Promieniowanie elektromagnetyczne promieniowanie korpuskularne przechodzą przez materię. Wynikiem tego jest ich rozproszenie bądź pochłanianie. Mogą przekazać swoją energię atomom czy cząstką, przez które przechodzą. Wskazane rodzaje promieniowania nazywane są zbiorczą nazwą promieniowania jonizującego. Jego źródłami są:

  • promieniotwórcze substancje;
  • reaktory jądrowe;
  • aparatura medyczna- służąca zarówno do diagnostyki jak i do leczenia; ( zalicza się tu aparaty rentgenowskie, tomografy czy akceleratory medyczne);

Promieniowanie tego typu dociera na naszą planetę w niewielkich dawkach z przestrzeni kosmicznej oraz wnętrza Ziemi. Wykorzystywane jest dość powszechnie w następujących sektorach życia ludzkiego:

  • w medycynie (pomocne w diagnozie i prowadzeniu terapii leczniczych);
  • w przemyśle spożywczym (do konserwacji produktów żywnościowych);

Działanie promieniowania może być także bardzo szkodliwe. Przyczynia się do efektów radiacyjnych w komórkach, co ujawnić się może w formie ostrej choroby popromiennej. Skutki mogą być późne i spowodować

MIKROFALE

Mikrofale są to fale radiowe o częstotliwości wahającej się w przedziale od 300 MHz do 3 THz. Położone są one pomiędzy ultrakrótkimi falami radiowymi a podczerwienią. Ich zasięg jest ograniczony do obszaru, który podlega bezpośredniej widoczności anten czy obiektów. Możliwe jest jednak przekraczanie przez mikrofale tegoż obszaru w konsekwencji odbić od różnych przeszkód. Odbite fale są jednak słabsze i przytłumione. Czynniki, które stoją na przeszkodzie mikrofalom to także różne postaci wody. Ograniczają one zasięg łączności w danym paśmie.

Mikrofale są szeroko stosowane w telekomunikacji, radiolokacji czy radiokomunikacji. Oprócz tego wykorzystywane są w przemyśle telewizyjnym, grzejnictwie elektrycznym, fizyce doświadczalnej czy medycynie. Także powszechnie używane telefony komórkowe działają z wykorzystaniem tego typu fal. Szereg czynników i sposoby ich wykorzystania pociągająca sobą ciągłe badania w tym zakresie. W szczególności zwraca się uwagę na wpływ mikrofal na żywe organizmy. Coraz częściej akcentuje się możliwość niebezpiecznego nagrzewania określonych partii ciała. Na ogół użytkowanie popularnych komórek budzi poważne zastrzeżenia właśnie pod tym kontem. Zaniepokojeni naukowcy mówią o możliwym podgrzewaniu mózgu tym typem fal. W rezultacie może to spowodować trwałe i nieodwracalne zmiany. Prowadzone są badania nad związkiem występowania raka mózgu a używaniem telefonów komórkowych. Do eksperymentów wykorzystywane są zwierzęta, co wpływa na nie do końca pewne wyniki. Takiej zależności nie udało się jeszcze w 100% potwierdzić, choć należy pamiętać, że ogromne znaczenie ma ilość czasu spędzanego na rozmowie. Jeśli czas ten jest krótki (to znaczy kilka do kilkunastu minut) to w zasadzie nie rodzi to poważnych obaw. Kłopoty mogą się pojawić wtedy, jeśli określona osoba bardzo dużo czasu poświęca na rozmowy telefoniczne. Z drugiej strony zmiany mogą potwierdzić się po długoletnich obserwacjach.

Częstotliwość mikrofal jest także niebezpieczna dla narządów wzroku. Słabe zdolności soczewki do rozpraszania ciepła powoduje mniejszą możliwość regeneracji i zwiększoną akumulację.

Stwierdzonym faktem jest to, że osoba narażona na bezpośrednie działanie fal elektromagnetycznych o wysokiej częstotliwości bardzo często skarży się na szereg dolegliwości. Najczęściej są to zawroty głowy, bóle głowy, trudności z koncentracją i zapamiętywaniem, potliwość, niskie ciśnienie krwi, trudności z zasypianiem.

FALE RADIOWE

Fale radiowe są to fale typu elektromagnetycznego. Ich długość wynosi od 0,1 mm do 100 km, a częstotliwość w przedziale od 3000 GHz do 3 kHz. Widmo fal radiowych poddaje się podziałowi na zakresy.

