ΓΕΝΙΚΟ ΛΥΚΕΙΟ ΠΑΡΑΜΥΘΙΑΣ ΣΧ. ΕΤΟΣ 2012-2013 ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΑΓΩΓΗΣ ΥΓΕΙΑΣ «ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΕΣ ΚΑΙ ΥΓΕΙΑ»
Η συγγραφή της εργασίας έγινε από τους μαθητές της ομάδας αγωγής υγείας της Α τάξης του Γενικού Λυκείου Παραμυθιάς κατά το σχολικό έτος 2012-2013. Η ομάδα αποτελείται αλφαβητικά από τους παρακάτω μαθητές: 1. Αλεξοπούλου Ραφαέλα 2. Γκουλιούμη Ασημίνα 3. Δημητρίου Ευγενία 4. Καλογήρου Στεφανία 5. Καρρά Φρειδερίκη 6. Κεφαλά Νικολέτα 7. Κυριάκη Αλίκη 8. Κωστάκη Στρατούλα 9. Λιάμα Ιωάννα 10. Λιόλιος Ευάγγελος 11. Λούτσης Αλέξανδρος 12. Λώλη Βεατρίκη 13. Μαργαρίτη Μαρία 14. Μίνη Γεωργία 15. Μπάμπα Μαρία 16. Μπολότση Χριστίνα 17. Μπούσης Άγγελος 18. Μπρέστα Ελίνα 19. Μώκου Γεωργία 20. Νάστου Σταυρούλα 21. Νικολάου Άγγελος 22. Ντελίμπαση Ειρήνη 23. Ντελίμπαση Λουΐζα 24. Ντόστας Βασίλειος 25. Παπαγεωργίου Βαγιούλα 26. Παπαδέλη Σοφία 27. Πέτσιου Βικτωρία 28. Τζάκος Χρήστος 29. Τσιώτα Σωτηρία Υπεύθυνος του προγράμματος ήταν ο καθηγητής Φυσικής Λουτσάρης Βασίλειος με συμμετέχοντες τους καθηγητές Μαθηματικών Παπαδόπουλο Ευάγγελο, Χημείας Φράγκο Λάμπρο και τη Φιλόλογο Μουλάκη Ανθούλα.
ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η συγκεκριμένη εργασία, πραγματοποιήθηκε σε τρία διαφορετικά στάδια. Στο πρώτο στάδιο έγινε συλλογή πληροφοριών από τη βιβλιογραφία, αλλά κυρίως από το διαδίκτυο για τη φύση, τα είδη και τις επιπτώσεις των ακτινοβολιών στην υγεία, καθώς και τις εφαρμογές τους στην ιατρική επιστήμη. Στο δεύτερο στάδιο ερευνήθηκε κατά πόσο η τοπική κοινωνία είναι πληροφορημένη για τις επιπτώσεις των ακτινοβολιών στην υγεία κατά τη χρήση τους στην καθημερινότητα και κατά πόσο λαμβάνονται στοιχειώδη μέτρα προστασίας. Τα αποτελέσματα της έρευνας παρουσιάζονται με κατάλληλους πίνακες, αλλά και με διαγράμματα. Τέλος στα πλαίσια της εκπαιδευτικής επίσκεψης στο εργαστήριο Φυσικής Ιατρικής της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων, έγινε προσπάθεια προσέγγισης των μαθητών με τρόπους μέτρησης των ακτινοβολιών και κυρίως της ραδιενέργειας που προέρχονται από διάφορες πηγές του φυσικού και ανθρωπογενούς περιβάλλοντος, με τις οποίες έχουμε συχνή και άμεση επαφή στην καθημερινή ζωή. ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΕΣ ΜΕΡΟΣ 1 Ο Η ΘΕΩΡΙΑ Στις μέρες μας πολύς λόγος γίνεται για τις ακτινοβολίες, που λόγω της ραγδαίας εξέλιξης της τεχνολογίας, ιδιαίτερα αυτής των κινητών τηλεφώνων, μας έχουν γίνει πολύ οικείες προκαλώντας όμως και μια έκδηλη ανησυχία για την επικινδυνότητά τους, αφού και μικρά παιδιά ακόμα κάνουν εκτεταμένη χρήση τους. Η ακτινοβολία είναι ενέργεια σε μορφή κυμάτων ή κινούμενων υποατομικών σωματιδίων. Όταν λέμε ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, κυρίως εννοούμε την ενέργεια που διαδίδεται (ακτινοβολείται) με τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, τα οποία με τη σειρά τους συνίστανται από ένα ηλεκτρικό πεδίο και ένα μαγνητικό πεδίο (ηλεκτρομαγνητικό πεδίο), τα οποία κινούνται ταυτόχρονα και κάθετα μεταξύ τους, από την πηγή που τα παρήγαγε προς κάθε κατεύθυνση στο χώρο και χωρίς να έχουν ανάγκη κάποιου μέσου διαδόσεως, όπως συμβαίνει π.χ. με τα ηχητικά κύματα. Κοινό χαρακτηριστικό όλων των ηλεκτρομαγνητικών κυμάτων είναι η ταχύτητα, 300.000 χιλιόμετρα το δευτερόλεπτο στο κενό, ενώ αυτό που τα διαφοροποιεί είναι η συχνότητα (ή το μήκος κύματος).
ΠΗΓΕΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ Οι πηγές ακτινοβολίας διακρίνονται σε φυσικής και σε ανθρώπινης προέλευσης Φυσικές πηγές ακτινοβολίας είναι η κοσμική ακτινοβολία, η ακτινοβολία υποβάθρου (κατάλοιπο της δημιουργίας του Σύμπαντος κατά την κρατούσα θεωρία της Μεγάλης Εκρήξεως) και η ηλιακή ακτινοβολία. Οι ανθρώπινης προέλευσης ακτινοβολίες προέρχονται από πάσης φύσεως ηλεκτρικές και ηλεκτρονικές συσκευές, είτε αυτές χρησιμοποιούνται σε καθημερινή βάση (ηλεκτρονικοί υπολογιστές, κινητά τηλέφωνα, κεραίες τηλεπικοινωνίας κ.α.), είτε έχουν εξειδικευμένη χρήση (λέιζερ, αξονικός τομογράφος, ραδιενέργεια, κ.α.). Θα πρέπει πάντως να υπογραμμίσουμε ότι από την ανακάλυψη του ηλεκτρικού ρεύματος και την χρησιμοποίησή του από τον Έντισον το 1879 για φωτισμό των πόλεων, και ιδιαιτέρως κατά τη διάρκεια του 20 ού αιώνα, η έκθεση σε τεχνητές πηγές ακτινοβολίας αυξήθηκε ραγδαία, εξαιτίας των απαιτήσεων για ηλεκτρισμό, σε συνδυασμό με την καταιγιστική ανάπτυξη της ασύρματης τεχνολογίας και των εφαρμογών της. Ο ανθρώπινος οργανισμός δεν αντιλαμβάνεται άμεσα όλες τις συχνότητες της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας επειδή δεν διαθέτει τα κατάλληλα αισθητήρια όργανα. Το ορατό φως, μια στενή περιοχή τού φάσματος, το αντιλαμβάνεται επειδή στον αμφιβληστροειδή χιτώνα του ματιού υπάρχουν ειδικά κύτταρα. Η λοιπή ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία λοιπόν ούτε φαίνεται, ούτε μυρίζει, ούτε ακούγεται, ούτε μπορούμε να την αισθανθούμε, και αυτό την καθιστά ενδεχομένως πλέον ύπουλη και πλέον επικίνδυνη. Ωστόσο υπάρχουν κατάλληλες συσκευές με τις οποίες την ανιχνεύουμε και την μετράμε. ΕΙΔΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ Μια βασική διάκριση όλων αυτών των συχνοτήτων είναι το εάν προκαλούν ή όχι ιονισμό της ύλης, οπότε αντιστοιχούν στις λεγόμενες ιονίζουσες ακτινοβολίες και στις μη ιονίζουσες αντίστοιχα. Μη ιονίζουσες είναι οι ακτινοβολίες χαμηλών συχνοτήτων στις οποίες περιλαμβάνονται οι ραδιοφωνικές, οι τηλεοπτικές, των επικοινωνιών (κινητής σταθερής), των μικροκυμάτων (φούρνοι μικροκυμάτων), μέχρι και οι υπεριώδεις μικρής συχνότητας. Οι ιονίζουσες ακτινοβολίες, είναι οι υπεριώδεις υψηλής συχνότητας, οι ακτίνες Χ και οι ακτίνες γ, αλλά και οι σωματιδιακές ακτινοβολίες α (πυρήνων του στοιχείου Ήλιον) και β (θετικών και αρνητικών ηλεκτρονίων) που εκπέμπονται κατά την εκδήλωση της ραδιενέργειας τύπου α ή β, όπως λέγεται αντίστοιχα, αλλά και η φυσική κοσμική ακτινοβολία που κυριαρχεί σε μεγάλα ύψη.
ΜΗ ΙΟΝΙΖΟΥΣΕΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΕΣ Πηγές μη ιονιζουσών ακτινοβολιών και αντίστοιχες επιπτώσεις Ακτινοβολία (ELF) Η ακτινοβολία ELF, εξαιρετικά χαμηλής συχνότητας, 50-60 Hz, παράγεται από τα ηλεκτροφόρα καλώδια μεταφοράς χαμηλής και υψηλής τάσης, τους μετασχηματιστές παντός τύπου, την ηλεκτρική καλωδίωση, τον ηλεκτρικό οικιακό εξοπλισμό και τους ηλεκτρικούς κινητήρες. Δεν έχει αποδειχθεί η ανθυγιεινή επίδραση των ηλεκτρικών και μαγνητικών πεδίων αυτών των συχνοτήτων στους ανθρώπους. Άλλωστε οι εντάσεις των πεδίων αυτών σε θέσεις παραμονής ανθρώπων είναι πολύ μικρότερες από τα επιτρεπόμενα όρια. Ακτινοβολία ραδιοσυχνοτήτων (RF) και μικροκυμάτων (MW) Οι πηγές ακτινοβολίας RF και MW περιλαμβάνουν τις κεραίες των ραδιοφωνικών και τηλεοπτικών σταθμών, τα ραντάρ, τα ασύρματα δίκτυα, τα συστήματα μικροκυματικών ζεύξεων, τα συστήματα δορυφορικών επικοινωνιών, τα συστήματα επικοινωνίας αστυνομίας, στρατού, πυροσβεστικής, αεροπορίας, ναυσιπλοΐας, τα κινητά τηλέφωνα και τους σταθμούς κινητής τηλεφωνίας. Ειδικά οι επιπτώσεις της ακτινοβολίας της κινητής τηλεφωνίας στην υγεία των ανθρώπων έχει απασχολήσει πλήθος ερευνητών επί πολλά χρόνια και όχι αδικαιολόγητα, αφού καμιά άλλη ακτινοβολία δεν έχει την μαζικότητα αυτής. Σε σχέση με την επικινδυνότητα των ακτινοβολιών της κινητής τηλεφωνίας θα πρέπει να λάβουμε υπ όψιν τα εξής : την μεγάλη ποικιλία και ιδιαιτερότητα των κινητών τηλεφώνων. την προσαρμοστικότητα της ισχύος της εκπομπής τους ανάλογα με την ποιότητα τού σήματος που δέχονται από το σταθμό βάσης. Όταν το κινητό τηλέφωνο δέχεται ισχυρό σήμα, τότε εκπέμπει