Je radioaktivita škodlivá? A proč vlastně… (1)

Může vás poškodit a může vás i vyléčit. Někdy vám také neuškodí - a když ano, tak ne všem stejně. Všichni se jí bojí. Velice často právem - a někdy neprávem. Tento (a následující blogy) se budou zabývat radioaktivitou. 

Co je to vlastně radioaktivita?

Za ten zmatek, který má v hlavě, laik vlastně ani nemůže. “Radioaktivita” totiž není jen “jedna”.

Jevů, které laicky označujeme za radioaktivitu je hned několik. Co se týká jejich vlivu na nás, ten se samozřejmě liší případ od případu. Všichni máme zažito, že se jedná o velice nebezpečnou věc - se smrtelnými následky. Není to ale tak docela pravda - ta se nachází (jako tak často) někde uprostřed.

Destruktivní následky “radioaktivity” jsou samozřejmě zřejmé - na druhou stranu ale také existují léčivé “radioaktivní” koupele. Připomeňme si světoznámé lázně v Jáchymově. Podobné koupele znali už severoameričtí indiáni - a ti se opravdu nedají nařknout z toho, že by podléhali nějkým módním vlivům a léčivý účinek si namlouvali jen kvůli oblibě lázní u smetánky společnosti. “Radioaktivita” (lépe řečeno některé z oněch jevů) se dnes dokonce regulérně používají při léčení jedné z nejdrastičtějších nemocí - rakoviny.

Radioaktivitu jako takovou objevil v roce 1896 Henri Becquerel, když studoval uranový minerál. Jméno dali jevu francouzští fyzikové Pierre Curie a Marie Curie-Skłodowská o dva roky později. Dodnes tímto slovem označujeme jevy, které jsou spojeny se vznikem tzv. ionizujícího záření.

Ionizující záření

Ionizující záření

 je společné označení pro takový druh záření, jehož kvanta mají energii postačující k ionizaci atomů nebo molekul ozářené látky... 

… říká základní definice.

Škody na živé látce mohou být způsobeny částicemi (protony, elektrony, neutrony) - nebo elektromagnetickými vlnami.

V případě částic je situace jednoduchá a dá se pochopit na základě zkušeností ze všedního života.

Když dítě, které si hraje ve dvoře, trefí míčem okno - okno se poškodí. Sklo se rozbije nebo praskne. Stejný výsledek má na živý organismus “trefa” vysoce energetickou částicí. Sklem v okně je v tomto případě buňka nebo molekula.

V případě elektromagnetických vln je situace poněkud komplikovanější. Záleží totiž na charakteristice vlny - na tom, kolik v sobě nese energie. Pomyslný míč může být tak pomalý, že se sklu v okně nic nestane - a může být tak rychlý (vysoce energetický), že sklo nemá šanci.

Následující obrázek znázorňuje různé charakteristiky elektromagnetických vln. V horní části je uveden kmitočet, hned pod ním je jeho symbolická grafická podoba. V dolní části je název vlnění a délka vlny. Uprostřed najdete malý výsek, který ukazuje vlastnosti té části spektra, které říkáme viditelné světlo a umíme ho vnímat očima.

Jak tento obrázek “číst”? Jaké parametry záření jsou škodlivé (ve smyslu ionizace)? Viditelné záření zjevně neškodí. To je také logické - je to záření, které na planetu vysílá naše centrální hvězda, je to zdroj energie pro život na Zemi - a celá naše existence je na něm nejen vybudována, ale je mu dokonale přizpůsobena. Ta část spektra, které odpovídá viditelnému záření, je pro nás prakticky neškodná a užitečná.

Čím delší vlny - tím méně energie v sobě záření nese. Vlny s délkou kolem milimetru, metru nebo dokonce kilometru - jsou tedy oním velice pomalým míčem, který pomyslnému sklu v okně neuškodí. I ony jsou naopak užitečné - už po mnoho desetiletí je lidstvo využívá k přenosu rádiového nebo televizního signálu nebo například k ohřevu jídla pomocí mikrovlnné trouby.

Pozorný čtenář se na tomto místě jistě podiví a vzpomene na pojem “elektrosmog”. Před přemírou nízkoenergetického záření se přece chráníme - a také před zářením, které vytváří mikrovlnná trouba! Ano, i tyto druhy záření mohou škodit. Škody jsou pak ale způsobeny teplem, které v buňce kvůli tomuto záření vzniká - nikoliv ionizací.

Jinak je tomu ovšem u opačné části spektra. Už ultrafialové záření má dostatečně vysokou energii (kratší vlnovou délku) na to, aby mohlo uškodit struktuře organických látek.

Zjednodušeně vzato - čím vyšší frekvence, tím je následek drastičtější. I když v praxi je

nejškodlivější měkké rentgenové záření (X). Energetičtější fotony mají tak krátkou vlnovou délku, že mohou prolétnout mezi atomy a svou energii přitom třeba ani nepředají, podobně jako kulka udělá do skla jen malou dírku, ale pomalý kámen ho rozbije.

Škodlivost viditelné části spektra

Ve skutečnosti není tato část elektromagnetického spektra úplně neškodná. Je to přechodná oblast, ve které se vyskytují jak slabý ionizující vliv, tak vliv díky přenosu tepla. Hodně tu záleží na intenzitě světla. Náš organismus má navíc k dispozici mechanismy, které se umí těmto škodlivým vlivům bránit. 

Chaos je dokonalý

“Radioaktivitou” tedy nazýváme ionizující záření.

Za “ionizující” považujeme takové druhy elektromagnetického záření, které mají dostatečně vysokou frekvenci a dostatečně vysokou energii (míč je dostatečně rychlý na rozbití skla v okně) - UV, rentgenové záření a gama záření.

Do této kategorie ovšem patří také rychle letící částice (alfa a beta záření a neutrony případně protony).

Aby to nebylo tak jednoduché, označujeme některé druhy ionizujícího záření také řeckými písmeny. Ovšem ne všechny a ne logicky.

Alfa záření

není nic jiného než heliová jádra, ve kterých se nacházejí hned dva protony a dva neutrony. Nejsou to tedy elementární částice, nejsou to ani základní částice - je to částice složená z několika dalších.

Beta záření

je proud volných rychle letících elektronů. Těch samých elementárních částic, které známe z elektrické zásuvky a které dávají život elektrickým přístrojů - a také vašemu počítači, na kterém čtete tento blog.

Gama záření

je naopak elektromagnetické vlnění - s frekvencí v určitém pásmu.

Mohli bychom očekávat záření “delta”, místo něj se ale říká vysoce energetickému elektromagnetickému záření, které je o něco “měkčí” než záření gama…  X nebo rentgenové záření.

Je jen logické, že tyto různé druhy záření způsobují v organických (a anorganických látkách) různé efekty. Některé z nich o sobě dávají vědět hned - a některé až po delší době.

Škody, které způsobuje “radioaktivita” jsou samozřejmě to, co nás na ní zajímá nejvíc. Proto bude právě o nich příští čtvrteční blog.