Promienitwórczość

1. Historia :

Zjawisko promieniotwórczości zaobserwował po raz pierwszy francuski uczony Henri Becquerel. 23 listopada 1896r. zawiadomił Akademie Nauk, ze kawałki soli uranowej, przechowywane przez sześć miesięcy w zupełnej ciemności wysyłają promienie. Pod wpływem tego promieniowania gazy staja się przewodnikami elektryczności. Było to zjawisko zupełnie dotąd nieznane. Nowe promienie, które nazwano promieniami uranowymi, z miejsca wzbudziły ogromne zainteresowanie fizyków.
Maria Skłodowska poszukiwała wówczas właśnie tematu pracy doktorskiej.
Zaciekawienie odkryciem Becquerela, zaowocowało rozpoczęciem badań mających na celu ustalenie, czy inne ciała nie posiadają podobnie jak związki uranu własności emitowania promieni. I rzeczywiście, jednocześnie z niemieckim fizykiem G. C. Schmidtem odkryła analogiczne zjawisko dla toru, przy czym okazało się, ze metal ten jest aktywniejszy od uranu. Okazało się, ze promieniowanie nie jest bynajmniej swoista cecha uranu. Trzeba wiec nazwać to zjawisko bardziej ogólnie. Skłodowską proponuje miano: promieniotwórczość (radioaktywność), a pierwiastki, które posiadają te dziwna własność promieniowania (uran i tor) - nazywa promieniotwórczymi (radioelementami).
W lipcu 1898r. polska uczona wraz z mężem ogłosiła odkrycie promieniotwórczego pierwiastka, który Maria nazwala polonem na cześć swojej ukochanej Ojczyzny. W grudniu 1898r. natomiast, poinformowali oni Akademie Nauk o odkryciu radu - pierwiastka śladowego, silnie promieniującego. Choć istnienie radu nie ulegało już wątpliwości, sam pierwiastek w postaci czystej nie został jeszcze wydzielony. Dopiero w czasie dalszej, czteroletniej mozolnej pracy udało im się wyizolować, z wielu ton importowanego z Czech uranitu, 1/10 grama czystego pierwiastka.
W ciągu lat 1899 i 1900 Piotr i Maria Curie ogłaszają komunikat dotyczący odkrycia "elektryczności indukowanej", która wywołuje rad, i drugi - o ładunku elektrycznym przenoszonym przez promienie. Poza tym redagują na Kongres fizyków w roku 1900 sprawozdanie ogólne o ciałach promieniotwórczych, które wznieca wśród europejski fizyków niezwykle zainteresowanie.
Rozwój nowej nauki o promieniotwórczości postępuje coraz szybciej - wprost błyskawicznie. Zbadane przez Piotra Curie działanie magnetyczne wskazywało, ze niektóre promienie emitowane przez rad niosą ładunki dodatnie, inne ujemne, a jeszcze inne nie reagują na działanie magnesu.
W późniejszym czasie (ok.1900r.) zrodzona we Francji, promieniotwórczość szybko zdobywa inne kraje. W szeregu państw uczeni rzucają się w pogoń za nowymi pierwiastkami promieniotwórczymi. Jej rezultatem jest odkrycie mezotoru (228Ra), radiotoru (228Th), jonu, protaktynu, radioołowiu. W 1900r. Niemiec - Otto Walkhoff jako pierwszy stwierdził, ze pochodzące od radu promieniowanie radioaktywne może niszczyć tkanki biologiczne. Jak się okazało, rad emituje: promieniowanie alfa (ok. 75% ogółu promieniowania), które bardzo trudno daje się odchylać magnetycznie i jest absorbowane przez powietrze i ciała stale; promieniowanie beta (ok. 20%), które zachowuje się podobnie jak promienie katodowe, ale jest bardziej przenikliwe; promieniowanie gamma (ok. 5%), które przenika nawet płytę stalowa o grubości 10 cm. Jest ono fizjologicznie szczególnie niebezpieczne. Promieniowanie gamma zabija bakterie i powoduje oparzenia skóry.
