Radioaktivita kolem nás

Radioaktivita říkáme jevu, kdy se některá atomová jádra přeměňují na jiná a případně přitom vysílají částice (alfa, beta nebo neutrony) nebo elektromagnetické záření (gama, X). Mnoho lidí se při slově radioaktivita vyděsí, mnozí se domnívají, že radioaktivita je něco umělého, vytvořeného šílenými vědci, ale i mnoho z těch, kteří vědí, že radioaktivita je jev přírodní, si myslí, že umělá (man-made) radioaktivita je „jiná“ (rozuměj „zlá“), než přírodní (která je "hodná"). Víte, kolik a jaké radioaktivity obsahují některé běžné věci okolo nás?

Našimi lidskými smysly nepoznáme, je-li něco radioaktivní nebo ne. Radioaktivitu zachytí pouze speciální měřicí přístroje, detektory, nebo ji poznáme podle doprovodných jevů – např. při silné ionizaci vzduchu se tvoří ozon, který poznáme čichem. Účinek ionizujícího záření je dán množstvím energie, které záření nese a účinností, s jakou ji předá prostředí, jímž prochází. Mírou účinku je dávka, množství energie předané jednotce hmotnosti prostředí, jednotkou je gray (Gy). Aby lidé mohli popsat „jak velké a jak škodlivé pro člověka je ionizující záření“, vymysleli ještě jednotku sievert (Sv), která se od dávky liší tím, že zohledňuje biologickou účinnost jednotlivých druhů ionizujícího záření na živou tkáň. Například neutrony způsobí ve tkáni větší škodu, než elektrony (záření beta), alfa částice zase způsobí větší škodu než neutrony atd. Biologická účinnost jednotlivých druhů záření se měří tzv. jakostním faktorem; dávka vynásobená jakostním faktorem je veličina dávkový ekvivalent, a právě ten se měří v sievertech.

Banán

Stejně jako většina dalšího ovoce a zeleniny obsahuje draslík, jehož jedním z izotopů je radioaktivní draslík 40 (⁴⁰K). Banán je tedy odjakživa – od přírody – radioaktivní (jako všechna ostatní přírodní potrava). Sníte-li banán, dostanete dávkový ekvivalent 0,1 mikrosievertů (µSv) neboli 0,000 1 milisievertů (mSv). Banán jsme si zvolili v podstatě náhodně, jen jako reprezentanta ovoce a zeleniny, či jiných potravin. Je známo, že mnohem „radioaktivnější“ je např. káva, para ořechy, whisky z cornwalské pšenice atd.

Bezpečnostní rám na letišti

Zařízení, které každého cestujícího nesmlouvavě prověří, zda nepronáší do letadla nůž nebo bombu (a najde i nevinné přezky na spodním prádle či zapomenuté mince v kapse), vám dá malou dávku radioaktivity zlomku μSv. Následné cestování letadlem vás však osvítí daleko víc - každou hodinu strávenou v běžné letové výšce kolem 10 000 m vás kosmické záření ozáří dávkou (2,4 až 9,7) μSv.

Rentgen hrudníku, CT

Běžný snímek plic zářením X u rentgenologa vám udělí dávku asi 20 µSv. Vyšetření počítačovou tomografií je mnohem přesnější, ale zase znamená vyšší radiační zatížení. CT hrudníku např. kolem 6 mSv.

CRT obrazovka

Čtenáři si ještě mohou pamatovat staré televizory nebo počítače s obrazovkou tvořenou dlouhou elektronkou – tzv. CRT (Cathode Ray Tube). Dnes už se vyskytují velmi málo. Emitují elektromagnetické záření, protože když elektrony kreslí na obrazovce obraz, vzniká měkké záření X (rentgenové). Denním koukáním na takovou obrazovku do sebe absorbujete dávku řekněme 10 µSv za rok. (Pokud už jste starou televizi a monitor vyměnili za nové LCD nebo plasmové, nebojte, ty jsou založené na jiném principu a záření X neemitují.)

Voda

Životodárná substance, bez níž nepřežijete ani pár dní, obsahuje stopové množství radioaktivního materiálu. Ne, není to následek Fukušimy ani Černobylu. Tritium, radioaktivní izotop vodíku, je ve vodě obsažen od počátku světa. Vzniká v atmosféře srážkami kosmického záření s molekulami vzduchu a dostává se tak do pozemského koloběhu vody. Prostým pitím vody obdržíme ročně dávkový ekvivalent okolo 50 µSv.

Beton

Určitě ho potkáváte denně na cestách, schodech, zdech, v podlahách... Samozřejmě obsahuje stopová množství přírodních radionuklidů. Za rok dostanete od betonových staveb ve svém okolí průměrně až 30 µSv.

Záření z vesmíru

Kosmické pozadí je všudypřítomné, v reliktním záření se k nám dostává i ozvěna Velkého třesku, kdy vznikl sám vesmír. Nejvíc ionizujícího záření nám posílá Slunce, protože je blízko. Planeta Země nás před kosmickým zářením chrání atmosférou a magnetickým polem, které ionizující částice odklání. Přesto se k nám kosmické záření dostává a doslova prošpikovává naše těla. Množství kosmického záření roste s nadmořskou výškou. Při hladině moře dostaneme za rok dávku asi třetinu milisievertu – 0,3 mSv. To je víc než 10 rentgenů hrudníku.

