IONIZIRAJOČA SEVANJAIONIZIRAJOČA SEVANJA

Dijakinji : Renata Juko, Anja Salkič 3.dDijakinji : Renata Juko, Anja Salkič 3.d

Mentorica: Irena Oblak, prof.Mentorica: Irena Oblak, prof.

Sevanje je energija, ki se širi skozi vesolje. Sončni Sevanje je energija, ki se širi skozi vesolje. Sončni žarki so verjetno najbolj znana oblika sevanja, ki žarki so verjetno najbolj znana oblika sevanja, ki prinašajo svetlobo in toploto, brez katerih na zemlji prinašajo svetlobo in toploto, brez katerih na zemlji ne bi bilo življenja. Toda preveč sončne svetlobe je ne bi bilo življenja. Toda preveč sončne svetlobe je lahko za človeka škodljivo.lahko za človeka škodljivo.Sončna svetloba je sestavljena iz sevanja z daljšimi Sončna svetloba je sestavljena iz sevanja z daljšimi valovnimi dolžinami (IR sevanje) pa preko vidne valovnimi dolžinami (IR sevanje) pa preko vidne svetlobe vse do UV žarkov, ki so valovanje krajših svetlobe vse do UV žarkov, ki so valovanje krajših valovnih dolžin in zato večjih energij.valovnih dolžin in zato večjih energij.

Če je energija žarkov dovolj velika, lahko tak žarek v Če je energija žarkov dovolj velika, lahko tak žarek v atomu izbije elektron in tako atom ionizira, to pa atomu izbije elektron in tako atom ionizira, to pa pomeni poškodbo materiala, še posebno živega pomeni poškodbo materiala, še posebno živega tkiva. Tako sevanje imenujemo tkiva. Tako sevanje imenujemo ionizirajoče ionizirajoče sevanjesevanje. V velikih odmerkih je torej ionizirajoče . V velikih odmerkih je torej ionizirajoče sevanje nevarno, zato je potrebno izpostavljenost sevanje nevarno, zato je potrebno izpostavljenost sevanju nadzirati.sevanju nadzirati.

Viri sevanjaViri sevanja Viri sevanja so snovi, ki oddajajo ionizirajoViri sevanja so snovi, ki oddajajo ionizirajočča a

sevanja ali radioaktivne snovisevanja ali radioaktivne snovi..

Delimo jih v :Delimo jih v :

NARAVNENARAVNE, to je vesoljsko ali kozmično , to je vesoljsko ali kozmično sevanje, iz Sonca in globin vesolja, ter sevanje, iz Sonca in globin vesolja, ter zemeljsko ali terestrično sevanje, sevanje iz zemeljsko ali terestrično sevanje, sevanje iz kamnin in rud, ki vsebujejo elemente z kamnin in rud, ki vsebujejo elemente z neobstojnimi jedri (prvotne radionuklide), ki neobstojnimi jedri (prvotne radionuklide), ki spontano razpadajo (npr. uranov, aktinijev in spontano razpadajo (npr. uranov, aktinijev in torijev niz), K-40 itd.torijev niz), K-40 itd.

TEHNOLOŠKO OJAČENE NARAVNE TEHNOLOŠKO OJAČENE NARAVNE VIREVIRE, npr. zaradi uporabe urana, , npr. zaradi uporabe urana, sežiganja premoga, izkoriščanja fosfatov sežiganja premoga, izkoriščanja fosfatov itd.itd.

UMETNEUMETNE, ki so proizvod znanosti in , ki so proizvod znanosti in tehnologije, npr. rentgen, televizijski tehnologije, npr. rentgen, televizijski sprejemnik, nuklearni reaktor, nuklearno sprejemnik, nuklearni reaktor, nuklearno orožje itd.orožje itd.

Ionizirajočega Ionizirajočega sevanja ne sevanja ne zaznamo s čutili. zaznamo s čutili. Odkrivamo ga Odkrivamo ga lahko le z lahko le z ustreznimi ustreznimi inštrumenti, kot je inštrumenti, kot je Geiger-Millerjev Geiger-Millerjev števec, in merimo z števec, in merimo z dozimetri. dozimetri.