je, bada jego rozwój. Uderzony zdumiewająca mocą tych promieni, zaczyna badać wpływ radu na organizm zwierząt, współpracując w tym zakresie ze znamienitymi lekarzami: prof. Bourchardem i prof. Balthazardem. Po krótkim już czasie udaje im się stwierdzić, ze rad, niszcząc chore komórki, leczy: niektóre guzy i pewne formy raka. Ta gałąź lecznictwa otrzymała nazwę radioterapii, a lekarze francuscy ( Doulos, Wickam, Dominci, Degrais i in.) pierwsi zaczynają ja stosować z dobrymi wynikami u ludzi, używając do tego tubek z emanacja radowa.
W tym samym roku H. Becquerel na podstawie wyników eksperymentów stawia hipotezę, iż promieniowanie beta to strumień elektronów.
W 1903r. dwaj uczeni angielscy, Ramsay i Soddy, wykazują, ze rad wydziela stale mała ilość pewnego gazu - helu. Jest to pierwszy znany przykład przemiany atomów. Cokolwiek później, również w Anglii, Rutherford i Soddy, nawiązują do hipotezy, o której Maria Curie wspominała już w 1900 r., ogłaszają pociągająca "teorie przemian promieniotwórczych". Oznajmiają, ze z uranu powstaje nowy pierwiastek, kiedy odłączy się od niego cząsteczka alfa. Atom (z grec. "atomos" = "niepodzielny") niespodziewanie okazał się podzielny i utracił status najmniejszej cząstki materii. Rutherford stwierdził, ze pierwiastki dzięki wysyłanemu promieniowaniu rozpadają się tworząc inne pierwiastki o mniejszych atomach, te z kolei tworzą jeszcze inne itd. Łańcuch rozpoczyna uran a kończy ołów. Rutherford dzięki swemu odkryciu stal się "ojcem fizyki atomowej".
W 1909r. E. Rutherford i T. Royds doświadczalnie dowiedli, iż cząstki alfa to dwukrotnie zjonizowane atomy helu ( jądra helu).
W 1914r. E. Rutherford i E. N. Andrade uzyskali doświadczalne potwierdzenie ugięcia promieniowania gamma w krysztale. Dokładne badania wykazały, ze promieniowanie gamma jest promieniowaniem elektromagnetycznym o większej częstotliwości (mniejszej długości fali) niż promieniowanie rentgenowskie.
W 1934r. małżeństwu Fryderykowi i Irenie Joliot-Curie udaje się przekształcenie atomów w atomy o wyższej liczbie porządkowej. Po odkryciu Wernera Heisenberga, który stwierdził, ze jądra atomu składają się z protonów i neutronów, prostsze stało się przekształcanie jego elementów przez bombardowanie cząstkami. Gdy poprzez oddziaływanie cząstki alfa proton wyparty jest z jądra atomowego, wtedy jego liczba porządkowa i masowa zmniejsza się o jeden. Gdy atom traci jedna (składająca się z dwóch protonów i dwóch neutronów) cząsteczkę alfa, wtedy jego liczba porządkowa zmniejsza się o dwa, a liczba masowa o cztery. Joliot-Curie ostrzeliwując atomy boru, aluminium i magnezu cząstkami alfa stwierdzili wzrost masy. Na przykład atomy aluminium 27 przekształcają się w radioaktywne atomy izotopu fosforu z liczba masowa 30. Ponieważ jednak aluminium ma liczbę porządkowa 13, a fosfor 15, jądro aluminium przejmuje w tej reakcji z cząstki alfa dwa protony i jeden neutron. W przyrodzie nie występuje fosfor 30. W ten sposób małżeństwu Joliot-Curie udaje się po raz pierwszy sztuczne wytworzenie pierwiastka radioaktywnego.
W 1981r. naukowiec Towarzystwa Badań Schweriona w Darmstadt odkrył czwarta formę radioaktywnej przemiany: radioaktywność protonowa. Do tej pory znano tylko radioaktywne procesy wysyłania promieni alfa, beta, gamma. Nowo odkryte przekształcenie jądra pozwala na obserwowanie jąder ciężkiego atomu podczas ostrzału protonami. W momencie emisji wysyłają one proton, przez co zmniejsza się ich liczba atomowa o jeden.

