ΘΕΜΑΤΑ ΕΡΓΑΣΙΩΝ ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑΣ Κωνσταντίνος Χαριτίδης

Transcript

1 ΘΕΜΑΤΑ ΕΡΓΑΣΙΩΝ ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑΣ Κωνσταντίνος Χαριτίδης

2 Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς. 2

3 1. Πυρηνική Ιατρική - Ο ρόλος και οι πτυχές της εφαρμογής Ραδιοϊχνηθετών στην Ιατρική: Η εφαρμογή των ραδιενεργών ουσιών στην ιατρική. Αρκετά συχνά, πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις ουσιών θα πρέπει να υπολογίζονται είτε στο σώμα ή σε βιολογικά δείγματα, ή θα πρέπει να ακολουθούνται οι φυσιολογικές ή παθολογικές μεταβολικές, εκκριτικές διαδικασίες, ή διεργασίες απέκκρισης με σκοπό να παρατηρηθούν αόρατα φαινόμενα κατά την εφαρμογή κατάλληλων ιχνηθετών (ΓΙΔΟΠΟΥΛΟΣ ΧΡΗΣΤΟΣ-ΑΓΓΕΛΟΣ και ΙΩΑΝΝΑ ΠΙΤΤΕΡΟΥ). 2. Ακτινοβόληση τροφίμων. Διεργασία κατά την οποία το τρόφιμο εκτίθεται σε ακτινοβόλο ενέργεια. Εγκεκριμένες πηγές ακτινοβολίας. Μεταβολές στα ακτινοβολημένα τρόφιμα. Ασφάλεια. Κίνδυνοι ΘΑΝΟΥ ΧΡΙΣΤΙΝΑ - ΣΤΟΥΜΠΟΥ ΒΑΣΙΛΕΙΑ. 3. Πυρηνική Ιατρική - In Vitro διάγνωση με ραδιοϊσότοπα: Αναφορά στις βασικές αρχές των πιο διαδεδομένων μεθόδων (ΠΑΠΑΖΗΣΗ ΜΑΡΙΑΝΝΑ και ΠΑΠΑΚΩΣΤΑ ΤΣΙΓΚΡΗ ΛΥΔΙΑ). 4. Παραγωγή πυρηνικής ενέργειας. Η ενέργεια μπορεί να παραχθεί και με πυρηνικές αντιδράσεις. Αυτή η διεργασία έχει ένα πολύ σημαντικό πρακτικό ρόλο γιατί η ενέργεια μπορεί να απελευθερωθεί σε αρκετά σύντομο χρονικό διάστημα με αυτό τον τρόπο (ΚΑΛΑΒΡΙΖΙΩΤΗΣ ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ και ΙΩΑΝΝΗΣ ΧΑΛΚΙΑΣ). 3

4 5. Μέθοδος Σκιαγράφησης Ραδιονουκλιδίων (Radionuclide Imaging): Αρχή μεθόδου, εφαρμογές, διαφορές από παραδοσιακές μεθόδους μελέτης παθολογικών διεργασιών (ΖΕΥΓΩΛΗΣ ΕΜΜΑΝΟΥΗΛ και ΠΑΝΑΓΙΩΤΟΠΟΥΛΟΣ ΧΡΗΣΤΟΣ). 6. Τομογραφία διέλευσης ποζιτρονίου (Positron Emission Tomography): Αρχή μεθόδου, εφαρμογές, διαφορές από παραδοσιακές μεθόδους μελέτης παθολογικών διεργασιών (ΘΕΟΔΩΡΟΣ ΧΡΥΣΟΛΩΡΑΣ) 7. Φυσικά ραδιενεργά ισότοπα: Φυσικά ραδιενεργά ισότοπα έχουν παρουσία από το σχηματισμό της Γης και παράγονται συνεχώς από πυρηνικές αντιδράσεις των κοσμικών ακτίνων με άτομα στην ατμόσφαιρα (ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΑΝΑΓΝΩΣΤΟΥ και ΝΙΚΟΣ ΠΑΥΛΟΠΟΥΛΟΣ). 8. Περιβαλλοντικές επιπτώσεις των πυρηνικών αντιδραστήρων. Οι πυρηνικοί σταθμοί ηλεκτροπαραγωγής έχουν πολλές θετικές περιβαλλοντικές και οικονομικές επιπτώσεις. Αφετέρου, υπό κανονικές συνθήκες λειτουργίας, οι πυρηνικοί σταθμοί παρουσιάζουν και μειονεκτήματα, όπως είναι η εκπομπή ραδιενεργών αερίων (ΑΛΕΞΑΝΔΡΟΣ ΡΟΥΤΣΗΣ και ΒΛΑΣΣΗΣ ΧΡΗΣΤΟΣ) 4

