Pod nazwą odpady promieniotwórcze rozumie się różnego rodzaju materiały, które zostały skażone substancjami radioaktywnymi. Zawartość substancji promieniotwórczych w tych materiałach przekracza dopuszczalne normy. Odpady promieniotwórcze mogą przyjmować różną postać. Może to być zarówno wypalone paliwo jądrowe pochodzące z reaktorów bądź rozmaite przedmioty , które uczestniczyły w przeróbce paliwa lub w inny sposób miały kontakt z materiałami promieniotwórczymi.

Okazuje się jednak , że źródłem odpadów promieniotwórczych są nie tylko reaktory jądrowe. Aby paliwo mogło zostać dostarczone do reaktora najpierw muszą być wydobyte i przerobione rudy uranu, który jest głównym pierwiastkiem wykorzystywanym jako źródło energii w reaktorach. Odpady powstają także podczas przygotowywania paliwa jądrowego no i oczywiście w trakcie eksploatacji reaktorów jądrowych, zarówno tych pracujących dla branży energetycznej jak i reaktorów przeznaczonych do celów naukowych.

Duże ilości odpadów powstają podczas zakończenia pracy i likwidacji reaktorów jądrowych. Wtedy odpady stanowi nie tylko wypalone paliwo , ale także wszystkie elementy budowy reaktora.

Substancje radioaktywne stosowane są także w wielu gałęziach przemysłu a także w medycynie i nauce. Wszystkie te sektory są więc także producentami odpadów promieniotwórczych.

jeśli chodzi o nasz kraj to odpady głównie pochodzą z różnych sektorów przemysłu a także z zastosowań medycznych i naukowych. Wypalone paliwo jądrowe pochodzi z dwóch reaktorów, które są reaktorami badawczymi. Są to reaktory EWA i MARIA. Jednak jest to stosunkowo niewielka ilość odpadów w porównaniu z innymi źródłami.

Odpady promieniotwórcze dzieli się na kilka kategorii. Przyporządkowując odpady do danej klasy należy kierować się ich stanem skupienia, aktywnością a także czasem połowicznego zaniku, który czasem może być bardzo długi. Biorąc pod uwagę ostatnie kryterium mówi się zatem o odpadach krótkożyciowych, których czas połowicznego zaniku nie przekracza trzydziestu lat oraz o odpadach długożyciowych o czasie połowicznego rozpadu czasem przekraczającym nawet tysiące lat.

Pod względem aktywności dzieli się odpady na trzy klasy. Mogą to być odpady:

* niskoaktywne

* średnioaktywne

* wysokoaktywne.

Odpady promieniotwórcze mogą mieć postać zarówno gazową jak i ciekłą lub stałą.

Odpady promieniotwórcze stanowią źródło promieniowania jonizującego, które może być bardzo niebezpieczne dla człowieka. Dlatego tak ważne jest przestrzeganie określonych zasad przy składowaniu odpadów promieniotwórczych. Przede wszystkim należy dążyć do minimalizowania wielkości generowanych odpadów promieniotwórczych. Substancje, które zostały zaszeregowane jako odpady muszą zostać odpowiednio posegregowane, a następnie należy dążyć do zmniejszenia ich objętości. Odpady przygotowane do składowania muszą być odpowiednio zabezpieczone, aby nie mogły zagrozić środowisku, w którym będą składowane. Dlatego substancje takie zamyka się w szczelnych pojemnikach i składuje w takich miejscach , które charakteryzują się odpowiednią strukturę geologiczną. Wszystko to ma zapewnić odpowiednią izolację substancji promieniotwórczych od człowieka.

Stopień zabezpieczenia oraz miejsce składowania odpadów promieniotwórczych zależą od aktywności tych substancji. Im większą charakteryzują się aktywnością tym większe zagrożenie stanowią i tym większa jest rola zabezpieczeń przed przedostawaniem się tych substancji do środowiska.

W naszym kraju stosuje się pięć rodzajów barier zabezpieczających. I tak można np. izotopy promieniotwórcze wiązać w związki, które charakteryzują się małą rozpuszczalnością w wodzie. Tak postępuje się np. w trakcie unieszkodliwiania ścieków zawierających materiał radioaktywny. Jest to bariera chemiczna.

