RADIOACTIVITATE

In 1903, Antoine Henry Becquerel, Pierre Curie si Marie Curie primeau Premiul Nobel pentru descoperirea radioactivitatii.

Povestea incepuse in anul 1896, cand Bequerel, profesor la Scoala Politehnica din Paris constata ca o placa fotografica tinuta intr-un sertar a fost impresionata de un material continand uraniu ca si cand ar fi fost expusa la lumina puternica. Aceasta insemna ca o misterioasa radiatie isi avea originea in insasi elementul uraniu. Marie Curie a botezat emisia de energie din nucleul atomului RADIOACTIVITATE si a demonstrat ca ea este emisa si de alte elemente naturale, cum ar fi radiul si poloniul. A fost rasplatita din nou cu Premiul Nobel, in 1911, ca o premonitie ca aceasta descoperire avea sa aduca omenirii schimbari majore.

Aceasta descoperire a unui fenomen existent dintotdeauna era inceputul linistit al unei povesti tumultuoase care a continuat. Secretele nucleului au fost treptat descoperite si aplicate, din pacate mai intai la construirea unei arme de razboi cu o forta distructiva fara precedent. Aceasta uriasa energie, energia atomica, poate fi insa strunita, poate fi folosita in mod pasnic, in interesul omenirii, in aplicatii medicale si industriale si mai ales in producerea de energie care sa satisfaca cerintele in continua crestere ale societatii umane.

__**//Clasificarea radionuclizilor naturali//**__

Sursele naturale de radiaţii pot fi clasificate în: Fenomenul radioactivității a fost descoperit în 1896 de fizicianul Henri Becquerel la elementul uraniu, ca urmare a dezvoltării generale a fizicii și ca o consecință directă a descoperirii de către Roentgen, în 1895 a razelor X. Becquerel a observat că uraniul emite raze invizibile, cu proprietăți asemănătoare razelor X. Ceva mai târziu s-a descoperit că și thoriul emite asemenea radiații și de asemenea faptul că razele γ sunt cele mai asemănătoare cu razele X, atât prin duritatea lor, adică puterea lor de penetrare, cât și prin viteza lor. Ceva mai târziu, în 1898, soții Pierre și Marie Curie au descoperit două noi specii atomice radioactive pe care le-au numit: pe cea dintâi poloniu (Po), pe al doilea radiu (Ra) pentru deosebita sa radioactivitate. Un număr mare de savanți din diferite țări au întreprins apoi cercetări pe căile deschise de aceste noi importante descoperiri.
 * 1) surse aflate exterioare organismului uman,
 * //Radiaţiile cosmice sunt generate de particulele care intră în atmosfera Pământului şi interacţionează cu componentele chimice ale aerului, ducând la formarea unui mare număr de radionuclizi, precum: hidrogen 3, beriliu 7, carbon 14, sodiu 22. Radiaţiile emise de aceşti radionuclizi se adaugă astfel radiaţiei cosmice propriu-zise.Doza de iradiere provenită din radiaţiile cosmice creşte în funcţie de altitudine, ea fiind de aproximativ trei ori mai mare la 3000 m altitudine faţă de nivelul mării. Valoarea medie a dozei efective datorată radiaţiei cosmice se estimează a fi în jur de 0,28 mSv pe an pentru majoritatea populaţiei ţării noastre. In plus, contribuţia radiaţiilor cosmice la doza totală de expunere a populaţiei nu poate fi redusă, datorită puterii mari de penetrare a acestora prin clădirile obişnuite.//
 * //Radiaţiile de origine terestră se datorează radionuclizilor prezenţi în scoarţa Pământului. Câţiva dintre aceştia - potasiu 40, uraniu 238, uraniu 235, thoriu 232 sunt prezenţi de la formarea sa şi de aceea sunt cunoscuţi sub numele de radionuclizi primordiali. Ei au timpi de înjumătăţire fizică de milioane de ani. Prin dezintegrarea succesivă a uraniului 238, uraniului 235 şi thoriului 232 (cele trei capete ale "seriilor radioactive naturale"), se formează toţi ceilalţi radionuclizi naturali cunoscuţi, care se numesc radionuclizi secundari – aceştia se transformă în final elementele stabile plumb 206, plumb 207 şi plumb 208, care încheie seriile radioactive amintite//
 * 1) surse din organism, reprezentate de radionuclizii pătrunşi în organism prin inhalare, ingestie şi prin piele.
 * Radioactivitatea naturală **

