IONIZIRAJOČA SEVANJA Dijakinji : Renata Juko, Anja Salkič 3.d Mentorica: Irena Oblak, prof.

Sevanje je energija, ki se širi skozi vesolje Sevanje je energija, ki se širi skozi vesolje. Sončni žarki so verjetno najbolj znana oblika sevanja, ki prinašajo svetlobo in toploto, brez katerih na zemlji ne bi bilo življenja. Toda preveč sončne svetlobe je lahko za človeka škodljivo. Sončna svetloba je sestavljena iz sevanja z daljšimi valovnimi dolžinami (IR sevanje) pa preko vidne svetlobe vse do UV žarkov, ki so valovanje krajših valovnih dolžin in zato večjih energij. Če je energija žarkov dovolj velika, lahko tak žarek v atomu izbije elektron in tako atom ionizira, to pa pomeni poškodbo materiala, še posebno živega tkiva. Tako sevanje imenujemo ionizirajoče sevanje. V velikih odmerkih je torej ionizirajoče sevanje nevarno, zato je potrebno izpostavljenost sevanju nadzirati.

Viri sevanja Viri sevanja so snovi, ki oddajajo ionizirajoča sevanja ali radioaktivne snovi. Delimo jih v : NARAVNE, to je vesoljsko ali kozmično sevanje, iz Sonca in globin vesolja, ter zemeljsko ali terestrično sevanje, sevanje iz kamnin in rud, ki vsebujejo elemente z neobstojnimi jedri (prvotne radionuklide), ki spontano razpadajo (npr. uranov, aktinijev in torijev niz), K-40 itd.

TEHNOLOŠKO OJAČENE NARAVNE VIRE, npr TEHNOLOŠKO OJAČENE NARAVNE VIRE, npr. zaradi uporabe urana, sežiganja premoga, izkoriščanja fosfatov itd. UMETNE, ki so proizvod znanosti in tehnologije, npr. rentgen, televizijski sprejemnik, nuklearni reaktor, nuklearno orožje itd.

Ionizirajočega sevanja ne zaznamo s čutili Ionizirajočega sevanja ne zaznamo s čutili. Odkrivamo ga lahko le z ustreznimi inštrumenti, kot je Geiger-Millerjev števec, in merimo z dozimetri.

Radioaktivne snovi lahko oddajajo več vrst sevanja: Sevanje alfa ustavi že list papirja. Nevarno je, če nas obseva od znotraj, torej, če sevalec alfa pride v naše telo. Sevanje beta ustavi nekaj milimetrov debela plast snovi. Poškoduje lahko kožo in oči. Sevanje gama je zelo prodorno in ga znatno oslabi šele nekaj centimetrov debela plast svinca. Poškoduje lahko tudi notranje organe.

Radioaktivne snovi sevajo zaradi razpada nestabilnih atomskih jeder Radioaktivne snovi sevajo zaradi razpada nestabilnih atomskih jeder. Pri tem se jedro spremeni v jedro drugega kemičnega elementa ali spremeni svojo notranjo energijo.

Na živih bitjih opazujemo predvsem posledice sevanja, kot so kožni rak, teratogenost zaradi genetskih poškodb, itd. Posamičen β žarek zadene pri prehodu skozi žive celice ob tisoče kemičnih spojin in sproži množico novih kemijskih reakcij. Učinek lahko primerjamo z izredno majhnim izstrelkom, ki zadene in poškoduje ali uniči molekule v živih strukturah. Kritične tarče za ionizirajoče sevanje so molekule celičnih encimov in DNK. Od vrste in pomembnosti strukture, ki jo je izstrelek zadel, so odvisne posledice za zdravje oziroma smrt.

Množina poškodb, ki jo sevanje povzroča, je sorazmerna količini energije, ki je zadela tkivo organizma. Radiacijsko dozo zato izrazimo z enakovredno ali ekvivalentno dozo, to je J (Jouli) na kg tkiva. Enota zanjo pa je sievert (Sv). Do začetka 20.stoletja so bili organizmi v glavnem izpostavljeni le sevanju naravnega ozadja, to je vesoljskemu in zemeljskemu sevanju. Po odkritju rentgenskih žarkov in naravne radioaktivnosti ob koncu 19.stoletja se je povečalo sevanje iz umetnih virov.

