-
Izotopii radioactivi
Concomitent cu dezvoltarea industriei energetice nucleare i a
armelor nucleare - problema proteciei fa de nivelul ridicat al
radioactivitii din mediu, cu att mai mult cu ct suntem expui
cmpului radioactiv provenit din radiaia cosmic i perturbrilor
naturale ale izotopilor radioactivi.
Exist preri care susin c aceast expunere este benefic, ntruct prin
aceast activitate ADN-ul susine in mod natural mecanismele de
reparare, un proces asemntor imunizrii. Alii consider c activitatea
radioactiv nu este o modalitate de protejare, ci din contr are
numai efecte negative asupra unor organisme.n ansamblu, contribuia
diferitelor surse de radiaii la cmpul natural de radiaii depinde de
geologia locului de aciune.
Ex. o surs radioactiv important este radiul, nivelul mbogit al
acestui element chimic poate cauza senzaie de ventilaie limitat
(sufocare) n interiorul caselor locuite, atunci cnd acestea sunt
construite pe roci vulcanice.
*
- Poluarea radioactiv -un fenomen n cretere, sursele care emit
radiaii sunt i ele n cretere - numeroase domenii de activitate
folosind surse radioactive (industrie, biologie, medicin). Atenie -
trendul cresctor al centralelor electronucleare bazate pe
utilizarea radioactivitii, - determin un potenial ridicat al
radioactivitii n mediul ambiant.n aceeai msur crete i numrul
uzinelor de retratare a combustibilului nuclear uzat, ceea ce
amplific sursele de substane toxice radioactive.
-
Contaminarea mediului ambiant prin radioactivitate se realizeaz
pe mai multe ci, astfel se pot enumera:
Eliminarea deeurilor radioactive gazoase i lichide;
Scpri de elemente radioactive prin centura de protecie a
reactoarelor;
Emisii accidentale de elemente radioactive;
Explozia unor reactoare i lipsa centurilor de protecie.
Un accident cu o semnificaie aparte pentru aceast categorie de
substane toxice radioactive poluante, a fost explozia reactorului
de la Cernobl din 1986.. Acesta va rmne, probabil, pentru totdeauna
un moment de referin n istoria omenirii, ntruct a contribuit la
contaminarea mediului pe distane de mii de kilometrii i la
meninerea acestora o lung durat de timp, ca urmare a acumulrii lor
n mediu, timpul de njumtire al acestor substane fiind destul de
mare aa cum se va vedea n continuare.
*
-
Contaminarea organismelor dominante din ecosistemele lacustre
Suedia
dup trecerea norului de la Cernobl
-
CLASIFICAREA RADIOACTIVITII
Tipuri de radioactivitatea :
Natural cu origine cosmic sau terestr;
Artificial, produs de surse radioactive elaborate de om, n
domeniile amintite, mai sus.
Radioactivitatea cosmic are mai multe origini-galactic, solar
sau terestr (emis de centurile Van Allen -dou zone care conin
electroni i protoni, situate n jurul pmntului). n ceea ce privete
radioactivitatea terestr, aceasta este reprezentat i de radiaiile
emise de substanele radioactive naturale, aflate n scoara
pmntului.
Principalele elemente radioactive sunt: actiniu, radiu, poloniu,
potasiu-40, carbonul-14, tritiu, stroniu, plutoniu.
n ceea ce privete radioactivitatea artificial, cele mai grave
probleme pentru poluarea toxic radioactiv a mediului le constituie
n prezent, experienele cu arme nucleare, exploziile nucleare
consecutive utilizrii lor punnd n libertate elemente radioactive
capabile s polueze puternic mediul nconjurtor. Fallout-ul
radioactiv (depunerile) al acestor averse radioactive, revenite pe
pmnt dup mprtierea lor n atmosfer, putnd influena grav sntatea
oamenilor i a animalelor.
