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. 

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 (duże zegary lotnicze do 5-6 mR/h, mniejsze i kompasy Adrianowa 1-2 mR/h, zegarki na rękę do 0,1 mR/h emisji gamma):

2.      Czujki dymu (czujniki izotopowe / jonizacyjne), do niedawna miały źródełko z amerykiem Am-241 (0,9 µCi, czyli 33 kBq, później 17 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, emisja alfa z racji niewielkiej przenikliwości jest niemożliwa do zmierzenia bez demontażu komory pomiarowej, czego nie polecam!.

 3.  Elektrody do spawania metodą TIG typu WT-20 (oznaczenie 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 tych cienkich „świeci” jak jedna fi 3 mm. Większą emisję wykazywały niedostępne już WT-40, zawierające 4% Th-232

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 obiekty z granitu, w tym kostka brukowa, nagrobki, głazy narzutowe itp., które promieniują dzięki śladowej zawartości naturalnego uranu - stąd w regionach, gdzie podłoże skalne złożone jest z granitu, promieniowanie tła naturalnego jest znacznie podwyższone, choć nie ma to negatywnego wpływu na zdrowie mieszkających tam ludzi, wręcz przeciwnie, odznaczają się długowiecznością (por. Teoria hormezy radiacyjnej).

6.    Żużel dowolnego pochodzenia - w każdym kilogramie  węgla znajduje się 0,1-8,5 mg uranu i 0,1-14,9 mg toru [LINK], zatem pojawi się on we wszelkich produktach jego spalania, zarówno w dymie, jak i w pozostałościach stałych (popiół, żużel). Chcecie się przekonać, weźcie dozymetr w okolice składowisk popiołów z ciepłowni lub elektrowni - poniżej pomiar na warszawskich Siekierkach:

7.    Popiół z drewna zawiera radioaktywny potas-40, występujący wraz z innymi izotopami potasu we wszystkich organizmach, zwłaszcza 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, azotan KNO3, czy wspomniane przeze mnie wcześniej preparaty uzupełniające niedobory potasu albo sól dietetyczna bezsodowa (z chlorkiem potasu).

9.  Wyroby ze szkła kryształowego (ołowiowego) - 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.  Lotnicze czujniki oblodzenia w samolotach i śmigłowcach, zawierające stront-90 - czujniki te działały na zasadzie osłabiania promieniowania beta przez narastającą warstwę lodu, aktywność Sr-90 była dość duża, można sprawdzić na muzealnych obiektach:

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). Innym źródłem radiacji były niektóre typy lamp elektronowych, np. lampa prostownicza w telewizorach Rubin, działająca jak lampa rentgenowska:

Odbiornik Rubin 714p, fot. Grażyna Rutowska, zbiory NAC.

 12.  Obiektywy i inne soczewki ze szkła z dodatkiem toru-232, który poprawiał właściwości optyczne szkła. Można je rozpoznać po żółtawym kolorze szkła, zanikającym od długotrwałej ekspozycji na światło słoneczne. Wbrew pozorom nie jest to domena obiektywów radzieckich, a... japońskich i częściowo też niemieckich, jak choćby poniższy Biometar 2,8/80.

13.  Wyroby ze szkła uranowego - popularne w XIX w. i dwudziestoleciu międzywojennym jasnozielone szkło ozdobne fluoryzujące w świetle UV, barwione było dwutlenkiem uranu, zanim odkryto jego promieniotwórcze właściwości. Później zawartość uranu ograniczano, gdyż był najpierw potrzebny do uzyskiwania radu, a później jako paliwo jądrowe. Szkło uranowe wykazuje słabą emisję gamma, trudną do wykrycia mniej czułymi dozymetrami. 

14. Solami uranu barwiono też ceramikę, uzyskując barwę żółtą, pomarańczową, zieloną i czarną. Stosowano ją zarówno na naczyniach czy ozdobach, ja i na porcelanie elektrotechnicznej. Uzyskiwana moc dawki jest znacznie wyższa niż w przypadku szkła uranowego, choć jest o głównie miękkie promieniowanie gamma, łatwe do wyekranowania.

15. Powietrze w niewietrzonych piwnicach, kopalniach i ogólnie w budynkach na terenach o zwiększonej zawartości uranu w glebie zawiera radon, który powstaje w wyniku rozpadu pierwiastków z uranowo-radowego szeregu promieniotwórczego, po czym przenika do piwnic przez spękania fundamentów itp. Radon jest cięższy od powietrza, zatem gromadzi się w najniższej części budynku, ale jest zasysany na wyższe kondygnacje przez efekt kominowy. Radon ulega rozpadowi alfa, a jego stężenie jest na tyle niewielkie, że trudno je zmierzyć typowymi dozymetrami. Do pomiaru radonu używa się zwykle detektorów pasywnych lub aktywnych (Correntium Home, Wave).

    16. Źródła światła wykorzystujące tryt (superciężki wodór, H-3), które zastąpiły stosowane kiedyś farby radowe. Są to używane w zegarkach, celownikach broni palnej czy modnych ostatnio breloczkach:

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). Dodatkowo w górach dochodzi wpływ podłoża skalnego, np. granitu w Tatrach Wysokich.

18.  Diagnostyka medyczna, jedno z ważniejszych źródeł łącznej dawki pochłanianej przez ludzi podczas całego życia i najważniejsze ze źródeł sztucznych - zsumujcie sobie wszystkie prześwietlenia skręconych kostek, wybitych palców, złamanych rąk, kontrolne zdjęcia płuc czy kręgosłupa, tomografie komputerowe itp. (szczegółowe omówienie dawek - TUTAJ).

https://docplayer.pl/8461021-Pierwiastki-promieniotworcze-w-srodowisku.html

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 [LINK]

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.

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0265931X16300388

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 szczerze namawiam do rzucenia palenia. W dymie tytoniowym, oprócz polonu-210, którym otruto Litwinienkę, znajduje się też wiele innych wyjątkowo szkodliwych substancji chemicznych, jak choćby, cyjanowodór, czyli... Cyklon B.