5 9. Αποθήκευση και επεξεργασία των αναλωθέντων καυσίμων και άλλων ραδιενεργών αποβλήτων. Μία από τις πολύ σημαντικές πτυχές της παραγωγής πυρηνικής ενέργειας είναι η ασφαλής επεξεργασία και αποθήκευση των πυρηνικών αποβλήτων. Για παράδειγμα, η αντίδραση σχάσης του 235 U παράγει περίπου 300 προϊόντα σχάσης, πολλά από τα οποία είναι ραδιενεργά, επειδή η αναλογία των νετρονίων σε πρωτόνια είναι πολύ υψηλή για σταθερότητα (ΔΗΜΟΥ ΑΓΓΕΛΙΚΗ και ΚΡΟΚΟΣ ΒΑΣΙΛΗΣ). 10. Νέες τάσεις στην παραγωγή πυρηνικής ενέργειας. Βελτίωση της σχάσης σε πυρηνικούς σταθμούς. Πειράματα με παραγωγή ενέργειας σύντηξης (ΔΑΒΙΔΗΣ ΙΩΣΗΦ και ΚΑΝΑΚΑΚΗΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ). 11. Πυρηνικά όπλα. Οι πυρηνικές αντιδράσεις που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή ενέργειας χρησιμοποιούνται επίσης και για στρατιωτικούς σκοπούς. Τα πυρηνικά όπλα χρησιμοποιούν τόσο την αντίδραση σύντηξης όσο και το συνδυασμό των αντιδράσεων σχάσης και σύντηξης (ΜΠΕΡΜ11ΕΡΙΔΗΣ ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ και ΑΓΓΕΛΟΠΟΥΛΟΣ ΗΛΙΑΣ). 5

6 12. Μέθοδοι διάγνωσης στηριζόμενες σε ραδιενεργά στοιχεία. Τα ισότοπα που χρησιμοποιούνται ως δείκτες χημικών, πρέπει να πληρούν τις ίδιες απαιτήσεις όπως οι συνήθεις χημικούς δείκτες. Αυτό σημαίνει ότι θα πρέπει να αναφέρεται η παρουσία και συγκέντρωση μιας ουσίας σε ένα δεδομένο τόπο, σε μια δεδομένη στιγμή, αλλά δεν πρέπει να έχει καμία επίδραση στη μελέτη της διαδικασίας (ΔΙΩΝΗ ΠΕΡΡΑΚΗ, ΕΥΘΥΜΙΑ ΑΡΓΥΡΑΚΟΠΟΥΛΟΥ). 13. Βιομηχανική εφαρμογή ραδιοϊσοτόπων. Ο βιομηχανικός εξοπλισμός είναι συνήθως μεγάλος, και για το λόγο αυτό, οι επεξεργασίες που λαμβάνουν χώρα απαιτούν μεθόδους δοκιμών που πρέπει με υψηλή ευαισθησία. Η απαίτηση αυτή ικανοποιείται και με ραδιενεργά ισότοπα (ραδιονουκλίδια) λόγω των εξαιρετικά υψηλής ευαισθησίας ανίχνευσή τους (ΚΟΥΚΟΥΒΑΟΥ ΑΝΤΙΓΟΝΗ και ΜΑΡΟΥΔΑΣ ΑΝΤΩΝΗΣ). 14. Ραδιενέργεια Περιβάλλοντος. Υπάρχει ένας πολύ μεγαλύτερος αριθμός των ραδιενεργών ισοτόπων από σταθερά ισότοπα. Ραδιενεργά ισότοπα, συμπεριλαμβανομένων των φυσικών και τεχνητών, υπάρχουν στο περιβάλλον, προκαλώντας μέρος της ακτινοβολίας υποβάθρου. Η ακτινοβολία από τα φυσικά ραδιενεργά ισότοπα έχει επηρεάσει τους ζωντανούς οργανισμούς κατά τη διάρκεια της εξέλιξής τους (ΒΑΣΙΛΑΚΗ ΜΑΡΙΑ και ΣΙΛΙΩΝΗ ΔΑΝΑΗ). 6

