Jak škodí radioaktivita? O všem rozhoduje dávka.

K tomuto blogu mě inspirovala klasická věta “Dostal tak vysokou dávku radioaktivity, že z toho až dostal rakovinu.” Je totiž nesprávná. Když někdo dostane obří dávku ionizujícího záření - rakovina je jeho poslední starost.

Shrnutí z minulých blogů

Není “radioaktivita” jako radioaktivita. Existují různé druhy ionizujícího záření. Může se jednat o proud jednotlivých (i složených) částic - nebo o elektromagnetické vlnění. Je jen logické, že fyzikálně rozdílné druhy záření mají různé následky.

Za ionizující přitom mimochodem považujeme záření s určitou minimální energií. Proto je také část elektromagnetického spektra v tomto ohledu neškodná a způsobuje jen zahřátí látky - a ne už její ionizaci.

Kromě fyziky se na věci podílí také její mladší sestra - chemie. Tady už je situace ještě o něco komplikovanější. Radioaktivita (ionizující záření) způsobuje v organismu dva druhy škod - přímé a nepřímé. Přímé škody odpovídají přímému střetu záření s molekulami a jejich okamžité destrukci. Takové škody vznikají prakticky okamžitě po dopadu záření. Nepřímé škody mají na svědomí látky, které vznikly na místě, kam dopadlo záření z vody a různých chemikálií - tzv. “volné radikály”. Na škody, které záření způsobuje, je buňka připravena, volné radikály totiž vznikají ve velkém stylu také při jejím metabolismu. Nejsou pro buňku nic nového. Existuje zhruba deset různých mechanismů - opravářů. Podílí se na nich chemikálie, které musí buňka vytvořit, je tedy jasné, že se tyto mechanismy dají “přetížit” v případě, že je škod nepřiměřeně moc. Také pro tento případ má náš organismus speciální strategie - a poškozených nebo špatně opravených buněk se zbavuje. Teprve když selže i tato strategie - můžeme později pozorovat takové následky jako mutace nebo zhoubné bujení.

O tom, jaký vliv bude mít na váš organismus ionizující záření, rozhoduje jeho typ a energie, kterou dostalo do vínku. Kromě toho záleží také na druhu ozářené tkáně - a také době, po který záření působilo. Důležitá je samozřejmě i jeho intenzita.

Každý organismus je sice jiný a reaguje poněkud odlišně, přesto se dá zhruba říci, jaké škody bude vyvolávat určitá dávka určitého záření, absorbovaného v určitých podmínkách. Odborníci přepočítávají hrubé hodnoty záření na relevantní hodnoty. K výpočtům se používají různé koeficienty, zohledňující fyzikální a chemické vlivy.

Pomocí výsledné hodnoty pak odborník umí odhadnout, jestli je dané záření škodlivé. Principiálně škodlivější je totiž vliv vyšších dávek záření. I tady ale existují výjímky, které zmíním v některém z dalších blogů.

Co s vámi provede ionizující záření?

Z výše uvedených informací mimo jiné vyplývá, že se dají následky ozáření rozdělit na dvě velké skupiny: okamžité a pozdější.

Pro názornost je přirovnám ke dvěma následkům častého a dlouhého slunění: spálená záda coby okamžitý následek - a rakovina kůže coby následek pozdější. Zatímco okamžité následky jsou zjevné a dají se přiřadit určitému konkrétnímu aktu ozáření (podobně jako víte, při kterém konkrétním slunění jste si spálili záda) - nikdy se to nedá říci v případě pozdních následků (například evtl. později vznikající rakoviny). Po desetiletích se už nedá určit, ze které přesně radioaktivní expozice pocházely škody, které vedly ke vzniku rakovinného bujení. Nedá se dokonce ani říci, jestli škody opravdu způsobilo ozáření nebo jestli to nebyly následky běžného metabolismu buňky.

Statisticky se ovšem dá odhadnout míra možného vzniku rakoviny po určité dávce ionizujícího záření. Podobně je tomu u rakoviny kůže. Nikdy se nedá říci, které osudné spálení kůže nakonec vyvolalo zhoubné bujení. Někteří lidé dokonce trpí melanomem na takových místech těla, která si prokazatelně nikdy neopalovali. Melanom na neopalovaných částech těla je samozřejmě méně častý než na hodně exponovaných místech.

O všem rozhoduje dávka

Co tedy rozhoduje o tom, jaké škody si z “radioaktivního ozáření” odnesete? O tom rozhoduje dávka daného záření,jeho charakter a způsob, jakým na vás působí.

Příklad: zatímco vaše kůže zachytí naprostou většinu běžného alfa-záření, pro beta, gama, rentgen nebo pro ozáření protony a neutrony se to už rozhodně říci nedá.