2. Pojęcie promieniotwórczości:
Zdolność emitowania przez pewne pierwiastki promieniowania jądrowego wskutek rozpadu promieniotwórczego ich jąder atomów. Promieniotwórczość pierwiastków występujących w przyrodzie jest nazywana promieniotwórczością naturalna, otrzymywanych zaś w wyniku reakcji jądrowych - promieniotwórczością sztuczna. Promieniotwórczość naturalna została odkryta przez A.H. Becquerela (fiz. fr. 1852-1908) i miała bardzo istotne znaczenie dla rozwoju fizyki atomowej i jądrowej. Jądra podlegające rozpadowi promieniotwórczemu są jądrami nietrwałymi. Emitując spontanicznie albo cząstki (jądra helu), albo cząstki (elektrony) pozbywają się w ten sposób energii i zamieniają się w jądra bardziej stabilne. Bardzo często po emisji cząstek powstaje jądro wzbudzone, które traci swoja energie wzbudzenia przez emisje kwantów g (fotonów).

Promieniowanie naturalne:

Ludzkość od początku swego istnienia narażona była na działanie promieniowania ze źródeł naturalnych. Promieniowanie naturalne jest to promieniowanie, które normalnie i stale istnieje na Ziemi i jest niezależne od działalności człowieka. Pochodzi głównie z dwóch źródeł: z przestrzeni kosmicznej oraz ze źródeł ziemskich, którymi są naturalne pierwiastki promieniotwórcze. Wielkość naturalnego napromieniowania w większości okolic na Ziemi wynosi od kilkudziesięciu do stu kilkudziesięciu milimetrów na rok, co odpowiada wartości około 3 remów na jedno pokolenie ludzkie i około 7 remów w ciągu średniego życia ludzkiego. Poziom naturalnego promieniowania zależy od szerokości geograficznej, składu podłoża, wysokości nad poziomem morza i szeregu innych czynników. Sztuczne źródła promieniowania jonizującego Oprócz źródeł naturalnych występujących w przyrodzie na coraz większą skale stosowane są w różnych dziedzinach przemysłu i medycyny sztuczne źródła promieniowania, które można sklasyfikować jako:

1. Aparaturę rentgenowską lub inna, lecz wytwarzającą promieniowanie jonizujące na podobnej zasadzie. W aparaturze tego typu promieniowanie rentgenowskie jest wytwarzane przez hamowanie na metalowych elektrodach lub szklanych ekranach strumienia elektronów rozpędzanych uprzednio w silnym polu elektrycznym, zazwyczaj w odpowiedniej komorze próżniowej. Aparatura tego typu to przede wszystkim
lampy rentgenowskie, a także kineskopy telewizyjne, prostowniki próżniowe, beta-trony, akceleratory itp.

2. Izotopy promieniotwórcze. Izotopami nazywane są atomy pierwiastków, które maja te sama liczbę protonów w jądrze atomu, a różną liczbę neutronów. Izotopy tego samego pierwiastka maja te same właściwości chemiczne, różnią się jedynie masa atomowa.

Aczkolwiek izotopy danego pierwiastka maja takie same właściwości chemiczne, można je rozróżnić stosując właściwości fizyczne. Niektóre są radioaktywne, wobec tego można je wykrywać i określić ilościowo na podstawie intensywności promieniowania. Inne izotopy można rozróżniać na podstawie nieznacznych różnic w masie atomowej spowodowanych obecności dodatkowego neutronu w jądrze. Substancje zawierające w jądrze izotop 15N (ciężki azot), zamiast zwykłego 14N lub 2H (ciężki wodór, deuter) w miejsce 1H maja większa masę, co można wykryć za pomocą spektrometru masowego.

Ogromny postęp w badaniach nad wyjaśnieniem szczegółów metabolicznej aktywności komórek zawdzięczamy zastosowaniu substancji „znakowanych” izotopami, np. cukru znakowanego przez wprowadzenie na miejsce zwykłego węgla (12C) węgla promieniotwórczego (11C lub 14C) bądź węgla ciężkiego (13C). Znakowana substancje podaje się lub wstrzykuje badanemu zwierzęciu lub roślinie, bądź tez hoduje się w jej roztworze komórki, a następnie izoluje się i bada znakowane produkty powstające w wyniku normalnego przebiegu procesów metabolicznych tych organizmów lub komórek. Doświadczenie takie pozwalają dokładnie prześledzić, etap po etapie, kolejne reakcje, jakim podlega dany związek oraz określić, w jakiej postaci znaczone atomy zostają ostatecznie wydzielone z komórki bądź organizmu. Dzięki zastosowaniu np. promieniotwórczego wapnia (45Ca) można zbadać szybkość tworzenia się substancji kostnej oraz wpływ na ten proces witaminy D i hormonu wydzielanego przez gruczoły przytarczyczne. Metoda ta pozwala na rozwiązanie wielu problemów biologicznych, które nie dałyby się rozwikłać w żaden inny sposób.