Radioaktivne snovi lahko oddajajo več vrst Radioaktivne snovi lahko oddajajo več vrst sevanja: sevanja:

Sevanje alfaSevanje alfa ustavi že list papirja. ustavi že list papirja. Nevarno je, če nas obseva od znotraj, Nevarno je, če nas obseva od znotraj, torej, če sevalec alfa pride v naše telo. torej, če sevalec alfa pride v naše telo.

Sevanje betaSevanje beta ustavi nekaj milimetrov ustavi nekaj milimetrov debela plast snovi. Poškoduje lahko kožo debela plast snovi. Poškoduje lahko kožo in oči. in oči.

Sevanje gamaSevanje gama je zelo prodorno in ga je zelo prodorno in ga znatno oslabi šele nekaj centimetrov znatno oslabi šele nekaj centimetrov debela plast svinca. Poškoduje lahko tudi debela plast svinca. Poškoduje lahko tudi notranje organe.notranje organe.

Radioaktivne snovi sevajo zaradi Radioaktivne snovi sevajo zaradi razpada nestabilnih atomskih jeder. razpada nestabilnih atomskih jeder. Pri tem se jedro spremeni v jedro Pri tem se jedro spremeni v jedro drugega kemičnega elementa ali drugega kemičnega elementa ali spremeni svojo notranjo energijo. spremeni svojo notranjo energijo.

Na živih bitjih opazujemo predvsem posledice Na živih bitjih opazujemo predvsem posledice sevanja, kot so kožni rak, teratogenost zaradi sevanja, kot so kožni rak, teratogenost zaradi genetskih poškodb, itd. Posamičen β žarek genetskih poškodb, itd. Posamičen β žarek zadene pri prehodu skozi žive celice ob tisoče zadene pri prehodu skozi žive celice ob tisoče kemičnih spojin in sproži množico novih kemičnih spojin in sproži množico novih kemijskih reakcij. Učinek lahko primerjamo z kemijskih reakcij. Učinek lahko primerjamo z izredno majhnim izstrelkom, ki zadene in izredno majhnim izstrelkom, ki zadene in poškoduje ali uniči molekule v živih strukturah. poškoduje ali uniči molekule v živih strukturah. Kritične tarče za ionizirajoče sevanje so Kritične tarče za ionizirajoče sevanje so molekule celičnih encimov in DNK. Od vrste in molekule celičnih encimov in DNK. Od vrste in pomembnosti strukture, ki jo je izstrelek zadel, pomembnosti strukture, ki jo je izstrelek zadel, so odvisne posledice za zdravje oziroma smrt.so odvisne posledice za zdravje oziroma smrt.

Množina poškodb, ki jo sevanje povzroča, Množina poškodb, ki jo sevanje povzroča, je sorazmerna količini energije, ki je zadela je sorazmerna količini energije, ki je zadela tkivo organizma. Radiacijsko dozo zato tkivo organizma. Radiacijsko dozo zato izrazimo z enakovredno ali ekvivalentno izrazimo z enakovredno ali ekvivalentno dozo, to je J (Jouli) na kg tkiva. Enota zanjo dozo, to je J (Jouli) na kg tkiva. Enota zanjo pa je sievert (Sv).pa je sievert (Sv).

Do začetka 20.stoletja so bili organizmi v Do začetka 20.stoletja so bili organizmi v glavnem izpostavljeni le sevanju glavnem izpostavljeni le sevanju naravnega ozadja, to je vesoljskemu in naravnega ozadja, to je vesoljskemu in zemeljskemu sevanju. Po odkritju zemeljskemu sevanju. Po odkritju rentgenskih žarkov in naravne rentgenskih žarkov in naravne radioaktivnosti ob koncu 19.stoletja se je radioaktivnosti ob koncu 19.stoletja se je povečalo sevanje iz umetnih virov.povečalo sevanje iz umetnih virov.

Znak za radioaktivnost:Znak za radioaktivnost:

-- predstavlja vir ionizirajo predstavlja vir ionizirajoččega sevanjaega sevanja (krogec na (krogec na sredini), od katerega se na vse strani širijo žarki sredini), od katerega se na vse strani širijo žarki sevanja. S tem znakom oznasevanja. S tem znakom označčujemo posode, v ujemo posode, v katerih je zaprta radioaktivna snov ali katerih je zaprta radioaktivna snov ali radioaktivni odpadki (RAO). radioaktivni odpadki (RAO).

