V razvitem svetu je malo pojmov, ki bi zbujali bolj negativne občutke kot »radioaktivno sevanje«. Hirošima, Černobil in zdaj še Fukušima. Radioaktivno sevanje je neviden in neslišen morilec, ki se skriva za marsikaterim vogalom. Ko je enkrat izpuščeno, ga je težko ustaviti in že v majhnih količinah povzroča raka. Kdo se ga ne bi bal?
Navdušenje nad radioaktivnostjo
A radioaktivno sevanje ni bilo vedno na tako slabem glasu. Odkrivati so ga začeli ob koncu 19. stoletja, v obdobju razcveta moderne znanosti in vere v napredek. Prvi korak je naredil Wilhelm Röntgen z odkritjem »žarkov X«. Tako jih je poimenoval sam in tako jih še vedno imenujejo v velikem delu sveta, v kontinentalni Evropi pa se je pozneje uveljavil izraz »rentgenski žarki«. Oddajala jih je posebna steklena cev, napolnjena z zelo razredčenim zrakom in priključena na visoko napetost. Imeli so čudno lastnost, da so bili nevidni in so brez težav prodirali skozi nekaj centimetrov debel les, hkrati pa imeli dovolj energije za povzročanje fluorescence v nekaterih snoveh in reakcije na fotografskih ploščah. Že Röntgen je tudi ugotovil, da je z novimi žarki mogoče pogledati v notranjost človeškega telesa, in s tem začel novo obdobje v medicinski diagnostiki.
Navdušenje nad novo iznajdbo je zajelo ves svet in kmalu prišlo tudi k nam. Kot piše Frančišek Lampe leta 1896 v reviji Dom in svet: »Že dolgo ni nobena nova iznajdba tako zanimala učenih in neučenih prijateljev prirode kakor »nova svetloba«, ki se je prikazala ob koncu minulega leta.« Po natančnem opisu rentgenskih žarkov zaključi: »A to je izvestno, da je tu zopet velik korak na poti napredka, katerega se po pravici veselimo.« Navdušenje nad rentgenskimi žarki so delili tudi na Švedskem in prva Nobelova nagrada za fiziko je bila podeljena prav za njihovo odkritje.
Začetni optimizem ob odkritju čudnih novih žarkov se je pozneje le še stopnjeval. Že leto po Röntgenovem odkritju je Henri Becquerel ugotovil, da skrivnostne nove žarke spontano oddajajo tudi nekatere snovi, na primer uranova sol. Sledila so velika odkritja zakoncev Curie in nova doba se je začela. Znanstveniki, ki so se v tistih časih ukvarjali z radioaktivnostjo (izraz naj bi skovala prav Marie Curie), v družbi niso veljali za Frankensteine, ampak so bili, nasprotno, zelo cenjeni (kako jim lahko tak status zavidajo znanstveniki, ki se danes ukvarjajo z embrionalnimi matičnimi celicami!). Tudi kar nekaj Nobelovih nagrad tistega časa je bilo tako ali drugače povezanih z radioaktivnim sevanjem.
Čeprav so že od začetkov sumili, da lahko novo sevanje povzroči tudi neželene fiziološke učinke, so najprej prevladale čudovite lastnosti in potencialne koristi novega odkritja. Tako so v nekaterih trgovinah s čevlji strankam omogočali rentgensko slikanje stopal, da so tako lahko na »znanstven« način preverile, ali so jim novi čevlji prav. Prav tako je bila javnost navdušena nad čistim radijem, ki ga je izolirala Marie Curie in ki ga je zaradi njegove močne radioaktivnosti obdajala čudežna modrikasta svetloba. Ni trajalo dolgo, da je novo znanost prevzela celo kozmetična industrija. Znameniti kozmetični preparati »Tho-Radia«, ki naj bi dejansko vsebovali radioaktivna elementa torij in radij, naj bi imeli zdravilne in lepotilne lastnosti. Ženske, ki so nosile puder Tho-radia, so lepoto nedvomno zares »izžarevale«. Blagovna znamka Tho-Radia se je obdržala celo še nekaj let po drugi svetovni vojni.