-
CI DE IRADIERE
iradierea direct sau local, de scurt durat;iradierea gamma indirect
cu aciune extern, realizat prin substane radioactive depuse pe
sol;iradierea cu aciune intern, produs n diferite compartimente ale
organismelor vii, de diferite elemente radioactive ajunse acolo
prin inhalare, ingestie, apa de but sau alimente.
Principalele elemente radioactive depuse pe sol sunt: stroniu-90
(90Sr), cesiu-137 (137Cs), iodul-131(131I).
In organism izotopii radioactivi sunt stocai de anumite
esuturi:
tiroida (131I, 132I, 133I)scheletul (110 B, 140B, 32P, 238U)esutul
muscular (137Ce, 138Ce)ficat(60Co)
-
Factorii de ecotoxicitate ai radioactivitii
Factorii care determin modul n care izotopii radioactivi sunt
toxici pentru organisme sunt :
Natura i intensitatea distrugerilor radioactive, raportate la
masa i energia particulelor produse radioactiv;
Timpul de njumtire al izotopului radioactiv;
Biochimia elementelor radioactive.
-
Natura i intensitatea distrugerilor radioactive
Natura i intensitatea distrugerilor radioactive, raportate la
masa i energia particulelor produse radioactiv, este un factor a
crui aciune pleac de la premiza c un atom al unei substane
radioactive poate produce prin modificarea structurii, unul pn la
patru tipuri de particule, alfa, beta, gamma (, , ) i neutroni, iar
consecutiv acestei modificri este nevoie de un anumit timp, mai
lung sau mai scurt, pentru ca atomul s redevin stabil.
- O particul alfa este alctuit din doi protoni i doi neutroni,
exact ca i sarcina pozitiv a nucleului de heliu. Aceste particule
sunt relativ mai mari comparativ cu alte emisii radioactive-au un
traseu scurt n atmosfer de numai civa centimetrii, iar n esuturile
biologice de numai civa milimetrii, ns masa lor mare poate genera
alterri celulare prin coliziuni cu acestea, n special dac sunt
inhalate de plmnii vertebratelor.Particula beta este un electron i
are sarcin negativ. Aceste particule au o mai mare abilitate dect
particulele alfa, putnd parcurge civa metrii n aer. Sursele de
radiaii beta pot trece printr-un strat subire de sticl sau
Plexiglass (Perspex). Totui, ca urmare a masei mai mici, au o
aciune duntoare mult mai mic asupra esuturilor.Razele gamma sunt
cuante de radiaii electromagnetice, au o penetrabilitate ridicat i
pot trece mai muli centimetrii prin plumb. Cu toate acestea,
daunele provocate esuturilor sunt similare cu acelea ale
particulelor beta.Neutronii nu au nicio sarcin i sunt eliberai din
izotopii radioactivi numai dup ce anumite elemente sunt bombardate
cu raze alfa sau gamma. Acetia reacioneaz cu alte elemente numai
prin coliziune direct. Producia neutronilor are la baz fisiunea
nuclear dintr-un reactor, putnd ptrunde mai muli centimetrii prin
plumb.
-
Uniti de msur a radioactivitii
Intensitatea substanelor radioactive este msurat n SI n becquerels
(Bq) i reprezint numrul de atomi dezintegrai pe secund. Formal,
radioactivitatea a fost msurat n SI, la nceput, n Ci (Currie) ;1Ci
=cu numrul de dezintegrri pe secund al unui gram de
radiu.1Ci=3,7x1010Bq 1Bq=3,7x10-10Cintruct msurarea radioactivitii
unei substane radioactive numai n bequereli d foarte puine
informaii despre efectele avute asupra esuturilor, becquerelul
neinnd cont de natura dezintegrrilor nucleare, msurnd numai
intensitatea lor,
s-au introdus recent i n mod justificat dou noi uniti de msur n
SI, gray-ul (Gy) i sievert-ul (Sv).
