Radiatiile nucleare si efectele lor nocive I. Descoperirea fisiunii

Radiatiile nucleare si efectele lor nocive

RADIATIILE NUCLEARE SI EFECTELE LOR NOCIVE

I.DESCOPERIREA FISIUNII

Metalul uraniu,cunoscut de la sfirsitul sec.alXVIII-leaeste cel mai greu element natural de pe Pamint.El este elementul care i-a permis lui Antoine Henri Bequerel sa descopere, in 1896 radio-activitatea.Doi ani mai tirziu ,Pierre si M arie Curie au izolat descendentul lui radioactive,radiul, care este intotdeauna present in minereurile de uranium in proportia de 1gramde radiu la 3tone de uranium. Fenomenul fisiunii a fost descoperit la Berlin de OttoHahn,Lise Meitner siF ritz Strassmann, dupa cinci ani de competitie si cooperare intre echipe de fizicieni si chimisti din Roma,Berlin si Paris.Punctul de plecare al acestui effort international a fost descoperirea radioactivitatii artificia-le ,in 1934de catre echipa sotilorFrederic si Irene Joliot-Curie la InstitutulRadiului din Paris,cu citeva luni inaintea mortii fondatoarei laboratorului ,Marie Curie. Joliot Curie spunea in discursul rostit la primirea Premiului Nobel in 1935:’Daca,intorcindu-ne spre trecut ,aruncam o privire la progresul pe care il inregistreaza –cu o viteza crescinda , stiinta sintem indreptatiti sa gindim ca cercetatorii,sfarimind sau construind atomi dupa voie,vor sti sa realizeze reactii nucleare explosive in lant.Daca astfel de transmutatii ajung sa se propage in materie se poate imagina ce uriasa energie utilizabila va fi eliberata.” Inca in acel moment pareau posibile doua procese pentru producerea de energie din nucleul atomic,unul implicind cele mai usoare elemente din natura,celalalt cele mai grele. Primul process presupune “condensarea’ nucleelor atomice foarte usoare pentru a produce nuclee de elemente mai grele .(aceasta este reactia ce are loc in stele,si ea este sursa energiei solare);al doilea presupune scindarea nucleelor celor mai grei atomi in nuclee de elemente mai usoare. Tot Joliot –Curie a fost primul care a demonstrat ca scindarea unui nucleu de uraniu da catre un singur neutron,pe linga ca produce doua elemente radioactive mai usoare(numite produse de fisiune”)si elibereaza energie ,este insotita de emisia citorva neutroni suplimentari sau secundari.Acesta este fenimenul primordial care face posibila propagarea “focului atomic”: de indata ce sunt produsi neutronii secundari migreaza in nuclee de uraniu invecinate,de unde pot provoca noi fisuri. Identificarea neutronului ca “agent de propagare” a procesului de fisiune a pavat drumul catre eliberarea energiei atomice din cantitati masurabile de materie.Accesul la imensul rezervor de energie din nucleul atomic poate asigura la greutati egale,un combustibilnou de vreo trei milioanede ori mai puternicdecit carbunele-un salt de o dimensiune rar intilnita in istoria stiintei.

Mai tirziu Enrico Fermi cu echipa de la College de France au dovedit ca sub forma de grafit foarte pur ,carbonul ar putea permite realizarea unei reactii in lant in uranium natural,actionind ca moderator cu conditia sa fie folosit numai uranium foarte rafinat. In parallel cu acest effort tinarul chimist American GlennT.Siboy .la sfirsitulanului 1940.utilizind cel mai puternic cyclotron existent pe atunci,a aratatca prin bombardarea cu neutron uraniul-238 este transmutat intr-un element nou ,necunoscut pina atunci,pe Pamint. A reusit sa izoleze citeva miimi de miligram din acest element pe care l-a botezat “plutoniu”El a constatat ca noul element,plutoniul239 era fisionabil prin bombardarea cu neutroni(ca si uraniul-235). De aici a tras concluzia ca daca se putea provoca o reactive in lant in uraniul natural-pe care Fermi si Szilard incercau sa o realizeze,simultan cu conversia izotopului rar de uraniu -235prin fisiune in energie si produsi radioactivi o parte din neutronii in exces eliberati ar transmuta o cantitate asemanatoare din izotopul abundant de uranium 238 in plutoniu-239.Astfel reactia in lant ar furniza alchimia necesara producerii unei substante capabile sa serveasca asemenea uraniului -235.ca exploziv.Plutoniul nu exista in natura ,din cauza radioactivitatii lui:atomii lui sunt instabili si au o sansa de 1 la 2de a se dezintegra “in mod natural”in 24000 de ani.Uraniu natural este si el instabil dar atomii celor doua component ale lui,izotopii 235 si 238(cei mai grei din natura)au perioade de dezintegrare atit de lungi incit din cantyitatea existent in momentul formarii planetei noastre a ramas inca o proportie substantiala.In 1941 presedintele Roosevelta infiintatsectia secreta cu codul S-1 care sa determine daca fisiunea ar putea fi utilizata cu success fie pentru o arma exploziva sau generatoare de radiatii,fie ca mijloc de propulsive pentru submarine sau pentru producerea controlata a energiei.

