Naszą witrynę przegląda teraz 106 gości 

Zaloguj się



Wpływ promieniowania na organizmy ludzkie i przyrodę. PDF Drukuj Email
Ocena użytkowników: / 0
SłabyŚwietny 
W ramach wstępu;
Promieniowanie towarzyszy nam przez całe życie. W niniejszej pracy zostanie dokładnie opracowane zjawisko promieniowania, skutki oraz główne źródła. Zostaną także wskazane szkody, jakie powoduje promieniowanie, a także jak wykorzystywać zalety promieniotwórczości.

Spis treści:

1) Definicja promieniotwórczości.
2) Główne typy promieniowania.
a) Promieniowanie alfa
b) Promieniowanie beta
c) Promieniowanie gamma

3) Pozostałe rodzaje promieniowań.
a) Promieniowanie rentgenowskie
b) Promieniowanie cieplne (termiczne)
c) Promieniowanie hamowania
d) Promieniowanie reliktowe
e) Promieniowanie ultrafioletowe
f) Promieniowanie kosmiczne
g) Promieniowanie korpuskularne
h) Promieniowanie cząsteczkowe korpuskularne
i) Promieniowanie podczerwone
j) Promieniowanie elektromagnetyczne
k) Promieniowanie charakterystyczne
l) Promieniowanie
4) Wpływ promieniowania na przyrodę.
a) Na zwierzęta i rośliny
b) Na komórki i cząsteczki
c) Na efekt cieplarniany

5) Zastosowania wiązek promieniowania w medycynie i radiobiologii.
a) Zastosowania radioterapeutyczne
b) Sterylizacja radiacyjna
c) Wytwarzanie izotopów promieniotwórczych

6) Pochłanianie promieniowania przez rośliny i zwierzęta.
7) Największe katastrofy nuklearne

Ad.1) Definicja promieniotwórczości.

Promieniotwórczość występuje, kiedy jądro atomu dzieli się wytwarzając przy tym promienie lub cząstki, i tworzy jądro innego pierwiastka. Pierwiastek promieniotwórczy to taki, którego jądra dzielą się stopniowo w wyżej opisany sposób. Takie jądra są nietrwałe, zwykle, dlatego, że mają albo bardzo duże liczby masowe albo nierówno ważne liczby protonów i neutronów. Duże dawki promieniowania są śmiertelne.

Ad.2) Główne typy promieniowania.

a) Promieniowanie alfa
To strumień dodatnio naładowanych jąder helu, czyli zlepionych ze sobą dwóch protonów i dwóch neutronów. Skoro jądro atomu wyzbywa się dwóch protonów, spada on w układzie okresowym o dwie pozycje ? np. z plutonu (94 protony) powstaje uran (92 protony). Cząstki alfa są na ogół mało przenikliwe. W powietrzu rzadko dolatują dalej niż na milimetry od źródła promieniowania. Przed tymi, które mają małą energię, można się zabezpieczyć nawet kartką papieru.

b) Promieniowanie beta
To strumień szybko poruszających się elektronów. Pojawia się, kiedy jeden z neutronów jądra rozpada się, tworząc proton, elektron i neutrino. Jądro ?awansuje? w układzie Mendelejewa o jedną kratkę ? np. z uranu (92) powstaje neptun (93), a szybki elektron wyrzucany jest z jądra (neutrino także).

c) Promieniowanie gamma
Wysyłane jest przez jądra tych spośród nietrwałych atomów, które w wyniku wcześniejszych przemian promieniotwórczych są obdarzone nadmiarem energii. Atomy wysyłając je, niejako ?rozładowują się?. Promieniowanie gamma jest strumieniem fal elektromagnetycznych (a nie cząstek, jak alfa i beta). Jądro wysyłające ten rodzaj promieniowania nie zmienia swego położenia w układzie okresowym, ? czyli np. uran wysyłający promienie gamma pozostaje uranem. Zarówno promienie beta, jak i gamma są bardzo przenikliwe. Do ochrony przed nimi stosuje się grube osłony np. z ołowiu.

Ad.3) Pozostałe rodzaje promieniowań.

a) Promieniowanie rentgenowskie
Rentgenowskie promieniowanie, promieniowanie X, rodzaj promieniowania elektromagnetycznego (fale elektromagnetyczne) o długości fali zawartej w przedziale od 0,1 pm do ok. 50 nm, tj. pomiędzy promieniowaniem gamma i ultrafioletowym, przy czym zakres promieniowania rentgenowskiego pokrywa się częściowo z niskoenergetycznym (tzw. miękkim) promieniowaniem gamma - rozróżnienie wynika z mechanizmu wytwarzania promieniowania: promieniowanie rentgenowskie powstaje przy przejściach elektronów na wewnętrzne powłoki elektronowe atomu, natomiast promieniowanie gamma w przemianach energetycznych zachodzących w jądrze atomowym.
Promieniowanie rentgenowskie może mieć zarówno widmo liniowe (promieniowanie charakterystyczne, przy czym energia niesiona przez kwant charakterystycznego promieniowania X wyraża się wzorem h?=Ei-Ef, gdzie: h - stała Plancka, Ei, Ef, - odpowiednio energia stanu początkowego i końcowego elektronu w atomie), jak i widmo ciągłe (powstające jako promieniowanie hamowania w procesie oddziaływania cząstki naładowanej z materią, lampa rentgenowska).
Promieniowanie rentgenowskie wykorzystuje się w badaniach strukturalnych (rentgenowska analiza strukturalna) oraz do badania pierwiastkowego składu chemicznego (rentgenowska analiza widmowa). Ponadto promieniowanie rentgenowskie szeroko stosuje się w diagnostyce medycznej. Promieniowanie rentgenowskie odkrył w 1895 W.C. Roentgen.

b) Promieniowanie cieplne (termiczne)
Promieniowanie cieplne, promieniowanie termiczne, strumień energii fal elektromagnetycznych emitowanych przez ciało znajdujące się w temperaturze większej od zera bezwzględnego.
W zależności od temperatury ciała w promieniowaniu cieplnym dominować może promieniowanie o różnej długości fal (od kwantów gamma w przypadku wczesnego Wszechświata do mikrofal w przypadku ciał o temperaturze kilku K, najczęściej jest to jednak promieniowanie podczerwone lub światło).
Podstawowe własności emisji i absorpcji promieniowania cieplnego przez ciała opisują prawa promieniowania Kirchhoffa. Zależność całkowitego natężenia promieniowania cieplnego od temperatury ciała opisuje prawo Stefana-Boltzmanna.
Rozkład długości fal promieniowania cieplnego (dla ciała doskonale czarnego w danej temperaturze) opisuje prawo promieniowania Plancka. Długość fali odpowiadająca maksimum natężenia promieniowania cieplnego opisuje prawo Wiena.

c) Promieniowanie hamowania
Promieniowanie hamowania, promieniowanie rentgenowskie lub gamma emitowane przez cząstkę naładowaną podczas jej wnikania do materii. Promieniowanie hamowania powstaje w wyniku oddziaływania cząstki z polami elektrostatycznymi jąder i elektronów w materii. Powstawanie promieniowania hamowania wykorzystuje się do uzyskiwania intensywnych wiązek promieniowania rentgenowskiego w lampach rentgenowskich.
Promieniowanie hamowania powstaje też jako uboczne promieniowanie w lampach kineskopowych (np. w telewizorze), lecz jego natężenie jest małe i równie mała jest jego szkodliwość.

