تابش و زندگی(2)

سطوح طبیعی تابش
 

سه چشمه ی طبیعی اصلی تابش یونساز وجود دارد. پرتوهای کیهانی، هسته های پرتوزا که در شیمی بدن دخیل هستند، و عناصر پرتوزای موجود در صخره ها و خاک.

پرتوهای کیهانی ذرات بسیار پرانرژی هستند که در کهکشان ما نفوذ می کنند.، آن دسته از این پرتوها که به جو زمین برخورد می کنند، موجب ذرات آبشاری ثانویه می شوند؛ در سطح دریا این ذرات ثانویه، در هر سال دزی نزدیک به 0.25 mSv به بدن وارد می کنند.مقدار دقیق دز بستگی به ارتفاع دارد و با افزایش آن زیاد می شود. در ارتفاع 4000 m مقدار دز نزدیک به 2 mSv در سال می باشد. سفرهای هوایی بطور میانگین 0.01 mSv در سال به دز پرتوی کیهانی انگلستان می افزایند.
بارزترین هسته ی پرتوزایی که در بدن یافت شده، عنصر K40 است. در مصرف غذای معمولی، مقداری پتاسیم وارد بدن می شود که نزدیک به % 0.2 وزن بدن را تشکیل می دهد. عمر میانگین ایزوتوپ K 4019 ، که اسپین پاریته ی 4- دارد، برابر 109 ×1.8 سال است، و آنچه که از زمان تشکیل زمین باقی مانده است، حدود 0.0117% پتاسیم طبیعی را تشکیل می دهد. این ایزوتوپ، هسته ای فرد – فرد است که می تواند هر سه نوع واپاشی بتا زا را انجام دهد، اما فراوانترین مورد آن (89%)، گسیل الکترون به همراه آزادسازی 1.32 MeV انرژی جنبشی است؛ 11% واپاشیهای باقیمانده، بیشتر گیراندازی الکترون به حالت برانگیخته ی 40Ar است، که خود آن با گسیل پرتوی گامای 1.46 MeV وا می پاشد. در اثر این واپاشیها، بدن دزی معادل 0.17 mSv در سال دریافت می کند. سهم همه ی هسته های پرتوزای دیگر بدن به اندازه ی این هسته است. (این جدای از سهم ناشی از رادن استنشاقی است که در زیر می آید.)
دز تابش گامای حاصل از فرآورده های واپاشی عناصر پرتوزای زمین، که بیشتر اورانیوم و توریوم هستند، به زمین شناسی محل بستگی دارد و بسیار متغیر است. دز تابش گاما بین 0.2 mSv و 0.4 mSv برای هر فرد در سال است، اما در محیطهای دارای صخره های گرانیتی این مقدار چندین برابر است. از تنفس ایزوتوپهای 222Rn و 220Rn گاز کمیاب رادن، زیان بیشتری به انسان وارد می شود. این ایزوتوپها فرآورده های واپاشی اورانیوم و توریوم هستند و چون به حالت گازی گسیل کنند، و در اتاقهای بدون بادخور و فاقد تهویه رویهم انباشته می شوند. 222Rn به رشته گسیلنده های آلفا وا می پاشد (جدول 1-6) که جامد هستند و در ششها رسوب می کند. 220Rn که از زنجیره ی واپاشی 232Th ناشی می شود، زیانهای مشابهی دارد. دز رسیده از این ایزوتوپ، به مواد ساختمانی و خود ساختمان، زیرخاک، بادگیرها و سیستم تهویه مطبوع بستگی دارد و بسیار متغیر می باشد. مقدار دز میانگینی که در سراسر انگلستان در هر سال به هر نفر می رسد، نزدیک به 1.0 mSv است.
تابش زمینه طبیعی میانگین، در کل نزدیک به 2.2 mSv برای هر فرد در سال است.

منابع تابشی ساخته ی دست بشر
 

باید به دز تابش زمینه ی طبیعی، دز حاصل از فعالیتهای بشر از اوایل سده ی بیستم را نیز بیافزاییم. بارزترین سهم آن از کاربردهای پزشکی تابشهای یونساز در پرتونگاری و پرتودرمانی تشخیصی، ناشی می شود. البته در میزان دزی که هر فرد دریافت می کند، تفاوتهای بسیاری وجود دارد. دز حاصل از پرتوی X برای عکسبرداری قفسه سینه نزدیک به 0.2 mSv است، در حالیکه فردی که در معرض پرتونگاری مقطعی قرار می گیرد، ممکن است 10mSv دریافت کند. بطور میانگین در سرتاسر انگلستان، دز ناشی از کاربردهای پزشکی برای هر فرد نزدیک به 0.37 mSv در سال است.
در انگلستان، دز میانگین ناشی از فروریزی ذرات پرتوزای ناشی از آزمایش سلاحهای هسته در جو در سال 1999 برابر با 0.004mv در سال بود که در مقایسه با سال 1963 و قله ی 0.014mSv در سال در سراسر انگلستان سرازیر نمود، هر چند تغییرات محلی قابل توجهی در آن وجود دارد. صنعت تولید قدرت هسته ای در کارکرد عادی خود، مقدار محسوسی بر مقدار دز میانگین نمی افزاید. بطور میانگین، دز میانگین حال از همه مراحل چرخه ی سوخت هسته ای برابر با 0.0002 mSv در سال است. برآورد شده افراد که در نزدیکی هر گونه تأسیسات هسته از زندگی می کنند، سالانه دزی برابر با 0.5 mSv دریافت می کنند. می بینیم که در اینجا هم تغییرات زیادی وجود دارد.
بسیاری از افراد در مدت اشتغال در حرفه ی پزشکی یا (دیگر) صنایع وابسته ی هسته ای، برحسب ضرورت در معرف سطوح تابشی بیشتر از میانگین قرار می گیرند. لذا لازم است تا جاییکه آگاهی اجازه خواهد داد، این افراد تحت بازبینی و محافظت قرار گیرند. انجمن ملی حفاظت در برابر پرتو در انگلستان، مقدار بیشینه ای را برای پرتوگیری پیشنهاد می ند، که برای چنین کارکنانی برابر 15 mSv در سال است. با میانگین گیری روی همه ی جمعیت، دز میانگین ناشی از پرتوگیری به اقتضای شغل، برابر با 0.0007mSv است.
بنابراین دز میانگین ناشی از منابع مصنوعی تابش یونساز برای هر فرد در انگلستان، نزدیک به 0.4mSv در سال است. این مقدار با مقدار تابش زمینه طبیعی 2.2mSv در سال قابل قیاس است.
ارزیابی خطر پذیری

