PROMIENIOWANIE I PROMIENIOTWÓRCZO RCZOŚĆ

Transkrypt

1 PROMIENIOWANIE I PROMIENIOTWÓRCZO RCZOŚĆ

2 Definicja promieniowania: Promieniowanie- jest to strumień cząstek lub fal wysyłanych przez ciało. Wytwarzanie promieniowania nazywane jest emisją. Pierwotnie pojęcie promieniowanie używano do tych rodzajów wysyłanych cząsteczek i fal (bez wnikania w ich naturę), którego wąski strumień rozchodząc się w przestrzeni może być traktowany jak linia w geometrii (nie rozdziela się).

3

4 Promieniowanie jonizujące: promieniowanie elektromagnetyczne o małej długości fali powoduje jonizację materii dzieli się na : korpuskularne (np. cząstki alfa, beta, protony), elektromagnetyczne (promieniowanie gamma, rentgenowskie X) CIEKAWOSTKA: Promieniowanie jonizujące, ze względu na jego destrukcyjne oddziaływanie z żywą materią, jest przedmiotem zainteresowania radiologii w celu ochrony przed nim (ochrona radiologiczna), w celach leczniczych i diagnostycznych (radioterapia, medycyna nuklearna)

5 Promieniowanie niejonizujące: promieniowanie elektromagnetyczne o większej długości fali źródło pochodzenia: urządzenia radiolokacyjne, radiokomunikacyjne oraz kuchnie mikrofalowe, promieniowanie termiczne i światło Promieniowanie niejonizujące uważa się obecnie za jedno z poważniejszych zanieczyszczeńśrodowiska. symbol

6

7

8 Promieniowanie ultrafioletowe - UV Krótkofalowe promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali 0,4nm - 10nm, stanowi 9% promieniowania słonecznego, niewidzialne dla oka ludzkiego, jest silnie pochłaniane przez warstwę ozonową. Dawki w normie działają pozytywnie, zabijając mikroorganizmy chorobotwórcze, inicjuje syntezę witaminy D u ssaków, ptaków. Nadmierne dawki są szkodliwe dla zdrowia. (skóra, oczy) Filtry pochłaniające ten zakres promieniowania. Promieniowanie widzialne Część promieniowania słonecznego o długości fali w zakresie 0,4-0,75?m, widzialne dla ludzkiego oka. Źródło energii decyduje o życiu na Ziemi, przebiegu procesu fotosyntezy, stymuluje procesy rozrodu i rozwoju. Warunkuje aktywność dobową i sezonową organizmów. Filtry pochłaniające dany zakres promieniowania. Promieniowanie podczerwone Fale elektromagnetyczne o długości większej niż 0,75?m, składnik promieniowania słonecznego, niewidzialne dla oka ludzkiego, jest emitowane przez nagrzane ciała Ma duże znaczenie ekologiczne, głównie ze względu na wywoływanie efektu cieplarnianego. Wzmaga procesy produkcji biologicznej. Filtry pochłaniające ten zakres promieniowania. Promieniowanie o wysokiej częstotliwości. Fale elektromagnetyczne o dł. fali 100 m do 1 mm. Promieniowanie tego typu jest niewyczuwalne przez zmysły człowieka. Emitowane jest przez urządzenia radio-telewizyjne, telekomunikacyjne, elektryczne i elektroniczne. Działanie negatywne w postaci efektu termicznego komórek. Blachy żelazne lub albuminowe o grubości 0,5mm oraz gęsta siatka mosiężna lub miedziana.

9

10 Promieniowanie naturalne: normalnie i stale istnieje na Ziemi i jest niezależne od działalności człowieka źródło pochodzenia: z przestrzenie kosmicznej (większą jego część stanowi promieniowanie emitowane na Słońcu w drodze przemian jądrowych) oraz ze źródeł ziemskich, którymi są naturalne pierwiastki promieniotwórcze, głównie uran, tor i potas

11 Promieniowanie sztuczne: źródło pochodzenia: urządzenia radiacyjne np. aparaty rentgenowskie, bomby kobaltowe (promieniowanie gamma), reaktory jądrowe (promieniowanie X, gamma, neutrony), sztucznie wytworzone izotopy promieniotwórcze

12

13 Katastrofa w CZARNOBYLU: Katastrofa nuklearna mająca miejsce 26 kwietnia 1986, do której doszło w wyniku wybuchu wodoru z reaktora jądrowego bloku nr 4.Była to największa katastrofa w historii o zasięgu do [ km 2.

