Naujos sąvokos:
radiãcija, apšvità, kòsminiai spinduliai, sugertóji apšvitõs dòzė, lygiavertė apšvitõs dòzė
Radioaktyvioji spinduliuõtė – tai jonizuojančioji spinduliuõtė, o pastaroji, įskaitant ir rentgeno spinduliuotę, vadinama radiãcija. Procesas, kurio metu radiacija paveikia žmogų ar aplinką, vadinamas apšvità. Paveikà radiacija – tai apšvita.
Gamtiniai ir dirbtiniai radiacijos šaltiniai
Radiacijos šaltiniai gali būti gamtiniai (natūralūs) arba dirbtiniai.
Gamtiniai radiacijos šaltiniai egzistuoja Visatoje ir Žemėje nuo jų susidarymo ar radosi vėliau. Tai kòsminiai spinduliai – didelės energijos dalelės, atskriejančios iš kosminės erdvės, Saulės. Gamtinę radiaciją skleidžia Žemės plutos paviršiuje ar gelmėse esančios uolienos, įvairiõs būsenos vanduo, dirvožemis, kuriuose yra urano, torio, kalio ar kitų cheminių elementų radionuklidų. Mūsų gyvenamojoje aplinkoje esama ir kitų radioaktyviųjų gamtinių cheminių elementų, pavyzdžiui, radžio, radono. Gamtinė radiacija susidaro ir atmosferoje – Žemės dujiniame apvalkale. Ją gali skleisti radiacijos paveikti augalai ir gyvūnai.
Dirbtiniai radiacijos šaltiniai – sukurti žmogaus. Tai branduolinės energetikos objektai, pavyzdžiui, branduolinės elektrinės, branduoliniai ginklai, medicinos įranga, mokslo, karo ar buities tikslams skirti prietaisai ir pan.
Apšvitos dozės
Radiacijos poveikį žmogui apibūdina sugertóji apšvitõs dòzė. Tai žmogaus sugerta jonizuojančiosios spinduliuotės energija, tenkanti vienam jo kūno masės kilogramui. Sugertosios apšvitos dozės vienetas pavadintas grėjumi (Gy), pagerbiant anglų fiziką Luisą Grėjų (Louis Gray, 1905–1965) (7.5.1 pav.).
Sugertoji apšvitos dozė tik kiekybiškai nusako sugertą energiją. Jos poveikis organizmui priklauso ne tik nuo to, kiek radioaktyviųjų spindulių nešamõs energijos teko vienam kūno masės kilogramui, bet ir nuo to, kokie tai spinduliai. Pavyzdžiui, tokia pati kūno sugertos α spinduliuotės dozė gali būti 20 kartų pavojingesnė negu β ar γ spinduliuotės. Todėl, vertinant apšvitos poveikį, atsižvelgiama į spinduliuotės rūšį. Siekiant šio tikslo, fiksuojama lygiavertė apšvitõs dòzė. Tai sugertoji apšvitos dozė, nustatyta, įvertinus spinduliuotės rūšį pagal jos pavojingumą organizmui. Lygiavertės apšvitos dozės vienetas – sivertas (Sv), pavadintas pagerbiant švedų fiziką Rolfą Sivertą (Rolf Sievert, 1896–1966) (7.5.2 pav.). 1 Sv – labai stambus matavimo vienetas. Praktikoje dažniausiai naudojami daliniai vienetai milisivertai (1 mSv – 10–3 Sv).
Radioaktyvumo poveikis
Radioaktyvieji spinduliai „neša“ energiją, kurią sugerdami gyvieji organizmai įšyla. Tai šiluminis radioaktyviųjų spindulių poveikis. Jis labai menkas, todėl tiesioginė šių spindulių žala sunkiai pastebima. Kitas poveikis – jonizuojantysis. Radioaktyvioji spinduliuotė jonizuoja molekules ir atomus. Dėl to padidėja organizmo molekulių cheminis aktyvumas ir ląstelėse prasideda organizmui žalingi procesai: sutrinka medžiagų apykaita, jos nustoja dalytis ir gali žūti. Šiai spinduliuotei labai jautrios kaulų čiulpų ląstelės. Jas pažeidus, sutrinka kraujo sudedamųjų dalių – baltųjų kraujo kūnelių, saugančių nuo infekcijų, ir kraujo plokštelių, atsakingų už kraujo krešėjimą, gamyba. Dėl to žmogui gresia mirtis nuo infekcijos arba nukraujavimo susižeidus.
Apie netoli esančius radiacijos šaltinius įspėja 7.5.3 paveiksle pavaizduotas ženklas. Pamatę tokį ženklą, turime suprasti, kad pasilikti prie jo gali būti pavojinga.
