Radiația și Țesutul Viu

1. INTRODUCERE

Interacţiunea radiaţiilor nucleare cu substanţa conduce la aceleaşi fenomene: ionizarea şi excitarea atomilor şi a moleculelor în urma absorbţiei energiei radiaţiei de către substanţa traversată.

Radiaţiile încărcate (, , protonii) produc ionizarea directă pe când radiaţiile neionizante (X, , n) produc ionizarea indirectă prin electroni Compton, fotoelectroni, sau nuclee de recul.

Interacţiunile de bază ale radiaţiilor ionizante cu ţesutul viu sunt aceleaşi ca şi în oricare altă substanţă, rolul important jucându-l fenomenele de ionizare şi excitare ale moleculelor din celule urmată de disocierea acestora. Întreaga energie cedată substanţei de către radiaţie este, în cele din urmă, disipată sub formă de căldură.

Astfel doza mortală de radiaţii X de 500R produce aproximativ 106 ionizări pe celulă. Cum o celulă cuprinde în jur de 1014 atomi aceasta înseamnă un atom ionizat la o sută de milioane de atomi prezenţi.

Unitatea de bază a ţesutului viu este celula. Fiecare celulă are un nucleu care poate fi considerat drept centrul ei de control. Nucleul unei celule este deosebit de nucleul unui atom. Apa constituie 80% dintr-o celulă, restul de 20% fiind compuşi complecşi.

De o importanţă cu totul particulară este compusul numit acid dezoxiribonucleic, ADN, care se găseşte în special în nucleul celulei. ADN-ul controlează structura şi funcţionarea celulei şi produce replicarea sa. Aceste molecule sunt mari şi structurile care le poartă, cromozomii, pot fi văzute la microscop. Deşi modurile în care radiaţia afectează celulele nu sunt pe deplin înţelese, multe dintre ele presupun modificări ale ADN-ului.

Radiaţia poate acţiona în două moduri. O moleculă de ADN se poate ioniza rezultând o modificare chimică directă, sau molecula poate fi modificată indirect prin intermediul unui radical liber din lichidul celulei. În unele cazuri modificarea chimică poate sta la baza unui efect biologic dăunător, datorat fie unui defect puternic localizat, fie unui defect global al cromozomului ce se poate vedea la microscop. Ambele feluri de defecte au fost implicate în tarele genetice şi în dezvoltarea cancerului.

Radiaţiile pătrunzând în organism sunt mai mult sau mai puţin absorbite. Mecanismul absorbţiei radiaţiilor variază în funcţie de natura acestora. Astfel, radiaţiile  sunt complet absorbite de organismele vegetale şi animale pe o adâncime de 0.1 mm. În consecinţă, radionuclizii care le emit nu sunt periculoşi, în afară de cazul când ar fi încorporaţi în organism. Acest lucru se poate întâmpla prin ingestie şi prin inhalare.

Procesul de inhalare al radonului şi descendenţilor acestuia este principalul proces care duce la doza de radiaţie încasată de întreg traiectul respirator şi care poate provoca, în cazul unor doze mărite, un cancer primar bronho-pulmonar.

Radiaţiile  pot pătrunde în organism circa 1 cm şi deci radionuclizii care le produc sunt periculoşi pentru ţesuturile superficiale şi nu pentru organele interne cu excepţia cazului când sunt de asemenea încorporate în aceste organe. Radiaţiile , X şi neutronii trec prin organismul uman deci radionuclizii care le emit pot fi periculoşi fie înăuntrul, fie în afara corpului.

Studii recente au arãtat cã datoritã tuturor cauzelor de poluare radioactivã, doza de radiaţii pe cap de locuitor a crescut în ultimii 20 de ani de 5 pânã la 10 ori. Printre principalele surse de poluare radiactivã se numãrã:

- utilizarea în industrie, medicinã, cercetare a diferitelor surse de radiaţii nucleare care ca materiale radioactive se pot rãspândi necontrolat în mediu;

- exploatãri miniere radioactive, extragere, prelucrare primarã, transport şi depozitare pot contamina aerul prin gaze şi aerosoli precum şi prin apã prin procesul de spãlare

- metalurgia uraniului sau altor materiale radioactive şi fabricarea combustibilului nuclear, care prin prelucrãri mecanice, fizice, chimice poate cuprinde în cadrul procesului tehnologic şi produşi reziduali gazoşi sau lichizi, transportul, eventual evacuarea lor pot determina contaminarea mediului.

- instalaţii de rafinare şi retratare a combustibilului nuclear

- centrale nuclearoelectrice neexploatate corect

- explozii nucleare experimentale efectuate în aer sau apã pot contamina vecinãtatea poligonului, etc.

Principalele elemente ce contribuie la poluarea radioactivã sunt clasificate şi dupã gradul de radioactivitate dupã cum urmeazã:

- grupa de radiotoxicitate foarte mare: 90Sr, 226Ra, 210 Po, 239Pu

- grupa de radiotoxicitate mare: 45Ca, 89Sr, 140Ba, 131I, Unatural

- grupa de radiotoxicitate medie: 24Na, 32P, 60Co, 82Br, 204Tl, 22Na, 42K