Promieniowanie - pojęcie i skutki

PROMIENIOWANIE ALFA, promienie α, rodzaj promieniowania wysyłanego przez promieniotwórcze jądra atom.; składa się z cząstek α (jąder helu).

PROMIENIOWANIE BETA, promieniowanie β, promienie β, jeden z rodzajów promieniowania wysyłanego przez promieniotwórcze jądra atom.; składa się z elektronów.

PROMIENIOWANIE GAMMA, promieniowanie γ, krótkofalowe promieniowanie elektromagnet. o długości fal na ogół mniejszej od 10–11 m, emitowane przez promieniotwórcze lub wzbudzone jądra atom. podczas przemian jądr, a także powstające przy, rozpadzie mezonów π 0, hiperonów Σ0 itd.; przy tak małej długości fali ujawniają się szczególnie korpuskularne — fotonowe — cechy promieniowania gamma; energia fotonu E = hν > 0,1 MeV (h — stała Plancka, ν — częstość promieniowania); promieniowanie gamma ma b. dużą zdolność przenikania przez materię; stosowane do celów badawczych, w technice (defektoskopia), medycynie (zwalczanie nowotworów) i in.

PROMIENIOTWÓRCZY ROZPAD, przemiana promieniotwórcza, promieniotwórczość, radioaktywność, samorzutna przemiana jądra atom., której towarzyszy emisja promieniowania jądrowego. Emitowaną cząstką promieniowania mogą być: foton (rozpad γ), elektron lub para elektron–pozyton (konwersja wewn.), elektron lub pozyton i antyneutrino lub neutrino (rozpad β), nukleon lub jądro (rozpad protonowy, rozpad α, rozpad egzotyczny, rozszczepienie). Tylko w jednym z powyższych przypadków cząstka (elektron konwersji wewnętrznej) jest emitowana nie bezpośrednio z jądra, lecz z powłoki elektronowej. W wyniku emisji z jądra AZX (A — liczba masowa równa liczbie nukleonów w jądrze, Z — liczba porządkowa równa liczbie protonów w jądrze) elektronu powstaje jądro AZ+1X, pozytonu — jądro AZ–1X, wychwytu elektronu — również jądro AZ–1X, rozpadu protonowego — jądro A–1Z–1X, zaś rozpadu α — jądro A–4Z–2X. Rozpad promieniotwórczy może zachodzić na skutek oddziaływania słabego, elektromagnet. lub silnego. Rozpad promieniotwórczy jest procesem statystycznym. Istnieje określone prawdopodobieństwo równe λ (λ stała rozpadu, charakterystyczna dla danego jądra i stanu, w którym się ono znajduje), że jądro rozpadnie się w jednostkowym czasie. Prowadzi to do wykładniczego prawa rozpadu: N(t) = N0e– λt, gdzie N(t) i N0 — odpowiednio liczba jąder promieniotwórczych w chwili t oraz w chwili początkowej t = 0. Obecnie jest znanych ponad 1800 różnych nuklidów promieniotwórczych, w tym tylko ok. 50 występuje w sposób naturalny w przyrodzie (promieniotwórczość naturalna); pozostałe są wytwarzane sztucznie w reakcjach jądrowych. Promieniotwórczość naturalną odkrył 1896 A.H. Becquerel, który stwierdził, że różne związki uranu wywołują zaczernienie emulsji fot.; systematyczne badania tego zjawiska podjęte przez M. Skłodowską-Curie i P. Curie doprowadziły do stwierdzenia promieniotwórczości toru i odkrycia 1898 nowych promieniotwórczych pierwiastków: polonu i radu. Dalsze prace nad promieniotwórczością doprowadziły do rozróżnienia 3 składowych promieniowania: α, β i γ (E. Rutherford, P. Villard i in.) oraz ich identyfikacji (Becquerel, S.T. Meyer, E. von Schweidler, Rutherford, T. Royds), a następnie do stwierdzenia, że zanik aktywności substancji promieniotwórczej w czasie ma charakter wykładniczy (Rutherford, F. Soddy). Sztuczną promieniotwórczość (β+) odkryli 1934 I. Joliot-Curie i F.J. Joliot-Curie.


