Nors padidėjęs radiacinis fonas Černobylio apylinkėse lietuviams kelia nerimą, Kauno technologijos universiteto (KTU) specialistai užtikrina, jog radiacinį foną šalyje matuojančių sistemų duomenys prieinami kiekvienam gyventojui, o panašus spinduliuotės detektorius jau šį penktadienį atsiras ir KTU studentų miestelyje.
Jonizuojančiosios spinduliuotės, kitaip dar vadinamos radiacija, tema ypač aktuali šių dienų kontekste, mat viešojoje erdvėje randama informacija apie ją dažnai neteisingai interpretuojama.
Balandžio 12-osios dienos duomenimis, Brahino rajone, Baltarusijoje, viršytas gamtinis jonizuojančiosios spinduliuotės lygis, kuris siekia 460 nanosivertų (nSv) per valandą. Detektorius, esantis už 50 kilometrų nuo Černobylio atominės elektrinės, kelias dienas iš eilės fiksuoja neįprastą foninės radiacijos lygį, tačiau KTU mokslininkai į tai žvelgia skeptiškai. Pasak jų, įvykus branduoliniam incidentui, informacija gyventojus pasiektų akimirksniu, todėl jaudintis prasmės nėra, tačiau apie jonizuojančiosios spinduliuotės pavojus ir saugumo užtikrinimą žinoti yra būtina kiekvienam.
Žmogaus kūne yra radioaktyviųjų medžiagų
Radioaktyviosios medžiagos radionuklidai yra skirstomi į gamtinius ir dirbtinius, dar vadinamus technogeniniais, kurie susidaro vykdant įvairius technologinius procesus, susijusius su atominių objektų veikla ir galimais incidentais ar avarijomis. Gamtinių radionuklidų galime rasti ne tik aplinkoje, statybinėse medžiagose ar maiste, bet ir mūsų kūne.
„Nereikia galvoti, jog su radioaktyviomis medžiagomis galime susidurti tik dirbtinai sukeltuose įvykiuose ar radioaktyvaus pavojaus metu, – aplink mus šių elementų taip pat yra. Pavyzdžiui, standartinio žmogaus (70 kg) kūne galima aptikti 4,5 tūkst. Bq kalio (40K), 3,8 tūkst. Bq anglies (12C) bei kitų radionuklidų, kurių bendras aktyvumas – 9112 Bq“, – teigia KTU mokslo grupės „Radiacinė ir medicinos fizika“ pagrindinė tyrėja, Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto profesorė Diana Adlienė.
Pasak profesorės, bekerelis (Bq) yra radioaktyvumo vienetas, nusakantis spontaninių branduolio transformacijų skaičių per 1 sekundę.
Nuo neutroninės spinduliuotės gali apsaugoti betonas
Pasak KTU MGMF profesorės, jei kalbame apie radiaciją, turime žinoti medžiagų sandarą ir struktūrą. Viena iš fundamentalių materijos sandaros dedamųjų yra atomai, kurių branduolį sudaro protonai ir neutronai bei aplink branduolį esantys elektronai. Vienų medžiagų branduolius sudaro vienodas skaičius protonų ir neutronų, tačiau kitose dažnai galima rasti daugiau neutronų nei protonų ar atvirkščiai. Tokie atomai vadinami nestabiliais, radioaktyviais, o juos sudarančios medžiagos – izotopais ar radionuklidais.
„Kai branduolys yra nestabilus, jis turi perteklinės energijos, kuri išspinduliuojama į aplinką. Radioaktyvūs elementai energiją išspinduliuoja dalelių, tokių kaip alfa, beta, neutronai ir kitos, ar elektromagnetinės spinduliuotės, dar vadinamos gama, pavidalu“, – pabrėžia D. Adlienė.
KTU tyrėja aiškina, kad charakteringais alfa spinduliais, su kuriais tenka susidurti dažniausiai, laikytinas uranas (238U, ilgaamžis radionuklidas, naudojamas branduolinio kuro gamyboje) ir radonas (222Rn, pusėjimo trukmė ~3,82 paros). Tarp beta spinduolių svarbią reikšmę aplinkos taršai turi tritis (3H, gerai tirpsta vandenyje, pusėjimo trukmė ~12,3 metų), stroncis (90Sr pusėjimo trukmė 28,1 metų), jodas (131I, pusėjimo trukmė 8 paros); intensyvūs gama spinduoliai yra cezis (137Cs, pusėjimo trukmė 30,1 metų), kobaltas (60Co, pusėjimo trukmė 5,27 metų).
Pusėjimo trukmė yra laikas, per kurį suskyla pusė radioaktyvių branduolių. KTU mokslininkės teigimu, jei mūsų aplinkoje pasitaikytų alfa spinduolių, alfa daleles gali sulaikyti popierius, beta daleles – plastikas, gama ir rentgeno spindulius – švinas, o nuo neutronų apsisaugoti pavyktų tik storu betono sluoksniu. Pavyzdžiui, onkologinių pacientų spindulinis gydymas vykdomas pastatuose, kurių betoninės sienos yra storesnės nei 2 metrai.
„Ukrainoje vykstančio karo akivaizdoje dažnas žmogus svarsto, kad galbūt reikėtų įsirengti branduolinę slėptuvę, tačiau svarbu nepamiršti, jog saugi slėptuvė turi turėti ypač storas sienas. Todėl ją įsirengti būtų sudėtinga“, – primena ji.
