Ozračeni Web

This is the HTML version on my article published in NeT, 1997;23:51-54.


Piše: Dr.sc. Zdenko Franić
franic@imi.hr


Ovih se dana navršava ili se upravo navršilo nekoliko neslavnih godišnjica: 45. godišnjica prve nuklearne nesreće (curenje reaktora u Chalk Riveru) i 10. godišnjica, druge najgore nuklearne nesreće na svijetu (radiološka nesreća u brazilskom gradu Goiânii ), koja začudo nije imala veze niti s nuklearnom energijom niti s nuklearnim oružjem. Interesantno je da se na Internetu o tim nesrećama može naći relativno malo informacija. Ipak, kako ne biste ostali prikraćeni za neobične detalje, posjetite http://mimi.imi.hr/~franic/cr.html i http://mimi.imi.hr/~franic/goiania.html. Ako se tim godišnjicama pridodaju i glasine o katastrofalnom stanju sustava sigurnosti i nadzora ruskih nuklearnih bombi (oh, pa gdje li se samo zametnula ta nuklearna bomba? Ops, nestade još jedna... http://www.business-server.com/newsroom/ntn/health/092297/health6_1796_noframes.html), evo razloga da malko prosurfamo fenomenologijom zračenja, posebice ionizirajućeg. Znamo da su godine 1945. bačene nuklearne bombe na Hirošimu i Nagasaki, http://www.envirolink.org/issues/nuketesting/hiroshim/hiro_med.htm i http://www.seattletimes.com/trinity/. Također znamo da se svijet i dalje naoružava, http://www.envirolink.org/issues/nuketesting/hew/, http://www.nrdc.org/nrdcpro/nuguide/guinx.html, te da postoji i nuklearni terorizam http://www.pipeline.com/~happen/. Poznati su i učinci ionizirajućeg (popularno nazvanog radioaktivnim) zračenja. No, manje je poznato da bi se mjesto najgore nesreće nekog nuklearnog reaktora http://polyn.net.kiae.su/polyn/manifest.html, (inače izazvane ljudskom greškom pri jednom eksperimentu) na hrvatskom trebalo zvati Čornobilj , a ne Černobil . Mi, a posebice njegovi stanovnici, vjerojatno ne bi voljeli da se npr. Kaštel Stari, živopisno mjesto u gradu Kaštela naziva Matori Kaštel. Isto tako, Ukrajinci vjerojatno nisu oduševljeni rusizmom Černobil. No, situacija se polako popravlja, pa tako na AltaVisti Chernobil:Chornobil=4491:586). I dok bi svaka ova tema, a posebice nesreća u Čornobilju bila interesanta za daljnu elaboraciju, zadržimo se na samome zračenju i pogledajmo što se o tome može na Internetu pronaći.


Prve žrtve zračenja
U XV. stoljeću u rudnicima oko Schneeberga, malenoga gradića u Saksoniji (Njemačka) i regiji Joachimsthalu (danas Jachymov u Češkoj) ekstenzivno se iskorištavalo srebro. U Joachimstahlu srebro se kopalo blizu površine, dok se u Schneebergu radilo o znatno većim dubinama, tako da su neki rovovi bili duboki i do 400m. Kod mlađih rudara u oba rudnika primijećena je velika smrtnost od plućnih bolesti (75%), što je prvi opisao Paracelsus (1493-1541), http://www.nlm.nih.gov/exhibition/paracelsus/paracelsus_1.html. Učestalost takve plućne bolesti povećana je u XVII. i XVIII. stoljeću kada se intenziviralo rudarenje srebra, kobalta i bakra, a konačno je kao rak pluća identificirana tek u XIX. stoljeću. Godine 1898. Maria i Pierre Curie su iz ruda podrijetlom iz Joachimstahla ekstrahirali radij (226Ra) i polonij (210Po). Takozvana radijeva emanacija, kasnije nazvana radon (222Rn) identificirana je kao radioaktivni plemeniti plin koji nastaje raspadom radija. Danas je poznato da je radon (uz pušenje) jedan od najčešćih uzroka raka pluća. Ostalo je povijest http://www.sph.umich.edu/group/eih/UMSCHPS/hist.htm.


