Radioaktiivinen tai ionisoiva säteily vaikuttaa suuresti eläviin organismeihin. Ihmiset altistuvat jatkuvasti pienille määrille säteilylle, joka ei aiheuta vakavaa haittaa terveydelle. Voimakkaampi radioaktiivinen säteily johtaa kuitenkin vakaviin sairauksiin ja hengenvaaraan. Siksi säteilyannoksen mittaamiseen on kehitetty erityinen kerroinjärjestelmä.
Mitä on radioaktiivinen säteily?
Ionisoiva säteily on radioaktiivisten aineiden atomien tuottamaa energiaa. Säteilylähteet ovat:
- luonnollinen alkuperä - radioaktiivinen hajoaminen, kosmiset säteet, lämpöydinreaktiot;
- tekemä - ydinreaktori, ydinpolttoaine, atomipommi, lääketieteelliset laitteet (esim. röntgenlaite).
Radioaktiivisuustyypit
Radioaktiivisuutta on kolmea tyyppiä alkuperän mukaan:
- luonnollinen - raskaille radioaktiivisille elementeille ominaista;
- keinotekoinen - ihmisen tarkoituksella luoma hajoamisreaktioiden jaatomiytimien fuusio;
- indusoitu - havaitaan aineissa, joita on säteilytetty voimakkaasti ja joista itsestään tulee säteilyn lähde.
Säteilytyypit
Ionisoivaa säteilyä on kolmenlaisia: alfa-, beeta- ja gammasäteet.
Alfasäteilyllä on alhainen läpäisykyky. Säteet ovat heliumytimien virtaa. Lähes kaikki esteet voivat suojata alfasäteiltä: vaatteet, iho, paperiarkki. Tässä tapauksessa vaarallisen säteilyannoksen saaminen on lähes mahdotonta, jos noudatat varotoimia.
Beetasäteily on vaarallisempaa keholle. Se koostuu elektronivirrasta. Sen läpäisykyky on paljon suurempi kuin alfasäteiden. Elektronivirta liikkuu suurella nopeudella, joten säteily pystyy kulkeutumaan vaatteiden ja ihon läpi, tunkeutuen kehoon ja aiheuttaen vahinkoa terveydelle.
Gammasäteily on vaarallisinta. Tämä on sähkömagneettista säteilyä, jonka aallonpituus on erittäin lyhyt. Tällaisilla säteillä on v altava läpäisykyky ja ne ovat haitallisia elävälle organismille. Jos tällaisen säteilyn absorboitunut annos ylittää sallitun kynnyksen, se voi johtaa vakavaan sairauteen ja jopa kuolemaan.
Miten altistuminen mitataan?
Säteilytason laskemiseen käytetään "absorboituneen annoksen" (D) käsitettä. Tämä on absorboidun säteilyenergian (E) suhde säteilytetyn kohteen massaan (m). Tämä arvo ilmaistaan kahdella tavalla:
- harmaina (Gy) - yksi harmaa on yhtä suuri kuin annos, jollayksi kilogramma ainetta vastaa 1 J:n energiaa;
- röntgenissä (R) - käytetään röntgen- ja gammasäteissä ja vastaa noin 0,01 Gy.
100 R:n annos johtaa vaarallisiin terveysvaikutuksiin. Tappava annos on 500 R.
Säteilytasoa mitataan erityisellä annosmittarilla.
Ekvivalenttiannos absorboitunutta säteilyä
Tätä arvoa käytetään arvioitaessa säteilyn tuhoisaa vaikutusta kehoon. Sitä kutsutaan myös biologiseksi annokseksi. Vastaava annos on merkitty kirjaimella H ja se lasketaan kaavalla: H=D x k.
K - laatutekijä. Tämä arvo kuvaa tietyntyyppisen ionisoivan säteilyn (röntgen- ja gammasäteilyn) vaikutusta kehoon.
Ekvivalenttisäteilyannoksen yksikköä kutsutaan sievertiksi (Sv). Nimi on annettu radiofyysikon Rolf Sievertin kunniaksi, joka tutki säteilyn vaikutuksia eläviin organismeihin. Myös millisievertin (mSv) ja mikrosievertin (µSv) yksikköä käytetään.
Tärkeä käsite on H:n ekvivalenttiannosnopeus. Se ymmärretään nopeudeksi, jolla H:n annos kertyy elimistöön.
Mitkä annokset ovat turvallisia keholle? On todettu, että H:n sallittu ekvivalenttiannos, jonka sisällä patologisia prosesseja ei tapahdu kudoksissa ja soluissa, on 0,5 Sv. Yksi tappava annos on 6-7 Sv.