Promieniowanie sztuczne:

Proces uzyskiwania wybranych izotopów jest bardzo skomplikowany. Polega on na umieszczeniu wybranego atomu w reaktorze atomowym, pomiędzy dwoma izotopami (najczęściej uranu) i, za pomocą specjalistycznej aparatury, kontrolowaniu przepływu promieniotwórczości przez ten atom.
Teraz warto wspomnieć cos o przydatności sztucznych izotopów we współczesnym życiu. Najbardziej obrazowym przykładem jest użycie w medycynie, ale nie jest to jedyny zakres.

Oto parę przykładów:

1. Nadczynność tarczycy. Jak wiadomo, nadczynność tarczycy jest choroba spowodowana nadmiernym przyrostem tkanki tarczycowej. Powoduje ona nadmierna produkcje hormonów. Wiadomo również, ze tarczyca wchłania jod. W ramach leczenie, wstrzykuje się odpowiednia ilość izotopu jodu z określonym okresem półrozpadu, który niszczy nadmiar tkanki. Często pozwala to kobiecie na normalny poród i unikniecie ciecia cesarskiego. Dlaczego akurat izotopy sztuczne? Ponieważ medycyna jest działem, w którym nie ma kompromisów. Tutaj wszystko musi być optymalne, gdyż może to zawsze uratować czyjeś życie.
2. Sterylizacja. Zarówno sprzęt medyczny, jak i żywność można sterylizować, za pomocą napromieniowania. Wiadomo ze promieniotwórczość zabija organizmy żywe. Dlaczego akurat izotopy sztuczne? Dla sprzętu medycznego jest ważne, żeby był jak najsłabiej napromieniowany, gdyż nie sprzyja pacjentowi duża dawka promieniotwórcza, natomiast przy żywności, należy pamiętać ze takie produkty jak owoce, czy warzywa, będą przez nas później jedzone.

Rodzaje promieniowania jonizującego:

Promieniowanie Jest to strumień cząstek złożonych z 2 neutronów i 2 pro-tonów (jądra helu) wysyłanych w następstwie przemian zachodzących w jądrze. Jeżeli atom emituje cząstkę, to z jego jądra ubywają 4 nukleony. Energia kinetyczna cząstek wynosi od 3 do 10 MeV w zależności od rodzaju nuklidu promieniotwórczego. Cząstka traci swa energie głównie wskutek jonizacji atomów ośrodka przenikanego. Zasięg promieniowania zależy od energii cząstek oraz od rodzaju ośrodka. Wynosi on od kilku do kilkunastu mg/cm2. Promieniowanie Jest to strumień cząstek (elektronów dodatnich lub ujemnych) emitowanych przez jądra atomów promieniotwórczych. Emisja cząstki minus występuje przy przemianie neutronu w pro-ton. Przemianie tej towarzyszy emisja antyneutrino. Pierwiastek pochodny ma wiec te sama liczbę masowa A, a liczbę atomowa Z większa o 1. Emisja cząstki plus występuje przy przemianie protonu w neutron z emisja neutrino. Pierwiastek pochodny ma wtedy te sama liczbę masowa A, natomiast liczbę atomowa Z mniejsza o 1. Cząstki przenikając materie tracą swa energie kinetyczna wskutek jonizacji lub wzbudzania atomów przenikanego ośrodka oraz w wyniku hamowania w polach elektrostatycznych jąder.