Zračenje i dolari
Usprkos poboljevanju rudara, srebro se pod patronatom obitelji Fugger http://www.public.iastate.edu/~dmpm/1HIST376.html, kopalo i kopalo, te se kovao novac. Novčići iskovani u Joachimsthalu zvani su Joachimstalers ili skraćeno Talers (taliri). Kasnije je američko nepoznavanje njemačkog jezika Talers pretvorilo u Dollars. Spomenuti rudari, žrtve ionizirajućeg zračenja iz XVIII stoljeća i nisu baš dobili naknade u talirima za svoja profesionalna oboljenja. No, u Americi su dolarske naknade zbog hladnoratovskih pokusa na ljudima (posebice siromašnim, koji nisu bili niti svjesni da ih se ozračuje) bile znatne, http://www.lbbs.org/zmag/articles/may94sibert.htm, http://www.lbbs.org/zmag/articles/apr97zaidi.html. Kao što se moglo i očekivati, u sve je bila uključena i CIA http://www.webcom.com/~pinknoiz/coldwar/ciaradiation.html.


Prirodni nuklearni reaktor
Vidjeli smo da se prva reaktorska nesreća zbila godine 1952. No, kada i na kojem mjestu je u nekom reaktoru prvi puta pokrenuta nuklearna fisija? Ljudi obično taj događaj povezuju s imenom Enrico Fermi, te smještaju u vrijeme II. svjetskog rata, u prosinac godine 1942. I, griješe za oko 2 milijarde godina! Naime, tada je na području koje se danas nalazi u ekvatorijalnoj Africi, točnije u Gabonu u mjestu Oklo, radio je pravi pravcati nuklearni reaktor, http://starfire.ne.uiuc.edu/ne201/course/topics/nuclear_waste/natural_reactor.html. Proučavanja Okla se nastavljaju, pače vrše se i matematičke simulacije, http://crpg.cnrs-nancy.fr/MODEL3D/oklo.html. Odakle prirodni nuklerni reaktor prije dvije milijarde godina? Zar su tadašnje amebe bile reaktorski fizičari koji su pokrenuli fisiju urana-235? Upravo nekako tako. Ulogu prekambrijskih fizičara odigrale su zelene alge sposobne za fotosintezu, koje su tada bile dominantni oblik života. U rječnom ušću na području Okla (inače bogatog prirodnim uranom) bilo je prilično organskog mulja koji je vodu osiromašivao kisikom. Stoga u vodi koja je otapala uran nije dolazilo i do njegove oksidacije. Otopljeni se uran ponovo taložio, zbijao u pješčenjak na granitnoj podlozi te tonuo. Pri tome su nastajali džepovi urana od nekoliko kubičnih metara. Prije dvije milijarde godina, u prirodnom uranu bilo je oko 3% urana-235, odnosno sasvim dovoljno za fisiju. (Za više o informacija, pa čak i maleni kviz o uranu posjetite http://www.uilondon.org/). Kako je bila prisutna i voda, ona je služila kao moderator usporavajući neutrone, te je prirodni reaktor proradio! Danas tako nešto ne bi više bilo moguće, budući se udio urana-235 sklonog fisiji (vrijeme poluraspada 700 milijuna godina) u prirodnom uranu neprestano smanjuje, te iznosi tek 0.72%.


