Egy új kérdést tettek fel nekem az IES hallgatói, ahová elmentem tartani az előadást:
6. Hogyan mérik a radioaktivitást és milyen hatásai vannak?
Vannak olyan nagyságrendek, amelyeket könnyű mérni, mert azonnaliak, vagy mert nagyon megszoktuk őket: magasság, hőmérséklet, sebesség, de vannak más nagyságrendek is, mivel azért, mert nem olyan gyakoriak, vagy mert nagyon elvontak és nem nagyon megható. sokkal többe kerül nekünk. A radioaktivitással kapcsolatos mérések ebből a második csoportból származnak.
A radioaktivitás az energia felszabadulása egy meghatározott formában, ezért az energiaegységek megfelelőek lennének a kibocsátott radioaktivitás mennyiségének mérésére. Mérhető joule-ban vagy kalóriában. És ez érvényes lenne a fénymennyiség, a hőmennyiség és a munka mennyiségének mérésére is: az energia minden formája bizonyos mértékben egyenértékű, és ugyanazokban az egységekben mérik.
De az energia minden formájának vannak sajátosságai, amelyek ahhoz vezetnek, hogy feltaláljuk azokat a módszereket, amelyek közelebb mérik azt az igényt, amelyet jobban meg kell ismernünk, és mérni kell annak hatásait. Ezért találták ki az új egységeket, amelyek gyakran kevéssé ismertek.
A radioaktivitás a radioaktív magok bomlásából származik, spontán vagy okozott. A Spanyolországban és a legtöbb országban hatályos nemzetközi mértékegység-rendszerben a becquerelt (Bq) a radioaktív aktivitás egységeként határozzák meg, ami másodpercenként 1 bomlásnak felel meg. Ez az érték sok esetben nagyon alacsony. Korábban meghatározták a curie (Ci) nevű aktivitási egységet. 1 curie 37 milliárd becquerellel egyenlő.
Ez az egység nem ad képet a test által elnyelt teljes energiamennyiségről (az elnyelt dózis), amely a gyakorlati célok szempontjából fontos érték. Ezért határozta meg a szürke (Gy) a SI-ben, amely az ionizáló sugárzás abszorbeált dózisa, amely 1 joule/kg anyag. Korábban egy másik egységet használtak, az úgynevezett rad. 1 Gy = 100 rad.
Az egyszerre kapott 20 Gy-os ionizáló sugárzás végzetes. Ha egy 70 kg-os ember megkapja, akkor 1400 joule-t kapott volna, ami mindössze 336 kalóriának felel meg. Ez az érték nagyon kicsi: egyenértékű azzal a kémiai energiával, amelyet 84 mg cukor vagy 37 mg olaj elfogyasztása esetén fogyasztanak. A halált okozó ionizáló sugárzás formájában történő befogadásának módja.
De ez az egység nem elegendő ahhoz, hogy képet alkothassunk arról, milyen hatással van a sugárzás az élőlényekre, mert a fotonok formájában (gammasugarak vagy X) kapott sugárzás dózisa nem azonos azzal, amelyet a több részecske formája: nehéz (neutronok, protonok, alfa sugárzás), amelyeknek károsabb hatása van. Emiatt egy másik egységet kellett kitalálni, a sievert (Sv) nevet, amelyet az ionizáló sugárzás ekvivalens dózisaként határozunk meg. 1 Sv egyenlő 1 Gy-vel, ha a sugárzást fotonok (elektromágneses sugárzás) vagy elektronok formájában abszorbeálják, de 1 Sv egyenlő 2 Gy-vel, ha protonok abszorbeálódnak, 5-től 10 Gy-ig, ha neutronok abszorbeálódnak, és 20 Gy-vel, ha alfa részecskék. Korábban egy másik egységet használtak, remnek hívták. 1 Sv 100 rem.
Másrészt nem ugyanaz, hogy a dózist az egész testben diffúz módon kapják, mint egy adott szervben. Az is fontos, hogy miként fogadja a sugárzást. A bőr gátként működik és jobban megállítja a sugárzást, mint ha étellel lenyelik, vagy ha belélegzik. Sok olyan táblázat található, amelyek kísérleti adatokon alapulnak (atomerőművekben bekövetkezett események vagy balesetek, vagy a kísérlet során nukleáris bombákból származó sugárzás eredményeként), amelyek 1 óra, 1 nap vagy 1 év alatt kapott ekvivalens sugárterhelés hatásait mutatják be.
