Παρασκευή, 17 Ιουλίου 2015

Το ραδιενεργό μας περιβάλλον

ραδιενεργό περιβάλλον

Τι είναι η ραδιενέργεια; Η Φύση αρέσκεται στην ηρεμία και μάλιστα στο “κατώτερο δυνατό ενεργειακό επίπεδο”. Η ραδιενέργεια εκφράζει απλά την “ανάγκη” ενός ατόμου με πυρήνα σε διέγερση, γεμάτο δηλαδή περίσσεια ενέργεια και κατά συνέπεια ασταθή, να απαλλαγεί από αυτήν και να “ηρεμήσει”. Όπως ακριβώς τα πλοία πετούν “έρμα” στην τρικυμία για να μην βουλιάξουν. Οι ραδιενεργοί πυρήνες λοιπόν, διώχνουν συνεχώς ενέργεια, εκπέμποντας ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (φωτόνια) ή σωματίδια για να σταθεροποιηθούν.

Η ραδιενέργεια αλλάζει την φύση του στοιχείου; Όσο διαρκεί αυτή η αναταραχή στον πυρήνα αλλά ο αριθμός των πρωτονίων του δεν αλλάζει, τότε το στοιχείο εσαεί αποφορτίζεται ενεργειακά (γίνεται όλο και λιγότερο ραδιενεργό) αλλά παραμένει ταυτόχρονα το ίδιο: π.χ. ήταν ραδιενεργό ιώδιο, παραμένει ιώδιο. Εάν όμως, οι πυρήνες ενός ραδιενεργού στοιχείου, εκπέμπουν και πρωτόνια, τότε αλλάζει η φύση του, καθώς ο αριθμός πρωτονίων στον πυρήνα είναι αυτός που καθορίζει την φύση ενός στοιχείου: π.χ. εάν ο ραδιενεργός μόλυβδος αυθόρμητα “διώξει” δύο πρωτόνια, μετατρέπεται σε … υδράργυρο, σε άλλο δηλαδή χημικό στοιχείο.

Με τι ρυθμό “σβήνει” ένα ραδιενεργό υλικό; Ο χρόνος που απαιτείται για να “αποφορτιστεί” ενεργειακά ένα ραδιενεργό στοιχείο κατά 50% λέγεται μέσος “χρόνος ημιζωής” και κάθε τέτοιο στοιχείο έχει τον δικό του χρόνο ημιζωής. Για παράδειγμα, το (ραδιενεργό) Τεχνήτιο (το τόσο χρήσιμο στα σπινθηρογραφήματα) έχει χρόνο ημιζωής 6 ώρες μόνο, ενώ το (ραδιενεργό) Ράδιο έχει χρόνο ημιζωής 1600 χρόνια! Τονίζεται ότι η ραδιενέργεια είναι ιδιότητα ενός χημικού στοιχείου και δεν εκπέμπεται! Ενέργεια εκπέμπεται λόγω ραδιενέργειας! Εάν π.χ. σε ένα γραμμάριο ενός στοιχείου ανιχνεύεται μία ραδιενεργός διάσπαση ανά δευτερόλεπτο, λέμε ότι “η ραδιενέργεια ή η ΕΝΕΡΓΟΤΗΤΑ του γραμμαρίου αυτού είναι 1 Becquerel ή σε σύντμηση, 1 Bq”. Σήμερα, στην καθημερινή μας ζωή, σε κάθε φυσικό στοιχείο (χρώμιο, αλουμίνιο, μόλυβδο, κάλιο, νάτριο, κ.α.) υπάρχει ένα πολύ μικρό ποσοστό το οποίο είναι ραδιενεργό (π.χ. σε κάθε 1000 κιλά ορυκτού ουρανίου, τα 7 κιλά από αυτά είναι ραδιενεργά).

