Pogosto zastavljena vprašanja

Radioaktivnost je naravni pojav, ki izvira iz jedra atoma. Jedra atomov so sestavljena iz protonov (delcev s pozitivnim nabojem) in nevtronov (delcev brez naboja). Če število protonov in nevtronov v jedru ni v pravem razmerju ali ima jedro višek energije, potem je takšno jedro radioaktivno. Radioaktivna jedra razpadajo na tri različne načine: alfa, beta in gama razpad, ob katerih se sprošča alfa, beta in gama sevanje. (glej tudi Merjenje radioaktivnosti, pdf, 307 KB in spletno stran Agencije RAO)

Snov radioaktivno seva pri razpadu jedra ali pri sproščanju njegove notranje energije.

(glej tudi Vrste sevanja, pdf, 268 KB)

Radioaktivni razpad je naraven pojav, ki se dogaja v jedrih atomov. Jedra atomov doživljajo 3 vrste sprememb, ki jih imenujemo alfa, beta in gama razpad, ob kateri se sprošča radioaktivno sevanje alfa, beta in gama.

Radioaktivnosti ni mogoče preprečiti (uničiti). Radiaktivna jedra se spreminjajo zaradi naravnih zakonov in svojih lastnosti. Po nekem času, ki je lahko tudi več tisoč let, se radioaktivno jedro samo spremeni (“razpade”) v novo jedro. To novo jedro je lahko stabilno, ali pa tudi ne. Možno pa je potek pospešiti tako, da tista radioaktivna jedra, ki razpadajo počasi, pretvorimo v druga radioaktivna jedra, ki razpadajo hitreje. To možnost so znanstveniki obravnavali zelo resno, predvsem zaradi visoko radioaktivnih odpadkov (izrabljenega jedrskega goriva). Razvili so več možnih postopkov, vendar uporaba takšne tehnologije zaradi zapletenosti in obsežnosti zaenkrat še ne pride v poštev. (glej tudi Merjenje radioaktivnosti, pdf, 307 KB)

Radioaktivne snovi in radioaktivna sevanja imajo zelo široko uporabo v medicini, industriji in raziskovalni dejavnosti.

Aktivnost vode v nekaterih zdraviliščih je lahko večja od aktivnosti običajne vodovodne vode, vendar tako malo, da zdravju ne more biti škodljiva. Lahko je tudi zdravilna ali blagodejna, vendar ne zaradi svoje aktivnosti, temveč zaradi mineralnih snovi, ki jih vsebuje.

Pri medicinski uporabi virov ionizirajočih sevanj je potrebno razlikovati paciente, ki so podvrženi preiskavi ali terapiji, delavce (medicinsko osebje), ki te posege izvajajo, ter prebivalstvo, vključno z osebami, ki pomagajo pri oskrbi in negi bolnika. Za drugo in tretjo skupino so določene mejne doze (izpostavljenost sevanju), ki se morajo upoštevati pri izvajanju medicinskih posegov.

Pri pacientih tega ni. Vloga zdravnika, ki je odgovoren za radiološki poseg, je zagotoviti optimalno uporabo ionizirajočega sevanja tako, da bo imel bolnik od uporabe virov ionizirajočega sevanja čim večjo korist ob čim manjši škodi. Zato se tudi količine (aktivnosti) radiofarmakov (radioaktivnih zdravil) pri preiskavah določijo (optimizirajo) za vsakega pacienta posebej, pri čemer ne obstajajo “maksimalne dovoljene” količine.
Zdravniki so usposobljeni za to, da določijo “primerno” količino, ki je odvisna od več faktorjev. Dolžni pa so svetovati pacientu o potrebnih ukrepih za omejevanje izpostavljenosti sevanju domačih in ostalega prebivalstva.

Čeprav “maksimalne dovoljene” količine ne obstajajo, upoštevajo zdravniki pri določanju diagnostičnih in terapevtskih količin neke vrednosti, ki jih imenujemo diagnostični referenčni nivoji. Gre za vrednosti (npr. količino radiofarmaka) določene za standardne preiskave pri “standardnih” pacientih, ki naj bi omogočale uspešno izvedbo preiskave. Nenehno preseganje teh nivojev v nekem okolju (ustanovi) je opozorilo, da so ali oprema ali postopki neprimerni ali zastareli.

Obstaja več različnih naprav (sond) za merjenje radioaktivnega sevanja. Zelo uporaben je Geiger-Muellerjev števec, ki ga pri demonstracijah uporabljamo v Izobraževalnem centru za jedrsko tehnologijo (prikaz je tudi na naši spletni strani).

V povprečju prejmemo približno 2,5 – 2,8 mSv na leto. Delež naravne doze je zelo odvisen od okolja, v katerem živimo. (glej tudi Sevanje okolja, pdf, 337 KB)

Igračke (zvezdice, črke, figurice itd.), ki se svetijo v temi, niso radioaktivne. Izdelane so iz posebnega materiala, ki po močni osvetlitvi še nekaj časa oddaja svetlobo.