Z użyciem odpowiedniego spoiwa odpady promieniotwórcze można zestalić i utrwalić. W procesie tym odpady promieniotwórcze miesza się ze spoiwem i przeprowadza się w ciało stałe. Dzięki temu można uniknąć rozsypywaniu się substancji radioaktywnych lub ich rozpylaniu czy wypłukiwaniu. Jako spoiwem technolodzy posługują się chociażby asfaltem , cementem czy tworzywami sztucznymi. Proces ten jest przykładem fizycznej bariery zabezpieczającej.

Środkami zabezpieczającymi są także odpowiednie opakowania do składowania odpadów. Może to być rodzaj stalowego bębna lub pojemnika wykonanego z betonu. Dzięki temu odpady promieniotwórcze mają uniemożliwiony jakikolwiek kontakt z wodą. Takie zabezpieczenia osłabiają również promieniowanie emitowane przez pierwiastki promieniotwórcze zawarte w odpadach.

Ważna rolę odgrywa także odpowiednia konstrukcja miejsca składowania odpadów. Składowiska takie wykonuje się z betonu z zastosowaniem impregnującej warstwy bitumicznej. Dzięki takiej ochronie nie dochodzi do korozji pojemników z odpadami. Oba zabezpieczenia zaliczane są do zabezpieczających barier inżynierskich.

I wreszcie ostatni rodzaj barier - bariery naturalne. Stanowią je fizyczne cechy terenu, gdzie składuje się odpady promieniotwórcze. Teren taki powinien być wolny od jakichkolwiek wstrząsów sejsmicznych, nie może być zagrożony zalaniem oraz nie może być prowadzona na nim działalność gospodarcza. Dzięki temu zostaje uniemożliwiona migracja substancji promieniotwórczych i nie istnieje ryzyko przedostawania się ich do wód rzecznych i gruntowych.

W naszym kraju przetwarzanie odpadów promieniotwórczych odbywa się w Zakładzie Unieszkodliwiania Substancji Promieniotwórczych Instytutu Energii Atomowej.

Jeżeli odpady promieniotwórcze maja postać ciekłą i charakteryzują się niska aktywnością wówczas do ich oczyszczania wykorzystuje się metodę sorpcyjną. Dzięki zastosowaniu materiału sorpcyjnego możliwe jest usunięcie ze ścieków ponad 99 procent pierwiastków promieniotwórczych. Skażony materiał sorpcyjny jest następnie zestalany z wykorzystaniem asfaltu jako spoiwa.

Jeśli ciekłe promieniotwórcze charakteryzują się średnią aktywnością wówczas do ich przetwarzania wykorzystuje się metodę odparowania. W wyniku odparowania pozostaje osad zawierający substancje promieniotwórcze. Osad ten następnie jest zestalany również z użyciem cementu.

Jeśli odpady o niskiej aktywności mają stały stan skupienia wówczas podlegają one zgniataniu z użyciem prasy hydraulicznej. Powoduje to znaczne zmniejszenie ich objętości.

Następnie takie odpady już w stałej postaci umieszcza się w specjalnych bębnach zabezpieczających , wykonanych ze stali. Stal dodatkowo zabezpieczona jest przed korozją dzięki pokryciu jej warstwą cynku.

Tak przygotowane odpady transportuje się do miejsca , w którym będą składowane. Specjalne środki ostrożności dotyczą również transportu. Samochody do przewozu odpadów musza być do tego celu specjalnie przygotowane, a w środku musi znajdować się osoba odpowiednio przeszkolona do obchodzenia się z substancjami promieniotwórczymi w razie gdyby doszło do jakiejkolwiek awarii.

Od wielu lat naukowcy pracują nad nowymi technologiami pozwalającymi na unieszkodliwienie odpadów promieniotwórczych. Do najnowszych metod zalicza się obecnie tzw. transmutację. Polega ona na przeobrażaniu odpadów zawierających pierwiastki promieniotwórcze o długich czasach połowicznego rozpadu w materiały o czasach krótszych. Dzięki temu okres największej szkodliwości takich odpadów zostaje skrócony o wiele lat.