αναπτύσσοντας μικρή ισχύ για την επικοινωνία με τον αντίστοιχο σταθμό βάσης, και το αντίστροφο, ασθενές σήμα λήψης σημαίνει μεγάλη ισχύ στην εκπεμπόμενη απ το κινητό ακτινοβολία. την διαφορετική φυσιολογία του κάθε ανθρώπου, η οποία διαφοροποιείται και ανάλογα με την ηλικία, με ευπαθέστερες τις μικρότερες ηλικίες την διαφορετική διάρκεια χρήσης Μολονότι η επιστημονική έρευνα μέχρι σήμερα τουλάχιστον δεν κατέδειξε απολύτως ότι οι μη ιονίζουσες ακτινοβολίες προκαλούν οπωσδήποτε βλάβες στους ζωντανούς οργανισμούς, εν τούτοις η λαϊκή σοφία της παροιμίας «κάλλιο γαϊδουρόδενε παρά γαϊδουρογύρευε» βρίσκει εν προκειμένω την απόλυτη εφαρμογή της. Όσο ελάχιστες και αν αποδειχθεί στο μέλλον ότι είναι οι επιπτώσεις των ραδιοκυμάτων, αλλά και των υπολοίπων μη ιονιζουσών ακτινοβολιών στην υγεία των ανθρώπων, οι ασφαλέστερες δόσεις που μπορεί να πάρει κανείς από αυτές είναι οι μηδενικές, πολύ περισσότερο επειδή οι δόσεις αυτές είναι προσθετικές, η κάθε επόμενη δηλαδή προστίθεται στις προηγούμενες. Έτσι μέχρι ν αποδειχθεί απολύτως ότι οι ακτινοβολίες αυτές δεν είναι επιζήμιες για τον οργανισμό μας, θα πρέπει να είμαστε φειδωλοί στη χρήση των συσκευών πού τις παράγουν και να λαμβάνομε τα ενδεικνυόμενα μέτρα προστασίας, ιδιαίτερα για τους αναπτυσσόμενους οργανισμούς, όπως είναι τα έμβρυα, τα νεογέννητα και
τα παιδιά. τηλεφώνων. Αναφέρουμε μερικές πρακτικές συμβουλές σχετικά με τη χρήση των κινητών Να μη χρησιμοποιούνται καθόλου τα κινητά τηλέφωνα από παιδιά τού Δημοτικού Σχολείου ή μικρότερα. Να χρησιμοποιούνται, αν είναι αναγκαίο, με μεγάλη σύνεση όμως, από τα παιδιά του Γυμνασίου και του Λυκείου. Οι γυναίκες, ιδιαίτερα κατά τους πρώτους μήνες της εγκυμοσύνης τους να τα αποφεύγουν όσο γίνεται. Ομοίως να αποφεύγουν τη χρήση του κινητού όσοι υποστηρίζονται από βηματοδότη. Οι ευάλωτες ομάδες (παιδιά, εγκυμονούσες γυναίκες, χρήστες βηματοδοτών) να αποφεύγουν την παραμονή τους κοντά σε κεραίες. Να προτιμάται το σταθερό τηλέφωνο, εάν υπάρχει διαθέσιμο, έναντι του κινητού. Να ελαχιστοποιείται ο χρόνος συνομιλίας με τα κινητά. Να προτιμώνται τα μηνύματα, εάν με αυτά είναι δυνατή η επικοινωνία. Να χρησιμοποιούνται hands free, blue tooth και η ανοικτή ακρόαση. Να αποφεύγεται η τοποθέτηση του κινητού κοντά στην καρδιά, τον εγκέφαλο και τα γεννητικά όργανα. Να μη τοποθετούμε το κινητό κοντά στο μαξιλάρι, εάν κοιμόμαστε και πρέπει να το έχομε ενεργοποιημένο. Να αποφεύγεται η χρήση του κινητού τηλεφώνου κατά την οδήγηση. Άλλωστε είναι η μόνη περίπτωση που αποδεικνύεται ότι το κινητό τηλέφωνο κάνει κακό με την πρόκληση ατυχημάτων και όχι με την ακτινοβολία του βέβαια. Σε αρκετά υψηλές εντάσεις και οι δύο ακτινοβολίες βλάπτουν τους ιστούς κυρίως εξ' αιτίας της θέρμανσης που τους προκαλούν, αν και η εκτίμηση των επιπτώσεων στην υγεία από τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία, χαρακτηρίζεται από μεγάλο βαθμό αβεβαιότητας. Υπέρυθρη ακτινοβολία(ir) Πηγές ακτινοβολίας IR αποτελούν οι φούρνοι, οι ηλεκτρικοί λαμπτήρες θερμότητας, και τα λέιζερ IR. Η ακτινοβολία αυτή γίνεται αντιληπτή κυρίως από την θέρμανση που προκαλεί. Έτσι το δέρμα και τα μάτια απορροφούν την υπέρυθρη ακτινοβολία ως θερμότητα. Ορατή ακτινοβολία Ο ήλιος είναι η σημαντικότερη πηγή, αλλά και το πλήθος και η ποικιλία των ηλεκτρικών λαμπτήρων, πυρακτώσεως και φθορισμού δεν είναι ευκαταφρόνητα. Οι διαφορετικές ορατές συχνότητες του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος "θεωρούνται" από τα μάτια μας ως διαφορετικά χρώματα. Ακόμα και η ορατή ακτινοβολία, γνωστή ως φως, μπορεί να βλάψει τα μάτια και το δέρμα όταν είναι έντονη, γι αυτό χρησιμοποιούμε γυαλιά ηλίου. Υπεριώδης ακτινοβολία(uv) Οι πηγές της UV ακτινοβολίας περιλαμβάνουν τον ήλιο, τα μαύρα φώτα, τις συσκευές οξυγονοκόλλησης, και τα UV λέιζερ. Τα φωτόνια της υπεριώδους ακτινοβολίας έχουν υψηλή ενέργεια, λόγω της υψηλής συχνότητάς τους και αυτή είναι ιδιαίτερα επικίνδυνη, μη περιοριζόμενη μόνο στη θέρμανση του σώματος πού την απορροφά, αλλά μπορεί να προκαλέσει βλάβες στα κύτταρα του δέρματος που μπορεί να οδηγήσουν ακόμα και σε καρκίνο. Άλλωστε μια περιοχή της υπεριώδους ακτινοβολίας ανήκει στις ιονίζουσες.
