środa, 27 listopada 2013

Promieniowanie jonizujące w naszym otoczeniu



Wiele osób zdziwi się, ile promieniotwórczych przedmiotów otacza nas w codziennym życiu -  i są to źródła zarówno naturalne, jak i sztuczne. Pominę na razie radionuklidy zawarte w naszym ciele („jesteśmy solą ziemi, więc to, co w ziemi, to i w nas”) i skupię się na zewnętrznych źródłach promieniowania występujących w naszym otoczeniu. 

Wykaz źródeł promieniowania jonizującego uszeregowałem wraz ze wzrostem aktywności (poszczególne przypadki będą szerzej omówione w osobnych postach):
1.    Świecące farby na bazie soli radu-226 i siarczku cynku, stosowane w zegarkach, kompasach, wskaźnikach i innych przyrządach, które powinny być widoczne w nocy - emisja zarówno beta, jak i gamma, tym silniejsza, im większe źródło (zegarek „Majak” - 0,186 mR/h, kompas Adrianowa 0,92 mR/h, rentgenometr DP-63A - 3,6 mR/h, zegar z samolotu MiG - 5,4 mR/h, wariometr lotniczy - 5,5 mR/h, wysokościomierz 6,8 mR/h - dane dotyczą emisji gamma).



2.      Czujki dymu (czujniki izotopowe / jonizacyjne), do niedawna miały źródełko z amerykiem Am-241 (0,9 µCi, czyli 330 kBq), a starsze modele, np Polon-Alfa DIO-31... pluton Pu-239 o podobnej aktywności -  obecnie czujki te są wycofywane i zastępowane optycznymi, starsze czujki z plutonem potrafiły rozsypywać drobiny radioizotopu przy uderzeniu ;)  (na zewnątrz czujki w bezpośredniej bliskości zauważalna emisja gamma rzędu 0,023 mR/h).

 3.  Elektrody do spawania metodą TIG (czerwone) - zawierają 2% toru Th-232, polepszającego jej parametry użytkowe - emisja rośnie wraz z grubością elektrody i liczbą sztuk, przy pojedynczej elektrodzie fi 1 mm jest ledwo zauważalna, natomiast cała paczka „świeci” jak jedna fi 3 mm.
4.      Koszulki (siatki) żarowe do lamp gazowych (tzw. koszulki Auera) również zawierają tor Th-232 - siatki te wykonane były z 99% dwutlenku toru i 1% dwutlenku ceru, w płomieniu spalającego się gazu emitują białe jaskrawe światło (sam gaz paliłby się na niebiesko lub na żółto, trudno czymś takim oświetlać), niegdyś powszechnie stosowane w gazowych latarniach ulicznych, ciśnieniowych lampach naftowych i turystycznych lampach nakręcanych na butle gazowe, obecnie zastępowane koszulkami niepromieniotwórczymi, np. firmy Luxor, aczkolwiek starsze są stosowane do tej pory w lampach „Optimus”, „Petromax” i in.


5.      Wszelkie elementy z granitu, w tym kostka brukowa, nagrobki itp. - promieniują dzięki śladowej zawartości naturalnego uranu - stąd w miejscach na podłożu granitowym jest podwyższone promieniowanie tła (i ludzie żyją, nawet sędziwego wieku dożywają - zob. Teoria hormezy radiacyjnej).
6.      Żużel dowolnego pochodzenia - w każdej tonie węgla znajduje się 0,5 kg uranu, zatem pojawi się on we wszelkich produktach jego spalania, zarówno w dymie, jak i w popiele, żużlu itp.
7.      Popiół z drewna zawiera radioaktywny potas-40, występujący wraz z innymi izotopami potasu we wszystkich organizmach, zwł. w roślinach pobierających go z gleby wraz z substancjami odżywczymi - po spaleniu drewna procentowa zawartość związków potasu (węglan, azotan) w danej objętości popiołu zwiększa się, stąd łatwiej jest zmierzyć emisję popiołu niż drewna.

8.      Związki chemiczne zawierające potas - np. nadmanganian KMnO4, jodek KI, dwuchromian K2Cr2O7, czy wspomniane przeze mnie wcześniej preparaty uzupełniające niedobory potasu.
9.      Wyroby ze szkła kryształowego - zawierają głównie tlenki ołowiu (minia, glejta), ale także sole potasu (azotan, węglan), ułatwiające jego wytop i obróbkę - stąd słaba emisja beta możliwa do wykrycia czułymi radiometrami.

