Радіоактивне випромінювання здебільшого розглядається на атомних електростанціях або ядерній зброї. Однак, коли ми вкусимо медовий банан на смак, ми “поглинаємо” трохи менше радіоактивного випромінювання, ніж доза, яка надходить до нашого тіла навколо атомних електростанцій. У нашому середовищі, без нашого відома, є безліч природних радіоактивних джерел. На щастя, людське тіло протягом еволюції пристосовувалось до найрізноманітніших випромінювань.

Без того, щоб ми цього усвідомлювали, радіоактивні матеріали присутні в земній корі, у фундаментах, стінах наших будівель та в їжі, яку ми їмо або п’ємо.

У вдихуваному повітрі знаходяться радіоактивні гази.

Більше того, наше тіло - наші м’язи, кістки та інші тканини - містять природні радіоактивні елементи. Можна також сказати, що радіоактивне випромінювання - це така ж частина нашої Землі, як атмосфера або гідросфера.

Позаземне та антропогенне випромінювання

Людина та інші живі істоти піддаються дії не тільки земного випромінювання, але й неземного випромінювання. Це так зване космічне випромінювання здебільшого складається з дуже високоенергетичних протонів (позитивно заряджених частинок) невідомого походження, які бомбардують атмосферу зі значною постійністю.

атомні

Ілюстрація космічного випромінювання Джерело: NASA

Окрім природного випромінювання, ми також зазнаємо впливу іонізуючого випромінювання людського походження. Прикладами можуть служити рентгенівські промені, що використовуються при медичних оглядах, та опромінення, що застосовується в медичних діагностичних процедурах або для лікування раку. Крім того, є випромінювання від радіоактивного матеріалу, що викидається в атмосферу в результаті експериментальних ядерних вибухів, а також від вугілля та атомних електростанцій.

Що таке радіоактивність?

Радіоактивність є "побічним продуктом" атомного розпаду. Деякі елементи, що трапляються в природі, нестійкі, тому їх ядро ​​розпадається, виділяючи енергію у вигляді випромінювання. Одиницею радіоактивності є бекерель (Бк). Bq - це активність радіоактивної речовини, в якій одне ядро ​​розпадається на секунду.

Швидкість розпаду радіоактивних ядер (радіонуклідів) характерна для даного елемента, який є постійним і на який не впливають зовнішні фактори, такі як температура або тиск. Однією з основних характеристик радіоактивних матеріалів є період напіввиведення. Це час, протягом якого розпадається половина ядер випромінюючого матеріалу.

Період напіввиведення може коливатися від частки секунди до декількох мільярдів років, залежно від кожного елемента.

Наприклад, ізотоп йоду-131 становить вісім днів, тоді як уран-238, який у різних кількостях присутній у всьому світі, становить 4,5 мільярда років. Наприклад, період напіввиведення ізотопу калію-40, основного джерела радіоактивності в нашому організмі.

Види випромінювання

"Випромінювання" є дуже широким поняттям і охоплює багато речей - від світла та радіохвиль до іонізуючого випромінювання. Зараз нас цікавить лише остання. Іонізуюче випромінювання отримало свою назву завдяки тому, що, проходячи крізь речовину, його частинки стають електрично зарядженими, тобто іонізованими. Електрично заряджені іони, що утворюються в результаті випромінювання в живих тканинах, можуть впливати на нормальні біологічні процеси.

Існує також кілька видів радіоактивного випромінювання, і всі вони мають різні характеристики.

Найпоширенішим радіоактивним іонізуючим випромінюванням є альфа-, бета- та гамма-випромінювання, а також нейтронне випромінювання.

Хоча нейтронне випромінювання не є безпосередньо іонізуючим, воно взаємодіє з атомами речовини, в результаті чого виникає іонізуюче випромінювання (альфа, бета, гамма або рентгенівське випромінювання).

Окремо слід згадати рентгенівські промені, які за своєю високою енергією не мають радіоактивної, а електромагнітної природи, а є іонізуючим випромінюванням. Його коротший діапазон довжин хвиль - званий жорстким рентгенівським випромінюванням - дуже близький до гамма-випромінювання, але він створюється не ядерними перетвореннями, а високоенергетичними електронними процесами, тобто взаємодією пришвидшених електронів, що прискорюються, і матеріального середовища.