14 Rozprzestrzenianie się chmury radioaktywnej

15 Skutki wybuchu Po 22 latach od katastrofy w strefie zagrożonej radiacją w ponad 4 tys. miejscowości mieszka 1,5 mln ludzi. Ilu ludzi naprawdę zmarło z powodu napromieniowania, ilu choruje na raka, białaczkę, chorobę popromienną -nie wiadomo

16

17 Jednostki promieniowania: Jednostki promieniowania charakteryzują albo źródło promieniowania, albo jego działanie na otoczenie. W pierwszym przypadku mówimy o aktywności źródła, w drugim o dawce promieniowania. W układzie SI podstawową jednostką aktywności jest bekerel (Bq). źródło ma aktywność jednego bekerela, jeżeli w ciągu jednej sekundy następuje w nim jeden rozpad. 1 Bq = 1 s -1 Dawną jednostką aktywności jeszcze dotychczas używaną jest kiur (Ci). 1 Ci = 3, s -1 = 3, Bq = 37 GBq.

18 DAWKI PROMIENIOWANIA dawka ekspozycyjna- jest miarą jonizacji, jaka zachodzi w powietrzu pod wpływem promieniowania elektromagnetycznego X lub γ. W układzie SI jednostką dawki ekspozycyjnej jest kulomb na kilogram (Ckg -1 ). dawka pochłonięta- jest miarą pochłaniania promieniowania przez różne materiały. Ściślej jest to energia jaką traci promieniowanie, a pochłania ośrodek, przez który promieniowanie przechodzi, przypadająca na jednostkę masy tego ośrodka. W układzie SI jednostką dawki pochłoniętej jest grej (Gy). 1 Gy = 1 J/kg -1 równoważnik dawki H- jest to dawka pochłonięta w danej tkance lub narządzie z uwzględnieniem skutków biologicznych wywołanych przez różne rodzaje promieniowania. Obowiązująca w układzie SI jednostką równoważnika dawki i efektywnego równoważnika dawki jest siwert (Sv), dawniej natomiast był rem, przy czym 1 Sv = 100 rem

19 Dwa pierwsze pojęcia wiążą się z fizycznym oddziaływaniem promieniowania z materią, trzeci uwzględnia również oddziaływanie na organizm żywy. Skutki działania promieniowania zależą nie tylko od dawki pochłoniętej, czy ekspozycyjnej, ale również i od czasu, w którym ta dawka została dostarczona. Moc dawki promieniowania to stosunek wartości tej dawki do czasu w którym została otrzymana. Jest to wielkość opisująca szybkość promieniowania. Jednostka mocy dawki pochłoniętej: Gy/s= grej/sekunda 1 Gy/s = W/kg

20 NASZE NAPROMIENIOWANIE:

21 CIEKAWOSTKA: Dawka promieniowania rośnie wraz z wysokością nad poziomem morza. Ludność żyjąca na wysokości 1000 metrów otrzymuje dawkę promieniowania kosmicznego 2 razy wyższą, a na wysokości 2000 metrów 3 razy wyższą niż mieszkańcy terenów nadmorskich. Załogi i pasażerowie samolotów również są narażeni na zwiększone dawki promieniowania np.: przelot samolotem pasażerskim na trasie Paryż - Nowy Jork (czas podróży 7godzin i 30 minut, wysokość 11 km) powoduje dodatkową dawkę 0,016 msv, a samolotem naddźwiękowym (czas podróży 2 godziny i 30 minut, wysokość 19 km) dawkę 0,012 msv.

