Prirodna radioaktivnost
Prirodna radioaktivnost je vrsta jonizujućeg zračenja koje potiče iz prirodnih radioaktivnih izvora čijem dejstvu su izložena sva živa bića od njihovog postanka na Zemlji. U ovu vrstu zračenja na Zemlji ne spada ono koje potiče iz izvora koje je čovek proizveo[1]. Čovek je svakodnevno i neprekidno izložen osnovnom nivou zračenja iz prirode (prirodnom fonu) ili jonizujućem zračenju koje potiče iz prirodnih izvora zračenja niskog intenziteta, ili iz izvora u njegovoj životnoj sredini koji ne podležu kontroli, i koje često zovemo pozadinsko zračenje.
U svakoj sekundi čoveka pogodi oko 15.000 čestica prirodnog (pozadinskog) zračenja (radioaktivnog i kosmičkog). Na Zemlji postoji oko 60 radionuklida (radioaktivnih elemenata), u tlu, vazduhu, vodi, hrani, ali i u svim živim bićima. Na planeti na kojoj živimo, zračenje (radioaktivnost) nije posledica razvoja ljudske vrste na Zemlji, već je prisutna oduvek i kao deo svakodnevnice.
„Život na zemlji se ne bi razvio da nije bilo zračenja i to onog najopasnijeg, jonizujućeg. Zračenje u prirodi je sastavni deo našeg okruženja. Sva materija oko nas sastavljena je od mešavine raznih vrsta atoma, od kojih je samo stotinak vrsta stabilno, a više stotina je nestabilno, tj radioaktivno. Znamo da i naše telo, kao i sve što nas okružuje, poseduje atome koji zrače. Sem toga, iz kosmosa do nas dolazi zračenje poreklom sa Sunca ili sa drugih zvezda, jer u svemiru nema prepreka, da ga spreče, da dopre do nas“[2].
Uloga prirodnog zračenja u nastanku radijacione bolesti, malignih i naslednih promena kod prosečne populacije još nije direktno dokazana. Istraživanjem je utvrđeno, samo kancerogeno dejstvo zračenja u rudnicima sa velikom koncentracijom radona. Pretpostavlja se da i prosečno zračenje u opštoj populacije iz prirodnih izvora možda ima slične posledice, ali su one srazmerno manje zastupljene[1].
Osnovni pojmovi[uredi | uredi izvor]
Radioaktivnost jeste fizička pojava kod koje se atomi spontano raspadaju uz emisiju jedne ili više vrsta jonizujućih zračenja, kao što su alfa, beta, neutronsko i gama zračenje.
Radioaktivnost je spontani proces u kojem se atomsko jezgro, emitujući jednu ili više čestica ili kvanata elektromagnetnog zračenja, preobražava u drugo jezgro. Prvobitno nije bila poznata priroda zračenja nego se zbirno govorilo o radijaciji pa je ova pojava „raspada“ jezgra nazvana radioaktivnost, a jezgra koja emituju čestice ili zračenje radioaktivna jezgra ili, ispravnije radioaktivni izotopi.
Jonizujuće zračenje je elektromagnetno ili čestično zračenje koje može da jonizuje materiju i da izazove oštećenje ćelija živih organizama. Tako nastali joni narušavaju biohemijske procese u ćelijama, što može dovesti do raznih poremećaja u njihovom funkcionisanju i deljenju, te konačno do nastanka ozbiljnih bolesti, poput raka. U jonizujuće zračenje spadaju α, β, γ i H zraci, kosmičko zračenje i neutroni.
Radionuklid jeste nuklid odnosno atom sa definisanim atomskim brojem, atomskom masom i energetskim stanjem, koji je radioaktivan. Kad govorimo o prirodnom zračenju razlikujem dve vrste radionuklida; radionuklide koji potiču iz kosmosa i radionuklide uvek prisutne na zemlji.
