Sevanje


    Sem študent 2. letnika radiologije v Ljubljani. Potrebujem podatke o neionizirajočih (neionizantnih) sevanjih, o vrsti le teh in fizikalen opis vsakega izmed njih. Prosil bi vas tudi, če imate podatke o atomskih bombah, ki so jih vrgli na Hirošimo in Nagasaki, t.j. sestavo bombe in zdravstvene posledice za ljudi.

    Kot pove že ime, so neionizirajoča sevanja vsa tista sevanja, ki nimajo dovolj energije, da bi ionizirala atome v snovi, se pravi razbijala atome na elektrone in ione. To so recimo: ultravijolična/vidna/infrardeča svetloba, radijski/mikrovalovi,… Vse to so sevanja, ki so pravzaprav elektromagnetna valovanja, med seboj pa se razlikujejo po valovni dolžini in s tem energiji, ki jo nosijo delci svetlobe-fotoni. Sama delitev elektromagnetnega spektra je stvar dogovora, tako da meje med različnimi deli spektra niso ostre, v grobem pa velja, da so radijski valovi elektromagnetno sevanje z valovno dolžino večjo kot nekaj deset centimetrov. Mikrovalovi segajo do nekako 100 mikrometrov valovne dolžine, od tu do vidne svetlobe je območje infrardeče svetlobe. Vidna svetloba zajema del elektromagnetnega spektra, ki ga zaznava človeško oko, in sicer od nekako 400nm do 760nm. Svetloba z manjšimi valovnimi dolžinami je ultravijolična in sega do valovnih dolžin nekaj deset nanometrov. Valovanje z manjšimi valovnimi dolžinami imenujemo X žarki (ali rentgenski žarki), ki so že ionizirajoči, svetlobo s še večjo energijo (nekaj MeV) pa imenujemo gama žarki. (še o terminologiji: v slovenski literaturi sem do sedaj zasledil le izraz (ne)ionizirajoča sevanja; za izraz (ne)ionizantna še nisem slišal)

     

    V zadnjem času ljudi pogosto zanimajo škodljivi biološki vplivi neionizirajočega sevanja (na primer, ali se od telefoniranja z mobitelom dobi tumor v možganih, ali sevanje z računalniških monitorjev škoduje … ). O teh vplivih je težko govoriti, saj o njih praktično ni mogoče izvesti ponovljivih raziskav. Ker ni “objektivnih dejstev”, si tudi mnenja strokovnjakov s tega področja pogosto nasprotujejo. Če te zanimajo škodljivi vplivi (ne)ionizirajočega sevanja, je najbolje, da si ogledaš dostopno literaturo in si o njih sam ustvariš svojo sliko.

    Še to: ionizirajoča sevanja, se pravi sevanja z dovolj veliko energijo, da lahko razbijajo atome, so: radioaktivno sevanje (alfa in beta delci, gama žarki, nevtroni) in rentgensko sevanje.

    Morda še nekaj o atomski bombi. Seveda države z dostopom do jedrskega orožja trdno skrivajo tehnične podrobnosti le tega pred radovednimi očmi ostalega sveta, vendar pa so načela delovanja bombe jasna. Najpomembnejša sestavina konvencionalne jedrske bombe (take, ki so jo odvrgli na Hirošimo oz. Nagasaki) je uran. Le ta se samodejno (spontano) cepi z radioktivnim razpadom, pri čemer nastanejo končni produkti, t.j. nova jedra, tudi reaktivna, ter nekaj nevtronov. Nastali nevtroni lahko naprej cepijo ostala jedra urana. Če je nevtronov z vsako generacijo (cepitvijo) več, se število razcepljenih jeder urana eksponentno (izredno hitro) poveča. Pri tem se sprosti precejšnja energija – dobimo eksplozijo.

