Referat Radiatiile Nucleare

Mai jos puteti citi fragmente din Referat Radiatiile Nucleare si de asemenea puteti face Download Referat Radiatiile nucleare

Citeste fragmente din Referat Radiatiile Nucleare

Scurt Istoric Henri Antoine Becqurel, savant fizician francez, s-a nascut in anul 1852, intr-o familie de fizicieni cunoscuti. Preocupat foarte mult de probleme de fizica, in special de problema fluorescentei, Becquerel a acordat un deosebit interes descoperirii de catre Roentgen a radiatiilor X, fapt care l-a condus in cele din urma la descoperirea fenomenului radioactivitatii. Importanta acestei descoperiri este relevata de cuvintele marelui savant Albert Einstein : “Fenomenul radioactivitatii este forta cea mai revolutionara a progresului tehnic, de la descoperirea focului de catre omul preistoric si pana astazi”. Descoperirea radioactivitatii Becquerel, in timpul cercetarilor sale gaseste niste probe de mineral fluorescent(pehblenda) asezat pe placi fotografice, dar care nu fusesera expuse inca la soare. Din curiozitate , el cere ca acestea sa fie developate si descopera ca mineralul innegrise si de data aceasta placa fotografica. Deci , pehblenda emitea radiatii fara ca ea sa fie expusa la lumina soarelui. Repetand experienta, faptul s-a confirmat : pehblenda emitea in mod natural radiatii invizbile, care impresioneaza placa fotografica intocmai ca radiatiile X ; cercetarile ulterioare au arata insa ca ele erau de alta natura, provenind chiar din nucleele unor atomi ai minereului. Becquerel descoperise radioactivitatea. Aceasta descoperire, datorita unei intamplari s-a dovedit mai tarziu a avea o importanta covarsitoare, constituind punctul de plecare pentru o serie de cercetari teoretice si realizari practice care au dus la rezolvarea importantei probleme a eliberarii energiei enorme continute in nucleele atomilor. Pehblenda fiind un material constituit dintr-un amestec complex de saruri, se punea problema separarii elementului radioactiv. Curand dupa descoperirea lui Becqurel, doi chimisti francezi, Marie si Pierre Curie, au meritul de a fi separat pentru prima data componentii determinanti ai radioactivitatii pehblendei. Studiind impreuna obtinerea de uraniu pur din minereuri, sotii Curie descopera doua noi elemente radioactive, si anume poloniul si radiul. Au urmat patru ani de munca intensa, in conditii improprii si daunatoare sanatatii lor, in urma carora, prelucrand tone de minereu au obtinut primul decigarm de radiu pur. In anul 1903 li s-a decernat sotilor Curie premiul Nobel pentru fzica. Sotii Curie precum si fizicianul Ernest Rutheford si francezul Paul-Ulrich Willard au analizat mai profound natura acestor radiatii si au ajuns la rezultate foarte interesante, care au reprezentat un pas enorm in lupta pentru cunoasterea constitutiei atomului. Marie si Pierre Curie sunt un exemplu de oameni de stiinta care cu abnegatie au pus toata stiinta si munca lor in slujba progresului omenirii. Perfect constient de pericolul ce l-ar fi reprezentat folosirea radioactivitatii in detrimentul comunitatii, Pierre Curie socotea cu optimism ca : “Noile descoperiri vor aduce omenirii mai mult bine decat rau”, fiind ferm convins ca aceasta nu depinde decat de oameni si de modul in care vor fi utilizate toate aceste descoperiri. Experienta facuta de Rutheford prin care obtinuse prima transmutatie artificiala a fost atat de senzationala incat multi fizicieni din toate tarile s-au preocupat de aceasta problema, folosind particulele alfa ca proiectile, cu care bombardau atomii diverselor elemente chimice. Urmarind mai departe aceste experiente, doi fizicieni francezi, Frederic Joliot-Curie si sotia sa Irene studiau efectul particulelor alfa emise de poloniul radioactiv asupra unor elemente chimice. Ei pastrau intr-un vas de aluminiu, sarea de poloniu pe care o foloseau. Se stie ca aluminiul retine cu usurinta particulele alfa, totusi au observat ca in afara vasului existau radiatii care influentau aparatele de masura pe care le foloseau. Analizand radiatiile acestea, sotii Joliot-Curie au constatat ca ele sunt compuse din neutroni si pozitroni(electroni pozitivi). In cazul in care din cutia de aluminiu se scotea sarea de poloniu, desi sursa de radiatii alfa, emisia de neutroni inceta, cutia de aluminiu emitea in continuare pozitroni. Studierea fenomenului a aratat ca prin bombardarea nucleului de aluminiu cu particule alfa, acesta absoarbe doi protoni si doi neutroni, un neutron fiind expulzat. Se formeaza un nucleu al carui element care are deci doi protoni si un neutron mai mult decat cel al aluminiului : un nucleu de fosfor cu masa 30 si sarcina 15. Energia acestui nucleu fiind prea mare, el este instabil si emite particule pozitive, trecand cu timpul in elementul siliciu radioactiv cu masa 30 si sarcina 14. Dupa obtinerea de catre Joliot-Curie a primului element radioactiv artificial, siliciul 30, ceea ce a constituit descoperirea radioactivitatii artificiale, a urmat prepararea de catre diversi cercetatori a unei serii intregi de radioizotopi artificiali, astazi fiind cunoscuti radioizotopi aproape ai tuturor elementelor chimice. O particularitate a nucleelor unor izotopi radioactivi artificiali o constituie un fenomen care a parut curios la inceput. In loc sa se observe o emisie gama la unele nuclee cu exces de energie, se observa o emisie de electroni insotita de o radiatie roentgen. Fenomenul a fost cercetat si explicat prin aceea ca, la unele nuclee mai grele ce se formeaza, energia excedentara, in loc sa fie emisa ca radiatii gama, este transmisa unui electron din primul strat, ce este proiectat in afara atomului. In urma acestui fapt, straturile de electroni se rearanjeaza, dand nastere radiatiei roengen. Fenomenul este cunoscut su denumirea de conversie interna. Radioactivitatea naturala Asa cum s-a aratat, procesul de dezintegrare radioactiva a fost pus in evidenta mai intai la elementele naturale radioactive. Radioactivitatea naturala a fost definitiv stabilita la toate elementele care au Z>83. Acestea apartin unei serii de elemente radioactive care formeaza o familie radioactiva. Una dintre aceste serii este aceea a uraniului in care capul seriei este 238U. O alta serie radioactiva naturala este aceea a toriului, care are capul sriei 238Th(1.39*1010ani) si este cunoscuta ca satisfacand o relatie de tip 4n. Produsul final satbil este 208Pb. O a-3-a serie are ca element initial parinte 238U(7.1*108ani)si, dupa o serie de transmutatii successive ca in cazurile