II.DE LA EXPLOZIA ATOMICA LA ENERGIA NUCLEARA

In 1942s-a cunoscut reactia de fuziune sau termonucleara care produce de zeci de ori mai multa energie decit fisiunea uraniului dintr-o cantitate de materie….. A utmat inevitabilul.HIROSHIMA a fost distrusa la 6 AUGUST 1945 de prima bomba de uranium -235.De la bordul navei de razboi cu care se intorcea din Germania presedintele Truman a anuntat lumii intregi ca a fost folosita o bomba atomica.La 8 august,Uniunea Sovietica a declarat razboi Japoniei,si trupele sovietice au intrat in Manciuria.La 9 august,NAGASAKIa fost distrus de o bomba cu plutoniu de acelasi tip cu cea utilizata la experimental din desertul NEW MEXICOcu trei saptamini inainte.In aceeasi zi la TOKIO imparatul a ordonat acceptarea capitularii neconditionate. Citeva kg.de materie intr-un singur dispozitiv aruncat dintr-un singur avion au provocat tot atitia morti cit miide tone de exploziv obisnuit si de bombe incendiare lansate de sute de bombardiere.Aceasta a fost masura revolutiei realizate in stiinta distrugerii si in istoria umanitatii. De la sfirsitul razboiului marile puteri au efectuataproximativ cinci sute de teste nucleare in atmosfera :300Statele Unite .180Uniunea Sovietica,25 Marea Britanie,4 Franta.Energia totala eliberata in aceste teste (650megatone) a fost de citeva sute de ori mai mare ca aceea a tuturor exploziilor folosite in timpul celui de-al doilea razboi mondial sau a douasprezecea parte din puterea exploziva nucleara acumulata in arsenalele americane si sovietice in1981.Aproximativ 10 tone de plutoniu “neexplodat”s-a vaporizat si dispersat in atmosfera. Rivalitatea dintre marile puteri ,relatiile lor cu celelalte natiuni ,ca si trezirea lumii a treia la cunoasterea drepturilor si la puterea si influenta conferita de bogatiile ei minerale ,toate acestea au constituit factori care au afectat scena nucleara a lumii. Multe personalitati cu autoritate stiintifica si morala s-au opus cursei inarmarilor si pericolelor testelor nucleare .EINSTEIN,filozoful britanic BREND RUSSELL,filantropul francez ALBERT SCHWEITZERsi chimistul american LINUS C. PAULING,toti laureati ai Premiului Nobel,au facut repetate apeluri si cereri.Ei au cerut incetarea exploziilor atomice insistind asupra pericolului caderilor radioactive pentru specia umana ,mai ales a mutatiilor indusede radiatii in cromozomi,baza ereditatii. E cunoscut ca o explozie atomic in atmosfera produce ,pe linga puternica radiatie insatantanee ,trei feluri de caderi radioactive .Cea mai directa cuprinde materiale relative grele,raspindite pe o raza de citeva zeci de kilometri de la central exploziei;urmeaza praful ,proiectat initial la 10-16 kilometri in troposfera;in sfirsit ,norii din particule foarte fine proiectate si mai sus ,in stratosfera. . Absenta norilor naturali la altitudini foarte mari face ca aceste particule foarte fine sa se raspindeasca in jurul globului sis a cada pe Pamint incet .intr0o perioada de citiva ani .Pe de alta parte ,praful radioactive din troposfera se disperseaza rapid in directive opusa miscarii de rotatie a Pamintului si in citeva saptamini va cadea in diverse locuri ,in timpul ploii sau ninsorii.Exploziile atomice in atmosfera duc la cresterea inevitabila a radioactivitatii din aerul pe care il respiram si din alimentele pe care le mincam. Concluziile comitetului de experti ai O.N.U. au aratat ca radiatia suplimentara detectata in urma exploziilor nucleare experimentale adauga numai un foarte mic procent la radiatia totala la care omenirea este supusa continuu de sursele natural.aceste surse in principal ,elementele radioacti-ve din scoarta pamintului cum sunt uraniul ,toriul si “descendentii”lor radioactivi ca si razele cosmic de la soare si stele.De asemenea trebuie avute in vedere si dozele de radiatie datorate utilizarii medicale a razelor X si altor surse artificiale ,cum este televiziunea in culori. In 1985 doza totala de radiatie primita de populatia emisferei nordice ca urmare a testelor nucleare a fost in medie echivalenta cu aproximativ doi ani de expunere in plus la radiatia naturala.In emisfera sudica ea a fost de trei ori mai mica ,mai ales datorita faptului ca majoritatea testelor atmosferice au avut loc in jumatatea Nordica a globului. Dar pinia publica considera greu de acceptat aceste date tehnice care arata cit de mic este riscul legat de teste .Oamenii au tendinta de a accepta cele mai pesimiste declaratii.In deceniile ce vor veni stiinta si tehnologia vor dezvolta alte surse de energie,dar combustia nucleara controlata este singura sursa disponibila astazi pentru depasirea amenintatorului si periculosului deficit de resurse de energie clasice.Sa nu uitam ca au fost necesari aproape 40 de ani de la descoperirea fisiunii uraniului in 1939,pina la producerea in multe tari industrializate a unei parti apreciabile din energia lor electrica in central nucleare.

