Skip to content

Energobiologie

Home arrow Habitat Ecologie arrow Nocivitatea radiaţiilor ionizante
Nocivitatea radiaţiilor ionizante PDF Imprimare E-mail
Scris de Adrian Antoniu Teodorescu   
sâmbătă, 03 mai 2014
Click ca sa vezi imaginea reala
Omul modern este expus zilnic la doze tot mai mari de radiaţii care provin atât din surse naturale, dar mai ales din surse tehnologice.
Cea mai mare problemă o reprezintă faptul că aceste radiaţii sunt invizibile pentru ochiul uman, putând fi detectate doar cu aparate speciale, destul de scumpe, iar efectele adverse încep să se manifeste după mult timp, în funcţie de doza primită, de timpul de expunere, vârstă şi starea de sănătate a individului respectiv. Radioactivitatea.

Radioactivitatea este procesul prin care nucleul unui atom se transformă spontan în altă specie de nucleu atomic. Transformarea este însoțită de obicei de expulzarea cu viteză foarte mare a unor particule subatomice, precum şi de emiterea de unde electromagnetice cu lungime de undă foarte mică.
Radiaţiile ionizante sunt de 3 feluri: α, β, γ şi se deosebesc prin adâncimea de pătrundere într-un anumit mediu, până când sunt absorbite complet. Razele α sunt cele mai rapide, dar pot fi complet oprite de grosimea unei foi de hârtie.

Click ca sa vezi imaginea reala
Distanța maximă pe care o pot străbate în aer nu depăşeste 11 cm. Razele β pot străbate o foiţă de aluminiu de 2-3 mm grosime, iar distanţa pe care o pot parcurge în aer nu depăşeşte mai mult de 10-15 m. În schimb, razele γ sunt cele mai penetrante, deci şi cele mai nocive, ele putând străbate cu usurinţă foiţe de plumb de caţiva centimetri grosime.
Pentru a vă face să înţelegeţi mai bine fenomenul numit ,,radioactivitate'', voi începe prin a vă povesti istoria acestei faimoase descoperiri.
În anul 1895, Pierre Curie care era pe atunci şef de lucrări la Şcoala de Fizică şi Chimie din Paris, îşi dădea teza de doctorat cu privire la cercetările asupra magnetismului. Tot în acelaşi an se însoară cu o studentă poloneză pe nume Maria Sklodowska. Dupa cum vom vedea mai tarziu, ei vor forma una dintre cele mai importante parteneriate din istoria ştiinţei.

