Kiirguse mõju tervisele (1)

REFERAAT
Kiirguse mõju tervisele
Kallavere Keskkool
Maarika Masikas
9a klass
Juhendaja : Õp. Janne Pihelgas
Maardu2007
SISSEJUHATUS
Päike kiirgab soojust ja valgust, mida me tajume, aga ka raadiokiirgust, röntgenikiirgust ja gammakiirgust. Need on kõik raadiolainete sugulased. Päike kiirgab ka elektriliselt laetud aatomiosakesi ja palju muud. Televisioonimast ja mobiiltelefon saadavad välja raadiokiirgust. Raadiokiirgus soojendab ka mikrolaineahjus pirukaid. Ioniseerivad kiirgused ise on meie keskkonnas täiesti tavalised . Valdav enamik sellest ioniseerivast kiirgusest, millega inimene iga päev kohtub, on looduslikku päritolu. Ta on olnud meie ja ka meie eellaste saatjaks sünnist saadik.Röntgenikiirgusest, millega inimene kokku puutub, on siiski suur enamus pärit inimese poolt loodud aparaatidest. Kuid see on vaid üks, kõige nörgatoimelisem liik ioniseerivat kiirgust.Tänaseks on inimkond õppinud ioniseerivat kiirgust tekitama kogustes , millega vanasti inimene kokku ei puutunud. See on kohati muutnud elukeskkonda ja toonud sellesse riskiallikaid juurde. See lisarisk ei ole lihtsalt määratletav. Ei saa öelda, et siiani on kiirgus ohutu ja siit edasi ohtlik.Kaasaja maailmas tuleb õppida tundma ja arvestama neid riske, mida tsivilisatsiooni hüved kaasa toovad, sealhulgas ka kiirgusriski. Kiirgusi , välja arvatud soojus - ja valguskiirgus , meeleorganid ei taju. Nad ei suuda eristada looduslikku kiirgushulka umbes 2000 korda tugevamast surmavast kiirgushulgast. Seega pole meeleorganitelt õigeaegset häiresignaali oodata. Ohumärgi panevad paika meie endi teadmised.
1
IOONISEERIV KIIRGUS
Radioaktiivse aine poolt kiiratav kiirgus koosneb kas osakestest , energiast või mõlemast korraga. See kiirgus on ioniseeriv . Kiirguse võime ioone tekitada - ioniseerida - ongi omadus, mis teeb ta eluskudedele kahjulikuks.
Sageli räägitakse radioaktüvsest kiirgusest, see pole aga päris õige. Radioaktiivne pole mitte kiirgus, vaid seda tekitav aine. Inimesel on kokkupuutevõimalus nelja sorti ioniseeriva kiirgusega. Kolm neist - alfa-, beeta- ja gamma -kiirgus - pärinevad looduslikest või kunstlikest radioaktiivsetest ainetest. Röntgenikiirgus on inimese poolt tekitatud. Mitte-ioniseerivateks kiirgusteks loetakse näiteks mikrolaineahjus tekkivat kiirgust, ultraviolettkiirgust ja nähtavat valgust. Kahjutud pole nemadki. Tänaseks on teada päikesekiirgus kui üks nahavähi tekkepõhjusi
Autosõit saab saatuslikuks ligi 300 sõitjale aastas. Riskianalüüsi spetsialistid on arvutanud, et üks tavaline röntgeniülesvõte on riski poolest võrdne umbes 250 km autosõiduga suhteliselt ohututel Euroopa teedel. Reis Tartust Tallinna ja tagasi = rohkem kui poolteist röntgeniülesvõtet. Suvine automatk Põhjamaadesse = kümned röntgeniülesvõtted iga osavõtjajaoks! Autosõidust, sealhulgas ka lõbusõidust keeldujaid, pole kohanud. Röntgeniülesvõttest keeldujaid on agkeeldujaid, pole kohanud. Röntgeniülesvõttest keeldujaid on aga küll ette tulnud, vaatamata riskile, mis tekib diagnoosi puudulikkusest. Ehk on põhjus selles, et ülehindame riski nende ohuallikate poolt, mida me meeltega ei taju ja samavõrd alahindame neid, mida tajume.
2
ALFA-, BEETA- JA GAMMAKIIRGUS