Ακτινοβολία λέιζερ Η ακτινοβολία αυτή παράγεται από τις ομώνυμες συσκευές, οι οποίες στην πραγματικότητα δρουν σαν ενισχυτές αντίστοιχων μονοχρωματικών ακτινοβολιών. Τα λέιζερ εκπέμπουν UV, ορατές και IR ακτινοβολίες και μπορούν να επιφέρουν ζημιές κυρίως στα μάτια και στο δέρμα, είτε με θερμική δράση, οπότε εκφυλίζονται οι πρωτεΐνες, είτε με φωτοχημική δράση, οπότε επέρχονται αλλοιώσεις των χαρακτηριστικών των μορίων. Επιπτώσεις μη ιονιζουσών ακτινοβολιών στον άνθρωπο Στο ανθρώπινο σώμα κυκλοφορούν ηλεκτρικά ρεύματα, τα οποία είναι απαραίτητα για τις φυσιολογικές λειτουργίες του οργανισμού. Όλες οι δομές του νευρικού συστήματος π.χ. λειτουργούν μεταδίδοντας παλμικά ηλεκτρικά σήματα, ενώ σχεδόν όλες οι βιοχημικές αντιδράσεις, από την πέψη μέχρι την εγκεφαλική λειτουργία, περιλαμβάνουν ηλεκτρικές διεργασίες. Επίσης είναι γνωστό ότι οι ιστοί περιέχουν κατά 70% νερό, τα μόρια του οποίου είναι σαν ηλεκτρικά δίπολα. Εύλογο είναι επομένως, ότι η διείσδυση ενός ηλεκτρομαγνητικού πεδίου στον οργανισμό και η αλληλεπίδρασή του με τα δίπολα αυτά, ή με τα φυσικά πεδία του οργανισμού, είναι δυνατόν να προκαλέσει επιπλοκές, έστω και μακροπρόθεσμα. Θα πρέπει δε να σημειώσουμε ότι η απορρόφηση μιας ακτινοβολίας από το ανθρώπινο σώμα, εξαρτάται και από την συχνότητα της ακτινοβολίας. Έτσι η μικροκυματική ακτινοβολία απορροφάται κοντά στο δέρμα, ενώ τα ραδιοκύματα διεισδύουν βαθύτερα στο σώμα και απορροφούνται από τα όργανα που βρίσκονται στο εσωτερικό του. Γενικώς η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία έχει θερμικές επιπτώσεις στον άνθρωπο. Καθώς διεισδύει μέχρι μικρού βάθους βέβαια στο σώμα, απορροφάται και προκαλεί κίνηση των μορίων, τα οποία με τις τριβές και τις κρούσεις εν συνεχεία προκαλούν αύξηση της θερμοκρασίας των ιστών. Αλλά επίσης έχει μη θερμικές επιπτώσεις, οι οποίες αναφέρονται στην βιολογική δράση της ακτινοβολίας στη λειτουργία των συστατικών των κυττάρων, αν και δεν είναι γνωστός ο μηχανισμός με τον οποίο η ακτινοβολία δρα στα κύτταρα. Ίσως επηρεάζουν τη ροή του ασβεστίου δια μέσου των τοιχωμάτων των κυττάρων, πράγμα που σημαίνει ότι είτε διευκολύνουν την πρόοδο υπαρχόντων ήδη για άλλους λόγους καρκίνων, είτε μειώνουν την ικανότητα αντίστασης των κυττάρων στη γένεση ενός καρκίνου. Οι μη-θερμικές επιπτώσεις θεωρούνται και οι πιο σημαντικές από βιολογικής / ιατρικής σκοπιάς και δεν καλύπτονται από τα όρια ασφαλείας που έχουν θεσπισθεί, επειδή δεν είναι άμεσα μετρήσιμες με κάποιο όργανο. Είναι αυτονόητο ότι οι επιπτώσεις, όποιες κι αν είναι αυτές, εξαρτώνται τόσο από το εάν είναι ισχυρή ή ασθενής η ακτινοβολία, από τον χρόνο επί τον οποίο εκτίθεται ένας οργανισμός σ αυτή, και από το πόσο απέχει αυτός από την πηγή της ακτινοβολίας.
ΙΟΝΙΖΟΥΣΕΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΕΣ Όπως ήδη αναφέρθηκε το χαρακτηριστικό των ακτινοβολιών αυτών είναι ότι προκαλούν ιονισμό της ύλης και δημιουργία ιόντων με την απόσπαση ηλεκτρονίων από τα άτομά της. Οι ιονίζουσες ακτινοβολίες μπορούν να έχουν φυσική προέλευση ή να είναι ανθρωπογενείς. Στη πρώτη κατηγορία ανήκουν οι ακτινοβολίες από το περιβάλλον (έδαφος, αέρα, νερό, τρόφιμα) και η κοσμική ακτινοβολία, ενώ στη δεύτερη ανήκουν πρωτίστως οι ιατρικές συσκευές (συσκευές ακτίνων Χ, σπινθηρογράφοι, συσκευές ακτίνων γ, εφαρμογές ραδιοϊσοτόπων κλπ), πυρηνικοί αντιδραστήρες, πυρηνικά απόβλητα, δοκιμές πυρηνικών όπλων, αλλά και πολλά οικοδομικά υλικά. Σε όλες αυτές τις περιπτώσεις εκπέμπονται ιονίζουσες ακτινοβολίες, στην κατηγορία των οποίων ανήκουν οι υψηλής συχνότητας ακτίνες Χ και γ, αλλά και οι σωματιδιακές ακτινοβολίες πυρήνων Ηλίου (σωματίδια α), ηλεκτρονίων (β), πρωτονίων και νετρονίων, καθώς επίσης και η κοσμική ακτινοβολία. Σχεδόν όλες αυτές οι ακτινοβολίες παράγονται κατά την εκδήλωση του φαινομένου της ραδιενέργειας Ραδιενέργεια ονομάζεται