precedente, se determina cu izotopul stabil al plumbului 207Pb. Aceasta serie satiface relatia 4n+3. In cadrul celor trei serii radioactive exista asemanari interesante. Fiecare are cate un descendent, gazul radioactiv(emanatia) :radon, thoron,actinon. Descendentii gazosi radioactivi au permis stabilirea celorlalti membrii ai seriei. O data cu perfectionarea mijloacelor de detectie a radiatiilor, s-au gasit si alte radioactivitati naturale, fara sa mai apara insa ultimele serii ca in cazurile anterioare. In ultima alternativa, elementele radioactive naturale formeaza o singura transmutatie prin care izotopul radioactiv se dezactiveaza la un nucleu instabil. Printre izotopii radioactivi ai elementelor care se gasesc in natura amintim : 40K(0.012% ; 1.2*109, beta ; CE) 87Rb(27.8%; 6.2*1010ani; beta) 147Sm(15.1%; 1.3*1011ani;alfa) 115In(95.8%; 6.0*1014ani; beta) 190Pt(0.012% ;1012ani; alfa) In paranteza s-a notat abundenta in %(continutul de izotop in element al sau), timpul si emisia(captura electronica,K). Numarul elementelor radioactive naturale este mult mai mare, insa descoperirea lor este lenta datorita aparaturii de detectie cu capacitati reduse. Radioactivitatea artificiala Pana in 1934 numai elementele radioactive naturale erau cunoscute, insa in anul 1934, Irene si Frederic Joliot au aratat ca aluminiul si magneziul pot deveni radioactive daca sunt bombardate cu particule alfa de la poloniu. Dupa aceasta descoperire, a radioactivitatii induse pe o cale artificiala, s-a pus problema utilizarii unor resurse de particule alfa mai energice tinand seama de bariera de potential a nucleelor. Astfel s-au construit acceleratoarele. Dupa descoperirea neutronului, s-a stabilit eficacitatea deosebita a acestuia(in special a neutronului lent) de a produce izotopi radioactivi, respectiv radioactiviatatea artificiala. Neutronul prezinta avantajul ca nu are sarcina, deci poate sa patrunda cu usurinta in nucleul tinta. O data cu folosirea surselor de neutroni ca particule bombardante, numarul izotopilor radioactivi obtinuti pe cale artificiala a crescut enorm(la 36) Actualmente, radioactivaitatea artificiala, respectiv izotopii radioactivi sunt produsi prin bombardarea cu particule cu sarcina, obtinute cu ajutorul acceleratoarelor la energii convenabile, sau cu neutroni, de cele mai multe ori in reactorul nuclear. Acesta din urma este sursa principala de izotopi radioactivi. I ambele cazuri, izotopul radioactiv este produs printr-o reactie nucleara. Radiaţia artificiala este folosita in multe ramuri ale activităţii omeneşti. De exemplu, în industrie este folosita pentru controlul proceselor şi a calităţii produselor, iar in scop de studiu, este folosita in institute de cercetare şi învăţământ superior. Dezintegrarea nucleelor Dupa ce Becquerel face observatia ca sarurile de uraniu emit o radiatie invizibila care trece prin hartie, lemn, sticla etc., iar mai apoi innegreste hartia fotografica, urmeaza descoperirea radioactivitatii, sotii Curie observand o comportare similara la saruri ale toriului. Ei separa radiul din U3O8. Proprietatile radiatiilor emise sunt studiate de Rutheford, Curie, Bragg, iar mai tarziu, prin separari chimice, se stabileste si comportarea izotopilor rezultati. Astfel s-a ajuns la definitivarea unei teorii privind radioactivitatea unor izotopi ai uraniului si toriului, ai descendentilor acestora, care de asemenea sunt produse radioactive, adica emit si ele radiatii, fie ele de natura corpusculara(alfa, beta), fie de natura electromagnetica(gama). Totodata Soddy emite legea de deplasare prin care se prevede descendentul rezultat in urma emisiei unei radiatii nucleare. Studiile respective au relevat ca radiatia emisa are ca origine nucleul atomului si ca in urma dezactivarii, nucleul isi schimba continutul energetic trecand de pe un nivel energetic superior pe altul inferior. Ca o concluzie a celor enuntate se poate spune ca, prin dezintegrare, nucleul initila va trece in alt nucleu(adica emite radiatii corpusculare) sau daca trece in izometrul sau se va afla pe un nivel energetic inferior. Procesul prin care se face aceasta dezactivare se numeste dezintegrare radioactiva, radioactivitatea fiind proprietatea unor nuclee de a emite radiatii nucleare. Felul in care are loc acesta dezintegrare variaza de la un izotop la altul. Astfel s-a observat ca unii izotopi proaspat separati pe cale chimica se dezintegreaza foarte repede(234Pa), iar dupa cca. 10 minute nu se mai poate decela radioactivitate, in timp ce 238U, cu o viteza de dezintegrare mult mai mica, practic isi mentine greutatea. Studierea fenomenului in sine a dus la concluzia ca procesul de dezintegrare se supune calculului probabilitatilor. Fiecare nucleu are o viata a sa si deci o probabilitate de a se dezintegra. Aceasta probabilitate nu depinde de modul in care a aparut nucleul si nici nu poate fi influentata in prezent de orice mijloc s-ar folosi(presiune, temperatura, reactiv chimic etc). Singurul factor care-l influenteaza este timpul. Se poate astfel atribui o constanta de dezintegrare care indica numarul de nuclee dezintegrate in unitatea de timp. Istoria consumului de energie Unica sursa de energie care a alimentat civilizatia noastra pana in acest secol a fost energia solara , inmagazinata sub forma de energie chimica , prin procesul de fotosinteza , in surse regenerative (lemnul, apele , vintul) sau in combustibili fosili (carbune , petrol , gaze) a caror constanta de formare este de ordinul milioanelor de ani. Am putea spune , fara sa gresim prea mult , ca , sub aspect energetic am fost “sclavii Soarelui” si nu este de mirare ca popoarele din antichitate au facut din Soare unul dintre principalii zei ai religiilor primitive .  