Ionizujúce žiarenie

Čas čítania 4 zápisnice

Aktualizované - marec 4, 2025

Ionizujúce žiarenie je pre človeka nepostrehnuteľné, je bez zápachu, chuti a neviditeľné. Vzniká pri rozpade atómov rádioaktívnych látok, ktoré sa vyskytujú všade v prírode.

Jednotky

Tento atómový rozpad sa však dá merať. Antoine Henri Becquerel prijaté v roku 1903 spolu s Marie a Pierre CurieNobelova cena za objav rádioaktivity. Po tom, čo sa rýchlosť rozpadu, t. j. počet rozpadnutých atómov za sekundu, pôvodne vyjadrovala v curie (Ci), sa od roku 1998 používa jednotka bequerel (Bq).

Podľa švédskeho lekára a fyzika Rolf SievertV roku 1979, 13 rokov po jeho smrti, bola jednotka sievert (Sv) definovaná ako medzinárodná jednotka pre ekvivalentnú dávku. Opisuje expozíciu (dávku) biologického organizmu v jouloch na kilogram vynásobenú Váhový faktor žiarenia.

Rozlišuje sa medzi ekvivalenciou (H), efektívnou (D_eff) a orgánovej dávky (H_T).

Účinná dávka zohľadňuje rôznu citlivosť orgánov. Limitná hodnota pre osoby, ktoré nie sú profesionálne vystavené žiareniu⁽¹⁾ je 1 mSv/a pre osoby vystavené žiareniu pri práci⁽²⁾ pri 20 mSv/a.
Orgánová dávka opisuje dávku absorbovanú príslušným orgánom, v Nemecku napr. očná šošovka 15 mSv/a⁽¹⁾alebo 20 mSv/a⁽²⁾, končatiny 50 mSv/a⁽¹⁾alebo 500 mSv/a⁽²⁾ lt. StrlSchV §71.

Typy lúčov

V závislosti od typu meraného žiarenia sú k dispozícii rôzne meracie metódy a zariadenia.

Geigerov počítač, pomenovaný podľa Johannes Wilhelm Geigeralebo Geiger-Müllerova počítacia trubica, doplnená menom jeho doktoranda Walther Müllerznámy od roku 1929, sa používa na meranie rádioaktívneho rozpadu žiarenia alfa, beta a gama. Sekvencia poskytuje aj informácie o zvyšujúcej sa prenikavej schopnosti žiarenia.

Alfa žiarenie (α) sa nachádza v ťažkých jadrách, ako je napríklad urán-238.

Beta žiarenie (β) vzniká pri premene atómového jadra na jadro iného prvku. Rozlišuje sa tu medzi β⁺prvok s ďalšou najnižšou hodnotou a β^–prvok s ďalším najvyšším atómovým číslom. Oba sú ionizujúcim žiarením.

Gama žiarenie (γ) je elektromagnetické žiarenie s vlnovou dĺžkou iba 0,005 nm (čo zodpovedá 59 958 491,6 THz(!)) a vzniká po rozpade α alebo β z energie uvoľnenej pri tomto procese, známom aj ako prechod γ. Nejde o rozpad, pretože počet neutrónov a protónov obsiahnutých v jadre zostáva nezmenený. Pri prechode telom (človekom, zvieraťom, ovocím atď.) elektróny uvoľnené pri tomto procese a výsledné röntgenové žiarenie okrem iného rozbíjajú chemické väzby a spôsobujú poškodenie buniek a DNA.
Stránka Váhový faktor žiarenia je 1 a slúži ako referenčná hodnota pre iné druhy žiarenia, pokiaľ ide o ich škodlivosť pre organizmus.

Radón (Rn) je rádioaktívny prvok, vzácny plyn, ktorý sa prirodzene vyskytuje všade na svete ako najstabilnejší izotop ²²²Rn s polčasom rozpadu 3,8 dňa, ktorý vzniká pri rozpade uránu a rádia. Produkt rozpadu polónia (Po), ktorý vyžaruje častice α a má polčas rozpadu 138 dní, je hlavnou príčinou zdravotného rizika, najmä izoptop ²¹⁰Po ²¹²Po, ²¹⁴Po, ²¹⁶Po, ²¹⁸Po. Biologický polčas v tele je 50 dní.
Žiarenie α je zvonku málo škodlivé, pretože sa absorbuje už v najvrchnejšej vrstve kože. Keďže je však radón rozpustný v pitnej vode, ide o vnútorné ožiarenie, ktoré má priamy vplyv na bunky a môže sa ukladať v orgánoch.
Váhový faktor žiarenia je 20, a teda predstavuje dvadsaťnásobne vyššiu škodlivosť ako vystavenie žiareniu γ za rovnakú časovú jednotku.