Radiacijos poveikis mirtinas pasiekus 10 tūkst. milisivertų
KTU docentė, medicinos fizikos ekspertė Jurgita Laurikaitienė teigia, kad jonizuojančioji spinduliuotė skiriasi nuo kitų spinduliuotės rūšių tuo, jog ji yra nusakoma perduotu energijos kiekiu masės vienetui (J/kg = grėjus (Gy) arba sivertas (Sv)), vadinamąja sugertąja doze. Pagal šios dozės kiekį nustatomi radioaktyviosios spinduliuotės sukelti pažeidimai.
„Ląstelę paveikus mažiau nei 500 milisivertų (mSv) doze, ji gali išlikti gyvybinga ir nepažeista. Jeigu sugertos dozės kiekis kinta nuo 500 milisivertų iki 10 tūkst. milisivertų, ląstelė nors ir išlieka gyvybinga, gali būti pažeista, o tai gali išprovokuoti jos mutaciją bei vėžio susirgimo riziką. O dozei viršijus 10 tūkst. milisivertų, ląstelė žūsta“, – aiškina KTU mokslininkė.
KTU ekspertė akcentuoja, jog, nagrinėjant radioaktyviosios apšvitos poveikį žmogaus kūnui, labai svarbu įvertinti, kokia dalis kūno yra pažeidžiama.
„Kalbant apie viso kūno apšvitą, 10 tūkst. milisivertų dozė gali reikšti žmogaus mirtį, o chromosomų pokyčiai fiksuojami jau nuo 100 milisivertų, tačiau, jei apšvitinamos tik tam tikros kūno vietos, mirtinos apšvitos dozės dydis gerokai skirsis. Pavyzdžiui, jei apšvitintumėme rankos odą 7 tūkst. milisivertų doze, pasireikštų šios srities plaukų nuslinkimas, o 20 tūkst. milisivertų atveju būtų pažeidžiama oda“, – teigia J. Laurikaitienė.
Vidutinė gamtinės apšvitos dozė Lietuvoje – 2,35 milisiverto
Vidutinė metinė radioaktyviosios spinduliuotės dozė žmogui skiriasi kiekvienoje šalyje. Pavyzdžiui, Jungtinėje Karalystėje šis skaičius siekia 2,7 milisiverto per metus, o JAV – net 6,2 milisiverto. Tai priklauso nuo visuomenės įpročių, šalies radiacinio fono ir kitų veiksnių.
„Krūtinės ląstos rentgeno nuotrauka yra vertinama 0,14 milisiverto, mamograma – 3 milisivertais, o krūtinės ląstos kompiuterinė tomografija – net 5,8 milisiverto. Nuo atliekamų rentgenodiagnostinių tyrimų priklauso vadinamosios kolektyvinės metinės efektinės dozės didėjimas“, – pasakoja J. Laurikaitienė.
Lietuvos radiacinės saugos centro duomenimis, 30 proc. vidutinės metinės jonizuojančiosios spinduliuotės dozės sudaro medicininiai tyrimai, dar 30 proc. – patalpų ore tvyrančios radioaktyvios dujos, o likusius 40 proc. – maiste, vandenyje ir aplinkoje esančios jonizuojančiosios dalelės.
„Rekomenduojama metinė apšvitos dozė yra 20 milisivertų. Tai yra darbuotojų, susijusių su jonizuojančiosios spinduliuotės veikla, pavyzdžiui, atominių elektrinių, medicinos įstaigų darbuotojų, saugi metinė apšvitos dozė“, – perspėja medicinos fizikos ekspertė.
Radiaciją galima matuoti ir telefonu
Jonizuojančiosios spinduliuotės pajusti, užuosti ar išgirsti neįmanoma, todėl ji matuojama specialiais prietaisais – radiacijos detektoriais. Šie įtaisai skirstomi į dujinius ir kietakūnius matuoklius, tačiau, pasak KTU mokslo grupės „Radiacinė ir medicinos fizika“ tyrėjo Beno Gabrieliaus Urbonavičiaus, tobulėjant technologijoms, atsiranda vis prieinamesnių ir lengviau naudojamų sprendimų jonizuojančiajai spinduliuotei matuoti.
„Geigerio skaitiklis, kuris dažniausiai vaizduojamas ir filmuose, ir vaizdo žaidimuose, yra klasikinis ir patikimas dujinis detektorius, tačiau užima nemažai vietos ir negali nustatyti, kokios rūšies spinduliuotės yra veikiamas. Inovatyvūs matuokliai, kuriuos jau spėjo išbandyti ir KTU studentai, leidžia stebėti foninės radiacijos kiekį savo telefone ir yra ne didesni nei USB laikmena“, – teigia docentas.
Pasak jo, įvairius dozimetrus reikia reguliariai kalibruoti – tikrinti, todėl ne kiekvienas nuo senų laikų užsilikęs matuoklis tinkamas naudoti. Visiems besidomintiems spinduliuotės matavimais B. G. Urbonavičius rekomenduoja išbandyti tokias programėles kaip „Radioactivity Counter“, kurios leidžia įvertinti jonizuojančiosios spinduliuotės fono lygį, naudojant išmaniojo telefono kamerą.
Lietuvoje esančios gama spinduliuotės fiksavimo stotys yra bendros Europos sistemos RADIS dalis, o detektorių duomenis galima peržiūrėti realiu laiku jų interneto svetainėje. Radiacijos matuoklis, kurį sukonstravo mokslo grupės vadovaujami universiteto studentai, jau šį penktadienį iškils ir KTU studentų miestelyje, Matematikos ir gamtos mokslų fakulteto fojė.