Rádioaktivita v potravinách

Autor: Brigitte Butz - Bavorský štátny úrad pre zdravie a bezpečnosť potravín

  • Vlastnosti a podmienky
    • Alfa rozpad
    • Beta rozpad
    • Rozpad gama
  • Prírodná a umelá rádioaktivita v potravinách
  • Vystavenie človeka žiareniu
  • Rádioaktivita v potravinách dnes

Vlastnosti a podmienky

Každá hmota sa skladá z atómov, ktoré sú zase tvorené atómovým jadrom (protóny, neutróny) a elektrónmi, ktoré ho obklopujú.

Okrem stabilných jadier, ktoré sú stabilné prakticky po celú dobu, existujú aj nestabilné jadrá (Rádionuklidy), ktoré sa po určitom čase rozpadajú. rádioaktivita je názov pre vlastnosť týchto rádionuklidov transformovať sa do iných atómových jadier s energiou vo forme ionizujúce žiarenie stáva sa slobodným. Becquerel, skrátene Bq, je jednotka SI aktivity rádioaktívneho materiálu.

To, ako rýchlo dôjde k transformácii, nezávisí od vplyvov, ako je teplota, tlak alebo prítomnosť iných látok.

Rýchlosť premeny je určená Polovičný život vyjadrený. (Fyzický) polčas rádioaktívnej látky je časové obdobie, v ktorom sa rozpadla polovica atómov tejto látky. Množstvo a aktivita rádioaktívnej látky sa zníži na polovicu.

Každý rádioaktívny prvok má charakteristický polčas rozpadu, ktorý sa môže pohybovať od zlomku sekundy po miliardy rokov.

Zjednodušene možno rozlišovať medzi nasledujúcimi Druhy rozpadu:

Alfa rozpad

Pri rozpade alfa sú z jadra emitované dvojité pozitívne jadrá hélia. Jedná sa o časticové lúče. Pretože častice sú pomerne veľké, toto žiarenie sa rýchlo spomaľuje. Vo vzduchu majú dosah niekoľko centimetrov, v ľudskom tkanive iba asi 0,05 mm. Emisory alfa žiarenia sú veľmi škodlivé pre zdravie, ak sú zabudované (potravou) alebo vdýchnuté (dýchaním vzduchu), pretože potom uvoľňujú svoju vysokú energiu priamo do tkaniva a vedú tak k poškodeniu buniek.

potravinách

Obr.1: Alfa rozpad

Beta rozpad

Beta-mínus-rozpad (β-rozpad)

Počas (β-rozpadu) sa elektrón vylučuje z jadra rádionuklidu. Jeho rýchlosť sa môže pohybovať medzi takmer nulou a takmer rýchlosťou svetla. Tieto elektróny tvoria beta lúče. Príkladom rozpadu β je konverzia cézia-137 na bárium-137.

Obrázok 2: Beta rozpad

Beta plus rozpad (β + rozpad)

K rozpadu β + dochádza u nukleotidov bohatých na protóny.
Z jadra sú emitované „elektróny“ s kladným elektrickým nábojom, takzvané pozitróny.

Rovnako ako alfa žiarenie, aj beta lúče sú časticové lúče. Dosah beta žiarenia vo vzduchu môže byť až niekoľko metrov.

Častice beta, ktoré zasiahnu ľudské telo zvonka, prenikajú iba niekoľko milimetrov, ale môže dôjsť k poškodeniu v oblastiach tvorby kože. Na krytie beta lúčov sa okrem hliníka používajú aj plasty.

Rozpad gama

Gama lúče sú elektromagnetické žiarenie, ktoré sa môže vyskytovať ako vedľajší produkt rozpadu alfa alebo beta. Má preto rovnakú povahu ako rádiové vlny, mikrovlnné rúry alebo viditeľné svetlo. Je však oveľa energickejší.

Gama žiarenie môže preniknúť do všetkých materiálov a je možné ho len čiastočne tieniť hrubými olovenými doskami. Gama žiarenie je ľudským tkanivom ťažko oslabené.

Obrázok 3: Rozklad gama

Prírodná a umelá rádioaktivita v potravinách

Pokiaľ tam bola živá hmota, bola vystavená účinkom ionizujúceho žiarenia zvnútra aj zvonka. Okrem tohto vystavenia prírodnému žiareniu pribudlo od začiatku 20. storočia aj ďalšie ožarovanie z umelo vytvorených zdrojov.