Radioactivitatea naturală este constituită din radionuclizii prezenţi în mediul înconjurător (aer, sol, apă, vegetaţie, organisme animale, inclusiv în om) din cele mai vechi timpuri, încă de la formarea planetei Pământ. Aşa cum s-a explicat mai sus, doza radiaţiei pe care o primeşte omul din surse naturale se datorează atât radionuclizilor din organism, cât şi celor aflaţi în mediul înconjurător. Pentru România, fondul natural de iradiere, adică doza efectivă totală datorată radiaţiilor de origine naturală primite de om, are valoarea medie de 2,27 mSv pe an, mai mică decât valoarea similară calculată pentru ca mediu pentru întreaga populaţie a planetei - 2,4 mSv pe an. Radiaţiile gamma, emise de radionuclizii naturali existenţi mai ales în sol, aer, şi materialele din care sunt construite locuinţele, iradiază întregul organism al omului cu o doză efectivă care a fost calculată la valoarea medie de 0,46 mSv pe an pentru fiecare cetăţean din România. Această valoare poate cunoaşte variaţii foarte mari în funcţie de o serie de factori: geologia solului, structura clădirilor şi timpul de staţionare în locuinţă. Totuşi este de reţinut faptul că nivelul de expunere la radiaţia naturală poate varia foarte mult, în principal datorită tipului de roci din care este format substratul geologic. În unele zone din India, Brazilia, Congo sau Suedia, fondul natural de iradiere este de până la 10 ori mai ridicat. Locul unde fondul natural de iradiere înregistrează valorile cele mai mari de pe glob este localitatea Ramsar, un oraş de pe coasta de nord a Iranului. Locuitorii acestei zone primesc o doză anuală efectivă de 132 mSv pe an, de 50 - 60 ori mai mult decât valorile normale şi chiar de peste 6 ori mai mari decât limita recomandată de ICRP – Comisia Internaţională pentru Protecţie Radiologică, pentru personalul expus profesional care lucrează cu radiaţii ionizante. Iar în ceea ce priveşte radionuclizii din organism, potasiu 40 este cel mai important radionuclid natural. Deşi ponderea sa în masa totală a acestui element chimic prezent în structura solului, a plantelor şi animalelor depăşeşte cu puţin 1%, potasiul 40 este principalul "responsabil" pentru doza de expunere primită de om de la radionuclizii din organism. In plus, potasiul 40 este, în condiţii normale, principalul responsabil de conţinutul radioactiv pătruns în organism odată cu alimentele, fiind prezent în concentraţii de zeci, sute chiar mii de ori mai mari decât alţi radionuclizi naturali – ajungând la nivele de radioactivitate de 300 - 540 Bq/kg sol şi 40 – 180 Bq/kg de alimente. Pentru menţinerea în limite normale a dozei efective primite de oameni prin intermediul alimentelor, toate produsele alimentare, inclusiv apa, sunt controlate în vederea scoaterii din consum a celor cu conţinut radioactiv natural crescut, mai ales pentru radiu 226 şi radiu 228. Unele activităţi ale omului (mineritul, mai ales cel radioactiv, exploatările petroliere şi geotermale, prelucrarea rocilor fosfatice pentru producerea îngrăşămintelor chimice, arderea cărbunelui în termocentrale etc.) pot determina modificarea concentraţiei radionuclizilor naturali care duce la creşterea expunerii populaţiei. Populaţia limitrofă zonei de extracţie, prelucrare sau industrializare a zăcămintelor naturale primeşte o doză de expunere suplimentară, dar care în comparaţie cu doza de expunere naturală nu este foarte mare.
 * Fondul natural de iradiere**

