nasze media Najnowszy numer MGN 10/2019

Adam Śliwa

|

MGN 05/2016

dodane 15.04.2016 08:52

Niewidzialne promienie

Radioaktywna chmura, promieniowanie, skażona strefa. To hasła związane z Czarnobylem. O wyjaśnienie co to jest i jak na nas wpływa poprosiliśmy profesora Jerzego Mietelskiego z Instytutu Fizyki Jądrowej PAN.

Mały Gość: Czym jest promieniowanie?

Prof. Jerzy Mietelski: Promieniowanie – traktując sprawę bardzo ogólnie – to strumień pewnego rodzaju energii.  Promieniowaniem jest np. światło, czyli fala elektromagnetyczna o konkretnym zakresie częstotliwości. Szczególnym rodzajem promieniowania jest promieniowanie jądra atomu. Jądro atomowe to obiekt o dziwnych właściwościach: ma rozmiary sto tysięcy razy mniejsze od samego atomu, a zawiera praktycznie całą jego masę. Promieniowanie takie nazywamy jądrowym.

 

Czy taki strumień energii wpływa na człowieka?

Każdy rodzaj promieniowania jakoś wpływa na człowieka. Nie tylko promieniowanie jądrowe. Nawet postrzegany jako bezpieczny strumień zwykłego światła, gdy jest o wielkim natężeniu, może wywołać oparzenie lub utratę wzroku. Promieniowanie jądrowe wywołuje w organizmie jonizacje – a więc zmianę neutralnych atomów w naładowane elektrycznie jony. Rozbija też wiązania chemiczne przez co powstają tzw. wolne rodniki i uszkodzeniu podlegają cząsteczki takie jak białka, aminokwasy, a więc też DNA.

 

Czy każde promieniowanie jest groźne?

Zasadniczo, przy małych ilościach pochłoniętego promieniowania nie widać żadnych zmian – zdrowy organizm daję sobie radę z uszkodzeniami poprzez tzw. komórkowe procesy naprawcze. Z drugiej strony, gdy dostarczona energia jest dostatecznie duża zmiany głęboko zaburzają działanie organizmu i człowiek choruje o nawet umiera. Gdy zmiany są mniejsze wzrasta jedynie ryzyko mutacji – w tym mutacji prowadzących do powstania nowotworów. Osobiście jestem jednak przekonany, że istnieje zawsze pewne ryzyko, że nawet bardzo mała dawka wywoła mutację, z którą nie poradzi sobie organizm i człowiek zachoruje.

Czy promieniowanie można zobaczyć?

Promieniowanie świetlne widzimy cały czas. Natomiast promieniowanie jądrowe możemy zobaczyć tylko pośrednio, dzięki wtórnym zjawiskom takim jak np. promieniowanie Czerenkowa. To niebiesko-zielone światło wysyłane w czasie przelotu naładowanych cząstek przez przeźroczysty materiał. Najłatwiej zaobserwować je, gdy elektrony z rozpadu beta przenikają np. przez wodę. Kilka razy w swoi życiu zaglądałem do pracującego reaktora jądrowego i widziałem to zjawisko. Promieniowanie obserwujemy dzięki różnym detektorom: np. diodom półprzewodnikowym, licznikom scyntylacyjnym czy też detektorom gazowym. 

Co tak niebezpiecznego było w Czarnobylu, że trzeba było ewakuować wszystkich mieszkańców?

Mieszkańców ewakuowano by zmniejszyć równoważnik dawki, jaki otrzymają w ciągu swojego życia.  Oceniono, że gdyby ci ludzie pozostali na miejscu w ciągu kolejnych lat otrzymaliby równoważniki dawek znacznie przekraczające dopuszczalne normy przez co w ciągu 10-15 lat od katastrofy co czwarty z tych mieszkańców chorowałby na nowotwór. Ocenia się, że przy ewakuacji ok. 200 tys. ludzi przedłużono znacząco (tj. o jakieś 25-30 lat) życie ok. 50 tys. z nich.

Słyszałem że dziś promieniowanie tam jest podobne jak w Polsce promieniowanie tła?

To zależy. Trzydziestokilometrowa, kolista strefa bezpieczeństwa w Czarnobylu została wytyczona jeszcze w czasie trwania katastrofy. Po kilku latach wiadomo już było dokładnie, gdzie są jakie skażenia i dzięki dokładnemu poznaniu ich składu izotopowego można było nawet bardzo realistycznie przewidzieć jak one będą się zmieniać w czasie.  Rzeczywiście, są tam dzisiaj zarówno obszary praktycznie nieskażone (np. na południowy zachód od elektrowni) jak i również są niewielkie miejsca, rzędu kilometrów kwadratowych (np. dokładnie w kierunku zachodnim od elektrowni), gdzie w ciągu godziny otrzymuje się dopuszczalną roczną dawkę, a poziomy znacznie przekraczające tło wychodzą nawet ponad strefę bezpieczeństwa.

Czym jest to naturalne promieniowanie i skąd się bierze?

Na Ziemi od zawsze istniały substancje radioaktywne. Cała materia, z której zbudowani jesteśmy zarówno my jaki i cała Ziemia pochodzi z wielkiej jądrowej eksplozji gwiazdy supernowej, do której doszło ponad pięć miliardów lat temu. Materia ta zawierała na początku wielkie ilości substancji radioaktywnych, w tym wszystko to co dziś nazywamy sztucznymi izotopami radioaktywnymi takimi jak np. izotopy plutonu, Cs-137 i kilkaset innych. Do dziś pozostały z nich tylko te o najdłuższych czasach połowicznego zaniku takie jak uran-238 i 235, tor-232, potas-40, rubid-87, samar-147 i kilka innych. Cześć z nich rozpada się tworząc kolejne izotopy takie jak uran-234, rad-226, 228 i 224, tor-230 i 228, radon-222, 220 i 219, bizmut-214, 212 i 209,  ołów-210, polon-210 itp. Tworzą one tzw. szeregi promieniotwórcze (uranowy, torowy i aktynowy). Łącznie to jest prawie 50 izotopów należących do tych szeregów i kilka nie związanych z nimi (jak wspomniane wyżej izotopy potasu, rubidu i samaru).

