Radioaktywność

Wstęp

Promieniowanie towarzyszy nam przez całe życie. W niniejszej pracy zostanie dokładnie opracowane zjawisko promieniowania, skutki oraz główne źródła. Zostaną także wskazane szkody, jakie powoduje promieniowanie, a także jak wykorzystywać zalety promieniotwórczości.

Historia zjawiska promieniotwórczości

Zjawisko to zostało po raz pierwszy odkryte przez Francuza H. Becquerela w listopadzie 1986 roku. Naukowiec powiadomił Akademie Nauk, że sól uranowa, która przez pól roku była przechowywana w ciemności wysyła promienie. W wyniku tego promieniowania gazy są w stanie przewodzić prąd. Dla świata nauki było to wielkie zaskoczenie. Zaobserwowane promienie nazwano promieniami uranowymi. Były obiektem zainteresowania przez kilkanaście lat wielu wybitnych fizyków.

Nasza rodaczka Maria Curie-Skłodowska zainteresowała się odkryciem Francuza. Rozpoczęła eksperymenty, które miały odpowiedzieć na pytanie, czy inne substancje nie posiadają równie ciekawych właściwości emitowania promieni, jak było w przypadku uranu.

Wraz z G.C. Schmidtem dokonała odkrycia zjawiska dla toru, wykazała jednocześnie, że tor jest znacznie aktywniejszy niż uran. Stwierdziła, że promieniowanie nie jest tylko cecha uranu. Może być stosowane do innych pierwiastków.

Maria Curie Skłodowska jako pierwsza użyła nazwy promieniotwórczość, zaś pierwiastki wykazujące taką własność nazwała pierwiastkami promieniotwórczymi (radioaktywnymi).

Były to, jak wcześniej wspomniano, uran oraz tor

M. Curie-Skłodowska w lecie 1898 roku wspólnie z mężem dokonała odkrycia pierwiastka promieniotwórczego. Pierwiastek ten otrzymał nazwę- Polon. Nazwa może sugerować kraj, z którego pochodzi Maria. W zimie 1898 roku Maria odkrywa inny pierwiastek promieniotwórczy- rad, który silnie promieniuje, choć jest pierwiastkiem śladowym. Udało się Marii z uranitu wyizolować 0,1 grama idealnie czystego pierwiastka. W ostatnich latach Xix wieku Maria wspólnie z mężem odkrywają elektryczność indukowaną. Na Międzynarodowym Kongresie Fizyków 1900 roku w swoim sprawozdaniu o substancjach promieniotwórczych wzbudza duże zainteresowanie fizyków.

Piotr Curie wykazał, że część promieni emitowanych przez pierwiastek promieniotwórczy (rad) ma ładunek dodatni, część ma ładunek ujemny oraz w ogóle nie jest obdarzona ładunkiem. ładunkiem początkiem XX wieku zjawisko promieniotwórczości zyskało znaczną popularność. W tym czasie odkryto: radiotor, radioołów, mezotor, protaktyn.

Niemiecki badacz Otto Walkhoff stwierdza, ze emitowane przez rad promieniowanie działa destrukcyjnie na tkanki. Stwierdził, że rad jest w stanie emitować:

- cząstki alfa (jądra helu) w 75% i mogą być absorbowane przez ciała stałe oraz powietrze;

- cząstki beta w 20%, które wykazują cechy zbliżone do promieni katodowych, jednak wykazują większą przenikliwość.

- promieniowanie gamma w 5%, które jest w stanie przeniknąć przez 10 centymetrową płytę stalową. Jest to najbardziej szkodliwe promieniowanie, z tych trzech wymienionych. Może spowodować rany na skórze, śmierć bakterii.

Pod wlewem impulsu Piotr Curie poddaje promieniowaniu swoje ramię nie licząc się z niebezpieczeństwem. Po jakimś czasie obserwuje zmiany na skórze oraz bada ich rozwój. Zdziwiony mocą nowo odkrytych promieni rozpoczyna eksperymenty mające na celu zbadać wpływ radu na funkcjonowanie organizmu.