d) Promieniowanie reliktowe
Reliktowe promieniowanie, mikrofalowe promieniowanie tła, izotropowe promieniowanie cieplne Wszechświata. Promieniowanie reliktowe jest pozostałością po wysokoenergetycznych kwantach gamma wypełniających wczesny Wszechświat wg modelu Wielkiego Wybuchu (Wszechświata modele). Ze względu na znaczną wartość przesunięcia ku czerwieni, energia tych fotonów odpowiada dziś promieniowaniu ciała doskonale czarnego o temperaturze 2,7 K (leży w zakresie mikrofal, maksimum rozkładu odpowiada długości fali 0,1 cm). Istnienie promieniowania reliktowego przewidywał G.A. Gamow oraz astrofizycy amerykańscy z Princeton R.H. Dicke i P.J.E. Peebles, przypadkowo odkryli je A. Penzias i R.W. Wilson (1965, Nagroda Nobla 1978). Szczegółowo promieniowanie reliktowe badał satelita amerykański COBE (Cosmic Background Explorer). Badanie równomierności promieniowania reliktowego ma wielkie znaczenie dla poznania ewolucji Wszechświata, szczególnie jego tzw. wielkoskalowej struktury.

e) Promieniowanie ultrafioletowe
Ultrafioletowe promieniowanie, ultrafiolet, nadfiolet, uv, promieniowanie elektromagnetyczne (świetlne) o częstotliwościach pomiędzy zakresem światła widzialnego a promieniowaniem rentgenowskim: odpowiada długości fali od 390 do ok. 10 nm (granica pomiędzy promieniowaniem ultrafioletowym a rentgenowskim jest umowna), dzieli się na ultrafiolet tzw. bliski (390-190 nm) i daleki (190-10 nm).
Ultrafioletowe promieniowanie, choć niewidzialne, ma silne działanie fotochemiczne - przy długości fali poniżej 300 nm wywołuje już jonizację i jest zabójcze dla organizmów żywych. Znaczne ilości promieniowania ultrafioletowego emituje Słońce - Ziemię chroni przed nim warstwa ozonowa, pochłaniająca promieniowanie ultrafioletowe o długości fali poniżej 285 nm, a także powietrze, które pochłania całkowicie promieniowanie ultrafioletowe w zakresie ultrafioletu dalekiego.

f) Promieniowanie kosmiczne
Kosmiczne promieniowanie, strumień jąder atomowych, kwantów gamma i neutronów docierających do Ziemi z przestrzeni kosmicznej (tzw. promieniowanie kosmiczne pierwotne) oraz innych cząstek, wytwarzanych przez promieniowanie kosmiczne pierwotne w reakcjach jądrowych z jądrami atomów gazów atmosferycznych (tzw. promieniowanie kosmiczne wtórne). Oprócz cząstek elementarnych w reakcjach tych tworzone są tzw. kosmogenne izotopy promieniotwórcze (np. 14C, 7Be, 10Be, 22Na itd.).
Średnia energia cząstek promieniowania pierwotnego wynosi 10 GeV, maksymalne energie są miliard razy większe. Łączny średni strumień pierwotnego promieniowania kosmicznego wynosi ok. 1400 cząstek na m2 na sekundę i na steradian, przy czym są to głównie jądra wodoru, tj. protony, stanowią one ok. 93% cząstek.
Promieniowanie pierwotne ma mieszane pochodzenie, jego głównymi źródłami są: centrum Galaktyki, otoczki gwiazd supernowych (np. mgławice planetarne), obiekty pozagalaktyczne i Słońce. W promieniowaniu wtórnym obserwuje się wszystkie rodzaje cząstek elementarnych, kolejne oddziaływania wysokoenergetycznych cząstek i cząstek wtórnych tworzą, w zależności od rodzaju padających cząstek, tzw. lawiny hadronowe (hadrony) lub tzw. lawiny elektromagnetyczne (kwanty gamma i pary negaton z pozytonem).
Natężenie i skład wtórnego promieniowania kosmicznego zależy wyraźnie od wysokości n.p.m. oraz, w wyniku oddziaływania z ziemskim polem magnetycznym, od szerokości geograficznej. W pobliże powierzchni Ziemi dociera głównie składowa mionowa (mion). Roczna dawka skuteczna otrzymywana od promieniowania kosmicznego (suma wszystkich rodzajów cząstek) dla przeciętnego mieszkańca Ziemi wynosi 0,37 mSv.
Promieniowanie kosmiczne odkrył (1910) Teodor Wulf (fizyk francuski, jezuita), pierwszymi badaczami (m.in. w eksperymentach balonowych) byli: V. Hess (od 1911), R.A. Millikan, W. Kolhrster i in. Najwięcej odkryć dokonano w tej dziedzinie w latach 1925-1965, np. odkryto wiele cząstek elementarnych (m.in. pozyton, hiperony, mezony ? i K, mion, itd.).

g) Promieniowanie korpuskularne
Promieniowanie korpuskularne, strumień cząstek elementarnych, jonów, atomów cząsteczek itp. (np. alfa promieniowanie, beta promieniowanie). Ze względu na falowo-korpuskularny charakter wszystkich obiektów mikroświata (dualistyczna natura promieniowania) termin promieniowanie korpuskularne ma głównie znaczenie historyczne.

h) Promieniowanie cząsteczkowe korpuskularne
Promieniowanie cząstkowe korpuskularne, ruch cząstek materii. Zależnie od rodzaju tych cząstek i energii kinetycznej ich ruchu właściwości promieniowań są różne.
Przykładami promieniowania cząstkowo korpuskularnego są: promieniowanie alfa, promieniowanie beta oraz promieniowanie neutronowe.

i) Promieniowanie podczerwone
Podczerwone promieniowanie, promieniowanie infraczerwone, niewidzialne promieniowanie elektromagnetyczne, formalnie zaliczane do fal świetlnych, o długości fali od 760 nm do 2000 ?m. Emitowane jest przez rozgrzane ciała. Wykorzystuje się je w badaniach strukturalnych (spektroskopia widma cząsteczek organicznych), w lecznictwie (diatermia), a także do obserwacji w ciemności (noktowizor, czujniki alarmowe) i w biologii. Promieniowanie podczerwone odkrył w 1800 F.N. Herschel.

j) Promieniowanie elektromagnetyczne
Promieniowanie elektromagnetyczne, zaburzenia pola elektromagnetycznego (fale elektromagnetyczne) rozchodzące się w próżni z prędkością światła, polegające na poprzecznym (wzajemnie do siebie i do kierunku rozchodzenia się fali) drganiu wektorów natężeń pól magnetycznego i elektrycznego. Zgodnie z zasadą dualizmu korpuskularno-falowego fale te można traktować jak strumienie fotonów. Promieniowanie elektromagnetyczne może mieć charakter promieniowania cieplnego lub inny: np. promieniowanie hamowania, synchrotronowe promieniowanie.

k) Promieniowanie charakterystyczne
Charakterystyczne promieniowanie, promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie rentgenowskim, odkryte przez Ch.G Barkla. Każdy pierwiastek, pobudzany do emitowania promieniowania rentgenowskiego wysyła kwanty promieni X o ściśle określonych, sobie właściwych (stąd: charakterystycznych) energiach. Promieniowanie charakterystyczne wykorzystuje się w metodach analiz chemicznych (np. PIXE). Zjawisko to znajduje proste wyjaśnienie na gruncie fizyki kwantowej. Odpowiadają mu przejścia promieniste elektronów z wysokich poziomów energetycznych na najbardziej wewnętrzne orbitale elektronowe.

l) Promieniowanie jonizujące
Jonizujące promieniowanie, rodzaj promieniowania przenikliwego, strumień wysokoenergetycznych fotonów (promieniowanie gamma lub promieniowanie rentgenowskie) albo cząstek naładowanych (np. elektronów czyli cząstek beta, cząstek alfa, protonów, jonów itp.).
Cząstki promieniowania jonizującego oddziałują elektromagnetycznie z atomami ośrodka, przez co przekazują część swojej energii elektronom ośrodka powodując jonizację...

