Avíza

Účinky gama žiarenia


Žiarenie gama je v súčasnosti najprenikavejším typom energie. Podobne ako röntgenové lúče, gama lúče môžu prekonať dokonca aj niektoré z najhustejšie používaných materiálov, vďaka čomu sú veľkým prínosom aj nebezpečenstvom. Pretože fotóny obsahujúce gama žiarenie sú také energetické, ich vplyv na ľudské zdravie je hlboký.

Histórie

Výskum koncom 90. rokov 20. storočia priniesol veľa nových informácií o gama lúčoch a ich správaní. Francúzski vedci Henri Becquerel, Marie Curie a jej manžel Pierre Curie experimentovali s materiálmi ako urán, polonium a rádium, čo viedlo k prvým pozorovaniam gama rádioaktivity a jej jedinečných vlastností. Zistilo sa, že gama lúče ďaleko presahujú energiu alfa a beta žiarenia a do 20. rokov 20. storočia sa rozšírili rozsiahle aplikácie gama žiarenia.

Je iróniou, že veľa vedcov pracujúcich na gama žiarení v týchto raných štádiách sa stalo pacientmi s radiačnou chorobou samotných kvôli slabému tieneniu a malému pochopeniu možných zdravotných následkov.

Význam

Žiarenie gama žiarením sa stalo ešte dôležitejšie počas druhej svetovej vojny vo výskume jadrových zbraní. Uvoľnenie intenzívnej energie gama z jadrových explózií sa zaznamenalo ako jeden z najdôležitejších a ďalekosiahlych dôsledkov takýchto zbraní.

Medzi pozitívne aplikácie gama lúčov patrí liečba rakoviny pomocou žiarenia, meranie a sledovanie tokov tekutín, skúmanie zdrojov, sterilizácia lekárskeho zariadenia, pasterizácia a geodetické prieskumy. Všetky tieto využívajú vysokú úroveň energie a úrovne ionizácie žiarenia gama lúčov - zvlášť užitočné pre aplikácie na diaľku, pretože fotóny gama môžu pred rozpadom prejsť veľké vzdialenosti.

Naopak, práve tieto vlastnosti sťažujú tienenie proti gama žiareniu. Podobne ako röntgenové lúče, gama lúče prechádzajú väčšinou materiálov a pri nízkej dávke spôsobujú významné poškodenie buniek.

Expozície

Expozícia gama žiareniu sa meria v milirémoch alebo mrem. Jednorazová denná expozícia pre väčšinu ľudí je najviac 25 mrem, zatiaľ čo ľudia pracujúci v rádioaktívnych prostrediach s primeranou ochranou môžu absorbovať až 5 000 mrem naraz. Čokoľvek viac ako 10 000 mrem sa považuje za nebezpečné, aj keď je expozícia krátka. Po tomto bode sa obavy o zdravie stávajú bezprostrednými a riziko ochorenia je veľmi vysoké. Tieto čísla odrážajú štúdie o populáciách, ktoré prežili japonské bombardovanie druhej svetovej vojny.

Na rozdiel od iných typov žiarenia gama lúče cestujú tak rýchlo, že prechádzajú celým telom veľmi rýchlo a ovplyvňujú všetky orgány a tkanivá. Ich ionizačné vzorce znamenajú, že exponované časti tela sa môžu ionizovať, ich vlastnosti sa zmenili aj po tom, ako sa gama žiarenie samo dlho odparilo.

Zdroje

Pôda a voda, a preto aj potravinové zdroje, sú primárnymi vektormi pre expozíciu gama žiareniu, hoci úrovne sú zvyčajne veľmi nízke a nepredstavujú veľké riziko. Väčšina iných zdrojov má lekársky alebo priemyselný charakter. Široká verejnosť môže byť vystavená gama žiareniu pomocou lekárskych skenov a iných vyšetrovacích technológií. Jadrová detonácia a nehody môžu byť, samozrejme, veľkými zdrojmi.

Efekty - akútne

Najzreteľnejším účinkom sú popáleniny. Blízky kontakt s rádioaktívnymi materiálmi obzvlášť významnej veľkosti spôsobuje poškodenie kožného tkaniva. Popáleniny sú veľmi bolestivé a hlboké, takže sa ťažko liečia.

Akútne účinky intenzívnej a náhlej rádioaktívnej expozície sú známe ako nestochastické účinky a väčšinou sa týkajú poškodenia kože. Môže sa však vyskytnúť niekoľko ďalších príznakov - nevoľnosť, vypadávanie vlasov a zlyhanie orgánov. V prípade akútnej expozície, ktorá spôsobuje tieto príznaky, je liečba takmer nemožná a smrť je veľmi pravdepodobná.

Tieto účinky sú spojené s veľmi tesnou blízkosťou zdroja emitujúceho gama žiarenie, ako je manipulácia so surovými rádioaktívnymi materiálmi alebo doslova dotýkajúce sa jadrového zariadenia.

Účinky - dlhodobé

Stochastické účinky ožiarenia gama žiarením sú verejnosti dobre známe z dosahu jadrového spadu. Primárnym problémom je rakovina v dôsledku bunkovej ionizácie a mutácie. Tieto rakoviny sa môžu objaviť mesiace a roky po expozícii.

U žien sú vrodené vady pri prenasledovaní tiež veľkým problémom a obzvlášť dlhotrvajúci prejav ožiarenia, ku ktorému môže dôjsť aj v nasledujúcich generáciách. Genetická mutácia môže vzniknúť v dôsledku otravy gama žiarením, ktoré ovplyvňuje ľudí roky po expozícii.

Časový rámec

Pretože stavebné kamene ľudského tela, ako je vápnik a jód, zadržiavajú žiarenie po dlhú dobu, je ťažké vyčistiť telo otravy žiarením a tým spomaliť poškodenie. To je dôvod, prečo sa u ľudí, ktorí sú v priebehu času vystavení gama žiareniu, častejšie vyvinie rakovina štítnej žľazy a kostí.

Popáleniny sa zvyčajne vyskytujú takmer okamžite, zatiaľ čo po vystavení účinkom nauzey, únave a zvracaniu trvá hodiny. Strata vlasov, inkontinencia a krvácanie môžu trvať až niekoľko týždňov až mesiacov. Dávky s viac ako 1 miliónom mrem sú takmer isté, že zabijú osobu v priebehu niekoľkých týždňov, zatiaľ čo 2 milióny mrem to môžu urobiť v priebehu niekoľkých hodín zničením centrálneho nervového systému.