Wraz z lekarzami: prof. Balthazardem oraz prof. Bourchardem Piotr stwierdzają, że rad może spowodować zniszczenie chorych komórek i morze być wykorzystywany w leczeniu raka. Ta metoda (radioterapia) zostaje wprowadzona w lecznictwie i daje zaskakująco dobre wyniki.

H. Becquerel stwierdza, że promieniowanie beta jest strumieniem elektronów.

Soddy oraz Ramsey stwierdzają, że rad emituje pewna ilość gazu (hel). Mamy do czynienia z przemianą atomów.

Kilka lat później okazało się, że atom jest podzielny.

Rutherford oraz Soddy stwierdzają, że w wyniku przemiany uranu może powstać nowy pierwiastek (emitowana jest także cząstka alfa). Rutherford dokonuje następnych odkryć, i stwierdza, że pierwiastki dzięki swojej zdolności promieniowania mogą rozpadać się na inne pierwiastki o mniejszych masach atomowych.

Wspólnie z T. Roydsem Rutherford w 1909 roku odkrywa, że cząstka alfa to jądra helu.

Pięć lat później Rutherford wraz z E.N.Andrade stwierdzili, że promieniowanie gamma ugina się w krysztale. Stwierdzono także, że ten typ promieniowania jest pewnym rodzajem promieniowania elektromagnetycznego. Charakteryzuje się znaczną częstotliwością, a co za tym idzie mniejszą długością fali, niż w przypadku promieniowania rentgenowskiego.

Fryderyk i Irena Joliot-Curie w 1934 roku dokonują przekształcenia atomów z mniejsza liczbą atomową, w atomy z zwiększą liczbą porządkową. W. Heisenberg odkrywa, że jądro atomu zbudowane jest z neutronów i protonów. Gdy atom traci z jądra atomowego proton, wówczas liczba atomowa oraz masowa ulega zmniejszeniu. Gdy atom pozbawiony jest jednej cząstki alfa, wówczas liczba atomowa ule zmniejszeniu o 2, a liczba masowa o 4.

Podczas bombardowania atomu boru, magnezu oraz aluminium cząstkami alfa, Joliot Curie stwierdziła wzrost masy atomu. W przypadku działania cząstkami alfa na atom aluminium (liczba masowa 27), pierwiastek ten ulega przekształceniu w izotop fosforu (liczba masowa 30). W tej reakcji jądro aluminium jest wzbogacone o dwa protony oraz jeden neutron. Izotop fosforu (liczba masowa 30) jest pierwszym pierwiastkiem radioaktywnym wytworzonym sztucznie.

W 1981 roku odkryta została promieniotwórczość protonów. Jądra bardzo ciężkich atomów są atakowane protonami, i w momencie rozszczepienia zmniejsza się ich liczba atomowa.

Czym jest promieniowanie

Najprostsza odpowiedz, która się nasuwa, jest ta, że promieniowanie, to pewien sposób przekazywanie i wysyłania energii na pewna odległość.

Promieniowanie możemy podzielić na dwa rodzaje:

1. Promieniowanie jonizujące

Promieniowanie jonizujące może powstać, gdy niestabilne jądro atomowe emituje nukleony i w procesie tym wydzielana jest energia. Takie właściwości posiadają izotopy o odpowiedniej ilości neutronów w jądrze atomowym. Wszystkie te pierwiastki są zdolne ulec takiemu rozpadowi. Ilość neutronów w jądrze atomowym musi być większa od ilości protonów. Tylko w takim wypadku są możliwe silne oddziaływania jądrowe, po to, aby niemożliwe było oderwanie się nuklidu. W przypadku, gdy ilość neutronów jest inna, to atom zmuszony jest do wyemitowania niepotrzebnych cząstek i energii. Taki proces nazywamy promieniowaniem jonizującym.