Una dintre problemele principale, de a carei solutionare depinde dezvoltarea civilizatiei noastre , problema care a revenit pe I plan al preocuparilor din ultimii ani , este asigurarea cu energia necesara dezvoltarii activitatilor de baza care conditioneaza evolutia progresiva a nivelului de trai al populatiei globului terestru. Cntitatea de energie consumata de omenire a crescut , din epoca primitiva pana acum , de 2,5 milioane de ori .Este evident ca o astfel de crestere , nu poate fi nu poate sa nu conduca la o problema a energiei necesare pentru dezvoltarea viitoare a omeniri . Inceputul erei atomice Dupa cum am spus pana nu demult am fost “sclavii soarelui” ,dar primul pas catre dezrobirea fost facut de fizicianul Becqerel pe 26 feb. 1898 cand acesta a lasat cateva placi fotografice ferite de lumina , in apropierea unui minereu de uraniu . developandu-le le descopera innegrite, ca si cand ar fi fost expuse la lumina De aici, el a tras concluzia ca minereul de uraniu emite radiatii necunoscute. De aceea fizicienii francezi Marie Curie si Pierre Curie si-au dedicat multi ani cercetarii radiatiilor radioactive . Impreuna, acesti 3 cercetatori au primit premiul Nobel pentru fizica in 1903. Identificarea si cercetarea acestor radiatii incepe sa-i pasioneze pe cercetatori. Asa ca la inceputul secolului nostru Ruthefort si elevii lui , Chadwick, Cockfroft si Walton au investigat proprietatile nucleelor cu ajutorul unor particule accelerate artificial la energii cinetice mai mari decat cele ale radiatiilor, emise de substante radioactive.  Fuziunea sta la baza obtinerii energiei nucleare. Acest proces consta in absorbirea unui neutron de catre un nucleu atomic de dimensiuni mari cum este cel de uraniu, care va deveni astfel instabil. El se va sparge in mai multe fragmente, cu degajare mare de energie termica, ceea ce accelareza puternic fragmentele rezultate, care ating viteze foarte mari. Datorita vitezei lor mari, aceste fragmente, in urma fisiunii pot patrunde, la randul lor in alti atomi, unde provoaca alte fisiuni. ă Fisiunea se face prin absorţia unui neutron de un nucleu greu de uraniu 235, în urma reacţiei rezultând cesiu 140, rubidiu 93, 3 neutroni şi 200 MeV sau 7.7x10-12 calorii. În cadrul unei reacţii de fisiune nucleară este eliberată o cantitate de energie de 10 milioane de ori mai mare decât în cazul unei reacţii chimice obişnuite. Energia eliberată de cantitatea de 1 Kg de uraniu 235 este de 18.7 milioane Kwh de căldură. Neutronii eliberaţi în urma reacţiei reacţionează cu alte nuclee de uraniu, în urma reacţiei neutronii înmulţindu-se. În urma acestui proces se formează o reacţie susţinută sau o reacţie în lanţ care duce la o eliberarea continuă de energie. În mod natural uraniul conţine 0,71 % uraniu 235, restul fiind uraniu 238. O masă de uraniu natural, oricât de mare, nu poate susţine o reacţie în lanţ din cauza faptului că numai uraniul 235 froduce uşor fisiunea. Probabilitatea ca un neutron cu o energie de aproximativ 1 MeV să producă fisiune este scăzută, dar probabilitatea poate fi crescută de sute de ori când neutronul este încetinit printr-o serie de coliziuni elastice cu nuclee uşoare ca hidrogen deuteriu sau carbon. În decembrie 1942 fizicianul italian Enrico Fermi a reuşit să producă prima reacţie nucleară în lanţ la Universitatea din Chicago. Acest lucru a fost reuşit printr-o combinaţie de uraniu natural şi grafit natural, acesta având rolul de a încetini neutronii. Energia nucleară se poate obţine prin fuziunea a doi nuclei uşori în unul mai greu. Energia dată de stele şi de soare provine din reacţii nucleare de fuziune din interiorul lor. În prezenţa unei presiuni enorme şi a unei temperaturi de peste 15 milioane ° C ce este în stele, nucleul de hidrogen se combină ca în ecuaţia de mai jos, dând naştere la majoritatea energiei degajată de soare. Fuziunea Nucleară Fuziunea nucleară a fost realizată pentru prima dată prin anii 1930 prin bombardarea unei ţinte contţinând deuteriu, izotopul hidrogenului cu masa 2, cu deuteroni într-un ciclotron. Pentru a ccelera raza de deuteroni este necesară folosirea unei imense cantităţi de energie, marea majoritate transformându-se în căldură. Din această cauză fuziunea nu este o cale eficientă de a produce energie. În anii 1950 prima demonstraţie la scară largă a eliberării unei cantităţi mari de energie în urma fiziunii, necontrolată a fost făcută cu ajutorul armelor termonucleare în SUA, URSS, Marea Britanie şi Franţa. Această experienţă a fost foarte scurtă şi nu aputut fi folosită la producerea de energie electrică. În cadrul fisiunii, neutronul, care nu are sarcină electrică poate interacţiona uşor cu nucleul, în cazul fuziunii, nucleele au amândouă sarcină pozitivă şi în mod natural nu pot interacţiona pentru că se resping conform legii lui Coulomb, lucru care trebuie contacarat. Acest lucru se poate face când temperatura gazului este suficient de mare 50-100 milioane ° C. Într-un gaz de hidrogen greu izotopii deuteriu şi tritiu la aşa temperaturi are loc fuziunea nucleară, eliberându-se aproximativ 17,6 MeV pe element de fuziune. Energia apare la început ca energie cinetică a lui heliu 4, dar este transformată repede în căldură. Dacă densitatea de gaz este sufucientă, la aceste temperaturi trebuie să fie de 10-5 atm, aproape vid, energia nucleului de heliu 4 poate fi transferată gazului de hidrogen, menţinându-se temperatura înaltă şi realizându-se o reacţie în lanţ. Problema de bază în atingerea fuziunii nucleare este căldura gazului şi existenţa unei cantităţi suficiente de nuclee pentru un timp îndelungat pentru a permite eliberarea unei energii suficiente pentru a încălzi gazul. O altă problemă este captarea energiei şi convertirea în energie electrică. La o temperatură de 100.000 ° C toţi atomii de hidrogen sunt ionizaţi, gazul fiind compus din nuclee încărcate pozitiv şi electroni liberi încărcaţi negativ, stare numită plasmă. Plasma caldă pentru fuziune nu se poate obţine din materiale obişnuite. Plasma s-ar răci foarte repede, şi pereţii vasului ar fi distruşi de căldură. Dar plasma poate fi controlată cu ajotorul magneţiilor urmând liniile de câmp magnetic stând departe de pereţi. În 1980 a fost realizat un astfel de dispozitiv, în timpul fuziunii temperatura fiind de 3 ori mai mare ca a soarelui. O altă cale posibilă de urmat este de a produce fiziune din deuteriu şi tritiu pus într-o sferă mică de sticlă care să fie bombardată din mai multe locuri cu ul laser pulsând sau cu raze ionice grele. Acest procedeu produce o implozie a sferei de sticlă, păroducăndu-se o reacţie termonucleară care aprinde carburantul. Progresul în fuziunea nucleară este promiţător dar înfăptuirea de sisteme practice de creare stabile de reactie de fuziune care să producă mai multă energie decât consumă va mai lua ceva decenii pentru realizare. Activitatea de experimentare este scumpă. Totuşi unele progrese sau obţinut în 1991 când o cantitate importantă de energie (1,7 milioane W) a fost produsă cu ajutorul reacţie de fuziune controlată în Laboratoarele JET din Finlanda. În 1993 cercetătorii de la Universitatea din Princeton au obţinut 5.6 milioane W. În ambele cazuri s-a consumat mai multă energie decât s-a creat. Dacă reacţia de feziune devine practică oferă o serie de