Radioaktivni materijal je materijal koji sadrži jedan radionuklid ili više radionuklida čija je ukupna i specifična aktivnost iznad propisanih granica;
Apsorbovana doza jonizujućeg zračenja je srednja energija koju jonizujućim zračenjem primi jedinica mase određenog materijal. Jedinica za apsorbovana dozu je grej (Gy);
Efektivna doza je zbir proizvoda ekvivalentne doze u tkivu ili organu i odgovarajućeg tkivnog težinskog faktora kojim se izražava osetljivost pojedinih tkiva i organa na pojavu stohastičkih efekata jonizujućeg zračenja. Ona se izračunava iz energije koju zračenje preda organizmu, podeljene sa masom organizma (tako se dobije tzv. apsorbovana doza), uz uvažavanje različitog dejstva pojedinih vrsta zračenja i različite osetljivosti pojedinih organa i tkiva. Jedinica za efektivnu dozu sivert (Sv). Ona se podudara se npr jednoliko. ozračenju celog organizma gama zracima umerene energije. Efektivna doza koju čovek tokom jedne godine dobije od zračenja iz prirodnih izvora nekoliko je stotina puta manja od 1 Sv, i zato se izražava hiljadu puta manjom jedinicom (mSv). Da bi se procenila godišnja efektivna doza, pri njenom izračunavanju se mora uzeti u obzir (a) Konverzije koeficijent iz apsorbovane doze u vazduh efektivne doze i (b) Unutrašnji faktor popunjenosti. Prosečne vrednosti numeričkih parametara variraju u zavisnosti starost stanovništva i klime na zadatoj lokaciji. UNSCEA za 1993, koristi 0.7 Sv Gy-1 kao koeficijent konverzije apsorbovane doze u vazduhu u efektivnu dozu primljenu od strane odraslih osoba i 0,8 za unutrašnji faktor, odnosno kao odnos dela vremena provedenog u zatvorenom i na otvorenom koji je 0,8 i 0,2.
Komponente godišnje efektivne doze se određuju na sledeći način:
U Svetu vrednosti prosečne godišnje efektivne doza iznose 0,48 mSv, a rezultate za pojedine zemlje se kreću uglavnom u rasponu od 0,3 do 0,6 mSv. Za decu i odojčad, vrednosti su oko 10% i 30% veće, i u direktnoj su srazmeri sa povećanjem vrednosti koeficijenta konverzije apsorbovane doze u vazduhu u efektivnu dozu[3].
Procena rizika ozračenja malim dozama prirodnog zračenja[uredi | uredi izvor]
Za male doze zračenja, kojima je organizam čoveka izložen prirodnom zračenju, u svetu je prihvaćena sledeća procene rizika za opštu populaciju koja iznosi[1]:
| Vrsta rizika | Procenat rizika | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| Ukupni mogući rizik od zračenja | 0,007 ili 3% po jednom (mSv) | ||||
| Rizik od smrti izazvane malignitetom | 0,005% po jednom (mSv) | ||||
| Rizik od naslednih učinaka | 0,001 ili 2% po jednom (mSv) | ||||
| Rizik od malignih bolesti pri izlaganju dozi od 1 (mSv) godišnje tokom celog života | 0,5% | ||||
Vrste[uredi | uredi izvor]
Prema načinu nastanka radionuklidi se dele na: radionuklide oduvek prisutne na Zemlji i radionuklide kao posledica delovanja kosmičkog zračenja.
Radionuklide oduvek prisutne na Zemlji[uredi | uredi izvor]
U izvore ovog zračenja spadaju radioaktivni elementi; uranijum 235, uranijum 238, torijum 232, radijum 226, radon 222 ili kalijum 40. Ovi radionuklidi potiču još iz vremena formiranja Zemlje, a karakteriše ih vrlo dugo vreme poluživota, i do milijardu godina. Izuzetak je gas radon, čiji je poluživot 3,8 dana i od navedenih radionukleida najznačajniji je alfa-emiter. Radon nastaje kao karika u lancu raspada uranijum 228. U gasovitom je obliku i izlazi iz stena koje sadrže uran (većinom u tragovima), a najviše u stenama iz rudnika uranijuma. Prosečno se u 1 m³ vazduha nalazi oko 106 atoma radona[4].