Ad.4) Wpływ promieniowania na przyrodę.

a) Na zwięrzęta i rośliny
Setki badań na zwierzętach i roślinach wskazują, że małe dawki promieniowania skutkują zerowymi lub pozytywnymi ze względu na zdrowie skutkami. Żadne z badań nie wykazało w przekonujący, powtarzalny sposób szkodliwych skutków małych dawek. Wszystko to silnie zaprzecza LNT. Efekty dobroczynne wykazano w ponad 2000 badań przy naświetlaniu "całego ciała". Te dobroczynne skutki, to
? zmniejszenie liczby nowotworów,
? zwiększenie średniego czasu życia,
? zwiększenie szybkości wzrostu,
? wzrost wielkości i masy ciała,
? wzrost płodności i zdolności reprodukcyjnych,
? zredukowana liczba mutacji wraz ze spotęgowaniem funkcji fizjologicznych i biologicznych.

Badania, w których tych efektów nie zaobserwowano dotyczyły często zwierząt o zmniejszonej odporności lub utrzymywanych w warunkach sterylnych. Wykazano, że reakcje fizjologiczne zwierząt i roślin na małe dawki promieniowania są analogiczne efektom działania wielu naturalnych pierwiastków i związków chemicznych, które w niewielkich ilościach stanowią zasadnicze składniki pożywienia, natomiast przy wyższych stężeniach są dla organizmu toksyczne. W istocie, efekty dobroczynne promieniowania odkryto już w końcu XIX wieku.
W 1896 r. prof. W.Shrader z Uniwersytetu w Missouri, USA, stwierdził, że naświetlanie promieniami X świnek morskich zaszczepionych pałeczkami dyfterytu powodowało przetrwanie zwierząt, podczas gdy zwierzętanie naświetlone umierały w ciągu 24 godzin.
W innym badaniu przeprowadzonym w dwóch grupach myszy (płci męskiej), po 4000 osobników każda, prowadzono napromieniowanie myszy codziennie różnymi dawkami i przy użyciu różnych mocy dawek. Porównując czas, po którym zmarła połowa osobników widać było, że przeżycie naświetlonych myszy było większe. W grupie myszy, które otrzymały 6,3 Gy/dzień, a całkowita dawka wynosiła 16,2 Gy, aż 83% myszy przeżyło, podczas gdy 50% myszy z grupy kontrolnej już nie żyła. Wydłużenie czasu życia obserwowano przy najniższych stosowanych mocach dawek 7 mGy/dzień, co jest wielkością 800 razy większą niż dopuszczalna - w myśl zaleceń ICRP - dla ludzi.
Długa ekspozycja łososi dawką 5,4 mGy/dzień spowodowała większy wzrost i przyrost masy. Nawet u potomstwa tych łososi średnia masa ciała była o 17% wyższa niż w grupie kontrolnej [8].
Z jaj naświetlonych dawką 6,4 Gy wykluwały się kurczęta, które rosły szybciej niż te pochodzące z jaj nie naświetlonych.
Dobroczynne skutki promieniowania (włączając wzrost aktywności nerwowo-mięśniowej, wczesne dojrzewanie, łatwiejsze uczenie się i zapamiętywanie informacji itp.) stwierdzono u niektórych przebadanych populacji ssaków, nie stwierdzono natomiast żadnych efektów szkodliwych, które byłyby konsystentne z LNT.

Hosoi i Yashimoto z Tohoku School of Medicine stwierdzili, że przerzuty nowotworowe w płucach myszy napromieniowanych małymi dawkami 150 600 mGy na całe ciało tuż przed zaszczepieniem myszom komórek rakowych płuc uległy zahamowaniu, przy czym dawka 150 mGy była tu dawką optymalną. Taki efekt hamowania przerzutów trwał 6 godzin przy wstępnym naświetlaniu dawką 200 mGy. Również najsilniejsze efekty osiągano, gdy naświetlanie dawką 200 mGy prowadzono na 3 godziny przed i 3 godziny po wprowadzeniu komórek rakowych. Jednocześnie wstrzyknięcie komórek rakowych naświetlonych taka samą dawką nie produkowało wspomnianego efektu, co wskazuje wyraźnie, że naświetlania działały tu na myszy, a nie na same komórki rakowe.

Wyniki badań przeprowadzonych już w 1896 r. sugerowały istnienie efektów dobroczynnych niskich dawek, jak zwiększenie odporności na infekcje, szybsze gojenie ran itp. Wobec obowiązującej doktryny LNT wyniki te są ignorowane, badania przeczące LNT były zaś bądź silnie ograniczane, bądź nie dopuszczano do nich. Dr. H.Planel z Laboratoire de Biologie Medicale we Francji, a także i inni badacze wykonali szereg eksperymentów wskazujących na stymulującą rolę małych dawek promieniowania. Działanie małych dawek okazuje się podobne działaniu witamin i minerałów, których celem jest dostarczenie organizmowi odpowiednich "sił życiowych".

Pozytywne efekty dawek dla stymulacji rozwoju i reprodukcji nasion i kiełków znane są od wielu już dekad. Stymulujące efekty małych dawek trujących substancji zostały opisane już w 1888 r. Efekty te stanowią raczej prawo, obserwowane też dla promieniowania, ciepła i zimna i właściwie dla każdego czynnika, który wpływa na funkcjonowanie komórek. Nawet antybiotyki mogą w małych dawkach powodować przyspieszony rozwój bakterii!

W roku 1987 Planel, a w 1996 Luckey, a także inni pokazali, że niedomiar naturalnego promieniowania wpływa negatywnie na rozwój mikrobów, roślin i bezkręgowców, w podobny sposób jak brak naturalnych składników pożywienia, witamin czy minerałów. Wg tych uczonych, promieniowanie jonizujące jest zasadniczym czynnikiem stymulującym życie. I z tego punktu widzenia, większość organizmów żyje w warunkach niedoboru promieniowania!

