Incendii stiri: 558
Criza energetică stiri: 1667

Cum să ne temem corect de bomba nucleară. Partea 2

1 dec. 2022,, 09:45 (reactualizat 1 dec. 2022,, 19:00)   Analitică
6197 0

În ultimul timp, discuțiile despre posibilitatea aplicării «bombei nucleare murdare», despre o explozie nucleară neliniștesc și bulversează societatea. Fizicianul Boric Marținchevici, redactor-șef al revistei «Геоэнергетика» , într-un din emisiunile sale video a încercat să clarifice mai detaliat ce este radiația, ce anume reprezintă substanțele radioactive și cum afectează ele organismul uman. El și-a construit alocuțiunea într-o formă maxim accesibilă cititorului simplu.

Radiațiile naturale și artificiale

Există o știință aparte, radiochimia, care se ocupă anume de aceste familii radioactive, lanțuri, căutarea unor relații cauzale ale lanțurilor de dezintegrare radioactivă.

Însă radiochimia vorbește despre acele nuclee, care au apărut după dezintegrări. Da pe noi ne interesează însăși radiația. Adică, particulele alfa, beta, gama. De ce? Doza de energie purtată de fiecare particulă radioactivă este neînsemnată. Exemplu: un gram de carbon, pe care îl cunoaștem, conține o miliardime. Particula radioactivă ca rezultat al dezintegrării unui atom, este infimă. Însă particula radioactivă rezultată din dezintegrarea unui gram de substanță radioactivă deja e ceva serios.

A fost stabilită experimental radioactivitatea tuturor substanțelor chimice cu numărul de ordine mai mare de 82, fără excepții. Amintim, că cel mai greu element chimic existent pe planeta noastră este uraniul, care are numărul de ordine 92. Deci, planeta numără doar zece substanțe radioactive naturale: bismut, poloniu, astatin, radon, franciu, radiu, actibiu, toriu, protoactiniu și uraniu. Toate-s extrem de rare, așa că șansa de a ne confrunta cu un pericol radioactiv în natură este aproape nulă.


Iar elementele chimice cu numărul de ordine mai mare de 92 pot fi create doar artificial, în reactoarele nucleare. Așa că cel mai mare dușman al omului este omul însuși.

De ce nu face să ne isterizăm, să ne speriem de însuși termenul «radioactivitate»? Parcursul particulelor alfa în aer nu depășește cîțiva centimetri. Capacitatea de penetrare a țesuturilor biologice moi – 10-20 de micromeri. Parcursul particulelor beta în aer nu depășește 10 metri. Capacitatea de penetrare a țesuturilor biologice moi se măsoară în milimetri. De particulele alfa ne protejează o foaie de hîrtie, de cele beta – sticla obișnuită, care va reține și particulele alfa.

Cu razele gama e mai complicat, aici nu ne descurcăm fără plumb. Aerul și alte mărunțișuri nu le mai pot opri. E nevoie de echipamente de protecție speciale.

Dacă tot ne-am amintit de elementele chimice artificiale, e bine să ne amintim și de radiațiile neutronice, adică de fluxul de neutroni liberi. Ele apar numai în reactoarele nucleare și în exploziile nucleare, în natură aceste radiații nu le poți găsi. Durata vieții unui neutron liber, care nu se află în nucleul unui atom de neutroni, este de 880 secunde, mai puțin de 15 minute. După care el se dezintegreasză în protoni și electroni, și în acest caz devine sursa radiațiilor beta.

Dar dacă neutronii liberi s-au format în rezultatul unei explozii nucleare, ei poartă o cantitate serioasă de energie și în zborul lor interacționează cu atomii de aer. Dacă aceștia acaparează un neutron liber, ei imediat devin radioactivi, imediat emit radiații secundare, inclusiv gama-radiații. Dacă se include regimul «neutronul s-a ciocnit și a sărit», noi obținem ionizarea atomului. Ajuns la țesuturile moi (adică, la organismul omului) neutronul liber le penetrează destul de mult , dat fiind că nu are sarcină electrică. Pentru a ne proteja, avem nevoie de o combinare a unor straturi făcute din elemente ușoare și grele. La început, trebuie să încetinim neutronul. Ne ajută apa, parafina, polietilena. După care e nevoie de un absorbant: borul, cadmiul.