22

23 Biologiczne skutki promieniowania.

24 Skutki somatyczne: O następstwach somatycznych mówi się, gdy dany organizm bezpośrednio doświadczył skutków promieniowania, a więc zmarł, objawiła się u niego choroba popromienna lub doznał innych następstw chorobowych. Typowym skutkiem poważnych uszkodzeń somatycznych jest choroba popromienna.

25 Skutki genetyczne: zmiana struktury chromosomów następstwem są mutacje przejawiające się w zmianie dziedziczonych przez potomstwo cech ustroju kopiowane przez następne generację komórek wady dziedziczne potomstwa w kolejnych pokoleniach.

26 Choroba popromienna: Powodowana przez promieniowanie jonizujące oddziałujące na całe ciało. Choroba popromienna może być także skutkiem pochłonięcia pierwiastków i izotopów promieniotwórczych, także tych po wybuchu jądrowym. Mianem choroby popromiennej nie nazywa się miejscowych skutków oddziaływania promieniowania jonizującego, takich jak oparzenia popromienne czy martwicy tkanek wywoływanych przez lecznicze stosowanie promieniowania w leczeniu onkologicznym z wykorzystaniem radioterapii.

27 W zależności od wielkości dawki promieniowania, czasu jej pochłonięcia i indywidualnej podatności, choroba popromienna może mieć przebieg ostry lub przewlekły. Ostra choroba popromienna Objawy ostrej choroby popromiennej występują w kilka do kilkudziesięciu godz. po napromieniowaniu. Im krótszy jest okres utajenia, tym cięższy przebieg choroby. Postać subkliniczna Pochłonięta dawka: 0.5 Gy - 2 Gy Objawy: ogólne osłabienie, zmniejszenie ilości limfocytów we krwi obwodowej (limfopenia), występujące kilkanaście dni po napromieniowaniu Bezpośrednia przyczyna: depresja narządów limfatycznych (limfocyty są najbardziej promieniowrażliwymi komórkami u człowieka) Śmiertelność u człowieka: 0%

28 Postać hematologiczna Pochłonięta dawka: 2 Gy - 4 Gy Objawy: ogólne osłabienie, zmniejszenie ilości limfocytów we krwi obwodowej (limfopenia), występujące kilka dni po napromieniowaniu, później pojawia się niedokrwistość i obniżenie odporności ustroju, niekiedy skaza krwotoczna Bezpośrednia przyczyna: depresja szpiku Śmiertelność u człowieka: do 25% chorych Postać jelitowa Pochłonięta dawka: 4 Gy - 8 Gy Objawy: dominują objawy ze strony przewodu pokarmowego, z charakterystycznymi krwawymi biegunkami, skaza krwotoczna oraz zaburzenia gospodarki wodno-elektrolitowej z obrzękami. Objawy pojawiają się wkrótce po napromieniowaniu, najpóźniej do kilkunastu godzin Bezpośrednia przyczyna: popromienne uszkodzenie nabłonka przewodu pokarmowego z pojawieniem się owrzodzeń Śmiertelność u człowieka: % chorych

29 Postać mózgowa Pochłonięta dawka: 8 Gy - 50 Gy Objawy: drgawki, utrata przytomności wkrótce po napromieniowaniu Bezpośrednia przyczyna: uszkodzenie przewodnictwa nerwowego, zwłaszcza synaptycznego Śmiertelność: 100% napromienionych (jest to postać obserwowana u zwierząt eksperymentalnych, u człowieka może być ona obserwowana przy wypadkach radiacyjnych, przy bardzo dużej dawce pochłoniętej) Postać enzymatyczna Pochłonięta dawka: powyżej 50 Gy Objawy: utrata przytomności, prawie natychmiastowa śmierć "pod promieniami" Bezpośrednia przyczyna: zablokowanie aktywności enzymatycznej w wyniku bezpośredniego rozerwania wiązań chemicznych białek enzymatycznych przez kwanty promieniowania jonizującego (tzw. efekt tarczy)