Nie ulega wątpliwości, że efekty hormetyczne były obserwowane, a dowody na ich istnienie zostały zebrane na zwierzętach, roślinach i organizmach niżej zorganizowanych. Znakomity przegląd tego zagadnienia został podany przez Calabrese'a i Baldwina. Autorzy ci - w poszukiwaniu odpowiedzi na pytanie, dlaczego ta dobrze udokumentowana hipoteza nie została zaakceptowana jako swoisty kanon - dokonali również analizy historycznej i społecznej tego zagadnienia. Oba cytowane artykuły są godne polecenia, gdyż niezależnie od problemu hormezy jako takiego, pokazują meandry dalszych losów osiągnięć naukowych, ich akceptacji [27] lub odrzucenia, wykorzystania z pożytkiem dla ogółu lub też zmarginalizowania z powodów często dalekich od szlachetnych.

b) Na komórki i cząsteczki
Dr. Gunnar Walinder, radiobiolog ze Szwecji, jak i inni biolodzy pokazali, iż powstawanie zmiany nowotworowej na poziomie komórkowym i na poziomie całego organizmu jest procesem złożonym i iteracyjnym, a rozwój zainicjowanego nowotworu z biologicznych względów nie pozwala na przyjęcie hipotezy LNT, zgodnie z którą bezpośrednie uszkodzenie podwójnej nici DNA w wyniku przejścia cząstki promieniowania jonizującego stymuluje rozwój procesów prowadzących do nowotworu. Wobec złożoności tych procesów, hipoteza LNT oparta jest więc na dość wątpliwym założeniu. Całe kolonie komórek i organizmów wykazują reakcje adaptacyjne do promieniowania, o ile reakcje immunologiczne w tych organizmach funkcjonują poprawnie. Wykazano też, że altruistyczne samobójstwo komórek, apoptoza, jest stymulowane przez promieniowanie. Zdaniem Pollycove'a i Peperiello [cytowanym w [8]): "efekty biologiczne promieniowania nie są uwarunkowane liczbą powstających mutacji DNA, ale oddziaływaniem na procesy obronne. Przy wysokich dawkach, promieniowanie je niszczy, przy niskich - stymuluje".

c) Na efekt cieplarniany
Naładowane cząstki promieniowania kosmicznego, bombardujące naszą atmosferę, mogą mieć znaczny wpływ na globalne zmiany klimatu na Ziemi.

Naukowcy zajmujący się tematem globalnego ocieplenia klimatu od wielu lat borykali się z problemem różnego zachowania się temperatury przypowierzchniowej i tej panującej w innych warstwach atmosfery. Ta pierwsza rosła nieznacznie acz wyraźnie z czasem, sugerując narastanie efektu cieplarnianego na Ziemi. Druga cały czas pozostawała jednak na niezmienionym poziomie. Na skutek tej różnorodności zachowań wielu naukowców sugerowało, że globalne ocieplenie klimatu to tylko niepotwierdzona jeszcze hipoteza.

Te niejednoznaczności próbowała tłumaczyć hipoteza angażująca zmienność pokrywy chmur na Ziemi, niestety nie potrafiła ona z wystarczającą dokładnością odtworzyć obserwowanych różnic temperatur.

Praca opublikowana w najnowszym numerze "Journal of Geophysical Research-Space Physics" przez Fangqun Yu ze State University of New York wydaje się rzucać inne światło na problem globalnego ocieplenia klimatu.

Yu przekonuje, że znaczny wpływ na globalną pokrywę chmur na naszej planecie może mieć promieniowanie kosmiczne. Zachowanie chmur nie tylko zmienia się wraz ze zmieniającym się natężeniem strumienia cząstek, ale także wygląda inaczej na różnych wysokościach nad powierzchnią Ziemi.

Poszczególne warstwy ziemskich chmur odmiennie wpływają na ziemską temperaturę: o ile chmury wysokie odbijają dochodzące do Ziemi promieniowanie słoneczne, a więc zapobiegają nadmiernemu nagrzaniu powierzchni, chmury niskie, do tworzenia których może się przyczyniać promieniowanie kosmiczne, odbijają z powrotem ku Ziemi wyemitowane przez nią promieniowanie cieplne, a więc utrudniają ochłodzenie położonych poniżej warstw.

Wpływ promieniowania kosmicznego na tempo powstawania chmur wydają się potwierdzać najnowsze badania satelitarne, dzięki którym wykryto korelację pomiędzy natężeniem promieniowania kosmicznego i rozmiarami powierzchni Ziemi pokrytymi przez chmury niskie.

Według Yu, jony wygenerowane przez zderzenia cząstek promieniowania kosmicznego z atomami atmosfery sprzyjają tworzeniu się niskich chmur i powodują, że są one bardziej gęste. Efekt jest jeszcze potęgowany przez wpływ gazów cieplarnianych generowanych przez naszą cywilizację.

Ad.5) Zastosowania wiązek promieniowania w medycynie i radiobiologii.

a) Zastosowania radioterapeutyczne
Jako urządzenie do rutynowych napromieniowań terapeutycznych znalazły zastosowanie trzy rodzaje akceleratorów : liniowe akceleratory wysokonapięciowe typu Van der Graaffa , betatrony oraz liniowe akceleratory wielkiej częstotliwości. Pierwszy typ akceleratora jest już w praktyce nieużywany. Najszerzej używane są liniowe akceleratory w.cz.

Biologiczne oddziaływanie promieniowania określa się za pomocą jonizacji, która zachodzi pod działaniem promieniowania w tkankach. Jednostką jonizacji jest 1 rad ?dawka, przy której w każdym gramie substancji absorbowane jest 100 ergów energii. W celu zmniejszenia żywotności komórek niezbędne są dawki 20...30 krad. Już przy znacznie mniejszych dawkach powstają w tkankach gwałtowne zmiany, w szczególności przestają goić się rany pooperacyjne. Ogólne napromieniowanie ciała dawką powyżej 15 rad może stanowić niebezpieczeństwo dla zdrowia. Przy dawkach ogólnych ok. 700 radów następuje śmierć w ciągu dwóch ?trzech tygodni na skutek porażenia organów krwiotwórczych (szpiku kostnego), a przy dawkach powyżej 1000 radów ?śmierć w ciągu kilku dni, przede wszystkim w wyniku uszkodzenia mózgu i błony śluzowej jelit.

b) Sterylizacja radiacyjna
Rozwój sterylizacj radiacyjnej został spowodowany przez rozpowszechnienie w medycynie wyrobów jednorazowych oraz sterylnych rodków opatrunkowych. Przy zastosowaniu tego rodzaju sterylizacji, proces wyjaławiania przebiega praktycznie na zimno, dzięki czemu można sterylizować wszystkie farmaceutyki i materiały medyczne nie znoszące obciążenia cieplnego. Dzięki przenikliwoci wysokoenergetycznej wiązki elektronów lub promieniowania gamma, sterylizację można realizować po zapakowaniu wyrobu. Sam proces może przebiegać w sposób ciągły, co jest szczególnie porządane przy produkcji wielkoseryjnej. Sterylizacja następuje tu jako ostania faza produkcyjna, dlatego też wszystkie fazy poprzednie mogą być niesterylne. Nie bez znaczenia jest również niska cena sterylizacji radiacyjnej, niekiedy nawet kilkakrotnie niższa od kosztów sterylizacji metodami tradycyjnymi.

Wporównniu z organizmami wyższego rzędu mikoroorganizmy odznaczają się stosunkowo dużą odpornocią na napromieniowanie Skutecznoć oddziaływania promieniowania wyrażą się za pomocą tzw. współczynnika inaktywacji, wyrażonego stosunkiem liczby mikroorganizmów, które przetrwały żywe, do liczby przed napromieniowaniem.

Dobór rodzaju i energii promieniowania jest podyktowany przede wszystkim przenikliwoscią poszczególnych rodzajów promieniowania oraz gęstoscią materiałów sterylizowanych, a także rodzajem i sposobem opakowania.

