Efectele radiațiilor asupra oamenilor

Efectele asupra sãnãtãții

În general, radiația ionizantă este dăunătoare și potențial letală pentru ființele vii, dar poate avea beneficii de sănătate în radioterapia pentru tratamentul cancerului și tirotoxicozei.

Cele mai multe efecte negative asupra sănătății ale expunerii la radiații pot fi grupate în două categorii generale:

• efecte deterministe (reacții de dăunătoare asupra țesuturilor) datorate, în mare parte, uciderii/disfuncției celulelor după doze mari; și
• efectele stocastice, și anume, cancerul și efectele ereditare care implică fie dezvoltarea cancerului la persoanele expuse datorită mutației celulelor somatice fie bolii ereditare la descendenții lor datorită mutației celulelor de reproducere (germeni).

Impactul său cel mai comun este inducerea stocastică a cancerului cu o perioadă latentă de ani sau decenii după expunere. Mecanismul prin care acest lucru are loc este bine cunoscut, dar modelele cantitative care prevăd nivelul de risc rămân controversate. Cel mai larg acceptat model consideră că incidența cancerului datoritã radiației ionizante crește liniar cu o doză efectivă de radiație cu o rată de 5,5% per sievert. Dacă acest model liniar este corect, radiația naturală de fond este cea mai periculoasă sursă de radiații pentru sănătatea publică generală, urmată de imagistica medicală ca sursã secundă apropiată. Alte efecte stocastice ale radiațiilor ionizante sunt teratogeneza, declinul cognitiv și bolile cardiace.

Expunerea la radiații

(Radiația alfa (α) constă dintr-un nucleu de heliu-4 (4He) cu mișcare rapidă și este oprită de o foaie de hârtie. Radiația beta (β), constând din electroni, este oprită de o placă de aluminiu. Radiația gama (γ), formată din fotonii energetici, este absorbită în cele din urmă deoarece pătrunde într-un material dens. Radiația neutronică (n) constă din neutroni liberi care sunt blocați de elemente ușoare, cum ar fi hidrogenul, care le încetinesc și/sau le captează. Nu este arătat: raze cosmice galactice care constau din nuclee încărcate energetic, cum ar fi protoni, nuclei de heliu și nuclei încărcate cu mare intensitate numite ioni HZE.)

Existã trei modalitãți standard de a limita expunerea:

• Timp: Pentru persoanele expuse la radiații în plus fațã de radiațiile de fond naturale, limitarea sau minimizarea timpului de expunere va reduce doza de la sursa de radiații.
• Distanța: Intensitatea radiatiilor scade brusc cu distanța, conform unei legi invers-pãtrate (în vid absolut).
• Ecranare: Aerul sau pielea pot fi suficiente pentru a atenua substanțial radiațiile alfa și beta. Barierele de plumb, beton sau apã sunt adesea folosite pentru a oferi o protecție eficientã împotriva particulelor mai penetrante, cum ar fi razele gama și neutronii. Unele materiale radioactive sunt stocate sau manipulate sub apã sau cu comandã la distanțã în încãperi construite din beton gros sau cãptușite cu plumb. Existã scuturi speciale de plastic care opresc particule beta, iar aerul va opri cele mai multe particule alfa. Eficacitatea unui material în ecranarea radiațiilor este determinatã de grosimea pentru înjumãtãțirea valorii, grosimea materialului care reduce radiația la jumãtate. Aceastã valoare este o funcție a materialului însuși și a tipului și a energiei radiației ionizante. Unele grosimi de material atenuant general acceptate sunt 5 mm de aluminiu pentru majoritatea particulelor beta și 3 cm de plumb pentru radiația gama.

Acestea pot fi aplicate tuturor surselor naturale și artificiale. Pentru sursele fabricate de om, utilizarea containerelor de izolare este un instrument major în reducerea absorbției dozei și este în mod eficient o combinație de ecranare și izolare de mediul deschis. Materialele radioactive se limiteazã la cel mai mic spațiu posibil și se izoleazã de mediul înconjurãtor, cum ar fi într-o ”celulã caldã” (pentru radiații) sau în ”container cu mãnuși” (pentru contaminare). Izotopii radioactivi de uz medical, de exemplu, se distribuie în instalații cu manipulare închisã, de obicei ”cutii cu mãnuși”, în timp ce reactoarele nucleare funcționeazã în sisteme închise cu bariere multiple care mențin materialele radioactive conținute. Camerele de lucru, celulele calde și cutiile cu mãnuși au presiuni de aer ușor reduse pentru a preveni evadarea materialului din aer spre mediul deschis.