Podział promieniowania jonizującego:

1. Promieniowanie alfa

Promieniowanie alfa to emitowane jądra atomu helu, które składają się z dwóch neutronów oraz dwóch protonów. Promieniowanie alfa może powstać w wyniku rozpadu tylko ciężkich jąder.

2. Promieniowanie beta

Promieniowanie beta tworzą elektrony ( pozytony lub negatony) powstałe w wyniku rozpadu jądra atomowego. W reakcji, w której neutron ulega przemianie w proton emitowany jest elektron, a przemianę nazywamy beta minus. Liczba atomowa nowego jądra zwiększa się o jeden, w stosunku do liczby atomowej macierzystego jądra.

Jeżeli w jądrze mamy do czynienia z powstaniem nautronu z protonu, to reakcji towarzyszy emisja pozytonu, a przemiana ta to promieniowanie beta plus. Liczba atomowa nowego pierwiastka jest mniejsza od liczby atomowej macierzystego jądra.

Promieniowanie beta może zachodzić w sztucznych jądrach pierwiastków radioaktywnych, które powstają w licznych reakcjach jądrowych, ale także w środowisku naturalnym z izotopu sodu (liczba masowa 22).

3. Promieniowanie gamma, UV, X

Promieniowania te nie powodują rozpadu jądra, tylko wywołują emitowanie promieniowania elektromagnetycznego. Promieniowania te charakteryzują się znaczną energią. Mogą temu towarzyszyć emisje cząstek alfa oraz beta.

2. Promieniowanie niejonizujące

W skład promieniowania niejonizującego wchodzi promieniowanie:

- podczerwone;

- radiowe;

- mikrofalowe;

- światło widzialne.

Jednostki fizyczne, które są wykorzystywane w parametrach promieniotwórczych

1. Aktywność promieniotwórcza

Aktywność promieniotwórcza (intensywność promieniowania) określonej substancji radioaktywnej to liczba jąder atomowych ulegających rozpadowi w ciągu jednej sekundy. Bekerel jest jednostka aktywności promieniotwórczej [Bq]. Dawniej obowiązującą jednostka aktywności promieniotwórczej był Ci (Kiur). Wzorcem była aktywność jednego grama radu (odpowiada to 3,7*1010 rozpadów promieniotwórczych/ sekundę).

Aktywność promieniotwórcza w przykładach:

- 1g radu = 37mld Bq;

- 1dm³ mleka = 60Bq;

- dorosły mężczyzna (70kg) = 10 000Bq;

- kilkuletnie dziecko = 600Bq;

- 1dm³ wody morskiej = 12Bq;

- 1t skały granitowej = 7000000Bq.

2. Dawka pochłonięta

Ilość dawka pochłoniętej ma wpływ na skutki promieniowania. Jej miarą jest energia, która jest pochłaniana przez substancje napromieniowania. Otrzymujemy wynik w jednostkach masy. Grej [Gy] to jednostka dawki pochłoniętej, to ilość promieniowania przekazująca kg substancji energię jednego dżula. Wzór: 1Gy = 1J/1kg.

Rad [rd] był używaną dawniej jednostka dawki pochłoniętej. 1rd = 100 ergów energii, która jest pochłaniana przez 1g materii.

3. Dawka równoważna

Oddziaływanie promieniowania na organizm ludzki jest uzależnione nie tylko od ilości pochłoniętej energii przez substancje, ale także od typu promieniowania (promieniowanie alfa, beta, gamma). 1Gy promieniowania gamma lub beta jest 20 razy mniej niebezpieczny, niż taka sama dawka dla promieniowania alfa. Sivert [Sv] to jednostka dawki równoważnej. Gdy mamy do czynienia z promieniowaniem gamma, beta lub rentgenowskim, to 1Gy=1Sv. Współczynnik przeliczenia wynosi jeden. Jeśli mamy do czynienia z promieniowanie neutronowym lub alfa, to współczynnik ma wartość 10 lub 25. 1Sv=1/20 Gy.