Click ca sa vezi imaginea reala
Ideea de a studia materialele radioactive le venise de la  savantul Henri Becquerel care tocmai descoperise o formă nouă de radiaţie ce emana de la uraniu. Uraniul se găsea într-un minereu numit pehblendă, despre care se presupunea că făcuse o grămada de victime printre mineri. Între timp, Pierre împreună cu fratele său Jacques descoperă efectul piezoelectric şi concep un electrometru piezoelectric cu cuarţ cu ajutorul cărora se puteau măsura curenţi electrici slabi. Cu ajutorul acestuia, Marie începe să măsoare radioactivitatea pehblendei şi ajunge la concluzia că aceasta conţine ceva mai radioactiv decat uraniul. Reuşeşte să izoleze această substanţă şi îi dă numele de ''poloniu'', după ţara ei de origine, Polonia. În scurt timp îsi dă seama că totuşi mai există şi o altă sursă de material radioactiv în afară de primele două. În cele din urmă descoperă sursa de radiaţii mult cautată. O numeste ,,radiu''. Produsul obţinut era de un milion de ori mai radioactiv decât uraniul. Încep să facă experimente pe şoareci expuşi la radon, gazul eliberat de radiu. Toate animalele mor. Începe să devină conştientă de nocivitatea substanţelor cu care lucrează. Era clar că până şi aerul pe care îl respira era periculos. Însă bucuria descoperirilor era mult prea mare pentru ca ceva să le mai poată sta în cale. În 1903, soţii Curie câştigă premiul Nobel pentru fizică. În 1906, Pierre moare în urma unui accident de maşină. Marie primeşte din nou premiul Nobel pentru chimie în 1911. În 1920, starea de sănătate a Mariei începe să se înrăutăţească. Mâinile i se umplu de arsuri, vederea i se deteriorează, măduva spinării este distrusă. Moare în scurt timp. În amintirea ei, unitatea de măsură a radioactivitaţii este numită ,,Curie''. În anul 1995, guvernul francez decide ca soţii Curie să fie deshumaţi şi depuşi la Pantheon. Un om de ştiinţă inspirat a profitat de ocazie şi a masurat cu ajutorul unui aparat Geiger, nivelul de radioactivitate al celor doi. Aşa cum se şi aştepta, ambii soţi aveau o radioactivitate crescută, însă Pierre prezenta un nivel de radioactivitate incredibil de mare. Se pare că accidentul de circulaţie l-a scutit de o moarte lentă şi chinuitoare. Mai mult, caietele de însemnări ale soţilor Curie erau radioactive dupa 75 de ani. Fiica Mariei, Irene, a urmat cercetările mamei sale. A obţinut premiul Nobel împreună cu soţul ei. A murit la fel ca mama sa, de leucemie.
Din nefericire a trebuit să mai treaca multă vreme până când omenirea să se lamurească cu privire la nocivitatea radiaţiilor nucleare. La scurt timp după moartea soţilor Curie, a existat o perioadă în care folosirea radiului în scopuri aşa zise medicale, era la mare preţ. Câţiva dintre benefiacirii tratamentelor au sfârşit până la urmă în chinuri, îngropaţi într-un sicriu de plumb, cu cea mai mare parte a corpului într-o stare mai mult decât jalnică. Chiar şi regele Ferdinand al României care a trăit exact în perioada de glorie a radiului de care am discutat mai înainte, fiind bolnav de cancer la stomac, a beneficiat în anul 1927 de o cură cu radiaţii, aplicată conform standardelor “înalte” ale acelor vremuri, de către un medic specialist Belgian, dr. Sluis.Timp de una până la trei ore pe zi a fost supus unor tratamente cu radiu vreme de şapte săptămâni. Săracul rege, pe lângă faptul că suferea de dureri groaznice din cauza bolii, mai era şi ars de viu. Pentru trupul şi asa slăbit, era o adevărata tortură.
Click ca sa vezi imaginea reala
Dar adevărul despre nocivitatea radiaţiilor ionizante a ieşit la iveală abia în timpul celui de-al doilea război mondial, cu prilejul lansării primelor bombe atomice,  pe data de 6 august 1945, la Hiroshima şi ulterior la Nagasaki.

Radiaţia de fond.

Radiaţia de fond se compune din radiaţia terestră şi radiaţia cosmică.