W naszym kraju w zasadzie nie można mówić o energetyce jądrowej. Dlatego do składowania odpadów promieniotwórczych pochodzących z innych źródeł wystarczają płytkie składowiska zlokalizowane pod powierzchnią ziemi. Miejscem podziemnego składowania odpadów jest np. fort w Różanie. Odpady o większych aktywnościach składowane są na terenie bunkrów, których grubość ścian wynosi od 1.2 do 1.5 m. Bunkry te wykonane są z betonu. W momencie całkowitego zapełnienia komory zostaje ona zamurowana. Do składowania odpadów o mniejszej aktywności przeznaczone są fosy, które następnie zalewa się betonem i asfaltem. Dzięki temu do składowanych odpadów nie przedostają się wody opadowe.

Przez cały okres składowania odpadów zarówno w miejscu składowania jak i w najbliższym otoczeniu prowadzi się stały nadzór dozymetryczny, aby zapobiec jakiemukolwiek zagrożeniu.

Badaniu poddaje się ziemię do określonej głębokości, trawę a także wody gruntowe i znajdujące się w sąsiedztwie wody płynące.

Dane mogące stanowić punkt odniesienia dla uzyskanych pomiarów zbiera się na terenach, które pozbawione są wpływów substancji promieniotwórczych.

I tak dla fortu w Różanie punkt odniesienia stanowi Góra Kalwaria, która położona jest w odległości około stu kilometrów od fortu. Dzięki takiemu systemowi wiadomo, że dane pomiarowe uzyskiwane w miejscu składowania nie odbiegają od normy czyli od danych z Góry Kalwarii.

Wcześniej już zostało wspomniane, iż specjalne zasady bezpieczeństwa obowiązują także przy transporcie materiałów promieniotwórczych. Na pojazdach , w których przewożone są substancje promieniotwórcze musi znajdować się specjalne oznakowanie. Jest to nalepka, na której widnieje czarna koniczynka czyli symbol materiałów promieniotwórczych.

Ponieważ wszystkie materiały promieniotwórcze zostały sklasyfikowane przez specjalistów z ONZ i każdej klasie przypisany został specjalny numer i odpowiadający mu stopień zagrożenia wszystkie te dane muszą znajdować się na specjalnej pomarańczowej tablicy, która powinna się także znajdować w pojeździe transportującym substancje promieniotwórcze.

Transport materiałów promieniotwórczych może odbywać się nie tylko drogą lądową ale także powietrzną czy wodną. Przeważnie transportowane materiały zawierają niewielkie ilości izotopów promieniotwórczych zawsze jednak należy brać pod uwagę możliwość narażenia ludzi. Dlatego na polecenie Rady Społeczno-Ekonomicznej ONZ Międzynarodowa Agencja Energii Atomowej przygotowała i wprowadziła w życie standardy, które muszą być przestrzegane w czasie transportu materiałów promieniotwórczych w celu zminimalizowania ryzyka.

Podstawowa sprawę stanowi właściwy dobór opakowania do przewozu danej substancji promieniotwórczej. Ma na to wpływ zarówno rodzaj substancji jak i jej stan skupienia, objętość oraz aktywność. Ma to zapewnić nienaruszalność przewożonego towaru oraz zminimalizowanie emisji promieniowania.

W zależności od cech opakowań dzieli się je na kilka klas. I tak jedną z grup stanowią opakowania klasy A. Są one przeznaczone do przewożenia materiałów zawierających niewielkie ilości substancji promieniotwórczych. Opakowania tej klasy nieuszkodzone są w stanie zapewnić odpowiednią szczelność transportowanego ładunku ale dla tych opakowań przyjmuje się, że istnieje ryzyko zniszczenia opakowania i przedostania się przewożonych materiałów na poza opakowanie. Ze względu jednak na małą zawartość pierwiastków promieniotwórczych w ładunku ryzyko skażenia środowiska jest niewielkie.

