A hibátlan atomerőművek alig sugároznak jobban, mint a banán

Sugárvédelmi gyakorlat az USA-ban

A radioaktív sugárzásról többnyire az atomerőművek, vagy a nukleáris fegyverek jutnak eszünkbe. Pedig  amikor jóízűen beleharapunk  egy mézédes banánba, alig kevesebb radioktív sugárzást "nyelünk el", mint amekkora dózis az atomerőművek környékén éri testünket. Környezetünkben -anélkül hogy tisztában lennénk ezzel - ,rengeteg a természetes radiokatív forrás. Szerencsére, az emberi szervezet sokféle sugárzáshoz alkalmazkodott az evolúció során. 

Anélkül, hogy tudatosulna bennünk, a radioaktív anyagok jelen vannak a földkéregben, épületeink alapjaiban, falaiban és a megevett vagy megivott táplálékban.

Radioaktív gázok találhatók a belélegzett levegőben.

Sőt testünk – izmaink, csontjaink és egyéb szöveteink is - tartalmaznak természetesen előforduló radioaktív elemeket. Azt is mondhatjuk, hogy a radiokatív sugárzás ugyanúgy része Földünknek, mint a légkör, vagy a hidroszféra.

Földön kívüli és emberi eredetű sugárzás

Az embert és a többi élőlényt nemcsak földi eredetű, hanem földön kívüli sugárzás is éri. Ez az úgynevezett kozmikus sugárzás jórészt ismeretlen eredetű, nagyon nagy energiájú protonokból (pozitívan töltött részecskékből) áll, amelyek meglehetős állandósággal bombázzák az atmoszférát.

A kozmikus sugárzás illusztrációja Forrás: NASA

A természetes sugárzáson kívül emberi eredetű ionizáló sugárzás is ér bennünket. Ilyen például az orvosi vizsgálatoknál használt röntgen, és az orvosi diagnosztikai eljárásoknál vagy a daganatos betegségek kezelésére használt sugárzás. Ehhez jön még a kísérleti nukleáris robbantásokból légkörbe jutott, valamint a szén- és az atomerőművekből származó radiokatív anyag sugárzása.

Mi a radioaktivitás?

A radioaktivitás az atomok bomlásának "mellékterméke". Egyes, a természetben előforduló elemek instabilak, ezért atommagjuk elbomlik, és eközben energia szabadul fel sugárzás formájában.

A radioaktivitás mértékegysége a becquerel (Bq). Egy Bq az aktivitása annak a radioaktív anyagnak, amelyben másodpercenként egy atommag bomlik el.

A radioaktív atommagok (radionuklidok) bomlási sebessége az adott elemre jellemző, amely állandó és nem befolyásolják külső tényezők, mint amilyen például a hőmérséklet vagy a nyomás. A radioaktív anyagok egyik fő jellemzője a felezési idő. Ez az az időtartam, amely alatt a sugárzó anyag atommagjainak fele elbomlik.

A felezési idő egy-egy elemtől függően a másodperc tört részétől akár több milliárd évig terjedhet.

A jód-131 izotóp felezési ideje például nyolc nap, az egész világon különböző mennyiségben jelen lévő urán-238-é viszont 4,5 milliárd év. A testünk radioaktivitásának fő forrását alkotó kálium-40 izotóp felezési ideje például 1,42 milliárd év.

A sugárzások fajtái

A „sugárzás” nagyon tág fogalom, és sok mindent magában foglal a fénytől és a rádióhullámoktól kezdve az ionizáló sugárzásig. Bennünket most csak ez utóbbi érdekel. Az ionizáló sugárzás onnan kapta a nevét, hogy amikor áthalad az anyagon, akkor annak részecskéi elektromosan töltötté, azaz ionizálttá válnak. Az élő szövetekben a sugárzás hatására létrejött elektromos töltésű ionok befolyásolhatják a normális biológiai folyamatokat.

A radioaktív sugárzásnak is több típusa van, és ezek mind eltérő jellemzőkkel rendelkeznek.

A gyakoribb radioaktív ionizáló sugárzások az alfa-, béta- és gamma-sugárzás, valamint a neutronsugárzás.

A neutronsugárzás közvetlenül ugyan nem ionizáló, de kölcsönhatásba lép az anyag atomjaival, ami miatt ionizáló sugárzás (alfa-, béta- vagy gamma-sugárzás, illetve röntgensugárzás) jön létre.

Külön kell említeni a röntgensugárzást, amely nem radioaktív, hanem elektromágneses természetű, viszont nagy energiája miatt ionizáló sugárzás. Rövidebb hullámhosszú tartománya – az úgynevezett kemény röntgensugárzás – nagyon közel áll a gamma-sugárzáshoz, de nem atommag-átalakulások, hanem nagy energiájú elektronfolyamatok azaz nagy sebességre felgyorsított elektronok és egy anyagi közeg kölcsönhatása hozzák létre.