Рентген грудної клітки. Сьогодні таке дослідження передбачає набагато менше випромінювання Джерело: Wikimedia Commons

Доза опромінення

Біологічний ефект іонізуючого випромінювання залежить від виду та енергії випромінювання.

Ступінь ризику біологічних пошкоджень - це доза опромінення тканин організму.

Одиницею дози поглиненого випромінювання є сіверт (Sv). Оскільки це дуже велика одиниця, нормальні дози опромінення даються в мілізівертах (мЗв) або мікросіверах (мкЗв). Наприклад, рентген грудної клітки пов’язаний з дозою опромінення приблизно 0,2 мЗв.

Завдяки природним джерелам випромінювання наш організм отримує середню дозу опромінення приблизно 2,4 мЗв на рік,

але це число може коливатися на сотні відсотків, залежно від географічного розташування.

Наприклад, в Угорщині оціночне значення становить 3,1 мЗв/рік порівняно з 6 мЗв/рік у США.

Практика радіаційного захисту в США Джерело: Wikimedia Commons

Звідки ми беремо випромінювання?

Радіоактивні елементи переносяться в повітрі в просторах будівель. Це радон (радон-222), торон (радон-220) і так звані дочірні елементи від розпаду радію (радій-226) і торій у гірських породах, будівельних матеріалах та ґрунтах. В усьому світі основним джерелом природного випромінювання є різна кількість урану та торію в ґрунті.

Опромінення космічним випромінюванням сильно залежить від висоти над рівнем моря, а також від широти. Наприклад, радіаційне опромінення пасажирів повітря є вищим, ніж у людей, які перебувають на землі.

Радіоактивність від їжі та води

Банани - одне з найбільш сяючих джерел їжі серед популярних продуктів. Партії бананів іноді можуть бити тривогу біля променів воріт у портах та аеропортах.

Тим не менше, у нас немає причин для занепокоєння, оскільки лише незначна радіоактивність потрапляє в наш організм з бананів.

Один кілограм банана має близько 130 Бк радіоактивності завдяки калію-40.

Щоб проілюструвати, яка це мінімальна кількість, подумайте, що 4000-6000 Бк радіоактивності в нашому організмі походить від розпаду калію-40. До речі, банани - саме такі, завдяки високому вмісту калію здоровий.

Банани - одна з найбільш сяючих продуктів харчування Джерело: Thinkstock

Більш радіоактивні продукти також включають (також переважно через високий вміст калію) буряк (120-130 Бк/кг), картоплю (120-130 Бк/кг) та червоне м'ясо (110-120 Бк/кг). Для порівняння, пиво навряд чи є радіоактивним (15 Бк/л). Радіоактивність водопровідної води, як правило, незначна (0,1 Бк/л). В Угорщині значення NSRI вимірювали подібні значення.

Випромінювання людського походження

Поза природним випромінюванням

різну кількість дози опромінення отримують із різних джерел випромінювання, що генеруються людиною,

такі як стоматологічні та інші медичні рентгенівські промені, промислові ядерні методи та інші споживчі товари, такі як флуоресцентні годинники або іонізаційні детектори диму. Крім того, випробування ядерної радіації та експлуатація ядерних та вугільних електростанцій впливають на нашу дозу радіації.

Будівництво блоків III та IV атомної електростанції Пакш Джерело: MTI/Szilárd Koszticsák

Згідно з таблицею (складеною з кількох офіційних джерел у США), ми зазнаємо такої кількості випромінювання від "загального" джерела випромінювання (у мілізівертах):

  • Витрата 1 банана: 0,0001
  • рентген зубів: 0,005
  • проживання в радіусі 100 км від атомної електростанції: 0,01 (на рік)
  • рейс Нью-Йорк - Лос-Анджелес: 0,04
  • викурювання коробки сигарет: 0,05
  • рентген грудної клітки: 0,1
  • мамографія: 0,3
  • Хасі КТ: 14

Для інтерпретації таблиці корисно знати, що, за даними Всесвітньої ядерної асоціації, значення 100 мЗв на рік або вище може бути невеликим, але помітним збільшенням ризику раку. Наскільки нам відомо, при менших дозах опромінення клітини організму здатні відновлювати будь-які пошкодження, спричинені випромінюванням.