Zapobieganie opadowi radioaktywnemu

Jak zabija promieniowanie?
Wbrew powszechnej opinii to nie ludzie stworzyli promieniotwórczość. Zbadali tylko jej negatywne skutki i wpływ ekspozycji na zwiększone dawki promieniowania. Niestety nauczyli się także wykorzystywać jej przerażające właściwości do pozbawiania innych życia. W jaki sposób niewidzialna promieniotwórczość doprowadza do śmierci człowieka?

Jak dochodzi do napromieniowania organizmów żywych?

Promieniowanie jonizujące, jako że jest to strumień mikroskopijnych cząstek, jest niezauważalne dla ludzkiego oka. Fakt, że zagrożenie to jest niewidoczne potęguje nasze przerażenie. W przypadku wybuchu w elektrowni atomowej, istnieje duże prawdopodobieństwo, że cząsteczki radioaktywne mogą unosić się wraz z dymem, dlatego mówi się o chmurze promieniowania. Strumień cząstek radioaktywnych przenika przez każdy rodzaj materiału, w tym również przechodzi przez tkanki żywe. Do napromieniowania dochodzi także poprzez skórę oraz drogi oddechowe, gdzie pierwiastki promieniotwórcze lub ich opary dostają się do wnętrza organizmu.

Co się dzieje w organizmie człowieka po napromieniowaniu?

Uogólnione skutki napromieniowania dużą dawką radioizotopów określa się mianem choroby popromiennej. Na poziomie subkomórkowym dochodzi do tzw. radiolizy wody, czyli rozszczepu cząstek wody pod wpływem działania promieniowania. W związku z tym, że woda stanowi 80% ciała człowieka oraz odpowiada za prawidłowe reakcje chemiczne będące podstawą wszelkich procesów fizjologicznych, zaburzenia te maja dalekosiężne konsekwencje. Dochodzi również do przerwania wiązań chemicznych, które łączą atomy pierwiastków oraz wewnątrz nici DNA. Zaburzenie struktury białek wpływa na zahamowanie reakcji wymagających pośrednictwa enzymów, zniszczenie struktury DNA uniemożliwia odbudowę i mnożenie się komórek..

Najbardziej wrażliwymi na promieniowanie jonizujące komórkami ludzkiego ciała są limfocyty – komórki obronne. W wyniku napromieniowania ich liczba we krwi obwodowej drastycznie spada, powodując ogóle osłabienie. W przypadku pochłonięcia stosunkowo niskiej dawki promieniowania, rzędu 0,5-4 Gy są to jedyne objawy, a śmiertelność nie przekracza 25% przypadków z pogranicza tej skali.

Jeżeli doszło do przyjęcia dawki 4–8 Gy, choroba popromienna przyjmuje tzw. postać jelitową. Najpóźniej kilkanaście godzin po napromieniowaniu dochodzi do zachwiania równowagi wodno-elektrolitowej, objawiającej się obrzękami, a także do krwawych biegunek, wywołanych uszkodzeniem nabłonka układu pokarmowego. Śmierć może ponieść od 50 do 100% chorych.

Silne napromieniowanie, dawką od 8 do 50 Gy wywołuje porażenie komórek nerwowych, przede wszystkim połączeń między nimi, czyli tzw. synaps. Odpowiadają one za przesyłanie wszelkich sygnałów wewnątrz ciała poprzez impulsy elektryczne. Tuż po napromieniowaniu dochodzi do drgawek i utraty przytomności. Jest to tzw. postać mózgowa, śmiertelność wynosi 100%.

Najcięższą postacią choroby popromiennej, będącą efektem napromieniowanie ogromną dawką powyżej 50 Gy jest tzw. postać enzymatyczna. W wyniku rozerwania wiązań chemicznych w strukturach białek, dochodzi do zatrzymania procesów enzymatycznych i natychmiastowej śmierci. Historia wypadków radiacyjnych zna kilka takich ekstremalnych przypadków – w 1964 r. podczas eksplozji w elektrowni atomowej w Wood River, Rhode Island, USA, operator został napromieniowany dawką 100 Gy i zmarł po 49 godzinach.

Bardzo często efekty napromieniowania ujawniają się dopiero po kilku, a nawet kilkunastu latach, niekiedy dopiero w kolejnym pokoleniu. Zmiany w strukturze DNA związane z działaniem promieniowania powodują różnego rodzaju mutacje, wywołujące ciężkie nowotwory, deformacje ciała oraz bezpłodność.