4. Czas połowicznego rozpadu

Czas półtrwania nazywany także okresem połowicznego rozpadu, to okres, w którym 0,5 atomów badanego pierwiastka ulega rozpadowi. Czas połowicznego zaniku ma bardzo różne wartości dla określonych pierwiastków radioaktywnych.

Przykłady czasów półtrwania:

- tlen (liczba masowa 15)- 2 minuty;

- kobalt (liczba masowa 60)- 5,3 lat;

- polon (liczba masowa 214)- 0, 164qms;

- jod (liczba masowa 131)- 8 dni;

- węgiel (liczba masowa 14) -5730 lat.

5. Źródła promieniowania

1. Źródła sztuczne stanowią 30 procent promieniowania występującego na Ziemi. Źródło napromieniowania pochodzące z branży medycznej jest nieregularnie rozłożone w populacji. W skład tego źródła (1mSv) wchodzi radioterapia i prześwietlenia rentgenowskie. W skład źródła przemysłowego (0,1mSv) wchodzi energia jądrowa energia jądrowa (0.02mSv). Dawka równoważna dla źródła sztucznego ma wartość (1,1 mSv).

2. Źródła naturalne stanowi około 70% promieniowania na Ziemi. Dawka równoważna dla promieniowania naturalnego wynosi 2,4 mSv.

W skład źródła sztucznego wchodzi: promieniowanie kosmiczne, promieniowanie pierwiastków wchodzących w skład gleby (0,4 mSv) oraz pierwiastki promieniotwórcze, które wdychamy oraz wchłaniamy (1,6mSv).

Promieniowanie kosmiczne, które swoje źródło ma w przestrzeni kosmicznej, to promieniowanie emitowane na powierzchni Słonica w wyniku reakcji jądrowych. Wysokość wpływa na dawkę tego promieniowania.

Pierwiastki promieniotwórcze wchodzące w skład gleby (potas, tor oraz uran) dają dawkę, która zależy w dużym stopniu od typu gleby.

Pierwiastkiem promieniotwórczym, który wdychamy oraz wchłaniamy z przyjmowanym pożywieniem może być radon o liczbie masowej 222. Jest on gazem powstałym w wyniku reakcji rozpadu uranu. Pierwiastkiem takim może być także potas, który gromadzi się w naszym organizmie i może spowodować napromieniowanie dawką wynoszącą 1,6 mSv w skali roku.

Skutki promieniowania

1. Oddziaływanie promieniowania na organizm człowieka

Niekorzystne biologiczne oddziaływanie promieniowania na organizm ludzki wynika z jonizacji cząstek powstałych w skutek promieniowania. Pod wpływem procesu jonizacji w tkankach człowiek powstają pary jonów, które są bardzo reaktywnymi chemicznie rodnikami. Powoduje to zniszczenie naturalnej struktury cząstek, w wyniku ich rozrywania lub zlepiania. Przemiany biochemiczne, które są odpowiedzialne za funkcjonowanie organizmu ludzkiego, ulega zmianie także struktura komórek. Jeśli zmiany nie są zbyt duże, to organizm ludzki potrafi w odpowiedni sposób się bronić (autoregulacyjne właściwości). Jeśli dawka promieniowania jest duża, to prowadzi do licznych nieodwracalnych zmian oraz niszczy strukturę komórek. Wrażliwość ludzkiej tkanki na promieniowanie jest zmienna w szerokim zakresie. Największa wrażliwość wykazuje układ krwionośny oraz rozrodczy. Najbardziej wrażliwymi tkankami na promieniowanie są: szpik kostny, tkanka limfatyczna nabłonek jąder, nabłonek żołądka. Mniejszą wrażliwość wykazują: tkanka łączna, skóra, narządy rozrodcze kobiet, kości, trzustka, wątroba. Zdecydowanie najmniejsza wrażliwość wykazują układ mięśniowy, układ nerwowy oraz mózg. Zmiany popromienne możemy podzielić na:

- zmiany somatyczne, które wpływają na procesy życiowe organizmu ludzkiego;

- zmiany genetyczne, które powodują niepowracalne zmiany oraz uniemożliwiają prawidłowe przekazywanie cech następnym pokoleniom.