یکاهای گری و سیورت(SV)، از نظر آسیب زیستی یکاهای بزرگی هستند: دز ناشی از تابش گاما بین 2.5 Gy و 0.3 Gy بر روی بدن، که در کوتاه مدت دریافت شده باشد، با عدم مداخله ی پزشکی به احتمال زیاد در طی سی روز منجر به آهنگ مرگ 50 درصدی می گردد. هنوز ثابت نشده است که آیا برای سطوح پایین، حد آستانه ای برای آسیب زیستی وجود دارد یا خیر. هیچ راهی جهت تعیین سرطانی که در اثر تابش بوجود آمده است، از دیگر سرطانهایی که بر اثر عوامل غیرتابش در همان زمان بوجود آمه اند، وجود ندارد. از نظر آماری، برای آهنگ دز پایین، مقدار تابشی که ایجاد سرطان می کند مشخص نیست. بنابراین تهیه راه برای براورده آن، این استکه داده های حاصل از دزهای بالا را که اثرات آشکاری دارند، برونیابی کنیم. معمولاً با فرض آنکه تناسبی بین دز و اثرات آن وجود دارد، دست به ارزیابی خطرپذیری می زنند. اما برونیابی حاصل از مقدار بالای دز روش درستی نیست. در مقدار دز پایین شکست دوگانه در تارهای DNA احتمالاً از دو اثر متمایز ناشی می شود که هر یک مستقل از دیگری سبب ایجاد شکست در تارهای DNA می گردند و این امر تقریباً در یک نقطه از مولکول رخ می دهد. از طرفی پیش از آنکه شکست نخست بازسازی شود، شکست دوم روی می دهد. می تواند انتظار داشت که چنین فرآیندی با احتمالی متناسب با مجذور دز، رخ می دهد.
داده های مربوط به پرتوگیری گاما در همه ی بدن، از مطالعه روی بازماندگان بمباران های اتمی هیروشیما و ناکازاکی در سال 1945 بدست آمده است، که برای مدت کوتاهی در معرض دزهای بالا و بی مهار قرار گرفته اند. اطلاعات مربوط به زیانهای رادن و فرآورده های واپاشی آن نیز از مطالعه روی کارگران معدنی که در معرض غلظتهای بالا رادن قرار گرفته اند، بدست آمده است. دیگر داده ها از مطالعه بیمارانی که به دلایل پزشکی تحت درمان تابشی قرار گرفته اند، بدست آمده است.
کمیسیون بین المللی حفاظت در برابر پرتوها، با بررسی این داده ها و میانگین گیری روی جمعیت «شاهد»، به این نتیجه رسید که خطر کاهش عمر بر اثر ابتلا به سرطان کشنده ناشی از یک واحد دز جمعی تابش در حدود 10-2Sv-1 × 5 است. با میانگین گیری روی جمعیت کار کننده، مقدار تا حدودی کمتر 10-2Sv-1 × 4 بدست آمده است: (زیرا این میانگین افراد جوان را نیز دربر می گیرد، که تا بروز خطر چندین سال پیش رو دارند). تأکید بر سرطانهای کشنده امکان مقایسه با دیگر عوامل کشنده را فراهم می کند. مثلاً، خطرپذیری سالانه ی مرگ بر اثر سرطان ناشی از تابش، برای کارگری که به خاطر حرفه اش در معرض تابشی معادل 1.5 mSv در سال قرار می گیرد، در حدود 10-5×6 = 10-3× 1.5× 10-2 ×4 یا 1 در 17000 است. که در حد آهنگ کشنده ناشی از تصادفاتی است که برای کارکنان شاغل در کارهای ساختمانی در انگلستان روی می دهد. خطرپذیری سالیانه ی سرطان کشنده، که بر اثر تابش طبیعی بوجود می آید، در حدود 10-4×1.1 = 10-3× 2.2× 10-2 ×5 یا 1 در 9000 است.
ارزیابی خطرپذیری راهنمای مهمی جهت اقدام به جلوگیری از بروز خطر است. مثلاً، نزدیک به نصف دز تابش طبیعی میانگین از رادن موجود در ساختمانها ناشی می شود. روشن است که باید خطرپذیری افراد که در خانه یا محل کار، بیش از میزان تجمع میانگین رادن در معرض پرتو قرار می گیرند، کاهش یابد. این گونه خطرپذیری پیامد موقعیت زمین شناسی خاص است. با اقدامهای احتیاطی بسیار ساده (بکارگیری هواکشها، درزگیری) می توان شارش گاز رادن آزاد شده از خاک و مواد ساختمانی را کاهش داد.
ارسال مقاله توسط کاربر محترم سايت : amirabbas1378