Radioaktīvais vai jonizējošais starojums ļoti ietekmē dzīvos organismus. Cilvēki pastāvīgi tiek pakļauti starojumam nelielos daudzumos, kas nerada nopietnu kaitējumu veselībai. Tomēr spēcīgāks radioaktīvais starojums izraisa nopietnas slimības un draudus dzīvībai. Tāpēc radiācijas devas mērīšanai ir izstrādāta īpaša koeficientu sistēma.
Kas ir radioaktīvais starojums?
Jonizējošais starojums ir radioaktīvo vielu atomu radītā enerģija. Radiācijas avoti ir:
- dabiskā izcelsme - radioaktīvā sabrukšana, kosmiskie stari, kodoltermiskās reakcijas;
- cilvēku radīts - kodolreaktors, kodoldegviela, atombumba, medicīniskā iekārta (piemēram, rentgena iekārta).
Radioaktivitātes veidi
Ir trīs radioaktivitātes veidi pēc izcelsmes:
- dabisks - raksturīgs smagajiem radioaktīvajiem elementiem;
- mākslīgs - ar nolūku radīts cilvēks ar pūšanas reakciju palīdzību unatomu kodolu saplūšana;
- izraisīts - novērots vielās, kas ir stipri apstarotas un pašas kļūst par starojuma avotu.
Starojuma veidi
Ir trīs jonizējošā starojuma veidi: alfa stari, beta stari un gamma stari.
Alfa starojumam ir zema iespiešanās spēja. Sijas ir hēlija kodolu plūsma. Gandrīz jebkura barjera var aizsargāt pret alfa stariem: drēbes, āda, papīra lapa. Šādā gadījumā ir gandrīz neiespējami saņemt bīstamu starojuma devu, ja ievērojat piesardzības pasākumus.
Beta starojums ir bīstamāks organismam. Tas sastāv no elektronu plūsmas. Tā iespiešanās spēja ir daudz lielāka nekā alfa stariem. Elektronu plūsma pārvietojas lielā ātrumā, tāpēc starojums spēj iziet cauri apģērbam un ādai, iekļūstot ķermenī un radot kaitējumu veselībai.
Gamma starojums ir visbīstamākais. Tas ir elektromagnētiskais starojums ar ārkārtīgi īsu viļņa garumu. Šādiem stariem ir milzīgs caurlaidības spēks un tie ir kaitīgi dzīvam organismam. Ja šāda starojuma absorbētā deva pārsniedz pieļaujamo slieksni, tas var izraisīt nopietnas slimības un pat nāvi.
Kā tiek mērīta ekspozīcija?
Lai aprēķinātu starojuma līmeni, tiek izmantots jēdziens "absorbētā deva" (D). Šī ir absorbētās starojuma enerģijas (E) attiecība pret apstarotā objekta masu (m). Šo vērtību izsaka divos veidos:
- pelēkos (Gy) - viens pelēks ir vienāds ar devu, kurāviens kilograms vielas veido 1 J enerģiju;
- rentgenogēnos (R) - izmanto rentgena un gamma stariem un ir aptuveni 0,01 Gy.
100 R liela deva rada bīstamu ietekmi uz veselību. Nāvējošā deva ir 500 R.
Radiācijas līmeni mēra ar speciālu dozimetru.
Ekvivalenta absorbētā starojuma deva
Šo vērtību izmanto, lai novērtētu starojuma postošo ietekmi uz ķermeni. To sauc arī par bioloģisko devu. Ekvivalento devu apzīmē ar burtu H un aprēķina pēc formulas: H=D x k.
K - kvalitātes faktors. Šī vērtība raksturo kāda veida jonizējošā starojuma (rentgena un gamma starojuma) ietekmi uz ķermeni.
Ekvivalentas starojuma dozas vienību sauc par zīvertu (Sv). Nosaukums dots par godu radiofiziķim Rolfam Zīvertam, kurš pētīja starojuma ietekmi uz dzīviem organismiem. Tiek izmantotas arī milizīverta (mSv) un mikrozīverta (µSv) vienības.
Svarīgs jēdziens ir H ekvivalentās devas jauda. To saprot kā ātrumu, ar kādu H deva uzkrājas organismā.