Priča o mikrovalnoj pećnici
Uz ionizirajuće, postoji i neionizirajuće zračenje. Danas, tek kao blijedo sjećanje na Veliki prasak i ogromne temperature u kojim je naš Svemir započet prije oko 10 milijardi godina preostala je temperatura svemirskog okoliša od svega 3 kelvina, i to u mikrovalnom dijelu spektra, http://www.pbs.org/wnet/hawking/strange/html/backg.html. Valjda otuda, kao neko atavističko sjećanje na plamene početke, tolika opsjednutost mikrovalnim pećnicama (AltaVista: 16293 dokumenta). Kako i zašto se u stvari hrana u mikrovalnoj pećnici skuha? U ukljućenoj pećnici, molekule vode u hrani apsorbiraju mikrovalno zračenje (radi se o frekvencijama reda veličine 109 herca, točnije 2.45 GHz), te počnu vibrirati. To dovodi do velikog međumolekularnog trenja, odnosno naglog povećanja topline i hrana se skuha, http://www.sciam.com/askexpert/physics/physics15.html. No, mikrovalne se pećnice mogu koristitii i u druge svrhe, npr. uništavanje CD-ova. Pećnica u kojoj je CD se uključi na maksimum, a rezultat jest plava svjetlost, munje i sijevanje, te puno interesantniji oblik CD-a, s fraktalnim pukotinama. Navodno se pećnici ne dogodi ništa, naravno ukoliko se CD ne kuha predugo, pa se zapali i počne ispuštati otrovni dim. U cijelom happeningu gotovom za svega 5-10 sekundi mikrovalno zračenje inducira jake struje u tankom sloju aluminija na CD-u koje ga zagriju do isparavanja. Aluminijske pare zatvore električni luk, što se manifestira kao munja. Pri tome se u površini CD-a izjetka mnoštvo pukotina, stvarajući "otočiće" preostalog aluminija od kojih neki djeluju kao antene. Na tim mjestima dolazi do još snažnijeg zagrijavanja i zapaljenja. Preporučamo ne isprobavati, vjerujte iskusnim dokoličarima, da je to dosadno, te radije pogledajte rezultate eksperimenta s CD-ovima, te sličnog s grožđem negdje na Internetu http://hapi.cs.uoguelph.ca/~pjf/mwav_CD.html i http://www.sci.tamucc.edu/~pmichaud/grape/. Ukoliko ipak morate probati, u mikrovalku stavite CD s jednim monopolističkim prebirnikom koji pri instalaciji ruši sve pred sobom. Moderne su pećnice dizajnirane tako da ne dopuštaju "curenje" zračenja. Srećom. Inače, mikrovalovi bi zagrijali kožu i ostale dijelove tijela, slično kao i hranu u pećnici. Još rašireniji od mikrovalnih pećnica jesu prijenosni telefoni, popularni mobiteli. Mobiteli rade na mnogo manjim frekvencijama (860-900 MHz) od mikrovalnih pećnica, ali sve je više polemika i studija o njihovu utjecaju na zdravlje korisnika (sjetite se CD-a), http://infoventures.com/emf/top-pub/cellular.html, a pogledajte i često postavljana pitanja http://www.mcw.edu/gcrc/cop/cell-phone-health-FAQ/toc.html.


Učinci zračenja
Ipak, vratimo se ionizirajućem zračenju. Zračenje dakle predaje ozračenoj tvari energiju, a zbog toga se mijenjaju svojstva i zračenja i ozračene tvari. Naravno, za zaštitu od zračenja je najvažnije ukoliko je ozračena tvar živo tkivo, budući da zračenje pobudom ili ioniziranjem atoma u živoj stanici utječe na životne funkcije stanica, a time i na organe i cijele organizme. Djelovanje pri tome može biti izravno na atome od kojih je stanica izgrađena ili na atome okolnog sredstva, većinom vode. Voda se pri tome rastvara na visokoreaktivne radikale koje u stanicama (posebice mlađim, nediferenciranim) stvaraju lom, krš, kaos, stravu i užas. Sve je to vrlo komplicirano, pa se učinci dijele na somatske i genetske, stohastičke i determinističke itd., već prema tome o kakvim se vrstama zračenja, kakvim dozama i kakvim znanstvenicima radi. Ukoliko vas sve to zanima, više ćete informacija naći na http://www.epa.gov/radiation/ionize2.htm. Zatrim malo skoknite i u Japan te pogledajte http://www.rerf.or.jp/eigo/radefx/toc.htm. Učinci zračenja su naime najbolje proučeni na žrtvama nuklearnih bombi. Nuklearnom je bombom probuđen i 50m visoki monstrum Godzilla (dinosaur?) u filmu iz 1954. godine. Tako su Japanci svoju nuklearnu katarzu imali kroz najuspješniji film B produkcije svih vremena. Po mišljenju mnogih, serija filmova koja je potom uslijedila mogla bi se opisati riječju katastrofalno. No, brojni se ljubitelji Godzille ne bi s time složili http://www.geocities.com/Hollywood/Set/5295/Godzilla.html i http://members.aol.com/jetjag75/posters.htm.