Pozorný čtenář se na tomto místě asi zarazí. Jak mohou být alfa částice neškodné? Vždyť jsem je v minulém blogu řadila mezi nejintenzivnější škůdce? Je to dané specifičností těchto částic. Jsou tvořeny dvojicemi protonů a neutronů - jsou tedy oproti ostatním druhů hodně “velké”. Zachytí je proto už svrchní vrstva kůže - která je mrtvá. Odborník bude argumentovat sloganem

“mrtvější než  mrtvá tahle vrstva kůže být nemůže, je jí tedy úplně jedno, co tam alfa částice vyvedou”.

To sice neplatí pro alfa záření s velmi vysokou energií - ty se už do několika vrchních centimetrů vašeho těla dostanou - ale dá se uplatnit na velkou většinu běžně vznikajícího alfa záření.

Ze stejného důvodu mají alfa částice, které působí uvnitř organismu jedny z nejhorších následků. Jsou tak velké, že spolehlivě zničí všechno, co jim stojí v cestě.

Podle dávky a následků ionizujícího záření se škody dělí na dvě velké kategorie: deterministické (okamžité) a stochastické (pozdější).

Deterministické efekty ionizujícího záření

Slovo deterministické označuje fakt, že umíme říci, z jakého ozáření si škody odnášíme. Podobně jako spálená záda po slunění - i ony nastupují bez prodlení.

Vzhledem k tomu, že má náš organismus schopnost se proti menším dávkám záření bránit, existuje určitá hraniční dávka ionizujícího záření. Když dostaneme menší množství záření než je ona pomyslná hranice, nepozorujeme škody žádné. Při jejím překročení se pak následky mohou stupňovat podle toho, kolik záření naše tělo pohltilo. V nejhorším případě nastává smrt v řádu několika hodin nebo dnů, v horším případě tzv. nemoc z ozáření.

Stochastické efekty

… se dají pozorovat až po určité době. Mohou být následkem i malých dávek záření, které nevyvolaly okamžité (deterministické) efekty.

Ke stochastickým efektům se řadí také obávaná rakovina, které může vznikat roky nebo desítky roků po určitém ozáření.

Věta z úvodu blogu je tedy nesprávná. Na vznik pozdější rakoviny nejsou vůbec potřeba nějaké drastické dávky záření. Ty nás zabíjí hned. Na pozdější účinky postačí i menší dávky.

Ten, kdo přežil nemoc z ozáření, přesto nemá vyhráno. Pozdní stochastické následky se totiž vyskytují s určitou pravděpodobností. Čím vyšší byla dávka ionizujícího záření, tím vyšší je i pravděpodobnost zažít pozdní následky.

Složité?

Zjednodušeně se to dá popsat takto:

Když máte smůlu na opravdu vysokou dávku “radioaktivity”, onemocníte nebo rovnou zemřete - hned. Pokud nemoc z ozáření přežijete, můžete zemřít později - například na obávanou rakoviny.

Při menší ale přesto znatelné dávce možná neonemocníte okamžitě, i tehdy ale hrozí ještě pozdní následky, které mohou znepříjemnit život ještě po desetiletích.

Co se stane při hodně nízkých dávkách záření?

O tom probíhají věčné spory odborníků.

Po zkušenostech z Hirošimy nebo například Černobylu máme dnes poměrně dobrý přehled o tom, co provede větší dávka záření s lidským organismem a jaké následky se dají po ozáření očekávat (s přihlédnutím k možným odchylkám).

U malých dávek záření je situace daleko komplikovanější.

Vztah mezi pozdními škodami (viz zmiňovaná rakovina, která se projevuje někdy i po desetiletích) a malými dávkami záření můžeme sice zkusit extrapolovat, potýkáme se ale s tím, že nevíme, jakou zvolit závislost.

Vztah se může vyjádřit buď lineárně (na obrázku modře), nebo nelineárně (zde znázorněno zelenou barvou) případně nelineárně s určitou základní naprosto bezpečnou hodnotou záření, která žádné pozdní změny nevyvolává (v obrázku znázorněno oranžovou barvou).

A tady se podruhé potýkáme s etikou.

Na jednu stranu určitě není nesprávné vykázat nízké dávky záření jako naprosto bezpečné. Na druhou stranu by se tím možná způsobilo hodně škody. My lidé (nezávisle na národnosti)  máme sklony ke zlehčování. Určité (za bezpečné prohlášené) dávky by se s naprostou jistotou časem začaly překračovat - ať už rozhodnutím samotného později postiženého jednotlivce nebo odpovědných manažerů. Jinými slovy - následky ozáření jsou příliš závažné na to, aby se rozhodování o výšce hraniční dávky nechalo na vůli jednotlivých osob. Proto se řada odborníků radši shodne na tom, že bude lidi raději více strašit, než je uklidňovat.

Často se setkáváme s názorem, že i naprosto minimální hodnota záření  je škodliva - i když nejspíše i odborníci, kteří to tvrdí, tuší - že to asi není pravda.