avantaje: o sursă de deuteriu aproape infinită din oceane, imposibilitatea de a produce accidente din cauza cantităţii mici de carburant, reziduriile nucleare sunt mai puţin radioactive şi mai simplu de manipulat. Reactorul Nuclear Transmutatiile radioactive naturale precum si reactii nucleare produse artificial, prin reactii de fisiune nucleara au ca rezultat, degajarea unor mari cantitati de energie pe unitatea de masa a substantei cu care reactioneaza. Posibilitatea utilizarii energiei nucleare s-a realizat o data cu descoperirea fisiunii nucleare si procedeul obtinerii reactiei in lant. Reactia nucleara continua si reglabila se realizeaza in reactori nucleari (pilele atomice). In reactoare se utilizeaza uraniu 23592U. Conditia necesara pentru decurgerea reactiei nucleare in lant este masa suficienta de uraniu din reactor. Neutronii care se formeaza in procesul reactiei nucleare, pot iesi prin suprafata uraniului afara si participa la dezvoltarea reactiei in lant. Pentru ca fractiunea de acesti neutroni sa fie mica, in comparatie cu volumul lui, trebuie ca masa uraniului din reactor sa fie suficient de mare si sa depaseasca o anumita masa critica. Pe de alta parte, pentru ca reactia sa nu decurga prea violent, trebuie reglat numarul de neutroni, nepermitandu-i s“ creasca prea mult. Aceasta se realizeaza printr-o absorbtie a neutronilor termici excedentari cu ajutorul unor elemente ca borul (B) si cadmiul (Cd). Un reactor nuclear este alcatuit din: - spatiul in care sunt asezate blocurile de uraniu (23592U) si de moderatori (de obicei, grafit) A; - reflectorul de neutroni care au parasit spatiul in care se desfasoar“ reactia B; - strat de protectie care protejeaza spatiul inconjurator de actiunea radiatiilor emise in timpul desfasurarii reactiei nucleare C; - bare de cadmiu (Cd) sau bor (B) D si E care sunt introduse in volumul A si incetinesc reactia de fisiune nucleara. Introducerea barelor se face in mod automat, imediat ce puterea reactiei nucleare depaseste o anumita limita. Apa este folosita pentru racirea blocurilor de uraniu, iar aburul rezultat din fierberea apei pune in miscare turbina unui generator electric care produce energie electrica. Aceasta ar fi un aspect al obtinerii energiei in reactoarele nucleare, dar cel mai trist aspect il constituie problema deseurilor nucleare radioactive si stocarea lor. Intrebuintari ale energiei nucleare In 1990 existau 435 de centrale nucleare operationale acoperind 1% din necesarul energetic mondial. Intr-un reactor nuclear se obtine caldura prin dezintegrarea atomilor radioactivi de uraniu-235. Aceasta este folosita pentru a produce abur care pune in miscare rotorul turbinelor, generand electricitate.U-235 este un izotop relativ rar al uraniului, reprezentand doar 7% din cantitatea totala de uraniu disponibil. Restul este izotopul U-238. Un izotop este o forma a unui element identica chimic cu alti izotopi, dar cu masa atomica diferita. La fel ca si combustibilii fosili, U-235 nu va dura o vesnicie. Exista un anumit tip de reactor, numit reactor de “crestere”, care transforma U-238 intr-un alt element radioactiv, plutoniu-239. Pu-239 poate fi utilizat pentru a genera caldura. Pana acum doar sase tari au construit astfel de centrale experimentale. Dintre acestea, reactorul nuclear Phenix are cel mai mare succes. Daca acest tip de reactoarear deveni uzuale, rezervele mondiale de uraniu ar ajunge mii de ani. Pro si contra energiei nucleare Energia nucleara prezinta numeroase avantaje. Este economica: o tona de U-235 produce mai multaa energie decat 12 milioane de barili de petrol. Eate curata in timpul folosirii si nu polueaza atmosfera. Din pacate exista si cateva dezavantaje. Centralele nucleare sunt foarte scumpe. Produc deseuri radioactive care trebuie sa fie depozitate sute de ani inainte de a deveni inofensive. Un accident nuclear, ca cel produs in1986 la centrala nucleara de la Cernobal, in Ucraina, poate polua zone intinse si poate produce imbolnavirea sau chiar moartea a sute de persoane. Cercetarile se indreapa catre descoperirea de noi surse inepuizabile de energie. Unele dintre ele sunt deja utilizate. Energia eoliana (a vantului) afost folosita de sute de ani la propulsia corabiilor si la actionarea morilor de vant. Turbinele eoliene moderne au fost construite sa poata genera electricitate. Doar in california se gasesc 15000 de asemenea turbine. Oamenii de stiinta din SUA au calculat ca intreaga cantitate de energie ar putea fi generata de vant. Energia solara este data de caldura soarelui. Captatoarele solare sub forma unor panouri pot acoperi necesarul energetic al unei case. Celulele de combustie, realizate din siliciu, sunt utilizate pentru producerea energiei in spatiul cosmic. Bomba atomica In anul 1945, principiul fisiunii nucleare a fost folosit si la un dispozitiv de o cu totul alta natura: bomba atomica. In acest caz, reactia de fisiune nu este incetinita; ea se amplifica si are loc cu degajare uriasa de energie. Potentialul acestei arme a fost constientizat atunci cand pe data de 6 august 1945, a fost lansata asupra Hiroshimei bomba atomica supranumita si “Little boy”. O gigantica sfera de foc a inceput sa se raspandeasca din punctul initial al exploziei. Intr-o clipa au fost ucisi 66 000 de oameni, iar alti 69 000 au fost raniti. Pe o zona cu o raza de un kilometru de la locul exploziei, distrugerea a fost totala, Tot ce putea arde pe o raza de mai putin de 2 kilometri, a ars. Suflul exploziei a facut pagube majore si la 3 kilometri de locul exploziei. Trei zile mai tarziu, pe 9 august 1945, deasupra orajului japonez Nagasaki a fost detonata o bomba cu plutoniu, supranumita “Fat guy). 