η ακτινοβολία η οποία εκπέμπεται κατά τη ραδιενεργό αποσύνθεση (διάσπαση) ασταθών πυρήνων (νουκλιδίων) προς σταθερότερους πυρήνες. Η διάσπαση αυτή ακολουθείται από εκπομπή σωματιδίων και (όχι πάντα) ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Τα σωματίδια και η ακτινοβολία συνιστούν τη ραδιενέργεια. Η ραδιενέργεια υπάρχει στη φύση (φυσική ραδιενέργεια) από τότε πού δημιουργήθηκε ο πλανήτης μας, αλλά μπορεί να προκληθεί και τεχνητά με το «βομβαρδισμό» κάποιων βαρέων πυρήνων (με πολλά νετρόνια και πρωτόνια δηλαδή) με ταχέως κινούμενα σωματίδια (βλήματα). Είδη ιονιζουσών ακτινοβολιών Οι διασπάσεις των πυρήνων κατά την ραδιενέργεια, φυσική ή τεχνητή, είναι τριών ειδών και αντίστοιχα προκύπτουν τρία είδη ραδιενεργού ακτινοβολίας: Διάσπαση α : κατά τον τύπο αυτό της ραδιενέργειας εκπέμπονται από τον ασταθή μητρικό πυρήνα πυρήνες του στοιχείου Ήλιον, οι οποίοι ονομάζονται σωμάτια α, και ο αρχικός πυρήνας μετατρέπεται σε πυρήνα άλλου στοιχείου (θυγατρικός). Διάσπαση β: στη περίπτωση αυτή έχουμε εκπομπή ηλεκτρονίου (β-) ή ποζιτρονίου (β+), αντιηλεκτρονίου δηλαδή, από τον μητρικό πυρήνα με την ταυτόχρονη μετατροπή νετρονίου σε πρωτόνιο ή πρωτονίου σε νετρόνιο στο εσωτερικό του. Και σ αυτή τη περίπτωση έχομε μεταστοιχείωση. Ακτινοβολία γ : σ αυτή τη περίπτωση εκπέμπεται ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία εξαιρετικά υψηλής συχνότητας, άρα και ενέργειας, από τον ασταθή αρχικό πυρήνα, ο οποίος έτσι έρχεται σε σταθερή κατάσταση χωρίς να υπάρξει μεταστοιχείωση. Και τα τρία αυτά είδη της ραδιενεργού ακτινοβολίας βρίσκουν εκτεταμένη εφαρμογή κυρίως στην Ιατρική, ώστε να υπάρχει επιστημονικός κλάδος αυτής, η Πυρηνική Ιατρική, αλλά και λόγω της μεγάλης επικινδυνότητάς τους αναπτύχθηκε και νέα επιστήμη, η Ακτινοπροστασία. Οι ακτινοβολίες αυτές ελεγχόμενες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την καταστροφή ανεπιθύμητων ιστών (ραδιοθεραπεία των καρκινικών κυττάρων), ενώ είναι γνωστή και η εκμετάλλευση της ραδιενέργειας για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας στα πυρηνικά
εργοστάσια. Επίσης χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση και τον έλεγχο του πάχους μεταλλικών ή πλαστικών επιφανειών, για τον εντοπισμό διαρροών σωληνώσεων, για τη μέτρηση της στάθμης υγρών ή στερεών σε δεξαμενή, ακόμη χρησιμοποιούνται και για τη συντήρηση ορισμένων τροφίμων, χάρη στη μικροβιοκτόνο δράση των ακτινοβολιών. Στην εικόνα που ακολουθεί φαίνεται η διαφορά στη διεισδυτική ικανότητα της σωματιδιακής ακτινοβολίας α, της σωματιδιακής ακτινοβολίας β και της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας γ. Η πρώτη απορροφάται από ένα φύλλο χαρτιού, η δεύτερη από φύλλο αλουμινίου πάχους αρκετών εκατοστών, ενώ η τελευταία απορροφάται από τσιμέντο πάχους πολλών εκατοστών. Υπάρχουν δε και σωματίδια που παράγονται κατά τις πυρηνικές αντιδράσεις με πολύ μεγαλύτερη διεισδυτική ικανότητα. Ακτινοβολία του εδάφους Η ακτινοβολία από το έδαφος οφείλεται στο φαινόμενο της φυσικής ραδιενέργειας, της αυθόρμητης δηλαδή διάσπασης των ασταθών πυρήνων κάποιων ραδιενεργών στοιχείων, τα οποία αποτελούν συστατικά του φλοιού της Γης. Πρόκειται για τα ραδιενεργά στοιχεία ράδιο, ουράνιο, θόριο, κάλιο, ραδόνιο κ.α., τα οποία απαντώνται στο έδαφος, στο νερό, στον αέρα, στους ζώντες οργανισμούς, στις τροφές και στα οικοδομικά υλικά. Η φυσική αυτή ακτινοβολία είναι πιο έντονη σε υπόγειους χώρους όπως είναι τα σπήλαια, τα ορυχεία, αλλά και τα τα υπόγεια των κτιρίων. Κοσμική ακτινοβολία Πρόκειται για ηλεκτρομαγνητική αλλά και σωματιδιακή ακτινοβολία υψηλής ενέργειας που φτάνει στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας προερχόμενη κυρίως από τον ήλιο, αλλά και από άλλα ουράνια σώματα. Επομένως, αφ ενός κατά την έντονη δραστηριότητα του ηλίου επιτείνεται και αυτή, ενώ θα αυξάνει και καθ ύψος. Όταν εισέρχεται στην ατμόσφαιρα, η κοσμική ακτινοβολία αλληλεπιδρά με πυρήνες ατόμων που βρίσκονται σ αυτή και προκαλεί δευτερογενώς την παραγωγή άλλων ταχέως κινουμένων σωματιδίων (ηλεκτρόνια πρωτόνια, νετρόνια, μεσόνια, μιόνια κ.