Radiačná záťaž

Rádioaktivita je jav, kedy atómové jadrá pri štiepení či iných jadrových reakciách vysielajú žiarenie. Izotopy náchylné k rádioaktívnemu rozpadu sa nazývajú rádionuklidy. Rádioaktívne žiarenie možno v praxi deliť na elektromagnetické (röntgenové, gama) a časticovej (alfa, beta, neutróny).

Nepronikavá radiácie

• Žiarenie α - vlastne jadrá hélia (dva protóny a neutróny) bez elektrónového obalu. Zachytí je už tenká fólia a v tele už rohová vrstva pokožky. Veľmi nebezpečným sa ale α-žiarenie stane vtedy, vstrebe Ak sa pri radiačnom zamorenie α rádioaktívny izotop do tela a tam ožaruje bunky zblízka.
• Žiarenie β - rýchlo sa pohybujúce elektróny. Je trochu prenikavejší ako α radiácie, ale nebezpečné predovšetkým až vtedy, ak sa dostane β-rádioaktívny nuklid zo zamoreného prostredia dovnútra tela.

prenikavá radiácie

• Žiarenie γ - často (ale nie vždy) sprevádza pri jadrových reakciách α a β žiarenia. Existujú tiež čisté γ-žiariče. Prenikavosť γ-lúčov je daná ich obrovskou energiou, inak sú to obyčajné fotóny.
• Neutrónová radiácie - tok neutrónov z rádioaktívneho zdroja. Neutróny hmotou prechádzajú takmer bez prekážky a zastaví ich, populárno povedané, len čelný náraz do atómového jadra. Aj keď sa nám môže tuhá hmota zdať dostatočne hustá, v mikroskopickom meradle je to tá najjemnejšia kvantová pena tvorená predovšetkým prázdnotou. Atómové jadrá sú neuveriteľne malá. Zrážka neutrónu s jadrom nejakého atómu pri prelete hmotou (ako napríklad blok železa) je ešte menej pravdepodobná, než letecké nešťastie spôsobené vzdušnou kolízií dvoch lietadiel. Neutróny v hmote letí mnoho metrov, než sa konečne niekde uchytí. Neutrónové žiarenie je zvláštne tým, že keď ku zrážke s jadrom konečne dôjde, neutrón v ňom môže uviaznuť a zmeniť ho na rádioaktívne izotop. To je dôvodom, prečo je neutrónové žiarenie tak nebezpečné - ožiarený objekt sa sám stane rádioaktívnym. Ak je neutróny ožiarený ľudský organizmus, rádionuklidy pod vplyvom zachytených neutrónov vzniknú priamo v tele, kde sú oveľa nebezpečnejšie ako vo vonkajšom prostredí (pretože sa uplatní aj ich α a β žiarenie).

Z vlastností prenikavé radiácie vyplýva aj spôsob ochrany:

1. Štvorec vzdialenosti. Najúčinnejšou ochranou pred prenikavou radiáciou je nebyť pri zdroji. Intenzita žiarenia klesá s druhou mocninou vzdialenosti - keď zväčšíme svoju vzdialenosť od zdroja desaťnásobne, dostane sa nám 100 × menšie dávky žiarenia.
2. Ťažké tienenie. Používajú sa materiály z ťažkých prvkov, ale pri patričnej hrúbke (veľa metrov) sú účinné aj materiály obyčajné (hlina, betón, kameň, voda). Obvyklé býva olovo, ale ochudobnený urán, hoci sám slabo rádioaktívny, je ešte viac ako dvakrát lepším tieniacim materiálom ako olovo.

rádioaktívne zamorenie

Ochrana pred prenikavou radiáciou je dôležitá u jadrových zbraní. U civilných radiačných nešťastie sa skôr stretávame iba so zákernejšími rádioaktívnym zamorením, kedy sa nuklidy dostanú do prostredia, pôdy, vody a potravinového reťazca, často na veľkú vzdialenosť. Dá sa povedať, že rádioaktívne zamorenie typu Černobyľ (kde sa vyparilo do ovzdušia okolo 100 ton obohateného uránu), alebo typu Fallúdža, je v určitom zmysle horšie ako atómová explózia typu Hirošima. Rádioaktívne jadra, ktorá sa dostanú do nášho tela, ožarujú bunky zblízka a nepronikavé alfa a beta žiarenia je potom rovnako škodlivé, ako žiarenie prenikavé. To je dôvodom, prečo nám pri radiačných nešťastiach radí neotvárať okná a vyhýbať sa konzumácii potravín pochádzajúcich zo zamorených oblastí. Ak sa rádionuklidy dostanú do tela, nie je žiadny spôsob ako je odtieniť alebo neutralizovať. Je možné sa snažiť dostať rádioaktívne izotopy z tela von (napríklad cheláty) a potom možno už len spoliehať na samoopravný schopnosť živé tkanivá.