Spectrum


Dozimetrijske veličine
Nekada se vjerovalo da ionizirajuće zračenje ima blagotvoran utjecaj. Tako se danas iz povijesnih razloga interdisciplinarna znanost (koja uključuje elemente fizike, biologije, kemije, statistike elektronike i nekih drugih područja) a bavi se zaštitom od zračenje naziva Health Physics. Doktrina International Commission on Radiological Protection (ICRP), http://www.irpa.at/irpa/icrp.htm, najkompetentnijeg međunarodnog tijela koje se bavi zaštitom od zračenja jest da nema blagotvornih utjecaja zračenja, tj. da vrijedi linerna relacija između doze zračenja i učinka te doze. Ukratko, i najmanje su doze štetne. Dozimetrijske veličine obuhvaćaju one fizičke veličine koje opisuju međudjelovanje zračenja i tvari te karakteriziraju upadni snop http://www2.hps.org/hps/glossary.html. Energija predana ozračenoj tvari jest pokazatelj učinka zračenja, pa je polazna dozimetrijska veličina apsorbirana doza, odnosno omjer energije predane nekoj tvari i mase te tvari. No, posljedice apsorbirane doze u tkivu ovise i o vrsti zračenja, tako da jednaka apsorbirana doza različitih vrsta i energijskih područja uzrokuje u istoj tvari različite učinke. Stoga se apsorbirana doza mora ponderirati određenim faktorima, te je uveden dozni ekvivalent kao mjera rizika apsorbirane doze. Zakonom o preuzimanju saveznih zakona iz oblasti zdravstva, objavljenim u narodnim novinama (http://www.nn.hr/cj_sa/91/1291_91.htm) dozni je ekvivalent u Republici Hrvatskoj ozakonjen, ali pod imenom ekvivalentna doza. U međuvremenu, zbog napretka radiobiologije kao i zaštite od zračenja općenito, ICRP uvodi novu veličinu, ekvivalentnu dozu, koja u fizikalnom smislu jest doza, za razliku od doznog ekvivalenta. Republika Hrvatska potpisala je konvenciju o nuklearnoj sigurnosti, http://www.iaea.or.at/worldatom/glance/legal/nukesafety.html, koja je time postala superiorna nacionalnom zakonodavstvu. U tu je konvenciju ugrađen tzv. Basic Safety Standard, Međunarodne agencije za atomsku energiju, http://www.iaea.or.at, s ekvivalentnom dozom kao relevantnom veličinom. Jasno? Meni baš i nije. Nadajmo se da će saborskim zastupnicima sve biti puno, puno jasnije, jer novi Zakon o zaštiti od ionizirajućih zračenja uskoro ide na prvo čitanje. Dakle, možda ćemo imati prilike izravno na TV gledati stranačko nadmetanje iz fizike zračenja. Pripremite udobne fotelje, eventualno i kavicu, ali nemojte zapaliti cigaretu. Mogli biste se - ozračiti.


Ozračivanje pušenjem
Duhanski je dim naime sadrži više od 3800 (!) kemijskih spojeva, uključujući i one toksične i kancerogene. Duhanski dim također sadrži i radioaktivni element 210Po. Polonij, kemijski element rednog broja 84, i masenog broja 210 jedan je od najrjeđih elemenata u Zemljinoj kori. Duhan, eto ima neobičnu sklonost da uz sve ostalo, u sebi nakuplja i polonij. Tako osoba koja popuši 20 cigareta dnevno dobije godišnju dozu ekvivalentnu 200 snimanja pluća x-zrakama, pogledajte na http://hypermedia.net/fans/Harm.htm. Možda bi na kutijama od cigareta trebalo staviti i znak opasnosti od zračenja.