Velikost sprejete (absorbirane) doze od Velikost sprejete (absorbirane) doze od vesoljskega sevanja je odvisna predvsem vesoljskega sevanja je odvisna predvsem od aktivnosti Sonca (sončne pege), od aktivnosti Sonca (sončne pege), nadmorske višine in geomagnetne lege nadmorske višine in geomagnetne lege kraja. Prebivalci visokogorskih naselij kraja. Prebivalci visokogorskih naselij sprejemajo večjo dozo kot prebivalci sprejemajo večjo dozo kot prebivalci obmorskih krajev. Celoletna doza, ki jo obmorskih krajev. Celoletna doza, ki jo sprejmemo srednjeevropski prebivalci iz sprejmemo srednjeevropski prebivalci iz naravnega ozadja in kateri se ne moremo naravnega ozadja in kateri se ne moremo izogniti, znaša okoli 2,4 mSv (1 mSv = izogniti, znaša okoli 2,4 mSv (1 mSv = 1/1000 Sv).1/1000 Sv).

Ionizirajoče sevanje poškoduje celice. Ionizirajoče sevanje poškoduje celice. Odvisno od vrste in števila poškodb lahko Odvisno od vrste in števila poškodb lahko pride do okvare prizadetega tkiva, organa pride do okvare prizadetega tkiva, organa ali celotnega organizma. Učinki se lahko ali celotnega organizma. Učinki se lahko poznajo šele na potomcih. Biološki učinki poznajo šele na potomcih. Biološki učinki so odvisni od vrste sevanja, prejete doze, so odvisni od vrste sevanja, prejete doze, časovnega intervala, v katerem dozo časovnega intervala, v katerem dozo prejmemo, razporeditve doze po telesu in prejmemo, razporeditve doze po telesu in občutljivosti organizma. občutljivosti organizma.

Biološki učinki sevanjaBiološki učinki sevanja

Učinki ionizirajočega sevanja na Učinki ionizirajočega sevanja na človekačloveka

Mednarodna komisija za radiološko zaščito Mednarodna komisija za radiološko zaščito ICRP (International Commision on ICRP (International Commision on Radiological Protection) priporoča delitev Radiological Protection) priporoča delitev na:na:

vzročno nujne posledice obsevanja vzročno nujne posledice obsevanja (deterministične), (deterministične),

verjetnostne (stohastične) pojave.verjetnostne (stohastične) pojave.

Deterministični učinkiDeterministični učinki imajo prag, pojavijo imajo prag, pojavijo se od mejne doze dalje, obseg poškodbe je se od mejne doze dalje, obseg poškodbe je odvisen od absorbirane doze.odvisen od absorbirane doze.

Pojavljanje akutnih znakov sevalne bolezni Pojavljanje akutnih znakov sevalne bolezni pri obsevanju celega telesa je odvisno od pri obsevanju celega telesa je odvisno od velikosti absorbirane doze.velikosti absorbirane doze.

Znaki sevalne bolezniZnaki sevalne bolezni Pri dozi od 0,01 do 1 Gy (gray) :Pri dozi od 0,01 do 1 Gy (gray) : Ni kliničnih znakov, preiskava krvi pokaže Ni kliničnih znakov, preiskava krvi pokaže

povečano pogostnost napak na povečano pogostnost napak na kromosomih (kromosomskih aberacij) pri kromosomih (kromosomskih aberacij) pri limfocitih. Pri ustreznem zdravljenju je limfocitih. Pri ustreznem zdravljenju je okrevanje uspešno.okrevanje uspešno.

Pri dozi od 1 do 2 Gy:Pri dozi od 1 do 2 Gy: Poškodovanost tvorjenja krvnih telesc je Poškodovanost tvorjenja krvnih telesc je

povratna. Klinični znaki: slabost, prve dni povratna. Klinični znaki: slabost, prve dni po obsevanju vrtoglavica, do 50-odstotno po obsevanju vrtoglavica, do 50-odstotno zmanjšanje številčnosti granulocitov (vrsta zmanjšanje številčnosti granulocitov (vrsta belih krvničk). Obstaja verjetnost belih krvničk). Obstaja verjetnost okrevanja.okrevanja.