Promieniowanie - Jest to promieniowanie elektromagnetyczne emitowane przez jądra wzbudzonych atomów promieniotwórczych. Długość fali promieniowania - wynosi do cm. W przeciwieństwie do promieniowania cząstkowego, zasięg promieniowania elektromagnetycznego jest duży. Kwanty promieniowania - przenikając ośrodek materialny trąca swa energie w wyniku zjawiska fotoelektrycznego, zjawiska Comptona, zjawiska tworzenia par, a dla dużych energii wskutek występowania reakcji jądrowych. Promieniowanie zatrzymuje nawet cienka kartka papieru, przeszkoda dla promieni jest blacha aluminiowa, natomiast zaporę dla promieni - stanowi dopiero gruba płyta ołowiana.

Promieniowanie rentgenowskie (X) Jest również strumieniem kwantów promieniowania elektromagnetycznego, powstającym w wyniku oddziaływania (hamowania) strumienia elektronów z jądrami atomów materii. Promieniowanie rentgenowskie jest niewidzialne dla oka, przebiega prostolinijnie, ma wybitna zdolność przenikania ciał, wywołuje fluorescencje pewnych substancji, redukuje chemicznie związki srebra, jonizuje gazy i wywiera działanie niszczące na tkankę żywa.

Promieniowanie neutronowe (N) Jest strumieniem neutronów powstających w wyniku procesu tzw. rozszczepienia jąder atomowych ciężkich pierwiastków, np. uranu i pierwiastków transuranowych. Ładunek neutronu równy jest zero, a masa wynosi g. Poza wymienionymi wyżej rodzajami promieniowania istnieją jeszcze inne rodzaje promieniowania, takie jak np. protony lub tzw. fragmenty rozszczepienia jąder atomowych. Mogą one powstawać w wyniku skomplikowanych reakcji jądrowych i bardzo rzadko stanowią źródło realnego zagrożenia radiacyjnego Okres półrozpadu to czas po którym polowa początkowej ilości jąder danego nuklidu uległa rozpadowi. Okres półrozpadu zależy tylko od ilości danej próbki i od rodzaju danego nuklidu. Jest on charakterystyczny dla danego izotopu. Dzięki okresowi półrozpadu możemy obliczyć wiek danej próbki.

Reakcja łańcuchowa: neutrony spowodują rozszczepienie jądra nuklidu rozszczepialnego (np. Uran 235) powstają dwa nowe jądra oraz kilka nowych neutronów. Neutrony wyzwolone podczas rozszczepienia jądra uranu 235U tzw. neutrony wtórne, maja prędkość dużo większa od neutronów wywołujących rozszczepienie. I te neutrony wtórne również mogą wywołać rozszczepienie innych jąder uranu, dzięki temu powstają nowe neutrony zdolne do bombardowania dalszych jąder uranu i w ten sposób może powstać niezanikająca reakcja, zwana łańcuchowa. Urządzenie zawierające materiał ulęgający rozszczepieniu i materiał nie rozszczepialny, tworzą układ, w którym można wytworzyć reakcje łańcuchowa w sposób kontrolowany, nazywa się reaktorem jądrowym

Szereg promieniotwórczy promieniotwórcza rodzina, zespól pierwiastków promieniotwórczych, z których każdy następny powstaje z rozpadu promieniotwórczego jąder pierwiastka poprzedniego (macierzystego). Znane są trzy szeregi naturalne: uranowy (uranowo - radowy) aktynowy (uranowo - aktynowy) i torowy, oraz jeden sztuczny neptunowy. Każdy szereg rozpoczyna nuklid o długim okresie półtrwania, przez co każdy pierwiastek całego szeregu występuje ciągle pomimo krótkiego okresu rozpadu. Każdy szereg kończy nuklid trwały, w szeregach naturalnych jest to izotop ołowiu (ołów 206, ołów 207, ołów -208), a w szeregu neptunowy jest to bizmut 209.

