Izotopii radioactivi

Concomitent cu dezvoltarea industriei energetice nucleare i a armelor nucleare - problema proteciei fa de nivelul ridicat al radioactivitii din mediu, cu att mai mult cu ct suntem expui cmpului radioactiv provenit din radiaia cosmic i perturbrilor naturale ale izotopilor radioactivi.

Exist preri care susin c aceast expunere este benefic, ntruct prin aceast activitate ADN-ul susine in mod natural mecanismele de reparare, un proces asemntor imunizrii. Alii consider c activitatea radioactiv nu este o modalitate de protejare, ci din contr are numai efecte negative asupra unor organisme.n ansamblu, contribuia diferitelor surse de radiaii la cmpul natural de radiaii depinde de geologia locului de aciune.

Ex. o surs radioactiv important este radiul, nivelul mbogit al acestui element chimic poate cauza senzaie de ventilaie limitat (sufocare) n interiorul caselor locuite, atunci cnd acestea sunt construite pe roci vulcanice.

*

Poluarea radioactiv -un fenomen n cretere, sursele care emit radiaii sunt i ele n cretere - numeroase domenii de activitate folosind surse radioactive (industrie, biologie, medicin). Atenie - trendul cresctor al centralelor electronucleare bazate pe utilizarea radioactivitii, - determin un potenial ridicat al radioactivitii n mediul ambiant.n aceeai msur crete i numrul uzinelor de retratare a combustibilului nuclear uzat, ceea ce amplific sursele de substane toxice radioactive.

Contaminarea mediului ambiant prin radioactivitate se realizeaz pe mai multe ci, astfel se pot enumera:

Eliminarea deeurilor radioactive gazoase i lichide;

Scpri de elemente radioactive prin centura de protecie a reactoarelor;

Emisii accidentale de elemente radioactive;

Explozia unor reactoare i lipsa centurilor de protecie.

Un accident cu o semnificaie aparte pentru aceast categorie de substane toxice radioactive poluante, a fost explozia reactorului de la Cernobl din 1986.. Acesta va rmne, probabil, pentru totdeauna un moment de referin n istoria omenirii, ntruct a contribuit la contaminarea mediului pe distane de mii de kilometrii i la meninerea acestora o lung durat de timp, ca urmare a acumulrii lor n mediu, timpul de njumtire al acestor substane fiind destul de mare aa cum se va vedea n continuare.

*

Contaminarea organismelor dominante din ecosistemele lacustre Suedia

dup trecerea norului de la Cernobl

CLASIFICAREA RADIOACTIVITII

Tipuri de radioactivitatea :

Natural cu origine cosmic sau terestr;

Artificial, produs de surse radioactive elaborate de om, n domeniile amintite, mai sus.

Radioactivitatea cosmic are mai multe origini-galactic, solar sau terestr (emis de centurile Van Allen -dou zone care conin electroni i protoni, situate n jurul pmntului). n ceea ce privete radioactivitatea terestr, aceasta este reprezentat i de radiaiile emise de substanele radioactive naturale, aflate n scoara pmntului.

Principalele elemente radioactive sunt: actiniu, radiu, poloniu, potasiu-40, carbonul-14, tritiu, stroniu, plutoniu.

n ceea ce privete radioactivitatea artificial, cele mai grave probleme pentru poluarea toxic radioactiv a mediului le constituie n prezent, experienele cu arme nucleare, exploziile nucleare consecutive utilizrii lor punnd n libertate elemente radioactive capabile s polueze puternic mediul nconjurtor. Fallout-ul radioactiv (depunerile) al acestor averse radioactive, revenite pe pmnt dup mprtierea lor n atmosfer, putnd influena grav sntatea oamenilor i a animalelor.

CI DE IRADIERE

iradierea direct sau local, de scurt durat;iradierea gamma indirect cu aciune extern, realizat prin substane radioactive depuse pe sol;iradierea cu aciune intern, produs n diferite compartimente ale organismelor vii, de diferite elemente radioactive ajunse acolo prin inhalare, ingestie, apa de but sau alimente.

Principalele elemente radioactive depuse pe sol sunt: stroniu-90 (90Sr), cesiu-137 (137Cs), iodul-131(131I).

In organism izotopii radioactivi sunt stocai de anumite esuturi:

tiroida (131I, 132I, 133I)scheletul (110 B, 140B, 32P, 238U)esutul muscular (137Ce, 138Ce)ficat(60Co)

Factorii de ecotoxicitate ai radioactivitii

Factorii care determin modul n care izotopii radioactivi sunt toxici pentru organisme sunt :

Natura i intensitatea distrugerilor radioactive, raportate la masa i energia particulelor produse radioactiv;

Timpul de njumtire al izotopului radioactiv;

Biochimia elementelor radioactive.

Natura i intensitatea distrugerilor radioactive

Natura i intensitatea distrugerilor radioactive, raportate la masa i energia particulelor produse radioactiv, este un factor a crui aciune pleac de la premiza c un atom al unei substane radioactive poate produce prin modificarea structurii, unul pn la patru tipuri de particule, alfa, beta, gamma (, , ) i neutroni, iar consecutiv acestei modificri este nevoie de un anumit timp, mai lung sau mai scurt, pentru ca atomul s redevin stabil.