Pri dozi od 2 do 5 Gy:Pri dozi od 2 do 5 Gy: Klinični znaki: poškodbe tvorjenja krvnih telesc se Klinični znaki: poškodbe tvorjenja krvnih telesc se

izrazijo tudi v bolezenskih motnjah imunskega izrazijo tudi v bolezenskih motnjah imunskega sistema. Na bolezensko sliko vpliva organ, ki ga je sistema. Na bolezensko sliko vpliva organ, ki ga je obsevanje najbolj prizadelo. Kritično obdobje obsevanje najbolj prizadelo. Kritično obdobje nastopi med 4. in 5. tednom. Ozdravitev je možna nastopi med 4. in 5. tednom. Ozdravitev je možna ob uporabi vseh terapevtskih možnosti. Za ob uporabi vseh terapevtskih možnosti. Za ozdravitev je pomembna presaditev kostnega ozdravitev je pomembna presaditev kostnega mozga. Pri dozah od 2,5 do 5 Gy umre v mozga. Pri dozah od 2,5 do 5 Gy umre v naslednjih dveh mesecih polovica bolnikov.naslednjih dveh mesecih polovica bolnikov.

Pri dozi od 5 do 30 Gy:Pri dozi od 5 do 30 Gy: Pri dozi 30 Gy nastopi smrt v enem do treh dneh;Pri dozi 30 Gy nastopi smrt v enem do treh dneh; Pri dozi 5 do 30 Gy pa v času od 7 do 14 dni.Pri dozi 5 do 30 Gy pa v času od 7 do 14 dni.

Klinična slika: zelo hitro se pojavijo Klinična slika: zelo hitro se pojavijo slabost, bruhanje in driska, stanje slabost, bruhanje in driska, stanje zmedenosti in šok. Poškodbe centralnega zmedenosti in šok. Poškodbe centralnega živčevja, odpoved delovanja srca in ožilja, živčevja, odpoved delovanja srca in ožilja, poškodbe v prebavilih in spremembe v poškodbe v prebavilih in spremembe v krvni sliki. Okrevanje ni možno ali vsaj ni krvni sliki. Okrevanje ni možno ali vsaj ni verjetno. Škoda po obsevanju se najprej verjetno. Škoda po obsevanju se najprej pokaže na celicah, ki se hitro razmnožujejo pokaže na celicah, ki se hitro razmnožujejo in obnavljajo, npr. na koži, rdečem in obnavljajo, npr. na koži, rdečem kostnem mozgu in prebavilih.kostnem mozgu in prebavilih.

Prag, ko nastopi škoda, je odvisen od organa, ki Prag, ko nastopi škoda, je odvisen od organa, ki ga je sevanje zadelo. Prag je za dojenčke in ga je sevanje zadelo. Prag je za dojenčke in otroke nižji kot za odrasle zdrave ljudi. Pozne otroke nižji kot za odrasle zdrave ljudi. Pozne deterministične poškodbe so lahko sterilnost, deterministične poškodbe so lahko sterilnost, poškodbe prebavil, ledvic, pljuč, umska poškodbe prebavil, ledvic, pljuč, umska manjrazvitost itd. Stohastični učinki nimajo manjrazvitost itd. Stohastični učinki nimajo praga in se lahko pojavijo pri zelo nizkih dozah. praga in se lahko pojavijo pri zelo nizkih dozah. Izrazijo se na telesu (somatično) in dedno.Izrazijo se na telesu (somatično) in dedno.

Somatični učinki so različne vrste rakov. Somatični učinki so različne vrste rakov. Dedni učinki nastopijo zaradi učinka Dedni učinki nastopijo zaradi učinka radioaktivnega sevanja na gonade (spolne radioaktivnega sevanja na gonade (spolne žleze) oziroma na semenčice in jajčeca. žleze) oziroma na semenčice in jajčeca. Poškodbe spolnih celic izzovejo nepravilen Poškodbe spolnih celic izzovejo nepravilen razvoj embrija. Glede na to, kateri del razvoj embrija. Glede na to, kateri del dednine je bil poškodovan ali uničen, se dednine je bil poškodovan ali uničen, se pokažejo konkretne presnovne in pokažejo konkretne presnovne in vedenjske motnje, spačenost telesa itd. vedenjske motnje, spačenost telesa itd. Posledice se tako s prizadeto dednino Posledice se tako s prizadeto dednino prenašajo in pokažejo na potomcih prenašajo in pokažejo na potomcih obsevanih organizmov.obsevanih organizmov.