λ.π.), τα οποία μαζί με την υψηλής ενέργειας ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, φτάνουν μέχρι την επιφάνεια της γης. Κατά την αλληλεπίδραση αυτή, κοσμικής ακτινοβολίας και ατμόσφαιρας, παράγονται επίσης ραδιενεργοί πυρήνες ηλίου-3, βηρυλίου-7, άνθρακα-14, νατρίου-22 κ.λ.π., οι οποίοι συμβάλλουν και αυτοί στην αύξηση της ραδιενεργού ακτινοβολίας που προσβάλλει τους οργανισμούς και έχει φυσική προέλευση. Πάντως η κοσμική ακτινοβολία καθώς διέρχεται μέσα από τα στρώματα της ατμόσφαιρας απορροφάται σε κάποιο βαθμό από αυτή, η έντασή
της μειώνεται σταδιακά και τελικά αυτή που φτάνει στο επίπεδο της επιφάνειας της θάλασσας είναι εκατοντάδες φορές εξασθενημένη. Ακτίνες Χ Οι ακτίνες Χ είναι αόρατη ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, μήκους κύματος πολύ μικρότερου από αυτό των ορατών ακτινοβολιών και συγκρίσιμου με τις διαστάσεις των ατόμων. Η ενέργεια που μεταφέρουν οι ακτίνες αυτές είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή των υπεριωδών ακτίνων, ιδιαίτερα οι σκληρές λεγόμενες ακτίνες, πράγμα που τις κάνει ικανές να διαπερνούν το ανθρώπινο σώμα αλλά και γι αυτόν ακριβώς το λόγο είναι αξιοποιήσιμες κυρίως από την ιατρική για διάφορες διαγνώσεις. Πρόκειται για ακτινοβολία, η οποία ανακαλύφθηκε τυχαία από τον Γερμανό νομπελίστα φυσικό Ρέντγεν το 1895, και έκτοτε έτυχε ευρύτατης αξιοποίησης λόγω της διαφορετικής απορρόφησής της από τους ιστούς ή τα οστά. Σχεδόν όλοι οι άνθρωποι χρειάζεται κάποτε να υποβληθούμε σε μια ακτινογραφία θώρακος. Οι ακτίνες Χ παράγονται κυρίως τεχνητά με κατάλληλες συσκευές (ακτινολογική λυχνία) και η χρήση τους είναι τόσο διαδεδομένη κυρίως στην Ιατρική (ακτινογραφίες, ακτινοσκοπήσεις, αξονική τομογραφία), ώστε υπάρχει ιατρική ειδικότητα, αυτή του ακτινολόγου ιατρού. Μάλιστα οι ακτίνες αυτές, σε συνδυασμό με τις άλλες χρησιμοποιούμενες για ιατρικούς λόγους ιονίζουσες ακτινοβολίες, κατέστησαν αναγκαία την ύπαρξη Ακτινοφυσικών στα διάφορα επιστημονικά εργαστήρια, επιφορτισμένο με πληθώρα υποχρεώσεων, από απλή τήρηση αρχείων έως ερευνητικές δραστηριότητες. Αλλά και στη βιομηχανία χρησιμοποιούνται οι ακτίνες Χ, για ανίχνευση κοιλοτήτων, ραγισμάτων ή άλλων ελαττωμάτων στο εσωτερικό μεταλλικών αντικειμένων. Τέλος, να αναφέρουμε ότι με τη βοήθεια ακτίνων Χ κοσμικής, φυσικής δηλαδή προέλευσης, ερευνάται ποιοτικά και ποσοτικά η ύπαρξη της περίφημης σκοτεινής ύλης τού Σύμπαντος. Από τα παραπάνω γίνεται φανερό ότι πράγματι ο πλανήτης μας, και ότι υπάρχει επάνω του ή και μέσα του, βρίσκεται στο έλεος των ακατάπαυστων βομβαρδισμών πάσης φύσεως και πάσης προελεύσεως ακτινοβολιών. Επιπτώσεις από ιονίζουσες ακτινοβολίες Σε αντίθεση με τις μη ιονίζουσες, οι επιπτώσεις των ιονιζουσών ακτινοβολιών είναι αποδεδειγμένα επιβλαβείς. Ήδη από την δεκαετία του 30 οι Κιουρί και άλλοι διάσημοι φυσικοί ανέφεραν σε συγγράμματά τους τις παρατηρήσεις τους για τις επιπτώσεις της ακτινοβολίας στον άνθρωπο, των τότε χρησιμοποιούμενων συσκευών ακτινοβόλησης και των εφαρμογών τους στην ιατρική για διαγνωστικούς και θεραπευτικούς σκοπούς. Άλλωστε η ίδια η Μαρία Κιουρί ασθένησε και τελικά υπέκυψε από τις ακτινοβολίες αυτές, αφού προηγουμένως, με αυτές ακριβώς τις ακτινοβολίες, βοήθησε χιλιάδες ασθενείς και τραυματίες κατά την διάρκεια του Α Παγκοσμίου Πολέμου. Χρειάστηκαν να πέσουν όμως οι ατομικές βόμβες στη Χιροσίμα και το Ναγκασάκι (1945) για να γίνει συνειδητός ο κίνδυνος της ραδιενέργειας, ενώ το πυρηνικό ατύχημα του Τσερνομπίλ (1986) δικαίωσε τις ανησυχίες για τις επιπτώσεις των ραδιενεργών ακτινοβολιών στην υγεία των ανθρώπων και όχι μόνο.