II.1.CERNOBIL Dar iata o alta data:26 aprilie1986,ora1 si 23 de minute(ora Moscovei),Cernobil,URSS.Reac-torul numarul 4 al centralei nucleare sovietice de la Cernobil,localitate in Ucraina ,situate la 130km nord de Kiev,era de tipulRBMK-1000,ceea ce in termenul de specialitate se traduce in reactor cu o mare putere a canalelor-avind drept combustibil uranium ,moderat cu grafit si racit cu apa curenta.Tipul respectiv de reactor era exploatat de citiva zeci de ani,inca din 1954,fiind instalat la central atomica de la Beloiarsk,din Ural.Exploatarea lui ,corespunza- toare in timpul unei perioade mai lungi a contribuit la decizia luata la inceputul anilor 1970, cu privire la dotarea mai multor central nucleare cu reactoare din filiera RBMK. ……In reactorul numarul 4 se produce o explozie.O data cu aceasta se declanseaza un pu-ternic incendiu care distruge reactorul.O mare cantitate de substante radioactive”scapa” in atmosfera ….. Dupa accident, in apropierea centralei,nivelul radiatiilor varia intre 10-15 miliarde miliradia-tii ora si in unele locuri citeva sute de miliarde miliradiatii ora.Emanatia de radioactivitate a continuat inca mult timp.Aceasta imensa cantitate de radiatii generata de explozie ,incendiul si combustibilul incandescent,s-a deplasat apoi prin intermediul vintului si al curentilor de aer,persistind mai mult timp in atmosfera.Grosul emanatiilor l-a constituit izoto-pii cu o durata scurta de viata :bunaoara,izotopii de iod care se dezintegreaza rapid se injumatatesc in 8 zile sis cad de 1000 ori in 80 de zile.Analizele au dovedit insa si substante cu lunga durata de viata,precum cesiul,cu timp de injumatatire de 30 de ani.Din fericire specialistii cunosteau mijloace pentru a diminua penetratia acestui element in plante,in or-ganismele vii.Daca se va creste cantitatea de ingrasaminte potasice si solul se va ara la mare adincime,reintorcindu-se complt brazda,plantele nu vor absorbi nici cesiu stabil si nici cesiu radioactive,iar tratarea oamenilor cu iodura de potasiu are efecte similare ,aparindu-i de iradiere.Din nou deci “daca”,teorii si povesti de adormit copiii ,in fata unor evenimente foarte grave… Dar sa revenim.In timp de doua ore si jumatate-trei ore,la 27 aprilie 1986,40000de locuitori din Pripiat si imprejurimi au fost evacuati din zona de 30 km contaminata;le-au fost stabilite zone de refugiu in satele din regiunea Kievului.Posturi de prim ajutor,cu un serviciu medical special(luari de singe pentru analize,distributia produselor iodate)au fost organizate in locuri unde oamenii au fost evacuate.Ei au primit ajutorul indispensabil ,imediat,li s-a gasit de lucru.Obiecte de prima necesitate au fost distribuite gratuit celorcare aveau nevoie.In ziua urmatoare 90% din copiii evacuate mergeau déjà la scoala.Velegasov arata ca dupa accident,in total au fost evacuate 116000 de persoane ;la sfirsitul lunii aprilie 1987 se con-semnau 2 persoane care au pieritchiar in momentul sinistrului accident,si 237 persoane spitalizatepentru