Jako można chronić się przed promieniowaniem radioaktywnym?

Wojna na Ukrainie oraz plany rozbudowy energetyki jądrowej w Polsce rodzą wśród społeczeństwa wiele obaw, mniej lub bardziej uzasadnionych. Czy w razie wypadku możemy jakoś chronić się przed promieniowaniem? To pytanie dręczy sporą część ludzi. Aby nie ulegać panice i pochopnym decyzjom, np. o prewentywnym przyjmowaniu tabletek z jodem, warto pogłębić wiedzę o radiacji i jej oddziaływaniu na człowieka.

Nie jest prawdą, że promieniowanie jonizujące jest zawsze szkodliwe. Każdy z nas, praktycznie codziennie podlega tzw. promieniowaniu tła, które stale obecne jest w środowisku. Jego część pochodzi z całkowicie naturalnych źródeł, np. pierwiastków promieniotwórczych obecnych w skorupie ziemskiej, jonów nieustannie docierających do nas z kosmosu, a nawet wody i składników żywieniowych zawierających radioaktywne izotopy węgla i potasu. Decydująca dla zdrowia okazuje się dawka pochłaniana przez organizmy żywe, którą współcześni naukowcy wyrażają w jednostkach zwanych siwertami.

Kiedy promieniowanie staje się niebezpieczne?

Poziom promieniowania tła stale się zwiększa, m.in. wskutek ludzkiej działalności przemysłowej. Jak na razie większości populacji na świecie nie zagraża jednak z tego powodu żadne poważne niebezpieczeństwo. Statystyczny człowiek rocznie pochłania 3 milisiwerty, z czego 2,4 pochodzą ze źródeł naturalnych. Na pozostałe składają się przede wszystkim procedury medyczne, zwłaszcza diagnostyka w formie tomografii komputerowej.

Niestety, trzeba mieć świadomość, że promieniowanie jonizujące, w przeciwieństwie do fal radiowych czy mikrofali (niejonizujące), ma zdolność do rozrywania wiązań elektronowych, a tym samym naruszania struktury atomu. W dużych dawkach może zatem uszkadzać tkanki żywe i jest groźne dla zdrowia i życia większości organizmów, w tym człowieka. Oprócz bezpośrednich fizycznych uszkodzeń może również wywoływać nowotwory.

W sytuacji, gdy dojdzie do uwolnienia większych ilości radioaktywnych izotopów, zagrożenie drastycznie wzrasta. Przykładem takich incydentów jest użycie broni atomowej, awaria elektrowni jądrowej lub wyciek radioaktywnych odpadów. Większość krajów posiada opracowane standardy reagowania w przypadku ewentualnej katastrofy. Mimo to, wielu ludzi preferuje samodzielnie zadbać o bezpieczeństwo swoje i swej rodziny w obliczu czarnego scenariusza.

Rodzaje promieniowania jonizacyjnego

Gdy myślimy o radiacji, mamy zazwyczaj w głowie tajemną, niewidzialną siłę przenikającą nasze tkanki. W rzeczywistości jest wiele typów promieniowania jonizującego, a każde z nich ma nieco inne oddziaływanie na organizmy żywe i wymaga innego typu ochrony.

Promieniowanie alfa składa się z dwóch protonów i dwóch neutronów, więc niesie ze sobą dodatni ładunek. Powstaje m.in. wskutek rozpadu radioaktywnych izotopów, np. uranu (przekształca się w tor) oraz radu (przekształca się w radon). Jest też obecne w promieniowaniu kosmicznym. Promieniowanie alfa nie jest w stanie spenetrować skóry, dlatego nie jest uznawane za niebezpieczne – zablokować je można już za pomocą kartki papieru! Niestety, jeśli dostanie się do wnętrza organizmu z jedzeniem, piciem lub w formie inhalacji jest najbardziej destrukcyjną formą promieniowania i powoduje silne objawy zatrucia. Niszczy chromosomy i jest wysoce rakotwórcze. Przypomnijmy, że to właśnie promieniowanie alfa zostało wykorzystane w 2006 r. do otrucia rosyjskiego dysydenta Aleksandra Litwinienko – podano mu wówczas radioaktywny Polon-210, który w drodze rozpadu przekształca się w ołów, emitując właśnie promieniowanie alfa.

Promieniowanie beta również jest produktem rozpadu promieniotwórczych izotopów. Jest to jednak rozkład innego typu, który emituje falę elektronów lub pozytronów o wysokiej energii i bardzo wysokiej prędkości. Źródłem może być np. stront-90, cez-137, węgiel-14 oraz tryt. Ponieważ promieniowanie beta ma znacznie mniejsze cząsteczki niż alfa (1:7000) oraz negatywny ładunek, znacznie łatwiej przenika przez tkanki. Powoduje przede wszystkim silne poparzenia skóry, a po konsumpcji lub inhalacji również zniszczenia organów wewnętrznych. Promieniowanie beta można jednak zatrzymać za pomocą dość cienkiej ochrony mechanicznej, np. plastikowego arkusza.

Promieniowanie gamma powstaje natychmiast po emisji cząstek alfa i beta z jądra atomu. Nie posiada masy ani ładunku, więc może łatwo penetrować ludzkie ciało. Mimo, że nie zostaje zatrzymane w tkance, powoduje jej zniszczenia, a nawet mutacje DNA. Wszystkie eksplozje nuklearne generują ogromne dawki promieniowania gamma, szczególnie niebezpiecznego dla zdrowia. Na szczęście zatrzymać je może grubsza warstwa gęstego materiału, np. ołowiu lub betonu.