Însă absorbirea neutronului imediat va produse radiații gama, de aceea e nevoie de încă un strat de oțel sau plumb. O protecție extrem de complicată, echilibrată doar de faptul, că există o singură modalitate de a obține radiații neutronice periculoase pentru om: explozia nucleară.

Bomba cu neutroni: din cale afară de scumpă

În a doua jumătate a anilor 70 ai secolului trecut, a fost creată așa numita bombă cu neutroni, o variantă a armei nucleare. SUA au fost primele care au elaborat-o. Explozia termonucleară este cea mai puternică sursă de neutroni liberi. Pentru ei, corpul bombei cu neutroni este transparent, din nichel, din crom sau wolfram. Însăși explozia termonucleară este minimizată la kilotone numărate. În rezultat, 80% din energia exploziei merge la cel mai dens, de 14 ori mai intens flux de neutroni liberi, iar unda de șoc și radiația luminoasă nu e cea mai puternică.

Arma cu neutroni a fost elaborată în scop tactic, pentru a fi explodată în luptă deasupra coloanei inamicului, și a obține astfel nimicirea rapidă și deplină a forțelor vii pe o rază de 2,5 km, cu distrugeri minime ale infrastructurii. Radioizotopii obținuți au o viață scurtă. Autorii-elaboratori dau asigurări, că peste 12 ore teritoriul eliberat de inamic poate fi ocupat fără vre-un risc.

În opinia lor, care este plusul? Coloana inamicului – vehicule blindate, adică oțel, al cărui strat de 15 milimetri poate reține doar 20% din neutronii liberi. Nimicirea echipajelor acestor vehicule este garantată. Neutronii liberi ajunși în corpul omului ionizează toate țesuturile, momentan este perturbată funcționarea tuturor organelor interne. Asta plus la boala iradiantă. Însă modelarea computerizată a arătat erori de calcul. Aerul absoarbe neutronii liberi prea calitativ. Explozia nucleară de 1 kilotonă are o rază de distrugere garantată de doar 1350 m. Cu doar 350 m. mai mult ca raza de distrugere a exploziei propriu zise. Bomba cu neutroni are nevoie de mult mai mult tritiu, ca cea termonucleară clasică. Așa că unicul motiv, pentru care SUA nu au focoase cu neutroni în dotare, este foarte mercantil – e scump, iar decesele-s puține.

Și numai din acest motiv radiația neutronică, ca variantă a armei nucleare, este ceva exotic și nu are nimic comun cu discuția noastră despre «bomba murdară».

În ce unități măsurăm ?

Pentru a măsura radioactivitatea folosim diferite unități. Spre exemplu, sistemul internațional de măsurare. Aici unitatea de măsură a radioactivității este un becquerel, activitatea sursei de radiații în care o dezintegrare radioactivă are loc, în medie, timp de o secundă. Un becquerel este o unitate microscopică, de aceea de cele mai multe ori este utilizat derivatul mai mare - megabecquerelul.

Trebuie să ținem minte, că radioactivitatea măsurată în becquereli vorbește în exclusivitate despre proprietățile fizice ale sursei de radiații, și nu despre răul pe care radioactivitatea îl provoacă organismelor vii. Spre exemplu, americiul creat artificial produce gama-radiații dure, separate de observatori cu un perete de sticlă acoperită cu plumb, gros de un metru – să producă, nu încurcă nimănui.

Becquerel este convenabil în descrierea radioactivității specifice, volumetrice și de suprafață: ce iradiere face 1 kg, un metru cub sau un metru pătrat de material radioactiv. Mass-media folosește deseori ca unitate de măsură a radioactivității curie. Un curie = 37 miliarde de becquereli.

Repetăm, becquerel sau curie este doar un pericol potențial pentru omul, care fie nu știe despre existența radioactivității, fie nu ia măsuri de protecție. Pentru ca pericolul să devină real, acest material trebuie să contacteze cu organismul uman, într-un fel sau altul. Materialul care are un număr mai mare de becquereli prezintă un pericol potențial mai mare. Acest atom devine periculos doar în cazul în care nu am fost destul de precauți, sau niște persoane malefice ne forțează să contactăm îndeaproape cu substanțele radioactive.