Promieniowanie jonizujące odkrył niemiecki fizyk Konrad Wilhelm Roentgen, który w 1895 r. skonstruował pierwszy aparat emitujący promienie X. Rok później troje uczonych pracujących we Francji – Henri Becquerel, sławna Polka Maria Skłodowska i jej mąż Piotr Curie – odkryło naturalne źródła promieniowania jonizującego – radioaktywne izotopy. Niewiele później stało się jasne, że promieniowanie jonizujące nie jest obojętne dla żywych tkanek.
Promieniotwórczość, promieniowanie jonizujące to określenia wzbudzające powszechny lęk. Jesteśmy skłonni przypisywać im wiele nieszczęść współczesności, których symbolem stała się katastrofa w Czarnobylu. Kiedy odkryto, że promieniowanie wywiera wpływ na żywe organizmy?Promieniowanie jonizujące odkrył niemiecki fizyk Konrad Wilhelm Roentgen, który w 1895 r. skonstruował pierwszy aparat emitujący promienie X. Rok później troje uczonych pracujących we Francji – Henri Becquerel, sławna Polka Maria Skłodowska i jej mąż Piotr Curie – odkryło naturalne źródła promieniowania jonizującego – radioaktywne izotopy. Niewiele później stało się jasne, że promieniowanie jonizujące nie jest obojętne dla żywych tkanek. Becquerel spostrzegł, że skóra na jego ręce czerwienieje po napromieniowaniu, a lekarze odkryli, że mogą wykorzystać promienie X do niszczenia raka skóry. Niestety, szybko okazało się, że promieniowanie to może być również przyczyną raka, czego boleśnie doświadczyło wielu techników pracujących przy pierwszych aparatach rentgenowskich. Przez kolejne lata biolodzy i lekarze poznawali coraz dokładniej, w jaki sposób promieniowanie jonizujące oddziałuje na komórki żywych organizmów, jak wpływa na materiał genetyczny wywołując np. mutacje. Wiedza ta stała się podstawą rozwoju wielu metod terapii przeciwnowotworowych i diagnostyki medycznej.Od tych odkryć minęło sto lat. Czy nasze życie stało się dzięki nim bezpieczniejsze, czy może bardziej uzasadniony jest powszechny strach przed promieniotwórczością?Niewątpliwie zwiększyło się zagrożenie związane z promieniotwórczością, bo coraz powszechniej ją wykorzystujemy w najróżniejszych celach. Ale też musimy sobie zdawać sprawę, że cały czas jesteśmy zanurzeni w promieniowaniu pochodzącym ze źródeł naturalnych – z kosmosu, z ziemi. Ich pochodzenie jest całkowicie naturalne i rodzaj ludzki żył z tym rodzajem promieniotwórczości od zawsze. Trudno sobie wyobrazić rozwój współczesnej medycyny bez diagnostyki rentgenowskiej, tomografii komputerowej. Zabiegi radiologiczne stosowane np. podczas leczenia nowotworów umożliwiają uniknięcie operacji chirurgicznych, które są o wiele niebezpieczniejsze niż naświetlanie kontrolowanymi dawkami promieniowania.Zgoda, mamy radioterapię i diagnostykę, ale mamy też elektrownie atomowe i skutki katastrofy w Czarnobylu.Na korzystanie z elektrowni atomowych zdecydowało się wiele państw i rzecz jasna wiąże się z tym ryzyko skażenia promieniotwórczego, dokładnie tak samo, jak działalności fabryk chemicznych towarzyszy ryzyko wycieku substancji toksycznych. Nigdy nie żyliśmy w bezpiecznym świecie. Musimy nauczyć się kalkulować, przeprowadzać uczciwy rachunek zysków i zagrożeń, wynikających z zastosowania nowych technologii, w tym przypadku promieniowania jonizującego. Jeśli wiem, że ryzyko zachorowania na nowotwór na skutek zastosowania radioterapii jest mniejsze niż ryzyko śmierci na skutek komplikacji po tradycyjnym zabiegu operacyjnym, nie powinienem mieć wątpliwości, jaką metodę leczenia wybrać. Rolą uczonych jest dostarczanie danych, na podstawie których można ocenić ryzyko i stwierdzić np., czy zagrożenie skażeniem promieniotwórczym przez elektrownię atomową jest mniejsze czy większe niż suma zagrożeń wynikających z działalności elektrowni konwencjonalnych. Społeczeństwa muszą decydować, w jaki sposób chcą wytwarzać energię elektryczną, bo trudno oczekiwać, że z niej w ogóle zrezygnują.