Poziom radiacyjny
Poziom radiacyjny w środowisku naturalnym uzależniony jest od następujących wielkości podstawowych:
- poziomu promieniowania g, które przedstawia możliwe zewnętrzne szkody ludzi, wynikające ze sztucznych oraz naturalnych źródeł promieniowania, a występujących w przyrodzie lub uzyskanych sztucznie z ingerencją człowieka;
- ilość sztucznych oraz naturalnych izotopów pierwiastków radioaktywnych w produktach spożywczych, przedstawia możliwe szkody wewnątrz organizmu człowieka, powstałe przez wchłanianie izotopów promieniotwórczych przez układ pokarmowy.

* a Powietrze
Od 1990-1996 roku nie zauważono żadnych zmian w ilości pierwiastków promieniotwórczych w atmosferze. Promieniotwórczość atmosfery biorąca swe źródło w sztucznych izotopach jest spowodowana głównie przez izotop Cs (liczba masowa 137). Stężenie tego izotopu było największe w stosunku do innych pierwiastków pochodzenia naturalnego. Promieniotwórczość całkowitego opadu w Polsce w roku 1996 było zbliżone do wartości uzyskanej w roku 1985 roku.

* a Promieniowanie g
Średnia ilość tła promieniowania g na ziemi polskiej w roku 1996 wynosiła 47,4nGy/h. Bardzo zbliżone wartości były w latach 1990-1995 oraz w czasie przed wybuchem elektrowni jądrowej w Czarnobylu. Niższe wartości promieniowania występują w północnych rejonach kraju. Ma to związek z czynnikami geologicznymi.

* a Gleba
Promieniotwórczość gleby wynika sztucznych obecności sztucznych oraz naturalnych izotopów promieniotwórczych. Wyznaczamy ja biorąc pod uwagę ilość izotopów promieniotwórczych, która jest wyznaczona z kilku próbek niezagospodarowanej gleby. Próbki są pobierane z 10centymetrowej powierzchni. Obecność izotopu Cs (liczba masowa 134) w Polsce jest śladowa. Mamy do czynienia ze zmniejszeniem się ilości izotopu Cs (liczba masowa 137), którego zawartość zwiększyła się gwałtownie po katastrofie w Czarnobylu. Zawartość izotopu potasu (liczba masowa 40) wynosi około 10-100 razy większa od zawartości izotopu 137Cs. Stężenie izotopu Cs (liczba masowa 137) jest różna w poszczególnych częściach Polski. Jest to uwarunkowane lokalnymi opadami atmosferycznymi, które występowały po katastrofie w Czarnobylu.

* a Woda
Promieniotwórczość wód powierzchniowych ustalono na podstawie próbek wody Wisły, Odry oraz 6 różnych jezior, w których próbki były pobierane raz w ciągu roku. Badania dotyczyły zawartości K (liczba masowa 40), Cs (liczba masowa 137) i Ra (liczba masowa 226). Na podstawie tych badań stwierdzono, że większa promieniotwórczość występuje w południowej Polsce, w wyniku następstw wybuchu jądrowego w Czarnobylu, ale także w wyniku tendencji odprowadzania wód powierzchniowych z duża zawartością izotopu radu do pobliskich rzek.


c) Wytwarzanie izotopów promieniotwórczych
Do zastosowań medycznych używa się izotopów krótkożyjących. W oddziałach izotopowych szpitali klinycznych wykonuje się badania czynnosci tarczycy, wątroby, nerek, diagnostyczne badania chorób układu krążenia i zaburzeń ukrwienia a także gospodarki wodnej. Do tego typu zastosowań stosuje się izotopy charakteryzujące się półokresem zaniku od kilku sekund do kilku dni. Stsowanie izotopów krótkożyjących zmniejsza narażenie pacjenta do niezbędnego minimum. Jeżeli chodzi o rodzaj emitowanego promieniowania, preferowane są emitery X i gamma w zakresie energetycznym od kilkunastu do kilkuset keV.


Ad.6) Pochłanianie promieniowania przez rośliny i zwierzęta.
Niezależnie od tego, w jaki sposób dojdzie do wzmożonej emisji promieniowania, organizmy żywe są potencjalnie narażone na jego skutki. W celu oszacowania ich wielkości powinniśmy znać charakter ekspozycji na promieniowanie i jego rodzaj. Przedmiotem radiosozologii nie będzie jednak obliczanie dokładnych wartości przyjętych dawek. By podjąć racjonalne działania w celu ochrony środowiska przed negatywnymi skutkami emisji promieniowania, należy szybko podjąć decyzję wobec możliwości ratowania ekosystemów w zaistniałej sytuacji radiacyjnej.
Negatywny skutek zdrowotny oddziaływania promieniowania z organizmem danego osobnika może być efektem dwojakiej ekspozycji: gdy żywa tkanka organizmu zostanie napromieniona przez emitery promieniowania jonizującego, podczas wniknięcia izotopów promieniotwórczych w struktury organizmu tego osobnika.
Szczególnie introdukcja radioizotopów do organizmu może być nadzwyczaj tragiczna w skutkach i może przyczynić się do spadku zdrowia, a nawet śmierci osobnika. Niekiedy występują obydwa typy ekspozycji jednocześnie. Niezależnie od sposobu napromienienia o negatywnym jego skutku somatycznym mogą decydować różne czynniki charakteryzujące dane promieniowanie i jego źródło.

Ryc.1 Źródła pronieniowania
i ich udział w dawce pochłoniętej
przez mieszkańca Polski (1991 r.).
Kiedy tkanka organizmu, niezależnie od jego systematycznej przynależności, zostanie napromieniona, mówimy, że przyjmuje określoną dawkę zwaną dawką pochłoniętą promieniowania. Jest to część dawki ekspozycyjnej, mierzonej przy pomocy detektorów promieniowania, na przykład liczników Geigera-Muellera (GM). W dozymetrii promieniowania stosuje się także inne oznaczenia dawek, których wartość liczy się na podstawie współczynników określonych dla różnych narządów czy tkanek. Normalnie organizmy narażone są na pochłanianie pewnych dawek promieniowania, które nie przyczyniają się do znacznego ubytku zdrowia osobników. Dawki te są wynikiem ekspozycji organizmów na promieniowanie tła.
Gdy dany organizm narażony jest na pochłonięcie znacznej dawki promieniowania, należy liczyć się z powstaniem powikłań w postaci różnych chorób, co zostało już wielokrotnie dowiedzione.
Ze względu na charakter negatywnych efektów popromiennych, możemy podzielić je na: skutki somatyczne, skutki genetyczne.
Te pierwsze objawiają się w przypadku bardzo silnego napromienienia organizmu. Medycyna miała okazję poznać tego rodzaju efekty działania promieniotwórczości, po wybuchu bomby zrzuconej na Hiroszimę 6 sierpnia 1945 r. Skutkiem somatycznym są oparzenia popromienne, choroba popromienna, białaczka i inne nowotwory, zniszczenie kośćca. Skutki somatyczne mogą jednak czasem objawiać się na inne, całkiem niespotykane sposoby. Zmiany dermatologiczne są charakterystyczne dla fali uderzeniowej, powstałej w wyniku detonacji bomby atomowej. Zwiazek Radziecki prowadząc próby nuklearne celowo praktykował wystawianie zwierząt w pewnej odległości od miejsca detonacji. W ten sposób wówczas sprawdzano reakcję tkanki okrywającej na działanie fali uderzeniowej. Skutki były opłakane. Efektem naświetlenia promieniowaniem o wysokiej mocy mogą być całkiem dziwne zachowania organizmu: wahania ciśnienia krwi, tętna, temperatury ciała, które mają niewiele wspólnego z rzeczywistym stanem poszkodowanych (w tym wypadku ludzi). Pomimo wszystko bardziej znane są radiologiczne aspekty skutków somatycznych. Badania w radiobiologii nie są w tym zakresie tak daleko posunięte, toteż nie znamy dość dobrze zmian popromiennych, które zachodzą wśród roslin i zwierząt.