Zlata doba radioaktivnosti pa ni dolgo trajala. Kot omenjeno, so že od vsega začetka sumili na negativne učinke radioaktivnega sevanja, leta 1926 pa je ameriški genetik Hermann J. Muller nedvoumno ugotovil, da je rentgensko sevanje zelo mutageno (tudi on je za svoje odkritje leta 1946 dobil Nobelovo nagrado). Ključni trenutek, po katerem se je javno mnenje dokončno obrnilo proti radioaktivnosti, sta bila Hirošima in Nagasaki. Po drugi svetovni vojni tako radioaktivnost ni bila več zanimiva nova lastnost, ampak le nekaj, kar prinaša veliko gorja. Pozneje so nesreče v jedrskih elektrarnah ta občutek le še povečale.
Zakaj je radioaktivnost škodljiva
Zakaj sta rentgen in radioaktivno sevanje škodljiva? Obe sevanji sestavljajo žarki z veliko energijo, dovolj veliko, da med prehodom skozi tkivo razbijajo molekule snovi in tkivo s tem poškodujejo. S tujko pravimo, da sevanje snov ionizira, zato tako sevanje imenujemo tudi ionizirajoče sevanje. Med radioaktivna sevanja štejemo vsa sevanja, ki nastajajo ob razpadu jeder radioaktivnih elementov. To so na primer delci alfa (sestavljeni iz dveh nevtronov in dveh protonov, enako kot jedro elementa helija), delci beta (elektroni in pozitroni), žarki gama (fotoni elektromagnetnega valovanja z zelo kratko valovno dolžino) in nevtroni. Rentgensko sevanje je prav tako elektromagnetno valovanje z zelo kratko valovno dolžino in je skorajda enako kot žarki gama. Drugače se imenuje le zaradi drugega izvora – oddajajo ga rentgenske cevi, podobne tisti, s katero je sevanje odkril Röntgen. Po drugi strani vidna svetloba, mikrovalovi, sevanje mobitelov, ultrazvočno valovanje ipd. niso ionizirajoča sevanja, saj za razbijanje molekul tkiva nimajo dovolj energije. To še ne pomeni, da sevanje mobitelov človeku ne more škodovati, a če že, je to zaradi kakega drugega, še nepoznanega mehanizma, in ne zaradi ionizacije.
Vsak ionizirajoč žarek za celico še ne pomeni nujno tudi nepopravljive škode. Če je škoda majhna, jo lahko celica brez težav popravi. Zaradi ionizacije v celici se lahko poškoduje tudi molekula DNK, v kateri so zapisana navodila za delovanje celic (pri tem škoda na DNK največkrat ne nastane neposredno od žarka, ampak od ionizirane vode). Evolucija je sicer poskrbela, da znajo celice manjše napake v zapisu DNK sproti popravljati, vendar ta varnostni mehanizem zapisa DNK žal ne more popolnoma zavarovati in tako občasno vseeno nastanejo mutacije. Čeprav vse mutacije niso nujno smrtonosne, pa so med njimi tudi take, zaradi katerih celice nehajo delovati normalno in postanejo rakaste. Vpliv dovolj majhnih odmerkov radioaktivnega sevanja na človeka je torej zelo naključen – če sta dva človeka obsevana z natanko enakim odmerkom, se lahko pri enem mutacija razvije pri drugem pa ne. Pri močnejšem sevanju je po drugi strani škoda vedno približno sorazmerna prejetemu odmerku. Na splošno so pri ionizirajočem sevanju najbolj na udaru celice v tkivih, ki se veliko delijo (na primer celice v kostnem mozgu, različni epiteli …).
Je strah lahko pretiran?
Dvajseto stoletje se je torej začelo z evforijo nad radioaktivnostjo, končalo pa z velikim strahom pred njo. Vendar je pretiran strah v resnici neupravičen, saj je težko reči, da je zaradi ionizirajočega sevanja umrlo več ljudi, kot pa jim je tako sevanje pomagalo. Brez rentgena si na primer bolnišnice niti predstavljati več ne moremo, obsevanje z radioaktivnimi žarki pa je eno naših ključnih orožij v boju proti raku (to je seveda ironično, a rakaste celice se delijo intenzivneje od navadnih in zato jih radioaktivno sevanje prizadene bolj kot druge; umetnost terapevtskega obsevanja je torej v tem, da se zdravim tkivom izognemo in obsevamo le rakaste celice).