Όταν οι ακτίνες Χ, και οι άλλες ιονίζουσες ακτινοβολίες απορροφηθούν από τους ιστούς, διασπούν τους μοριακούς δεσμούς και δημιουργούν ελεύθερες ρίζες (φορτισμένα συγκροτήματα ατόμων), που με τη σειρά τους μπορεί να διαταράξουν τη μοριακή δομή των πρωτεϊνών και ειδικά του γενετικού υλικού (DNA, RNA). Παρεμποδίζουν επίσης τη δράση των ενζύμων και βλάπτουν το μεταβολισμό επιδρώντας δραστικά στις βιοχημικές διαδικασίες. Είναι δυνατόν το κύτταρο που έχει υποστεί βλάβη από την ακτινοβολία να επιβιώσει, ωστόσο μπορεί να δώσει πολλές γενεές μεταλλαγμένων κυττάρων. Αν οι αλλαγές στο DNA αφορούν γονίδια που ελέγχουν το ρυθμό πολλαπλασιασμού των κυττάρων, μπορεί να προκληθεί καρκίνος. Πιθανόν η υπερβολική έκθεση ενός οργανισμού σε τέτοια ακτινοβολία να προκαλέσει μεταβολές στα γενετικά κύτταρα, οπότε, ο ίδιος μεν ο οργανισμός θα παραμείνει ενδεχομένως υγιής, συμπτώματα όμως ασθενειών, όπως καρκίνος (π.χ. θυρεοειδούς, πνευμόνων, μαστού, λευχαιμία) ή καταρράκτη των οφθαλμών θα εκδηλώσουν σίγουρα οι απόγονοί του. Αυτό που καθιστά χειρότερα όμως και πλέον ύπουλα τα διάφορα ραδιενεργά υλικά, είναι το μακροχρόνιο της δράσης τους, αφού έχουν χρόνους ημιζωής τεράστιους, ώστε μέχρι να πάψουν να είναι επικίνδυνα, πρέπει να περάσουν εκατονταετίες ή ακόμα και χιλιετίες. Ακόμα ενοχοποιείται η ραδιενέργεια που προκλήθηκε από την ρίψη των ατομικών βομβών πριν από 70 χρόνια στην Ιαπωνία, για την εμφάνιση ακόμα και σήμερα πολλών ασθενειών. Το ίδιο ισχύει και για τη διαρροή της ραδιενέργειας κατά το ατύχημα του Τσερνομπίλ. Παρ όλες τις προσπάθειες να τεθούν υπό έλεγχο οι πυρηνικές δοκιμές και μολονότι γίνονται «υπόγεια» (η Ινδία και το Πακιστάν έκαναν τις τελευταίες δοκιμές τους το 1998), τα παράγωγά τους όμως διαχεόμενα στο έδαφος και στην ατμόσφαιρα θα μας συντροφεύουν για πολλά χρόνια. Άλλωστε η εκτόξευση των τιμών των υγρών καυσίμων, τεχνητά ή για πραγματικούς λόγους, ευνοεί την ανάπτυξη πυρηνικών αντιδραστήρων για παραγωγή ενέργειας με επακόλουθο την αύξηση των πυρηνικών αποβλήτων και φυσικά τον πολλαπλασιασμό των κινδύνων από τη ραδιενέργεια για πολλούς λόγους. Στον παρακάτω πίνακα, τον οποίο δανειστήκαμε από τα πρακτικά εργασιών συνεδρίου με θέμα «ακτινοβολίες και άνθρωπος» της Ένωσης Ελλήνων Φυσικών, φαίνονται οι τιμές των δόσεων ακτινοβολίας πού παίρνουμε με διάφορες ιατρικές εξετάσεις, ο χρόνος μέσα στον οποίο θα παίρναμε τις ίδιες δόσεις από το περιβάλλον, καθώς και η πιθανότητα εμφάνισης θανατηφόρου καρκίνου. Είδος Διαγνωστικής εξέτασης Τυπική τιμή ενεργού δόσης (msv) Τιμές ισοδύναμου χρόνου ακτινοβολίας υποβάθρου* Τιμές πιθανότητας εμφάνισης θανατηφόρου καρκίνου ** Με ακτίνες Χ Ακτινογραφία θώρακα (μονή-οπ) 0.02 3 ημέρες 1 ανά εκατομμύριο Ακτινογραφία κρανίου 0.07 11 ημέρες 1 ανά 300.000 Ακτινογραφία αυχενικής μοίρας 0.08 2 εβδομάδες 1 ανά 200.000
Ακτινογραφία ισχίου 0.3 7 εβδομάδες 1 ανά 67.000 Ακτινογραφία οσφυϊκής μοίρας 1.3 7 μήνες 1 ανά 15.000 Μαστογραφία 0.2 1 μήνας 1 ανά 100.000 Αξονική τομογραφία κρανίου 2 1 έτος 1 ανά 10.000 Αξονική τομογραφία θώρακα 8 3.6 έτη 1 ανά 2.500 Αξονική κοιλιάς/λεκάνης Με ραδιοϊσότοπα τομογραφία 10 4.5 έτη 1 ανά 2.000 Αερισμός πνευμόνων ( 81 Kr) 0.1 2.4 εβδομάδες 1 ανά 200.000 Αιμάτωση πνευμόνων ( 99 Tc) 1 6 μήνες 1 ανά 20.000 Σπινθηρογράφημα οστών ( 99 Tc) 4 2.3 έτη 1 ανά 5.000 Σπινθηρογράφημα καρδιάς ( 99 Tc) Σπινθηρογράφημα (Τl) δυναμικό μυοκαρδίου 6 2.7 έτη 1 ανά 3.300 18 8 έτη 1 ανά 1.100 Δόσεις πού δέχεται επιβάτης αεροπλάνου σε αεροπορικό ταξίδι Αθήνα Ν. Υόρκη 0.09 2 εβδομάδες 1 ανά 200.000 Λονδίνο Σικάγο 0.06 1.5 εβδομάδες 1 ανά 400.000 * Το μέγεθος αυτό δείχνει το χρόνο που χρειάζεται για να λάβει κανείς την ίδια δόση, εάν εκτιθόταν μόνο στην ακτινοβολία περιβάλλοντος (μια μέση τιμή). Η μέση τιμή της ακτινοβολίας περιβάλλοντος για τη Μ. Βρετανία, απ όπου προέρχονται και οι τιμές του ανωτέρω πίνακα, είναι 2.2 msv ανά έτος. Τοπικές τιμές κυμαίνονται από 1.5 έως 7.5 ανά έτος. ** Προσεγγιστικές τιμές πιθανότητας εμφάνισης θανατηφόρου καρκίνου για ολόκληρη τη ζωή ανθρώπου από 16 69 ετών. Για μικρότερους ασθενείς οι τιμές αυτές πρέπει να πολλαπλασιάζονται επί 2, ενώ για γηραιότερους ασθενείς να διαιρούνται διά 5. Ακολουθεί πίνακας όπου εμφαίνονται διάφορες περιπτώσεις αύξησης της πιθανότητας θανάτου κατά μία στο εκατομμύριο.
