2192972450

Promieniowanie jonizujące i jego wpływ na organizmy

Mateusz Malec, Arkadiusz Maziakowski, Gabriela Graboń Politechnika Wrocławska

1. Promieniowanie oraz zjawisko jonizacji. Promieniowanie jonizujące a niejonizujące

Promieniowanie jest zjawiskiem występującym powszechnie we wszechświecie i można je zdefiniować na wiele sposobów: jako strumień cząstek lub fal wysyłanych przez ciało, bądź jako sposób przekazywania energii między ciałami. Taka wymiana energii, aby zajść nie potrzebuje pośrednictwa ośrodka ani tym bardziej fizycznego kontaktu dwóch ciał. Dzięki czemu promieniowanie może być wysyłane na ogromne odległości w każdych warunkach, tak jak ma to miejsce w przypadku Słońca, które przesyła na Ziemię energię na drodze promieniowania. Promieniowanie posiada szereg cech charakterystycznych, które umożliwiają jego podział na promieniowanie korpuskularne i falowe, które dzieli się na jonizujące i niejonizujące.

Promieniowanie jonizujące to takie, które wywołuje jonizację ośrodka materialnego, a ściślej mówiąc jonizację atomów z których jest zbudowany. Czym zatem jest zjawisko jonizacji? Jonizacja to, jak nazwa może wskazywać, proces przekształcenia atomu w jon. Jon to atom naładowany - obdarzony ładunkiem elektrycznym dodatnim lub ujemnym. Jednakże jonizacja poprzez promieniowanie powoduje powstawanie tylko dodatnio naładowanych jonów, ponieważ „wyrwa” elektron z zewnętrznej powłoki danego atomu. Pozbawienie atom elektronu wymaga pewnej minimalnej ilości energii. To ona właśnie jest granicą pomiędzy promieniowaniem jonizującym i niejonizującym. Tylko promieniowanie powyżej pewnej energii jest zdolne pozbawić atom elektronu i zjonizować, w innym wypadku mowa o promieniowaniu niejonizującym. Warto w tym miejscu wspomnieć, że od promieniowania falowego wszystkie rodzaje promieniowania korpuskularnego (cząsteczkowego) posiadają energie zdolną do jonizacji [1].

2. Promieniowanie jonizujące

Promieniowanie jonizujące jest to promieniowanie o energii, która wywołuje zjawisko jonizacji. Skutkiem takiego promieniowania jest jonizacja ośrodka materialnego. Jonizacja jest to zjawisko fizyczne polegające na oderwaniu się przynajmniej jednego elektronu lub cząsteczki od atomu, w wyniku czego powstają swobodne elektrony i dodatnie jony [2].

Promieniowanie jonizujące jest niezwykle istotne w technikach jądrowych, a bez zastosowania odpowiednich zabezpieczeń może być groźne dla organizmów żywych. Naturalnym źródłem tego promieniowania jest kosmos (np. Słońce oraz Ziemia). W naszym otoczeniu istnieją pierwiastki promieniotwórcze, których izotopy samorzutnie rozpadają się emitując przy tym promieniowanie jonizujące. Sztucznym źródłem promieniowania jonizującego są izotopy powstające w procesach rozpadów promieniotwórczych zainicjowanych przez człowieka [2].

Promieniowanie jonizujące może dwojako oddziaływać na materię: pośrednio lub bezpośrednio. Promieniowanie bezpośrednie polega na oddziaływaniu strumienia cząstek posiadających ładunek elektryczny, jonizujących głównie przez oddziaływania kulombowskie. Takim rodzajem promieniowania jest promieniowanie alfa (a) lub beta (P).

Promieniowanie jonizujące pośrednie to promieniowanie obiektów nie posiadających ładunku elektrycznego. Jego źródłem są takie zjawiska jak rozpraszanie comptonowskie, efekt fotoelektryczny, kreacja par elektron-pozyton. Przykładami takiego promieniowania jest promieniowanie elektromagnetyczne oraz promieniowanie neutronowe. Jedną z wielkości opisujących promieniowanie jest częstotliwość. Jej wielkość pozwala dokonać podziału