Ionizirajočemu sevanju v resnici nikoli ne bi mogli povsem ubežati, tudi če bi si to zelo želeli. Neprestano namreč prihaja iz vesolja v obliki t.i. kozmičnega sevanja, pa tudi povsod v snoveh okoli nas so sledi radioaktivnih elementov, ki sevajo. Sevanje okolice sicer ni močno, je pa vedno prisotno. Za primerjavo: ob medicinski rentgenski preiskavi dobimo odmerek, ki ga sicer od okolico dobimo v nekaj tednih (preprosto navadno rentgensko slikanje) ali nekaj letih (CT-slikanje). V raziskavah ocenjujejo, da lahko v zahodnem svetu medicinskemu obsevanju pripišemo nastanek nekaj odstotkov vseh rakastih obolenj.
Prejete odmerke sevanja merimo z enoto sievert (Sv) oziroma s tisočkrat manjšo enoto mili sievert (mSv). Ocenjujejo, da povprečen Slovenec v enem letu prejme 2,5 mSv sevanja. Od vsega sevanja, ki ga prejme prebivalstvo, je v povprečju približno 87 % »naravnega« sevanja, kakršnemu so bili izpostavljeni tudi naši predniki, 12 % je medicinskega obsevanja in 1 % iz drugih virov (onesnaženje v okolju zaradi nesreč, ionizacijski javljalniki požara, svetleči nanosi na urnih kazalcih, fosfatna gnojila, gradbeni material …). A to so zgolj povprečja, pri posameznikih se lahko odmerki prejetega sevanja precej razlikujejo. Tisti, ki živijo v neustrezno zračenih stanovanjih, postavljenih na neugodni kamninski podlagi, lahko prejmejo zaradi radioaktivnega plina radona, ki izhaja iz zemlje, tudi do 40-krat večje odmerke od povprečja. Marsikdo več let ne gre na nobeno medicinsko preiskavo, nekdo drug (takih je v Sloveniji približno 100 000 na leto) pa lahko pri enem samem izotopskem pregledu prejme 400 % celoletnega odmerka pri povprečnem človeku. Pri tem medicinsko obsevanja uporabijo le, če je korist večja od nevarnosti. Zanimivo je tudi, da nadpovprečne odmerke prejmejo tudi piloti in stevardese, ki so pri svojem delu bolj izpostavljeni kozmičnemu sevanju kot ljudje, ki večino svojega časa preživijo na trdnih tleh.
Vseprisotnost radioaktivnosti na Zemlji je nekatere celo napeljala na misel, da je radioaktivnost pravzaprav zelo pomembna za razvoj življenja – brez mutacij namreč ni evolucije, ionizirajoče sevanje pa mutacijam zelo pomaga. Nekateri znanstveniki tudi menijo, da majhni radioaktivni odmerki celo koristijo in nastanek raka preprečujejo (ključna beseda za nadaljnje iskanje po Wikipediji je tu »hormesis«). Približno tako, kot naj bi nam majhna količina rdečega vina (kozarček vsak dan ob jedi) koristila, večja količina (dva kozarčka?) pa škodovala. Tako obstajajo študije, ki kažejo, da ljudje, ki so nekaj časa preživeli v nadpovprečno radioaktivnih stavbah, redkeje zbolijo za nekaterimi vrstami raka kot druga populacija.
Kako škodljivi so v resnici majhni odmerki sevanja, ki jih povprečen človek dobi v svojem življenju, bo verjetno težko ugotoviti. Močno radioaktivno sevanje človeka ubije in zato o njegovi škodljivosti seveda ni dvoma. Z manjšanjem odmerka pa se manjšajo tudi škodljivi učinki in pri odmerkih, ki so blizu sevanja okolice, so lahko negativni učinki že zelo majhni. Hkrati smo si ljudje zelo različni in na sevanje (in pravzaprav tudi na vse drugo) reagiramo zelo različno. Če bi hoteli znanstveno dokazati majhne posledice za ljudi, bi za dobro statistiko potrebovali eksperimente z dobro definiranimi kontrolnimi skupinami na zelo velikih populacijah, tako velikih, da so taki eksperimenti v praksi verjetno neizvedljivi (podobne težave srečamo, ko želimo znanstveno ugotoviti vpliv brokolija ali pa sevanja mobitelov).
Morda bo kdo razočaran nad znanostjo, ki ne zna povedati niti, ali je majhna količina radioaktivnega sevanja škodljiva ali ne. Vendar pa so znanstveniki kljub vsemu našli uporaben odgovor. Imenuje se načelo ALARA, kar je okrajšava za »as low as reasonably achievable« ali »čim manj, kolikor se razumno še lahko doseže«. Skratka, radioaktivno sevanje uporabljajmo, ampak le, kolikor je smiselno mogoče malo.