Promieniowanie X jest bardzo podobne do promieniowania gamma, gdyż stanowi falę czystej energii. Wykorzystywane w medycynie do diagnostyki obrazowej (rentgen, tomografia komputerowa), również może mieć negatywny wpływ na tkanki i zwiększa ryzyko rozwoju nowotworów. Stosowane do badań dawki są jednak na tyle małe, że uważane są bezpieczne, a dodatkowo pacjenci noszą ochronę w postaci kamizelek z ołowiu. Promieniowanie X jest przede wszystkim produkowane sztucznie i nie jest zwykle ważnym czynnikiem ryzyka w katastrofach nuklearnych.

Promieniowanie neutronowe powstaje m.in. w procesie rozszczepienia jądra atomowego. Neutrony wybijane są wówczas z jądra atomowego i powodują łańcuchową reakcję dalszego rozpadu. Niestety, bardzo skutecznie niszczą one tkanki miękkie, np. rogówkę oka. Są nawet 10 razy bardziej destrukcyjne dla organizmu niż promienie beta czy gamma. Zatrzymać je mogą tylko materiały zawierające wodę lub węglowodory. Stąd do ochrony stosuje się tkaniny polietylenowe, parafinę, a także specjalny poliester wzbogacany wodą (WEP).

Co dzieje się podczas wybuchu jądrowego?

Promieniowanie nie jest jedynym zagrożeniem związanym z katastrofą nuklearną. Sama eksplozja wiąże się z emisją ogromnej siły uderzeniowej, która w fizyczny sposób niszczy wszystko na swojej drodze. Kolejnym problemem jest ogniowy podmuch, który powoduje drastyczne oparzenia. Sama dawka promieniowania wyemitowanego podczas wybuchu może być na tyle wysoka, że natychmiast zabija żywe organizmy.

Promieniowanie utrzymuje się jednak dłuższy czas po eksplozji i wówczas ochrona jest wysoce wymagana. Zdaniem naukowców dawki radiacji powyżej 1 Gy lub niższe, ale oddziałujące na dużą powierzchnię ciała, w ciągu kilkudziesięciu godzin powodują rozwój choroby popromiennej. Może ona mieć postać łagodną, przejawiającą się głównie zmęczeniem i zmniejszeniem liczby limfocytów we krwi, ale także bardziej gwałtowną, a nawet śmiertelną. W zależności od stopnia ekspozycji/ochrony choroba popromienna może doprowadzić do destrukcji szpiku kostnego (25% śmiertelność), owrzodzeń układu pokarmowego (50-100% śmiertelność) lub uszkodzenia przewodnictwa nerwowego w mózgu (100% śmiertelność).

Jak chronić się przed promieniowaniem radioaktywnym?

Z uwagi na skalę zagrożenia przygotowanie do aktywnej ochrony przed skutkami promieniowania jest priorytetem władz publicznych. Jej częścią powinna być edukacja społeczeństwa w zakresie zalecanego zachowania po ewentualnej katastrofie. Kluczowe w tym zakresie jest zrozumienie reguł dystansu, czasu i osłony.

Po pierwsze, im dłużej człowiek wystawiony jest na działanie promieniowania, tym gorsze mogą być skutki. W razie stanu pogotowia należy więc jak najszybciej poszukać schronienia – każda minuta ma kluczowe znaczenie. Po drugie, nasilenie promieniowania zmniejsza się w drastyczny sposób wraz ze wzrostem dystansu od źródła. Im bardziej człowiek oddali się od miejsca eksplozji, tym jest bezpieczniejszy. Wreszcie, warto pamiętać, że najdoskonalszą powszechnie występującą osłoną przed promieniowaniem różnego typu jest beton. Poszukując schronienia najlepiej jest więc wybierać budowle o grubych betonowych ścianach, zwłaszcza piwnice. Ważne jest, aby przebywać w nich z dala od okien i drzwi, idealnie w środku pomieszczenia.

W przypadku katastrofy ludzie powinni więc zawsze szukać schronienia i pozostawać w nim jak najdłużej, próbując jednocześnie wyszukać informacji o aktualnej sytuacji w radiu, telewizji czy internecie. Władze mogą zarządzić ewakuację czy dystrybucję tabletek z jodkiem potasu chroniących tarczycę przed absorpcją radioaktywnego jodu.

Każdy człowiek, który przebywał w strefie radiacji musi mieć świadomość skażenia promieniotwórczego. Pozostaje ono na skórze, włosach i odzieży, więc po wyszukaniu schronienia należy jak najszybciej zmienić odzież i umyć się od stóp do głów z użyciem wody i mydła. Wszelka przyjmowana strawa oraz napoje powinny pochodzić ze szczelnie zamkniętych opakowań – plastikowe butelki oraz puszki to najbezpieczniejsza forma zapasów. W razie konieczności wyjścia z ukrycia wskazane jest nałożenie na siebie możliwej grubej warstwy odzieży, idealnie z tworzyw sztucznych. Należy też bezwzględnie zakryć oczy oraz usta.

Personel elektrowni atomowych oraz armia dysponuje specjalną odzieżą chroniącą przed wszystkimi typami radiacji. Oprócz ołowiu przełomem w tym zakresie jest materiał zwany demronem – wyjątkowo lekki i elastyczny. Nie ma jednak potrzeby, aby szerokie społeczeństwo inwestowało w takie formy prewencji. Panika i zakupy na wyrost nie służą niczemu, zwłaszcza w czasach, gdy nie stwierdza się realnego zagrożenia. Najważniejsze jest, aby pamiętać jak zachowywać się w przypadku ewentualnej katastrofy!