39 000 de oameni au fost ucisi, iar alti 25 000 raniti. De atunci nu s-a mai folosit niciodata o bomba atomica inpotriva oamenilor. Vreme de decenii, radiaţiile ionizate au constituit doar o curiozitate de laborator, cunoscută numai câtorva iniţiaţi. Descoperirea radioactivităţii artificiale şi apoi aceea a fisiunii uraniuli, în deceniul al patrulea al acestui secol, au dat un puternic imbold cercetărilor de fizică nucleară. Pentru marele public, energia nucleară a ieşit însă din anonimat abia după aruncarea celor două bombe atomice în 1945 asupra Japoniei. Constuirea reactorilor nucleari şi posibilitatea de a utiliza aceste instalaţii pentru a produce energie electrică în cantitate mare, au transferat apoi problema cercetării radiaţiilor, şi odată cu aceasta şi problema protecţie contra radiaţiilor, în plin domeniu industria şi economic. Creşterea necontenită a numărului de reactori nucleari şi a puterii acestora necesită aplicarea unor măsuri de securitate pentru a evita eventualele accidente şi consecinţele lor ca de exemplu cel de la Windscale, Anglia în octombrie 1957 când au fost eliminate în mod accidental în atmosferă importante substanţe radioactive care au produs contaminarea solului, a producţiei agricole şi a apei potabile din întreaga regiune. Prin poluare, sau contaminare, radioactiva, se înţelege prezenţa nedorită sau accidentală, a materialelor radioactive, în interiorul sau la suprafaţa unor factori de mediu (cum sunt apa, aerul, alimentele) sau în organisme vii situaţie în care se depăşeşte conţinutul radioactiv natural propriu al produsului respectiv. Una din principalele surse de poluare radioactivă a globului pământesc îşi avea provenienţa în exploziile nucleare din atmosferă. Dacă la 16 iulie 1945 în deşertul Alamogordo, statul New Mexico a avut loc prima explozie experimentală a unei bombe atomice lucrurile nu s-au oprit aici şi la 6 august 1945 ora 8:15 la Hiroshima în Japonia explodează prima bombă aruncată asupra populaţiei, ca măsură militară de distrugere, pentru ca în 9 august 1945 să explodeze cea de-a doua bombă atomică la Nagasaki. În urma acestor două explozii bilanţul a fost: Hiroshima Nagasaki Morţi 78.150 23.753 Dispăruţi 13.983 2.924 Răniţi 37.425 23.345 Atinşi de arsuri 235.650 89.025 În 1956 existau în evidenţa spitalelor 6000 de bolnavi la Hiroshima şi 3000 de bolnavi la Nagasaki cu sechele după iradiere, care necesitau diferite tratamente, la momentul actual în lume existând aproximativ 300000 de persoane ca victime ale exploziilor nucleare. La 22 ianuarie 1954 marinarii vasului “Fukuriumarii no.5” au sesizat un fenomen neobişnuit, globul de foc al exploziei termonucleare de pe atolul Bikini. Drept urmare toţi membrii echipajului şi peştele prins au fost afectaţi de cenuşa radioactivă atât la suprafaţă cât şi în interiorul organismului. Altă urmare a acestei explozii a fost căderea ploilor radiactive în luna mai a aceluiaşi an, radioactivitatea menţinându-se la un nivel măsurabil până în septembrie1954. Imediat după 1954 L. Pauling a demonstrat că izotopul C14 apare în mod artificial cu o frecvenţă crescândă, depunându-se pe sol. Tot el a atras atenţia asupra prezenţei izotopului Sr90 în depunerile atmosferice de pe teritoriul S.U.A. Poluarea radioactivă a atras atenţia pentru prima oară în mod deosebit în anul 1965 la Salt Lake City în Statele Unite ale Americii, când nouă adolescenţi au fost internaţi în spital datorită unor noduli anormali ai glandei tiroide. Anchetarea cazurilor a condus la constatarea că aceşti copii, cu 15 ani în urmă (1950), au suferit consecinţele unor depuneri atmosferice radioactive provenite de la poligonul din Nevada, aceste depuneri conţinând izotopul I-131. Studii recente au arătat că datorită tuturor cauzelor de poluare radioactivă, doza de radiaţii pe cap de locuitor a crescut în ultimii 20 de ani de 5 până la 10 ori. Iradierea îndelungată, chiar cu doze mici, poate produce leucopenii, la malformaţii congenitale, pe când iradierea cu doze mari duce la accentuarea leucopeniei, la eriteme, la hemoragii interne, căderea părului, sterilitatea completă iar în cazurile extreme produce moartea. Printre principalele surse de poluare radioactivă se numără: Utilizarea practică în industrie, medicină, cercetare a diferitelor surse de radiaţii nucleare, care, ca materiale radioactive, se pot răspândi necontrolate în mediu Exploatări miniere radioactive, la extragere, prelucrare primară, transport şi depozitare, pot contamina aerul, prin gaze şi aerosoli, precum şi apa prin procesul de spălare Metalurgia uraniului sau a altor metale radioactive şi fabricarea combustibilului nuclear, care prin prelucrări mecanice, fizice, chimice, poate cuprinde în cadrul procesului tehnologic şi produşi reziduali gazoşi, lichizi sau soliziŞ stocarea, transportul eventual evacuarea lor pot determina contaminarea mediului Instalaţiile de rafinare şi de retratare a combustibilului nuclear Reactorii nucleari experimentali sau de cercetare, în care se pot produce industrial noi materiale radioactive Centralele nuclearoelectrice care poluează mai puţin în cursul exploatării lor corecte, dar mult mai accentuat în cazul unui accident nuclear Exploziile nucleare experimentale, efectuate îndeosebi în aer sau în apă şi subteran, pot contamina vecinătatea poligonului cât şi întregul glob, prin depunerea prafului şi aerosolilor radioactivi, generaţi de către ciuperca exploziei Accidentele în transportul aerian, maritim, feroviar sau rutier a celor mai felurite materiale radioactive. Principalele elemente ce contribuie la poluarea radioactivă sunt clasificate şi după gradul de radioactivitate după cum urmează: Grupa de radiotoxicitate foarte mare: 90Sr, 226Ra, 210Po, 239Pu Grupa de radiotoxicitate mare: 45Ca, 89Sr, 140Ba, 131I, U natural Grupa de radiotoxicitate medie: 24Na, 32P, 60Co, 82Br, 204 Tl, 22Na, 42K, 55Fe Grupa de radiotoxicitate mică: 3H, 14C, 51Cr, 201Tl Clasificarea efectelor biologice Efectele somatice bine conturate Precoce Eritem, leucopenie, epilaţie Întârziată Cancer de piele, osteosarcom Efectele somatice stochastice Precoce Tulburări neuro-vegetative Întârziată Leucemie, cancer tiroidian Efecte genetice Prima generaţie Malformaţii ereditare şi congenitale; reducerea natalităţii Generaţiile următoare Malformaţii recesive, diminuarea capacităţii imunobiologice Dublarea necesităţilor de energie electrică, la fiecare 12-13 ani, a făcut să crească brusc interesul pentru reactorii nucleari, impunând dezvoltarea centralelor nuclearoelectrice, creştere competitivităţii energiei electrice de origine nucleară şi ridicarea continuă a performanţelor atinse de reactorii acestor centrale, ca temperatura şi presiunea agentului transportor de căldură, a puterii instalate pe unitatea de masă a zonei active a reactorului. Însă fără măsuri de radioprotecţie corespunzătoare, reactorii nucleari pot produce şi: contaminarea parţială a mediului ambiant şi anume a atmosferei, prin produsele de fisiune volatile ca 131I, 133Xe a apei folosită ca agent de răcire a solului din vecinătatea care se contaminează cu produse de fisiune b) o mare cantitate de deşeuri radioactive, a căror evacuare pune probleme grele pentru a evita contaminarea mediului în care se face evacuarea. Această sursă de energie - energia nucleară – a fost adusă la cunoştinţă omenirii prin