Drugą grupę opakowań stanowią opakowania klasy B. Są one dużo bardziej wytrzymałe zarówno pod względem mechanicznym jak i termicznym. W opakowaniach tych przewozi się materiały promieniotwórcze o dużej aktywności. Może to być np. zużyte paliwo jądrowe. Dlatego też nawet w przypadku poważnego wypadku w czasie transportu musza one spełniać swoją rolę do końca. W razie bowiem uszkodzenia takiego opakowania istnieje olbrzymie ryzyko napromienienia ludzi i skażenia terenu. Dlatego też wytrzymałość opakowań typu B jest szczegółowo badana zanim zostaną one dopuszczone do użytku. Jest to możliwe po wcześniejszej autoryzacji przez upoważnione do tego komisje na terenie danego kraju.

Kolejną grupę opakowań stanowią opakowania przemysłowe. W opakowaniach tych przewozi się zazwyczaj substancje promieniotwórcze o niskiej aktywności a także przedmioty, które zostały powierzchniowo skażone. W razie jakiejkolwiek awarii takiego opakowania istnieje minimalne ryzyko skażenia.

Istnieje jeszcze jeden rodzaj opakowań. Są to tzw. opakowania wyłączone. Przewozi się w nich niewielkie ilości materiałów promieniotwórczych wykorzystywanych np. do celów medycznych. W opakowaniach tych można także przewozić przyrządy , które zawierają izotopy radioaktywne o małej aktywności.

Materiały te mogą być przewożone w kartonowych pudełkach, pojemnikach wykonanych z tworzyw sztucznych a także w metalowych puszkach. Ze względu na niską aktywność przewożonych substancji nie jest wymagane specjalne zewnętrzne oznakowanie. Konieczna jest jednak informacja o przewożonym materiale, która powinna znajdować się wewnątrz przesyłki.

Jak już wcześniej zostało podane ze względu na stan skupienia odpady promieniotwórcze dzieli się na stałe, ciekłe i gazowe.

Gazy, które są odpadami promieniotwórczymi zawierają przede wszystkim izotopy kryptonu i ksenonu. Zdecydowanie jednak największa ilość odpadów ma postać ciekłą lub stałą.

Odpady ciekłe zanim podda się je długotrwałemu przechowywaniu najpierw muszą być oczyszczone z izotopów uranu i plutonu, które stanowią około 15 procent całego roztworu. W dalszej kolejności składuje się je w specjalnie do tego celu przygotowanych pojemnikach a następnie wiąże się je z masa szklaną. Masa szklana skutecznie zapobiega wymywaniu produktów rozszczepienia z przygotowanych do składowania odpadów. Następnie całość umieszcza się w pojemnikach wykonanych ze stali nierdzewnej.

Natomiast wysokoaktywne odpady mające postać stałą to przede wszystkim fragmenty wchodzące w skład konstrukcji zestawów paliwowych a także koszulki elementów paliwowych.

Materiały należące do grupy odpadów średnio- i niskoaktywnych to wykorzystane jonity, a także skażone narzędzia i elementy stanowiące wyposażenie reaktora jądrowego.

W zależności od aktywność odpadów promieniotwórczych różna jest droga ich unieszkodliwiania. Jeśli odpady są niskoaktywne wtedy wystarczające jest ich rozproszenie w środowisku. I tak gazy miesza się z powietrzem, a odpady ciekłe wypuszcza się do zbiorników wodnych pamiętając jednak o tym, żeby ich poziom nie przekroczył dopuszczalnych norm.

Jeżeli odpady są wysokoaktywne to w pierwszej kolejności są one zatężane, a następnie zamykane w szczelnych pojemnikach.

Tak przygotowane odpady są następnie składowane. Najczęściej odbywa się to na terenach przyległych do elektrowni jądrowej lub na terenach specjalnie do tego wybranych. Mogą być składowane przejściowo lub ostatecznie.

Czas składowania przejściowego waha się od kilu miesięcy do pięciu lat. Zazwyczaj miejscem przechowywania są tereny w pobliżu samego reaktora, w którym powstały. Dzięki takiemu przechowywaniu odpady średnioaktywne tracą pewien procent swojej aktywności.