Alfa- ja beetakiirgus on osakeste vood. Nad eralduvad aatomituumast ja neil on suur kiims ja energia. Alfa-osake koosneb kahest prootonist ja kahest neutronist. Ta on suurem ja raskem kui beeta-osake ja liigub aeglasemalt. Suuruse ja aegluse tõttu ei suuda ta liikuda kuigi sügavale aine sisse. Isegi paberileht on talle läbimatu tõke, rääkimata inimese nahast . Alfa-osake koosneb kahest prootonist ja kahest neutronist. Ta on suurem ja raskem kui beeta-osake ja liigub aeglasemalt. Suuruse ja aegluse tõttu ei suuda ta liikuda kuigi sügavale aine sisse. Isegi paberileht on talle läbimatu tõke, rääkimata inimese nahast.
Beeta-osakesed on elektronid, needsamad, mis elektrijuhtmetes aeglasemalt liikudes meile suureks abiks on. Beeta-osakesed on alfa-osakestest kiiremad ja läbistamisvõimelisemad. Osa beetaosakesi «löövad läbi» ka nahast, aga ohtlikum on, kui beeta-osakesi kiirgav aine satub organismi.
Gammakiirgus ei ole elektrilaenguga osakeste kiirgus. Seda võib kujutada pisikese energiapakikesena, mis tuumast välja lendab. Ta on samas ka elektromagnetiline laineliikumine. Gammakiirgus on väga hea läbistusvõimega ja ulatub kaugele. Välise gamma-kiirguse eest on raskem kaitset leida kui teiste ioniseerivate kiirguste eest. Gammakiirguse summutamiseks kasutatakse paksu betoonseina, terase- või seatinakihti vöi püütakse olla kiirgusallikast võimalikult kaugel.
3
RÖNTGENIKIIRGUS
Röntgenikiirgus on samasugune nagu gammakiirgus, ehkki tavaliselt on tema energiapakikestel vähem energiat. Röntgenikiirgust on küllalt palju kosmoses, kuid maapinnale ta sealt ei jõua. Seda tekitatakse spetsiaalsete aparaatidega.
Röntgeniaparaadis radioaktiivset ainet ei ole, aga ta tekitab kiirgust. See kiirgus on küll raadio- ja valguskiirguse lähedane sugulane, kuid energiarikas ja suure läbistusvöimega. Kuna ta liigub otse, ei peegeldu ja hajub vähe, siis saab teda kasutada läbivate kiirte abil piltide tegemiseks.
Suure läbistusvõime kaasnähtuseks on aga see, et erinevalt raadio- või valguskiirgusest on röntgenikiirgus ioniseeriv. Erinevalt radioaktiivsetest ainetest, mis kiirgamise ajal võivad asuda nii väljaspool meid kui meie sees, on röntgenikiirguse allikas inimese jaoks alati välispidine. Selle toime lõpeb alati, kui kiirgusallikas välja lülitatakse.
4
RADIOAKTIIVSED AINED
Prootonite arv aatomis määrab ära, millise algaine osakesena aatom käitub, kas ta on naatriumiks keedusoolas, hapnikuks õhus või hoopis kullaks sõrmuses. Neutronite arv tavaprotsessidele mõju ei avalda ja neid võib sama algaine erinevates aatomites olla erinev arv. Sama prootonite arvuga (seega ka sama nime ja käitumisega), kuid erineva neutronite arvuga aineid nimetatakse isotoopideks. Ka radioaktiivsed ained on mõnede algainete isotoobid . Nende tuuma koostis on aga ebastabiilne, valmis kiirgama .
Isotoopi kirjeldatakse aine keemilise sümboli järel oleva arvuga, mida füüsikud- keemikud nimetavad massiarvuks. Näiteks jood -131 (lühidalt: 131J) on üks joodi radioaktiivsete aatomitega isotoop . Ka jood-127 (127J) on joodi isotoop, kuid selle aatomid on stabiilsed.
Erinevad radioaktiivsed ained kiirgavad erinevalt. Näiteks strontsiumi radioaktiivne isotoop 90 (90Sr) on ainult beeta-aktiivne, see ei saada üldse gammakiirgust. Tseesium-137 (137Cs) aga saadab nii beeta- kui gammakiirgust. Seepärast on tseesium-137 välispidise kiirgusallikana ohtlikum kui strontsium -90. Nahk kaitseb meid küllalt hästi mõlema aine beetakiirguse eest, mitte aga strontsium-90 gammakiirguse ees.
Tšernobõli önnetuse tagajärjel tekkinud radioaktiivse tolmu pilvedest sadenes Valgevene, Euroopa riikide ja ka Eesti kohal välja järgmisi radioaktiivseid aineid:

• tseesium-134 (134Cs)
  
• tseesium-137 (137Cs)
  
• jood-131 (131J)
  
• ruteenium-106 (106Ru)
  
• tseerium-144 (144Ce).
  