__//**Radonul şi Thoronul în locuinţe**//__

Radonul şi thoronul sunt gaze inerte, care se formează din dezintegrările radioactive în condiţii naturale în rocile specifice fiecărui substrat geologic, dar poate fi emanat şi de materialele de construcţie folosite la clădiri. Principalele surse de radon şi thoron pentru interiorul locuinţelor, îl constituie materialele de construcţie, dar şi substratul caracteristic amplasamentelor respective caracterizat prin valori specifice. Spărturile şi fisurile din materialele de construcţie (cele din pardoseală, din jurul ţevilor, etc) constituie principalele căi de pătrundere a radonului în locuinţă.Toate materialele de construcţie (lemn, cărămidă, beton, materiale de izolaţie, materiale plastice etc.) îşi au originea în crusta terestră şi conţin concentraţii foarte reduse de elemente naturale radioactive, în special uraniu, radiu şi thoriu. Dintre materialele de construcţie, lemnul are cel mai redus conţinut de radiu (implicit de radon) iar cărămida, betonul, gresia şi faianţa au valorile cele mai ridicate. Migrarea şi transportul radonului şi thoronului din sol sau materialele de construcţie spre aerul din interiorul locuinţelor depinde de: porozitate respectivelor materiale, umiditate, diferenţele de presiune între aerul din casă şi cel din afară, precum şi de viteza vântului, curenţii de aer, etc. Faptul că majoritatea oamenilor staţionează 75 – 80% din timpul lor în interiorul clădirilor (locuinţe, birouri, săli de spectacol sau de sport etc.) îi protejează parţial de radiaţia cosmică şi de cea terestră (din sol), dar îi expune acţiunii radonului acumulat în încăperile neaerisite sau închise etanş – un rol în această etanşare îl are şi tehnologia geamurilor termoizolante tot mai răspândite, când vine vorba de industria construcţiilor şi de renovarea apartamentelor. Pornind de la măsurări efective a concentraţiei radonului în diferite locuinţe în ţara noastră, s-a calculat valoarea medie a dozei efective dată de acest radionuclid – aceasta se situează în jurul unei medii de 1,41 mSv pe an în mediul rural şi de 1,22 mSv pe an în mediul urban. Concentraţia radonului în locuinţe creşte pe timpul nopţii, când apare o acumulare puternică datorită reducerii ventilaţiei naturale şi se reduce semnificativ dimineaţa la deschiderea ferestrelor şi uşilor. Radonul, cu toate că este gaz nobil şi inert, pătrunde în organismul uman, mai ales prin inhalare, dar şi prin apă şi alimente. Fiind solubil în fluidele şi ţesuturile grase din organism, devine un potenţial factor de risc pentru sănătatea omului. S-au semnalat diverse boli, mai ales la minerii din mineritul radioactiv (carcinoame pulmonare epidermoide şi microcelulare), corelate cu inhalarea de gaze bogate în radon alături de particule fine de praf sau aerosoli contaminate cu produşi de dezintegrare ai radonului şi thoronului. In concluzie, ca în multe alte ţări radonul şi thoronul contribuie cu peste 50% din fondul natural de iradiere. De aceea, este necesară supravegherea nivelului radonului în locuinţe pentru asigurarea sănătăţii publice – astfel prin utilizarea de materiale adecvate de construcţie, măsuri de ventilaţie corespunzătoare trebuie evitata depăşirea dozei efective maxime admise pentru populaţie care este de 1 mSv pe an peste fondul natural de iradiere (2,4 mSv pe an).