Kādas devas ir drošas organismam? Konstatēts, ka pieļaujamā H ekvivalentā deva, kuras ietvaros nenotiek patoloģiski procesi audos un šūnās, ir 0,5 Sv. Vienreizēja letāla deva ir 6-7 Sv.
Cilvēks dzīves laikā saņem starojuma mikrodozas no dabīgiem un mākslīgiem avotiem. Vidēji gadā absorbētā starojuma devas ir 2mSv.
Jonizējošā starojuma briesmas
Kas notiek ar ķermeni, kad to apstaro? Radioaktīvā starojuma galvenās briesmas ir tādas, ka tā iedarbība paliek gandrīz nepamanīta. Jonizējošie stari neizraisa sāpes, nav redzami vizuāli un ar citu maņu palīdzību. Tāpēc cilvēks var pat nenojaust, ka tiek pakļauts bīstamam starojumam, kamēr nav par vēlu.
Pat neliela iedarbība ir bīstama dzīviem organismiem. Radiācija jonizē ķermeņa šūnās esošos atomus un molekulas. Šūnu ķīmiskā aktivitāte mainās, un tas izraisa orgānu un audu radioaktīvus bojājumus. To darbība ir traucēta.
Visvairāk starojuma ietekmē šūnas, kas ātri dalās. Vispirms sāk ciest asinsrites sistēma un kaulu smadzenes, tad gremošanas sistēma un citi orgāni.
Arī starojums negatīvi ietekmē hromosomu gēnus, izraisot smagas iedzimtas slimības vai reproduktīvās disfunkcijas. Visizplatītākā kaite ir tā sauktā staru slimība.
Pie lielām ekvivalentām starojuma devām tas var attīstīties jau pirmajās minūtēs un stundās pēc iedarbības. Akūtu staru slimību pavada tādi simptomi kā slikta dūša, vemšana, drudzis un asiņošana.
Bieži šī slimība ir iedzimta. Daudzi Hirosimas, Nagasaki un Černobiļas avārijas upuru pēcteči joprojām izjūt radiācijas slimības sekas.
Jonizējošā starojuma priekšrocības
Radioaktīvais starojumsnodara vairāk nekā tikai kaitējumu. Noteiktos apstākļos jūs varat arī gūt labumu no tā, ko aktīvi izmanto dažādās nozarēs.
Vēža ārstēšanai medicīnā izmanto nelielas starojuma devas. Ļaundabīgo audzēju šūnas tiek iznīcinātas jonizējošā starojuma ietekmē, tāpēc vēža ārstēšanā izmanto staru terapiju. Arī medicīnā tiek izmantoti īpaši preparāti, kas izveidoti uz radioaktīvo vielu bāzes. Jonizējošie stari veicina medicīnisko ierīču sterilizāciju.
Rentgena aparātu izmantošana ir nenovērtējama slimību diagnosticēšanā un bojājuma pakāpes noteikšanā.
Jonizējošo starojumu izmanto dūmu detektoru izgatavošanai, bagāžas pārmeklēšanai lidostās un gaisa jonizēšanai.
Radiāciju izmanto arī tādās nozarēs kā metalurģija, vieglā rūpniecība, pārtikas rūpniecība, būvniecības nozare, lauksaimniecība.
Aizsardzība pret radiāciju
Strādājot ar jonizējošā starojuma avotiem, jāievēro piesardzības pasākumi, lai pasargātu ķermeni no kaitējuma.
Vienkāršs, bet efektīvs veids, kā pasargāt sevi no radiācijas, ir attālināties no starojuma avota. Pirmkārt, starojumu absorbē gaiss, otrkārt, attālinoties no avota, starojuma intensitāte samazinās proporcionāli attāluma kvadrātam.
Ja to nav iespējams izņemt no avota, jāizmanto citi aizsardzības līdzekļi. Apģērbs no īpašiem materiāliem kļūs par šķērslistarojuma ceļi.
Vielas, kas labi absorbē starojumu, ir svins un grafīts.
Apkopojot, mēs varam atzīmēt sekojošo
- radioaktīvais starojums ir trīs veidu: alfa, beta un gamma stari;
- starojuma stipruma izmaiņas Greyā un Rentgenā;
- Ekvivalentā devas vienība ir Zīverts.
Radiācija nodara lielu kaitējumu organismam, taču noteiktajās devās un pareizi lietojot, tas var kalpot cilvēces labā.