Κατάσταση Ακτινογραφία θώρακος 2 μήνες διαμονή στο Ντένβερ (είναι η πρωτεύουσα και η πιο πολυπληθής πόλη της πολιτείας των ΗΠΑ, Κολοράντο. Έχει πληθυσμό 600.158 κατοίκους και ιδρύθηκε το 1858 ως πόλη ορυχείων.) Αιτία Ακτινοβολία Ακτινοβολία 300 χιλιόμετρα οδήγηση αυτοκινήτου Ατύχημα 2000 χιλιόμετρα πτήσης με αεροπλάνο Ατύχημα Καπνίζοντας 1.5 τσιγάρα την ημέρα Ζώντας 2 έτη με καπνιστή Τρώγοντας 100 γεύματα κρέας ψητό στα κάρβουνα Πίνοντας 30 αναψυκτικά σόδας διαίτης Πίνοντας 500 ml κρασί Καρκίνος Καρκίνος Καρκίνος Καρκίνος Κίρρωση
ΜΕΡΟΣ 2 Ο Η ΕΡΕΥΝΑ Στα πλαίσια της έρευνας στην τοπική κοινωνία της περιοχής μας μοιράσαμε το παρακάτω ερωτηματολόγιο: ΓΕΛ ΠΑΡΑΜΥΘΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΑΓΩΓΗΣ ΥΓΕΙΑΣ ΑΠΟ ΜΑΘΗΤΕΣ ΤΗΣ Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΡΩΤΗΜΑΤΟΛΟΓΙΟ Φύλο: άρρεν θήλυ Ηλικία: 1 Ποιες από τις παρακάτω συσκευές πιστεύετε ότι εκπέμπουν ακτινοβολία; Φούρνος μικροκυμάτων Τηλεόραση Ασύρματο τηλέφωνο Υπολογιστής Ρούτερ Λάμπες φθορίου Ραδιόφωνο Κινητό τηλέφωνο 2. Πόσο χρόνο καθημερινά χρησιμοποιείτε το κινητό τηλέφωνο; Μέχρι μια ώρα 1-2 ώρες 2-3 ώρες πάνω από 3 ώρες 3. Αισθανθήκατε ποτέ κάποια ενόχληση από τη χρήση του κινητού τηλεφώνου; Ναι όχι 4. Αν ναι ποια; 5. Πόσο χρόνο μπορείτε να αντέξετε χωρίς τη χρήση του κινητού τηλεφώνου; 6. Απενεργοποιείτε τις συσκευές όταν δεν τις χρησιμοποιείτε; Ναι όχι 7. Υποβληθήκατε σε ιατρικές εξετάσεις με χρήση ακτινοβολιών; ( ακτινογραφία, αξονική κτλ) Ναι όχι 8. Αν ναι πόσες φορές; 9. Έχετε κάνει χρήση ακτινοβολιών για θεραπευτικούς σκοπούς; Ναι όχι 10. Γνωρίζετε ότι οι ακτινοβολίες έχουν επιπτώσεις και σε άλλους ζωντανούς οργανισμούς; Ναι όχι 11. Πιστεύετε ότι παίρνετε μέτρα προστασίας από τις ακτινοβολίες; Ναι όχι Τα αποτελέσματα της έρευνάς μας φαίνονται παρακάτω:
10 έως 20 20 έως 30 30 έως 40 40 έως 50 50 έως 60 60 έως 70 1) Φύλλο ατόμων έρευνας άρρεν θήλυ 2) ΗΛΙΚΙΑ ΑΤΟΜΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΟΣ 35 30 25 20 15 10 5 0 10 έως 20 20 έως 30 30 έως 40 40 έως 50 50 έως 60 60 έως 70
3) Αισθανθήκατε ποτέ κάποια ενόχληση από τη χρήση του κινητού; ΝΑΙ ΌΧΙ 4) Πόσο χρόνο αντέχετε χωρίς κινητό; 25 20 15 10 5 0 1-2 ημέρες πάνω από 3 ημέρες καθόλου 16 21 17
5) Απενεργοποιείτε τις συσκευές όταν δεν τις χρησιμοποιείτε; ΝΑΙ ΌΧΙ 6) Υποβληθήκατε ποτέ σε ιατρικές εξετάσεις με χρήση ακτινοβολίας; ΝΑΙ ΌΧΙ
7) Αν ναι, πόσες φορές; πάνω από 3 φορές 1-2 φορές 0 2 4 6 8 10 12 14 1-2 φορές πάνω από 3 φορές Ράβδοι 1 10 13 8) Έχετε κάνει χρήση ακτινοβολιών για θεραπευτικούς σκοπούς; ΝΑΙ ΌΧΙ
9) Γνωρίζετε ότι οι ακτινοβολίες έχουν επιπτώσεις και σε άλλους ζωντανούς οργανισμούς; ΝΑΙ ΌΧΙ 10) Πιστεύετε ότι παίρνετε μέτρα προστασίας από τις ακτινοβολίες; ΝΑΙ ΌΧΙ
ΜΕΡΟΣ 3 Ο Η ΕΚΔΡΟΜΗ ΜΑΣ Στη συνέχεια παραθέτουμε φωτογραφίες από την επίσκεψη που κάναμε στην Ιατρική σχολή του Πανεπιστημίου Ιωαννίνων, στις 18 Απρίλη 2013. Στο εργαστήριο Ιατρικής Φυσικής (διακρίνεται ο καθηγητής Τζον Καλέφ Εζρά)
Στο αμφιθέατρο του Πανεπιστημίου
Στο Εργαστήριο, μέτρηση της ραδιενέργειας