Radiaţia terestră se datorează elementelor radioactive care există în sol în stare naturală. Dar nu pot fi trecute cu vederea nici radiaţiile ,,artificiale'', provenite din diverse accidente nucleare (vezi cazurile Cernobâl, Fukushima etc.), experimente ştiinţifice mai mult sau mai puţin reuşite care se însumează cu cele provenite din surse naturale. Acesta este şi motivul pentru care unele zone au un nivel foarte ridicat de radiaţii. În lume există zone în care radiaţia de fond este mult mai înaltă decât media. Amintim câteva dintre acestea: Ramsar (Iran), Yangjiang (China), Kerala (India) şi Guarapari (Brazilia). Zona cu cel mai înalt nivel de radiaţie ionizantă din lume se află în regiunea Ramsar din Iran. Nivelul radiaţiei depăşeşte cu mult limitele considerate normale. Din fericire, acest lucru nu a avut un impact negativ asupra sănătaţii persoanelor care locuiesc în zonă, acestea fiind chiar mai sănătoase decât media. Aşa a rezultat termenul de “paradoxul radiaţiilor”. Studii făcute pe diverse specii de insecte dintr-o zonă asemănătoare din Brazilia, cu înalte radiaţii de fond, au indicat prezenţa unor gene care s-au dezvoltat ulterior în timp şi care au determinat o creştere a rezistenţei la radiaţii, comparativ cu o specie de insecte martor. Se pare că acelaşi lucru s-a petrecut şi în cazul locuitorilor din zona Ramsar, modificările genetice făcându-se în timp, pe parcursul mai multor generaţii datorită faptului că atât ei cât şi strămoşii acestora au fost expuşi la doze anormal de ridicate de radiaţii. Dacă în cazul locuitorilor din Ramsar lucrurile stau bine, nu acelaşi lucru se poate spune despre locuitorii din zonele în care au avut loc accidente nucleare cum ar fi Cernobâl ori Fokushima. În aceste cazuri, radioactivitatea zonei a fost crescută brusc, artificial, la valori mult superioare celei naturale cu care organismul uman era obişnuit. Pentru stingerea reactorului de la Fockuşima, s-au folosit aproximativ 12 tone de apă radioactivă care au fost aruncate în mare. Specialiştii au colectat, în iunie 2011, apă şi zooplancton din 60 de localităţi din zona mării, situate la o distanţă de pana la 600 kilometri de Centrala Nucleară Fukushima şi au măsurat starea curentului oceanic. În toate eşantioanele colectate a fost descoperit cesiu radioactiv.
Cele mai multe organizaţii internationale afirmă că efectele unei exploziei nucleare, în termenii riscului de apariţie a tumorilor maligne, vor fi estimate cu suficientă acurateţe după 25 de ani de la eveniment, deoarece aceasta este perioada de latenţă a cancerelor radioinduse.
Comparativ cu expunerea la nivele mari de radiaţii care distrug definitiv celulele, nivelurile mici de radiaţii, inclusiv nivelurile la care suntem expuşi în mod normal, nu distrug celulele dar pot cauza modificări ale acestora. În cazurile cele mai fericite, modificările vor putea fi remediate de organism. Cu toate acestea, există posibilitatea ca ulterior modificările să devină maligne adică să ducă la apariţia cancerului. Probabilitatea producerii unor astfel de efecte, cunoscute ca efecte stocastice, creşte direct proporţional cu doza absorbită de organismul expus. Se presupune că orice nivel de expunere, oricât ar fi de mic, implică un risc. Chiar şi la niveluri de expunere foarte scăzute, nu putem afirma cu certitudine că riscul este zero. Atunci cand se apreciază gradul de rezistenţă al unei persoane la radiaţii ionizante, trebuie să se ţină seama în primul rând de doza primită, de timpul de expunere dar şi de vârsta individului respectiv şi starea de sănătate a acestuia. Daca individul respectiv mai este şi fumator, lucrurile devin extrem de complicate. Puţini oameni cunosc faptul că fumul de ţigară conţine particule radioactive. Acest lucru se datorează în primul rând faptului că pe plantaţiile de tutun este folosit un îngrăşământ special numit Apatit. Acesta din urmă conţine Poloniu 210, un material radioactiv care emite radiaţii alfa. Există un nivel scăzut din acesta în sol şi atmosferă, dar îngrăşământul folosit pentru cultivarea plantelor de tutun contribuie la creşterea nivelului de poloniu găsit în ţigări.
Click ca sa vezi imaginea reala
Prin arderea ţigării, fumul degajat face ca substanţele radioactive să fie răspândite în aerul pe care îl inspiram în plămâni. Particulele inspirate vor ramâne blocate în plamâni şi îi vor bombarda mult timp cu radiaţii ionizante. Daunele produse de fiecare particulă sunt mici, dar în timp acestea se cumulează astfel încât în fiecare zi va fi un pic mai rău decât cu o zi în urmă. În anul 1980, oamenii de ştiinţă au descoperit un proces numit “spălare de acid” prin care se poate îndepărta 99% din Poloniul 210 conţinut în tutunul brut, dar se pare că datorită costului destul de ridicat pe care îl necesită întreg procesul, acesta a fost abandonat. În plus, spălarea frunzelor de tutun duce şi la modificarea procentului de nicotină.