Podstawowe źródła fal radiowych to:

  • anteny, które przetwarzają energię wysokiej częstotliwości prądu;
  • radioźródła;
  • wyładowania elektryczne;

Fale tego typu mogą rozchodzić się w liniach typu przesyłowego oraz przestrzeni nieograniczonej.

NATURALNE ŹRÓDŁA PROMIENIOWANIA

Naturalne źródła promieniowania istnieją od momentu, w którym powstała nasza planeta. Powstały one równocześnie z rozprzestrzenioną materią, którą odnaleźć można na wszystkich obiektach Wszechświata.

Promieniowanie dochodzi do naszej planety z bardzo odległych obszarów przestrzeni kosmicznej. Natężenie tegoż promieniowania jest nierównomiernie rozłożone. Generalnie można powiedzieć, że jest ono większe na biegunach, a mniejsze przy okolicach równikowych. W związku z dużym wzrostem natężenia promieniowania kosmicznego znacznie większe są ilości tego promieniowania, jakim poddani są pasażerowie lotów międzykontynentalnych ( w samolotach ponaddźwiękowych i naddźwiękowych).

Oprócz zewnętrznego promieniowania pochodzenia ziemskiego człowiek podatny jest na działanie radionuklidów. Człowiek pochłania je w momencie oddychania czy spożywania pokarmów. Należą do nich niemal wszystkie radionuklidy nuklearne oraz sztuczne. Podstawową rolę wśród nich pełni radon. Można go odnaleźć w łańcuchu rozpadu uranu. Warto zwrócić uwagę na to, że radon jest gazem, który może bez ograniczeń dyfundować w glebie, wodzie. Generalnie jednak sam gaz nie jest groźny. Głównym przedmiotem obawy są produkty pochodzące z jego rozpadu. Chodzi tu przede wszystkim o te cząsteczki, które emitują promieniowanie typu alfa. Powstają one z radonu, który jest w powietrzu. po wchłonięciu przez układ oddechowy ulegają rozkładowi w płucach. Jest to przyczyną różnych drgawek ( nasilenie zależy od stężenia). Źródłem radonu wewnątrz budynków są woda i gaz. Zwłaszcza ta pierwsza zawiera dość duże ilości tego szlachetnego gazu. Wydziela go w łazienkach oraz kuchniach. Należy pamiętać, że mocno nasilony radonem jest także gaz ziemny. W momencie emisji jak i rozpadu radonu określa się stan równowagi między jego stężeniem a stężeniem jego pochodnych.

Poza radonem istota ludzka pochłania także inne radionuklidy, które występują na naszej planecie. Dawki te są jednak bardzo małe, nie wywołują znaczących skutków.

Niektóre naturalne źródła promieniowania powstały jako konsekwencja działalność człowieka (działalność przemysłowa, działalność gospodarcza). Na przykład w wyniku spalania węgla niemal wszystkie radionuklidy pozostają w popiele. powoduje to, że staje się on radioaktywny.

Jeśli chodzi o źródła promieniowania warto też wspomnieć o nawozach fosforowych. Złoża surowców, które są wykorzystywane do ich produkcji cechuje się wysokim stężeniem uranu i jego pochodnych. Nie mniej jednak odpady powstające w konsekwencji produkcji takich nawozów są wykorzystywane do produkcji fotogipsów. Fotogips używany jest w charakterze materiału budowlanego.

RADIOTERAPIA

Radioterapia należy do jednej z popularniejszych i często wykorzystywanych metod leczenia chorób typu nowotworowego. Wykorzystuje ona możliwości promieniowania jonizującego w celu niszczenia żywych komórek. Podstawowym założeniem tej metody jest to, że komórki nowotworowe są bardziej czułe na promieniowanie niż komórki zdrowe. W konsekwencji wykorzystania napromieniowania dochodzi do absorbowania energii przez cząsteczki, które znajdują się na drodze wiązki promieniowania. W sposób bezpośredni powoduje to uszkodzenie struktury DNA i pośrednio-do zaburzenia struktur komórkowych.

W radioterapii wskazać można na dwie podstawowe formy. Pierwszą z nich jest teleterapia, która polega na napromieniowaniu określoną wiązką promieniowania X. Istotne jest przy tym zachowanie bezpiecznej odległości. W technice tej zastosowanie mają aparaty ze źródłem kobaltu oraz akceleratory liniowe. Drugą formą jest brachyterapia, czyli napromieniowywanie ze źródeł znajdujących się bezpośrednio koło tkanek ciała.

Radioterapia najczęściej stosowana jako metoda leczenia choroby nowotworowej.