Pekel v Hirošimi in NagasakijuPekel v Hirošimi in Nagasakiju

Prvo katastrofo ionizirajočega sevanja so Prvo katastrofo ionizirajočega sevanja so doživeli leta 1945 prebivalci japonskih doživeli leta 1945 prebivalci japonskih mest Hirošime in Nagasakija po mest Hirošime in Nagasakija po bombardiranju z atomsko bombo. Moč bombardiranju z atomsko bombo. Moč prve bombe je bila 15 in druge 20 kiloton. prve bombe je bila 15 in druge 20 kiloton. Zaradi rušilnega učinka in vročine je v Zaradi rušilnega učinka in vročine je v Hirošimi takoj umrlo 100.000 in v Hirošimi takoj umrlo 100.000 in v Nagasakiju 150.000 ljudi. Mnogi pa so Nagasakiju 150.000 ljudi. Mnogi pa so zaradi poškodb in posledic sevanja umirali zaradi poškodb in posledic sevanja umirali leta in desetletja kasneje.leta in desetletja kasneje.

V skladiščih jedrskih držav so spravljene V skladiščih jedrskih držav so spravljene tudi bombe, ki so 1000-krat močnejše od tudi bombe, ki so 1000-krat močnejše od bomb, ki sta bili vrženi na Japonsko. bomb, ki sta bili vrženi na Japonsko. Sodijo, da je v jedrskem orožju že okoli Sodijo, da je v jedrskem orožju že okoli 6500 ton plutonija. Bomba, odvržena na 6500 ton plutonija. Bomba, odvržena na Nagasaki, ga je imela 6 kg!Nagasaki, ga je imela 6 kg!

Žrtve sevanja zaradi jedrskih poskusov na Žrtve sevanja zaradi jedrskih poskusov na tihomorskih otokih so bili otočani in ribiči. Pri tihomorskih otokih so bili otočani in ribiči. Pri površinskih atomskih poskusih se površinskih atomskih poskusih se radioaktivne snovi razpršijo v troposferi in radioaktivne snovi razpršijo v troposferi in stratosferi ter se z zračnimi tokovi razširjajo stratosferi ter se z zračnimi tokovi razširjajo po vsej Zemlji. Na površino tal se usedajo po vsej Zemlji. Na površino tal se usedajo kot prah in s padavinami. Od količine kot prah in s padavinami. Od količine padavin je odvisna količina odloženih padavin je odvisna količina odloženih radioaktivnih snovi. Kljub veliki oddaljenosti radioaktivnih snovi. Kljub veliki oddaljenosti osrednje Evrope od krajev, kjer so opravljali osrednje Evrope od krajev, kjer so opravljali poskuse (Bikini, Nova Zelandija, poskuse (Bikini, Nova Zelandija, Semipalatinsk, Kitajska), so evropska tla Semipalatinsk, Kitajska), so evropska tla sprejela mnogo radioaktivnih snovi. sprejela mnogo radioaktivnih snovi.

Pri reaktorskih nesrečah in poskusih z Pri reaktorskih nesrečah in poskusih z jedrskim orožjem pridejo v ozračje jedrskim orožjem pridejo v ozračje radioaktivni izotopi joda cezija in stroncija. radioaktivni izotopi joda cezija in stroncija. S padavinami te snovi preidejo v tla in v S padavinami te snovi preidejo v tla in v rastline ter se po prehranjevalnih verigah rastline ter se po prehranjevalnih verigah zbirajo v živalskih telesih. Z mesom, zbirajo v živalskih telesih. Z mesom, mlekom in mlečnimi izdelki jih sprejema mlekom in mlečnimi izdelki jih sprejema tudi človek. Posamezni radioaktivni tudi človek. Posamezni radioaktivni elementi se koncentrirajo v različnih elementi se koncentrirajo v različnih organih, npr. jod v ščitnici, in povzročajo organih, npr. jod v ščitnici, in povzročajo obolenja teh organov, okvare na dednini in obolenja teh organov, okvare na dednini in različne vrste raka.različne vrste raka.

