Radioaktivitás az élelmiszerekben
Írta: Brigitte Butz - Bajor Állami Egészségügyi és Élelmiszer-biztonsági Hivatal
- Tulajdonságok és feltételek
- Alfa bomlás
- Béta bomlás
- Gamma bomlás
- Természetes és mesterséges radioaktivitás az élelmiszerekben
- Emberi sugárterhelés
- Radioaktivitás az élelmiszerekben ma
Tulajdonságok és feltételek
Minden anyag atomokból áll, amelyek viszont az atommagból (protonok, neutronok) és az azt körülvevő elektronokból állnak.
A stabil magok mellett, amelyek gyakorlatilag mindig stabilak, vannak az instabil magok (Radionuklidok), amelyek egy bizonyos idő után elbomlanak. radioaktivitás a nevét adják annak a tulajdonságának, hogy ezek a radionuklidok átalakulnak más atommagokká, energiával ionizáló sugárzás szabaddá válik. Becquerel, rövidítve Bq a radioaktív anyag aktivitásának SI-egysége.
Az, hogy egy átalakulás milyen gyorsan történik, független az olyan hatásoktól, mint a hőmérséklet, a nyomás vagy más anyagok jelenléte.
Az átalakítási sebességet a Fél élet kifejezve. A radioaktív anyag (fizikai) felezési ideje az az időtartam, amelyben az anyag atomjainak fele elbomlott. A radioaktív anyag mennyisége és aktivitása a felére csökken.
Minden radioaktív elemnek jellegzetes felezési ideje van, amely a másodperc töredékétől az évmilliárdokig terjedhet.
Leegyszerűsítve az alábbiakat különböztetjük meg lényegében A bomlás típusai:
Alfa bomlás
Az alfa-bomlás során a magból kettős pozitív héliummag bocsátódik ki. Ezek részecskesugarak. Mivel a részecskék viszonylag nagyok, ez a sugárzás gyorsan lassul. A levegőben néhány centiméteres tartományuk van, az emberi szövetekben csak körülbelül 0,05 mm. Az alfa-kibocsátók nagyon károsak az egészségre, ha beépülnek (étkezés útján) vagy belélegzik (a levegő belélegzésével), mivel ezután nagy energiájukat közvetlenül a szövetbe engedik, és így sejtkárosodáshoz vezetnek.
1. ábra: Alfa-bomlás
Béta bomlás
Béta-mínusz-bomlás (β-bomlás)
A (β-bomlás) során egy elektron kilökődik egy radionuklid magjából. Sebessége szinte nulla és szinte a fénysebesség között változhat. Ezek az elektronok alkotják a béta sugarakat. A β-bomlás példája a cézium-137 átalakulása bárium-137-vé.
2. ábra: Béta bomlás
Béta plusz bomlás (β + bomlás)
A β + bomlás protonokban gazdag nuklidokkal történik.
A magból pozitív elektromos töltéssel rendelkező "elektronok", úgynevezett positronok bocsátanak ki.
Az alfa sugárzáshoz hasonlóan a béta sugarak is részecskesugarak. A levegőben lévő béta-sugárzás hatósugara akár néhány méter is lehet.
Az emberi testet kívülről érő bétarészecskék csak néhány millimétert hatolnak be, de a bőrképződés területén károsodás léphet fel. Az alumínium mellett műanyagokat is használnak a béta sugarak árnyékolására.
Gamma bomlás
A gammasugarak olyan elektromágneses sugárzás, amely az alfa- vagy béta-bomlás melléktermékeként fordulhat elő. Ezért ugyanolyan természetű, mint a rádióhullámok, mikrohullámok vagy látható fény. Ez azonban sokkal energikusabb.
A gammasugárzás minden anyagba behatol, és vastag ólomlemezek csak részben árnyékolhatják. A gammasugárzást az emberi szövet alig csillapítja.
3. ábra: Gamma bomlás
Természetes és mesterséges radioaktivitás az élelmiszerekben
Amíg létezik élő anyag, mind belül, mind kívül ionizáló sugárzás hatásainak van kitéve. Ezen természetes sugárterhelés mellett a 20. század eleje óta egy mesterségesen létrehozott forrásokból származó további sugárterhelés is bekerült.