Ce este de nedorit? Cum are loc ionizarea ?

De fapt, ce pățim dacă în zborul ei iradierea radioactivă contactează cu organismul nostru? Iată zboară particula alfa sau beta undeva. Îi iese în cale un om. Orice tip de emisii radio, precum și neutronii liberi, care se ciocnesc de corpul nostru, se confruntă cu atomi stabili, pe care ori îi transformă în izotopi nestabili, ori provoacă ionizarea lor.

Să ne amintim ce este atomul ionizat. În stare stabilă, numărul protonilor din nucleul atomului este stric egal cu numărul electronilor care orbitează în jurul nucleului. Particula radioactivă, care are o energie considerabilă pentru lumea particulelor atomice, este capabilă să rupă electronul de orbită. Spre exemplu, particula alfa are o sarcină generală pozitivă, de ce atunci să nu «ducă»cu sine electronul care din neatenție s-a îndepărtat prea mult de nucleul atomului său. Electronul a zburat, atomul lui a rămas fără o sarcină negativă unică. Adică, acum sarcina generală a atomului este egală cu plus unu.

Particula beta-minus , cum am mai spus, este un electron care se poate alipi electronului pe orbita unui nucleu de atom. Sarcina electronului este minus unu, adică acum și atomul a căpătat o sarcină negativă unică.

În ambele cazuri fostul atom stabil nu mai este stabil. Și posibil că el va începe să se debaraseze de instabilitate din contul acestei radioactivități induse, care pe bună dreptate este numită secundară.

Urmează aceiași schemă cu familiile radioactive. Atomul nostru nativ începe să tot arunce tensiunea apărută din contul iradierii cu particule alfa-, beta- și gama, și se stabilizează doar ajuns la propria insulă de stabilitate. Doar că acest atom stabil va fi deja atomul unei alte substanțe chimice, ceea ce va modifica caracteristicile moleculei din componența căreia el a făcut parte inițial.

Cu atomii vecini este o situație analogică. Că doar electronii răspund de relațiile chimice cu atomii vecini, de aceea electronii lipsă sau cei în surplus pot modifica aceste relații chimice. Rezultatele – dezastruoase. Se modifică componența chimică a organelor importante pentru funcționarea organismului, sporesc problemele medicale. Gradul de vătămare cauzată unui organism viu de radiațiile ionizante, depinde de doza de radiații absorbită. Adică, de cantitatea energiei radiației ionizante, transmisă substanței.

Factorul nociv

În sistemul internațional de unități, unitatea de măsură a dozei absorbite este 1 gri – 1 joule de energie per 1 kg de substanță. Însă ecologiștii folosesc de obicei așa unitate, ca rado. Un rado este egal cu o sutime dintr-un gri. Doza absorbită nu reflectă efectul ecologic al radiației. Pentru gri, este tot una dacă el este calculat pentru materie vie sau ne-vie, pentru alfa-, beta- sau gama –radiații. Diferite organe și țesuturi ale organismului uman reacționează diferit la iradiere. Oasele, care-s compuse în fond din calciu - într-un fel, stomacul, pielea, alte organe – în alt fel…

Pentru a evalua corect aportul iradierii fiecărui organ sau țesut în dauna generală pentru sănătate, provocată de iradierea uniformă a întregului corp, Comisia internațională pentru Protecția împotriva Radiațiilor a introdus, pentru organele și țesuturile omului, un factor de ponderare adimensional. Ideea este simplă: suma tuturor factorilor este egală cu unu. Adică, nocivitatea totală pentru organism constă din «nocivități» separate pentru fiecare din cele 27 organe și țesuturi. Radiațiile provoacă cel mai mare rău măduvei șirei spinării, intestinului gros, stomacului și glandelor mamare, pentru care factorul de ponderare este 0,12 pentru fiecare. Factorul de ponderare pentru vezica urinară, ficat, esofag și glanda tiroidă - 0,04 . Pielea, celulele suprafețelor osoase, creierul și glandele salivare nu-s mai puțin sensibile la radiații: factorul de ponderare pentru ele este 0,01. Celorlalte 14 organe și țesuturi, luate la un loc, le revine 0,32. Comisia internațională pentru Protecția împotriva Radiațiilor este cea care face calculele tuturor acestor factor de ponderare.