Αντίθετα με τις στερεότυπες φράσεις οι οποίες ακούγονται συχνά ότι “όλες οι ακτινοβολίες είναι επιβλαβείς για την υγεία” και ότι “δεν υπάρχει ασφαλές όριο για την ακτινοβολία”, ο Άνθρωπος και γενικά όλα τα έμβια όντα, επιβιώνουν και αναπτύσσονται φυσιολογικά σε έναν περιβάλλον ραδιενεργό από καταβολής κόσμου. Τα ραδιενεργά στοιχεία ευρίσκονται στον αέρα, στο νερό, στο υπέδαφος, στο έδαφος και στα προϊόντα τους, ζώα και φυτά και συνεισφέρουν στην λεγόμενη “Ακτινοβολία Φυσικού Υποστρώματος - Natural Background Radiation”.

Οι πηγές από τις οποίες προέρχεται η ακτινοβολία φυσικού υποστρώματος είναι οι εξής (σε παρένθεση η σχετική συνεισφορά των διαφόρων πηγών στην δόση ακτινοβολίας με την οποία επιβαρύνεται ο μέσος ευρωπαίος):

Κοσμική Ακτινοβολία (11%). Προέρχεται από το μακρινό και κοντινό διάστημα, τους γειτονικούς πλανήτες και τον Ήλιο. Η ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης αντιδρά με την κοσμική ακτινοβολία και παράγει νέα ραδιενεργά στοιχεία, όπως Άνθρακα-14, Τρίτιο-3, Βηρύλλιο-7, Χλώριο-36, Κρυπτόν-80, κ.α. Χαρακτηριστικά, ο ραδιενεργός Άνθρακας-14, αναμιγνύεται με τον φυσικό, μη-ραδιενεργό άνθρακα και εισέρχεται στον κύκλο της ζωής (χλωρίδα και πανίδα) και τελικά στο …στομάχι μας.

Έδαφος (14%). Ραδιενεργά Υλικά (κυρίως Ουράνιο και Θόριο) ευρίσκονται στο Έδαφος, Υπέδαφος και Θάλασσες. Η ραδιενέργεια είναι φυσικό συστατικό των πετρωμάτων, του εδάφους, των ωκεανών, των υλικών από τα οποία κατασκευάζονται οι κατοικίες (τούβλα, ξύλο, τσιμέντο). Δεν υπάρχει τοποθεσία στην Γη όπου να μην υπάρχει φυσική ραδιενέργεια. Χαρακτηριστικά, ο κοινός γρανίτης περιέχει Ουράνιο, Θόριο, Ράδιο και άλλα ραδιενεργά υλικά και σε ένα κιλό γρανίτη πραγματοποιούνται 1200 ραδιενεργές διασπάσεις το δευτερόλεπτο. Ένα κιλό φωσφορούχο λίπασμα έχει ενεργότητα 5000 Bq!

Ατμόσφαιρα (37%). Ραδιενεργά αέρια εκλύονται συνεχώς από την γη (κυρίως το Ραδόνιο ως παράγωγο του Ουρανίου). Το ραδόνιο αποτελεί σοβαρή απειλή για την υγεία διότι έχει την τάση να συγκεντρώνεται στο εσωτερικό των κατοικιών και συχνά σε πολύ μεγάλες ποσότητες. Από μετρήσεις, ο αέρας σε πολλές ευρωπαϊκές κατοικίες έχει ενεργότητα άνω των 200 Bq ανά κυβικό μέτρο (στην χώρα μας αφορά στο 2% των κατοικιών)!

Σύμφωνα με δημοσιευμένες μελέτες σε έγκυρα επιστημονικά περιοδικά, ο κίνδυνος ανάπτυξης καρκίνου του πνεύμονος από την εισπνοή ραδονίου είναι υψηλός. Ως αποτέλεσμα, το ραδόνιο είναι η μεγαλύτερη πηγή έκθεσης σε φυσικές πηγές ακτινοβολίας του πληθυσμού.