 * //Radioactivitatea artificială//**

Experiențele de bombardare cu raze α au dus în 1934 la o nouă descoperire de importanță primordială. Este vorba de radioactivitatea artificială descoperită de soții Frederic și Irene Joliot-Curie, ginere și fiică ai descoperitorului poloniului și radiului. În 1934 aceștia au supus unui bombardament cu raze α niște foițe de aluminiu. Au observat faptul că în timpul bombardamentului, aluminiul emitea neutroni. Când bombardamentul înceta, foițele de aluminiu încetau și ele să mai emită neutroni, însă foițele de aluminiu continuau să emită o radiație asemănătoare cu razele β. După multe cercetări, soții Joliot-Curie au lămurit ce se întâmpla: sub acțiunea razelor α, nucleul de aluminiu se transmuta într-un nucleu de fosfor radioactiv care nu exista în natură. În același mod, prin transmutarea elementului magneziu și bor soții Joliot-Curie au obținut un radiosiliciu și respectiv un radioazot. Descoperirea posibilității de a crea pe cale artificială izotopi radioactivi ai celor mai felurite elemente au avut un răsunet deopotrivă de mare ca și descoperirea radioactivității naturale cu 36 de ani în urmă. Punând această idee în practică, fizicianul Ernico Fermi a bombardat vreo 60 de elemente diferite și 40 dintre ele a dat naștere la izotopi radioactivi artificiali, cu timpi de înjumătățire cuprinși între câteva secunde și câteva zile. Radioactivitatea artificială, apărută mai ales după descoperirea fisiunii nucleare, în anul 1939, a dus rapid la implicaţii şi consecinţe uluitoare pentru omenire; arma nucleară, motorul pentru propulsie, centrala nucleară electrică. In urma fisionării care se referă la scindarea în două, a unui atom greu de uraniu 235 sau plutoniu 239 produsă de un neutron, rezultă energie şi peste 250 radionuclizi. Aceeaşi reacţie de fisiune intervine şi în cazul reactoarelor unei centrale nucleare – unde este controlată şi în cazul exploziei unei bombe atomice – situaţie unde desfăşoară rapid.

Energia degajată într-un timp foarte scurt din explozia unei bombe nucleare produce imediat mari distrugeri, iar radionuclizii de fisiune şi uraniul sau plutoniul nefisionaţi produc contaminarea zonei respective; victimele care scapă de primele efecte ale bombei: unda de şoc, incendiu, dărâmarea construcţiilor, etc sunt imediat supuse unei doze ridicatr de iradiere cauzată de aceşti radionuclizi.

Toate testele efectuate de diverse ţări: SUA, URSS, Marea Britanie şi Franţa de detonare a unor bombe atomice în atmosferă au dus inevitabil la contaminarea cu aceşti produşi de fisiune. Măsurători realizate în 1964 arătau o contaminare cu produşi de fisiune, în special cesiu 137 şi stronţiu 90, de trei ori mai mare a emisferei nordice faţă de cea sudică. După această dată, radioactivitatea depunerilor la sol (numite în engleză "fall-out") s-a redus treptat având în vedere timpii de înjumătăţire ale celor doi izotopi, ajungând greu de detectat în ziua de astăzi. Unele explozii atmosferice efectuate, între anii 1980 şi 1990, de China au fost evidenţiate cu uşurinţă şi în ţara noastră la puţine zile după experiment. In prezent estimările specialiştilor indică faptul că populaţia României primeşte o doză efectivă anuală de doar 0,02 mSv datorată căderilor radioactive care au urmat testelor nucleare şi accidentului nuclear de la Cernobâl.

Utilizarea în scopuri paşnice a energiei rezultate (electricitate, propulsie etc.) necesită şi tratarea, în uzine speciale, a combustibilului nuclear uzat şi a radionuclizilor de fisiune, urmată de stocarea în deplină siguranţă a deşeurilor cu radioactivitate ridicată pentru un timp îndelungat (de sute, chiar mii de ani de zile). Radionuclizii artificiali, mai ales cei obţinuţi prin activare cu neutroni în reactoare nucleare, sunt utilizaţi în diverse activităţi economice, medicale sau de cercetare, cu beneficii certe pentru omenire. Printre cele mai cunoscute utilizări ale radionuclizilor artificiali sunt: cobalt 60 şi iod 131 în tratarea diverselor forme de cancer. Utilizarea radiaţiilor în domeniul medical implică expunerea persoanelor respective la doze semnificative (care pot ajunge şi chiar depăşi valori de până la 50 mSv). In prezent, media pentru întreaga populaţie a ţării pentru expunerea la radiaţii în domeniul medical ajunge pentru România la valoarea aproximativă de 0,30 mSv pe an. Inlocuirea vechilor aparate de raze X în multe spitale, precum şi reducerea numărului de astfel de investigaţii pentru cetăţenii României explică scăderea acestei valori medii de la 0,50 mSv pe an, calculate pentru începutul anilor 1990.

