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).

W elektrowniach jądrowych wytwarzana jest ogromna ilość energii pochodząca z reakcji jądrowych. Reakcje te polegają na rozpadzie promieniotwórczym (239Pu oraz 235U). 34 państwa mogą pochwalić się obecnością na swoim terenie elektrowni jądrowych. Sumarycznie elektrownie te wytwarzają 17% całkowitej ilości energii. W wielu pojazdach stosowana jest energia jądrowa jako napęd (transport wodny).

Pierwiastki radioaktywne mogą być stosowane do produkcji bomby atomowej. Dotychczas stosowane bomby wykorzystywały reakcję rozpadu jądra uranu o liczbie masowej 233, ewentualnie plutonu o liczbie masowej 239. W bombach termojądrowych (wodorowych) ma miejsce synteza jąder helu z izotopów litu oraz wodoru. Jako zapalnik stosowana jest bomba jądrowa. Inicjuje ona reakcje termojądrową. Bomby neutronowe emitują ogromne ilości energii pod postacią promieniowania neutronowego. Zabijają one organizmy żywe oszczędzając obiekty materialne.

Izotopy pierwiastków promieniotwórczych są stosowane w metodach diagnostycznych wielu chorób (m.in. diagnostyka rentgenowska). Są prowadzone badania mające na celu wykazać wpływ lekarstw na organizm ludzki. Izotop 99Tc jest wprowadzany do organizmu człowieka w postaci związku chemicznego. Będąc w organizmie jest nieustannie monitorowany. Dzięki temu możemy zbadać funkcjonowanie określonych narządów. Bomba kobaltowa oraz igły radowe są stosowane w leczeniu chorób nowotworowych. W tym przypadku stosuje się naświetlenie, które jest wysyłane przez izotopy Ra, Co, Cs. Dużą popularność zyskuje balneologia, stosowana w uzdrowiskach. Są to kąpiele lecznicze i inhalacje. Stosowany jest w tych zabiegach Rn.

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