Mellkasröntgen készítése. Ma már jóval kisebb sugárterheléssel jár egy ilyen vizsgálat Forrás: Wikimedia Commons

Sugárdózis

Az ionizáló sugárzás biológiai hatásai a sugárzás típusától és energiájától függenek.

A biológiai károsodás kockázatának mértéke az a sugárdózis, amely a testszöveteket érte.

Az elnyelt sugárdózis mértékegysége a sievert (Sv). Mivel ez nagyon nagy egység, a normálisan előforduló sugárdózisokat millisievertben (mSv) vagy mikrosievertben (µSv) adják meg.

Például egy mellkasröntgen nagyjából 0,2 mSv sugárdózissal jár együtt.

A természetes sugárforrások miatt testünket évente átlagosan nagyjából 2,4 mSv sugárdózis éri,

de ez a szám akár több száz százalékkal is eltérhet egymástól, a földrajzi helytől függően.

Magyarországon például a becsült érték 3,1 mSv/év, ezzel szemben az Egyesült Államokban 6 mSv/év.

Sugárvédelmi gyakorlat az USA-ban Forrás: Wikimedia Commons

Honnan kapjuk a sugárzást?

Az épületek tereiben radioaktív elemek szállnak a levegőben. Ezek a radon (radon-222), a toron (radon-220), valamint a kőzetekben, építőanyagokban és talajban lévő rádium (rádium-226) és a tórium bomlásából származó, úgynevezett leányelemek. Világviszonylatban a természetes sugárzás legfőbb forrása a talajban lévő különböző mennyiségű urán és tórium.

A kozmikus sugárzásból eredő sugárterhelés nagymértékben függ a magasságtól, és némileg a szélességi foktól is. A repülővel utazók sugárterhelése például nagyobb, mint a földön tartózkodóké.

Élelemből és vízből származó radioaktivitás

A nálunk is népszerű élelmiszerek közül az egyik legsugárzóbb élelemforrás a banán. A banánszállítmányok néha képesek megszólaltatni a kikötőkben és a repülőtereken elhelyezett sugárkapuk riasztóját.

Ennek ellenére sincs okunk az aggodalomra, mert a banánból csak elenyésző radioaktivitás jut a szervezetünkbe.

Egy kilogramm banán nagyjából 130 Bq radioaktivitással rendelkezik a kálium-40-nek köszönhetően.

Annak érzékeltetésére, hogy ez milyen parányi mennyiség, gondoljunk arra, hogy a testünkben 4000-6000 Bq radioaktivitás származik a kálium-40 bomlásából. A banán egyébként többek közt éppen magas káliumtartalmának köszönhetően olyan egészséges.

A banán az egyik legsugárzóbb élelmiszer Forrás: Thinkstock

A radioaktívabb élelmiszerek közé tartozik még (szintén elsősorban a magas káliumtartalom miatt) a répa (120-130 Bq/kg), a burgonya (120-130 Bq/kg) és a vörös hús (110-120 Bq/kg). Ehhez képest a sör alig radioaktív (15 Bq/l). A vezetékes víz radioaktivitása normális esetben elhanyagolható (0,1 Bq/l). Magyarországon is ez utóbbihoz hasonló értékeket mértek az OSSKI munkatársai.

Emberi eredetű sugárzások

A természetes sugárzáson kívül

változó mennyiségű sugárdózist kapunk a különféle emberi közreműködéssel létrehozott sugárforrásokból,

amilyen a fogászati vagy más orvosi röntgen, az ipari nukleáris technikák, és más fogyasztási termékek, például fluoreszkáló órák, vagy az ionizációs füstérzékelők. Ezenkívül az atomrobbantási kísérletek, valamint a nukleáris és szén alapú erőművek működése miatt is éri sugárdózis szervezetünket.

A paksi atomerőmű III-as és IV-es blokkjának épülete Forrás: MTI/Koszticsák Szilárd

Egy táblázat szerint (amelyet több hivatalos amerikai forrás alapján állítottak össze) ennyi sugárterhelés ér bennünket egy-egy "közönséges" sugárforrásból (millisievertben megadva):

• 1 banán elfogyasztása: 0,0001
• fogorvosi röntgen: 0,005
• lakóhely egy atomerőmű 100 kilométeres körzetében: 0,01 (évente)
• repülés New York és Los Angeles között: 0,04
• egy doboz cigaretta elszívása: 0,05
• mellkasröntgen: 0,1
• mammogram: 0,3
• hasi CT: 14

A táblázat értelmezéséhez jó, ha tudjuk, hogy a World Nuclear Association szerint

évi 100 mSv, illetve e felett lehet az az érték, ami már kismértékben, de mérhetően növeli a rákos megbetegedések kockázatát.

Jelenlegi tudásunk szerint ennél kisebb sugárdózis esetén a szervezet sejtjei képesek helyreállítani a sugárzás okozta esetleges károsodásokat.