7 15. Επιπτώσεις της ακτινοβολίας στους ζώντες οργανισμούς. Τα όργανα έχουν διαφορετικές ευαισθησίες σε ακτινοβολία. Η ευαισθησία ενός οργάνου στην ακτινοβολία καθορίζεται από τον πολλαπλασιασμό και τη διαφοροποίηση των κυττάρων και των ιστών του. Αυτό σημαίνει ότι τα κύτταρα με τον ταχύτερο πολλαπλασιασμό είναι πιο ευαίσθητα στην ακτινοβολία (ΚΟΥΡΤΕΣΗ ΧΡΥΣΟΥΛΑ και ΑΝΔΡΕΟΠΟΥΛΟΥ ΚΑΛΛΙΡΡΟΗ). 16. Ανίχνευση και μέτρηση ραδιενέργειας. Η ακτινοβολία παρατηρείται μέσω των αλλαγών στην ύλη που αλληλεπιδρά με ακτινοβολία. Κατά την ανίχνευση της ακτινοβολίας, ο ιονισμός είναι η πιο σημαντική διαδικασία. Ο σπινθηρισμός ορισμένων ουσιών υπό την επίδραση ακτινοβολίας είναι ένα άλλο χαρακτηριστικό που χρησιμοποιείται συχνά για να ανιχνεύσει την ακτινοβολία (ΜΑΛΑΞΙΑΝΑΚΗ ΣΤΕΛΛΑ και ΤΣΙΜΗΣ ΒΑΓΓΕΛΗΣ). 17. Ραδιενεργό ιώδιο για θεραπεία θυρεοειδή. Σημαντικές χρήσεις του 131 I περιλαμβάνουν τη θεραπεία της θυρεοτοξίκωση (υπερθυρεοειδισμός) και ορισμένων τύπων καρκίνου του θυρεοειδούς που απορροφούν το ιώδιο (ΑΓΓΕΛΙΚΗ ΧΑΤΖΗΔΑΚΗ και ΔΗΜΗΤΡΗΣ ΚΟΡΔΟΡΟΥΜΠΑΣ). 7

8 18. Υλικά για προστασία (φόρμες ή δομικά). Η προστασία από την ακτινοβολία καλύπτει όχι μόνο εκθέσεις που προκύπτουν από το χειρισμό πηγών ακτινοβολίας (προγραμματισμένες καταστάσεις έκθεσης), αλλά και καταστάσεις έκθεσης έκτακτης ανάγκης οι οποίες προκύπτουν, παραδείγματος χάριν, από πυρηνικό ατύχημα, καθώς και μια σειρά άλλων καταστάσεων που περιλαμβάνουν έκθεση σε φυσικές πηγές ακτινοβολίας (ΕΥΦΡΟΣΥΝΗ ΚΟΤΡΟΥΜΑΝΟΥ και ΔΕΣΠΟΙΝΑ ΚΕΦΑΛΑ). 19. Ραδιοχρονολόγηση. Η ραδιοχρονολόγηση είναι ραδιομετρική μέθοδος χρονολόγησης με τη χρήση του ραδιενεργού άνθρακα-14 (ΕΥΑΓΓΕΛΙΑ ΣΩΤΗΡΟΠΟΥΛΟΥ και ΧΡΗΣΤΟΣ ΖΥΡΙΓΓΙΔΗΣ). 20. Επικινδυνότητα των ισοτόπων. Η επίδραση των ισότοπων στο περιβάλλον και τον ανθρώπινο οργανισμό καθώς και μέτρα προστασίας (ΣΕΜΕΝΟΓΛΟΥ ΙΩΑΝΝΑ και ΒΕΡΡΟΥ ΑΘΗΝΑ). 8