Znak za radioaktivnost: - predstavlja vir ionizirajočega sevanja (krogec na sredini), od katerega se na vse strani širijo žarki sevanja. S tem znakom označujemo posode, v katerih je zaprta radioaktivna snov ali radioaktivni odpadki (RAO).

Velikost sprejete (absorbirane) doze od vesoljskega sevanja je odvisna predvsem od aktivnosti Sonca (sončne pege), nadmorske višine in geomagnetne lege kraja. Prebivalci visokogorskih naselij sprejemajo večjo dozo kot prebivalci obmorskih krajev. Celoletna doza, ki jo sprejmemo srednjeevropski prebivalci iz naravnega ozadja in kateri se ne moremo izogniti, znaša okoli 2,4 mSv (1 mSv = 1/1000 Sv).

Biološki učinki sevanja Ionizirajoče sevanje poškoduje celice. Odvisno od vrste in števila poškodb lahko pride do okvare prizadetega tkiva, organa ali celotnega organizma. Učinki se lahko poznajo šele na potomcih. Biološki učinki so odvisni od vrste sevanja, prejete doze, časovnega intervala, v katerem dozo prejmemo, razporeditve doze po telesu in občutljivosti organizma.

Učinki ionizirajočega sevanja na človeka Mednarodna komisija za radiološko zaščito ICRP (International Commision on Radiological Protection) priporoča delitev na: vzročno nujne posledice obsevanja (deterministične), verjetnostne (stohastične) pojave. Deterministični učinki imajo prag, pojavijo se od mejne doze dalje, obseg poškodbe je odvisen od absorbirane doze. Pojavljanje akutnih znakov sevalne bolezni pri obsevanju celega telesa je odvisno od velikosti absorbirane doze.

Znaki sevalne bolezni Pri dozi od 0,01 do 1 Gy (gray) : Ni kliničnih znakov, preiskava krvi pokaže povečano pogostnost napak na kromosomih (kromosomskih aberacij) pri limfocitih. Pri ustreznem zdravljenju je okrevanje uspešno. Pri dozi od 1 do 2 Gy: Poškodovanost tvorjenja krvnih telesc je povratna. Klinični znaki: slabost, prve dni po obsevanju vrtoglavica, do 50-odstotno zmanjšanje številčnosti granulocitov (vrsta belih krvničk). Obstaja verjetnost okrevanja.

Pri dozi od 2 do 5 Gy: Klinični znaki: poškodbe tvorjenja krvnih telesc se izrazijo tudi v bolezenskih motnjah imunskega sistema. Na bolezensko sliko vpliva organ, ki ga je obsevanje najbolj prizadelo. Kritično obdobje nastopi med 4. in 5. tednom. Ozdravitev je možna ob uporabi vseh terapevtskih možnosti. Za ozdravitev je pomembna presaditev kostnega mozga. Pri dozah od 2,5 do 5 Gy umre v naslednjih dveh mesecih polovica bolnikov. Pri dozi od 5 do 30 Gy: Pri dozi 30 Gy nastopi smrt v enem do treh dneh; Pri dozi 5 do 30 Gy pa v času od 7 do 14 dni.

Klinična slika: zelo hitro se pojavijo slabost, bruhanje in driska, stanje zmedenosti in šok. Poškodbe centralnega živčevja, odpoved delovanja srca in ožilja, poškodbe v prebavilih in spremembe v krvni sliki. Okrevanje ni možno ali vsaj ni verjetno. Škoda po obsevanju se najprej pokaže na celicah, ki se hitro razmnožujejo in obnavljajo, npr. na koži, rdečem kostnem mozgu in prebavilih.

Prag, ko nastopi škoda, je odvisen od organa, ki ga je sevanje zadelo Prag, ko nastopi škoda, je odvisen od organa, ki ga je sevanje zadelo. Prag je za dojenčke in otroke nižji kot za odrasle zdrave ljudi. Pozne deterministične poškodbe so lahko sterilnost, poškodbe prebavil, ledvic, pljuč, umska manjrazvitost itd. Stohastični učinki nimajo praga in se lahko pojavijo pri zelo nizkih dozah. Izrazijo se na telesu (somatično) in dedno.