În conflictele nucleare sau emisiile nucleare civile mãsurile de apãrare civilã pot contribui la reducerea expunerii populațiilor prin reducerea ingerãrii izotopilor și a expunerii ocupaționale. Una este problema comprimatelor de iodurã de potasiu (KI), care blocheazã absorbția iodului radioactiv (unul dintre principalele produse radioizotopice de fisiune nuclearã) în glanda tiroidã umanã.

Expunerea profesionalã

Persoanele expuse profesional sunt controlate în cadrul de reglementare al țãrii în care lucreazã și în conformitate cu orice constrângeri locale de licențã nuclearã. Acestea se bazeazã, de obicei, pe recomandãrile ICRP. Comisia Internaționalã pentru Protecția Radiologicã recomandã limitarea iradierii artificiale. Pentru expunerea profesionalã, limita este de 50 mSv într-un singur an, cu un maxim de 100 mSv într-o perioadã consecutivã de cinci ani .

Expunerea la radiații a acestor indivizi este monitorizatã cu atenție cu ajutorul dozimetrelor și a altor instrumente de protecție radiologicã, care vor mãsura concentrațiile de particule radioactive, valorile dozelor gama și contaminarea radioactivã. Se pãstreazã o înregistrare legalã a dozei.

Exemple de activitãți în care expunerea profesionalã reprezintã o preocupare includ:

• Companii aeriene (populația cea mai expusã)
• Radiografia industrialã
• Radiologie medicalã și medicinã nuclearã
• Exploatarea uraniului
• Centrale nucleare și fabrici de reprocesare a combustibilului nuclear
• Laboratoare de cercetare (guvernamentale, universitare și private)

Unele surse de radiații omenești afecteazã organismul prin radiații directe, cunoscute ca doze eficiente (radiații), în timp ce altele iau forma de contaminare radioactivã și iradiazã corpul din interior. Acesta din urmã este cunoscut ca dozã angajatã.

Expunerea publica

Procedurile medicale, cum ar fi raze X de diagnostic, medicina nuclearã și radioterapia sunt de departe cele mai semnificative sursã de expunere la radiații umane de cãtre publicul larg. Unii dintre radionuclizii majori utilizați sunt I-131, Tc-99m, Co-60, Ir-192 și Cs-137. De asemenea, publicul este expus la radiații produse de consum, cum ar fi tutunul (poloniu-210), combustibilii (gaz, cãrbune etc.), televizoare, ceasuri și cadrane luminoase (tritiu), sisteme de raze X, detectoare de fum (americiu), tuburi electronice și mantale de gazon cu lanternã (toriu).

De importanțã mai micã, oamenii sunt expuși la radiații din ciclul combustibilului nuclear, care include întreaga secvențã de la procesarea uraniului pânã la eliminarea combustibilului uzat. Efectele unei astfel de expuneri nu au fost mãsurate în mod fiabil datoritã dozelor extrem de mici implicate. Oponenții folosesc un cancer per model de pe dozã pentru a afirma cã astfel de activitãți provoacã câteva sute de cazuri de cancer pe an, o aplicație a modelului linear fãrã prag acceptat pe scarã largã.

Comisia Internaționalã pentru Protecția Radiologicã recomandã limitarea iradierii artificiale de public la o medie de 1 mSv (0,001 Sv) de dozã efectivã pe an, fãrã a include expunerile medicale și ocupaționale.

Într-un rãzboi nuclear, razele gama provenite atât din explozia inițialã a armei, cât și din urma arderii ar fi sursele de expunere la radiații.

Zborul în spațiu

Particulele masive reprezintã o preocupare pentru astronauții din afara câmpului magnetic al pãmântului care ar primi particule solare din evenimentele protonice solare și razele cosmice galactice din surse cosmice. Aceste nuclee încãrcate cu energie înaltã sunt blocate de câmpul magnetic al Pãmântului, dar reprezintã o preocupare majorã pentru sãnãtatea astronauților care cãlãtoresc pe Lunã și în orice loc îndepãrtat dincolo de orbita pãmântului.

