do radioaktywnego uszkodzenia narządów i tkanek. Ich funkcjonowanie jest zakłócone.
Największe promieniowanie wpływa na szybko dzielące się komórki. Najpierw zaczyna cierpieć układ krążenia i szpik kostny, potem układ pokarmowy i inne narządy.
Ponadto promieniowanie ma szkodliwy wpływ na geny w chromosomach, prowadząc do poważnych chorób dziedzicznych lub dysfunkcji rozrodu. Najczęstszą dolegliwością jest tak zwana choroba popromienna.
Przy wysokich równoważnych dawkach promieniowania może rozwinąć się już w ciągu pierwszych minut i godzin po ekspozycji. Ostrej chorobie popromiennej towarzyszą objawy, takie jak nudności, wymioty, gorączka i krwotoki.
Często ta choroba jest dziedziczna. Wielu potomków ofiar Hiroszimy, Nagasaki i wypadku w Czarnobylu wciąż odczuwa skutki choroby popromiennej.
Zalety promieniowania jonizującego
Promieniowanie radioaktywnenie tylko szkodzi. Pod pewnymi warunkami możesz również z niego skorzystać, który jest aktywnie wykorzystywany w różnych branżach.
Małe dawki promieniowania są stosowane w medycynie w leczeniu raka. Komórki w nowotworach złośliwych są niszczone przez promieniowanie jonizujące, dlatego w leczeniu raka stosuje się radioterapię. Również w medycynie stosuje się specjalne preparaty tworzone na bazie substancji radioaktywnych. Promienie jonizujące przyczyniają się do sterylizacji wyrobów medycznych.
Zastosowanie aparatów rentgenowskich jest nieocenione w diagnozowaniu chorób i określaniu stopnia ich uszkodzenia.
Promieniowanie jonizujące jest wykorzystywane do wytwarzania detektorów dymu, do kontroli bagażu na lotniskach oraz do jonizacji powietrza.
Promieniowanie jest również wykorzystywane w branżach takich jak metalurgia, przemysł lekki, przemysł spożywczy, budownictwo, rolnictwo.
Ochrona przed promieniowaniem
Podczas pracy ze źródłami promieniowania jonizującego należy przedsięwziąć środki ostrożności w celu ochrony ciała przed uszkodzeniem.
Prostym, ale skutecznym sposobem ochrony przed promieniowaniem jest oddalenie się od źródła promieniowania. Po pierwsze promieniowanie jest pochłaniane przez powietrze, a po drugie w miarę oddalania się od źródła natężenie promieniowania maleje proporcjonalnie do kwadratu odległości.
Jeśli nie można usunąć ze źródła, należy użyć innych środków ochrony. Ubrania wykonane ze specjalnych materiałów staną się przeszkodą wdrogi promieniowania.
Substancje dobrze pochłaniające promieniowanie to ołów i grafit.
Podsumowując, możemy zauważyć następujące
- promieniowanie radioaktywne jest trzech typów: promienie alfa, beta i gamma;
- zmiany siły promieniowania w szarościach i rentgenach;
- Jednostką dawki równoważnej jest siwert.
Promieniowanie powoduje wielkie szkody dla organizmu, ale w przepisanych dawkach i właściwie stosowane może służyć ludzkości.