Choroba popromienna powstaje w wyniku bardzo dużych zmian somatycznych. Objawy choroby popromiennej:

- osłabienie;

- bóle głowy;

- biegunka;

- wymioty;

- owrzodzenie jelit;

- zmiany biologiczno-chemiczne we krwi;

- wybroczyny tkankach;

- wypadanie włosów;

- zapalenie gardła;

- niedokrwistość;

- spadek odporności organizmy.

Ostre stany chorobowe choroby popromiennej mogą doprowadzić do śmierci, w sprzyjających warunkach choroba ta może "tylko" doprowadzić do białaczki, ewentualnie anemii plastycznej. W początkowym stadium choroby występuje szansa wyzdrowienia. Pewną nadzieje niesie zabieg przeszczepu szpiku kostnego.

Wraz z upływem lat występują skutki późne choroby popromiennej. Są to:

- rak;

- niedokrwistość;

- zaćma;

- proces przedwczesnego starzenia się;

- białaczka.

Zmiany genetyczne powodują uszkodzenie struktury chromosomów, które wchodzą w skład komórek płciowych. Następstwem tych zmian są mutacje, które powodują nieodwracalne zmiany dziedzicznych cech. Zmiany chromosomów są powielane w następnych pokoleniach. Zmianie ulega kod genetyczny, który wykazuje dużą stabilność. To on jest odpowiedzialny za dziedziczenie wadliwych cech w następnych pokoleniach.

2. Oddziaływanie promieniowania na komórki

Promieniowanie jonizujące w znaczny sposób negatywnie wpływa na komórki człowieka. Oddziaływanie to ma charakter statyczny. Ta sama ilość oraz ten sam typ promieniowania może w komórce wywołać inny skutek, ewentualnie brak jakichkolwiek zmian. Oczywiste wydaje się stwierdzenie, że im większe promieniowanie dochodzi do komórki tym możliwość objawienia się skutków promieniowania rośnie. Gdy mamy do czynienia z sytuacja, że promieniowanie dociera do bardzo ważnych cząsteczek, odpowiedzialnych za funkcje życiowe (DNA) zmiany zachodzące w komórce są znacznie większe i niebezpieczniejsze. Promieniowania cząsteczek wody nie jest aż tak niebezpieczne, i nie wywołuje katastrofalnych efektów. Komórki, które wykazują znaczna podatność na rozmnażanie są szczególnie narażone na promieniowanie jonizujące.

Istotną cechą komórek jest ich zdolność regeneracji, którą nabyły w wyniku obcowania naturalnym tłem promieniowania. Gdy komórka ulegnie podziałowi przed procesem całkowitego zregenerowania, nie wykazuje całkowitego podobieństwa z komórkami macierzystymi. Zdolność regeneracji napromieniowanych komórek uniemożliwia wpływu dawki promieniowania z naturalnym tłem w stosunku do jednej osoby. Możemy tylko obliczyć wpływ na całą populację.

Wpływ promieniowania jonizującego na komórki ludzkie:

1. żywa komórka nie może ulec reprodukcji;
2. zmiana kodu DNA (następne pokolenie komórek nie jest identyczne z komórkami macierzystymi;
3. uszkodzenie komórki powoduje jej śmierć. Komórka nie jest w stanie być odpowiedzialna za dotychczasowe funkcje;
4. czasami promieniowanie nie oddziałuje na komórkę.

