EFECTUL RADIAIILORASUPRAORGANISMELOR VII

Viaa pe Pmnt s-a dezvoltat n prezena radiaiilor de fundal. Nu este nimic nou, inventat de om. Eric J. Hall

Radiaia este energia care clto-rete prin spaiu. Razele solare sunt una dintre cele mai cunoscute forme de radiaie. Ele ne furnizeaz lumin, cldur i bronz. Noi controlm efectele sale cu ochelari de soare, aer condiionat i haine. Nu ar fi via pe Pmnt fr razele soarelui, dar recunoatem c prea mult soare nu este un lucru bun. De fapt poate fi periculos, deci controlm timpul ct ne expunem. Razele solare se compun din radiaii ntr-o gam de lungimi de und de la razele infraroii care au lungime de und mare pn la lumina ultraviolet care are lungime de und scurt. n spatele ultravioletelor sunt energii mari de radiaii care se folosesc n medicin i care exist n doze mici n spaiu, n aer i pe pmnt. Ne putem referi la acest tip de radiaii ca fiind radiaii ionizante. Ele pot cauza stricciuni materialelor, n special materiei vii. La doze mari sunt ntr-adevr periculoase, deci este necesar controlul timpului de expunere. Fiinele vii au evoluat ntr-un mediu care a avut doze semnificative de radiaii ionizante. Mai mult, muli dintre noi datorm viaa i sntatea noastr acestor radiaii produse artificial. Razele X folosite n medicin gsesc probleme ascunse. Cu toii beneficiem de o multitudine de produse i servicii care au devenit posibile datorit folosirii atente a radiaiilor. Radiaiile de fundal sunt acele radiaii care sunt prezente n mediu n stare natural n mod inevitabil. Oamenii care locuiesc n zone cu mult granit sau cu mult nisip sunt iradiai mai mult dect alii, pe cnd cei care locuiesc la altitudini nalte primesc doze mult mai mari de radiaii cosmice. Mare parte din radiaiile la care suntem expui se datoreaz radonului, un gaz care se infiltreaz din Pmnt i este prezent n aerul pe care-l respirm. Radiaiile provin de la atomi, elementul fundamental al materiei. Cei mai muli atomi sunt stabili; atomul de C12 rmne C12 pentru totdeauna. Anumii atomi se pot dezintegra ntr-un atom n totalitate nou. Aceti atomi se numesc instabili sau radioactivi. Un atom instabil are un exces de energie intern cu rezultatul c nucleul se poate transforma spontan ntr-o form mai stabil. Aceasta o numim dezintegrare atomic. Fiecare element poate avea atomi cu diferite dimensiuni ale nucleului numite izotopi. Izotopii instabili (cei radioactivi) se numesc radioizotopi. Cteva elemente, de exemplu uraniul nu au izotopi stabili. Cnd un atom al unui radioizotop se dezintegreaz el cedeaz din excesul su de energie ca radiaii sub form de raze gamma sau particule subatomice. Dac se dezintegreaz cu emisie de particule alfa sau beta, se va forma un nou element. Se poate descrie emisia de radiaii gamma, beta i alfa. Tot timpul atomul este n progres fcnd unul sau doi pai spre starea stabil unde nu mai sunt radiaii radioactive. O alt surs de radioactivitate este atunci cnd un radioizotop se transform ntr-o alt form sau izomer elibernd raze gamma n proces. Aceast form este notat cu m (meta) n numrul atomic; de exemplu techneiu-99m (Tc-99m) se dezintegreaz la Tc-99. Razele gamma sunt emise uneori cu radiaii alfa sau beta dup cum nucleul se dezin-tegreaz pn la nivele mai mici de energie. Spre deosebire de clasicele uniti de msur pentru mas i volum, unitatea de msur a radioactivitii este dat n becquerel (Bq), o unitate de msur care ne ajut s comparm radioactivitatea tipic a ctorva materiale. Un Bq reprezint numrul dezintegrrilor atomice pe secund. Cu ajutorul acestei uniti de msur s-au msurat radioacti-vitile ctorva materiale naturale sau artificiale: un adult (100 Bq/kg) 7.000Bq, aerul n 100 m de sol australian - 3.000 Bq, aerul n 100 m de sol european - 30.000 Bq, radioizotopii pentru diagnosticare n medicin 70 mil. Bq, 1 kg uraniu 25 mil. Bq. Atomii dintr-o substan radioactiv se dezintegraz alea-toriu dar cu o rat carac-teristic. Durata, numrul de pai cerui i tipul radiaiilor rezultate sunt bine cunoscute. Timpul de njumtire este timpul necesar pentru jum-tate din atomii substanei radioac-tive de a se dezintegra. Timpul de njumtire poate varia de la o milionime de secund pn la milioane de ani n funcie de elementul ales. Dup o njumtire radioactivitatea elementului se njumtete, dup dou se reduce la sfert .a.m.d. Toi atomii de uraniu sunt radioactivi. n figura de mai sus s-a prezentat descompunerea atomului de uraniu-238 n diferii radioizotopi provenii prin descom-punere, tipul de radiaii aprut la fiecare pas i timpul de njumtire pn la atomul stabil, neradioactiv plumb-206. Radioizotopul cu cel mai mic timp de njumtire emite cele mai multe radiaii la unitatea de mas. Mare parte din radioactivitatea natural din stnci i sol provine de la acest lan de dezintegrare. Radiaiile ionizante din nucleul atomic sunt ngrijortoare. Ele apar n dou forme: raze i particule la frecvene nalte. Ra-diaiile ionizante produc particule ncrcate elec-tric numite ioni n mate-rialele pe care le lovesc. Acest proces se numete ionizare. n moleculele mari din care sunt alctuite organismele vii, schimbrile biolo-gice cauzate pot fi importante. Razele X i razele , ca i lumina, reprezint energia transmis fr deplasarea materialului, la fel ca i cldura i lumina soarelui care cltorete prin spaiu. Razele X i sunt virtual identice, exceptnd faptul c razele X sunt produse artificial. Razele X i au mare putere de penetrare a corpului omenesc. Ca protecie mpotriva acestor raze se folosesc bariere de beton, plumb sau ap. Particulele se compun din doi protoni i doi neutroni formnd nucleul atomic. Ei au ncrctur electric pozitiv i sunt emii de ctre elementele grele cum ar fi uraniul i radiul la fel cu elementele produse de om. Din cauza dimensiunilor relativ mari, particulele se ciocnesc uor cu materia i i pierd foarte repede energia. Cu toate c, dac surse de particule sunt introduse n organism prin inhalarea sau ingerarea prafului radioactiv, particulele pot afecta celulele organismului. n interiorul corpului, din cauz c cedeaz energie ntr-un timp destul de scurt, particulele pot crea daune mai severe dect alte radiaii. Particulele sunt electroni aruncai din nucleul atomilor. Aceste particule sunt mai mici dect particulele i pot penetra peste 1 2 cm n ap sau esut uman. Particulele sunt emise de mai multe elemente radioactive. Ele pot fi stopate de o foaie de aluminiu de o grosime de civa milimetri. Radiaiile cosmice se compun din particule cu un nivel foarte ridicat de energie, incluznd protonii care bombardeaz Pmntul din spaiu. Ele sunt mult mai intense la altitudini nalte dect la nivelul mrii, unde atmosfera este mai dens i ofer o protecie mai mare. Neutronii sunt particule de asemenea foarte penetrante. Pe Pmnt ele provin mai ales din dezintegrarea sau fisiunea anumitor atomi n nucleul reactoarelor. Apa i betonul sunt scuturile cel mai des utilizate mpotriva radiailor din miezul reactoarelor nucleare. Este important de neles c radiaiile , , i X nu genereaz radioactivitatea corpului. Oricum cele mai multe materiale n stare natural (incluznd esutul viu) conin cantiti msurabile de radioactivitate. Simurile omeneti nu pot detecta radiaiile sau discerne care material este radioactiv. Oricum o varietate de instrumente pot msura cu acuratee nivelul radiaiilor. Cantitatea de radiaii ionizante sau doza primit de o persoan este msurat n funcie de energia absorbit de esut i este exprimat n gray. Un gray (Gy) reprezint un joule depozitat pe kilogramul de mas. Expunerea egal la diferite tipuri de radiaii nu produce n mod necesar efecte biologice identice. Un Gy de radiaii va avea un efect mai mare dect un Gy de radiaii . Cnd vorbim despre efectul radiaiilor atunci exprimm radiaia ca doz efectiv, ntr-o unitate numit sievert (Sv). Raportat la tipul de radiaie un Sv de radiaie produce acelai efect biologic. Cantitile se exprim n milisievert sau microsievert. Se utilizeaz, n mod frecvent mSv. Se tie de mai muli ani c doze mari de radiaii ionizante, mult mai mari dect radiaiile de fundal pot cauza cancer i leucemie la mai muli ani de la expunere. Se presupune, datorit experimentelor pe plante i animale, c radiaiile ionizante pot provoca mutaii genetice care afecteaz generaiile descendente, cu toate c nu exist dovezi n legtur cu radiaii care provoac mutaii la om. La nivele foarte mari de radiaii, ele pot provoca stri de disconfort i moartea la sptmni de la expunere. Nivelul efectelor cauzate de radiaii depind de mai muli factori: doza, frecvena dozrii, tipul radiaiei, organul expus, vrsta i sntatea. De exemplu, embrionul uman este deosebit de sensibil