forţa distructivă şi va fi multă vreme privită cu teamă şi suspiciune, întâmpinând destule obstacole în drumul dezvoltării ei în scopuri paşnice. De aceea se impune familiarizarea maselor largi cu probleme nucleare, întrucât aplicaţiile paşnice ale energiei nucleare se dovedesc esenţiale pentru progresele şi evoluţia societăţii umane. Efectele biologice ale radiaţiilor - radioprotecţia „Fără radiaţii nu am fi fost şi nu am putea fi, dar cu prea multe radiaţii nu putem trăi” Activitatea vitală a tuturor sistemelor organizate biologic şi în special a omului, se desfăşoară într-un univers supus acţiunii unei multiple şi variate game de radiaţii, de la cele sesizabile direct cu simţurile noastre, până la cele sesizabile doar prin intermediul unei aparaturi, uneori foarte complicate. Mediul înconjurător conţine surse naturale de radiaţii, existente de miliarde de ani pe planeta Pământ încă de la formarea acestuia, însoţind apariţia şi evoluţia vieţuitoarelor, inclusiv a omului. Prin activitatea sa economică şi socială de-a lungul timpului, omul a modificat şi modifică sursele naturale de radiaţii, creând astfel o radioactivitate naturală suplimentară. Radiaţiile sunt de origine şi natură foarte variate, clasificându-le astfel: ( radiaţii electromagnetice, X sau ( de înaltă frecvenţă, având aceiaşi natură ca lumina ( radiaţii corpusculare încărcate electric: (, (, ioni acceleraţi ( radiaţii corpusculare neutre electric: neutroni. Radiaţiile nucleare pot acţiona asupra organismului în trei moduri: acţiune directă, acţiune indirectă şi acţiune la distanţă. Prin acţiune directă sunt lezate macromoleculele de mare importanţă, chiar vitală (proteine, acizi nucleici) care suferă transformări datorită ionizării sau excitării directe. Acţiunea indirectă este datorată elementelor care apar în urma proceselor radiochimice. Mediul principal în care se desfăşoară procesele biologice fiind apa, efectele apar datorită ionizării acesteia (apar ioni sau radicali) care acţionează ca agenţi oxidanţi şi reducători asupra unor componente esenţiale celulare, perturbând funcţionarea normală a acestora. Efectele biologice care apar în urma iradierii, sunt dependente de: doza de radiaţii şi debitul dozei. Efectele biologice ale radiaţiilor pot fi grupate astfel: ( Efecte somatice – care apar la nivelul celulelor somatice şi acţionează asupra fiziologiei individului expus, provocând distrugeri care duc fie la moartea rapidă, fie la reducerea semnificativă a speranţei medii de viaţă. Leziunile somatice apar în timpul vieţii individului iradiat şi pot fi imediate sau tardive – efectele somatice imediate sau pe termen scurt, se manifestă la câteva zile , săptămâni sau luni de la iradiere. Aceste efecte sunt de regulă nestochastice (nealeatorii) adică se produc la toţi indivizii expuşi la o doză superioară dozei de prag. Efectele somatice tardive sunt cele care apar după o perioadă mai lungă de timp, de ordinul anilor, numită perioadă de latenţă şi se manifestă în special sub formă de leucemie sau cancer. Aceste efecte sunt de natură stochastică (întâmplătoare) în sensul că este imposibil de evidenţiat o relaţie cauzală directă – probabilitatea producerii unui efect este proporţională cu doza de iradiere. ( Efecte genetice – care apar în celulele germinale sexuale din testicule sau ovare – aceste mutaţii letale sau subletale la descendenţi se datorează unor efecte imediate ale radiaţiilor cum ar fi: alterarea cromozomilor (translocaţii, apariţia de extrafragmente) ruperea unor segmente de cromatină, alterarea chimică a codului genetic, fie prin acţiunea radicalilor liberi asupra bazelor azotate ale acizilor nucleici, fie prin ruperea lanţului aceloraşi acizi. Gravitatea efectelor mutagene apare prin transmiterea la descendenţi a unor translocaţii cromozomiale, efect biologic, care apare şi la doze mai mici. Dozele de radiaţii care pot produce apariţia unui minim de mutaţii într-o generaţie de indivizi, într-un ecosistem, dacă sunt menţinute în permanenţă pot conduce la adevărate catastrofe ecologice în generaţiile următoare. Dozimetrie si radioprotectie Dozimetria – reprezintă totalitatea metodelor de determinare cantitativă a dozelor de radiaţii în regiunile în care există sau se presupune că există un câmp de radiaţii, cu scopul de a lua măsuri adecvate pentru protecţia personalului ce îşi desfăşoară activitatea în acea zonă. Radioprotecţia = totalitatea metodelor şi mijloacelor de reducere a efectelor nocive ale radiaţiilor. Sursele de iradiere pot fi: surse externe – aflate în afara organismului şi surse interne – aflate în interiorul organismului. ( Protecţia împotriva efectelor nocive ale radiaţiilor, produse de sursele externe, poare fi: ( protecţie fizică – realizată prin mijloace de reducere a dozei de expunere, ca: distanţa, ecranarea, timpul de expunere; ( protecţie chimică – prin folosirea unor substanţe chimice (cistamina, gamofos, etc.), care se administrează înainte sau după iradierea persoanei; ( protecţie biochimică – realizată prin folosirea unor preparate sau macromolecule biologice (sânge, plasmă, etc.) care administrate imediat după iradiere, ajută la refacerea celulară; ( protecţie biologică – se realizează prin transplantul de celule viabile în măduvă (hematoformatoare). ( Reducerea gradului de contaminare radioactivă se poate realiza prin: ( decontaminare – îndepărtarea izotopilor radioactivi din tubul digestiv (cu alginat de sodiu, fosfat de aluminiu, etc.) şi din arborele traheobronşic (prin spălări cu ser fiziologic; ( decorporare – eliminarea izotopilor radioactivi fixaţi în diferite organe (cu sare de Zn sau Ca a acidului dietilen – triamino – pentaacetic); ( diluţie izotopică – administrarea iodurii de potasiu împotriva Iodului – 131, consumarea unor cantităţi mari de apă pentru reducerea fixării tritiului în organism, etc. Măsurile de radioprotecţie, pot fi grupate în: ( măsuri preventive; ( măsuri de supraveghere; ( măsuri de limitare şi lichidare. Efectul nociv al radiaţiilor asupra materiei vii este datorat proprietăţii de a ioniza mediul prin care trec, ionizarea fiind modul dominant de pierdere a energiei de către radiaţii când traversează mediul material. Materia vie este caracterizată prin existenţa unor molecule deosebit de mari ale căror proprietăţi şi funcţionalitate biochimică pot fi ireversibil perturbate. Astfel, un act de ionizare, de trecere a unui electron pe un alt nivel în acest ansamblu, sau de smulgere a lui, provoacă mari schimbări în caracteristicile