boala iradierii,contractata in timpul sau ulterior accidentului.Pentru 31 de oameni dintre cei spitalizati viata nu a putut fi salvata .Fireste aceste cifre oficiale ar putea fi completate cu altele.Chiar in zilele de maxima radioactivitate ,de 1 mai ,de pilda ,la Kiev,pa-rada era deschisa de pioneri.Datele erau contradictorii,cu greu oamenii puteau afla ce s-a in-timplat cu adevarat,care sunt distrugerile si ce riscuri se vadesc in perspectiva.Dar ce s-a petrecut de fapt la Cernobil ……Reactorul de la central era inzestrat cu doua subsisteme de securitate in caz de urgenta ,din care unul active si unul pasiv.Sistemul pasiv era compus din doua grupe de vase balon,continind 200m³de apa ,volum sufficient pentru evacuarea caldurii din inima reactorului in primele trei minute ,dupa un “accident maximal de proiect “.In cadrul aceluiasi accident pompele sistemului de urgenta activ se puneau automat in miscare .Subsistemul era compus din cinci grupe de pompe care alimentau cu apa inima reactorului atunci cind era déjà consumata apa din vasele balon ale subsistemului pasiv.Pompele “active”erau concepute sa functioneze de o maniera absolute automata,fiind actionate de generatoarele Diesel cu care era inzestrata centrala..In subsistemul de urgenta activ se putea asigura apa pentru racirea inimii reactorului pe timp nelimitat.Mai mult chiar,in cazul in care survenea un accident,bare absorbante de neutron ar fi fost intinse in inima reactorului in scopul de a opri reactiile de fisiune in lant . Pentru a garanta functionarea reactorului in conditii de deplina securitate existau o serie intreaga de interdictii pentru personal.Era interzis personalului sa aduca vreo modificare cit de mica circuitelor electrice ale sistemului.Totodata ,regulamentulprevedea 200 bare de control reprezentind minimum critic pentru a putea opri reactorul in orice situatie.Se consi-dera astfel ca ansamblul sistemului de securitate de la Cernobil era in masura sa faca fata ,fara interventia personalului ,la orice fel de deficient tehnica…. ….”se considera “doar.Accidentul de la central nucleara de la Cernobil a survenit in timpul unei incercari experimentale cu turbine generator a reactorului nr.4.Ironia sortie a facut ca cei care au provocat o asemenea situatie catastrofala sa se preocupe in acele momente, tocmai de securitatea centralei.Experienta respectiva era intreprinsa pentru a verifica daca este posibila utilizarea energiei mecanice a rotorului de la turbina pentru a furniza electri-citatea necesara reactorului in caz de intrerupere neprevazuta a curentului.Aceasta experienta a fost incorrect conceputa si prost organizata,nu a fost pusa de acord nici cu reprezentantii constructorului principal si nici cu cei ai directiei stiintifice pentru securitate nucleara,a fost efectuata fara oprirea reactorului-ceea ce constituie ,deopotriva grava infractiune precum si debransindu-se mai multe sisteme de securitate ,dintre care circuitul racirii de urgenta.Ero-rile comise in realizarea