O particul alfa este alctuit din doi protoni i doi neutroni, exact ca i sarcina pozitiv a nucleului de heliu. Aceste particule sunt relativ mai mari comparativ cu alte emisii radioactive-au un traseu scurt n atmosfer de numai civa centimetrii, iar n esuturile biologice de numai civa milimetrii, ns masa lor mare poate genera alterri celulare prin coliziuni cu acestea, n special dac sunt inhalate de plmnii vertebratelor.Particula beta este un electron i are sarcin negativ. Aceste particule au o mai mare abilitate dect particulele alfa, putnd parcurge civa metrii n aer. Sursele de radiaii beta pot trece printr-un strat subire de sticl sau Plexiglass (Perspex). Totui, ca urmare a masei mai mici, au o aciune duntoare mult mai mic asupra esuturilor.Razele gamma sunt cuante de radiaii electromagnetice, au o penetrabilitate ridicat i pot trece mai muli centimetrii prin plumb. Cu toate acestea, daunele provocate esuturilor sunt similare cu acelea ale particulelor beta.Neutronii nu au nicio sarcin i sunt eliberai din izotopii radioactivi numai dup ce anumite elemente sunt bombardate cu raze alfa sau gamma. Acetia reacioneaz cu alte elemente numai prin coliziune direct. Producia neutronilor are la baz fisiunea nuclear dintr-un reactor, putnd ptrunde mai muli centimetrii prin plumb.

Uniti de msur a radioactivitii

Intensitatea substanelor radioactive este msurat n SI n becquerels (Bq) i reprezint numrul de atomi dezintegrai pe secund. Formal, radioactivitatea a fost msurat n SI, la nceput, n Ci (Currie) ;1Ci =cu numrul de dezintegrri pe secund al unui gram de radiu.1Ci=3,7x1010Bq 1Bq=3,7x10-10Cintruct msurarea radioactivitii unei substane radioactive numai n bequereli d foarte puine informaii despre efectele avute asupra esuturilor, becquerelul neinnd cont de natura dezintegrrilor nucleare, msurnd numai intensitatea lor,

s-au introdus recent i n mod justificat dou noi uniti de msur n SI, gray-ul (Gy) i sievert-ul (Sv).

Un gray (Gy) este egal cu o parte din radiaia care determin un kilogram de esut s absoarb 1 Joule energie, ns n funcie de tipul de radiaie, esuturile sufer acumulri diferite i, n aceei msur, distrugeri. De aceea, a fost nevoie de sievert (Sv), ntruct acesta ine cont de diferitele ci i tipuri de radiaie prin care anumite pri de energie pot s ajung n esuturi. O expunere anual sigur pentru om este de 5mSv. O doz de 20Sv, doza primit de peste 100 de muncitori care au fost implicai n operaiuni de curire a Cernoblului, este egal cu 20Gy beta sau gamma emisii, ns este egal numai cu 1Gy alfa emisii, ceea ce arat c particulele alfa au de dou zeci de ori efectele beta sau gamma radiaiilor, pentru acelai numr de gray, dac la msurm n sievert.

Timpul de njumtire

Timpul de njumtire=timpul necesar ca jumtate din atomii izotopilor radioactivi s se distrugCurba distrugerii izotopilor arat declinul lor exponenial, a.d.e. 32P izotopul radioactiv al fosforului des folosit n experimente de biologie molecular i fiziologia plantelor are T=14 zile, astfel dac la nceput avem n ziua 0 1g, n ziua 14 vom avea 0,5 g 32P i 0,5g S, n ziua 28 avem 0,25 g 32P i 0,75g S Dup trecerea de cca. 10 ori a timpului de njumtire radiotoxicitatea unui izotop este semnificativ sczut , devenind sigur - ceea ce arat ca acetia pot fi depozitaiMetoda de depozitare a deeurilor radioactive dictat de T al izotopilor radioactivi cu via ndelungat, de aceea este nevoie de separarea izotopilor, mai uor de realizat n laboratoare i spitale dect n cazul reactoarelor nucleare care conin un cocteil de izotopi radioactivi, singura cale n acest sens este securizarea pe termen lung subpmnt-subiect delicat din pdv politic

Metoda de depozitare a deeurilor radioactive dictat de T al izotopilor radioactivi cu via ndelungat, de aceea este nevoie de separarea izotopiloruor de realizat n laboratoare i spitale dect n cazul reactoarelor nucleare care conin un cocteil de izotopi radioactivi, singura cale n acest sens este securizarea pe termen lung subpmnt-subiect delicat din pdv politic

*

Durata stocrii produselor de fisiune i activare provenite de la activiti nucleare, n comparaie cu durata erelor umane i geologice

Biochimia izotopii radioactivi

Izotopii radioactivi-efecte toxice prin competiia cu anumite ci metabolice ale unor elemente biochimice stabile, ex cca.80% din I total este coninut de glanda tiroid, unde particip la geneza hormonului tiroxin, ns dac este ingerat iodul radioactiv , acesta se va concentra n tiroid nlocuind iodul neoplazii ale tiroidei (evident la populaia din jurul Cernoblului)

Izotopul radioactiv stroniu (St-90) urmeaz aceleai ci ca i calciu (Ca), fiind prezent sub form de urme la om n ntreaga lume, dup testele cu bombe atomice din anii 1950-1960 ca urmare a dispersiei globale

Cesiul -137 urmrete cile potasiului (K) i a constituit o problem pentru ariile afectate de cderile radioactive de la Cernobl, de pild, N-V Angliei i Scandinavia

Este nevoie de mai multe decenii ca izotopii radioactivi s fie reciclai de vegetaie i nivelul lor s coboare la cel de dinaintea accidentului

Tabel Timpul de njumtire al unor izotopi radioactivi

Nr.crtDenumire izotop radioactivTimpul de njumtire izotopi radioactivi1.Plutoniu-24113 ani2.Plutoniu-23924000 ani3.Iod-1318 zile4.Iod-129160x106 ani5.Stroniu-9028 ani6.Cesium-13730 ani