Radonul

Click ca sa vezi imaginea reala
O altă sursă de radiaţii ionizante care duce la creşterea radiaţiei de fond şi care reprezintă un pericol semnificativ pentru sănătate este radonul, un gaz radioactiv provenit din dezintegrarea radiului. De altfel, în Ramsar, cea mai mare parte a radiaţiei de fond este constituită de radon. Radonul provine din dezintegrarea uraniului, care se găseste în general concentrat în minereuri. Radonul se disipă din aceste minereuri prin convecţie în atmosferă sau în apă şi în sol. El se poate acumula în interiorul locuinţelor punând astfel în pericol sănătatea oamenilor. Radonul are un timp scurt de înjumătăţire de numai 4 zile. Problema este că acesta se descompune în alte particule solide radioactive care sunt inhalate şi rămân depuse în plămâni cauzând cancer pulmonar. Numeroase studii au confirmat periculozitatea sa. Cel mai recent studiu, publicat în revista “Science of the Total Environment” a evidenţiat prezenţa unor niveluri înalte de radon în unele zone din România şi Spania. În aproximativ jumătate din cele 90 de case în care au fost efectuate măsurători prelungite, concentraţia de radon s-a dovedit dublă comparativ cu pragul actual, la fel ca şi decesele datorate unor tumori pulmonare printre nefumatori. S-a demonstrat faptul că cel puţin 10% din totalul cazurilor de cancer pulmonar, reprezentând aproximativ 0,8% din numărul total de decese, îşi au originea în expunerea la radonul rezidenţial. Cea mai simplă măsură de a evita inhalarea radonului este aceea de a aerisi spaţiile de locuit cât mai des cu putinţă şi de a evita pe cât posibil, subsolul clădirilor. O altă variantă ar fi achiziţionarea unui detector special de radon cu ajutorul căruia se poate monitoriza în permanenţă nivelul de radon.

Radiaţiile cosmice.
Click ca sa vezi imaginea reala
Radiaţiile cosmice provin din mai multe surse şi anume: din afara galaxiei, din quasari, din explozii solare.
Suntem bombardaţi cu particule de energie înaltă din tot cosmosul, care ajung la valori de neimaginat. Radiaţia emisă se întinde pe întreg spectrul electromagnetic, de la undele radio şi până la emisii de raze X şi gamma. Radiaţiile de raze gamma au fost detectate prima dată la sfârşitul anilor 1960 de instrumentele sensibile aflate la bordul sateliţilor militari lansaţi pentru supravegherea şi detectarea testelor nucleare. Aceste fluxuri scurte şi energice de raze gamma durează de la mai puţin de o secundă la mai multe minute. Un caz aparte este cel al exploziilor solare care sunt însoţite şi de o perturbare temporară a câmpului magnetic al planetei. Energia eliberată în cazul unei explozii solare echivalează cu milioane de bombe cu hidrogen de 100 megatone care explodează simultan. Cu toate acestea, câmpul magnetic al Pământului este suficient de puternic, acţionând ca un scut, astfel încât nivelul radiaţiei care ajunge pe suprafaţa sa este destul de redusă. “Oricând ne-am putea aştepta la o iradiere cu raze gamma sau la explozia foarte puternică a unei supernove, care ar distruge cea mai mare parte a stratului de ozon”, spune Brian Thomas, expert în pericole intergalactice de la Universitatea Washburn, din Topeka, Kansas. Rezultatul ar consta într-o creştere masivă a radiaţiilor nocive la suprafaţa Pământului şi o incidenţă crescută a tipurilor letale de cancer pe perioada deceniilor necesare recuperării stratului de ozon. Este imposibil de prevăzut când ar putea apărea un astfel de eveniment.
Măsuratorile făcute în laboratoare speciale au scos la iveala faptul că unele alimente conţin doze destul de ridicate de radionuclizi. Dintre acestea amintim: nucile braziliene, bananele, cartoful, morcovul, fasolea. La fel ca şi în cazul ţigărilor, doza absorbită este infimă. Dar efectele apar în timp.
 
< Precedent   Următor >