Ανθρώπινο Σώμα (7%). Κάθε ημέρα εισάγουμε ραδιενεργά στοιχεία μέσω του νερού και της τροφής και τα εισπνέουμε μέσω του αέρα. Τέτοια είναι το Τρίτιο-3,ο Άνθρακας-14 και το Κάλιο-40. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι ο καφές. Σε ένα κιλό καφέ πραγματοποιούνται 1000 ραδιενεργές διασπάσεις το δευτερόλεπτο (ραδιενέργεια 1000 Bq). Επίσης ένα κιλό μαγειρεμένες φακές έχει ενεργότητα 100 Bq. Από όλες τις τροφές που καταναλώνουμε, καταμετρώνται στο στομάχι μας και γενικά στο σώμα μας, περίπου μισό εκατομμύριο (500.000) ραδιενεργές διασπάσεις κάθε 60 δευτερόλεπτα.

Τεχνητές Πηγές (31%). Παράγονται από τον Άνθρωπο και μεγάλο τμήμα τους είναι ραδιενεργό. Έχουν ευρεία χρήση στην Ιατρική, την Επιστημονική Έρευνα, την Βιομηχανία και την Παραγωγή Ενέργειας. Χαρακτηριστικά, τα ραδιενεργά στοιχεία τα οποία χρησιμοποιούνται για ιατρική διάγνωση έχουν ενεργότητα της τάξης των 50 – 100 εκατομμυρίων Bq, ενώ της θεραπείας, της τάξης των δισεκατομμυρίων Bq.

Όλες οι παραπάνω πηγές συνεισφέρουν κατά ένα ποσοστό η κάθε μία στην συνολική ετήσια επιβάρυνση του πληθυσμού της γης όπου και αν κατοικεί. Αυτό εξαρτάται από το υψόμετρο στο οποίο ζει η άνθρωπος (όσο μεγαλύτερο το υψόμετρο τόσο μικρότερο το πάχος της ατμόσφαιρας το οποίο προστατεύει γιατί απορροφά την κοσμική ακτινοβολία), το είδος του υπεδάφους (ύπαρξη πετρωμάτων με προσμίξεις ραδιενεργών ορυκτών καθώς και ραδονίου), την γειτνίαση με πυρηνική βιομηχανία, κ.λ.π.

Υπενθυμίζεται ότι τα Becquerels (Bq) μετρούν τις ραδιενεργές διασπάσεις ανά δευτερόλεπτο ή το πόσο “επιθετικό” είναι ένα ραδιενεργό υλικό και κατά συνέπεια, πόση ακτινοβολία (ενέργεια) εκπέμπει. Το πόση δόση ακτινοβολίας όμως θα απορροφήσει ο άνθρωπος από αυτές τις ραδιενεργές διασπάσεις είναι διαφορετικό θέμα (εξαρτάται από το είδος του ραδιενεργού υλικού και τον χρόνο ημιζωής του, το πόσο κοντά του ευρίσκεται το άτομο, κ.α.) και αποτιμάται σε milliSieverts (ή mSv). Μεγάλη έκθεση σε πολλά Bq σημαίνει υψηλή απορρόφηση mSv από το σώμα μας.

Στην Ευρώπη, η μέση ετήσια απορρόφηση ακτινοβολίας από όλες τις φυσικές και τεχνητές πηγές του περιβάλλοντος ποικίλει από 1,8 mSv/έτος (Μεγάλη Βρετανία) έως και 7,5 mSv/έτος (Φινλανδία). Η μέση τιμή δόσης παγκοσμίως, είναι περίπου 3,5 mSv/έτος. Η Ελλάδα παρουσιάζει μέση τιμή δόσης 4,4 mSv/έτος, ελαφρά υψηλότερη από τον παγκόσμιο μέσον όρο.


Παρατηρήσεις και Συμπεράσματα

Σύμφωνα με τις έγκυρες και δημοσιευμένες μετρήσεις του καθηγητού του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης κ. Κ. Παπαστεφάνου, ο πληθυσμός στην χώρα μας, κατά την διάρκεια των πρώτων 12 μηνών μετά το ατύχημα του Chernobyl (26 Απριλίου 1986) απορρόφησε κατά μέσον όρο 2,2 mSv/άτομο. Με άλλα λόγια, λόγω της ακτινοβολίας περιβάλλοντος (4,4 mSv/έτος), ο καθένας από εμάς απορροφά δυο “Chernobyl” ετησίως (2 x 2,2 = 4,4 mSv), απλά επειδή υπάρχει…. Εκείνη την χρονιά πήραμε 3 “Chernobyl” (δύο έτσι κι’αλλοιώς και ένα επιπλέον λόγω του ατυχήματος).