W zależności od tego jaki jest rodzaj odpadów promieniotwórczych oraz jakie warunki panują na terenie danego kraju wybiera się właściwe miejsce na składowanie ostateczne odpadów. W zależności od lokalizacji składowiska można wyróżnić składowiska naziemne, podziemne oraz składowiska zlokalizowane w głębokich formacjach geologicznych.

Składowiska naziemne konstruuje się w ten sposób, że obok siebie umieszcza się komory z betonu. Komory te tylko w niewielkim stopniu znajdują się poniżej powierzchni ziemi. Do takich komór wkłada się uprzednio zamknięte w szczelnych zbiornikach odpady promieniotwórcze. Następnie komory te zalewa się betonem.

W ten sposób przechowuje się odpady nisko- i średnioaktywne. Składowiska naziemne lokalizuje się np. w starych nieużywanych budynkach lub innych odpowiednich pod względem hydrogeologicznym terenach.

Składowiska podziemne natomiast lokalizuje się pod powierzchnią ziemi. Jednak głębokość składowania nie może przekraczać 200 metrów. Składowisko takie służy do przechowywania odpadów nisko - i średnioaktywnych.

Natomiast dla odpadów wysokoaktywnych najlepszym miejscem składowania są głębokie formacje geologiczne. Głębokość składowania waha się zwykle między 400 a 1100 m. Warunki jakie musi zapewniać takie składowisko to całkowita izolacja materiałów promieniotwórczych od środowiska zewnętrznego. Zazwyczaj za takie składowiska służą nieużywane już kopalnie soli.

Miejsca te nadają się na składowisko z kilku powodów. Po pierwsze zapewniają całkowitą i długotrwałą izolację materiałów aktywnych. Przy tym cechują się dużą stabilnością i w zasadzie nie ma ryzyka wystąpienia jakichkolwiek ruchów geologicznych na tym terenie.

Poza tym dzięki dużej przewodności cieplnej ciepło emitowane przez odpady może być odbierane dzięki temu niwelowane jest ryzyko np. nadtopienia pojemników z odpadami.

Widać więc, że znalezienie odpowiedniego miejsca na odpady wcale nie jest sprawą prostą. Na terenie naszego kraju odpady promieniotwórcze umieszczane są w składowisku podziemnym.

Obecnie wśród państw na świecie analizuje się możliwość wysyłania wysokoaktywnych odpadów promieniotwórczych w przestrzeń kosmiczną.

Szkodliwość odpadów promieniotwórczych wynika z tego, iż izotopy promieniotwórcze emitują promieniowanie jonizujące, które ma negatywny wpływ na organizmy żywe. Wpływ ten zależy nie tylko od rodzaju emitowanego promieniowania ale także od wrażliwości osobniczej na promieniowanie. Wiadomo bowiem, że nie tylko pomiędzy danymi gromadami organizmów występują różnice w promieniooporności ale pewne wahania występują także w obrębie gromad.

Wiadomo, że najbardziej wrażliwe na promieniowanie są ssaki. I tak np. przy dawce równej 1000 radów zanika funkcja rozmnażania u ssaków, a przy dawce 1000 radów umierają. Zdecydowanie mniej wrażliwe na promieniowanie są owady dla których dawka śmiertelna to dopiero 100000 radów. Jednak najbardziej promienioopornymi organizmami są bakterie.

Wyniki badań ostatnich kilkudziesięciu lat dowodzą, że istnieje bakteria Deinococcus radiodurans, która jest w stanie znieść dawkę równą półtora miliona radów. Stało się oczywiste, że odkrycie mechanizmu zapewniającemu tej bakterii tak dużą promieniooporność mogłoby przynieść człowiekowi duże korzyści.

Bakteria ta została zidentyfikowana przypadkiem podczas badania możliwości zastąpienia promieniowaniem wysokiej temperatury podczas sterylizacji konserw. Okazało się wówczas, że podczas tych prób udało się zabić wszystkie mikroorganizmy za wyjątkiem tego jednego. Wtedy nadano mu nazwę Deinococcus radiodurans. Co ciekawe dalsze badania pokazały, że bakteria ta potrafi przetrwać wysokie dawki promieniowania nie przechodząc w stan przetrwalników. Potem okazało się, że bakteria ta nie jest wrażliwa także na promieniowanie UV, wysuszenie i wpływ rozmaitych środków chemicznych.