10.  Kineskopy (nawet wyłączone) - patrz „szkło kryształowe”.
11.  Pracujące telewizory i monitory kineskopowe - od strony ekranu, gdzie jest najgrubsze szkło, promieniowanie nie przekracza wartości mierzonej przy wyłączonym urządzeniu (słaba emisja beta, patrz „szkło kryształowe”), natomiast z tyłu lampy katodowej, jaką jest kineskop, występuje promieniowanie rentgenowskie. Dlatego kiepskim pomysłem jest ustawianie monitorów w biurach „plecami” do siebie, należy też uważać przy naprawach i regulacjach pracujących odbiorników telewizyjnych (obecnie problem ma znaczenie historyczne z racji inwazji ekranów LCD).
12.  Obiektywy i inne soczewki ze szkła lantanowego, np. Tessar - dodatek lantanu poprawiał właściwości optyczne szkła, aczkolwiek kolorowe zdjęcia wychodziły lekko przyżółcone (promieniowanie oddziałuje na materiały fotograficzne i ta właściwość przyczyniła się do odkrycia zjawiska promieniotwórczości przez H. Becquerela i M. Skłodowską-Curie).


13.  Wyroby ze szkła uranowego - popularne w XIX w. i dwudziestoleciu międzywojennym (m.in. huta „Niemen”) jasnozielone ozdobne szkło, fluoryzujące w świetle UV, barwione było dwutlenkiem uranu, którego zastosowanie stopniowo ograniczano wraz z rozpowszechnieniem w społeczeństwie obaw przed promieniowaniem (im starsza produkcja, tym większe stężenie UO2, obecnie produkowane ma śladową zawartość związków uranu). Szkło uranowe wykazuje słabą emisję gamma, trudną do wykrycia mniej czułymi dozymetrami. W podobny sposób barwiono ceramikę, ale oprócz zieleni uzyskiwano także kolor... żółty oraz pomarańczowy.




14.  Powietrze w niewietrzonych piwnicach (radon) - powstaje w wyniku rozpadu promieniotwórczego radu i innych pierwiastków w skorupie ziemskiej, po czym przenika do piwnic przez spękania tynku, radon jest cięższy od powietrza, zatem gromadzi się w najniższej części budynku, ulega rozpadowi alfa, który trudno wykryć typowymi dozymetrami.
15.  Płytki podłogowe wykonane z substancji mineralnych - patrz „granit”
16.  Bloki z „wielkiej płyty”wykonywanej z żużla - patrz „żużel”.
17.  Przelot samolotem, czy nawet wycieczka w góry, zwiększa otrzymywaną przez nas dawkę różnego rodzaju promieniowania atakującego nas z kosmosu (np. UV), w tym także jonizującego (gamma i kosmicznego).

18.  Diagnostyka medyczna, jedno z poważniejszych źródeł dawki pochłanianej przez ludzi podczas całego życia - zsumujcie sobie wszystkie prześwietlenia skręconych kostek, wybitych palców, zębów, płuc, tomografie komputerowe itp. (tabelę dawek podam w osobnym poście) - w przybliżeniu 1/3 dawki pochłanianej przez człowieka w ciągu roku pochodzi od zdjęć RTG, tomografii itp. Porównanie dawek pochłoniętych podczas diagnostyki medycznej i ze środowiska naturalnego

19.  Papierosy - w dymie i popiele zawarty jest polon-210, nie dość, że promieniotwórczy, to jeszcze szkodliwy jako pierwiastek (tak samo jak pluton, metal ciężki, bardziej trujący niż ołów i rtęć). Pomijam oczywiście cały arsenał innych słodkości, którymi trują się palacze, ale to nie jest blog o chemii organicznej i toksykologii ;)