moleculei respective, schimbări care acumulate la nivelul celulei se pot traduce prin grave dereglări ale metabolismului, culminând cu moartea celulei sau cu erori de structură şi funcţionare a aparatului genetic celular, de tip cancerigen sau mutagen. Mărimi şi unităţi legate de efectul biologic al radiaţiilor Doza de iradiere – este cantitatea de energie cedată unităţii de masă D = dW/dm; ( D (SI = 1Grey = 1Gy = 1J/kg; ( D (tot = 1rad (rad-ul) = 10-2J/kg; (rad = Radiation Absorbed Doze = doză de radiaţii absorbită) ; 1 rad = 10-2Gy Expunerea (dQ/dm) – sarcina electrică totală a ionilor de un semn produsă în urma iradierii în unitatea de masă. Unitatea de măsură este röntgen-ul R Echivalentul de doză H = Q.D, unde Q este factorul de calitate al radiaţiei ( H (SI 1Sv (Sievert); ( H (tot = 1Rem; (rem = Röntgen Equivalent Man = röntgenu echivalent pentru om); 1 rem = 10-2Sv Mărimile dozimetrice menţionate se referă la un timp de expunere oarecare. Dacă se raportează efectul la unitatea de timp se definesc: Debitul dozei ( = dS/dt; ( ( (SI = J/kg.s Debitul echivalentului de doză h = dH/dt ( h (SI = 1Sv/s Doza permisă pentru o persoană în funcţie de vârstă, se calculează cu formula: Dmax = 5(N – 18)rem, unde N – numărul de ani ai persoanei. Metodele de protecţie contra radiaţiilor se împart în: © Metode active – când sursa radioactivă este înconjurată cu ecrane absorbante, care reduc mult intensitatea radiaţiilor emergente, deci asigură securitatea celor ce se află la limita exterioară a ecranelor. © Metode pasive – când se iau măsuri de genul: ( persoanelor li se fixează durate limitate de lucru în spaţiul respectiv ( li se dau alimente, medicamente antidot, mijloace de protecţie individuală, etc. Din cercetări medicale rezultă ca: ë h‘ É "este sub 20 Rem ( între 75 – 150 Rem apare boala actinică, cu riscul cazurilor mortale la doză superioară ( peste 700rem au efect letal. Datorită efectului cumulativ al iradierii, normele prevăd că o persoană care la o singură iradiere a acumulat toată doza permisă, să zicem într-un an, nu mai are voie să suporte altă iradiere în acel an. Iradierea accidentală cumulată maximă admisă este de 25Rem. Datorită efectelor genetice, pentru femeile gravide, dozele admise sunt mai mici faţă d cele arătate mai sus. Deoarece nu toate părţile organismului sunt la fel de rezistente la iradiere, s-au stabilit doze maxime pentru diferite organe şi părţi ale organismului, precum şi cazul în care radiaţia nu atinge întregul organism, ci doar porţiuni din el. ( pentru organe izolate, exceptând cristalinul şi gonadele, doza este de 15Rem/an ( pentru oase, tiroidă, pielea întregului organism, cu excepţia extremităţilor, doza este de 30Rem/an ( pentru mâini, antebraţe, picioare şi glezne doza este de 75Rem/an. Sunt cazuri când unele elemente radioactive pot ajunge să fie integrate de oameni prin apa de băut sau alimente, sau inhalate odată cu aerul. Elementul radioactiv poate intra în circuitul metabolic şi în aceste cazuri însăşi sursa radioactivă se află în organism şi singura protecţie posibilă este folosirea de substanţe care elimină şi insolubilizează elementul respectiv. Poate apărea situaţia ca un element radioactiv, cu toate că este cantitativ sub limita admisă pentru întregul organism, concentraţia sa într-un anume organ să fie suficient de ridicată pentru ca doza de radiaţie permisă pentru organul respectiv să fie depăşită. Astfel de organe care concentrează preferenţial un anume element se numesc organe critice, ca de exemplu: glanda tiroidă pentru iod, sau sistemul osos pentru stronţiu, care este omolog clinic pentru calciu. Pentru a exclude astfel de cazuri, normele de protecţie admit concentraţia limită ale acestor substanţe în apă şi aer. În tabelul de mai jos, redăm expunerea normală a omului la radiaţii nucleare, astfel încât să vă puteţi calcula fiecare doza naturală: Cauza Detaliu Echivalent doză Explicaţie I. Punct geografic Nivelul mării (se adaugă la fiecare 150m în plus în altitudine) 28 mrem/an Radiaţii cosmice Zona Calcaroasă Sedimentară Granitică 50 mrem/an 30 mrem/an 12 0mrem/an Radiaţii terestre Casă din: Lemn Cărămidă Granit 1 mrem/an 20 mrem/an 20 mrem/an Radiaţiile materialelor II. Alimentaţia Carne, legume 20 mrem/an Radiaţiile alimentelor 146Ca, 4019K III. Mod de viaţă O călătorie cu avionul Televizorul Examen radiologic 4 mrem/an 3 mrem/an 35 mrem/an Radiaţii cosmice În funcţie de valoarea dozei biologice a radiaţiilor, apar efectele: Valoarea (1Sv = 100rem) Efectele 0 – 0,25 Sv Lipsa oricărei tulburări aparente 0,25 – 0,5 Sv Apar schimbări sanguine, ochi injectaţi 0,5 – 1 Sv Oboseală, ameţeală, cataractă, schimbări sanguine, opacizarea cristalinului, apariţia aluniţelor 1 – 2 Sv Ameţeli, oboseală, reducerea numărului de globule roşii, scăderea rezistenţei la infecţii 2 – 4 Sv Aceleaşi tulburări ca mai sus însoţite de câteva decese între 2 – 6 săptămâni de la iradiere 4 – 6 Sv 50% decese, în intervalul de 30 zile de la iradiere Peste 6 Sv 100% decese, în mai puţin de 15 zile de la iradiere Se ştie de mai mulţi ani că doze mari de radiaţii ionizante, mult mai mari decât radiaţiile de fundal pot cauza cancer şi leucemie la mai mulţi ani de la expunere. Se presupune, datorită experimentelor pe plante şi animale, că radiaţiile ionizante pot provoca mutaţii genetice care afectează generaţiile descendente, cu toate că nu există dovezi în legătură cu radiaţii care provoacă mutaţii la om. La nivele foarte mari de radiaţii, ele pot provoca stări de disconfort şi moartea la săptămâni de la expunere. Nivelul efectelor cauzate de radiaţii depind de mai mulţi factori: doza, frecvenţa dozării, tipul radiaţiei, organul expus, vârsta şi sănătatea. De exemplu, embrionul uman este deosebit de sensibil la radiaţii. Dar care sunt şansele de apariţie al cancerului de la doze mici de iradiere? „Teoria” cu cea mai largă răspândire este că orice doză de iradiere cât de mică presupune riscuri asupra sănătăţii omului. Cu toate acestea, nu există dovezi ştiinţifice în legătură cu riscul dozelor sub 50 mSv pe o durată scurtă de aproximativ 100 mSv pe an, cercetările arată că efectele benefice sunt la fel de posibile ca şi cele adverse. Doze mari, acumulate de radiaţii pot produce cancer, care ar fi observat peste câţiva (până la 20) ani de la expunere. Acest decalaj face imposibil de precizat cu certitudine care din mulţimea de posibili agenţi au cauzat cancerul respectiv. În ţările occidentale aproximativ un sfert din populaţie moare datorită