Termenul "radiaţie" sună ameninţător în contextul unei discuţii despre sănătatea organismului. Dar radiaţiile sunt peste tot, nu există niciun loc unde să ne ascundem şi să ne protejăm complet. Radiaţia provine şi de la radonul produs de dezintegrarea radioactivă a uraniului din sol, cât şi de la Soare, pentru a nu mai vorbi de nenumăratele dispozitive electronice din jurul nostru care emit radiaţii. În articolul de faţă vom prezenta în detaliu modul în care radiaţiile vă afectează, tipurile de radiaţii şi modul în care acestea sunt ori nu nocive pentru sănătate.



Atunci când radiaţia întâlneşte celule vii, poate produce căldură, poate rupe legăturile chimice ori poate ioniza moleculele. Cele mai serioase daune biologice apar când emisiile radioactive fragmentează ori ionizează moleculele.

De exemplu, particulele alfa şi beta emise din reacţiile de descompunere nucleară au energii mult mai mari decât energiile legăturilor chimice. Atunci când aceste particule lovesc şi penetrează materia, produc ioni şi fragmente moleculare care sunt extrem de reactive. Leziunile produse biomoleculelor pot duce la la disfuncţii grave în procesele normale ale celulelor, afectând mecanismele de reparare ale organismului şi, posibil, provocând îmbolnăvirea sau chiar moartea.

Probabil că o parte din termeni nu sunt familiari. Iată câteva explicaţii:
:: ioni - atom care are au sarcină electrică nenulă. Un atom neutru din punct de vedere electric are un număr de electroni egal cu numărul de protoni din nucleu, și se poate ioniza prin schimbarea acestui echilibru astfel: a) dacă pierde unul sau mai mulți electroni devine un ion pozitiv; b) dacă primește unul sau mai mulți electroni devine un ion negativ.
:: particulele alfa şi beta - citiţi acest articol (care include o animaţie) pentru a înţelege despre ce vorba în detaliu.



Radiaţia poate afecta sistemele biologice prin distrugerea ADN-ului celulelor. Dacă nu are loc o reparare adecvată a ADN-ului, celulele se pot divide necontrolat, ceea ce duce la apariţia cancerului.


Radiaţia ionizantă şi radiaţia neionizantă

Este o mare diferenţă între efectele biologice ale radiaţiei neionizante (de exemplu: lumina vizibilă ori microundele) şi radiaţia ionizantă, adică emisii de energie care dislocă electronii din molecule (de exemplu: particulele α şi β, razele γ, rezele X şi radiaţia ultravioletă de mare energie).





Energia absorbită de la radiaţia neionizantă creşte viteza de mişcare a atomilor şi moleculelor, ceea ce este echivalent cu încălzirea. Deşi sistemele biologice sunt sensibile la încălzire (după cum ştim din experienţele de zi cu zi, precum atingerea unui obiect fierbinte ori petrecerea unei zile în soare), este nevoie de o mare cantitate de radiaţie neionizantă, înainte ca aceasta să devină periculoasă.

Radiaţia ionizantă, pe de altă parte, poate provoca daune mari prin ruperea legăturilor chimice şi dislocarea electronilor din moleculele biologice, afectând structura şi funcţionarea acestora. Daunele pot fi provocate în mod indirect, prin ionizarea preliminară a moleculelor de apă (cele mai abundente molecule din organism), care formează ionul H2O+ care reacţionează cu apa, formând ionul de hidroniu (H3O+) şi  radicalul hidroxil:



Pentru că radicalul hidroxil are un electron neîmperecheat, acesta devine reactiv. Acest lucru este valabil pentru orice substanţă cu electroni neîmperecheaţi, cunoscută drept "radical liber". Radicalul hidroxil poate interacţiona cu toate tipurile de molecule biologice (ADN, proteine, enzime şamd), afectând moleculele şi procesele fiziologice.

 




Radiaţia ionizantă poate:
a) afecta în mod direct o biomoleculă prin ionizarea ei ori ruperea legăturilor
b) crea un ion H2O+, care reacţionează cu H2O pentru a forma radicalul hidroxil, care, la rându-i, interacţionează cu biomoleculele.



