Question

Praca zastosowanie izotopów i zjawisko promieniotwórczości. Uwzględnij zagrożenia. Podaj źródła

Answer 1

PROMIENIOTWÓRCZOŚĆ, RADIOAKTYWNOŚĆ, zjawisko samoistnej przemiany jednych jąder atomowych w inne. Głównymi procesami odpowiedzialnymi za promieniotwórczość są: rozpad beta, rozpad alfa, wychwyt elektronu, spontaniczne rozszczepienie.
Intensywność procesu promieniotwórczości opisuje się podając aktywność danej substancji (aktywność źródła promieniotwórczego). Zmiany czasowe aktywności charakteryzuje, właściwy danemu izotopowi promieniotwórczemu, czas połowicznego zaniku.
Istnienie promieniotwórczości w przyrodzie (promieniotwórczość naturalna, tło promieniowania przenikliwego) odkrył 1896 H.A. Becquerel, pierwszymi jej badaczami byli M. Curie Skłodowska i P. Curie - stwierdzili oni brak wpływu czynników fizykochemicznych (ciśnienia, temperatury, postaci chemicznej, pola elektromagnetycznego itp.) na przebieg zjawisk promieniotwórczości, tj. na opisujące je prawo rozpadu. Z jakim poświęceniem i pasją badacze traktowali swoją pracę świadczy fragment pracy doktorskiej (1903) M. Curie Skłodowskiej pt. Badanie ciał radioaktywnych, opisujący badania wpływu promieniowania na żywą tkankę:
„W jednym z doświadczeń P. Curie położył sobie na ramieniu preparat względnie promieniotwórczy i przetrzymał go w ciągu 10 godzin. Zaczerwienienie ukazało się prawie natychmiast; nieco później ukazała się rana, która goiła się przez 4 miesiące. Naskórek został całkiem zniszczony i zaledwie bardzo powolnie z trudnością odnawiał się pozostawiając jednak widoczną bliznę”
Był to rumień popromienny powstały po oparzeniu skóry. Te i inne obserwacje nasunęły uczonym myśl o możliwości zastosowania substancji promieniotwórczych do leczenia nowotworów złośliwych.
INNE ZASTOSOWANIE PROMIENIOTWÓRCZOŚCI I RADIOIZOTPÓW
1. Defektoskopy
2. Grubościomierze
3. Sterylizacja żywności
4. Sterylizacja strzykawek
5. Transport morski
Izotopy pomogły nam przybliżyć i zrozumieć wiele reakcji chemicznych i procesów biologicznych.
ZAGROŻENIA
Radioizotopy są niebezpieczne nawet w małych ilościach i można pracować z nimi tylko w przystosowanych laboratoriach. Transport izotopów promieniotwórczych może się odbywać wyłącznie w specjalnie oznakowanych pojemnikach z zachowaniem wszystkich środków ostrożności. Dostanie się izotopów w ręce niepowołane może doprowadzić do tragedii. Produkcja oraz stosowanie izotopów promieniotwórczych powinno się odbywać pod ścisłą kontrolą. Dotyczy to przede wszystkim materiałów rozszczepialnych. Nieprawidłowa eksploatacja energii jądrowej może doprowadzić do klęski na miarę Czarnobyla lub jeszcze większej. Wyprodukowana przez człowieka broń jądrowa może prowadzić do całkowitej zagłady naszego globu. Tymczasem wiele państw pracuje nad zwiększeniem i udoskonaleniem potencjału swojego arsenału atomowego.
1. Odpady promieniotwórcze.
Ciężkie atomy promieniotwórcze rozszczepione rozpadają się na mniejsze fragmenty (nuklidy), które są również promieniotwórcze a ich czas wygasa względnie długo – rzędu setek a nawet tysięcy lat. Jedna elektrownia atomowa produkuje tony takich odpadów rocznie. Duże niebezpieczeństwo dla środowiska ma nieodpowiednie unieszkodliwianie tych oraz innych odpadów przemysłowych zawierających substancje promieniotwórcze, głównie odpady hutnicze. Składowane na hałdach mogą przedostać się zarówno do powietrza jak i wody, a wraz z jej obiegiem do gleby i organizmów żywych.
2. Problemy ekologiczne.
Jak wiemy węgiel kopalny zawiera dość duże ilości urany i toru, które z dymami przedostają się do otoczenia. Do tego należy dodać miliony ton dwutlenku siarki, które są emitowane do atmosfery i powodują znaczne skażenia ekologiczne, np. kwaśne deszcze. Ponadto w węglu znajduje się spora ilość toksycznych metali ciężkich, takich jak ołów, kadm, arsen. Po tragedii w Czarnobylu biosystem wschodniej i środkowej Europy został znacznie zakłócony i do dziś odczuwalne są skutki skażenia.
3. Zagrożenia dla organizmów żywych.
Nawet miligramowe ilości izotopu promieniotwórczego mogą być dla człowieka śmiertelne. Skażenie substancjami promieniotwórczymi może się utrzymywać przez długie lata, np. notatki Marii Skłodowskiej Curie są ciągle skażone preparatami promieniotwórczymi, mimo, że od odkrycia radu minęło sto lat. Promieniowanie może powodować nieodwracalne zmiany w strukturze genów (prowadzący do pojawienia się mutacji), osłabienia układu immunologicznego, a w rezultacie zakłócenia podstawowych funkcji organizmu, a także wywołać powstawanie nowotworów (zwłaszcza białaczki). Narządami, w których mogą gromadzić się określone pierwiastki promieniotwórcze wytworzone sztucznie, wywierające negatywne działanie na organizm człowieka (próbne wybuchy jądrowe, odpady promieniotwórcze, awarie reaktorów, syntezy jądrowe w reaktorach i innych urządzeniach tego typu) są:
- płuca (rad, uran, pluton, krypton)
- wątroba (kobalt)
- tarczyca (jod)
- mięśnie (potas, cez)
- kości (rad, stront, fosfor, węgiel)
4. Choroba popromienna.
 Po tragicznych wydarzeniach w Japonii (w sierpniu 1945 roku) wiele osób nie zmarło od razu, lecz w wyniku choroby popromiennej, która rozwinęła się dopiero po kilku latach. Także w pobliżu terenów, gdzie były po wojnie przeprowadzone próby nuklearne obserwowano skażenie terenu. Wśród napromieniowanych roślin i zwierząt pojawiły się osobniki różniące się od organizmów macierzystych. Zaobserwowano zwiększoną liczbę dzieci urodzonych z wrodzonymi wadami.