Radij nima nobenega stabilnega izotopa. Najdaljšo razpolovno dobo ima radij-226 (1600 let).

Radon spada med žlahtne pline. Nastane ob razpadu urana in torija v zemeljski skorji in se pojavi tudi na zemeljskem površju. Ker je težji od zraka, ga je več v rudnikih, kraških jamah, kleteh itd.

Razpolovna doba urana 235 je približno 700 milijonov let, urana 238 pa 4 milijarde let.

V sodobni medicini se uporabljajo radioaktivni izotopi pogosto za odkrivanje tumorjev in drugih rakavih obolenj (diagnostiko) in tudi za zdravljenje – obsevanje tumorjev (terapijo). V industriji se viri radioaktivnega sevanja uporabljajo v merilnih napravah ter za odkrivanje napak v materialih. V znanosti je ogromno postopkov na osnovi radioaktivnosti in sevanja, npr.: za označevanje snovi, odkrivanje onesnaževalcev (polutantov, npr. težkih kovin), določanje starosti bioloških vzorcev, itd.

V fuzijskem reaktorju tipa tokamak je bolj od izolacijske sposobnosti pomembna odpornost proti visokim temperaturam. Najbolj obremenjeni deli so izdelani iz posebnih spojin ogljika ali iz volframa, pa tudi berilij, silicijev karbid in posebne vrste jekel.

Radioaktivni razpad je proces, v katerem jedro nestabilnega atoma izgublja energijo tako, da seva delce alfa, beta ali gama. Proces je poponoma spontan in nanj ni mogoče vplivati.

Edini naravni cepljivi izotop je uran-235. Umetni cepljivi izotopi so plutonij-239, plutonij-241 (nastaneta v reaktorju iz urana-238) in uran-233 (nastane v reaktorju iz torija-232, ki je prisoten v naravi).

V tabelah najdemo 37 izotopov joda, vendar v naravi obstaja samo stabilni jod-127 (¹²⁷I).

Med verižno reakcijo v jedrskem reaktorju nastaja direktno iz cepitev ali z radioaktivnimi razpadi razcepkov približno 18 izotopov joda, vendar običajno omenjamo samo izotope jod-131, jod-133 in jod-135, ker jih je največ in predstavljajo največje tveganje v primeru nesreče. To velja predvsem za jod-131, ki ima razpolovni čas 8,02 dni (ostala dva imata krajši razpolovni čas in hitreje »izgineta«).

V medicini in industriji se uporabljajo jod-123, jod-124, jod-125, jod-129, jod-131, jod-132 in jod-133.

Glavni del Geiger-Müllerjevega števca je cev, napolnjena s plinom. Po sredini cevi, ki ima kovinsko steno, je napeljana žica. Med žico in cevjo je električna napetost, vendar električni tok med njima ne more teči, ker je plin izolator. Kadar pa cev zadane radioaktivno sevanje, iz molekul plina izbije elektrone. Plin sedaj vsebuje negativne (elektrone) in pozitivne ione (molekule, ki jim manjka kakšen elektron). Električna napetost jih pospeši proti žici in steni cevi, na svoji poti pa iz molekul plina spet izbijajo elektrone. Sproži se plaz elektronov, kar pomeni, da skozi detektor steče sunek električnega toka, ki ga zazna merilna naprava. V napravi je običajno tudi zvočnik in tokovni sunek slišimo kot pok.

Izotopi so različice istega kemičnega elementa, ki imajo v jedru ob istem številu protonov različna števila nevtronov. Mnogi izotopi (tudi v naravi) so radioaktivni. Umetne radioaktivne izotope pogosto uporabljamo v medicini, znanosti in industriji.

Najmanj prodorno je sevanje alfa, najbolj prodorno pa sevanje gama. Nevarnosti posamezne vrste sevanja pa nikakor ne smemo presojati samo po njegovi prodornosti.

Delec alfa je jedro helija-4 ter vsebuje dva protona in dva nevtrona (ima torej pozitiven naboj). Delec beta je elektron (ima torej negativen naboj). Žarek gama je elektromagnetno valovanje zelo kratke valovne dolžine. Včasih mu pravimo tudi foton gama (kot da je delec, vendar nima mase). Foton gama nima naboja.

Vprašanje se verjetno nanaša na radioaktivne izotope (»radioizotope«) – obstaja namreč še mnogo stabilnih izotopov.

Radioaktivni izotopi se v industriji uporabljajo predvsem za različne meritve. Gre za vire žarkov beta, gama ter nevtronov, pri čemer se meri slabitev sevanja po prehodu skozi neko snov, ali količina (in značilnosti) odbitih žarkov ter se iz meritev sklepa o npr. debelini pločevine, papirja, količine rude oz. premoga na tekočem traku, itd. Možno je tudi izmeriti višino materiala (tekočine, rude, klinkerja v industriji cementa ali kakšnega drugega razsutega materiala) v rezervarju ali silosu in to kar skozi stene, ali pa višino pijače (npr. Coca Cole ali piva) v zaprti pločevinki. Opisane načine merjenja dostikrat opišemo kot »brezkontaktne«.