la radiaii. Dar care sunt ansele de apariie al cancerului de la doze mici de iradiere? Teoria cu cea mai larg rspndire este c orice doz de iradiere ct de mic presupune riscuri asupra sntii omului. Cu toate acestea, nu exist dovezi tiinifice n legtur cu riscul dozelor sub 50 mSv pe o durat scurt de aproximativ 100 mSv pe an, cercetrile arat c efectele benefice sunt la fel de posibile ca i cele adverse. Doze mari, acumulate de radiaii pot produce cancer, care ar fi observat peste civa (pn la 20) ani de la expunere. Acest decalaj face imposibil de precizat cu certitudine care din mulimea de posibili ageni au cauzat cancerul respectiv. n rile occidentale aproximativ un sfert din populaie moare datorit cancerului, avnd fumatul, factorii dietetici, genetici i puternica expunere la lumina solar ca principale cauze. Radiaiile sunt un factor cancerigen slab, dar la expuneri ndelungate cu siguran cresc riscurile asupra sntii. Organismul are mecanisme de aprare mpotriva pagubelor produse de radiaii, la fel i mpotriva altor factori cancerigeni. Acetia pot fi stimulai prin expuneri la doze mici de radiaii sau dimpotriv la doze foarte mari. Pe de alt parte, doze mari de radiaii direcionate spre o tumoare sunt folosite n terapii de iradiere mpotriva celulelor canceroase i prin urmare, deseori se salveaz viei omeneti. Adesea se folosete mpreun cu chimioterapia i operaia. Doze mult mai mari sunt folosite pentru nlturarea bacteriilor duntoare din mncruri, pentru sterilizarea pansamentelor i a altor echipamente medicale. Zeci de mii de oameni din rile dezvoltate lucreaz n medii n care pot fi expui la doze mari de radiaii (mai mari dect nivelul radiaiilor de fundal). Prin urmare ei poart ecusoane care monitorizeaz nivelul radiaiilor la care sunt expui. Fiele medicale ale acestor categorii de angajai arat c ei au o rat mai mic de mortalitate datorit cancerului sau altor cauze dect restul populaiei i n unele cazuri, rate mai mici dect angajaii care lucreaz n medii similare fr a fi expui la radiaii. Ce cantitate de radiaii ionizante prezint pericol?10.000 mSv (10 Sv) pe durat scurt asupra ntregului corp ar cauza stri de vom i scderea brusc a celu-lelor albe din snge i moartea n cteva sptmni; ntre 2 i 10 Sv pe durat scurt ar cauza boli de iradiere cu posibilitatea crescut c doza ar putea fi fatal;1.000 mSv (1 Sv) pe o durat scurt este chiar deasupra limitei de a cauza boli de iradiere imediate la o persoan cu un fizic mediu, dar cu siguran nu ar provoca moartea; dac o doz mai mare de 1.000 mSv acioneaz o perioad mai lung de timp, nu exist posibilitatea unor probleme medicale imediate, dar creeaz cu certitudine posibilitatea apariiei cancerului n anii care vor urma;peste 100 mSv probabilitatea apariiei cancerului (n contrast cu severitatea bolilor de iradiere) crete direct proporional cu doza;50 mSv este limita minim la care exist dovezi c produce cancer la aduli, este de asemenea cea mai mare doz permis prin lege ntr-un an de expunere la locul de munc;20 mSv/an timp de 5 ani reprezint limita angajailor la radiologie, industria nuclear, extracia uraniului;10 mSv/an reprezint doza maxim la care este supus un miner din minele de uraniu din Australia;3 mSv/an este doza tipic (mai mare dect cea de fundal) natural la care este expus populaia n America de Nord, inclusiv o medie de 2 mSv/an datorit radonului din aer;2 mSv/an reprezint radiaia de fundal din surse naturale. Aceasta este aproape de doza minim la care este expus orice om, oriunde pe planet;0,3-0,6 mSv/an este intervalul tipic al dozelor de la surse artificiale, cum ar fi cele medicale;0,05 mSv/an este o fraciune mic a radiaiei de fundal care este inta pentru nivelul maxim de radiaie la gardul unei centrale nucleare (doza real este mult mai mic). Radiaiile de fundal care apar n mod natural sunt principala surs de expunere pentru cei mai muli oameni. Nivelele osci-leaz ntre 1,5 i 3,5 mSv/an, dar poate depi 50 mSv/an. Cel mai mare nivel de expunere la radiaii de fundal care a afectat un numr mare de oameni a avut loc n Kerala i statul Madras (India) unde, aproximativ 140.000 oameni au fost expui la o doz de peste 15 mSv/an de radiaii pe lng o cantitate similar datorit radonului. Nivele comparabile s-au msurat n Brazilia i Sudan cu o expunere medie de pn la 40 