Transportul aerian

Cãlãtoriile cu avionul expun persoanele din aeronave la radiații crescute din spațiu în comparație cu nivelul mãrii, inclusiv razele cosmice și de la evenimentele de explozii solare. Programele software precum Epcard, CARI, SIEVERT, PCAIRE sunt încercãri de simulare a expunerii de cãtre avioane și pasageri. Un exemplu de dozã mãsuratã (doza nesimulatã) este de 6 μSv pe orã de la Londra la Tokyo pe o rutã polarã de latitudine mare. Cu toate acestea, dozele pot varia, cum ar fi în perioadele cu activitate solarã mare. FAA din Statele Unite solicitã companiilor aeriene sã furnizeze echipajului de zbor informații cu privire la radiațiile cosmice, iar o recomandare a Comisiei internaționale privind protecția radiologicã pentru publicul larg este de maximum 1 mSv pe an. În plus, multe companii aeriene nu permit gravide ca membri ai echipajelor de nave, pentru a respecta o directivã europeanã. FAA are o limitã recomandatã de 1 mSv total pentru gravide și nu mai mare de 0,5 mSv pe lunã.

Semne de avertizare privind pericolele de radiație

Nivelurile periculoase ale radiațiilor ionizante sunt semnalate de semnul a trei frunze pe fond galben. Acestea sunt, de obicei, postate la limita unei zone controlate de radiații sau în orice loc unde nivelurile de radiații sunt semnificativ mai mari decât fundalul datoritã intervenției umane.

Simbolul roșu de avertizare privind radiațiile ionizante (ISO 21482) a fost lansat în 2007 și este destinat surselor IAEA din categoriile 1, 2 și 3 definite ca surse periculoase capabile de deces sau vãtãmãri grave, inclusiv surse de iradiere alimentarã, aparate de teleterapie pentru tratamentul cancerului și unitãți de radiografie industrialã. Simbolul trebuie plasat pe dispozitivul care gãzduiește sursa, ca avertisment sã nu se demonteze dispozitivul sau sã nu se apropie de el. Nu va fi vizibilã în condiții normale de utilizare, decât dacã cineva încearcã sã dezasambleze dispozitivul. Simbolul nu va fi localizat pe uși de acces pentru clãdiri, pe ambalaje de transport sau pe containere.

 (Simbol de pericol de radiații ionizante)

 (Simbolul pentru pericolul de radioactivitate ISO din 2007, destinat surselor IAEA din categoriile 1, 2 și 3 definite ca surse periculoase capabile de deces sau vãtãmãri grave.

Dozarea radiațiilor

Tabelul de mai jos prezintă cantități de radiații și doze în unități SI și non-SI. Relațiile dintre cantitățile de doză ICRP sunt prezentate în diagrama însoțitoare.

(Grafic care arată relațiile dintre radioactivitate și radiațiile ionizante detectate. )

Fizica fenomenologică – Compendiu – Volumul 2

Un compendiu care se dorește a fi exhaustiv pentru domeniul fizicii, cu accent pe explicarea fenomenelor și aplicațiilor practice. O carte pentru studiul personal, concisă și ușor de citit, care clarifică aceste teorii ale fizicii, cel mai important domeniu al … Citeşte mai mult

Nu a fost votat $9.99 – $34.55 Selectează opțiunile

Fizica fenomenologică – Compendiu – Volumul 1

Un compendiu care se dorește a fi exhaustiv pentru domeniul fizicii, cu accent pe explicarea fenomenelor și aplicațiilor practice. O carte pentru studiul personal, concisă și ușor de citit, care clarifică aceste teorii ale fizicii, cel mai important domeniu al … Citeşte mai mult

Nu a fost votat $9.99 – $34.55 Selectează opțiunile

Fizica atomică și nucleară fenomenologică

Cartea abordează bazele fenomenlogice din fizica atomică, fizica nucleară, radioactivitatea, fizica particulelor, fisiunea, fuziunea și energia nucleară. Conținutul oferă o perspectivă modernă a domeniului, simultan cu o retrospectivă istorică a dezvoltării sale. Fiecare capitol pune accent pe explicațiile fizice ale … Citeşte mai mult

Nu a fost votat $3.99 Selectează opțiunile