20.  Przemysł jądrowy - przy prawidłowej eksploatacji i braku awarii narażeni są jedynie niektórzy pracownicy, a mianowicie ci, którzy mają bezpośredni kontakt z materiałami radioaktywnymi, choć dzięki różnego rodzaju zabezpieczeniom i procedurom wszelkie dawki są ograniczane do minimum. Zwiedzałem reaktor doświadczalny „Maria” w Narodowym Centrum Badań Jądrowych w Świerku - przed śluzą prowadzącą na halę reaktora promieniowanie nie przekraczało normalnego poziomu tła (0,010 mR/h). Po wejściu na halę podskoczyło do 0,048 mR/h, gdy zbliżyłem się do reaktora, dozymetr ANRI „Sosna” pokazał 0,116 mR/h, natomiast na szczycie jego obudowy zmierzyłem „aż” 28 mR/h. Było to 2800 razy więcej niż normalny poziom tła, ale 14285 mniej, niż wynosi dawka śmiertelna (400 R = 4 Sv). Policzcie sami, ile godzin bym musiał przebywać na tym reaktorze, aby dostać objawów choroby popromiennej? A od rdzenia oddzielało mnie tylko 7 m wody i wziernik z ołowiowego szkła.

Trochę się tego zebrało, prawda? Ale nie wyrzucajcie kryształowych cukiernic, uranowych karafek ani zegarków po dziadku, nie rezygnujcie ze zdjęć rentgenowskich ani przelotów samolotami. A nawet zalecam wizytę w NCBJ w Świerku z dozymetrem w kieszeni :) Niewielkie dawki promieniowania, dodatkowo rozłożone w czasie, nie są szkodliwe dla zdrowia, a wręcz ułatwiają samonaprawę uszkodzonych łańcuchów DNA (teoria hormezy radiacyjnej). Jest tylko jedno zastrzeżenie - o ile radionuklidy nie dostaną się do organizmu, gdyż wtedy mogą poczynić poważniejsze szkody, bombardując komórki bezpośrednio - dlatego namawiam do rzucenia palenia :)

4 komentarze:

  1. Witam, proszę o rozjaśnienie dla amatora:
    W linkowanej stronie ( http://www.paranormalne.pl/topic/27061-dawki-promieniowania-kompendium/ ) widzę normalną dawkę dzienną na poziomie 10 mikrosiwertów. Natomiast powyżej w pkt. 20 podczas opisu pobytu w elektrowni jądrowej:
    normalny poziom tła to 0,01 mR/h, czyli 0,24 mR/ dobę. Potem czytam, że 400R = 4 Sv, czyli 1 Sv = 100R, zatem 0,24 mR muszę podzielić przez 100, żeby wyjść na siwerty. Tak więc wychodzi 0,002400 Sv, czyli 2400 mikrosiwertów. Proszę o rozjaśnienie sprawy. Pozdrawiam. Przemo.

    OdpowiedzUsuń
  2. Przede wszystkim, między mikrosiwertem a milirentgenem jest różnica x10 z racji innych przedrostków (mili to jedna tysięczna, mikro to jedna milionowa), zatem mój czujnik do projektu Radioactive@home pokazuje 0,12µSv/h, zaś stare ruskie dozymetry Polaron czy Sosna - 0,012mR/h (chyba że pod ziemią to czasem dochodzą do 0,024). Co do przeliczania siwertów na rentgeny, gdzieś czytałem, że nie jest to dokładny przelicznik 1:100 tylko bardziej 1:114. Resztę rozkminię po południu :) Pozdrawiam!

    OdpowiedzUsuń
  3. To znaczy, że telewizory LCD nie emitują promieniowania nawet z tyłu ekranu?

    OdpowiedzUsuń
    Odpowiedzi
    1. Kineskop szklany miał pokryty "wewnętrzny przód" luminoforem który świecił dzięki padającym elektronom wyrzucanym z lampy elektronowej na końcu kineskopu.
      Pierwsze LCD miały podświetlanie z lamp jarzeniowych (świecił gaz i ścianki rury lampy) po bokach ekranu, świeciły (słabo- dlatego podświetlenie) na kolorowo diody z półprzewodnika -krzem.
      Monitory LED to samo co LCD tylko podświetlanie diod kolorowych jest przez diody białe za nimi.
      Jakie jest promieniowanie radiacyjne elementów monitorów LCD LED? Zmierz.
      karwan

      Usuń

Jeśli znajdziesz błąd lub chcesz podzielić się opinią, zapraszam!