Efectele biologice ale expunerii la radiaţie

Radiaţia poate afecta întreg organismul sau doar ovulele sau spermatozoizii. Efectele sunt mai pronunţate în celulele care se reproduc rapid, cum ar fi peretele stomacului, foliculii de păr, măduva osoasă şi embrionii. Acesta este motivul pentru care pacienţii care fac radioterapie simt greaţă, îşi pierd părul şi au dureri osoase; femeile însărcinate trebuie să ia măsuri suplimentare de precauţie când trebuie să facă radioterapie.

Diverse tipuri de radiaţie au putere de penetrare diferită prin materiale. O barieră foarte subţire, cum ar fi o simplă foaie de hârtie ori stratul exterior al pielii, de regulă opresc particulele alfa. Din acest motiv, particulele alfa nu sunt periculoase când sunt emanate din afara corpului, dar sunt periculoase când sunt inhalate ori ingerate. Particulele beta vor trece prin mână ori un strat subţire de hârtie ori lemn, dar vor fi oprite de o foaie de metal.

Radiaţia gama este extrem de penetrantă, putând trece prin majoritatea materialelor. De exemplu, pot trece prin ciment mai gros de un metru.

Anumite elemente chimice, cu număr atomic mare (număr mare de protoni), precum plumbul, pot atenua radiaţia gama şi sunt folosite în scop de protecţie.

Abilitatea variatelor tipuri de radiaţie de a provoca ionizarea variază; particulele alfa au o putere de ionizare dublă faţă de neutroni, de 10 ori mai mare decât particulele beta şi de 20 de ori mai mare decât razele gama şi X.






Măsurarea expunerii la radiaţie

Sunt mai multe dispozitive care detectează şi măsoară radiaţia, precum detectorul Geiger, detectorul cu scintilaţie ori dozimetrul de radiaţii.

Cel mai cunoscut instrument, detectorul Geiger, detectează radiaţia ca urmare a ionizării gazului din tubul Geiger-Müller.  Rata de ionizare este proporţională cu cantitatea de radiaţie.

Detectorul cu scintilație conţine un material care emite lumină atunci când este excitat de radiaţie ionizantă şi un senzor care transformă lumina în semnal electric.

Dozimetrul de radiaţii măsoară radiaţia ionizantă şi este adesea folosit pentru a determina expunerea personală la radiaţii.




a) Detectorul Geiger; b) detector cu scintilaţie; c) dozimetru de radiaţii.


Efectele pe termen lung ale expunerii corpului uman la radiaţii

Efectele radiaţiei depind de tipul, energia, locaţia sursei de radiaţie şi durata expunerii. O persoană obişnuită este expusă radiaţiei cosmice de fond, razelor solare şi radonului generat de uraniul din pământ; în plus, poate fi vorba de radiaţia medicală (scanări CAT, raze X, teste cu radioizotopi etc.).

Radioizotopii sunt izotopi radioactivi. Radioizotopii sunt atomi cu un nucleu instabil, care au proprietatea unui izotop, anume că au același număr atomic (acelaşi număr de protoni), dar număr de masă diferit (rezultat din numărul de neutroni diferit).
Radioizotopii sunt folosiţi în medicină (am menţionat mai sus testele cu radioizotopi), pentru diagnostic şi tratament, dar au aplicaţii şi în alte domenii (în măsurarea uzurii motoarelor, analiza formaţiunilor geologice din jurul puţurilor de ţiţei etc.).

O doză mare de radiaţie administrată într-o perioadă scurtă poate provoca daune majore, de la schimbarea chimiei sângelui până la deces. Expunerea pe perioade scurte va produce simptome vizibile ori boli; o doză de 500 rems va duce la moartea victimei în 30 de zile (probabilitate de 50%). Rem (de la eng. roentgen equivalent for man) este unitatea de măsurare a efectelor radiaţiei folosită mai ales în medicină; 100 rem = 1 Sv (sievert).

Expunerea la emisii radioactive are efecte cumulative asupra organismului pe timpul vieţii, ceea ce constituie un motiv important pentru a evita expuneri nenecesare la radiaţie.


 

Citiţi şi alt articol al nostru pe un subiect asemănător:
 

Radiaţiile electromagnetice şi efectele asupra sănătăţii

Sursa: Chemistry. Atom first, CC AL 4.0


Dacă găsiţi scientia.ro util, sprijiniţi-ne cu o donaţie.


PayPal ()
CoinGate Payment ButtonCriptomonedă
Susţine-ne pe Patreon!