Promieniowanie jonizujące

Promieniowanie jest zjawiskiem wszechobecnym na Ziemi, podobnie jak grawitacja. Zapominamy o tym, ponieważ tylko niektóre jego rodzaje są zauważalne przez zmysły człowieka. Są to między innymi światło (promieniowanie świetlne) czy ciepło (promienio­wanie cieplne). Inne rodzaje promieniowania są wyczuwalne pośrednio, np. ultrafioletowe, wysyłane przez Słońce, może wywołać zbyt silną opaleniznę. Istnieją też takie jego rodzaje, których nie odczuwamy: promieniowanie fal elektromagnetycznych wykorzy­stywanych w systemach łączności, radiu i telewizji, czy promieniowanie rentgenowskie wykorzystywane w medycynie i przemyśle.

Mówiąc o promieniowaniu, za­pomina się również, że jest ono jedną z postaci energii, która może wywoływać różne zjawiska fizyczne. W wykorzystaniu tech­nik jądrowych szczególną uwagę zwraca się na promieniowanie o takiej energii, która może wywołać zjawisko jonizacji. Jest ono istotne, ponieważ bez zastoso­wania odpowiednich zabezpieczeń może być groźne dla organizmów żywych. Jonizacja zachodzi wów­czas, gdy energia promienio­wania jest wystarczająco wysoka, by przenikając przez materię (ciała stałe, ciecze, gazy lub tkankę żywą) spowodować oderwanie elektronu od atomu. W wyniku tego procesu powstają ujemne elektrony i dodatnie jony. Promieniowanie tego typu nazywane jest promieniowaniem jonizującym. Jego naturalnym źródłem jest kosmos, w tym Słońce, jak również sama Ziemia. W otaczającym nas środowisku znajduje się znaczna ilość pierwiastków, których niektóre odmiany (izotopy), samorzutnie wysyłają promienio­wanie jonizujące. Są one nazywane pierwiastkami promieniotwórczymi. Innym źródłem pierwiastków promieniotwórczych są izotopy powstające w procesie wywołanych przez człowieka rozpadów promieniotwórczych.

Stopień przenikania poszczególnych rodzajów promieniowania ma podstawowe znacznie dla skutecznej ochrony radiologicznej. O ile promieniowanie α i β ze względu na ich słabą przenikliwość nie są trudne do wyeliminowania, to znacznie poważniejszym wyzwaniem jest skuteczna ochrona przed promieniowaniem γ i n.

Składowiska odpadów promieniotwórczych zaprojektowane są w ten sposób, by skutecznie ograniczyć poziom promieniowania tak, aby nie stwarzał zgrożenia dla ludzi i środowiska naturalnego.

Promieniowanie tła

Promieniowanie jonizujące jest zjawiskiem, które od zawsze występuje w otaczającym nas środowisku. Takie, które pochodzi ze źródeł obecnych w przyrodzie na stałe, nazy­wane jest promieniowaniem tła. Stanowi ono źródło większej części dawki jaką rocznie otrzymują ludzie na całym świecie. Głównym jego źródłem jest radon wydzielany natu­ralnie ze skorupy ziemskiej, czy promieniowanie kosmiczne. Znaczny udział mają również zastosowania medyczne promieniowania. Emisje promieniowania z pozostałości po pró­bach czy awariach jądrowych mają minimalny udział. Średni poziom dawki od promienio­wania tła w Polsce to 2,5 mSv* rocznie.

Rozproszenie pierwiastków promieniotwórczych na Ziemi nie jest równomierne, dla­tego istnieją rejony o bardzo wysokim promieniowaniu tła. Takie nierównomierności występują nawet na niewielkich obszarach, np. granicach miasta, w którego dzielnicach użyto materiałów budowlanych pochodzących z różnych regionów kraju. Na przykład na stacji kolejowej Grand Central w Nowym Jorku dawka promieniowania wynosi 5,4 mSv/rok (z powodu użycia podczas budowy granitu, w którym są substancje promieniotwórcze). W niektórych rejonach Norwegii i Szwecji promieniowanie ze źródeł naturalnych wynosi od 10 do 35 mSv/rok. W rekordowym pod tym względem Ramsar w Iranie, roczna dawka promieniowania sięga nawet 132 mSv/rok. Choć mieszkającym na tych terenach ludziom bacznie przyglądają się eksperci, nie stwierdzono ani zwiększonej liczby nowotworów, ani przypadków chorób genetycznych.

Przy użyciu odpowiedniej aparatury można nie tylko zmierzyć poziom (intensywność) pro­mieniowania tła, ale określić rodzaj pierwiastków, które je wywołują. Pomiar tła ma bar­dzo istotne znaczenie dla ochrony środowiska i ludności, ponieważ pozwala wykryć nawet minimalnie podniesiony poziom promieniowania. Polska dysponuje bardzo skutecznym systemem monitorowania poziomu promieniowania, którego bieżące wskazania można sprawdzić na stronie internetowej Państwowej Agencji Atomistyki.

Powszechna obecność pierwiastków promieniotwórczych w przyrodzie powoduje, że czło­wiek też jest źródłem promieniowania i jest przyzwyczajony do jego stałej obecności. Ustalenie szkodliwości małych dawek, porównywalnych z dawką od tła naturalnego jest praktycznie niemożliwe. Można jednak przypuszczać, że jest ona znikoma lub żadna, gdyż żywe komórki mają naturalną zdolność regeneracji niewielkich uszkodzeń radiacyjnych, którą nabyły obcując z promieniowaniem naturalnym przez tysiące lat.

*Siwert (Sv) to jednostka stosowana w ochronie przed promieniowaniem, W uproszczeniu oznacza to ilość energii pochłoniętą w ciele człowieka, z uwzględnieniem jej oddziaływania na różne narządy. Zwykle posługujemy się mili Siwertem (mSv), czyli tysięczną częścią Siwerta.