9 21. Βιολογικά αποτελέσματα ακτινοβολίας: Η ραδιενεργή ακτινοβολία χαρακτηρίζεται από το χρόνο ημιζωής, τον τύπο, την ενέργεια, και τη δραστικότητα. Αυτές οι ιδιότητες δεν είναι επαρκείς για να χαρακτηριστούν οι βιολογικές επιδράσεις της ακτινοβολίας. Αυτές οι επιδράσεις χαρακτηρίζονται από διαφορετικούς όρους, τις ραδιενεργές δόσεις (ΣΤΑΜΟΠΟΥΛΟΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ και ΚΑΡΑΘΑΝΑΣΗΣ ΒΛΑΣΗΣ). 22. Αλληλεπίδραση γ-ακτινοβολίας με την ύλη: Η ακτινοβολία γάμμα (γάμμα φωτόνιο) είναι πολύ διαφορετική από τις ακτινοβολίες άλφα και βήτα. Η πιο σημαντική διαφορά είναι ότι δεν έχει φορτίο ή μάζα. Είναι ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και η αλληλεπίδραση με την ύλη οδηγεί σε ενδιαφέροντα αποτελέσματα (ΠΑΝΑΓΙΩΤΟΠΟΎΛΟΥ ΜΑΡΓΑΡΊΤΑ και ΖΩΡΟΓΙΑΝΝΙΔΗΣ ΧΑΡΙΛΑΟΣ). 23. Αλληλεπίδραση νετρονίων με την ύλη: Τα νετρόνια είναι τα βασικά σωματίδια των πυρήνων. Μπορούν να είναι παρόντα ως ελεύθερα νετρόνια, αλλά είναι ένα πολύ σπάνιο φαινόμενο. Νετρόνια, ωστόσο, μπορεί να παραχθούν με πυρηνικές αντιδράσεις και μπορεί να χρησιμοποιηθούν ευρέως σε διάφορες επιστημονικές και πρακτικές εφαρμογές (ΧΑΣΑΠΗΣ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ και ΨΑΡΙΑΝΟΣ ΜΑΡΙΟΣ ΜΙΧΑΗΛ). 9

10 24. Χημεία των θερμών ατόμων: Παραγωγή των θερμών ατόμων, υπολογισμοί ενέργειας, εφαρμογές των αντιδράσεων των θερμών ατόμων. Οι πυρηνικές αντιδράσεις συχνά παράγουν πολύ δραστικά χημικά είδη, που έχουν μεγάλη κινητική ενέργεια και φορτίο. Επειδή οι ενέργειες αυτών των ειδών είναι κατά πολύ μεγαλύτερες από τη θερμική ενέργεια των ατόμων και μορίων που τα περιβάλλουν, ονομάζονται θερμά άτομα (hot atoms) και η μελέτη των χημικών τους αποτελεσμάτων, χημεία των θερμών ατόμων (hotatom chemistry) (ΓΙΩΡΓΟΣ ΛΥΣΚΑΣ και ΓΕΡΑΣΙΜΟΣ ΚΥΠΡΙΑΝΟΥ). 25. Αστρική πυρηνοσύνθεση: Σύντηξη υδρογόνου, ο διπλός κύκλος CNO, καύση ηλίου, καύση βαρυτέρων στοιχείων, η s-διεργασία, οι r- και ρ-διεργασίες, υπερκαινοφανείς. Όλοι οι αστέρες ξεκινούν τη ζωή τους αποτελούμενοι από Η και He, ενώ περιέχουν και κάποια βαρύτερα στοιχεία, το ποσό των οποίων είναι ανάλογο του πληθυσμού στον οποίον ανήκουν οι συγκεκριμένοι αστέρες (ΔΟΥΛΑ ΙΩΑΝΝΑ και ΒΛΑΣΣΟΠΟΥΛΟΣ ΔΗΜΗΤΡΗΣ). 26. Ραδιενέργεια από ηλεκτρικές συσκευές. Πως βλάπτουν οι ηλεκτρικές συσκευές καθημερινής χρήσης. Ποια είναι τα όρια ασφαλείας και πως μπορεί ο άνθρωπος να προστατευτεί (ΔΕΔΕΣ ΓΡΗΓΟΡΙΟΣ και ΣΤΑΜΕΛΟΣ ΠΕΤΡΟΣ) Ακτινοθεραπεία. Η ιατρική χρήση της ιονίζουσας ακτινοβολίας, ως μέρος της θεραπείας του καρκίνου για τον έλεγχο κακοήθων κυττάρων. Εφαρμόζεται κυρίως στον καρκινικό όγκο. Μηχανισμός. Δοσολογία. Παρενέργειες (ΜΑΡΑΓΚΟΥΔΑΚΗ ΛΗΔΑ και ΨΑΡΡΟΥ ΕΙΡΗΝΗ). 10

11 Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Ε.Μ.Π.» έχει χρηματοδοτήσει μόνο την αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 11