Радіоактивність у їжі

Автор: Brigitte Butz - Баварське державне управління охорони здоров'я та безпеки харчових продуктів

  • Властивості та терміни
    • Альфа-розпад
    • Бета-розпад
    • Гамма-розпад
  • Природна та штучна радіоактивність у їжі
  • Вплив людини на опромінення
  • Радіоактивність у продуктах харчування сьогодні

Властивості та терміни

Кожна речовина складається з атомів, які, в свою чергу, складаються з атомного ядра (протони, нейтрони) та навколишніх його електронів.

Окрім стабільних ядер, які стабільні практично весь час, існують і нестійкі ядра (Радіонукліди), які занепадають через певний час. радіоактивність - це назва властивості цих радіонуклідів перетворюватися в інші атомні ядра з енергією у формі іонізуюче випромінювання стає вільним. Беккерель, скорочено Bq, - одиниця виміру активності радіоактивного матеріалу в СІ.

Як швидко відбувається трансформація, не залежить від таких впливів, як температура, тиск або присутність інших речовин.

Швидкість перетворення визначається Півжиття виражений. (Фізичний) період напіввиведення радіоактивної речовини - це проміжок часу, протягом якого половина атомів цієї речовини розпалася. Кількість і активність радіоактивної речовини зменшуються вдвічі.

Кожен радіоактивний елемент має характерний період напіввиведення, який може коливатися від частки секунди до мільярдів років.

Спрощеними словами, по суті розрізняють наступне Види розпаду:

Альфа-розпад

При альфа-розпаді з ядра виділяються подвійні позитивні ядра гелію. Це пучки частинок. Оскільки частинки порівняно великі, це випромінювання швидко сповільнюється. У повітрі вони мають діапазон декількох сантиметрів, в тканинах людини лише близько 0,05 мм. Альфа-випромінювачі дуже шкідливі для здоров’я, коли їх вводять (з їжею) або вдихають (через вдихання повітря), оскільки вони потім виділяють свою високу енергію безпосередньо в тканини і, таким чином, призводять до пошкодження клітин.

період напіввиведення

Рис.1: Альфа-розпад

Бета-розпад

Бета-мінус-розпад (β-розпад)

Під час (β-розпаду) електрон викидається з ядра радіонукліда. Його швидкість може коливатися від майже нуля до майже швидкості світла. Ці електрони утворюють бета-промені. Прикладом β-розпаду є перетворення цезію-137 в барій-137.

Рис. 2: Бета-розпад

Бета плюс розпад (β + розпад)

Розпад β + відбувається з багатими протонами нуклідами.
З ядра випромінюються "електрони" з позитивним електричним зарядом, так звані позитрони.

Як і альфа-випромінювання, бета-промені - це промені частинок. Діапазон бета-випромінювання в повітрі може становити до декількох метрів.

Бета-частинки, які потрапляють на тіло людини ззовні, проникають лише на кілька міліметрів, але пошкодження можуть статися в місцях формування шкіри. На додаток до алюмінію для захисту бета-променів використовують також пластмасу.

Гамма-розпад

Гамма-промені - це електромагнітне випромінювання, яке може виникати як побічний продукт альфа- або бета-розпаду. Тому він має ту саму природу, що і радіохвилі, мікрохвилі або видиме світло. Однак це набагато енергійніше.

Гамма-випромінювання може проникати у всі матеріали і може бути частково захищене товстими свинцевими пластинами. Гамма-випромінювання майже не послаблюється тканинами людини.

3: Гамма-розпад

Природна та штучна радіоактивність у їжі

Поки існує жива речовина, вона зазнавала впливу іонізуючого випромінювання ззовні та зсередини. На додаток до цього природного опромінення, з початку 20 століття було додано додаткове опромінення штучно створеними джерелами.

природна радіоактивність завжди був там. Це спричинено радіоактивними нуклідами, коли створювалася земна речовина. До них належать Наприклад, калій-40, ізотопи урану уран-235 та уран-238 та продукти їх розпаду (наприклад, радон-222, радій-226 або торій-232). Інші радіонукліди постійно відтворюються у найвищих шарах атмосфери за допомогою космічних променів, таких як тритій H-3 або вуглець C-14.