Radón - ako liek

Po tom, čo bol radón vyššie opísaný ako zdraviu škodlivý, je tu opačný aspekt jeho použitia ako liečiva.

Mnohé kúpele na celom svete ponúkajú radónovú liečbu založenú na vdychovaní vzduchu s obsahom radónu a pití vody s obsahom radónu. Prevažne s reumatické ochorenia dlhodobé zlepšenie príznakov, ale aj v prípade Zápal horných a dolných dýchacích ciestako je uvedené v prepojenej štúdii.

Odporúčame tiež knihu RADIZ Radónové dokumentačné a informačné centrum Schlema e. V. (Ed.)ktorú uverejnil Dr. Kovač a ktorá opisuje aj medicínske pozadie účinkov radónu na ľudský organizmus.

Meracie zariadenia

Vyššie uvedené Geiger-Müllerove merače vo všeobecnosti detekujú β- a γ-žiarenie v nižšom cenovom segmente. Ceny meračov, ktoré zisťujú α-žiarenie, sa pohybujú nad približne 600 EUR.

Zariadenia na meranie radónu vrátane kalibrácie sa dajú kúpiť za menej ako 200 eur.

Dostatočnými zariadeniami pre domáceho používateľa sú napríklad β- / γ-metre GMC500+ od spoločnosti GQ, ako aj detektor radónu RadonEye s pripojením Bluetooth od juhokórejského výrobcu FTLab, ktorý je k dispozícii aj vo verzii - bohužiaľ dvakrát drahšej - s pripojením WLAN.

Obe zariadenia majú integrované ukladanie údajov a číselné a grafické zobrazenie série meraní.
Vymeniteľnú LiIon batériu mobilného a stacionárneho Geigerovho počítadla možno nabíjať cez port USB. Detektor radónu vyžaduje jednosmerný prúd 12 V, napr. pripojený k napájacej banke prostredníctvom meniča StepUp DCDC alebo prostredníctvom zásuvného napájacieho zdroja alebo pripojenia vozidla na 12 V.

Definícia limitnej, smernej a referenčnej hodnoty

Význam týchto troch hodnôt sa často zamieňa, preto uvádzame ich správnu definíciu:

• Limitná hodnota - nesmie byť prekročená
• Smerná hodnota - mala by sa dodržiavať, aby sa spoľahlivo vylúčilo prekročenie limitných hodnôt
• Referenčná hodnota - je sotva prijateľná koncentrácia

Interpretácia nameraných hodnôt

Prírodné rádioaktívne žiarenie je v rozmedzí 0,03 ... 0,08 μSv/h. Ročné ožiarenie sa vypočíta ako (0,03 x 24 x 365) / 100 = 0,2628 mS/a ... (0,08 x 24 x 365) / 100 = 0,7008 mS/a.

Limitné hodnoty sa dajú veľmi voľne interpretovať. Ak si spomenieme na niekdajšie limitné hodnoty pre röntgenové žiarenie, dnes platia oveľa nižšie hodnoty, pretože dnes je možné priradiť, ktoré poškodenie je spôsobené ktorou dávkou.

V súčasnosti sa za zdraviu nebezpečné považuje približne 100 mS/a. Jednorazová dávka 1 S má za následok chorobu z ožiarenia alebo 5 S v 50% prípadoch vedie k smrti do jedného mesiaca.

Expozícia radónu sa výrazne líši v závislosti od priepustnosti pôdy a uránových alebo rádiových ložísk, čo vedie k rôznym koncentráciám radónu, ktoré sa odporúčajú ako "limitné hodnoty".
V priemere možno povedať, že 100 Bq/m³ ako limit pre koncentrácie vo vnútorných priestoroch, ale aj 200 Bq/m³ sa v niektorých krajinách stále považujú za prijateľné.

Radón je ľahko rozpustný vo vode, a preto sa môže dostať do organizmu aj s pitnou vodou alebo vdychovaním vodných pár pri varení alebo sprchovaní. Vodárne znižujú koncentráciu radónu pridávaním vody s nižšou koncentráciou z iných zdrojov alebo prevzdušňovaním pomocou kyslíka, ktorý radón z vody čiastočne odstraňuje.