Somatični učinki so različne vrste rakov Somatični učinki so različne vrste rakov. Dedni učinki nastopijo zaradi učinka radioaktivnega sevanja na gonade (spolne žleze) oziroma na semenčice in jajčeca. Poškodbe spolnih celic izzovejo nepravilen razvoj embrija. Glede na to, kateri del dednine je bil poškodovan ali uničen, se pokažejo konkretne presnovne in vedenjske motnje, spačenost telesa itd. Posledice se tako s prizadeto dednino prenašajo in pokažejo na potomcih obsevanih organizmov.

Pekel v Hirošimi in Nagasakiju

Prvo katastrofo ionizirajočega sevanja so doživeli leta 1945 prebivalci japonskih mest Hirošime in Nagasakija po bombardiranju z atomsko bombo. Moč prve bombe je bila 15 in druge 20 kiloton. Zaradi rušilnega učinka in vročine je v Hirošimi takoj umrlo 100.000 in v Nagasakiju 150.000 ljudi. Mnogi pa so zaradi poškodb in posledic sevanja umirali leta in desetletja kasneje. V skladiščih jedrskih držav so spravljene tudi bombe, ki so 1000-krat močnejše od bomb, ki sta bili vrženi na Japonsko. Sodijo, da je v jedrskem orožju že okoli 6500 ton plutonija. Bomba, odvržena na Nagasaki, ga je imela 6 kg!

Žrtve sevanja zaradi jedrskih poskusov na tihomorskih otokih so bili otočani in ribiči. Pri površinskih atomskih poskusih se radioaktivne snovi razpršijo v troposferi in stratosferi ter se z zračnimi tokovi razširjajo po vsej Zemlji. Na površino tal se usedajo kot prah in s padavinami. Od količine padavin je odvisna količina odloženih radioaktivnih snovi. Kljub veliki oddaljenosti osrednje Evrope od krajev, kjer so opravljali poskuse (Bikini, Nova Zelandija, Semipalatinsk, Kitajska), so evropska tla sprejela mnogo radioaktivnih snovi.

Pri reaktorskih nesrečah in poskusih z jedrskim orožjem pridejo v ozračje radioaktivni izotopi joda cezija in stroncija. S padavinami te snovi preidejo v tla in v rastline ter se po prehranjevalnih verigah zbirajo v živalskih telesih. Z mesom, mlekom in mlečnimi izdelki jih sprejema tudi človek. Posamezni radioaktivni elementi se koncentrirajo v različnih organih, npr. jod v ščitnici, in povzročajo obolenja teh organov, okvare na dednini in različne vrste raka.

Černobilska katastrofa Ponovno je pretresla svet černobilska katastrofa 24.4.1986, ko je razneslo reaktor nuklearne elektrarne. Vzrok nesreče je bil v tehničnih slabostih naprave in v napakah, ki so jih storili zaposleni. Sevanje je najbolj prizadelo okolico in z radioaktivnimi oblaki ter padavinami seglo po velikem delu Evrope, tudi v Slovenijo. V okolje se je sprostilo okoli 2∙10 Bq (Bq=becquerel) sevanja.

Po černobilski katastrofi se je sevanje v zgornjih decimetrih tal zaradi vsebnosti Cs-137 v Sloveniji povečalo za okoli 9%. Seveda je černobilska doza dodatek k zakonsko določeni omejitvi 1,0 mSv na leto. Po eksploziji so iz območja, oddaljenega 30 km od centrale, izselili vse ljudi in živino. Celotno število izseljenih je bilo 135.000.

Pri nesrečah,kot je bila černobilska, ko kontaminirajo okolje kratkoživi radioaktivni sevalci, precej dobro zavarujejo pred sevanjem že betonski zidovi. Človek, ki ostane v hiši, sprejme nekajkrat manjšo dozo od človeka, ki prebije ves dan na prostem. Jedrska elektrarna Krško je doslej delovala varno. Strokovnjaki trdijo, da je verjetnost nesreče od upoštevanju varnostnih predpisov zelo majhna. Potrebno je le pravočasno zamenjevati izrabljene dele in skrbeti za visoko strokovnost delavcev. Skupaj pa bi morali poskrbeti za varno skladiščenje vseh radioaktivnih odpadkov, ki sedaj ostajajo kar v nuklearki.

Viri http://ol.ijs.si/tld/kajradioaktivnost.htm http://www.umich.edu/~radinfo/ http://en.wikipedia.org/wiki/Radiation http://climate.gsfc.nasa.gov/