Biologický účinok radiácie

Patrične energetickému rádioaktívnemu žiareniu sa hovorí ionizujúce - ionizácie je to, čím žiarenie škodí najviac. Naše biomolekuly sa totiž (až na zriedkavé prípady transmutácia prvkov) nestarajú o izotopové zmeny v atómových jadrách, ale vadí im keď α, β a γ žiarenia excituje elektróny a tým pretrhnúť kovalentnej väzby, alebo vytvorí voľný radikál. Voľný radikál je excitácia s nespárovanými elektrónom, ktorý má relatívne dlhú životnosť (aj desiatky minút, hoci zvyčajne nemá kam udať spin), ale nakoniec spôsobí to isté - pomieša kovalentnej väzby. Najcitlivejšie na nevhodné zásahy je prekvapivá DNA, v ktorej aj malá zmena (mutácia) môže mať smrtiaci účinok (napr. Spôsobiť nádor). S určitým množstvom poškodených väzieb sa údržbárske enzýmy DNA vyrovnajú, ale ak je toho príliš, dochádza bunka k záveru, že jej ďalšia existencia by bola vzhľadom k možnosti rakovinového zvrhnutie nežiaduce a podstúpi riadenú demontáž - apoptózu . Tá je príčinou smrti u akútnej choroby z ožiarenia: Pacientom sa niekoľko dní darí zdanlivo dobre (tzv. Chodiace mŕtvola), ale potom rýchlo umierajú na masívne apoptózu, hlavne slizníc tráviaceho traktu (krvavé hnačky, dehydratácia), ale aj koža (zlúpané), nemajú ani kedy prísť o vlasy. Keď už prežijú dosť dlho na to, aby im vypadali vlasy, majú šancu na rekonvalescenciu, avšak s trvalým následkom čiastočné až úplné pohlavný sterilizácie. Po zvyšok života potom majú zvýšené riziko rakoviny: Preživší bunky s poškodenou DNA sa ľahšie vyvinú vo zhubné nádory.

Ďalším zaujímavým škodlivým vplyvom radiácie je genetické poškodenie v germinálne línii - teda u potomkov. Mutácie totiž vznikajú aj v pohlavných bunkách a zvyšujú tým pravdepodobnosť vrodené úchylky. Tá môže byť negatívne i pozitívne, ale vzhľadom k tomu, že sa naše genetické parametre nachádzajú v evolučnom lokálnom minime, býva prakticky vždy negatívne (s výnimkou seriálu Simpsonovci). Situácia ale nie je tak hrozná. Genetické poškodenie v germinálne línii je prirodzenými opravnými mechanizmami z veľkej časti eliminované, takže zdravotné cena, ktorú deti a vnúčatá platia za ožiarenia predkov je vcelku veľmi nízka (s výnimkou Falúdže, ktorá je v tomto ohľade horšie ako Hirošima ( ).

Radiácia nie je strašidlo

Informácie o radiácii je dobré mať, ale nie je potrebné sa jej príliš obávať. Je nutné si uvedomiť, že radiačné poškodenie buniek nie je kvalitatívne nijako horší, než ultrafialové žiarenie na pláži. UV žiarenie ničí baktérie preto, že je ionizujúce. Keby sme boli priesvitní ako kopinatec plžovitý, pobyt na pláži by bol ekvivalentný menšiemu jadrovému výbuchu sledovanému zo vzdialenosti 10km. Žiarenie α, β aj γ nie je v princípe o nič horšie ako UV, len dosvieti hlbšie do tela. Neutróny sú o niečo silnejší, ale nakoniec aj tie spôsobí uvoľnenie ionizujúceho žiarenia, takže kvalitatívny efekt je rovnaký. Pokiaľ dôjde k vnútornému zamoreniu tela rádioaktívnymi izotopmi, tak sú naše bunky stále na slniečku, ktoré nejde vypnúť. Aj na to sme ale zvyknutí, nie ani tak z prírodného radiačného pozadia (ktoré je veľmi nízke), ako skôr z rôznych radikálových jedov, ktoré sa nám stále dostávajú do tela. Radikály totiž účinkujú takmer na chlp rovnako ako radiácie. Najhoršie z týchto jedov je za normálnych okolností kyslík - jed, ktorý sme sa naučili tolerovať, pretože sa ním živíme. Ale inak sú naše bunky plné enzýmov a vymožeností, ktoré škody po kyslíka stále upratujú. Ďalším významným zdrojom radikálov sú potom naše vlastné imunitné bunky, ktoré používajú peroxidy, superoxidy a ďalšie exotické molekuly ako bežnú súčasť svojej výstroje a výzbroje.

Suma sumárum, ak dodržíme patričnú životosprávu, tak sa bežných ani mierne zvýšených úrovní radiácie nemusíme nijako obávať.

Poznámka

Tento text som písal po pamäti. Nie je kánonický, ale snáď osvetlí niektoré fakty, ktorá nenájdete v neurotické Wikipédii, ani v převzorcovaných učebniciach biofyziky. Téma radiácie nevyčerpávam - dalo by sa písať o smrteľných a škodlivých dávkach, o meranie žiarenia, o Sievert, radoch, remech, becquereloch, Gray, Curie, až sa z toho hlava točí, o radónové emanáciu, o poloniu 210, ktoré rozpadom radónu vzniká ao Litvinenkovi, ktorý ním bol otrávený, o nešťastiach v Černobyle, Fukušime a ďalších jadrových elektrárňach, o ochudobnený urán v "konvenčnej" muníciu, o tom, čo hovoril Einstein po vojne, o tom, ako sa v rádioaktívnom prostredí kazí elektronika a fungujú len mozgy hydraulické, pneumatické a ľudské, o jódových pilulkách a ich náhrade v podobe morských rias, o radiácii v popolčeka tepelných elektrární, o rádioaktívnych stavebných materiáloch, ktoré sa z neho vyrábajú, o kozmickom žiarení a radiácii pri letoch lietadlom, o röntgenovania a rádioterapiu, o kontrole zvarov radiačnom presvietením, o radiačnú sterilizáciu potravín, o breberce Deinococcus Radiodurans, ktorá v radi acne sterilizovaných potravinách prežíva, o mikrovlnka, mobilných telefónoch a rádiových vysielačoch ... Ale to by sa sem nezmestilo. Ak máte o niektorom z týchto tém nevšednou stránku, napíšte, zlinkuji.