Najtragiczniejsze w skutkach skażenie radioaktywne w historii było efektem zrzucenia bomby atomowej na miasta Hiroszima i Nagasaki. W Hiroszimie zginęło 70-90 tys. ludzi (30% mieszkańców), w Nagasaki kolejne 70 tys. Setki ludzi zmarło po latach na nowotwory krwi oraz różnych organów wewnętrznych, stwierdzono również, że trzydzieścioro dzieci urodziło się z upośledzeniem umysłowym.

Z kolei kontrowersje i niejasności narastające wokół wypadku w ukraińskiej elektrowni atomowej w Czarnobylu w 1986r. nie ustały do dziś. Środowisko naukowe jest mocno podzielone – jedni twierdzą, że problem został wyolbrzymiony przez media, inni przedstawiają kolejne badania potwierdzające skażenie i silne reperkusje tego zdarzenia.

Specjaliści przyglądający się uszkodzeniom w elektrowni atomowej Fukushima po katastrofalnym trzęsieniu ziemi i tsunami, które spustoszyły Japonię 11 marca b.r., przekonują, że wielomilionowej społeczności nie grozi niebezpieczeństwo. Najświeższe informacje docierające do nas z agencji prasowych mówią o nieznacznym przekroczeniu dopuszczalnych norm promieniowania. Jednak w chmurze kierującej się na oddalone o 260 km Tokio, znajduje się wiele promieniotwórczych pierwiastków.

"W wyniku awarii reaktora w powietrze leci spora część tablicy Mendelejewa. Najgroźniejsze - ze względu na najsilniejsze oddziaływanie, albo ich długi czas rozpadu - są jod, cez i stront" - powiedział PAP prof. Ludwik Dobrzyński z Uniwersytetu w Białymstoku i Instytutu Problemów Jądrowych w Świerku.

"W przypadku jodu pojawia się kwestia wchłaniania jodu do tarczycy, co w wypadku silnych dawek może powodować nowotwory tarczycy (...) Problemem jest też stront, który może się osadzać w kościach". Może być wdychany wraz z pyłami w powietrzu, ale do organizmu głównie przedostaje się wraz ze spożywanym pokarmem. Czas rozkładu obu tych pierwiastków wynosi 30 lat, tak długie utrzymywanie się radioaktywnych elementów w środowisku może wywołać długofalowe problemy.

Wpływ tych pierwiastków na ludzki organizm jest jednak zależny od przyjętej dawki promieniowania. "Jeśli promieniowanie nie przekracza 0,1 siwerta, to w zasadzie skutki zdrowotne nie są odczuwalne" – zaznaczył prof. Dobrzyński.

Czym właściwie są pierwiastki promieniotwórcze?

Pierwiastki promieniotwórcze – są to szczególne izotopy pierwiastków, mające zdolność do rozpadu jąder atomowych, w wyniku którego dochodzi do emisji cząsteczek alfa, beta i gamma – będących wysokoenergetyczną falą elektromagnetyczną . Nie wszystkie są wytwarzane sztucznie w laboratorium tak jak 3H (Tryt - izotop wodoru, Uran - 238U ). Występują także w przyrodzie np. w skałach czy glebie (Uran (238U, Radon, Tor), w górnych warstwach atmosfery (14C), a nawet w kościach – 40K. Powodują one powstawanie szkodliwego dla organizmów żywych promieniowania jonizującego.

Promieniowanie jonizujące to strumień cząsteczek pochodzących z samoistnego rozpadu jądra pierwiastka promieniotwórczego. Posiada energię wyższą od strumienia światła widzialnego, zdolny jest do wprowadzania drgań w strukturze materii i rozbicia jej atomów. Środowisko naturalne nie jest wolne od tego typu promieniowania, występuje praktycznie wszędzie na Ziemi, na stosunkowo niskim i nieszkodliwym poziomie. Zdaniem niektórych naukowców niskie dawki promieniowania mają nawet pozytywny wpływ na organizm człowieka, m.in. chroniąc go przed nowotworami, istnieje także teoria mówiąca o tym, że wprawiały one w ruch ewolucję poprzez wywoływanie mutacji w DNA.