Wpływ promieniowania jonizującego na organizmy.

Na początku dzisiejszej lekcji z fizyki pracowaliśmy metodą burzy mózgów, przypominając wiadomości dotyczące promieniowania jonizującego pierwiastków promieniotwórczych. 

Następnie rozpoczęliśmy pracę nad nowym tematem: 

„Wpływ promieniowania jonizującego na organizmy żywe”.

Dla organizmów jednokomórkowych i mikroorganizów promieniowanie wysyłane podczas rozpadu izotopów promieniotwórczych jest śmiertelne. Dlatego wykorzystywane są  wiązki promieniowania jonizującego w celu sterylizacji i niszczenia drobnoustrojów szkodlwych dla środowiska i ludzi.

Promieniowanie alfa jest najmniej przenikliwe, czyli bardzo silnie pochłaniane przez materię. Nawet kilka centymetrów powietrza stanowi całkowitą osłonę przed tym promieniowaniem. Podobnie kartka czy naskórek pochłaniają całkowicie promienie alfa. Jednak spożywanie pokarmów lub wdychanie powietrza zawierającego substancje wytwarzające promieniowanie alfa może być szkodliwe a nawet zabójcze. Kiedy już radioaktywny materiał znajdzie się w ciele człowieka, wytwarzane przez niego cząstki alfa bardzo silnie jonizują tkanki. Prowadzi to do poważnych uszkodzeń i choroby popromiennej. Bardzo silnym źródłem promieniowania alfa jest izotop polonu-210.

Co to znaczy, że promieniowanie jądrowe jest jonizujące?

Promieniowanie jądrowe zostawia po sobie ślad w postaci zjonizowanych atomów środowiska w którym się porusza. Takie podobne zjawisko możemy zaobserwować na niebie, gdzie samolot zostawi za sobą ślad w postaci skroplonej pary wodnej na cząsteczkach spalin samolotowych.

Promieniowane beta wysyłane przez promieniotwórcze jądra atomowe podczas przemiany jądrowej jest silnie przenikliwe i mniej szkodliwe niż promieniowanie alfa, ale za to może dotrzeć do większej ilości komórek, które mogą ponieść szkody w różnym stopniu. Kiedy komórki są osłabione czy chore to może je nawet zabić.

Promieniowanie beta, może spowodować jonizację żywych komórek. Mimo, że jest mniej jonizujące niż promienie alfa, ma możliwość przejścia przez żywą komórkę. Jeśli jej cząsteczka uderzy w cząsteczkę DNA może powodować spontaniczne mutacje i nowotwory. To promieniowanie może być  stosowane w radioterapii w leczeniu powierzchniowych nowotworów.

Słabo jonizujące promieniowanie gamma jest rodzajem niewidzialnego światła  o bardzo wysokiej energii (to ten sam rodzaj światła co podczerwień, fala radiowa i rtg, czyli wszystkie rodzaje promieniowania elektromagnetycznego).. Promieniowanie gamma może przejść przez cienką warstwę ołowiu, musi być co najmniej 10 cm ołowiu aby całkowicie zatrzymać ten rodzaj promieniowania. W kontakcie z ludzkim organizmem przenika przez ciało, toteż lekarze wykorzystują gamma aby zobaczyć co jest w środku pacjenta. Jednak duża porcja tego promieniowania może uszkodzić komórki organów wewnętrznych. Wykorzystuje się ten fakt jako korzystny w leczeniu niektórych nowotworów, to jak wiemy nazywa się radioterapia, czyli wysyłanie promieni gamma w kierunku chorego miejsca.

Otaczające nas środowisko jest pełne promieniowania jonizującego pochodzącego z rozpadów izotopów promieniotwórczych, które znajdują się min. w skorupie ziemskiej. Takie promieniowanie nazywane jest  tłem promieniowania. Określając wielkość tła używa się jednostek SIWERT [Sv].

Organizm ludzki w ciągu roku pochłania 2,5 Sv promieniowania pochodzącego z tła.

Wiemy też, że słabe promieniowanie oddziaływujące na nas nie jest szkodliwe np. prześwietlenie klatki piersiowej to pochłonięcie dawki 5 Sv.

 A czym jest choroba popromienna?
Pojawia się wtedy, gdy ilość jonów oraz uszkodzonych cząsteczek w naszych komórkach jest na tyle silna, że nasz organizm musi się bronić. Przebieg takiej choroby jest podobny do grypy. Pojawiają się gorączka, osłabienie, bóle głowy, a nawet nudności.
Pochłonięcie dawki promieniowania tysiące razy większej niż tło jest bardzo szkodliwe (3000 * tło = 7500 Sv)

Wtedy pojawiają się oparzeliny, krwotoki wewnętrzne, mogące prowadzić do śmierci. Możliwe jest występowanie nowotworów, ale tylko w przypadku bardzo silnej dawki napromieniowania.

Jak obliczymy taką dawkę pochłoniętą?

Należy podzielić energię promieniowania jaką pochłonia materia przez masę tej materii:

 wzór:  D=E/m

Jednostką dawki pochłoniętego promieniowania jonizującego jest grej.

1Gy=  1J/1kg.

Częściej używa się wielkości : równoważnik dawki pochłoniętej, który uwzględnia skutki biologiczne napromieniowania organizmu, bez uwzględnienia rodzajów promieniowania jonizującego. Jednostką jest wcześniej używany SIWERT [Sv].

Źródła:wikipedia.pl, czywiesz.pl, strefatajemnic.onet.pl, vismaya-maitreya.pl

KLAUDIA H.