Radioaktivno ili ionizirajuće zračenje uvelike utječe na žive organizme. Ljudi su stalno izloženi zračenju u malim količinama koje ne uzrokuju ozbiljne štete po zdravlje. Međutim, jače radioaktivno zračenje dovodi do teških bolesti i opasnosti po život. Stoga je razvijen poseban sustav koeficijenata za mjerenje doze zračenja.
Što je radioaktivno zračenje?
Ionizirajuće zračenje je energija koju proizvode atomi radioaktivnih tvari. Izvori zračenja su:
- prirodno podrijetlo - radioaktivni raspad, kozmičke zrake, termonuklearne reakcije;
- man-made - nuklearni reaktor, nuklearno gorivo, atomska bomba, medicinska oprema (npr. rendgenski aparat).
Vrste radioaktivnosti
Po podrijetlu postoje tri vrste radioaktivnosti:
- prirodno - svojstveno teškim radioaktivnim elementima;
- umjetno - namjerno stvorio čovjek uz pomoć reakcija propadanja ifuzija atomskih jezgri;
- inducirano - uočeno u tvarima koje su jako ozračene i same postaju izvor zračenja.
Vrste zračenja
Postoje tri vrste ionizirajućeg zračenja: alfa zrake, beta zrake i gama zrake.
Alfa zračenje ima nisku prodornu moć. Zrake su mlaz jezgri helija. Gotovo svaka barijera može zaštititi od alfa zraka: odjeća, koža, list papira. Gotovo je nemoguće primiti opasnu dozu zračenja u ovom slučaju, ako se pridržavate mjera opreza.
Beta zračenje je opasnije za tijelo. Sastoji se od struje elektrona. Njegova prodorna moć je mnogo veća od moći alfa zraka. Protok elektrona kreće se velikom brzinom, tako da zračenje može proći kroz odjeću i kožu, prodrijeti u tijelo i nanijeti štetu zdravlju.
Gama zračenje je najopasnije. Radi se o elektromagnetskom zračenju iznimno kratke valne duljine. Takve zrake imaju ogromnu prodornu moć i štetne su za živi organizam. Ako apsorbirana doza takvog zračenja prijeđe dopušteni prag, to može dovesti do ozbiljne bolesti, pa čak i smrti.
Kako se mjeri izloženost?
Za izračunavanje razine zračenja koristi se koncept "apsorbirane doze" (D). Ovo je omjer apsorbirane energije zračenja (E) i mase ozračenog objekta (m). Ova se vrijednost izražava na dva načina:
- u sivim (Gy) - jedna siva je jednaka dozi pri kojojjedan kilogram materije predstavlja energiju od 1 J;
- u rendgenima (R) - koristi se za x-zrake i gama zrake i iznosi približno 0,01 Gy.
Doza od 100 R dovodi do opasnih zdravstvenih učinaka. Smrtonosna doza je 500 R.
Razina zračenja mjeri se posebnim dozimetrom.
Ekvivalentna doza apsorbiranog zračenja
Ova se vrijednost koristi za procjenu destruktivnog učinka zračenja na tijelo. Naziva se i biološka doza. Ekvivalentna doza označena je slovom H i izračunava se po formuli: H=D x k.
K - faktor kvalitete. Ova vrijednost opisuje utjecaj na tijelo vrste ionizirajućeg zračenja (rentgensko i gama zračenje).
Jedinica ekvivalentne doze zračenja naziva se sivert (Sv). Ime je dano u čast radiofizičara Rolfa Sieverta, koji je proučavao učinke zračenja na žive organizme. Također se koriste jedinice milisievert (mSv) i mikrosievert (µSv).
Važan koncept je ekvivalentna brzina doze H. Razumije se kao brzina kojom se doza H akumulira u tijelu.
Koje su doze sigurne za tijelo? Utvrđeno je da je dopuštena ekvivalentna doza H, unutar koje ne nastaju patološki procesi u tkivima i stanicama, 0,5 Sv. Jedna smrtonosna doza je 6-7 Sv.