Wpływ promieniowania na zdrowie człowieka przedstawiono w tabeli:

Dawka promieniowania[Sv]	Skutki promieniowania
0,05-0,2	Zmiany w chromosomach
0,25-1,0	Zmiany biologiczno-chemiczne krwi
>0,5	Zaburzenia płodności u mężczyzn
1-2	Biegunka, mdłości, spadek odporności, zatrzymanie wzrostu kości
2-3	Choroba popromienna (25% przypadków śmiertelnych)
>3	Utrata płodności u kobiet
3-4	Nieodwracalne zmiany szpiku oraz miąższu kostnego (50% przypadków śmiertelnych)
4-10	Choroba popromienna (80% przypadków śmiertelnych)

Wykorzystanie promieniowania

Obok szkodliwych skutków, jakie wywołuje, przy odpowiednim dawkowaniu, promieniowanie jonizujące może być wykorzystywane do różnych celów. Promieniowanie ma bardzo duże zastosowanie w medycynie, przy m.in. prześwietleniach rentgenowskich.

Jak przebiega, i na czym polega prześwietlenie rentgenowskie? Otóż strumień promieniowania X ulega osłabieniu podczas przenikania przez określony narząd, gdyż promieniowanie to zostaje pochłaniane przez tkanki. Ilość promieniowania pochłonięta przez tkanki jest uzależniona od ich gęstości. Następnie osłabiony strumień promieni X pada na kawałek kliszy fotograficznej powodując jej zaczernienie, które jest proporcjonalne do osłabienia promieni rentgenowskich. W taki właśnie sposób otrzymujemy zdjęcie rentgenowskie badanej części ciała.

Tomografia komputerowa, ostatnio bardzo popularna, wywodzi się z technologii rentgenowskiej. Polega ona na tym, że wykonywane SA zdjęcia badanej części ciała pod różnymi kątami i płaszczyznami. Wszystko jest zrobione komputerowo. Wynikiem tych działań jest warstwowy obraz, który jest w stanie zobrazować niewielkie, początkowe zmiany chorobowe.

Promieniowanie jest wykorzystywane w medycynie także w radioterapii. Szczególne zastosowanie ma w przypadku raka skóry (czerniaka).

Powszechną stosowaną metodą jest promieniowanie żywności, po to, aby mogła być przechowywana dłużej. Badania wykazały, że produkty żywnościowe, które zostały napromieniowane w celu utrwalenia nie są toksyczne ani promieniotwórcze. Jednakże wywołują procesy chemiczne. Zasięg oraz typ tych zmian jest uzależniony od składu chemicznego badanego produktu, temperatury, dawki napromieniowania, dostępu tlenu oraz światła w czasie napromieniowania. Skutkiem napromieniowania są powstające rodniki i zmniejszająca się zawartość witamin: B1, A, E, C do ilości około 20-60% mniejszej niż w przypadku takiego samego produktu nienapromieniowanego. Nie trzeba się tym aż tak bardzo sugerować, gdyż genetyczne zmiany w żywności zachodzą w wyniku termicznej obróbki oraz w wyniku długiego czasu jej przechowywania.

W tabelce przedstawiono główne cele procesu napromieniowania uzależnione od dawki napromieniowania i określonego produktu.

Produkt	Dawka [kGy]	Powód promieniowania
Zioło, glukoza, kazeina, guma arabska, żelatyna, przyprawy, substancje enzymatyczne,	2,0-10,0	Spadek zawartości mikroorganizmów
Ziemniaki, cebula	0,05-0,15	Zahamowanie kiełkowania
Pasza dla zwierząt, mrożonki morskie, drób, mięso	1,0-7,0	Eliminacja drobnoustrojów patogennych powodujących psucie się produktów
Zboże, suszone owoce, warzywa strączkowe	0,15-0,5	Eliminacja pasożytów. Dezynfekcja
Ryby, pieczarki, truskawki	1,0-3,0	Przedłużanie trwałości produktu
Warzywa oraz owoce	0,5-1,0	Zahamowanie dojrzewania

Utrwalone promieniotwórczo produkty żywnościowe mogą być napromieniowane w stabilnym promieniowaniu, co uniemożliwia wtórne skażenie. Dobrze dobrane opakowanie umożliwia napromieniowanie żywności w odpowiednich warunkach (atmosfera beztlenowa, niska temperatura, próżnia). W ten sposób możemy uniknąć start w zawartości witamin, ale także zmian wartości smakowych (dotyczy to produktów ze znaczna zawartością tłuszczów). W procesie napromieniowania produktów żywnościowych wykorzystujemy: promieniowanie X, promieniowanie g, oraz przyspieszone elektrony. Przy dawce 1kGy jesteśmy w stanie zatrzymać dojrzewanie oraz kiełkowanie w produktach roślinnych, unieszkodliwiać pasożyty, szkodniki.