U donjoj tabeli navedeni radionuklidi prisutni su još iz vremena stvaranja Zemlje i imaju vrlo velika vremena poluraspada, često i reda 100 miliona godina. Aktivnost ovih nuklida s vremenom se smanjivala pa je na primer današnja doza kalijuma-40 otprilike upola manja nego u vreme stvaranja Zemlje[5].
| Radionuklid | Vreme poluraspada | Aktivnost |
|---|---|---|
| Uran - 235 | 07:04 × 10 8 god. | 0,72% prirodnog uranijuma |
| Uran - 238 | 04:47 × 10 9 god | 99.2745% prirodnog uranijuma |
| Torijum - 232 | 01:41 × 10 10 god | 06/01 do 20 ppm u običnim stenama |
| Radijum - 226 | 06/01 × 10 3 god | 16 Bq/kg u krečnjaku; 48 Bq/kg u vulkanskim stenama |
| Radon - 222 | 3.82 dana | Plemeniti gas; 0.6 Bq/m3 do 28 Bq/m3 |
| Kalijum - 40 | 01:28 × 10 9 god | Tlo - 0037 do 01/01 Bq/kg |
Radionuklide kao posledica delovanja kosmičkog zračenja[uredi | uredi izvor]
Izvor ovog zračenja (kome smo neprestano izloženi) je uglavnom izvan našeg Sunčevog sistema (dok jedan deo dolazi od Sunca), a sastoji se od raznih oblika zračenja: elektroni, protoni, alfa čestice, pa i visokoenergijskih fotona (gama zraci). Ono u međudejstvu sa atomima u gornjim slojevima atmosfere proizvode radionuklide, koji su najčešće kraćeg vremena poluživota. Kao što su npr, ugljenik 14, tricijum, berilijum 7 itd. Kosmičko zračenje čini otprilike 13% od ukupnog prirodnog pozadinskog zračenja. Deli se na dva tipa, primarno i sekundarno. Primarno kosmičko zračenje sastoji se od čestica vrlo visoke energije (< 1018 eV), a to su uglavnom protoni, alfa čestice, teži joni i elektroni.
Atmosfera i Zemljino magnetno polje takođe se ponašaju kao štit protiv kosmičkog zračenja smanjujući količinu koja dolazi do površine deflektujući čestice. Na kosmičko zračenje utiče i Sunčeva aktivnost čije pojačanje uzrokuje pojačanje Zemljinog magnetnog polja, a time i slabljenje učinka kosmičkog zračenja. Može se zaključiti da godišnja doza apsorbovanog kosmičkog zračenja zavisi od nadmorske visine. U Sjedinjenim Američkim Državama osoba će u proseku primiti dozu od 27 mrem godišnje, a taj iznos se otprilike udvostručuje sa svakih 2.000 metara nadmorske visine. Putujući od pola do ekvatora na nivou mora dolazi do smanjenja količine kosmičkog zračenja od samo 10%, dok je na nadmorskoj visini od 18.000 metara smanjenje 75% što je rezultat delovanja Zemljinog i Sunčevog magnetnog polja na primarno kosmičko zračenje.
Od zračenja se nijedno živo biće ne može sakriti. Svaki čovek prima godišnju efektivnu (prosečnu) dozu zračenja od oko 3,5 mSv koja se sastoji se od sledećih doprinosa:[6]
- Udisanje radona 2 mSv
- Unos ostalih radionuklida u telo 0,39 mSv
- Zemljino zračenje 0,28 mSv
- Kosmičko zračenje 0,28 mSv
- Veštački izvori 0,5 mSv [a]
| Izvor | Doza/μSv | Procenat |
|---|---|---|
| Radon | ||
| Gama zraci iz zemlje i građevinskog materijala | ||
| Prirodni radionuklidi u hrani | ||
| Kosmičko zračenje | ||
| Primena u medicini | ||
| Profesionalno izlaganje | ||
| Radioaktivne padavine | ||
| Ispuštanje radionuklida | ||
| Uređaji široke potrošnje | ||
Prosečna osoba, npr u SAD, dobija efektivnu dozu zračenja od oko 3 mSv godišnje koja potiče od prirodnih radioaktivnih materijala i kosmičkog zračenja iz svemira. Prirodne doze zračenja se razlikuju širom zemljine kugle. Istovremeno prosečna osoba godišnje primi ukupnu dozu od veštačkih izvora od oko 0,5 mSv.