Naše vlastní tělo

Skládáme se z vody (ano, ve vodě je tritium), z biogenních prvků (m.j. draslíku, který se skládá z různých izotopů včetně radioaktivního ⁴⁰K), z uhlíku, který obsahuje i radioaktivní izotop ¹⁴C, atd. Naše těla jsou prostě od přírody radioaktivní. Když vedle sebe sedíme v autobusu nebo ve škole, navzájem se ozařujeme. I když vedle sebe spíme (čím blíž, tím víc...). Průměrné lidské tělo obsahuje asi 30 mg draslíku 40, Sami sobě tedy ročně dáváme radiační dávku přibližně 0,4 mSv.

Země

Zeměkoule je radioaktivní, protože v zemské kůře i plášti obsahuje uran a thorium se všemi jejich izotopy a dceřinými produkty. Zaplať Bůh za ně, protože přibližně polovina tepla na Zemi vzniká rozpadem těchto radionuklidů v zemské kůře. Jako pozemšťané dostáváme od naší Země radiační dávku zhruba 0,48 mSv ročně. Správně asi hádáte, že různé horniny obsahují různý podíl radioaktivních látek a tudíž jsou různě radioaktivní. V indickém státě Kerala je celoroční dávka z přírodního pozadí pro obyvatele asi 10 až 15 mSv, v íránském městě Ramsar dokonce (150 až 250) mSv ročně (v ČR je to 3 až 3,5 mSv ročně).

Vzduch

Z předchozích příkladů jste správně vytušili, že i ve vzduchu je radioaktivita. A to nejen tritium, uhlík 14 a další kosmogenní radionuklidy (radioaktivní izotopy vzniklé působením kosmického záření). Největší podíl představuje plyn radon, který vzniká rozpadem radia v zemské kůře a prolíná horninami na povrch. Na volném prostranství se rychle vzduchem rozředí, avšak problém může nastat, když se nám dostane do domu, a ještě větší problém, když nevětráme. Podle předpisů v České republice se musejí všechny novostavby izolovat proti radonu, řada firem nabízí monitorování výskytu radonu a protiradonová opatření. Proč nás nějaký plyn zajímá? Protože to je právě radon, který nám v průběhu našeho života uštědřuje nejvyšší radiační dávku - zhruba polovinu celkové dávky, které jsme vystaveni (platí pro ČR, v jiných částech světa to může být méně nebo naopak mnohem více, záleží na složení hornin).

Cigarety

Určitě víte, že kouření způsobuje rakovinu, jak hlásá každá krabička cigaret i s naturalistickým obrázkem. Je to hlavně kvůli dehtu a karcinogenním látkám v cigaretovém kouři, ale může být i kvůli radioaktivitě. Lékaři odhadují, že kuřáky zatěžuje nános radioizotopů polonia a olova v plicích dávkou až 160 mSv ročně. Přibližně stejnou dávku dostanou kosmonauti při ročním pobytu na ISS. Tato dávka se samozřejmě může dost lišit podle toho, jste-li kuřák těžký nebo jen sváteční.

Bydlení u elektrárny

0,3 μSv nám přidá celoroční bydlení v okruhu do 25 km od uhelné elektrárny. Ne, to není překlep, nemělo tam být „jaderné“. Uhelná elektrárna (neodpopílkovaná) totiž z komína emituje přírodní radionuklidy vyskytující se jako příměsi v uhelném palivu. V České republice mají naštěstí všechny velké uhelné elektrárny kouřové plyny vyčištěné a odpopílkované, takže jejich radiační příspěvek bude minimální, stejně jako u jaderných. Celoroční bydlení v okruhu do 25 km od jaderné elektrárny v běžném provozu znamená totiž jen 0,09 μSv.

Spad z Černobylu

V přírodním pozadí Česka, které představuje asi (3 až 3,5) mSv ročně, je černobylský spad dnes neměřitelný. V prvním roce po incidentu (1987) činil asi 6% příspěvek k tomuto přírodnímu pozadí. Celoživotní dávka pro občana ČR, který se narodil v roce 1986, se odhaduje na 0,5 mSv, což je ekvivalentní 5 až 10 dálkovým letům letadlem, nebo měsíční dovolené v Tibetu, nebo desetině dávky z CT vyšetření. Radioaktivita z Fukušimy byla u nás naprosto bezvýznamná, protože událost co do úniku radiace znamenala jen zlomek následků černobylské havárie a navíc nastala mnohem dál od Česka.

Ale co mobily, WiFi Routery, Bluetooth?

Asi vás zklamu, ale tato zařízení žádné ionizující záření nevydávají. Konstrukční materiály, z nichž jsou vyrobené, obsahují zřejmě nějaké přírodní radionuklidy, ale jinak tyto přístroje vydávají jen nízkoenergetické neionizující elektromagnetické záření, které lidskou tkáň nepoškozuje. I tak se jich někteří lidé bojí. Vzniklo proto mnoho odborných studií na téma zdraví a záření z telekomunikačních zařízení, ale nenašly, popravdě, nic, vyjma snad nepatrného efektu mikrovlnného ohřevu. Ale to je téma na jiný článek.

A jak je to ve vesmíru?

Meziplanetární prostor není moc přívětivé místo k životu. Mimo ochranu atmosféry, ozonové vrstvy a magnetického pole jsou úrovně ultrafialového a kosmického záření až tisíckrát vyšší než na Zemi. Šestiměsíční pobyt na ISS znamená pro kosmonauty kolem 80 mSv dávkového ekvivalentu, stejně dlouhá cesta k Marsu by jim přinesla až 250 mSv (víme to podle měření sondy Curiosity). Radiace představuje největší problém pro všechny budoucí kosmonauty na plánovaných cestách na Mars.

Níže najdete další příklady radiačních dávek, resp. dávkových ekvivalentů.

Porovnání různých radiačních dávkových ekvivalentů