3. Promieniotwórczość – korzyści czy zagrożenie?

Człowiek oraz wszystkie żyjące na Ziemi organizmy są stale narażone na wpływ promieniowania jonizującego. Na skutek oddziaływania promieniowania na tkankę żywa, zachodzą w niej pewne zmiany. Zależą one od rodzaju promieniowania, jego natężenia i energii, a także rodzajów tkanki, położenia źródła promieniowania i czasu ekspozycji.
Promieniowanie jonizujące oddziałując z tkanką żywą powoduje jonizacje atomów i zmianę przebiegu biologicznych procesów w komórce. Nie wszystkie zmiany w strukturach biologicznych, zwłaszcza w cząsteczkach kwasów nukleinowych (DNA) i chromosomach ujawniają się w organizmie od razu po napromieniowaniu, wiele następstw ma miejsce w znacznie późniejszym czasie, jako tzw. zmiany późne. I może to być białaczka (w wyniku uszkodzenia szpiku kostnego), nowotwory złośliwe skóry, kości, zaćma czy zaburzenia przewodu pokarmowego (w wyniku dysfunkcji jelit). Ogólnie, mogą to być zmiany somatyczne, trwale dla danego organizmu, jak również zmiany genetyczne, przekazywane następnym pokoleniom. Niszczące działanie promieniowania jądrowego jest wykorzystywane w terapii nowotworowej. Skutki biologiczne promieniowania jądrowego można obserwować przy napromieniowaniu zewnętrznym, kiedy źródło jest na zewnątrz organizmu, lub wewnętrznym, kiedy źródło jest wewnątrz organizmu. Szczególnie niebezpieczne jest właśnie to napromieniowanie wewnętrzne, gdyż nawet mało przenikliwe promieniowanie jest bardzo skutecznie jonizujące. Najczęstszymi drogami przedostawania się radioizotopów do wnętrza organizmu człowieka są drogi oddechowe, układ pokarmowy oraz skóra. Skażenie powierzchni ciała jest znacznie mniej groźne, bo jest możliwe do usunięcia, np. przez umycie ciała. Skutki i następstwa promieniowania zależą przede wszystkim od dawki promieniowania, tzn. rodzaju, czasu ekspozycji i natężenia promieniowania. Dla człowieka dopuszczalne dawki są różne, zależnie od wieku, stanu zdrowia i organu napromieniowanego. Przyjmuje się dawkę 4 siwertów jako dawkę powodująca śmierć w 50% wypadków przy napromieniowaniu całego ciała. W ostatnich latach zwrócono uwagę na skutki działania promieniowania elektromagnetycznego niejonizującego, w szczególności promieniowania o wysokiej częstotliwości. Działanie tego promieniowania na organizmy żywe, a także na organizm ludzki, nie jest dokładnie rozpoznane; uważa się je obecnie za jedno z powszechnych zanieczyszczeń środowiska. Promieniowanie o wysokiej częstotliwości powstaje w wyniku działania zespołów sieci i urządzeń elektrycznych w pracy oraz w domu (np. kuchenki mikrofalowe, żelazka, lodówki, odkurzacze, pralki, telewizory), urządzeń elektromechanicznych do badań diagnostycznych i zabiegów fizykoterapeutycznych, stacji nadawczych, urządzeń energetycznych, telekomunikacyjnych, radiolokacyjnych czy radionawigacyjnych. Negatywny wpływ energii elektromagnetycznej przejawia się tzw. udarem cieplnym, co może powodować dodatkowe zmiany biologiczne, np. zmianę właściwości koloidalnych w tkankach, a nawet doprowadzić do śmierci termicznej. Szczególnie szkodliwe oddziaływanie na środowisko maja linie wysokiego napięcia, w pobliżu, których wytwarzają się napięcia i prądy niebezpieczne dla zdrowia i życia ludzi. Pole elektromagnetyczne wytwarzane przez silne źródło niekorzystnie zmienia warunki bytowania człowieka, wpływa na przebieg procesów życiowych organizmu; mogą wystąpić zaburzenia funkcji ośrodkowego układu krwionośnego oraz narządów słuchu i wzroku. Najbardziej narażeni są ludzie zatrudnieni przy obsłudze urządzeń emitujących tego rodzaju promieniowanie. Przeprowadzone badania lekarskie tej grupy pracowników ujawniły, ze najczęstszymi ich dolegliwościami były: pieczenie pod powiekami i łzawienie, bóle głowy, drażliwość nerwowa, wypadanie włosów, suchość skóry, oczopląs, arytmia serca, objawy nerwicowe, zaburzenie błędnika. Zespól wymienionych objawów określa się ogólnym pojęciem "choroby radiofalowej" lub "choroby mikrofalowej".