experientei au condus la o vaporizare in tuburile de forta ceea ce ,dat fiind coeficientul pozitiv de reactivitate al vaporilor la acest tip de reactor,a generat o crestere rapida a puterii sale.Sistemele de securitate fiind debransate in absenta unui minim indispensabil de bare absorbante de neutroni in inima reactorului,ultimul sistem de inlaturare a avariilor conectat de operator nu a mai putut stapini situatia.S-a produs atunci o puternica explozie de vapori,un mare incendiu,oparte din combustibil a devenit incandescent.. Esentialul era-aceasta catastrofa odata declansata si incendiul stins-sa fie oprita emenatia de fisiune.S-a decis astfel inabusirea partii superioare a reactorului sub circa cinci mii tone de nisip,argila,bor,dolomite ,calcar,plumb-materiale aruncate din elicoptere…..Mai trebuia vazut inainte de toate,care era starea inimii distruse a reactorului,trebuia evaluata scara migratiei substantelor radioactive .Structura supraincalzita a reactorului va fi oare capabila sa suporte greutati suplimentare dupa toate distrugerile provocate de explozie si incendiu?Nu erau oare riscuri de noi emanatii radioactive rezultate din interactiunea masei calde a combustibilului cu materiale de structura sau cu apa din rezervoarele joase?Se putea produce in caz afirmativ o noua emisiune de vapori prin intermediul careia o cantitate suplimentara de produse radioactive sa contamineze mediul ambient. Mai trebuia vazut daca dala ce servea de fundatie reactorului avariat va rezista urmarilor avariei si a tuturor actiunilor ce urmau de intreprins.Reactorul nr.3 si celelalte reactoare ale centralei era practic exclus sa fie atinse de explozie de imprejurarile create ,darnumai pe masura ce acestea erau stapinite.Specialistii au considerat intr-o prima supozitie,ca o concentratie excesiva de caldura intr-un loc anume ar fi putut crea o temperature suficienta pentru a perfora fundatia reactorului si a provoca o scurgere de combustibil nuclear in straturile de apa freatica.Trebuia in mod obligatoriu evitata o asemenea situatie si tocmai din acest motiv ,foarte curind dupa accident a inceput constructia unui tunel subteran menit sa permita asezarea sub fundatie a unei dale de protectie si generatoare de rece.Aceasta dala nu a servit si nu va servi in mod vizibil ,niciodata.Erau insa zile in care specialistiigindeau la ceea ce putea fi mai rau…Se mai gindea totodata ca un clopot de beton pentru partea de sus si o dala beton pentru partea de subsol,vor forma o constructive etansa –un adevarat sarcofag-unde combustibilul nuclear va fi bine inchis,inmormintat.Specialistii sovietici apreciau ca emisiile radioavtive ale reactorului accidentat inchis in sarcofag erau inferioare celor degajate de catre centrala nucleara functionind in regim normal,fireste tinind cont de compozitia izotopilor.Si ca nimic nu va scapa din sarcofag….Au trecut ani de atunci si toate acestea au fost grav infirmate.Moartea,groaza au acordat si acorda in continuare interviuri…..)