Ihminen saa elämänsä aikana mikroannoksia säteilyä luonnollisista ja keinotekoisista lähteistä. Keskimäärin absorboituneen säteilyn vuotuiset annokset ovat 2mSv.
Ionisoivan säteilyn vaara
Mitä tapahtuu keholle, kun sitä säteilytetään? Radioaktiivisen säteilyn suurin vaara on, että sen vaikutus jää lähes huomaamatta. Ionisoivat säteet eivät aiheuta kipua, eivät näy visuaalisesti ja muiden aistien avulla. Siksi ihminen ei ehkä edes tajua altistuvansa vaaralliselle säteilylle ennen kuin on liian myöhäistä.
Pienikin altistuminen on vaarallista eläville organismeille. Säteily ionisoi kehon soluissa olevat atomit ja molekyylit. Solujen kemiallinen aktiivisuus muuttuu, mikä johtaa radioaktiivisiin vaurioihin elimille ja kudoksille. Niiden toiminta on häiriintynyt.
Eniten säteilyä vaikuttaa nopeasti jakautuviin soluihin. Verenkierto ja luuydin alkavat kärsiä ensin, sitten ruoansulatusjärjestelmä ja muut elimet.
Säteilyllä on myös haitallinen vaikutus kromosomien geeneihin, mikä johtaa vakaviin perinnöllisiin sairauksiin tai lisääntymishäiriöihin. Yleisin sairaus on niin sanottu säteilysairaus.
Suurilla ekvivalenttisilla säteilyannoksilla se voi kehittyä jo ensimmäisten minuuttien ja tuntien aikana altistumisen jälkeen. Akuuttiin säteilysairauteen liittyy oireita, kuten pahoinvointia, oksentelua, kuumetta ja verenvuotoja.
Usein tämä sairaus on perinnöllinen. Monet Hiroshiman, Nagasakin ja Tšernobylin onnettomuuden uhrien jälkeläiset tuntevat edelleen säteilytaudin vaikutukset.
Ionisoivan säteilyn edut
Radioaktiivinen säteilytekee muutakin kuin haittaa. Tietyissä olosuhteissa voit myös hyötyä siitä, jota käytetään aktiivisesti eri toimialoilla.
Pieniä säteilyannoksia käytetään lääketieteessä syövän hoitoon. Pahanlaatuisten kasvainten solut tuhoutuvat ionisoivan säteilyn vaikutuksesta, joten sädehoitoa käytetään syövän hoidossa. Myös lääketieteessä käytetään erityisiä radioaktiivisten aineiden perusteella valmistettuja valmisteita. Ionisoivat säteet edistävät lääkinnällisten laitteiden sterilointia.
Röntgenlaitteiden käyttö on korvaamatonta sairauksien diagnosoinnissa ja vaurion asteen määrittämisessä.
Ionisoivaa säteilyä käytetään savunilmaisimien valmistukseen, matkatavaroiden turvatarkastukseen lentokentillä ja ilman ionisoimiseen.
Säteilyä käytetään myös teollisuudessa, kuten metallurgiassa, kevyessä teollisuudessa, elintarviketeollisuudessa, rakennusteollisuudessa, maataloudessa.
Suojaus säteilyltä
Ionisoivan säteilyn lähteiden kanssa työskennellessä on ryhdyttävä varotoimenpiteisiin kehon suojaamiseksi vahingoilta.
Yksinkertainen mutta tehokas tapa suojautua säteilyltä on siirtyä pois säteilyn lähteestä. Ensinnäkin ilma absorboi säteilyä, ja toiseksi lähteestä poispäin siirryttäessä säteilyn intensiteetti pienenee suhteessa etäisyyden neliöön.
Jos sitä ei voida poistaa lähteestä, on käytettävä muita suojakeinoja. Erikoismateriaaleista valmistetuista vaatteista tulee esteenäsäteilyreitit.
Säteilyä hyvin absorboivia aineita ovat lyijy ja grafiitti.
Yhteenvetona voimme todeta seuraavaa
- radioaktiivista säteilyä on kolmea tyyppiä: alfa-, beeta- ja gammasäteily;
- säteilyn voimakkuuden muutokset harmaissa ja roentgeneissä;
- Vastaava annosyksikkö on Sievert.
Säteily aiheuttaa suurta haittaa elimistölle, mutta määrätyillä annoksilla ja oikein käytettynä se voi palvella ihmiskuntaa.
