Διδακτικά Βιβλία του Παιδαγωγικού Ινστιτούτου

Αναζήτηση

Βρες
Εμφάνιση

3.5 ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΚΑΙ ΚΙΝΔΥΝΟΙ ΤΗΣ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Α. Βλάβες από ακτινοβολία

Όταν η ύλη απορροφά ακτινοβολία, μπορεί να υποστεί σοβαρές βλάβες. Το είδος και ο βαθμός των ζημιών εξαρτάται από πολλούς παράγοντες, μεταξύ των οποίων είναι το είδος και η ενέργεια της ακτινοβολίας, καθώς και οι ιδιότητες του υλικού που την απορροφά. Για παράδειγμα, μέταλλα που χρησιμοποιούνται στους πυρηνικούς αντιδραστήρες εξασθενούν πολύ με το βομβαρδισμό τους από νετρόνια υψηλής ενέργειας. Η ζημιά εδώ οφείλεται σε μετακινήσεις των ατόμων μέσα στο μέταλλο, οι οποίες έχουν ως συνέπεια την αλλαγή των μηχανικών ιδιοτήτων του μετάλλου. Οι βλάβες από πυρηνικές ακτινοβολίες στους βιολογικούς οργανισμούς οφείλονται κυρίως στον ιονισμό που προκαλούν αυτές οι ακτινοβολίες σε ουσίες που βρίσκονται μέσα στα κύτταρα. Στον όρο "ακτινοβολίες" περιλαμβάνονται: οι ραδιενεργές α, β, γ, τα νετρόνια, καθώς και η υψηλής ενέργειας ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, όπως π.χ. οι ακτίνες Χ. Στο σχηματισμό ιόντων οφείλεται και το όνομά τους ως ιονίζουσες ακτινοβολίες.

3-31 Άτομο που έχει εκτεθεί σε ακτινοβολίες έχει χάσει τα μαλλιά του.

Η λειτουργία των κυττάρων μπορεί να διαταραχθεί σοβαρά, όταν σχηματισθούν μέσα στο κύτταρο δραστικά ιόντα ή ρίζες ως αποτέλεσμα της ακτινοβολίας. Για παράδειγμα, σχηματισμός ιόντων υδροξυλίου και υδρογόνου μπορεί να προκαλέσει χημικές αντιδράσεις διάσπασης δεσμών σε πρωτεΐνες και να επιφέρει αλλαγές στο γενετικό υλικό των κυττάρων (DΝΑ). Μεγάλες ποσότητες ακτινοβολίας καταστρέφουν μεγάλο αριθμό μορίων σε ένα κύτταρο και προκαλούν το θάνατό του. Αν και ο θάνατος ενός κυττάρου δεν αποτελεί συνήθως πρόβλημα, ο θάνατος πολλών κυττάρων μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα μια μη αντιστρεπτή βλάβη του οργανισμού. Είναι πιθανόν επίσης κύτταρα που θα επιζήσουν από την ακτινοβολία να έχουν υποστεί βλάβες και κατά τον πολλαπλασιασμό τους να δημιουργήσουν νέα μεταλλαγμένα κύτταρα που πολύ συχνά οδηγούν στην εμφάνιση καρκίνου. Βλάβες από ακτινοβολία μπορεί να προκληθούν επίσης και στο γενετικό υλικό των γενετικών κυττάρων. Στην περίπτωση αυτή οι αλλαγές των γονιδίων οδηγούν σε μεταβολές διάφορων χαρακτηριστικών των απογόνων του οργανισμού.

Ως απορροφηθείσα δόση ακτινοβολίας ορίζεται η ενέργεια που έχει αποτεθεί στους ιστούς ανά χιλιόγραμμο μάζας. Η πιο συνηθισμένη μονάδα μέτρησής της είναι το 1rad, το οποίο ορίζεται ως η ποσότητα ακτινοβολίας που αποθέτει 0,01J ενέργειας ανά χιλιόγραμμο μάζας του ιστού (1rad = 0,01J/kg). Η απορροφηθείσα δόση δεν αποτελεί μόνη της μέτρο των βιολογικών επιπτώσεων και αυτό διότι τα βιολογικά αποτελέσματα δεν εξαρτώνται μόνο από τη δόση αλλά και από το είδος της ακτινοβολίας. Έτσι, για παράδειγμα, μια δεδομένη δόση ακτινοβολίας α προκαλεί δέκα φορές περισσότερες βιολογικές βλάβες από ίση δόση ακτίνων Χ. Για να είναι οι δόσεις συγκρίσιμες ως προς τα βιολογικά τους αποτελέσματα, χρησιμοποιείται το μέγεθος ισοδύναμη δόση με μονάδα μέτρησης το 1rem και κυρίως το υποπολλαπλάσιό του 1millirem. Παραθέτουμε μερικούς αριθμούς για σύγκριση. Μία ακτινογραφία θώρακα αποθέτει γύρω στα 20-40mrem για κάθε 5kg ιστού. Ισοδύναμη δόση 500rem σε μικρό χρονικό διάστημα σε ολόκληρο το σώμα συνήθως οδηγεί στο θάνατο μέσα σε λίγες ημέρες. Εντοπισμένη δόση 10000rem προκαλεί πλήρη καταστροφή του ιστού. Η κοσμική ακτινοβολία και η φυσική ραδιενέργεια του εδάφους αντιστοιχούν σε ισοδύναμη δόση 0,1rem ανά έτος στην επιφάνεια της θάλασσας. Η τιμή αυτή αυξάνεται με το ύψος.

3-32 Οι τρεις παραπάνω εικόνες δείχνουν τις παραμορφωτικές βλάβες σε απογόνους ατόμων που δέχτηκαν πυρηνικές ακτινοβολίες μετά το πυρηνικό ατύχημα του Τσέρνομπιλ.

3-33 Ακτινοβολία γ χρησιμοποιείται για καταστροφή καρκινικών κυττάρων. Υψηλή δόση εστιάζεται σε μικρή περιοχή με τη βοήθεια σκόπευσης με laser.