II.2.ROMANIA-mai 1986.

Dupa cum suntem informati in primele zile ale lunii mai 1986 in unele zone din tara noastra s-a inregistrat o crestere a radioactivitatii peste limitele normal admise ,ca urmare a avariei de la central atomo-electrica de la Cernobil. Cu ajutorul montajului alcatuit dintr-un detector GEIGER _MULLER si un circuit electronic care amplifica impulsul de scurta durata ce se produce la trecerea unei particole ,radiatii prin contorul GEIGER _MULLER pentru a putea FI AUZIT intr-un difuzor sub forma unei pocnituri ,am pus in evidenta existenta radioactivitatii..Inainte de a relata rezultatele obtinute vom preciza marimile si unitatile de masura pentru radioactivitate.Disciplina care studiaza tehnica si posibilitatile de masurare a dozelor de radiatii exprimate ,fie in sistemul de marimi si unitati rontgenologice ,fie in cel radiobiologic se numeste dozimetrie.

III.MARIMI SI UNITATI DOZIMETRICE

III.1.Marimi si unitati rontgenologice

Unitatea de masura a dozei in sistemul rontgenologic este rontgenul(1r). Un rontgen(r)reprezin-ta doza de radiatie Rontgen(X, )care produce in fiecare cm3 de aer o cantitate de ioni pozitivi sau negativi a carui sarcina electrica este de 1 franklin=3,33x10^-10 C.Intrucit un ion monovalent poarta sarcina elementara de 1,6x10^-19 aceasta reprezinta 3,33 .10^-10/1,6.10^-19 C=2.08.10⁹ perechi de ioni e necesara o energie de 32,5 eV.Energia cedata de un rontgenintr-un gram de aer se calculeaza in modul urmator:

32,5x2,08x10⁹=67,6x10⁹eV

67,6x10⁹x1,6x10^-12=108.16x10^-3erg /cm³

Intru-cit un cm³de aer normal are masa de 1,293x10^-3g,1r va ceda unui gram de aer cantitatea de energie dec108,16x10^-3g/1,293x10^-3=83,7erg

1r corespunde absorbtiei de aproximativ 84 erg pe fiecare gram de aer ,sau 94 erg pe fiecare gram de apa ,respectivde tesut moale de animal.pentru radiatiile corpusculare sau introdus ca unitate repul (1rep=1rontgen-equivalent –physical)

1rep corespunde absorbtiei de 94 erg pe fiecare gram de tesut animal. La radiatiile corpusculare intereseaza nu numai energia ci si efectul biologic.De aceea s-a introdus o alta masura si anume remul 1rem este cantitatea dintr-o radiatie oarecare ce produce acelasi effect biologicca 1r de radiatie X dura. Din motive de simplificare s-a introduspentru toate speciile de radiatii ionizante unitatea rad(rontgen absorbed dose)

• 
  1rad este cantitatea de radiatie care cedeaza intr-un gram dintr-o substanta oarecare o energie de 100erg /gram.In toate aceste definitii timpul in cursul careia actioneaza radiatia nu joaca nici un rol.Cantitatea de radiatii raportata la unitatea de timpse numeste doza .atunci se obtin unutati ca:r/h,r/saptamina.etc.Doza biologica(B)este marimea fizico-fiziologica ce evalueaza efectele biologice ale radiatiilor data de relatia:B= xD,unde este efectivitatea biologica relative si erg/g sunt date in tabelul urmator:
  

RADIATIA		Drad	Brem	1rem=1/ rad=100/ erg/g
Radiatii X si (0,03-3MeV)	1	1	100
Electroni	1	1	100
Neutroni termici	5	0,2	20
Neutroni rapizi	10	0,1	10
Protoni	10	0,1	10
Particule	20	0,05	5

Tabel.nr.1

• 
  Dozele biologice sunt marimi aditive ,putindu-se calcula efectul biologic total care rezulta in urma iradierii unei substante cu diferite radiatii.Raportul dintre doza biologica B si timpul de iradiere reprezinta doza biologica debit b=B/t.Marimea definita ca produs al dozei biologice cu masa iradiatam poartanumele de doza biologica integral:B_i=Bxm.
  

Doza biologica debit pe care omul normal o poate primi pe intreg corpul in mod continuu lucrind 8 ore pe zi timp de 6 zile pe saptamina fara sa sufere vreun effect biologic deosebit tot timpul vietii sale,este doza debit maxima permisa ,a carei valoarev ,incepind din1953 este de 0,3 remi /saptamina.

III.2CONSTANTE DOZIMETRICE. Nu exista o relatie generala valabila intre activitatea data in curie ,a unui corp emitator de radiatii si doza radiate de el exprimata in r/h.Totusi tocmai aceasta relatie are importanta practica ,deoarece numai cunoscind valoarea ei se poate aprecia pericolul mai mult sau mai putin pe care il reprezinta o substanta radioactiva.