5
AKTIIVSUS EHK KIIRGUSEMÄÄR
Kui aine sisaldab radioaktiivseid tuumi, siis ta kiirgab. Seda, kui palju või kui tugevasti aine kiirgab, mõõdetakse tema aktiivsusega. Radioaktiivsus on seega aine omadus, mille mõõduks on selle aine aktiivsus. Aktiivsus väljendab seda, kui palju või vähe radioaktiivne on üks teatud hulk ainet või ainete segu.
Aktiivsuse ühikuks on bekerell (lühend Bq). Üks bekerell tähendab, et teatud aines toimub üks tuumamuutus (ühe tuuma ebastabiilse oleku kadumine) sekundis. Mida rohkem aga tuumamuutusi toimub, seda enam tekib kiirgust ja seda aktiivsem aine.
Bekerell on väga väike ühik. Näiteks inimese keha loomulik aktiivsus on umbes 5000 - 10 000 bekerelli (ehk 10 000 tuumamuutust sekundis). Järelikult ka radioaktiivsuse osas oleme ohtlikud nii iseendale kui teistele.
6
KIIRGUSE MÕJU TERVISELE
Kiirguse põhjustatud tervisekahjustusi võib üldjoontes kindlaks määrata kiiritusdoosi abil. Mida rohkem kiiritust inimene saab, seda rohkem tekib ionisatsiooni tõttu rakukahjustusi. Kui rakukahjustused ei parane, siis rakk hävib. Selles pole iseenesest veel midagi ohtlikku, sest inimese organismis hävib vananemise ja väljapraakimise tõttu kümmekond miljonit rakku sekundis.
Kuidas siis tekib kiirituskahjustus? Ioniseeriv kiirgus tekitab aines vabu elektrone ja ioone, mida tavaliselt seal ei ole või on vähe. Vedelas keskkonnas, mille hulka kuulub ka elusaine, tekitavad need aga omakorda vabu radikaale.
Need vabad radikaalid on väga agarad teiste ainetega reageerima , nad teevad seda valimatult ja enamasti rikuvad selle aine, millega nad reageerivad.
Vabad radikaalid võivad tekkida ka muudel põhjustel peale ioniseeriva kiirguse. Õigupoolest tekib neid meie organismis kogu aeg. Kui vabu radikaale pole liiga palju ja kui organism on küllalt tugev, siis tuleb ta nendega iseseisvalt ja väga hästi toime. Normaalselt funktsioneeriva organismi kaitsejõud (nn. immuunsüsteem) kõrvaldavad köik rakud , mis oma fünktsiooni ei täida, näiteks suure kahjustuse, ebaõnnestunud
ülesehituse, vananemise või isegi vales kohas paiknemise tõttu.
Halb on asi siis, kui need radikaalid liialt mõjule pääsevad, põhjustades paljude rakkude väärarengut, seega hukkumist. Organism ei suuda küllaldase kiirusega neid tervetega asendada . Ka lõhustada ja välja viia ei jõuta kõiki vigastatuid, rakud lagunevad ja tekitavad ohtlikke laguprodukte.
Halb on ka siis, kui rike tekib raku pärilikkusaines - DNA-s, ja see defekt on parajalt väike ja parajalt suur. Pärilikkusaine võib ootamatult muutuda ohtlikuks egoistiks, nimelt kasvaja -DNA-ks. Kui normaalse raku DNA hoolitseb selle eest, et iga tema poolt loodud uus rakk oleks eelmisele täpselt sarnane, siis kasvaja-DNA toodab raku, mis on väga sarnane tavalise rakuga. Selle sarnasusega petab ta ära organismi kaitsejõud. Need ei taju temas vaenlast ja ei hukka teda õigel ajal. Samas on see rakk aga niivõrd egoistlik, et ei taha enam temale organismi poolt ette nähtud toimetustest-talitlustest osa võtta, paljuneb aga kiiresti. Selline DNA muutnmine on haruldane. Kui aga see siiskijnhtub, võib tagajärjeks olla vähkkasvaja.
7
KOKKUVÕTLIKULT
Radioaktiivsus
Aatomituumad radioaktiivses aines on ebastabiilses olekus. Ebastabiilsetes tuumades on kas liiga palju või liiga vähe neutroneid. Tuuma ebastabiilsus laheneb, kui see tuum kiirgab.
Kiirgus
Radioaktiivsed ained kiirgavad nn. ioniseerivat kiirgust, mis suuremas hulgas on tervisele kahjulik. Olemas on erinevad kiirguse liigid: alfa-, beeta- ja gammakiirgus. Röntgenikiirgus on ioniseeriv kiirgus, kuid see pole radioaktiivsuse tagajärg.