A természetes radioaktivitás mindig is ott volt. A földi anyag keletkezésének idejéből származó radioaktív nuklidok okozzák. Ezek tartalmazzák Például kálium-40, urán-235 és urán-238 urán izotópok és bomlástermékeik (például radon-222, rádium-226 vagy tórium-232). A légkör legfelső rétegeiben kozmikus sugarak révén folyamatosan képződnek más radionuklidok, például trícium H-3 vagy szén-14.
A természetes radioaktivitás a táplálékunkban jelen lévő tevékenység fő részét képezi, és ezt nem mi okozzuk, és mi sem tudjuk befolyásolni.
Mesterségesen mesterséges Radionuklidok százan ismerik és fizikai törvényeikben nem különböznek a természetesen előfordulóaktól. Csak néhány nuklidnak van gyakorlati jelentősége az emberek és a környezet szennyezése szempontjából: hosszú felezési ideje van, vagy élettani viselkedése miatt radiotoxikusabb. Ezek tartalmazzák B. a Co-60 kobalt, Cs-134 cézium, Cs-137 cézium, Sr-90 stroncium, Pu-238 és Pu-239 plutónium és I-131 jód radionuklidok.
A környezetünkben lévő mesterséges radioaktív anyagok túlnyomórészt az 1950-es és 1960-as évek korábbi föld feletti nukleáris fegyverkísérleteiből és az 1986-os csernobili reaktorbalesetről származnak. A felszabadult radionuklidok a légkörön keresztül jutottak el hozzánk, és kimosták őket vagy por formájában (" A növényzetre és a talajra rakódott le.
A radiológiai jelentőségűek a jód-131, a cézium-134 és a cézium-137 hasadási termékek. A rövid, nyolc napos felezési idejű jód-131 a pajzsmirigyben kifejtett hatásai miatt az egyik legfontosabb dózisfüggő nuklid volt. A cézium-134 (felezési ideje kb. 2 év) és a cézium-137 (felezési ideje kb. 30 év) radiológiai hatásai közép- és hosszú távon voltak nagyobbak. Ma csak nagyon kevés cézium-134 létezik, de az 1986 utáni első években jelentős mértékben hozzájárult a sugárzási dózisokhoz.
A megmaradt radionuklidok többsége már elbomlott. A következő néhány évtizedben a cézium-137 mellett a stroncium-90 csak nagyon korlátozott mértékben játszik szerepet.
Ezenkívül az orvostudományban (terápiában), az iparban, a kereskedelemben és a tudományban alkalmanként alacsony radioaktív szennyeződések vannak.
Sugárterhelés ember számára
Az ember számára nemcsak az anyag aktivitása a meghatározó, hanem mindenekelőtt annak biológiai hatása, amelyet az emberi szervezet ionizáló sugárzása okoz.
Ezt a hatást nevezzük dózis (Ekvivalens dózis a Sievert [Sv] egységgel).
A német lakosság átlagos sugárzási dózisa lakónként 4,3 mSv (Milli-Sievert) körül van, a fő hozzájárulást a természetes sugárzás és a radioaktivitás orvostudományban történő felhasználása adja. Ehhez képest a többi forrás alig szignifikáns (lásd 4. ábra).
Az emberek természetes sugárterhelése a természetes radionuklidok táplálékon és légző levegőn keresztül történő beviteléből, valamint külső sugárzásból származik kozmikus sugárzásból és a talajból származó sugárzásból (földi sugárzás). Kb. 2,1 mSv/a. A radioaktív nemesgáz radon a természetes hozzájárulás több mint felét teszi ki.
A mesterséges sugárterhelés átlaga együttesen körülbelül 1,9 mSv évente. Szinte 100% az orvosi területről származik. Az összes többi civilizációs hozzájárulás, pl. A technológia, az ipar (atomerőművek), valamint a nukleáris fegyverkísérletek és a csernobili baleset következményei lényegesen kisebbek, mint a természetes sugárterhelés regionális ingadozása.
4. ábra
A radioaktivitás az élelmiszerekben ma
Ma a bajor ételek alig tartalmaznak radiocéziumot. A bajorországi tej, tejtermékek és mezőgazdasági eredetű, állati és növényi eredetű élelmiszerek általában kevesebb, mint 1 Bq/L vagy Bq/kg radiocéziumot tartalmaznak.
A főként kálium-K-40-ből származó természetes radioaktivitás a tejben 40–60 Bq/L, zöldségekben 30–150 Bq/kg, húsban körülbelül 50–150 Bq/kg.
A következő táblázat összehasonlítja a táplálékunk természetes és mesterséges radioaktivitási szintjét.