Se poate afla din tabele ,de la caz la caz,citi r/hproduce un curie la distanta de un metru.Valoarea numerica corespunzatoare se numeste constanta dozimetrica a substantei radioactive si se noteaza cu K ; acest tabel se poate observa cu usurinta regula practica apriximativa:1 curie produce la distant de 1 m in timp de o ora o doza de aproximativ 1a rontgen.

• 
  Constante dozimetrice K ale citorva elemente active
  

Kr/ch	d=1m	1,2	1,9	0,63	1,32	0,4	0,23	0,24	0,98
		22	24	59	60	137	131	198	216
Izotopul		Na	Na	Fe	Co	Co	I	Au	Ra
Depozitarea izotopilor in organele critice
Izotop T fiz T boil T f Organ critic 32P 14,3zile 1200zile 14 zile Oase 35S 87 zile 22zile 18zile Piele 198Au 2,7 zile 50zile 2,6zile Ficat,rinichi 90Sr 20ani 400zile 2700zile Oase 235 Unat 4,5.10^9ani 30zile 63zile Rinichi 239 Pu 2,4.10^4ani 4,3zile 4,3zile Oase

Tabel. Nr.2

• 
  Se numeste timp de injumatatire biologic T_biol timpul in care concentratia initiala de substanta radioactiva in organul accumulator se reduce la jumatate.Daca se tine seama si de timpul de injumatatire fizic T_fiz rezulta timpul de injumatatire eficaceT_f= T_biol.T_fiz /T_biol +T(vezi tabloul de mai sus)
  

III.3 Doze maxime admisibile

Cantitatea de rad ce poate fi tolerata de om fara pericol se numeste doza maxima admisa.Urmatoarele date reprezinta recomandarile valabile din 1962 recunoscute pe plan international.

Doza letala:DL 50(30)adica50%din indivizii iradiati mor dupa iradierea de scurta durata in intervalulde 30 zile(400-800rad).

DL100-efect mortal in orice caz(600-800rad).Supravietuitorii de la Hiroshima au primit in medie o oza de circa 150-200rad.

Doze maxime admisibile pentru lucrul cu radiatii

Doza maxima admisa pentru	Radiatii Rontgen	Neutroni rapizi
Iradierea intregului corp	0,1rad/sapt. Lucru	0.01rad/sapt lucru
Iradiere partiala(miini,picioare)	1rad/sapt.lucru	0,1rad/sapt.lucru

Tabel nr. 3

Valori maxime admise pentru impuritati

-	Radiatii	Radiatii
Miini	5.10^-4c/mina	5.10^-3c/mina
Celelalte parti ale corpului	5.10^-6c/p.corp	5.10^-5c/parti corp

Tabel nr.4

Un om este expus in cursul vietii sale la un nivel natural de 6-40rad.Radioactivitatea naturala a aerului provocata de emanatiisi de produsele lor secundare pe care le conine se ridica la aproximativ 10^-1 curie/m³. Ecranul fosforescent al unui ceasornic de mina produce in 30 de ani aproximativ0,25 rad. In conditiile nou aparute in mai 1986 cind s-a deposit doza maxima permisa de radioactivitate daca am calcula cu doza maxima admisibila pentru lucrul la iradierea intregului corp de 0,1 rad/saptamina astfel:

0,1 rad/saptamina.*52 saptamini=5,2rad/an

5,2rad/an*30 ani lucru cu radiatii=156rad/30ani lucru,adica o doza comparabila cu cea suportata de supravietuitorii de la Hiroshima(150-200rad).Avind in vedere ca am calculate pentru un om care este expus continuu prin natura serviciului de lucru cu radiatii,pentru un cetatean oarecare ,aprecierile se fac de la sine.