Znak ionizirajućeg zračenja
Međunarodni znak ionizirajućeg zračenja osmišljen je prije pedesetak godina, za interne potrebe, na kalifornijskom Sveučilištu Berkeley u laboratoriju koji se bavio zračenjem. Taj se dizajn, popularno nazvan trolistom (trifoil) izuzetnom brzinom proširio kroz USA. Kako je znak već bio u širokoj uporabi, Međunarodna organizacija za standardizaciju imala je lagan zadatak da godine 1975., pod kodom ISO 361-1975(E), http://www.iso.ch/cate/d4327.html, standardizira međunarodni znak ionizirajućeg zračenja kao šest jednakih kružnih isječaka, tri grimizno ljubičasta i tri žuta, s centralnim krugom. Varijacije međunarodnog znaka ionizirajućeg zračenja koriste se i u mnogim logotipovima strukovnih društava, pa tako i logotip Hrvatskog društva za zaštitu od zračenja, http://mimi.imi.hr/crpa/gif/crpa.gif, neobično dopadljivo povezuje motiv hrvatskog pletera s popularnim trolistom. Postoji nekoliko teorija zašto je izabran upravo takav znakakav znak upozorenja na ionizirajuće zračenje. Najintrigantnija je teorija po kojoj je ovakav dizajn nastao po uzoru na japansku ratnu zastavu. Naime, na zapadoj obali USA vrlo su ozbiljno uzimali u obzir mogućnost japanske invazije tijekom II. svjetskog rata, a godine 1946. još je bilo svježe sjećanje na tek minulu ratnu opasnost. Međunarodni znak ionizirajućeg zračenja već je (na sondama Voyager) napustio i Sunčev sustav, te je jedan od simbola koji obilježavaju XX stoljeće! Potpunije priče o znaku zaštite od zračenja naći ćete na http://mimi.imi.hr/~franic/rprotsg.html i na http://www.sph.umich.edu/group/eih/UMSCHPS/symbols.htm.


Croatian Radiation Protection Logo


I na kraju
Prošetali smo dakle Internetom pokušavajući približiti fenomen zračenja, te ukazati na neke zanimljivosti i manje poznate detalje. Informiranost je prvi korak ka uklanjanju negativne predodžbe koju zračenje i nuklearna energija imaju u javnosti. Važno je to stoga što resursi fosilnih goriva nisu nepresušni... Ne zaboravite da na svjetskoj razini 17% električne struje dolazi iz nuklearnih elektrana, te bez straha prošetajte kao virtualni turist jednom nuklearkom, http://www.cannon.net/~gonyeau/nuclear/welcome.htm. Internet, taj za širenje informacija najbrži medij i sam je na čudan način povezan s nuklearnom tehnologijom. ARPAnet, preteča Interneta, bila je osmišljena s ciljem da bude pouzdana, zemljopisno disperzirana komunikacijska mreža koja bi preživjela nuklearni rat, http://www.bayside.net/users/rajm/guide_web/HCh01/Ch01.htm. Istina, tada još nisu bile na rasoplaganju skripte za proračunavanje doza, npr. http://www.sph.umich.edu/group/eih/UMSCHPS/test/calc2.html i http://www.epa.gov/radiation/kidspage/dose.htm. Internet i zračenje zajedno se pojavljuju u zaista sjajnoj "Povijesti Svemira u 200 riječi", http://www.cv.nrao.edu/~eschulma/hist.html. Zračenje je povezano i s Velikim praskom, kosmologijom, rotirajućim crnim rupama, čak i putovanjem kroz vrijeme. Hrabro zaronite u Svemir Stephena Hawkinga na adresi http://www.pbs.org/wnet/hawking/html/home.html. I nemojte se bojati, glede zračenja, u Hrvatskoj je situacija normalna, provjerite on-line podatke s Geiger-Müllerovog brojača instaliranog na Medvednici: http://alf.tel.hr/dhmz/pgr.html. A ukoliko o zračenju želite saznati još nešto, posjetite Radiation and Health Physics HomePage, http://www.sph.umich.edu/group/eih/UMSCHPS/, tamo ćete naći doslovce sve.


Radiation Protection Home Page


Croatian Line

Last Update: 28 Jan 1998.

[ http://mimi.imi.hr/~franic]

Webtechs Cougar Checked
Webtechs Cougar Checked!

However, please note there are some non SGML characters in text