    Da lahko pride do eksplozije, potrebujemo dovolj veliko količino urana na dovolj majhnem prostoru – govorimo o kritični masi. Nevtroni namreč pri premajhni količini urana lahko uidejo iz aktivnega dela bombe (ali reaktorja) ter nič več ne cepijo jeder). Pri premajhni količini urana se rekacija vzdržuje na podkritičnem nivoju. Če bi zbrali dovolj veliko količino urana, bi ta ekspodiral. Seveda pa je potrebno uran najprej prenesti na mesto eksplozije, ne bi bilo namreč preveč prijetno, če bi bombe eksplodirale kar v tovarni.

    Zato razdelijo uran na več med seboj ločenih delov, vsak izmed njih ima podkritično maso, vse skupaj pa obdajo s konvencialnim eksplozivom. Najprej tako eskplodira navaden eksploziv, ki z implozijo stisne uran do kritične gostote in preko, nakar šele dobimo jedrsko eksplozijo.

    Vpliv na organizme je dvojen. Če prejmejo dovoj veliko dozo radiacije, je smrt trenutna, ima pa atomska bomba še dolgotrajnejše posledice, saj lahko pokaže svoje zobe v obliki rakavih obolenj ali pa se vtisne v obliki mutacij v genski material. Posledice se lahko pokažejo tako tudi v naslednjih generacijah.

    Samih znanstvenih poskusov o vplivu ionizirajočega sevanja na ljudi je iz razumljivih razlogov malo. Eden glavnih virov so ravno posledice, ki sta jih pustili na ljudeh omenjeni jedrski bombi, prav pred kratkim pa so v javnost proniknili tudi podatki o poskusih, ki sta jih opravljali obe velesili v času hladne vojne. Tako so Američani opravljali poskuse na nič hudega slutečih civilih, medtem ko so Rusi simulirali jedrsko vojno med neko vojaško vajo. Seveda je večina vojakov po nekaj letih umrla.

    Morda še nekaj številskih podatkov. Absorbirano dozo D merimo v enotah energije W, ki jo pusti delec v nekem telesu mase m

    D = W / m

    in ima enoto 1 J / kg = 1 Gray =1 Gy. Različna ionizirajoča sevanja imajo različen vpliv na organizem, zato so vpeljali tudi pojem ekvivalentne doze

    H = D Q,

    kjer je Q tako imenovani faktor kvalitete in je različen za različne vrste sevanja, pa tudi njihove energije, ter se giblje od tri in manj pa tudi do več sto. Enota za ekvivalentno dozo ima posebno ime Sievert (Sv). Latentno obdobje med trenutnim obsevanjem in pojavom učinkov je nekaj ur pri dozi pribl. 0.1Sv, do nekaj minut pri dozi okoli 10 Sv. Zanimiva je tudi naslednja lestvica učinkov pri trenutnem obsevanju:

    Ekvival. doza (Sv) Posledice obsevanja
    0 do 0.5 Ni izrazitih učinkov, spremembe v krvni sliki.
    pribl. 1 V 5 do 10% se v prvem dnevu pojavi slabost.
    pribl. 2 V 50% v prvem dnevu slabost in bruhanje.
    pribl. 3 Že okoli 20% smrtnih primerov v prvih 2-6 tednih.
    4 do 5 50% smrtnost, okrevanje preživelih pol leta.
    10 Slabost, drhtenje po nekaj urah. Preživelih ni.
    50 Trenutna onesposobljenost. Preživelih ni.

    Nekoliko težje je oceniti vpliv dolgotrajnejše izpostavljenosti ionizirajočim sevanjem. Pri gradnji jedrskih central se torej držijo načela: zmanjšati sevanje na najmanjšo mogočo raven. Na območju Slovenije tako prejemamo v povprečju letno ekvivalentno dozo 2.5 mSv (tisočinke Sieverta), tu doprinese jedrska elektrarna Krško 0.02 mSv.

    Nekaj naslovov, kjer lahko izpopolniš znanje:

    (Jure Zupan, Jure Derganc)

    PUSTITE KOMENTAR

    Vpiši svoj komentar!
    Prosimo vpišite svoje ime

    This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.