Przy dawce 10kGy jesteśmy w stanie wyeliminować bakterie, mikroflorę patogenna, dlatego zwiększamy trwałość produktów oraz zmniejszamy ryzyko zatrucia pokarmowego.

Przy dawkach napromieniowania 10-50kGy jesteśmy w stanie wysterylizować produkty żywnościowe.

Metody promieniotwórcze znalazły zastosowanie w przemyśle. Są wykorzystywane w procesie sterylizacji sprzętu wykorzystywanego w medycynie, w procesie barwienia tkanin, elektronika (elementy półprzewodnikowe), modyfikacji polimerów lub innych substancji, w procesie zabarwiania szkła oraz sztucznych i naturalnych kamieni.

Liczba produktów, które są wytwarzane i modyfikowane promieniotwórczo wynosi rocznie około 1mln ton, i nieustannie wzrasta.

Technika promieniotwórcza stosowana do napromieniowania substancji oraz już gotowych produktów to nic innego jak wykorzystanie elektronów, ewentualnie promieniowania gamma.

Termokurczliwe taśmy oraz rurki (stosowane w izolacji elektrycznej) powstają w wyniku napromieniowania. Są wykorzystywane w procesie łączenia elementów.

Metody promieniotwórcze są wykorzystywane w procesie oczyszczania gazów wylotowych, powstające z rożnych instalacji spalających (węgiel). W wyniku tego procesu jesteśmy w stanie zmniejszyć wydzielenie SO₂ oraz tlenków azotu o odpowiednio: 95% i 80%.

Metody radiacyjne są wykorzystywane w sprzęcie promieniotwórczym (reaktory, mierniki, czujniki oraz regulatory).

Branża metalurgiczna oraz chemiczna wykorzystuje promieniotwórczość w grubościomierzach, gęstościomierzach, miernikach odczytujących poziom materiałów sypkich oraz ciekłych.

Inna metodą radiacyjną wykorzystywaną w przemyśle jest analiza radiacyjna (analiza jądrowa składu substancji). Stosując te technikę jesteśmy w stanie określić zanieczyszczenie ilościowe metalami ciężkimi w odpadach oraz azotu w nawozach sztucznych. Możliwa jest analiza jakościowa w tym samym czasie kilku pierwiastków.

W tabelce przedstawiono wykorzystanie izotopów promieniotwórczych.

Izotop promieniotwórczy	Czas połowicznego rozpadu	Rodzaj promieniowania	Zastosowanie
3H	12,3 lat	beta	Błyszczące farby
238Pu	87,7 lat	alfa	Stymulatory mięśnia sercowego,
204 Tl	3,8 lat	beta	Aparatura pomiaru grubości
241Am	432 lata	alfa	Czujniki przeciwpożarowe
226Ra	1600 lat	gamma	Aplikatury radowe
60Co	5, 3 lat	gamma	Radiografia, sprzęt radiacyjny, bomba kobaltowa, aparatura pomiarowa (grubość, poziom cieczy, waga)
239Pu	24000	alfa	Czujniki przeciwpożarowe
131I	8 dni	gamma	Badanie tarczycy
182Ir	73,8 lat	gamma	radiografia
Cs137	30 lat	gamma	Radiografia, pomiary grubości, bomba cezowa

Poziom radiacyjny

Poziom radiacyjny w środowisku naturalnym uzależniony jest od następujących wielkości podstawowych:

- poziomu promieniowania g, które przedstawia możliwe zewnętrzne szkody ludzi, wynikające ze sztucznych oraz naturalnych źródeł promieniowania, a występujących w przyrodzie lub uzyskanych sztucznie z ingerencją człowieka;

- ilość sztucznych oraz naturalnych izotopów pierwiastków radioaktywnych w produktach spożywczych, przedstawia możliwe szkody wewnątrz organizmu człowieka, powstałe przez wchłanianie izotopów promieniotwórczych przez układ pokarmowy.