Például a 0,2 Sv alatti napi dózisok nem tekinthetők mérhető hatásoknak. Ezek általában az ionizáló sugárzással rendelkező létesítmények (röntgensugár-üzemeltetők, erőművek, atomerőműves tengeralattjárók stb.) Munkavállalóinak engedélyezett határértékei. A 0,2 és 1 Sv közötti dózisok ideiglenesen csökkentik a vörösvértestek termelését és fejfájást okoznak. Az 1 és 2 Sv közötti dózisok hányást, fáradtságot és 10% -os halálozást okoznak a következő hónapban.
Ezek a tünetek hajhullással, vérzéssel, meddőséggel, genetikai mutációkkal súlyosbodnak, legfeljebb 10 Sv értékig, amelyek szinte biztos halált okoznak egy hét alatt, még akkor is, ha orvosi kezelés folyik.
Ha a sugárzást az idő múlásával fokozatosan fogadják, a hatások annál kisebbek, minél kevesebb sugárzást kapnak. Az ionizáló sugárzás befogadásának számos módja van: röntgen- vagy CT-felvételek, kozmikus sugarak nagy magasságú repülések során, radongáz belélegzése, amelyet sok épület ad ki naponta, a bolygó bizonyos régióiban él, ahol intenzívebb természetes radioaktivitás, mint más helyeken, vagy enni bizonyos zöldségeket.
Némi komolytalansággal meghatároztak egy másik egység radioaktív dózist: az ekvivalens dózist banánban (BED vagy Banana Equivalent Dose). A banán valóban tartalmaz bizonyos mennyiségű káliumot (kb. 600 mg egy 150 g-os banánban), amelynek kis része (0,070 mg) radioaktív kálium-40. 18,5 Bq-nak felel meg. Apró dolog, de mérhető. Mérsékelten radioaktívak a bab, a tojás, a pipa, az avokádó és különösen a brazil dió. Ezt a banánegységet néha használják az enyhén szennyezett élelmiszerek bevitelének összehasonlítására.
Például a Fukushima közelében lévő gazdaságból származó tejből (amelyet nem értékesítettek) 1510 Bq/kg-ot találtak. Ebből a tejből (200 mg) egy pohár megivása a bevitt radioaktivitás szempontjából egyenértékű lenne 16 normál banán fogyasztásával. A japán törvények engedélyezik, hogy a tej aktivitási értéke 300 Bq legyen. A spenótban legfeljebb 2000 Bq/kg engedélyezett, és Fukushimában néhány mintát elértek 15000-ig. Ezek az értékek nem szigorúan veszélyesek, mert a törvényi értékek alacsonyabbak azoknál az értékeknél, amelyekről ismert, hogy mérhetők hatások. Egyelőre (3-21-11) ezek egyszerűen jelzik a növény radioaktív szivárgását.
Nyelvi megjegyzés: Gray, Sievert, Curie és Becquerel a radioaktivitás vizsgálatához kapcsolódó tudósok voltak. Valójában Madame Curie feltalálta a radioaktivitás fogalmát, és valószínűleg annak hatásai miatt halt meg.
NB 13-9-12 A poszt néhány hibáját javítottuk. További részletek itt
Vegyészmérnöki emeritus professzor a barcelonai egyetemen. A népszerű tudományos könyvek szerzője: La truita cremada (2005, Ed. Col·legi de Químics de Catalunya, katalán) és Tortilla quemada (2005, Ed. Col·legi de Químics de Catalunya). Els secrets de les etiquetes (2007, Ed. Mina, katalán) és A titkok címkéi (2007, Ed. Ariel). A gömb alakú tehén (2008, Rubes vezércikk, katalán). Spherifikációk és makaróni (2010, Ed. Ariel), Minden nap kémiája (2016, Publicacions de la Universitat de Barcelona, katalán) és Kémia a konyhában: gyors merülés (2018, Tibidabo Ediciones).
A spanyol Mosó-, felületaktív anyagok és hasonló termékek (CED) bizottságának tudományos igazgatója. Az Associació Catalana de Ciències de l'Alimentació (ACCA) és a College-Agrupación de Químicos de Catalunya igazgatótanácsának tagja.
Az ember természete a mesterségessége: az akarat, hogy a környezetet igényeihez igazítsa. Ezért a technológia és az alkalmazott tudomány. Beszélünk erről, különösképpen a mindennapi életünkről. És a tudományos művészet, a tudományos-mindennapi nyelv is. Jól érezzük magunkat.