Aktiivsus
Aktiivsus on ioniseeriva kiirguse mõõduks. Selle ühik on bekerell (Bq). Bekerell on väga väike ühik. 1 bekerell tähendab, et radioaktiivses aines toimub 1 lagunemine sekundis. Mida rohkem lagunemisi toimub, seda enam aine kiirgab.
Kiiritusdoos
Kiiritusdoos on suurus, mille abil väljendatakse kiirguse kahjulikku mõju inimesele. Kogu kehale mõjub nn. ekvivalentdoos . Doosi ühik on siivert (Sv). Keskmine aastane kiiritusdoos on umbes 2,5.. .4 millisiivertit (0,004 siivertit).
Doosikiirus
Doosikiirus väljendab, kui suure kiiritusdoosi saab inimene teatud ajaühikus. Ühikuks on kiiritusdoos/aeg, näiteks siivertit/tunnis (Sv/h). Praktikas kasutatakse ühikuid millisüvertit/tunnis (mSv/h) ja mikrosiivertit-tunnis (µSv/h).
Risk
10 millisiivertine (0,01 siivertit) aasta keskmine doos põhjustab kehtiva ohutusmudeli järgi tehtud arvutuste kohaselt ühe vähkkasvajasse haigestumise 1000 inimese kohta. Teiste sõnadega: 10 millisiivertise kiiritusdoosi poolt põhjustatava vähi tõenäosus on 0,001. Teaduslikult kindlamalt saab midagi ohtlikkuse kohta väita umbes 200...500 mSv suumsest kogu keha doosist alates. Kasvajariski suurenemist sellise kiiritusdoosi puhul tõestavad näiteks Jaapani aatomipommitamise üle elanute uuringud.
Naha- ja kogu keha kiiritusdoos röntgenprotseduurides
Nahadoos ehk sisenddoos on see kiiritusdoos, millele allutatakse uuritava kehaosa röntgentorule (või muule väliskiirgurile) lähim nahapind.
Kogu keha kiiritusdoos (nn. efektiivdoos ) on selline doos , mille saab arvutuste põhjal kogu keha, seega ka siseorganid , kui inimene allutatakse välisele kiiritamisele. Efektiivdoos on see, mis inimesele tegelikult mõjub, kuigi otseselt seda mõöta ei saa.
200.. .500 mSv suurusest efektiivdoosist tingitud kasvajarisk on mõõtemääramatuse foonil juba märgatav, seega tegelikkuses kinnitust leidnud fakt.
8
Seevastu 200...500 mSv suurune naha kiiritusdoos röntgeniläbivalgustusel on tänapäeval täiesti tavaline, selle tulemusena saadud arvutuslik efektiivdoos on 10...50 mSv. Ei ole praktilisi uurimisandmeid, mis kinnitaksid sellise kiiritusdoosi ohtlikkust.
Kaasajal tunnustatud kiirgusohutuse mudel siiski väidab, et kasvajarisk on ca 10 korda suurem, kui ilma selle kiiritusdoosita.Röntgeniülesvõtete, ka fluorograafia tavalised kiiritusdoosid, arvutatud ümber efektiivdoosiks, on kümneid kordi väiksemad, olles tunduvalt alla loodusliku aastase taustkiirguse arvutusliku doosi.
9
KASUTATUD KIRJANDUS

• www. neti .ee
  
• www.delfi.ee
  
• www.google.ee
  
• Teatmeteosed
  
• 9. klassi füüsika õpik
  

10
SISUKORD

• Sissejuhatus..............................................................................................lk1
  
• Iooniseeriv kiirgus...................................................................................lk2
  
• Alfa-, beeta- ja gamma kiirgus...............................................................lk3
  
• Röntgenikiirgus.......................................................................................lk4
  
• Radioaktiivsed ained...............................................................................lk5
  
• Aktiivsus ehk kiirgusemäär....................................................................lk6
  
• Kiirguse mõju tervisele...........................................................................lk7
  
• Kokkuvõtlikult.........................................................................................lk8 – 9
  
• Kasutatud kirjandus............................................................................... lk10