Doza primită de populaţiea ţării ca urmare a utilizării şi eliminării radionuclizilor în mediu (laboratoare de cercetare, industriale, de medicină nucleară etc.), inclusiv de la centralele nucleare în condiţii normale de funcţionare, este destul de redusă, cifrându-se la cca 0,001 mSv pe an. Expunerea dată de alte surse de radiaţii (zborul cu avionul la altitudine mare, cadranele luminiscente ale ceasurilor, ecranele televizoarelor etc.) este de cca 0,08 mSv pe an.

Se poate spune că populaţia ţării noastre primeşte o doză efectivă anuală de cca 2,27 mSv de la radiaţiile de origine naturală (fondul natural de iradiere), la care se adaugă 0,33 mSv pe an de la sursele artificiale. In total, populaţia României primeşte o doză efectivă anuală de cca 2,6 mSv, 87,3% datorându-se fondului natural de iradiere.

Exista trei tipuri importante de radiatie ionizanta:



[[image:http://www.agentianucleara.ro/wp-content/uploads/2010/03/alf_bg.gif width="43" height="43"]]Radiatia Alfa
**Particulele Alfa** se compun din doi neutroni (fara sarcina electrica) si doi protoni (incarcati pozitiv). Cand particulele alfa traverseaza un material solid, ele interactioneaza cu multi atomi pe o distanta foarte mica. Dau nastere la ioni si isi consuma toata energia pe acea distanta scurta. Cele mai multe particule alfa isi vor consuma intreaga energie la traversarea unei simple foi de hartie. Principalul efect asupra sanatatii corelat cu particulele alfa apare cand materialele alfa-emitatoare sunt ingerate sau inhalate iar energia particulelor alfa afecteaza tesuturile interne, cum ar fi plamanii.

[[image:http://www.agentianucleara.ro/wp-content/uploads/2010/03/bet_bg.gif width="50" height="50"]]Radiatia Beta
**Particula Beta** este un electron liber. El penetreaza materialul solid pe o distanta mai mare decat particula alfa. Efectele asupra sanatatii asociate particulelor beta se manifesta in principal atunci cand materialele beta-emitatoare sunt ingerate sau inhalate. Radiatia Gama **Radiatia gama (raza gama)** se prezinta sub forma de unde electromagnetice sau fotoni emisi din nucleul unui atom. Ei pot traversa complet corpul uman, putand fi oprite doar de un perete de beton sau de o placa de plumb groasa de 15 cm. Radiatia gama este oprita de: apa, beton si, in special, de materiale dense, cum ar fi uraniul si plumbul, care sunt folosite ca protectie impotriva expunerii la acest tip de radiatie. **Puterea penetranta a radiatiilor**

[[file:caracterizarea radioactivitatii.pdf]]
**Radiatia ionizanta** nu poate fi **vazuta, auzita sau simtita**. Ea poate fi insa masurata, folosind diferite tipuri de instrumente. Masurand cantitatea de radiatie, oamenii pot detecta sursele de radiatie si pot lua masurile necesare pentru evitarea efectelor acestora. Cantitatea de radiatie emisa de un material radioactiv se masoara in unitati de **« activitate » : Bequerel** (Bq). 1 Bq inseamna o dezintegrare pe secunda. De exemplu, corpul uman are o radioactivitate medie de aprox. 120 Bq per kilogram.

Pe masura ce radiatia trece prin material, inclusiv prin tesuturi vii, ea interactioneaza cu atomii, transferand o parte din energia sa. Energia pierduta de radiatia ionizanta este absorbita de materialul sau tesutul viu pe care il traverseaza. Energia cedata unei anumite cantitati de tesut se numeste **doza absorbita** si se exprima in **Gray** (Gy). 1 Gy este echivalentul a 1 Joule/kilogram.