- Un gray (Gy) este egal cu o parte din radiaia care determin un
kilogram de esut s absoarb 1 Joule energie, ns n funcie de tipul de
radiaie, esuturile sufer acumulri diferite i, n aceei msur,
distrugeri. De aceea, a fost nevoie de sievert (Sv), ntruct acesta
ine cont de diferitele ci i tipuri de radiaie prin care anumite pri
de energie pot s ajung n esuturi. O expunere anual sigur pentru om
este de 5mSv. O doz de 20Sv, doza primit de peste 100 de muncitori
care au fost implicai n operaiuni de curire a Cernoblului, este
egal cu 20Gy beta sau gamma emisii, ns este egal numai cu 1Gy alfa
emisii, ceea ce arat c particulele alfa au de dou zeci de ori
efectele beta sau gamma radiaiilor, pentru acelai numr de gray, dac
la msurm n sievert.
-
Timpul de njumtire
Timpul de njumtire=timpul necesar ca jumtate din atomii izotopilor
radioactivi s se distrugCurba distrugerii izotopilor arat declinul
lor exponenial, a.d.e. 32P izotopul radioactiv al fosforului des
folosit n experimente de biologie molecular i fiziologia plantelor
are T=14 zile, astfel dac la nceput avem n ziua 0 1g, n ziua 14 vom
avea 0,5 g 32P i 0,5g S, n ziua 28 avem 0,25 g 32P i 0,75g S Dup
trecerea de cca. 10 ori a timpului de njumtire radiotoxicitatea
unui izotop este semnificativ sczut , devenind sigur - ceea ce arat
ca acetia pot fi depozitaiMetoda de depozitare a deeurilor
radioactive dictat de T al izotopilor radioactivi cu via ndelungat,
de aceea este nevoie de separarea izotopilor, mai uor de realizat n
laboratoare i spitale dect n cazul reactoarelor nucleare care conin
un cocteil de izotopi radioactivi, singura cale n acest sens este
securizarea pe termen lung subpmnt-subiect delicat din pdv
politic
- Metoda de depozitare a deeurilor radioactive dictat de T al
izotopilor radioactivi cu via ndelungat, de aceea este nevoie de
separarea izotopiloruor de realizat n laboratoare i spitale dect n
cazul reactoarelor nucleare care conin un cocteil de izotopi
radioactivi, singura cale n acest sens este securizarea pe termen
lung subpmnt-subiect delicat din pdv politic
*
-
Durata stocrii produselor de fisiune i activare provenite de la
activiti nucleare, n comparaie cu durata erelor umane i
geologice
-
Biochimia izotopii radioactivi
Izotopii radioactivi-efecte toxice prin competiia cu anumite ci
metabolice ale unor elemente biochimice stabile, ex cca.80% din I
total este coninut de glanda tiroid, unde particip la geneza
hormonului tiroxin, ns dac este ingerat iodul radioactiv , acesta
se va concentra n tiroid nlocuind iodul neoplazii ale tiroidei
(evident la populaia din jurul Cernoblului)
Izotopul radioactiv stroniu (St-90) urmeaz aceleai ci ca i
calciu (Ca), fiind prezent sub form de urme la om n ntreaga lume,
dup testele cu bombe atomice din anii 1950-1960 ca urmare a
dispersiei globale
Cesiul -137 urmrete cile potasiului (K) i a constituit o problem
pentru ariile afectate de cderile radioactive de la Cernobl, de
pild, N-V Angliei i Scandinavia
Este nevoie de mai multe decenii ca izotopii radioactivi s fie
reciclai de vegetaie i nivelul lor s coboare la cel de dinaintea
accidentului
-
Tabel Timpul de njumtire al unor izotopi radioactivi
Nr.crtDenumire izotop radioactivTimpul de njumtire izotopi
radioactivi1.Plutoniu-24113 ani2.Plutoniu-23924000 ani3.Iod-1318
zile4.Iod-129160x106 ani5.Stroniu-9028 ani6.Cesium-13730 ani