The prírodná rádioaktivita vždy tam bol. Je to spôsobené rádioaktívnymi nuklidmi z doby, keď bola vytvorená pozemská hmota. Tie obsahujú Napríklad draslík 40, izotopy uránu urán 235 a urán 238 a ich produkty rozpadu (napríklad radón-222, rádium-226 alebo tórium-232). Ďalšie rádionuklidy sa neustále vytvárajú v najvyšších vrstvách atmosféry kozmickým žiarením, ako je trícium H-3 alebo uhlík C-14.

Prírodná rádioaktivita tvorí dnes hlavnú časť činnosti prítomnej v našich potravinách a nie je spôsobovaná ani nami ovplyvňovaná.

Umelo vyrobené človekom Rádionuklidy sú známe po stovkách a nelíšia sa vo svojich fyzikálnych zákonoch od prirodzene sa vyskytujúcich. Iba niekoľko nuklidov má praktický význam pre znečistenie ľudí a životného prostredia; buď majú dlhý polčas rozpadu, alebo sú vďaka svojmu fyziologickému správaniu rádiotoxickejší. Tie obsahujú B. rádionuklidy kobalt Co-60, cézium Cs-134, cézium Cs-137, stroncium Sr-90, plutónium Pu-238 a Pu-239 a jód I-131.

Umelé rádioaktívne látky v našom prostredí pochádzajú prevažne z predchádzajúcich testov nadzemných jadrových zbraní v 50. a 60. rokoch a z havárie černobyľského reaktora v roku 1986. Uvoľnené rádionuklidy sa k nám dostali cez atmosféru a boli vyplavené alebo ako prach (“ Fallen-out “) uložený na vegetácii a pôde.

Rádiologický význam mali štiepne produkty jód-131, cézium-134 a cézium-137. Jód-131, s krátkym polčasom osem dní, bol kvôli svojim účinkom na štítnu žľazu jedným z najdôležitejších dávkovo relevantných nuklidov. Cézium-134 (polčas asi 2 roky) a cézium-137 (polčas asi 30 rokov) mali zo strednodobého a dlhodobého hľadiska väčšie rádiologické účinky. Dnes existuje iba veľmi malé množstvo cézia-134, ale v prvých rokoch po roku 1986 významne prispel k dávkam žiarenia.

Väčšina zvyšných rádionuklidov sa teraz rozpadla. V nasledujúcich niekoľkých desaťročiach bude stroncium-90 hrať okrem cézia-137 iba určitú úlohu, len vo veľmi obmedzenej miere.

Okrem toho existuje občas nízka úroveň rádioaktívneho žiarenia z použitia v medicíne (terapia), priemysle, obchode a vede.

Radiačná expozícia pre ľudí

Pre človeka nie je rozhodujúca iba aktivita látky, ale predovšetkým jej biologický účinok, ktorý je spôsobený ionizujúcim žiarením v ľudskom organizme.

Tento efekt sa nazýva dávka (Ekvivalentná dávka s jednotkou Sievert [Sv]).

Priemerná dávka žiarenia pre nemeckú populáciu je okolo 4,3 mSv (Milli-Sievert) na obyvateľa, pričom hlavné príspevky pochádzajú z prírodného žiarenia a z používania rádioaktivity v medicíne. Na porovnanie, ostatné zdroje sú ťažko významné (pozri obr. 4).

Prirodzené vystavenie ľudskému žiareniu je výsledkom požitia prírodných rádionuklidov potravou a dýchaním vzduchu a vonkajšieho žiarenia kozmickým žiarením a žiarením zo zeme (pozemské žiarenie). Je to približne 2,1 mSv/a. Rádioaktívny vzácny plyn radón zaberá viac ako polovicu prírodného príspevku.

Priemerná hodnota vystavenia umelému žiareniu je spolu asi 1,9 mSv ročne. Takmer 100% pochádza z lekárskej oblasti. Všetky ďalšie civilizačné príspevky, napr. Z technológií, priemyslu (jadrové elektrárne) a dopadov z testov jadrových zbraní a černobyľskej havárie, sú podstatne menšie ako regionálne výkyvy v vystavení prírodnému žiareniu.

Obr

Rádioaktivita v potravinách dnes

Dnes bavorské jedlá takmer neobsahujú žiadne rádiocesium. Mlieko, mliečne výrobky a poľnohospodársky vyrobené potraviny živočíšneho a rastlinného pôvodu z Bavorska zvyčajne obsahujú menej ako 1 Bq/l alebo Bq/kg rádiocesia.

Obsah prírodnej rádioaktivity, ktorá pochádza hlavne z draslíka K-40, je okolo 40 až 60 Bq/l v mlieku, medzi 30 a 150 Bq/kg v zelenine a okolo 50 až 150 Bq/kg v mäse.

Nasledujúca tabuľka zobrazuje porovnanie úrovní prírodnej a umelej rádioaktivity v našich dnešných potravinách.