Ljudi koji žive na visoravni Kolorada ili u Novom Meksiku dobijaju oko 1.5 mSv godišnje više od onih koji žive u blizini nivoa mora. Putovanje komercijalnim avionima praćeno je dozom od oko 0.03 mSv. Nadmorska visina igra veliku ulogu, ali najveći izvor prirodnog zračenja potiče od radona gasa koji postoji u našim domovima (oko 2 mSv/godišnje). Kao i kod drugih izvora prirodnog zračenja, i izlaganje radonu varira od jednog do drugog dela zemlje.
Jednostavnim upoređenjem nivoa zračenja iz prirode, sa nivoom radijaciji iz jednog izlaganja rendgen zračenju (koje u toku dijagnostičkog pregleda u medicini iznosi oko 0,1 mSv), dobijamo vrednost koja je ekvivalentna primljenoj dozi tokom izlaganja zračenju prirodnog okruženja u toku 10 dana. Očekivano smanjenje dužine života (prema podacima iz SAD) zbog obavljanja poslova na kojima je lice izloženo zračenju u dozi od 3 mSv godišnje je 15 dana, a kod doze od 10 mSv godišnje 51 dan, dok pušenje kutije cigareta dnevno skraćuje život za 6 godina[7].
Vidi još[uredi | uredi izvor]
Izvori[uredi | uredi izvor]
- ^ a b v (jezik: hrvatski) Izloženost prirodnom zračenju Zemlje, Sveska 41/IV, Zagreb 1996, ISSN 1330.5743
- ^ (jezik: srpski)(Ne) postoji zaštita od zračenja, Stručni tekstovi iz oblasti farmacije i medicine na:farmaceuti.com, Pristupljeno 24. 4. 2013.
- ^ (jezik: engleski) Exposures from natural radiation sources UNSCEAR 1993 Report [U3].
- ^ Davor Eterović: Fizikalne osnove i klinički aspekti medicinske dijagnostike, Medicinska naklada, Zagreb, 2002. [1] Arhivirano na sajtu Wayback Machine (6. januar 2012), Pristupljeno 24. 4. 2013.
- ^ Prirodno zračenje, u tekstu Rizici pojave karcinoma usled izloženosti jonizujućem zračenju [2] Arhivirano na sajtu Wayback Machine (3. mart 2010), Pristupljeno 24. 4. 2013.
- ^ (jezik: hrvatski) RADIOAKTIVNOST Praktikum radioaktivnost Arhivirano na sajtu Wayback Machine (27. jun 2011), Pristupljeno 24. 4. 2013.
- ^ B.L. Cohen, I.S. Lee:"Catalogue of Risks Extended and Updates",Health Physics, Vol.61, September 1991.
Napomene[uredi | uredi izvor]
- ^ Ukupna doza od veštačkih izvora proračunata je prema prosečnoj izloženosti medicinskom zračenju, korišćenju raznih aparata sa izvorima zračenja, doprinosu od testiranja nuklearnog oružja i rada nuklearnih elektrana. Najveći doprinos u ovoj stavci daje medicinsko zračenje koje čini preko 95% od ukupne količine apsorbovanog zračenja
Spoljašnje veze[uredi | uredi izvor]
- (jezik: engleski) Report of the United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation to the General Assembly
- (jezik: engleski) Background radiation description na Radiation Effects Research Foundation
- (jezik: engleski) Environmental and Background Radiation FAQ na Health Physics Society
- (jezik: engleski) Radiation Dose Chart Arhivirano na sajtu Wayback Machine (15. jul 2018) na American Nuclear Society
- (jezik: engleski) Radiation Dose Calculator na US Environmental Protection Agency
| Normativna kontrola: Državne |
|---|