Ryc.2 Dawka śmiertelna LD 50
dla wybranych grup organizmów.
W przypadku ekspozycji organizmu na promieniowanie o bardzo wysokiej mocy możliwa jest jego śmierć. Wśród rozpatrywanej populacji mogą być organizmy silniejsze i słabsze, więc dla poszczególnych osobników śmiertelna dawka pochłonięta będzie się nieco różnić. Dlatego problem ten rozpatruje się statystycznie, wprowadzając dawkę śmiertelną LD 50. Dawka ta, zwana także letalną, określa taką wartość dawki pochłoniętej, przy której następuje zgon 50% osobników populacji. Wartość tej dawki jest zdeterminowana przez powierzchnię ciała osobników rozpatrywanej grupy. Im osobnik większy, tym zaabsorbowana dawka będzie większa. Na ryc. 2 zestawiono porównanie dawek LD 50 dla różnych grup organizmów, o różnych przynaleznościach systematycznych.
Drugą ważną grupę skutków popromiennych stanowią zmiany genetyczne. Mogą one zachodzić także przy mniejszych wartościach napromienienia. W przypadku zajścia skutków somatycznych, zwykle mamy także do czynienia z wystąpieniem skutków genetycznych.
Cząstki jonizujące wywołują defekt chromosomów, które po podziale kariokinetycznym dają początek uszkodzonej helisie kwasu dezoksyrybonukleinowego. Ponieważ cząsteczka DNA jest swoistą matrycą dla tworzacego się materiału biologicznego, w przypadku jego uszkodzenia, mogą nastąpić powikłania nowotworowe. Skutki genetyczne napromienienia będą zatem odczuwać następne pokolenia. Wystąpienie nowotworu nie jest jednak przesądzone.

Ryc.3 Skutek genetyczny
w zależności od dawki
promieniowania jonizującego.
Opisując do tej pory skutki ekspozycji na promieniowanie przyjmowalem, że może ono wyrządzić jedynie szkodę dla organizmu czy też dla populacji. Opis zależności skutków od dawki byłby jednak niepełny, gdybym nie wspomniał o dwóch przyjmowanych teoriach uzależniających skutek napromienienia od wartości dawki pochłoniętej.
Do niedawna powszechnie uznawana hipoteza liniowa wskazuje na szkodliwość każdej dawki promieniowania. Jedynie dawka równa zeru jest całkowicie bezpieczna - uważają propagatorzy tej teorii. Niedawno przyjęta hormeza radiacyjna wykazuje, że dawki promieniowania bliskie zera są wręcz niekorzystne. Organizmy potrzebują pobierania określonej dawki promieniowania jonizującego i wynika to z ich ewolucyjnych przystosowań. Dopiero promieniowanie o natezeniu przekraczającym wartość dozwoloną jest szkodliwe, ale nawet nie w sposób liniowy.

Ryc.4 Izotopy powodujące skażenie wewnętrzne narządów ciała ludzkiego.

To przyroda jest żywicielem człowieka i także on jest obecny gdzieś w sieci pokarmowej globalnego ekosystemu. Jest odbiorcą biomasy, tak roslinnej jak i zwierzęcej, która jako pokarm stanowi dla niego potencjalne źródło energii i budulca. Zatem człowiek narażony jest na wprowadzenie do organizmu izotopów promieniotwórczych zawartych w pożywieniu. W ten sposób może stać się ofiarą promieniowania, które zniszczy go w długiej walce.


Ad.7). NAJWIĘKSZE KATASTROFY NUKLEARNE.

Zastosowanie pierwiastków promieniotwórczych dla celów przemysłowych i militarnych naraża środowisko naturalne na wielkie niebezpieczeństwo. W przypadku komplikacji w obsłudze EJ do środowiska uwalniana jest bardzo duża dawka promieniowania jonizującego. Wyzwolone pyły są niebezpieczne zarówno dla terenów znajdujących się w pobliżu miejsca katastrofy, jak również dla tych całkiem odległych od centrum skażenia. Skutkiem tego jest napromieniowanie organizmów żywych, co często prowadzi do ich wczesnego wymierania.

Nim zaczęto przeciwdziałać skażeniom, na świecie miało miejsce wiele katastrof, których skutki dotknęły nasze środowisko czy też ludzi przebywających w pobliżu katastrofy. Tymi, o których warto wiedzieć, są:
Detroit (USA), 1951 r. - awaria reaktora powielającego typu EBR-1,
Windscale (Wielka Brytania), 1957 r. - pożar powielającego reaktora atomowego na skutek zapalenia się bloków grafitu,
Chalk River (Kanada), 1958 r. - wyciek wody ciężkiej zanieczyszczonej substancjami promieniotwórczymi,
Idaho Falls (USA), 1961 r. - emisja substancji radioaktywnych,
Lingen (Niemcy), 1969 r. - obfita emisja substancji radioaktywnych,
Chalk River (Kanada), 1972 r. - wyciek wody radioaktywnej,
Gundremmingen (Niemcy), 1975 r. - emisja pary radioaktywnej,
Harrisburg (USA), 1979 r. - wyciek wody radioaktywnej, emisja gazów promieniotwórczych,
Tsuruga (Japonia), 1981 r. - wyciek wody radioaktywnej, zanieczyszczenie akwenu,
Sellafield (Wielka Brytania), 1986 r. - wydostanie się paliwa radioaktywnego,
Czarnobyl (Ukraina), 1986 r. - zniszczenie reaktora jądrowego, zanieczyszczenie znacznego obszaru izotopami promieniotwórczymi.

Ostatnia z wymienionych katastrof była jedną z największych. Skażenia powstałe w jej wyniku dotknęły niemal całą Europę. Wśród mieszkańców różnych państw podejrzewa się wzrost obserwowanych powikłań, które mogły nastąpić w wyniku ekspozycji na działanie promieniowania bądź też absorpcji substancji promieniotwórczych. W Polsce do niskiego skazenia izotopami promieniotwórczymi przyczyniły się korzystne zjawiska pogodowe, jakie panowały 26 kwietnia 1986 r. Skażone powietrze w ciagu pierwszych trzydziestu godzin po awarii omijało Polskę i dopiero po 27 kwietnia wtargnęło na Podlasie. Następnie wędrowało nad wschodnią częścią Mazowsza w stronę Pojezierza Olsztyńsko-Mrągowskiego. Kolejna zmiana warunków meteorologicznych doprowadziła do przemieszczenia skażonego powietrza w stronę Polski południowo-zachodniej, nad Czechy oraz na południe Niemiec. Po 1 maja wielkość koncentracji cezu na Opolszczyźnie osiągnęła 100 kBq/m2 (kilkobekereli na metr kwadratowy) co stanowiło znaczne przekroczenie normy.