Zaczęto więc badać w jaki sposób bakteria radzi sobie z usunięciem uszkodzeń popromiennych z komórki. Okazało się, że potrzebuje ona zaledwie 10 godzin aby doprowadzić cały chromosom do pierwotnej postaci. W roku 1999 udało się zsekwencjonować genom tajemniczej bakterii i wówczas okazało się, że ponad połowa genów bakterii uczestniczy w naprawie popromiennej. Udało się także ustalić, że ponad tysiąc genów jest swoistych tylko dla tej bakterii. Podejrzewa się więc, że mogą mieć one coś wspólnego właśnie z tak znakomicie przeprowadzaną odbudową materiału genetycznego. Duże znaczenie ma również fakt, iż w komórkach tych bakterii występuje kilka kopii chromosomu. Tak więc w przypadku uszkodzenia którejkolwiek z nich bakteria nie doznaje żadnego uszczerbku. Bakteria wykształciła także mechanizmy obronne przed działaniem wolnych rodników i nadtlenków, które są toksyczne dla mikroorganizmów. W komórce Deinococcus radiodurans znaleziono enzymy, które chronią go przed działaniem związków tlenu. Jednym z takich enzymów jest dysmutaza nadtlenkowa. Jest jej prawie pięćdziesiąt razy więcej niż w komórkach innych bakterii. Natomiast do niszczenia wolnych rodników powstających również w środowisku w wyniku działania promieniowania jonizującego bakteria wykorzystuje karotenoidy czyli różowo - czerwone barwniki.

Bakteria Deinococcus radiodurans stała się interesująca nie tylko dla świata naukowego. Przewiduje się, że w najbliższych latach będzie ona wykorzystywana do unieszkodliwiania odpadów radioaktywnych. Planowane jest bowiem stworzenie takiego organizmu, który będzie tak odporny na promieniowanie jak Deinococcus radiodurans czyli będzie zawierał część genów tej bakterii a jednocześnie będzie w stanie rozkładać związki toksyczne.

Sam Deinococcus radiodurans nie mógłby sprawdzić się w tej roli bowiem nie jest w stanie rozkładać i przyswajać szkodliwych związków organicznych. Dlatego konieczna jest modyfikacja genetyczna jego genomu. Można bowiem dodać geny od innych bakterii, które zdolne są do degradacji organicznych związków radioaktywnych. O takich bakteriach wiadomo już od dawna, niestety nie można ich było wykorzystywać ze względu na ich promieniowrażliwość.

Być może będzie można wykorzystywać tą bakterię również w medycynie. Chodzi tutaj przede wszystkim o dokładne poznanie mechanizmów naprawczych, które usuwają mutacje z genomu. Miałoby to istotne znaczenie w lepszym zrozumieniu powstawania procesów nowotworowych w komórkach ludzkich. Być może dalsze badania nad tą bakterią wskażą jeszcze inne możliwości jej wykorzystania.

Warto jednak zastanowić się skąd wzięła się tak ogromna odporność na promieniowanie u tej bakterii. Przecież tak wysoka odporność nie jest potrzebna organizmom na Ziemi ponieważ nie mają one do czynienia z silnym promieniowaniem jonizującym. Naukowcy przewidują zatem, że Deinococcus radiodurans mógł powstać gdzieś w przestrzeni kosmicznej gdzie promieniowanie jonizujące jest dużo silniejsze. Na powierzchnię Ziemi bakteria ta mogła dostać się wraz z meteorytem. Jedyny słaby punkt w tej teorii to to, że w trakcie wędrówki na Ziemię bakteria musiałaby przejść przez obszar w wysokich temperaturach, na które już nie jest odporna i prawdopodobnie uległaby zniszczeniu. Powstała także inna teoria. Mówi ona, że bakteria ta musiała powstać na Ziemi w czasach kiedy promieniowanie było dużo silniejsze czyli jakieś 2 miliardy lat temu. Aby przeżyć bakteria musiała wykształcić mechanizmy odpornościowe, które w niezmienionym stopniu przetrwały do czasów obecnych.