Čovjek tijekom života prima mikrodoze zračenja iz prirodnih i umjetnih izvora. U prosjeku, godišnje doze apsorbiranog zračenja su 2mSv.
Opasnost od ionizirajućeg zračenja
Što se događa s tijelom kada se ozrači? Glavna opasnost od radioaktivnog zračenja je u tome što njegovo djelovanje ostaje gotovo nezapaženo. Ionizirajuće zrake ne uzrokuju bol, nisu vidljive vizualno i uz pomoć drugih osjetila. Stoga osoba možda neće ni shvatiti da je izložena opasnom zračenju dok ne bude prekasno.
Čak i mala izloženost je opasna za žive organizme. Zračenje ionizira atome i molekule u stanicama tijela. Kemijska aktivnost stanica se mijenja, a to dovodi do radioaktivnog oštećenja organa i tkiva. Njihovo funkcioniranje je poremećeno.
Najviše zračenja utječe na stanice koje se brzo dijele. Prvo počinje patiti krvožilni sustav i koštana srž, zatim probavni sustav i drugi organi.
Također, zračenje ima štetan učinak na gene u kromosomima, što dovodi do teških nasljednih bolesti ili reproduktivne disfunkcije. Najčešća bolest je tzv. radijacijska bolest.
Pri visokim ekvivalentnim dozama zračenja može se razviti već u prvim minutama i satima nakon izlaganja. Akutna radijacijska bolest popraćena je simptomima kao što su mučnina, povraćanje, groznica i krvarenja.
Često je ova bolest naslijeđena. Mnogi potomci žrtava Hirošime, Nagasakija i nesreće u Černobilu još uvijek osjećaju posljedice radijacijske bolesti.
Prednosti ionizirajućeg zračenja
Radioaktivno zračenječini više od štete. Pod određenim uvjetima možete imati i koristi od njega, koji se aktivno koristi u raznim industrijama.
Male doze zračenja koriste se u medicini za liječenje raka. Stanice u malignim tumorima uništavaju se ionizirajućim zračenjem, pa se radioterapija koristi u liječenju raka. Također u medicini se koriste posebni pripravci stvoreni na bazi radioaktivnih tvari. Ionizirajuće zrake doprinose sterilizaciji medicinskih uređaja.
Upotreba rendgenskih aparata je od neprocjenjive važnosti u dijagnosticiranju bolesti i određivanju stupnja oštećenja.
Jonizirajuće zračenje koristi se za izradu detektora dima, za pregled prtljage u zračnim lukama i za ioniziranje zraka.
Zračenje se također koristi u industrijama kao što su metalurgija, laka industrija, prehrambena industrija, građevinska industrija, poljoprivreda.
Zaštita od zračenja
Prilikom rada s izvorima ionizirajućeg zračenja, moraju se poduzeti mjere opreza za zaštitu tijela od ozljeda.
Jednostavan, ali učinkovit način da se zaštitite od zračenja je da se udaljite od izvora zračenja. Prvo, zračenje apsorbira zrak, a drugo, kada se udalji od izvora, intenzitet zračenja opada proporcionalno kvadratu udaljenosti.
Ako je nemoguće ukloniti iz izvora, moraju se koristiti druga sredstva zaštite. Odjeća od posebnih materijala postat će preprekaputevi zračenja.
Tvari koje dobro apsorbiraju zračenje su olovo i grafit.
Rezimirajući, možemo primijetiti sljedeće
- radioaktivno zračenje je tri vrste: alfa, beta i gama zrake;
- promjene jačine zračenja u sivim i rentgenskim;
- Ekvivalentna jedinica doze je Sievert.
Zračenje nanosi veliku štetu tijelu, ali u propisanim dozama i ako se pravilno koristi, može poslužiti na dobrobit čovječanstva.
