Promieniowanie jonizujące

Przenikliwość promieniowania jądrowego

Skład promieniowania tła wg UNSCEAR

Promieniowanie jonizujące - wszystkie rodzaje promieniowania, które wywołują jonizację ośrodka materialnego, tj. oderwanie przynajmniej jednego elektronu od atomu lub cząsteczki albo wybicie go ze struktury krystalicznej. Za promieniowanie elektromagnetyczne jonizujące uznaje się promieniowanie, którego fotony mają energię większą od energii fotonów światła widzialnego.

Jonizacja bezpośrednia i pośrednia

Promieniowanie może jonizować materię dwojako:

• bezpośrednio
• pośrednio

Promieniowanie jonizujące bezpośrednio to strumień cząstek obdarzonych ładunkiem elektrycznym jonizujących głównie przez oddziaływanie kulombowskie. Może to być m.in.

• promieniowanie alfa (α, jądra helu; ładunek elektryczny +2e)
• promieniowanie beta (β^–, β⁺, elektron i antyelektron, ładunek elektryczny -e, +e, odpowiednio).

Promieniowanie jonizujące pośrednio to promieniowanie składające się z obiektów nieposiadających ładunku elektrycznego. Jonizuje ono materię poprzez oddziaływania inne niż kulombowskie, np.

• rozpraszanie komptonowskie
• efekt fotoelektryczny
• kreację par elektron - pozyton

Najważniejsze przykłady: promieniowanie neutronowe (n), promieniowanie elektromagnetyczne (promieniowanie rentgenowskie (X), promieniowanie gamma (γ); o energiach wyższych od energii promieniowania ultrafioletowego).

Promieniowanie jonizujące w radiologii

Promieniowanie jonizujące, ze względu na jego destrukcyjne oddziaływanie z żywą materią, jest przedmiotem zainteresowania radiologii – w celach

• ochrony przed nim (ochrona radiologiczna)
• leczniczych i diagnostycznych (radioterapia, medycyna nuklearna)

Substancje emitujące promieniowanie jonizujące nazywamy promieniotwórczymi.

Szkodliwość biologiczna

Względną szkodliwość biologiczną danego rodzaju promieniowania jonizującego opisuje bezwymiarowa wielkość zwana współczynnikiem wagowym promieniowania w_R, przeliczająca dawkę pochłoniętą w grejach (J/kg) na dawkę równoważną w siwertach (ICRP 60). Dawniej do tego celu stosowany był współczynnik jakości promieniowania Q (ang. Quality Factor, QF, ICRP 26), przy czym różnice między tymi wielkościami (w_R i Q) nie polegają wyłącznie na różnych wartościach przypisanych różnym rodzajom promieniowania.

Promieniowanie jonizujące można wykrywać jedynie metodami pośrednimi. Detektory promieniowania jonizującego rejestrują zmianę energii promieniowania na formę mierzalną (reakcje chemiczne, światło, prąd elektryczny, ciepło).

Naturalne tło promieniowania jonizującego

Promieniowanie jonizujące jest stale obecne w środowisku człowieka, zawsze i wszędzie. Jest to spowodowane głównie wszechobecnością radioizotopów różnych pierwiastków w przyrodzie oraz promieniowaniem kosmicznym. Naturalne promieniowanie jonizujące środowiska jest jednym z czynników powodujących mutacje w genach organizmów żywych, czyli jednym z czynników ewolucyjnych, którym zawdzięczamy różnorodność fauny i flory.

Statystyczna roczna dawka promieniowania naturalnego wynosi 2,4 mSv (wg. UNSCEAR, 1988).

Hipotezy dotyczące szkodliwości małych dawek

Wpływ małych dawek promieniowania jonizującego, o wielkości naturalnego tła lub kilkakrotnie większym, na organizm ludzki jest przedmiotem sporu naukowców. Powstały dwie hipotezy

• hormezy radiacyjnej – zakłada ona pozytywny wpływ małych dawek promieniowania na odporność na raka i choroby genetyczne
• liniowy model bezprogowy – przyjmuje szkodliwość dowolnie małej dawki promieniowania

Koncepcję hormezy potwierdzają badania epidemiologiczne prowadzone na terenach, gdzie poziom naturalnego promieniowania wielokrotnie przekracza średni poziom promieniowania tła. Jest ona też uzasadniona ewolucyjnie – nigdy w swojej historii ludzie nie byli odizolowani od promieniowania jonizującego i całkowity jego brak byłby sytuacją nienaturalną, dlatego powinniśmy być do niego ewolucyjnie przystosowani.

Zobacz też

• promieniowanie przenikliwe
• choroba popromienna
• promieniowanie jądrowe
• promieniowanie niejonizujące

Bibliografia

1. Adam Strzałkowski: Wstęp do fizyki jądra atomowego. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, 1978. 
2. Z. Jaworowski, Dobroczynne promieniowanie, Wiedza i Życie, nr 3, 1997 [1]
3. T.A. Przylibski, Radon a hormeza radiacyjna, czyli od radiofilii do radiofobii − sto lat karuzeli poglądów, Materiały konferencyjne II Ogólnopolskiej Konferencji "Radon w Środowisku", Kraków 2005, str. 38-39 [2]
4. Aurengo i in., Dose-effect relationships and estimation of the carcinogenic effects of low doses of ionizing radiation., Académie des Sciences & Académie nationale de Médecine [3] (ang.)

Linki zewnętrzne

• Program obrazujący przechodzenie promieniowania przez materię