Niestety organizm człowieka nie posiada takiej promieniooporności jak wspomniana bakteria.

Skutki oddziaływania promieniowania jonizującego na człowieka zależą od wielkości dawki, ale także od czasu ekspozycji.

Generalnie przez promieniowanie jonizujące rozumie się każdy rodzaj promieniowania , który zdolny jest do jonizacji atomów i cząsteczek materii na którą oddziałuje. Wyróżnia się promieniowanie jonizujące pośrednio i bezpośrednio. Do cząstek jonizujących bezpośrednio należą protony , elektrony , cząstki alfa, deuterony i itp. Natomiast promieniowanie jonizujące pośrednio to promieniowanie rentgenowskie i gamma.

Efekt napromienienia zależy następnie od tego czy dawkę otrzymał cały organizm czy tylko określona jego objętość. Promieniowanie jonizujące wywołuje skutki na poziomie molekularnym w komórkach i organellach. Najbardziej wrażliwym składnikiem w komórce dla promieniowania są cząsteczki DNA. Do ich uszkodzenia może dochodzić zarówno w sposób pośredni jak i bezpośrednio. Uszkadzanie pośrednie związane jest z oddziaływaniem wolnych rodników oraz nadtlenków. Oczywiście uszkodzeniu mogą ulegać także inne molekuły, chociażby proteiny.

Wrażliwość komórek na promieniowani zależy od wielu czynników, m.in. od fazy cyklu komórkowego, w której się znajdują w momencie ekspozycji na promieniowanie. Przyjmuje się, że wrażliwość komórek na promieniowanie jest proporcjonalna do ich aktywności proliferacyjnej.

Zmiany, jakie mogą zachodzić w komórkach pod wpływem promieniowania to np.:

- upośledzenie wielu funkcji komórki

- natychmiastową śmierć po napromienieniu lub śmierć po kilku podziałach.

- różnego rodzaju mutacje

- zahamowanie zdolności podziałów

Skutki działania promieniowania na organizm dzieli się na następujące grupy:

- somatyczne - zmiany w tkankach i narządach pojawiające się w różnych okresach czasu po ekspozycji na promieniowanie. Można jednak ustalić związek przyczynowo - skutkowy między nimi a dawką otrzymaną. Mogą występować odczyny popromienne: mózgowe, szpikowe, skórne i itp.

- somatyczno - stochastyczne - późne skutki napromienienia, ich związek z ekspozycją daje się ustalić dopiero statystycznie. Należą tu: białaczka, nowotwory narządów wewnętrznych, wady rozwojowe itp.

- genetyczne - również są to skutki późne, objawiają się w zwiększonej częstości mutacji w komórkach.

Prawdopodobieństwo wystąpienia późnych skutków napromienienia można wyrazić jako funkcję ciągłą dawki. Dlatego większość naukowców postuluje za brakiem tzw. dawki progowej. Wynika z tego, że nie ma dawki bezpiecznej dla organizmu.

Model efekt napromienienia - dawka ma postać liniowo - kwadratową. Czyli przy małych dawkach zależność ta jest liniowa, natomiast przy dużych ma postać równania kwadratowego.

Niemniej jednak są też naukowcy, którzy są przekonani o tym, że promieniowanie w małych dawkach może przynosić dobroczynne skutki. Argumentem przemawiającym na ich korzyść jest fakt, że na etapie powstawania pierwszych form życia na Ziemi poziom promieniowania był dużo większy niż obecnie i promieniowanie to nie tylko nie wyrządziło żadnych szkód, ale mogło nawet pomóc w rozwoju życia.

Generalnie w kontakcie z promieniowaniem jonizującym należy zachować daleko idącą ostrożność i stosować się do trzech zasad:

  1. Im krótszy czas ekspozycji na promieniowanie tym mniejszą dawkę otrzyma człowiek
  2. Im dalej od źródła promieniowania tym bezpieczniej.
  3. Dzięki odpowiednio dobranym osłonom można osłabić promieniowanie i zmniejszyć zagrożenie.