Opad cezu, jako jednego z głównych produktów wybuchu, spowodował skażenie atmosfery, zbiorników wodnych i gleby, ale mimo to aż 90% powierzchni kraju posiada obecnie niską koncentrację cezu. Średnia aktywność tego pierwiastka na terenie Polski wynosi 4,67 kBq/m2.

W środę 28 marca 1979 r. w elektrowni "Three Mile Island" koło Harrisburga wydarzyła się awaria, która wstrząsnęła społeczeństwem nie tylko Stanów Zjednoczonych, ale także państw dość odległych. Wyciek wody radioaktywnej stworzył duże zagrożenie dla flory i fauny okolicznych terenów. Elektrownia została wybudowana w odległości niespełna 4 km od dużego miasta - Harrisburga. Stanowiła zatem potencjalne zagrożenie dla ogromnej rzeszy ludności. Lokalizacja to tylko jedno z niedopatrzeń własciciela elektrowni. Posiadała ona mianowicie wady konstrukcyjne, które były przyczyną zaistnienia awarii. Firma, która prowadziła budowę tego pensylwańskiego zakładu energetycznego, nie miała na uwadze zapewnienia bezpiecznej pracy elektrowni. Liczyła się szybkość, efekt i pieniadze.

W ciągu kilku dni od wystąpienia awarii, specjaliści borykali się z usuwaniem skażeń, a także zabezpieczeniem reaktora nr 1 przed wybuchem. W górnej jego części zgromadziły się bowiem wybuchowe gazy (wodór i tlen), powstałe na skutek katalitycznego rozkładu wody. Zaistniało niebezpieczeństwo wybuchu, który spowodowałby wydostanie się do atmosfery bardzo dużej ilości izotopów. Skaziłyby one rozległy obszar, podobnie jak było 7 lat później w przypadku awarii w Czarnobylu.

Ostatecznie postawiono na aspekty ekonomiczne. Nie zaprzestano budowania elektrowni jądrowych w Stanach Zjednoczonych. Stopniowo wypierają one zakłady energetyczne wykorzystujące tradycyjne paliwa (jak ropa naftowa). Protesty stłumiono. Elektrownie jądrowe budowano dalej.

SKUTKI ODDZIAŁYWANIA PROMIENIOWANIA JONIZUJĄCEGO NA ORGANIZM LUDZKI

Skutki pochłonięcia dawki promieniowania jonizującego mogą się odnosić bezpośrednio do naświetlonej osoby, nazywamy je wtedy somatycznymi, lub mogą być genetyczne.
Te ostatnie będą ponoszone przez następne pokolenia. Inny sposób podziału możliwych skutków napromieniowania dzieli je na skutki niestochastyczne i stochastyczne.

Na czym polega szkodliwe działanie promieniowania jonizującego na organizmy żywe i jaki jest jego mechanizm? Jonizacja zachodząca we wnętrzu komórki może doprowadzić do bezpośredniego uszkodzenia kwasów nukleinowych w jądrze komórkowym, a co za tym idzie, do rozregulowania podstawowych funkcji komórki (synteza białek, w tym enzymów, zaburzenia podziału itd.). Pamiętajmy jednak, że komórki zarówno te najprostsze, np. bakterii, jak i komórki organizmów wyższych wyposażone są w układy naprawcze, które pozwalają na usunięcie uszkodzonych fragmentów DNA (m.in. dzięki enzymom zwanym restrykcyjnymi). Jeśli jednak uszkodzenia te są bardzo duże, to mechanizm ten nie zadziała prawidłowo i nie zdoła usunąć wszystkich uszkodzeń. Poza tym w płynach wewnątrzkomórkowych wskutek jonizacji zachodzą inne niekorzystne zmiany, takie jak: powstanie tzw. tleny aktywnego (H202 ),tworzenie się wolnych rodników, rozerwanie wiązań (elektrostatycznych czy van der Waalsa), co prowadzi do uszkodzenia struktury białek , w tym bardzo często do uszkodzenia centrum aktywnego enzymów.
Mutacje zachodzące pod wpływem promieniowania jonizującego mają inny charakter niż zachodzące na skutek oddziaływania promieniowania ultrafioletowego (inna jest długość fali i energia). Nie można odnosić mutacji jakie zachodzą, np. u bakterii czy też u muszki Drosophila sp. Do organizmu ludzkiego. Wiadomo, że mutacje w gametach często są letalne, a więc nie mogą być dziedziczone. Mutacje w komórkach somatycznych mogą prowadzić do różnych schorzeń, w tym także nowotworowych. Wrażliwość na promieniowanie jonizujące jest cechą nie tylko osobniczą, ale także gatunkową.

Dla oszacowania biologicznych skutków naświetlania istotne są nie tylko fizyczne własności promieniowania, ale również rodzaj tkanki, jaka została naświetlona i droga jaka substancja promieniotwórcza dostała się do organizmu. Do organów wrażliwych na promieniowanie należą szpik kostny, węzły chłonne, śluzówka jamy ustnej i jelit oraz organy rodne. Tkanki wątroby i nerek są średnio wrażliwe, a do organów o najmniejszej wrażliwości należą mięśnie i tkanki nerwowe. Pewne pierwiastki mają swoje ?ulubione organy?, i tak jod odkłada się w tarczycy, stront, uran i pluton kościach, ruten głównie w płucach, tellur w jądrach i nerkach, a bar w płucach i kościach, natomiast cez odkłada się równomiernie w całym ciele. Stront należy do szczególnie groźnych pierwiastków, gdyż wypierając wapń odkłada się w kościach, skąd bombarduje cząsteczkami ? szczególnie wrażliwy szpik kostny.
Pomijając dawkę od radonu i promieniowanie kosmiczne, pierwiastki promieniotwórcze dostają się do organizmu człowieka przede wszystkim drogą pokarmową.
Na czas przebywania pierwiastka promieniotwórczego w organizmie ludzkim mają wpływ dwa czynniki: fizyczny czas życia pierwiastka i biologiczny czas jego cyrkulacji w organizmie ( tzw. czas połówkowego zaniku, tzn. czas potrzebny na rozpad lub wydzielenie połowy rozpatrywanej ilości atomów).

Skutki: negatywne(-), pozytywne( )

-Skutki stochastyczne to takie, w których skutek naświetlania nie zależy wprost od pochłoniętej dawki, a jej wielkość jedyni zwiększa prawdopodobieństwo zachorowania.
Typowym przykładem jest nowotwór nazwany białaczką. Wiadomo, że po naświetleniu powiedzmy 100 tysięcy osób pewna ich liczba zachoruje na białaczkę. Nie wiemy jednak które z nich. Można nawet powiedzieć, że zdarza się, iż osoba, która pochłonęła większą dawkę pozostanie zdrowa, podczas gdy osoba która pochłonęła mniejszą dawkę zachoruje. Nie zmienia to w niczym faktu, że osoba która pochłonęła większą dawkę miała większą szansę zachorowania. Rozpatrując biologiczne skutki promieniowania jonizującego jedynie z naturalnych źródeł trzeba stwierdzić, że możemy oczekiwać tylko skutków genetycznych i stochastycznych. Wynika to z wielkości pochłanianych dawek. Nie ma tu możliwości wystąpienia takich niestochastycznych skutków jak np. choroba popromienna (zespół objawów wywołanych pochłonięciem bardzo dużych dawek promieniowania jonizującego).