WILHELM ROENTGEN

Wilhelm Roentgen urodził się w 1845 roku, zmarł zaś w 1923 w Monachium. Z wykształcenia był fizykiem. Pracował jako wykładowca akademicki na wielu uniwersytetach niemieckich. Do historii przeszedł on jako odkrywca promieniowania elektromagnetycznego (promieniowania rentgenowskiego- promieniowania X).

Prowadził on wiele badań nad swoim odkryciem, w rezultacie czego opisał wiele właściwości i możliwości zastosowania. Jest on także autorem pierwszej lampy rentgenowskiej. Za swoje osiągnięcia został uhonorowany nagrodą Nobla z dziedziny fizyki (warto wiedzieć, że była to pierwszy raz przyznana nagroda).

APARATY RENTGENOWSKIE

Aparaty rentgenowskie wykorzystywane są do robienia prześwietleń i różnego typu zdjęć. Ich zastosowanie - wraz z rozwojem medycyny - staje się coraz szersze. Aparaty takie znajdują zastosowanie także w budowie tomografów komputerowych, które pozwalają uzyskać informacje o ogromnym znaczeniu.

W naszym kraju wykonywanie obowiązkowych zdjęć klatki piersiowej ma duże znaczenie w profilaktyce. Diagnostyka rentgenowska wykorzystywana jest powszechnie w przypadku podejrzenia pęknięcia kości. W przypadkach, które dotyczą poważnych dolegliwości sercowych czy chorób układu oddechowego zastosowanie ma tomografia komputerowa.

Wykorzystanie możliwości rentgenodiagnostyki przydaje się także w czasie zabiegów operacyjnych.

PROMIENIOWANIE RENTGENOWSKIE

Promieniowanie rentgenowskie zwane jest także promieniowaniem X. Jest to promieniowanie elektromagnetyczne, które powstaje w konsekwencji hamowania cząstek naładowanych za pośrednictwem materii. Innym sposobem jest przejście elektronów w atomach na poziom cechujący się niższą energią.

Podstawowe źródła promieniowania rentgenowskiego to:

  • lampy rentgenowskie;
  • promieniotwórcze pierwiastki;
  • ciała niebieskie;

Mówiąc o promieniowaniu X można wskazać na dwa jego rodzaje. Do pierwszej grupy zalicza się promieniowanie typu miękkiego, które ma większą długość fali. Dodatkowo charakteryzuje się mniejszą przenikliwością. Drugi rodzaj to promieniowanie twarde, którego długość fal jest mniejsza. Fala jest jednak bardziej przenikliwa. W czasie promieniowania rentgenowskiego promieniowanie poddaje się absorpcji i rozproszeniu. Promieniowanie takie stosowane jest powszechnie w celach leczniczych, badaniach nad strukturą chemiczną oraz strukturą kryształów.

Źródłem promieniowania, które jest wykorzystywane w medycynie, są radioizotopy. Jeśli chodzi o radioizotopy to trzeba powiedzieć, że każdy pierwiastek ma ich kilka. Wykorzystywane są one w radioterapii, defektoskopii czy do sterylizacji.

RADIOTELEFONIA

Radiotelefonia jest to- mówiąc dość ogólnie- rodzaj telefonii. W celu przesyłania sygnałów o charakterze fonicznym wykorzystuje się fale radiowe. W tym przypadku zastosowanie mają fale krótkie i ultrakrótkie. W odniesieniu do telefonii komórkowej wykorzystuje się mikrofale. Łączność pomiędzy kilkoma użytkownikami może być utrzymana za pomocą sieci radiotelefonicznej. Sieć taka określana bywa też jako dyspozytorska. Jest to zespół ruchomych stacji oraz radiostacji pełniącej funkcje nadawcze i odbiorcze. Stacja stała pełni także funkcję łączącą sieć z siecią telefoniczną publiczną. Sieci tego typu wykorzystywane są przez takie służby jak policja, pogotowie ratunkowe czy straż pożarna. Korzystają z niej także wszelkiego rodzaju przedsiębiorstwa.

Warto wspomnieć, że nie byłoby radiotelefonii bez doświadczeń wojskowych. Jak większość eksperymentów- i w tym przypadku - dotyczyło pierwotnie potrzeb wojska oraz służb policyjnych. Cywilne sieci radiotelefoniczne pojawiły się dopiero po okresie II wojny światowej.

RADIOTELESKOP

Radioteleskop jest przeznaczony do odbierania i analizowania promieniowania typu radiowego. Chodzi tu o takie promieniowanie, którego źródłem są ciała niebieskie. Radioteleskop ma formę metalowej czaszy, w której umieszczona jest antena. Za jej pośrednictwem odebrane zostaje promieniowanie radiowe.