30 Przewlekła choroba popromienna: Mianem przewlekłej choroby popromiennej określa się odległe skutki jednorazowego napromieniowania, bądź będące efektem długotrwałego narażenia na powtarzające się dawki promieniowania. Ujawniają się one po kilku-kilkunastu latach. Do głównych jej skutków należą: zwiększona zapadalność na nowotwory złośliwe (zwłaszcza nowotwory układu krwiotwórczego: białaczki i chłoniaki oraz nowotwory tarczycy, układu kostnego a także glejaki). przyspieszone starzenie się i skrócenie życia bezpłodność (zwykle przemijająca) uszkodzenia genomu komórek płciowych (zwiększona liczba wad wrodzonych u potomstwa) zaburzenia hormonalne zaćma

31 Pole elektromagnetyczne pole fizyczne, stan przestrzeni w której na ładunek elektryczny działają siły o naturze elektromagnetycznej. jest układem dwóch pól pola elektrycznego i pola magnetycznego

32 Oddziaływanie pola elektromagnetycznego na organizm człowieka Oddziaływanie pola elektromagnetycznego na organizm człowieka jest trudne do ustalenia, gdyż nie posiadamy podobnie jak w przypadku promieniowania jonizującego receptorów, które ostrzegałyby nas o jego istnieniu. Na dodatek skutki promieniowania nie są natychmiastowe. Objawy tego oddziaływania w odniesieniu do człowieka mogą być następujące: zaburzenia snu, bezsenność, bóle i zwroty głowy, nudności, brak możliwości skupienia i koncentracji, częściowa utrata pamięci, pogorszenie wzroku, zmiana ciśnienia krwi, migreny, zmęczenie nieadekwatne do wysiłku (objaw często występujący u dzieci i młodzieży), osłabienie, zmiany obrazu krwi (zachwianie stosunku białych i czerwonych ciałek krwi), zmiany poziomu hormonów, rozregulowanie okresu menstruacyjnego, możliwość częstszych poronień, białaczka, rak mózgu, zaburzenia immunologiczne, zakłócenia w działaniu rozrusznika serca, zaburzenia równowagi, zmiany w układzie nerwowym w oczach i w jądrach, reakcje nerwicowe.

33 Ważnym czynnikiem mającym wpływ na oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego na zdrowie człowieka są parametry tego pola: odległość od źródła pola natężenia pola elektromagnetycznego sumaryczny czas oddziaływania różnych źródeł miejsce poddane promieniowaniu częstotliwość pola elektromagnetycznego

34 Dziś liczba zastosowań promieniotwórczości stale rośnie, zwłaszcza w dziedzinie chemii, biologii, w medycynie, archeologii, naukach o Ziemi i Wszechświecie, przemyśle spożywczym itp. Energia zawarta w jądrach atomowych wykorzystywana jest do produkcji energii elektrycznej. W ARCHEOLOGII (cofanie się w czasie i datowanie): Metody datowania wykorzystują rozpad izotopów promieniotwórczych w materiałach lub przedmiotach poddawanych datowaniu. Do oznaczania wieku przedmiotów nie przekraczających lat używa się najczęściej izotopu węgla- 14. Inna metoda datowania, wykorzystuje np dwutlenek węgla. W BIOLOGII Wielu przełomowych odkryć naukowych dokonano dzięki wykorzystaniu promieniotwórczości m.in. odkryto funkcjonowanie genotypu, metabolizm komórek, fotosytentezę, mechanizm wysyłania chemicznych informacji (hormony) wewnątrz organizmu. W MEDYCYNIE Izotopy radioaktywne wykorzystywane są w obrazowaniu, aby poznać działanie leków, funkcjonowanie mózgu, wykryć zaburzenia pracy serca, umiejscowić przerzuty nowotworowe.

35 Promieniowanie i radioterapia Promieniowanie jonizujące może selektywnie niszczyć zrakowaciałe komórki i doprowadzić do likwidacji nowotworu, dlatego wykorzystywane jest w radioterapii.

36 Ciekawostka dla palaczy: Na dodatkowe napromieniowanie swojego organizmu narażeni są palacze, którzy wraz z dymem papierosowym, wprowadzają do płuc radioaktywny polon 210, który ulega dalszym przemianom w promieniotwórcze izotopy ołowiu, bizmutu i talu.