Biologiczne skutki skażeń elektromagnetycznych nie są możliwe do wykrycia za pomocą zmysłów, nie są tez one od razu odczuwalne, a mogą wystąpić dopiero po wielu latach. Obecnie prawie wszyscy ludzie podlegają ekspozycji promieniowania elektromagnetycznego pochodzącego ze źródeł sztucznych. Poziom tej ekspozycji zależy od stopnia uprzemysłowienia danego regionu, koncentracji stacji nadawczych i liczby odbiorników, liczby lotnisk, portów morskich czy rozwoju sieci energetycznej. Obecność pól elektromagnetycznych o częstotliwości 50Hz ma także degenerujący wpływ na rośliny i zwierzęta. U roślin obserwuje się opóźniony wzrost i zmiany w budowie zewnętrznej, u zwierząt natomiast zaburzenia neurologiczne oraz zaburzenia w krążeniu, zakłócenia wzrostu, żywotności i płodności. Każdy mieszkaniec Ziemi otrzymuje przeciętnie w ciągu roku dawkę 2,4 milisiwertów związana z naturalnym tłem promieniowania. Za bezpieczna dawkę roczna przyjmuje się 3 milisiwerty. Ludność Polski do 1986 roku otrzymywała od tła naturalnego równoważnik dawki promieniowania wynoszący średnio 2 milisiwerty. Wybuchy jądrowe prowadzone przez mocarstwa atomowe w latach 1945-80 spowodowały wprowadzenie do biosfery wielkich ilości radioizotopów. Szczególne nasilenie eksperymentów atomowych miało miejsce w latach 1962-63, kiedy to w Polsce średnioroczne skażenie opadem całkowitym wynosiło ok. 40 kilobekereli na metr kwadratowy, a skażenie powietrza - 110 milibekereli na metr sześcienny. Dalsze lata ujawniły, ze oprócz wybuchów jądrowych równie groźne dla środowiska są awarie elektrowni jądrowych. Szczególnie groźna, także dla Polski, była katastrofa reaktora jądrowego w Czarnobylu na Ukrainie w 1986 roku. W wyniku wybuchu, w okresie od 26 kwietnia do 6 maja 1986 roku, do środowiska zostały uwolnione jod-131 i cez-137 oraz w niewielkich ilościach stront-90. Łącznie aktywność substancji promieniotwórczych uwolnionych w czasie awarii wynosiła 2 miliardy gigabekereli. Była to największa i najtragiczniejsza awaria reaktora jądrowego, która pochłonęła wiele ofiar. Skażenie powietrza w Polsce przed awaria wynosiło ok. 1 milibekerel na metr sześcienny, natomiast po awarii - przeciętnie 100 kilobekereli na metr sześcienny, a wód powierzchniowych ok. 10 bekereli na decymetr sześcienny. Ocenia się, ze 25% powierzchni Polski zostało silnie skażonych; największe skażenie dotknęło pólnocno-wschodnie oraz częściowo południowe regiony kraju. Skutki tej awarii maja różnorodny charakter. Skażenie jodem ustąpiło szybko, na skutek krótkotrwałego okresu połowicznego rozpadu tego izotopu. Pozostał problem skażenia izotopami cezu i strontu, których okresy połowicznego rozpadu wynoszą prawie 30 lat. Izotop strontu (stront-90), podobnie jak wapń jest składnikiem nieorganicznym kości. Gdy wraz z pokarmem dostanie się do organizmu, działa jonizujaco na żywe komórki krwi. Emitując promienie beta powoduje niebezpieczne zmiany nowotworowe w tkance kostnej i szpiku kostnym (rak kości). Izotop cezu (cez-137) jest stosunkowo dobrze rozpuszczalny i podobny pod względem właściwości chemicznych do potasu. W przeciwieństwie do strontu nie jest kumulowany w organizmie, lecz szybko usuwany. Cez łatwo dostaje się do organizmu ludzkiego ze spożywanym mlekiem, mięsem czy warzywami. Emitując promienie ma możliwości wywołania zmian genetycznych w gonadach. Katastrofa w Czarnobylu była wynikiem błędów popełnionych podczas eksperymentu. Od tej pory jednak zaczął narastać w Polsce sprzeciw społeczeństwa wobec decyzji zakończenia budowy elektrowni jądrowej w Żarnowcu i projektowanej budowy elektrowni w Klempiczu.