Wskazać można na radioteleskop typu paraboloidalnego, który jest sterowany mechanizmem radiowym. Przez dość długi okres czasu może on odbierać to samo źródło. Największe takie urządzenie znajduje się obecnie w Niemczech. Z drugiej strony taki radioteleskop może zostać unieruchomiony. Wówczas obserwuje on wszystkie przesuwające się przed nim obiekty. Zdolność rozdzielcza takiego urządzenia jest raczej mała, co jest konsekwencją długości fal radiowych.

SKUTKI PROMIENIOWANIA

Skutki promieniowania jonizującego trzeba rozpatrywać w dwóch przypadkach. Takie podejście wynika z różnych dawek promieniowania. Małe dawki są nieodłącznym elementem ludzkiej egzystencji na tej planecie. Nie obserwuje się przy tym niepożądanych skutków. Promieniowanie niewielkimi dawkami może jednak po pewnym okresie doprowadzić do powstania choroby nowotworowej. Inną konsekwencją są trwałe zmiany genetyczne, które w szczególności dotyczą potomstwa. Natomiast bezpośrednie konsekwencje mogą być zauważane w przypadku działania dużych dawek promieniowania. Zalicza się do nich uszkodzenie komórek i narządów, a nawet śmierć.

    • Konsekwencje dużych dawek- z całą pewnością ujawnią się dość szybko; granicą jest tu określony próg promieniowania; z uwagi na zdolności obronne organizmu zaznaczyć trzeba, że organizm znacznie ostrzej reaguje na jednorazową duża dawkę ( lub kilka dawek mniejszych podanych w bardzo krótkim czasie) niż na dawkę dużą, ale podaną w dłuższym okresie czasu; niewątpliwie jednorazowa dawka, która jest mniejsza niż 0,1 Gy - nie spowoduje wystąpienia skutków, które można stwierdzić na drodze klinicznej ( Gy jest to jednostka dawki pochłoniętej); jednak działanie 2 jednostek powoduje trwałą bezpłodność; dawka pomiędzy 0,5 a 1 Gy przyczynia się do powstania zaburzeń składu krwi; jeśli oczy zostaną poddana przewlekłemu napromieniowania niewielkimi dawkami, to po kilkunastu latach z całą pewnością dojdzie do ich zmętnienia;
    • Konsekwencje małych dawek- częstość ich występowania nie jest do końca znana i zbadana; w tym przypadku trzeba liczyć się z pewnymi trudnościami w wydzieleniu konsekwencji ( z uwagi na uszkodzenia , które powstały z innych przyczyn); generalnie jednak panuje powszechna zgoda co do tego, że skutki promieniowania w małych ilościach ujawniają się dopiero po kilkunastu latach; w każdym przypadku mają one postać chorób nowotworowych, innych chorób, uszkodzeń materiału genetycznego przekazywanego następnym pokoleniom; dość szybko ujawniającą się konsekwencją podawania małych dawek promieniowania jest białaczka (powstaje już po około 3-4 latach); szacunkowe wyliczenia mówią o tym, że po podaniu dawki 1 Gy ( w małych porcjach, w długim okresie czasu- bo dawki się sumują) prawdopodobieństwo zachorowania na nowotwór wynosi jak 1/ 1000; podobnie jest w przypadku przekazywania chorób genetycznych; należy więc w miarę możliwości unikać zbędnych dawek promieniowania ( korzystać w nich w sytuacjach, które tego koniecznie wymagają);

Warto wspomnieć także o kontrowersjach, które budzi możliwość wykorzystania energii jądrowej do produkcji ciepła i elektryczności. Na pewno nasz kraj jest pod tym względem znacznie zapóźniony niż inne, lepiej rozwinięte kraje europejskie. Reaktory takie są jednym z ogniw łańcucha, do którego zaliczyć trzeba kopalnie uranu, zakłady zajmujące się produkcją paliwa, składowiska odpadów. Każde ogniwo może być uznane za twórcę i rozpraszacza radionuklidów do otoczenia. Są równocześnie one źródłem promieniowania. Wydaje się, że konieczność wykorzystania energii jądrowej jest w zasadzie przesądzona. Wątpliwości budzą jednak takie kwestie jak składowanie odpadów. Problem ich składowania i nierozprzestrzeniana jest jednak bardzo poważny i jak na razie nie znalazł optymalnego rozwiązania.