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