Pe măsură ce se acumulează date noi, valorile factorilor se modifică. Slavă Domnului, datele se acumulează fără grabă: ele pot fi obținute din analizele medicale ale persoanelor care au fost expuse contaminării radioactive.

Folosind factorii de ponderare, putem determina ce rău și ce organe au fost afectate de doza absorbită. O înmulțim la factorul de ponderare al ficatului și obținem impactul forței radiațiilor asupra ficatului, etc. Mărimea obținută în rezultatul acestei înmulțiri se numește doză echivalentă și se măsoară în sieverți. Anume ei ne spun despre răul concret, provocat unui organ sau țesut concret de doza absorbită concretă.

Un sievert este o mărime foarte mare, de obicei se folosesc derivatele zecimale – milisievert, microsievert. Mai există o unitate în afara sistemului – remul, dat fiind că 100 rem este egal cu 1 sievert. Și viteza de acumulare a dozei de radiații poate fi lesne măsurată cu ajutorul sieverților: sievert/ oră, sievert/zi, sievert/an.

Trebuie doar să ținem cont de proprietățile fizice ale iradierii, căci diferite tipuri de radiații au activitate biologică diferită. Pentru aceasta a fost introdus încă un factor – factorul de calitate, care pentru radiațiile gama este egal cu 1. Pentru particulele alfa factorul de calitate este 20. Cu alte cuvinte, la egalitatea numerică a dozei absorbite în cazul radiațiilor alfa daunele biologice primite vor fi de 20 de ori mai mari ce cele primite de la radiațiile gama.

Dacă utilizăm factorul de calitate a radiațiilor, vorbim deja despre doza eficace a radiațiilor. Aici totul este calculat: și fizica, și biologia noastră.

Cunoștințe obținute la un preț ridicat

Acum putem alcătui o oarecare ierarhie a celor spuse. Dacă în textul despre radioactivitate figurează becquerel sau curie, este vorba doar despre activitatea sursei de iradiere, nimic mai mult. Sursa este potențial periculoasă, ea vă poate dăuna, dar asta depinde nu de sursă, ci de felul în care o abordăm noi.

Numai că, dacă noi ne comportăm neatent sau dacă răul ne este făcut în mod deliberat, trebuie să vedem textele în care figurează gri sau rado. Aceste unități ne vor spune ce cantitate de radiații, din varii motive. a absorbit organismul nostru.

Dacă vrem să înțelegem daunele provocate pentru un organ sau altul din organismul nostru, trebuie să operăm cu sievert și ram, care țin cont de activitatea biologică a radiației concrete și de capacitatea organelor și țesuturilor noastre de a se împotrivi daunelor provocate de radiații.

Amestecarea tuturor acestor unități într-un «compot comun» demonstrează ori incompetența celui care scrie, ori încercarea deliberată de a încurca situația pentru a provoca un acces de radio-fobie. Da, trebuie să ne ferim de radiații, așa este lumea noastră, dar mai trebuie să și înțelegem exact despre ce este vorba, ca să nu permitem unor șarlatani să se joace cu emoțiile noastre.

Desigur, medicii vor determina clipa în care sieverții devin cu adevărat periculoși și dăunători. Din păcate, în exclusivitate pe cale experimentală. Arsurile provocate pe corpul lui Antoine Becquerel de eprubetele cu săruri de radiu, bolile provocate de radiații locuitorilor din Hiroshima și Nagasaki, problemele de sănătate ale lichidatorilor catastrofei de la Cernobîl – fiecare epocă a cunoștințelor despre radiații i-a costat pe unii sănătatea, uneori și viața. Extrem de scumpe aceste cunoștințe… De aceea avem obligația să le posedăm, fie și într-o măsură mică.

Vladislav Bordeianu

1
0
0
0
0

Adăuga comentariu

500

Ați găsit o eroare în text? Marcați-o și tastați Ctrl+Enter

Ar trebui să demolăm monumentele din perioada sovietică?
Azi am văzut în vis un ARMISTIȚIU SLAVON!Сандуляк Владислав
Cartea neamuluiКатрук Валерий