Gdy czyta się raporty analizujące katastrofę w Czarnobylu, można odnieść wrażenie, że dostępna dziś wiedza uniemożliwia oszacowanie prawdziwych skutków. Z jednej strony mamy absurdalnie niskie wyniki prezentowane przez Międzynarodową Agencję Atomistyki w Wiedniu, z drugiej prognozy firmowane przez wybitnych fizyków mówiące, że łączna liczba ofiar osiągnie setki tysięcy. Gdzie kończy się wiedza naukowa, a zaczynają przypuszczenia?

W tej chwili dobrze sobie radzimy z ocenianiem skutków dużych dawek promieniowania na żywy organizm. Cały czas obserwujemy ludzi, którzy zostali napromieniowani podczas bombardowania Hiroszimy i Nagasaki, znamy losy milionów ludzi poddanych różnym formom radioterapii, badamy osoby narażone na kontakt z promieniowaniem ze względów zawodowych. Z wieloletnich obserwacji wiemy, że przy wysokich dawkach napromieniowania można spodziewać się wystąpienia raka skóry, raka tarczycy i białaczek. Obecnie najczęściej przyjmuje się, że nie ma całkowicie bezpiecznych dawek promieniowania – każda jego ilość niesie ryzyko negatywnych skutków zdrowotnych. Należy na to jednak patrzeć przez pryzmat rachunku prawdopodobieństwa i statystyki. Im mniejsza dawka, tym ryzyko zachorowania jest mniejsze. Oczywiście, jeśli nawet tak małe wielkości przemnożymy przez miliony mieszkańców jakiegoś obszaru, to okaże się, że na skutek małych dawek promieniowania (np. pochodzących z prześwietleń rentgenowskich) istnieje prawdopodobieństwo, że kilka osób zachoruje na raka.

Dlatego warto statystykę sprowadzać do rzeczywistości i konfrontować aplikowane nam dawki promieniowania z towarzyszącym nam od zawsze promieniowaniem naturalnym. Jest ono zazwyczaj o wiele większe niż wielkości, jakimi jesteśmy traktowani przez lekarzy lub energetykę jądrową. Nawet po katastrofie w Czarnobylu skażenie promieniotwórcze w Niemczech i w Polsce było mniejsze od promieniowania naturalnego.
Czy możemy korzystać z diagnostyki wykorzystującej promieniowanie jonizujące, robić prześwietlenia rentgenowskie bez żadnych obaw?
Znowu musimy zastosować bilans korzyści i potencjalnego ryzyka. Obowiązkiem lekarza ordynującego prześwietlenie jest analiza, czy wiedza, jaką uzyska z badania, usprawiedliwia nawet niewielkie ryzyko. Osoby wykorzystujące promieniowanie jonizujące mają obowiązek stosowania trzech reguł. Po pierwsze, nigdy nie stosuj promieniowania, jeśli nie prowadzi to do jakichkolwiek skutków pozytywnych. Po drugie, należy czynić wszystko, by korzyści z zastosowania promieniowania przewyższały ryzyko. Po trzecie, wolno stosować tylko określone dawki. Ze szczególną ostrożnością należy stosować promieniowanie jonizujące wobec dzieci, bo wraz z wiekiem ryzyko potencjalnych efektów ubocznych zmniejsza się.