- Omawiane skutki oddziaływania promieniowania jonizującego na organizm człowieka są skutkami długoczasowymi. Liczba zarejestrowanych białaczek po ekspozycji na promieniowanie jonizujące narasta stopniowo, osiągając maksimum po około 5. latach i następnie maleje. Nowotwory w postaci guzów pojawiają się 10 do 30 lat po naświetleniu. Podane tu liczby są mało precyzyjne m. In. dlatego, że nie można odróżnić nowotworu wywołanego substancjami chemicznymi lub innymi czynnikami, od tych wywołanych przez promieniowanie jonizujące.

Aby określić ryzyko związane z pochłonięciem określonej dawki promieniowania jonizującego kreślimy zależność: pochłonięta dawka ? wywołany przez nią skutek, np. zapadalność na białaczkę.
Znamy dobrze tę zależność dla dawek dużych. Informacje pochodzą głównie z badań nad osobami, które przeżyły bombardowania Hiroszimy i Nagasaki oraz osób poddawanych terapii radioizotopowej. Zależność tę z dobrym przybliżeniem oddaje linia prosta. Aby oszacować skutki oddziaływania bardzo małych dawek na organizm człowieka ekstrapolujemy tę prostą do obszaru małych dawek. Panuje obecnie wśród badaczy tych problemów zgodna opinia, że tak otrzymane oszacowania są nieco zawyżone. Otrzymany wynik mówi, że po pochłonięciu małych dawek następuje:
-1,7 zgonów na nowotwór na każde pochłonięte przez populację 100 Sivertów promieniowania jonizującego.

Efekt zdrowotny pochłonięcia promieniowania jonizującego nie zależy od sumarycznej dawki pochłoniętej przez daną populacje. Będzie on taki sam, jeśli każdy człowiek większej populacji pochłonie odpowiednio mniejsza dawkę. Należy jeszcze raz zdecydowanie podkreślić, że podane wielkości są oszacowaniami. Nie ma dotychczas nie budzących zastrzeżeń danych epidemiologicznych, z których można by skalkulować potrzebne liczby. Zachorowalność na nowotwory w wyniku ekspozycji na naturalne źródła promieniotwórcze jest na tyle mała, że jest silnie maskowana przez inne czynniki, takie jak palenie papierosów, skażona woda, nieodpowiednie odżywianie, stresy, spaliny z samochodów, picie alkoholu, stosowanie tworzyw sztucznych na ubrania i w mieszkaniu i wiele innych czynników, w tym zapewne choroby wirusowe.
Należy również pamiętać, że: na terenach o podwyższonej naturalnej promieniotwórczości nie zaobserwowano dotychczas wzrostu zachorowań na nowotwory, w porównaniu z innymi terenami o normalnym poziomie tła.

- To co powiedziano powyżej oznacza, że organizm ludzki ma duże możliwości przystosowawcze. Przejście cząstki jonizującej przez żywą tkankę powoduje rozbicie łańcuchów DNA i powstanie wolnych rodników. Przyjmuje się, że w przypadku, gdy w omawianym procesie komórka została zabita nie powoduje to przyszłych ujemnych skutków dla organizmu. Rozbite łańcuchy DNA ulegają naprawie przez odpowiednie enzymy. Zdarza się, że w procesie tym od czasu do czasu popełniane są błędy ? powstają mutacje. Znakomita większość mutacji nie prowadzi do fatalnych dla zdrowia skutków. Wydaje się więc, że dokąd nie przekroczy się pewnego progu wydolności organizmu, nie obserwuje się drastycznych skutków oddziaływania promieniowania jonizującego na organizmy żywe. W tym sensie oddziaływanie promieniowania jonizującego na organizm nie jest czymś szczególnym. Wszystkie inne czynniki, takie jak oddziaływanie substancji chemicznych, nadmierne ciepło, promieniowanie nadfioletowe mogą powodować po określonej dawce, w określonych warunkach ujemne dla zdrowia skutki. Przez odpowiednie postępowanie możemy zwiększyć lub zmniejszyć nasze szanse, ale nigdy nie możemy całkowicie pozbyć się zagrożenia.

- Skutki niestochastuczne to takie, które zależą bezpośrednio od wielkości pochłoniętej dawki i dotyczą określonej osoby, która pochłonęła promieniowanie. Mają więc charakter deterministyczny, przyczynowo skutkowy. Typowym przykładem jest rumień skóry. Cierpieli nań dawniej lekarze i fizycy, którzy nieświadomi istniejącego zagrożenia dotykali i przenosili nie osłoniętymi rękami źródła promieniotwórcze. Obecnie dostają go zwykle ci, którzy ukradli źródło promieniotwórcze i nieświadomi zagrożenia nosili je np. przez dłuższy czas w kieszeni. Innym przykładem, tym razem skutków opóźnionych, jest katarakta lub zmiany skóry, które mogą nastąpić w wiele lat po napromieniowaniu. Niestochastyczne skutki obserwujemy zwykle wtedy, gdy nastąpiło naświetlenie dużymi dawkami, np. w wyniku awarii instalacji jądrowych, użycia broni jądrowej itp.


(-Narażenia zawodowe dotyczą głównie trzech grup pracowników. Górnicy wszystkich kopalń, a w Polsce głównie węgla kamiennego, narażeni są na wchłanianie zwiększonych dawek promieniowania od radonu. Następne dwie grupy narażonych zawodowo to obsługa pijalni pewnych wód mineralnych zawierających radon (np. Świeradów Zdrój) i personel obsługujący aparaturę rentgenowską i izotopową.
Osoby narażone zawodowo na promieniowanie jonizujące w sytuacji, gdy pochłoną już dopuszczalną dawkę promieniowania, są odsuwane od swych stanowisk pracy. Może to być odsunięcie na pewien okres lub nawet do końca życia. Górnicy czy tkaczki, gdy nawdychają się zbyt dużo pyłu, powinni być przesuwani do innej pracy lub posłani na rentę. )
Promieniowanie jonizujące jest jednym z czynników rakotwórczych, podobnie jak nasz sposób odżywiania się, palenie papierosów, ogólnie mówiąc, nasz styl życia.
Zachorowanie na nowotwór zależy od trzech czynników: genetycznego, środowiskowego i przypadku.

Promieniowanie jonizujące jest nieodłącznym składnikiem naszego środowiska naturalnego i towarzyszyło życiu biologicznemu na Ziemi zawsze.
Istnieją publikacje dowodzące, że małe dawki promieniowania jonizującego mają skutek pozytywny, w tym sensie, że w populacji poddanej lekkiemu napromieniowaniu ze źródeł naturalnych, nieco mniej osób zapada na nowotwory niż w populacji nie napromieniowanej.

Promieniowanie jest jednym z generatorów nowych mutacji, z których niektóre mogą okazać się cenne dla przyszłych pokoleń.

Wpływ promieniowania jonizującego na inne niż człowiek organizmy żywe badany był w wielu ośrodkach. Chodziło głównie o stwierdzenie przeżywalności różnych organizmów przy bardzo dużych dawkach i generacje zmian genetycznych, np. dla otrzymywania nowych odmian roślin.

Niszczące działanie promieniowania jądrowego jest wykorzystywane w terapii nowotworowej.

Promieniowanie jonizujące ma zastosowanie w rentgenowskich badaniach medycznych