Ο κάτοικος του Mexico City, κυρίως λόγω υψομέτρου (η πρωτεύουσα του Μεξικού ευρίσκεται σε μέσο ύψος 2250 m, με μέγιστο τα 3000 m), λαμβάνει 8 φορές και ο κάτοικος της Ρώμης 2 φορές μεγαλύτερη δόση (λόγω της ύπαρξης πετρωμάτων με ραδιενεργά στοιχεία στους λόφους της πόλης) από την ακτινοβολία φυσικού υποστρώματος την οποία λαμβάνει ο κάτοικος της Αθήνας. Παρ’όλα αυτά, η συχνότητα εμφάνισης καρκίνου στους κατοίκους του Mexico City και στους κατοίκους της Ρώμης δεν είναι 8 και 2 φορές υψηλότερη αντίστοιχα, από ότι στον πληθυσμό της Αθήνας. Ο λόγος είναι πολύ απλός: οι απόλυτες τιμές απορρόφησης δόσης από τους κατοίκους των τριών αυτών πόλεων είναι αντικειμενικά εξαιρετικά χαμηλές ώστε να θεωρούνται υπαίτιες για αύξηση των κρουσμάτων νεοπλασιών. Είναι σαν έχετε 3 ευρώ στην τσέπη σας και ο συνομιλητής σας 12. Δεν είναι τετραπλάσια πλουσιότερος από εσάς! Και οι δύο έχετε ελάχιστα χρήματα επάνω σας!

Σημειώνεται ότι για κάθε διαγνωστική ακτινογραφία θώρακος, ο οργανισμός μας απορροφά δόση ακτινοβολίας ίση με 0,02 mSv. Κάνοντας την απλή διαίρεση, αντιλαμβανόμαστε ότι ο μέσος άνθρωπος, κάθε 2 περίπου ημέρες, απορροφά δόση ακτινοβολίας από το περιβάλλον, ίση με αυτήν την οποία θα ελάμβανε (σε όρους μεγέθους κινδύνου) εάν πραγματοποιούσε μία ακτινογραφία θώρακα.

Ζούμε και επιζούμε από πάντοτε, μέσα σε ένα ραδιενεργό περιβάλλον. Θραύεται καθημερινά το DNA μεγάλου αριθμού κυττάρων μας, χωρίς αυτό να μας προκαλεί σοβαρά προβλήματα, καθώς ο οργανισμός συνεχώς επιδιορθώνει επιτυχώς, στην συντριπτική πλειοψηφία των περιπτώσεων, τις βιολογικές βλάβες. Σεβόμαστε την ακτινοβολία αλλά δεν την φοβόμαστε. Αποδεχόμαστε την ύπαρξή της, αλλά αποφεύγουμε να την αυξήσουμε αναίτια γιατί τότε αυξάνουμε τον κίνδυνο. Επιπλέον, σύμφωνα με τον Διεθνή Οργανισμό Υγείας, στοχεύουμε σοβαρά και μεθοδικά στην μείωση του αερίου ραδονίου στο περιβάλλον μας.

Σε επόμενα σημειώματα, θα αναλυθούν κάθε μία από τις φυσικές πηγές ακτινοβολίας και οι ιδιαίτερες επιπτώσεις της στον άνθρωπο.

δημοσιεύτηκε αρχικά στο artinews.gr

About the Author

Κώστας Κάππας

Author

Ο Κώστας Κάππας είναι καθηγητής Ιατρικής Φυσικής - Ακτινοφυσικής του Πανεπιστημιακού Νοσοκομείου Λάρισας και του Ιατρικού Τμήματος Πανεπιστημίου Θεσσαλίας

 
Φυσική Επιστήμη - Physics Mag © 2015 - Designed by Templateism.com
Επικοινωνία: info@physicsmag.com