Czy kosmos też wpływa na promieniowanie?

Promieniowanie kosmiczne, odpowiada za małą część tła naturalnego, a ponadto wywołuje w powietrzu reakcje jądrowe, w wyniku których mamy w atmosferze nieustannie wytwarzane, kolejne kilkadziesiąt izotopów radioaktywnych. Najbardziej znany z nich jest węgiel-14.

Czy to ten wykorzystywany do sprawdzania wieku dawnych przedmiotów?

Tak, są to datowania izotopowe.

Substancje radioaktywne otaczają nas z każdej strony?

Naturalne substancje radioaktywne w różnym stopniu znajdują się w całym naszym otoczeniu: w glebie, skałach, wodzie, we wspomnianym już powietrzu, ponadto w też  w roślinach i zwierzętach a w końcu i w nas samych. W ciele każdego człowieka, w każdej sekundzie następuje ponad pięć tysięcy rozpadów radioaktywnych. W szklance mleka jest ich kilkadziesiąt. I to są poziomy naturalne, od których nigdy nie uwolnimy się. Trzeba podkreślić, że ich „naturalność” nie oznacza wcale łagodniejszego oddziaływania na organizm jeśli porównać to do oddziaływania substancji sztucznych.  Pomimo powszechności promieniotwórczości wokół nas od tła promieniowania naturalnego w Polsce otrzymujemy w ciągu roku równoważnik dawki porównywalny z trzema-czterema prześwietleniami płuc.  Są miejsca na Ziemi, gdzie tło naturalne jest większe nawet pięćdziesięciokrotnie od wartości typowych dla Polski.

Jak mierzy się promieniowanie?

W ogólności promieniowanie jądrowe, bo do niego tu się zawężamy, mierzy się obecnie dwojako – poprzez pomiary dawek i poprzez pomiary badające skład tego promieniowania – czyli pomiary spektrometryczne. Te drugie przynoszą znacznie więcej informacji i są o wiele bardziej dokładniejsze. Często wspomagamy się chemicznym przygotowaniem próbek. Obecnie umiemy zmierzyć stężenia substancji radioaktywnych na poziomach miliony razy niższych od takich, jakie zaczynają nas interesować od strony dozymetrii. Przykładowo, w naszym laboratorium potrafimy nie tylko zmierzyć zawartość plutonu ale i określić jego skład izotopowy, pozwalający wskazać źródło jego pochodzenia np. w kościach pingwina z Antarktydy albo kościach mieszkańca Krakowa. Co ciekawe, ten pluton, w obu przypadkach nie ma nic wspólnego z Czarnobylem tylko pochodzi z testów broni jądrowej prowadzonych na poligonach nuklearnych na Ziemi w latach zimnej wojny. Bez problemu dzisiaj wykrywamy też ślady specyficznego izotopu plutonu ( Pu-238), który rozproszył się do atmosfery na wysokości 50 km nad Madagaskarem w roku 1964 w ilości jednego (!) kilograma w czasie katastrofy pewnego satelity.  Wykrywamy go zarówno z próbce gleby z okolic Morskiego Oka jak i w mchu pobranym na stacji Arctowskiego na Antarktydzie…

 

Promieniowanie może być tak groźne, a na świecie jest sporo elektrowni jądrowych. Czy trzeba się go bać?

A czy należy się bać noża, samochodu, prądu elektrycznego, pływania w jeziorze, jeżdżenia na nartach itp? Każda z tych rzeczy niesie określone niebezpieczeństwo, co więcej – jest przyczyną śmierci wielu ludzi co roku. Jednak większość z nas żyje w przekonaniu, że wie jak się z nimi obchodzić, tak by je wykorzystać, a nie by od nich ucierpieć. Tak samo jest z promieniowaniem jądrowym i z całą naszą technologią jądrową. Trzeba nie uciekać przed wiedzą o nim i z pożytkiem wykorzystać poznane prawa przyrody zachowując stosowną ostrożność.    

« 1 »
oceń artykuł Pobieranie..

Ze względów bezpieczeństwa, kiedy korzystasz z możliwości napisania komentarza lub dodania intencji, w logach systemowych zapisuje się Twoje IP. Mają do niego dostęp wyłącznie uprawnieni administratorzy systemu. Administratorem Twoich danych jest Instytut Gość Media, z siedzibą w Katowicach 40-042, ul. Wita Stwosza 11. Szanujemy Twoje dane i chronimy je. Szczegółowe informacje na ten temat oraz i prawa, jakie Ci przysługują, opisaliśmy w Polityce prywatności.

Najaktywniejsi użytkownicy

  • 1
    maryniakopec
    ostatnia aktywność: 03.09.2019
    łączna liczba komentarzy: 35
  • 2
    gr3
  • 3
    wojas004
    ostatnia aktywność: 15.09.2019
    łączna liczba komentarzy: 113
  • 4
    Mikotka
    ostatnia aktywność: 09.10.2019
    łączna liczba komentarzy: 43
  • 5
    minialo
    ostatnia aktywność: 24.05.2019
    łączna liczba komentarzy: 14

Najwyżej docenione