Природна радіоактивність формує основну частину активності, яка присутня в нашій їжі сьогодні, і не зумовлена ​​нами, ані не може на нас впливати.

Штучно рукотворний Радіонукліди відомі сотням і за своїми фізичними законами не відрізняються від природних. Лише кілька нуклідів мають практичне значення для забруднення людей та навколишнього середовища; вони або мають тривалий період напіввиведення, або є більш радіотоксичними через свою фізіологічну поведінку. До них належать B. радіонукліди кобальт Co-60, цезій Cs-134, цезій Cs-137, стронцій Sr-90, плутоній Pu-238 і Pu-239 та йод I-131.

Штучні радіоактивні речовини в нашому середовищі походять переважно від попередніх випробувань наземної ядерної зброї в 1950-х і 1960-х роках та аварії на Чорнобильській реакторній системі в 1986 році. Вивільнені радіонукліди потрапляли до нас через атмосферу і вимивалися або у вигляді пилу (" Випадання "), що відкладається на рослинність і ґрунт.

Найбільше радіологічне значення мали продукти поділу йод-131, цезій-134 та цезій-137. Йод-131 з коротким періодом напіввиведення у вісім днів був одним з найважливіших докли-релевантних нуклідів через його вплив на щитовидну залозу. Цезій-134 (період напіввиведення приблизно 2 роки) та цезій-137 (період напіввиведення приблизно 30 років) мали більший радіологічний ефект у середньо- та довгостроковій перспективі. Сьогодні існує лише дуже мала кількість цезію-134, але в перші роки після 1986 року він зробив значний внесок у дози опромінення.

Зараз більшість радіонуклідів, що залишились, розпалися. У найближчі кілька десятиліть, крім цезію-137, стронцій-90 буде грати лише певну роль у дуже обмеженій мірі.

Крім того, іноді спостерігається низький рівень радіоактивного опромінення від використання в медицині (терапії), промисловості, торгівлі та науці.

Радіаційне опромінення для людини

Для людини вирішальним є не тільки діяльність речовини, а перш за все її біологічний ефект, який обумовлений іонізуючим випромінюванням в організмі людини.

Цей ефект називається доза (Еквівалентна доза одиниці Зіверта [Зв]).

Середня доза опромінення для німецького населення становить близько 4,3 мЗв (Міллі-Сіверт) на одного жителя, причому основний внесок від природної радіації та використання радіоактивності в медицині. Для порівняння, інші джерела навряд чи є значущими (див. Рис. 4).

Природне радіаційне опромінення людини є наслідком потрапляння природних радіонуклідів через їжу та повітря, що дихає, та зовнішнього випромінювання через космічне випромінювання та випромінювання від землі (наземне випромінювання). Це приблизно 2,1 мЗв/рік. Радіоактивний благородний газ радон становить більше половини природного внеску.

Середнє значення штучного опромінення становить приблизно 1,9 мЗв на рік. Майже 100% походять з медичної галузі. Усі інші цивілізаційні внески, наприклад, від технологій, промисловості (атомні електростанції) та наслідки випробувань ядерної зброї та аварії на ЧАЕС значно менші, ніж регіональні коливання природного радіаційного опромінення.

Рис.4

Радіоактивність у продуктах харчування сьогодні

Сьогодні баварська їжа навряд чи містить радіоцезій. Молоко, молочні продукти та продукти сільськогосподарського виробництва тваринного та рослинного походження з Баварії зазвичай містять менше 1 Бк/л або Бк/кг радіоцезію.

Вміст природної радіоактивності, яка в основному походить від калію К-40, становить приблизно від 40 до 60 Бк/л у молоці, від 30 до 150 Бк/кг в овочах і приблизно від 50 до 150 Бк/кг у м'ясі.

У наступній таблиці наведено порівняння природного та штучного рівнів радіоактивності в нашій їжі сьогодні.