Meritve z radioaktivnimi izotopi so relativno enostavne (potrebujemo samo vir in merilnik, ne posegamo v sam proces), dovolj natančne in zelo zanesljive, hkrati pa s primerno izbiro radioaktivnega izotopa in jakostjo vira lahko merilni sistem optimiziramo za določen namen oz. merilno mesto. V zadnjem času pri nekaterih izmed opisanih meritev, namesto radioaktivnih izotopov, uvajajo rentgenske cevi, ki pa so zahtevnejše glede začetne investicije in potreb po vzdrževanju, hkrati pa manj zanesljive. Njihova osnovna prednost je, da nehajo sevati ko izklopimo napajanje in so posegi v njihovi bližini možni brez strahu pred sevanjem. Postopek je podoben rentgenskem slikanju v bolnišnicah, le da tukaj z žarki gama ali rentgenskim sevanjem presvetlijo zvar ali kovinski odlitek. Metoda je zelo pomembna za odkrivanje napak in zagotavljanje kakovosti.

Ena izmed uporab , ki se pri nas ni »prijela« je sterilizacija, za katero so potrebne obsevalne naprave z zelo močnimi viri žarkov gama. Sterilizirati je možno različne izdelke, od sanitetnega materiala do hrane, pri čemer se izognemo uporabi visokih temperatur ali strupenih snovi. Sterilizacija se opravi kar v embalaži, je zelo učinkovita in ne spreminja lastnosti izdelkov.

Radioaktivni jod 131 je izotop kemičnega elementa joda, ki ima razpolovno dobo 8 dni. V medicini ga pogosto uporabljajo za odkrivanje in zdravljenje raka na ščitnici.

Gama žarki so podobni alfa sevanju, ker spadajo tudi pod ionizirajoče sevanje, sicer pa je gama sevanje elektromagnetno valovanje, alfa sevanje pa so delci (jedra atoma helija).

Sevalno bolezen imenujemo skupek simptomov in učinkov, ki ga ima na človekovo telo ionizirajoče sevanje (alfa, beta in gama sevanje ter rentgensko sevanje). Ionizirajoče sevanje poškoduje celice v človekovem telesu. Če je poškodovanih preveč celic (zaradi prevelikih količin sevanja) se telo odzove z bolezenskimi simptomi: pordečitev kože in celo opekline, bruhanje, odpoved imunskega sistema. To pa je možno le pri velikih količinah prejetega ionizirajočega sevanja.

Sevalne bolezni se nikakor ni mogoče nalesti. Osebe, ki so prejele velike količine ionizirajočega sevanja (tako, da so lahko celo v smrtni nevarnosti), same niso radioaktivne.

Sevanji alfa in beta nista prodorni. To so v bistvu nabiti delci (alfa delci so helijeva jedra, beta delci pa elektroni), ki se popolnoma ustavijo že v tenkih plasteh, alfa delci že v listu papirja, beta delci v manj kot 1 cm trdne snovi. Sevanje gama pa je elektromagnetno valovanje, ki se pravzaprav nikoli popolnoma ne absorbira, ampak ga določena plast svinca oslabi (npr.: 4 cm debela plast svinca oslabi sevanje gama, ki ga oddaja kobalt-60, za faktor 10).

Tako lahko rečemo, da stena iz svinca zadrži vse tri vrste sevanja, če je le dovolj debela (pri tem pa je merodajno sevanje gama).

Alfa razpad je dogodek, ob katerem zaradi nestabilnosti določenega jedra iz njega odleti delček, ki ga sestavljata dva protona in dva nevtrona (jedro kemičnega elementa helija). Novo jedro je stabilnejše od prejšnjega (delci novega jedra so med seboj povezani močneje kot delci prejšnjega jedra).

Primer alfa razpada je npr. razpad radija-226, iz katerega po izsevanju delca alfa nastane radioaktivni žlahtni plin radon-222.

(glej tudi Vrste sevanja, pdf, 307 KB)

(glej tudi Merjenje radioaktivnosti, pdf, 307 KB in Vrste sevanja, pdf, 268 KB)

Doza sevanja je merilo za škodo, ki jo človek ali snov utrpi zaradi sevanja. Merimo jo v sievertih (Sv) ali milisievertih (mSv).

(glej tudi Merjenje radioaktivnosti, pdf, 307 KB)

V gradbeništvu se uporabljajo jedrske metode za raziskavo materiala (npr. merjenje vlažnosti betona). Pomembno je tudi preprečiti oziroma zmanjšati vdiranje radona v bivalne prostore. Poznavanje te tematike pride v poštev ob načrtovanju hiš in morebitni kasnejši sanaciji.

Osnovna zahteva za varnost jedrske elektrarne je preprečevanje nenadzorovanega sproščanja radioaktivnih snovi.