mSv/an. n mai multe locuri din India, Iran i Europa nivelul radiaiilor de fundal depete 50 mSv, pn la 260 mSv (n Ramsar, n Iran). Dozele acumulate de-a lungul vieii datorate radiaiilor de fundal ajung la mii de mSv. Cu toate acestea, nu exist dovezi c ar exista probleme de sntate datorate nivelului ridicat de radiaii. Radiaiile ionizante sunt generate de industrie i de medicin. Cea mai cunoscut surs de radiaii sunt aparatele de radio-grafie, folosite n medicin. Radiaiile din surse naturale contribuie cu aproximativ 88% din doza anual asupra oamenilor, pe cnd procedurile medicale cu 12%. Efectele radiaiilor naturale nu difer de cele artificiale. Pentru c expunerea la un nivel ridicat de radiaii ionizante produce un anumit risc, ar trebui s ncercm s le evitm n ntregime? Chiar dac am vrea, acest lucru este imposibil. Radiaiile au fost ntotdeauna prezente n mediul i n corpul nostru. Cu toate acestea, putem i ar trebui s minimalizm doza de expunere care nu ne este necesar. Radiaiile sunt foarte uor de detectat. Exist o varietate de instrumente simple, sensibile, capabile s detecteze mici cantiti de radiaii naturale sau artificiale. Exist patru ci prin care oamenii se pot proteja de sursele cunoscute de radiaii. 1.limitarea duratei expunerii: pentru oamenii care sunt expui la radiaii pe lng cele de fundal datorit naturii muncii lor, doza este micorat i riscul mbolnvirii n principiu eliminat prin limitarea duratei expunerii; 2.distana: la fel cum cldura unui foc este mai mic cu creterea distanei, i intensitatea radiaiilor descrete direct proporional cu distana de la surs; 3.bariere: barierele de plumb, beton sau ap ofer o protecie bun mpotriva radiaiilor penetrante cum ar fi radiaiile . Prin urmare, materialele radioactive sunt adesea depozitate sau mnuite n ap sau cu ajutorul roboilor n camere construite din beton gros sau cu perei mbrcai n plumb; 4.depozitare: materialele radioactive sunt izolate i inute n afara mediului. Izotopii radioactivi (de ex. cei pentru medicin) sunt eliminai n ncperi nchise, n timp ce reactoarele nucleare funcioneaz ntr-un sistem cu bariere multiple care mpiedic scurgerile de material radioactiv. Camerele au o presiune atmosferic sczut, astfel nct orice scurgere ar avea loc nu ar iei din ncpere. Standardele de protecie mpotriva radiaiilor sunt bazate pe mentalitatea con-servativ c riscul este direct proporional cu doza, chiar i la nivele mici, cu toate c nu exist dovezi despre riscurile la nivele mici. Aceast presupunere, numit ipotez liniar nelimitat (linear no-threshold hypothesis) este recomandat ca protecie mpotriva radiaiilor, propus pentru stabilirea nivelelor admise de expunere la radiaii a peroanelor. Aceast teorie presupune c jumtate dintr-o doz mare (unde efectele au fost observate) va cauza efecte de dou ori mai mici, .a.m.d. Aceasta duce n eroare dac este aplicat unui numr mare de oameni expui unei doze mari de radiaii ar putea duce la msuri inadecvate mpotriva iradierii. Cele mai multe dovezi care au condus la standardele de azi provin de la supravieuitorii bombei atomice din 1945 care au fost expui la doze foarte mari pe o durat scurt de timp. Pentru stabilirea riscului estimativ, s-a presupus c organismul uman poate vindeca efectele expunerii la doze mici, dar pentru nivele mici de iradiere, gradul de protecie este indiscutabil conservativ. Cele mai multe ri au propriul sistem de protecie radiologic care deseori se bazeaz pe recomandrile comisiei internaionale cu privire la protecia radiologic (ICRP). Cele trei capitole din recomandrile ICRP sunt: justificarea: nici o activitate nu trebuie adoptat dect dac produce un beneficiu pozitiv; optimizarea: toate expunerile trebuie meninute la un nivel ct mai mic, acceptabil; limitarea: expunerea indivizilor nu trebuie s depeasc limitele recomandate; Protecia mpotriva radiaiilor este bazat pe recomandrile ICRP att pentru categoriile ocupaionale i cele publice. Expunerea maxim nu trebuie s depeasc 1 mSv/an, n medie, timp de 5 ani.

Anexa

Bibliografie

Uranium Information Center Ltd. Radiation and Life Eric J Hall, profesor Universitatea Columbia www.google.com www.images.google.com www.uic.com.au

EFECTUL RADIAIILORASUPRAORGANISMELOR VII

Profesor :Ionita Lioara

Nume: BaicuPrenume:Gabriela LucicaClasa a XII-a B