Černobilska katastrofaČernobilska katastrofa Ponovno je pretresla svet černobilska Ponovno je pretresla svet černobilska

katastrofa 24.4.1986, ko je razneslo katastrofa 24.4.1986, ko je razneslo reaktor nuklearne elektrarne. Vzrok reaktor nuklearne elektrarne. Vzrok nesreče je bil v tehničnih slabostih nesreče je bil v tehničnih slabostih naprave in v napakah, ki so jih storili naprave in v napakah, ki so jih storili zaposleni. Sevanje je najbolj prizadelo zaposleni. Sevanje je najbolj prizadelo okolico in z radioaktivnimi oblaki ter okolico in z radioaktivnimi oblaki ter padavinami seglo po velikem delu Evrope, padavinami seglo po velikem delu Evrope, tudi v Slovenijo. V okolje se je sprostilo tudi v Slovenijo. V okolje se je sprostilo okoli 2∙10 Bq (Bq=becquerel) sevanja.okoli 2∙10 Bq (Bq=becquerel) sevanja.

Po černobilski katastrofi se je sevanje v Po černobilski katastrofi se je sevanje v zgornjih decimetrih tal zaradi vsebnosti zgornjih decimetrih tal zaradi vsebnosti Cs-137 v Sloveniji povečalo za okoli 9%. Cs-137 v Sloveniji povečalo za okoli 9%. Seveda je černobilska doza dodatek k Seveda je černobilska doza dodatek k zakonsko določeni omejitvi 1,0 mSv na zakonsko določeni omejitvi 1,0 mSv na leto. Po eksploziji so iz območja, leto. Po eksploziji so iz območja, oddaljenega 30 km od centrale, izselili vse oddaljenega 30 km od centrale, izselili vse ljudi in živino. Celotno število izseljenih je ljudi in živino. Celotno število izseljenih je bilo 135.000.bilo 135.000.

Pri nesrečah,kot je bila černobilska, ko Pri nesrečah,kot je bila černobilska, ko kontaminirajo okolje kratkoživi radioaktivni kontaminirajo okolje kratkoživi radioaktivni sevalci, precej dobro zavarujejo pred sevanjem že sevalci, precej dobro zavarujejo pred sevanjem že betonski zidovi. Človek, ki ostane v hiši, sprejme betonski zidovi. Človek, ki ostane v hiši, sprejme nekajkrat manjšo dozo od človeka, ki prebije ves nekajkrat manjšo dozo od človeka, ki prebije ves dan na prostem.dan na prostem.

Jedrska elektrarna Krško je doslej delovala varno. Jedrska elektrarna Krško je doslej delovala varno. Strokovnjaki trdijo, da je verjetnost nesreče od Strokovnjaki trdijo, da je verjetnost nesreče od upoštevanju varnostnih predpisov zelo majhna. upoštevanju varnostnih predpisov zelo majhna. Potrebno je le pravočasno zamenjevati izrabljene Potrebno je le pravočasno zamenjevati izrabljene dele in skrbeti za visoko strokovnost delavcev. dele in skrbeti za visoko strokovnost delavcev. Skupaj pa bi morali poskrbeti za varno Skupaj pa bi morali poskrbeti za varno skladiščenje vseh radioaktivnih odpadkov, ki skladiščenje vseh radioaktivnih odpadkov, ki sedaj ostajajo kar v nuklearkisedaj ostajajo kar v nuklearki..

ViriViri

http://http://olol..ijsijs.si/.si/tldtld//kajradioaktivnostkajradioaktivnost..htmhtm

http://www.http://www.umichumich..eduedu/~/~radinforadinfo// http://en.http://en.wikipediawikipedia..orgorg//wikiwiki//RadiationRadiation http://http://climateclimate..gsfcgsfc..nasanasa..govgov// http://en.http://en.wikipediawikipedia..orgorg//wikiwiki//RadiationRadiation