cancerului, având fumatul, factorii dietetici, genetici şi puternica expunere la lumina solară ca principale cauze. Radiaţiile sunt un factor cancerigen slab, dar la expuneri îndelungate cu siguranţă cresc riscurile asupra sănătăţii. Organismul are mecanisme de apărare împotriva pagubelor produse de radiaţii, la fel şi împotriva altor factori cancerigeni. Aceştia pot fi stimulaţi prin expuneri la doze mici de radiaţii sau dimpotrivă la doze foarte mari. Pe de altă parte, doze mari de radiaţii direcţionate spre o tumoare sunt folosite în terapii de iradiere împotriva celulelor canceroase şi prin urmare, deseori se salvează vieţi omeneşti. Adesea se foloseşte împreună cu chimioterapia şi operaţia. Doze mult mai mari sunt folosite pentru înlăturarea bacteriilor dăunătoare din mâncăruri, pentru sterilizarea pansamentelor şi a altor echipamente medicale. Zeci de mii de oameni din ţările dezvoltate lucrează în medii în care pot fi expuşi la doze mari de radiaţii (mai mari decât nivelul radiaţiilor de fundal). Prin urmare ei poartă ecusoane care monitorizează nivelul radiaţiilor la care sunt expuşi. Fişele medicale ale acestor categorii de angajaţi arată că ei au o rată mai mică de mortalitate datorită cancerului sau altor cauze decât restul populaţiei şi în unele cazuri, rate mai mici decât angajaţii care lucrează în medii similare fără a fi expuşi la radiaţii. Ce cantitate de radiaţii ionizante prezintă pericol? 10.000 mSv (10 Sv) pe durată scurtă asupra întregului corp ar cauza stări de vomă şi scăderea bruscă a celu-lelor albe din sânge şi moartea în câteva săptămâni; între 2 şi 10 Sv pe durată scurtă ar cauza boli de iradiere cu posibilitatea crescută că doza ar putea fi fatală; 1.000 mSv (1 Sv) pe o durată scurtă este chiar deasupra limitei de a cauza boli de iradiere imediate la o persoană cu un fizic mediu, dar cu siguranţă nu ar provoca moartea; dacă o doză mai mare de 1.000 mSv acţionează o perioadă mai lungă de timp, nu există posibilitatea unor probleme medicale imediate, dar creează cu certitudine posibilitatea apariţiei cancerului în anii care vor urma; peste 100 mSv probabilitatea apariţiei cancerului (în contrast cu severitatea bolilor de iradiere) creşte direct proporţional cu doza; 50 mSv este limita minimă la care există dovezi că produce cancer la adulţi, este de asemenea cea mai mare doză permisă prin lege într-un an de expunere la locul de muncă; 20 mSv/an timp de 5 ani reprezintă limita angajaţilor la radiologie, industria nucleară, extracţia uraniului; 10 mSv/an reprezintă doza maximă la care este supus un miner din minele de uraniu din Australia; 3 mSv/an este doza tipică (mai mare decât cea de fundal) naturală la care este expusă populaţia în America de Nord, inclusiv o medie de 2 mSv/an datorită radonului din aer; 2 mSv/an reprezintă radiaţia de fundal din surse naturale. Aceasta este aproape de doza minimă la care este expus orice om, oriunde pe planetă; 0,3-0,6 mSv/an este intervalul tipic al dozelor de la surse artificiale, cum ar fi cele medicale; 0,05 mSv/an este o fracţiune mică a radiaţiei de fundal care este ţinta pentru nivelul maxim de radiaţie la gardul unei centrale nucleare (doza reală este mult mai mică). Radiaţiile de fundal care apar în mod natural sunt principala sursă de expunere pentru cei mai mulţi oameni. Nivelele osci-lează între 1,5 şi 3,5 mSv/an, dar poate depăşi 50 mSv/an. Cel mai mare nivel de expunere la radiaţii de fundal care a afectat un număr mare de oameni a avut loc în Kerala şi statul Madras (India) unde, aproximativ 140.000 oameni au fost expuşi la o doză de peste 15 mSv/an de radiaţii γ pe lângă o cantitate similară datorită radonului. Nivele comparabile s-au măsurat în Brazilia şi Sudan cu o expunere medie de până la 40 mSv/an. În mai multe locuri din India, Iran şi Europa nivelul radiaţiilor de fundal depăşeşte 50 mSv, până la 260 mSv (în Ramsar, în Iran). Dozele acumulate de-a lungul vieţii datorate radiaţiilor de fundal ajung la mii de mSv. Cu toate acestea, nu există dovezi că ar exista probleme de sănătate datorate nivelului ridicat de radiaţii. Radiaţiile ionizante sunt generate de industrie şi de medicină. Cea mai cunoscută sursă de radiaţii sunt aparatele de radio-grafie, folosite în medicină. Radiaţiile din surse naturale contribuie cu aproximativ 88% din doza anuală asupra oamenilor, pe când procedurile medicale cu 12%. Efectele radiaţiilor naturale nu diferă de cele artificiale. Pentru că expunerea la un nivel ridicat de radiaţii ionizante produce un anumit risc, ar trebui să încercăm să le evităm în întregime? Chiar dacă am vrea, acest lucru este imposibil. Radiaţiile au fost întotdeauna prezente în mediul şi în corpul nostru. Cu toate acestea, putem şi ar trebui să minimalizăm doza de expunere care nu ne este necesară. Radiaţiile sunt foarte uşor de detectat. Există o varietate de instrumente simple, sensibile, capabile să detecteze mici cantităţi de radiaţii naturale sau artificiale. Există patru căi prin care oamenii se pot proteja de sursele cunoscute de radiaţii. limitarea duratei expunerii: pentru oamenii care sunt expuşi la radiaţii pe lângă cele de fundal datorită naturii muncii lor, doza este micşorată şi riscul îmbolnăvirii în principiu eliminat prin limitarea duratei expunerii; distanţa: la fel cum căldura unui foc este mai mică cu creşterea distanţei, şi intensitatea radiaţiilor descreşte direct proporţional cu distanţa de la sursă; bariere: barierele de plumb, beton sau apă oferă o protecţie bună împotriva radiaţiilor penetrante cum ar fi radiaţiile γ. Prin urmare, materialele radioactive sunt adesea depozitate sau mânuite în apă sau cu ajutorul roboţilor în camere construite din beton gros sau cu pereţi îmbrăcaţi în plumb; 4. depozitare: materialele radioactive sunt izolate şi ţinute în afara mediului. Izotopii radioactivi (de ex. cei pentru medicină) sunt eliminaţi în încăperi închise, în timp ce reactoarele nucleare funcţionează într-un sistem cu bariere multiple care împiedică scurgerile de material radioactiv. Camerele au o presiune atmosferică scăzută, astfel încât orice scurgere ar avea loc nu ar ieşi din încăpere. Standardele de protecţie împotriva radiaţiilor sunt bazate pe mentalitatea con-servativă că riscul este direct proporţional cu doza, chiar şi la nivele mici, cu toate că nu există dovezi despre riscurile la nivele mici. Această presupunere, numită „ipoteză liniară nelimitată” (linear no-threshold hypothesis) este recomandată ca protecţie împotriva radiaţiilor, propusă pentru