Radiatiile au capacitati diferite de a produce defecte tesuturilor. Pentru a lua in considerare acest lucru, doza absorbita se multiplica cu un factor f, obtinandu-se astfel **doza echivalenta**. Doza echivalenta se exprima in **Sievert**(Sv). (Alta unitate de masura pentru doza echivalenta este rem-ul ; 1 Sv=100 rem).

Prin urmare:

- f = 1 pentru radiatii beta si gama - f = 20 pentru radiatii alfa

Unele organe sunt mai sensibile la radiatii decat altele. Acest « fapt » este luat in considerare printr-un factor de risc specific, obtinandu-se doza efectiva ; doza echivalenta este ponderata cu factorul de risc specific pentru a se obtine **doza efectiva**, exprimata in Sievert (Sv) sau miliSievert (mSv).

Exista cateva tipuri de dispozitive de detectie.

Un instrument tipic pentru detectarea radiatiilor este tubul **Geiger-Muller**. Acesta este un tub de sticla sau metal care contine un gaz la presiune joasa si doi electrozi. La trecerea prin tub a radiatiei ionizante, gazul din acesta se ionizeaza, provocand o descarcare intre cei doi electrozi – un puls electric.

**Tubul Geiger-Muller**





Un alt tip de detector, **“detectorul cu scintilatie”**, foloseste un material care, atunci cand este lovit de radiatia ionizanta, devine fluorescent sau emite instantaneu un puls luminos; un detector sensibil la lumina inregistreaza intensitatea radiatiei prin cantitatea de lumina emisa de materialul fluorescent.

Pentru a masura cantitatea de radiatie primita, personalul medical si cel din domeniul nuclear poarta adesea **ecusoane cu film**. Aceste ecusoane folosesc un film care prin expunere la radiatii produce o imagine. Developarea filmului arata expunerea cumulata la radiatii.

**Radiatia ionizanta** poate determina modificari chimice la nivelul celulelor vii. Daca doza de radiatie este mica sau persoana o primeste de-a lungul unei perioade indelungate de timp, organismul poate in general sa repare sau sa inlocuiasca celulele afectate, fara a se inregistra efecte negative asupra sanatatii.

**Expunerea la nivele ridicate de radiatii poate provoca:**

**Efecte deterministe**, care sunt //**efecte biologice pe termen scurt**//, ce apar de obicei in urma unui incident specific (inrosiri si/sau arsuri ale pielii, boala de iradiere). Aceste efecte apar doar daca se atinge un nivel de prag al dozei incasate. Simptomele apar cu atat mai repede si sunt cu atat mai severe cu cat doza de radiatie a fost mai mare.


 * Efecte stocastice**, care sunt //**efecte biologice intarziate**//, a caror probabilitate de aparitie depinde de doza totala incasata si de obicei apar dupa un timp (mai multi ani sau chiar zeci de ani) dupa un incident sau o expunere cumulativa. Acestea se manifesta prin cresterea riscului de cancer si boli ereditare.



Este necesar a se face distinctia intre **contaminare radioactiva** si **expunere la radiatii**.
 * **Contaminarea radioactiva**apare atunci cand materialul radioactiv se depune pe sau intr-un obiect sau persoana. Materialele radioactive eliberate in mediu pot produce contaminarea aerului, suprafetelor, solului, plantelor, oamenilor sau a animalelor. O persoana este contaminata daca are material radioactiv pe ea (contaminare externa) sau in interiorul corpului (contaminare interna).
 * **Expunerea la radiatii** Materialele radioactive elibereaza o forma de energie care se deplaseaza sub forma de unde sau particule. Aceasta energie poarta numele de radiatie. Cand o persoana este expusa la radiatii, energia ii penetreaza corpul. De exemplu, cand o persoana dace o radiografie cu raze X, ea este expusa la radiatii (dar nu este contaminata).

BIBLIOGRAFIE [] [] [] [] []