1. Powietrze

Od 1990-1996 roku nie zauważono żadnych zmian w ilości pierwiastków promieniotwórczych w atmosferze. Promieniotwórczość atmosfery biorąca swe źródło w sztucznych izotopach jest spowodowana głównie przez izotop Cs (liczba masowa 137). Stężenie tego izotopu było największe w stosunku do innych pierwiastków pochodzenia naturalnego. Promieniotwórczość całkowitego opadu w Polsce w roku 1996 było zbliżone do wartości uzyskanej w roku 1985 roku.

2. Promieniowanie g

Średnia ilość tła promieniowania g na ziemi polskiej w roku 1996 wynosiła 47,4nGy/h. Bardzo zbliżone wartości były w latach 1990-1995 oraz w czasie przed wybuchem elektrowni jądrowej w Czarnobylu. Niższe wartości promieniowania występują w północnych rejonach kraju. Ma to związek z czynnikami geologicznymi.

3. Gleba

Promieniotwórczość gleby wynika sztucznych obecności sztucznych oraz naturalnych izotopów promieniotwórczych. Wyznaczamy ja biorąc pod uwagę ilość izotopów promieniotwórczych, która jest wyznaczona z kilku próbek niezagospodarowanej gleby. Próbki są pobierane z 10centymetrowej powierzchni. Obecność izotopu Cs (liczba masowa 134) w Polsce jest śladowa. Mamy do czynienia ze zmniejszeniem się ilości izotopu Cs (liczba masowa 137), którego zawartość zwiększyła się gwałtownie po katastrofie w Czarnobylu. Zawartość izotopu potasu (liczba masowa 40) wynosi około 10-100 razy większa od zawartości izotopu ¹³⁷Cs. Stężenie izotopu Cs (liczba masowa 137) jest różna w poszczególnych częściach Polski. Jest to uwarunkowane lokalnymi opadami atmosferycznymi, które występowały po katastrofie w Czarnobylu.

4. Woda

Promieniotwórczość wód powierzchniowych ustalono na podstawie próbek wody Wisły, Odry oraz 6 różnych jezior, w których próbki były pobierane raz w ciągu roku. Badania dotyczyły zawartości K (liczba masowa 40), Cs (liczba masowa 137) i Ra (liczba masowa 226). Na podstawie tych badań stwierdzono, że większa promieniotwórczość występuje w południowej Polsce, w wyniku następstw wybuchu jądrowego w Czarnobylu, ale także w wyniku tendencji odprowadzania wód powierzchniowych z duża zawartością izotopu radu do pobliskich rzek.

Podsumowanie

W miarę upływu lat, po awarii reaktora jądrowego w Czarnobylu, zauważamy w Polsce spadek skażenia promieniotwórczego powietrza. Ilość promieniowania g zmalał do sytuacji sprzed roku 1985. Skażenie radioaktywne gleb izotopem cezu zwiększyło się w stosunku do roku 1985. Ogólna sytuacja promieniotwórcza w Polsce zależy przede wszystkim od naturalnego promieniowania, które wiąże się z rozszczepieniem pierwiastków radioaktywnych występujących w środowisku naturalnym. Poziom ten może być inny w poszczególnych częściach Polski. Może także ulec podwyższeniu w rejonach, gdzie wprowadzone są do środowiska substancje radioaktywne, uzyskiwane sztucznie oraz w sposób naturalny. W 1996 roku średnia ilość dawki napromieniowania uzyskana w wyniku spożycia substancji promieniotwórczych w produktach żywnościowych wynosiła

14,0 mSv. Jest ilość ponad siedmiokrotnie mniejsza niż ta z 1986 roku.