Gamtinių radiacijos šaltinių skleidžiama spinduliuotė įprastomis (natūraliomis) sąlygomis žmogui nėra pavojinga – poveikis menkas ir prie jo esame prisitaikę. Tačiau per branduolinių užtaisų bandymus ar įvykus avarijai branduolinėje elektrinėje radiacija aplinkoje gali labai padidėti ir pakenkti žmogaus sveikatai. Radioaktỹviosios mẽdžiagos žmogui ypač pavojingos tada, kai patenka į organizmą su maistu ar oru. Pavyzdžiui, po Černobylio atominės elektrinės avarijos tam tikrose vietovėse į ganyklas, miškus, vandens telkinius pateko radioaktyviųjų medžiagų. Tokiose ganyklose žolę ėdusių karvių pienas buvo labai kenksmingas. Negalima valgyti ir radioaktyviosiomis medžiagomis užterštame miške surinktų grybų ar užterštame vandens telkinyje sugautų žuvų.
Radioaktyvumo poveikis organizmui priklauso nuo:
- spindulių rūšies ir intensyvumo,
- spinduliavimo trukmės,
- organizmo jautrumo.
Įvairių radioaktyviųjų spindulių poveikis
Iš išorės veikiantys α spinduliai nepavojingi – nuo jų žmogaus kūną saugo oda. Tačiau pro kvėpavimo takus, burną ar sužeistą odą į organizmą patekusių radioaktyviųjų medžiagų skleidžiami α spinduliai labai kenkia: gali sutrikti baltųjų ir raudonųjų kraujo kūnelių gamyba.
β spinduliai prasiskverbia pro suragėjusį odos sluoksnį į gyvus audinius ir gali smarkiai nudeginti odą. Ji išsausėja, o nagai tampa trapūs. Šie spinduliai kartais net sukelia odos vėžį. Jiems labai jautrios akys.
γ spinduliai gali paveikti giliai organizme esančius audinius ir sukelti kraujo sudėties pakitimus, mažakraujystę, kataraktą – akies lęšiuko drumstį, taip pat vėmimą, viduriavimą ir pan.
Platesniam akiračiui
Saulė ir kosminė erdvė yra kosminės radiacijos šaltiniai. Nuo šios radiacijos iš dalies apsaugo atmosfera, todėl kuo aukščiau nuo Žemės paviršiaus, tuo didesnė apšvitos dozė gali būti sugerta per tą patį laikotarpį. Lygiavertė apšvitos dozė, kurią gauna žmogus, 3 valandas lėktuvu skrisdamas iš Vilniaus į Lòndoną, yra 3,8 μSv (mikrosiverto). Tai vidutiniškai 13 kartų daugiau, negu jis gautų per tą patį laiką, stovėdamas ant žemės.
Namuose, pastatytuose iš granito turinčių medžiagų, lygiavertė apšvitos dozė per metus gali siekti iki 1,5 mSv. Medinių pastatų konstrukcijos radiacijos neskleidžia.
Krūtinės ląstos rentgenogramos metu paciento gauta lygiavertė apšvitos dozė – 0,02 mSv, pilvo kompiuterinės tomografijos (KT) metu – 400 kartų didesnė, kraujagyslių KT metu – 800 kartų didesnė. Nuo buitinio dūmų detektoriaus gauta metinė lygiavertė apšvitos dozė – 0,03 mSv.
Klausimai ir užduotys
- Savais žodžiais suformuluokite radiacijos sąvokos apibrėžimą.
- Kokius žinote gamtinius ir kokius dirbtinius radiacijos šaltinius?
- Nuo ko priklauso radiacijos poveikis žmogui?
- Pateikite pavyzdį, kaip radiacijos poveikis žmogui priklauso nuo spinduliuotės rūšies.
- Du draugai kaitinosi saulės atokaitoje. Vienas jų pasakė: „Einu į pavėsį, pasislėpsiu nuo radiacijos.“ Padiskutuokite, kiek šis teiginys gali būti teisingas ir kiek – klaidingas.
- Ar radiacija gali būti nekenksminga? Paaiškinkite savo atsakymą.
- Kuo sugertoji apšvitos dozė skiriasi nuo lygiavertės apšvitos dozės?
- Į sieną mestas stalo teniso kamuoliukas nuo jos atšoka. Jei pataikysime į plastilinu išteptą lentelę, kamuoliukas prilips. Remdamiesi šia analogija, paaiškinkite, ką reiškia „sugerti energiją“.
- Service provided by UAB "Biznio mašinų kompanija" and "Star Cloud OÜ"