IV.Parte experimentala

IV.1Mod de lucru

Se conecteaza detectorul de radiatii la retea (alcatuit dintr-un detector Geiger Muller,circuit electronic de amplificare si difuzor)si se realizeaza amplificarea asteptind 3-4 minute pina cind detectorul intra in regim normal de functionare.In difuzor se vor auzi pocnituri.Fiecare pocnitura marcheaza intrarea unei particule in detector.Se constata ca pocniturile sunt din ce in ce mai dese pe masura ce suprafata active a contorului Geiger Muller se mareste si distant detector sursa se micsoreaza.Trebuie mentionat faptul ca se aud pocnituri rare in difuzor si atunci detectorul GEIGER MULLER este ecranat ,deoarece el reactioneaza in acest caz la radiatia emisa de sursa de (Sr+Y)⁹⁰si la radiatia cosmic. Sr⁹⁰serveste pentru actionarea unui system de detectie beta,pentru punerea in evidenta a radiatiilor beta ,a absorbtiilor radiatiilor. Caracteristici tehnico-functionale.Activitatea sursei (0,3-0,7)Curie(11-26)kBq+10%.Sursa consta din radionuclidul Sr⁹⁰ emitatorbeta pur cu energie maxima 0,544MeV si perioada de injumatatire 28,2 ani aflat in echilibru secular Y⁹⁰ emitatorbeta pur cu energie maximade 2,27 MeVsi perioada de injumatatire 64,2 ore. Am pus in evidenta radioactivitatea urmatoarelor produse : -salata cu pamint,salata spalata,iaurt,brinza,urda si le-am comparat cu sursa (Sr+Y)⁹⁰,avind in vedere si radioactivitatea existent in atmosfera. Astfel pe baza timpilor inscrisi pe fiecare pocnitura am calculatnumarul pocniturilor,al impulsurilor pe fiecare minut(coloana4)si media acestora pe produs(coloana 5). Comparind debitul sursei (Sr+Y)⁹⁰cu cel al produsului(coloana6)se constata de cite ori sunt mai frecvente pocniturile la radiatiileabsorbite in prezenta sursei radioactive fata de produsul de cercetat.Cunoscind ca radiatia sursei este de 0,2Curie pe baza rezultatelor din coloana 6 am raportat radioactivitatea sursei 0,2 Curie la acestea,obtinind in coloana 7 radioactivitatea in prezenta produsului respective.S-a stabilit pentru sursa radioactiva debitul de 1,25 poc/s cu formula D_s=75 poc/60 sec.

IV.2.Date experimentale

TABELUL nr.5

Produsul	Np (poc)	t (s)	Min	Dprod poc/s)	Dmed (poc/s)	I=Ds /Dprod	Rd (C)	Rp (C)
1	2	3	3’	4	5	6	7	8
Salata smulsa cu pamint	21	60	1	0,35	0,4165	1,25/0,4165=3	0,06	0,028
	24	120	2	0,4
	31	180	3	0,516
	24	240	4	O,4
Brinza	24	60	1	0,4	0,366	1,25/0,366=3,41	0,058	0,026
	21	120	2	0,35
	21	180	3	0,35
Iaurt	21	60	1	0,35	0,358	1,25/0,356=3,49	0,057	0,025
	25	120	2	0,416
	21	180	3	0,233
	19	240	4	0,283
	2	3	3’	4	5	6	7	8
Urda	18	60	1	0,3	0,256	4,88	0,04	0,008
	13	120	2	0,21
	14	180	3	0,233
	17	240	4	0,283
Salata spalata bine-bine	19	60	1	0,316	0,233	6,38	0,037	0,005
	11	120	2	0,183
	17	180	3	0,283
	9	240	4	0,15
Aer	12	60	1	0,2	0,2	6,25	0,032	----
	12	120	2	0,2
	12	180	3	0,2

TABELUL nr.6

Produs	Salata nespalata	Salata spalata	Brinza	Iaurt	Urda	SURSA
Dm/Dm aer	2,0825	1,165	1,83	1,79	1,28	6,25

In tabelul nr.5 s-au facut urmatoarele notatii:

N_p-numarul pocniturilor

t-timpul(sec si min)

D_prod==poc/secunda

D _med=debitul mediu ,calculate ca medie a debitelor obtinute pe fiecare minut

D_s=debitul sursei radioactive (Sr+Y)⁹⁰,D_s=1,25 poc/secunda

I=D_s/D_prod-intensitatea debitului sursei comparat cu al produsului de detectat

R_d=R_s/I-radioactivitatea detectata in prezenta produsului ,cunoscind radioactivitatea sursei R_s=0,2C

R_p=R_d-R_aerradioactivitatea acumulata de produs avind in vedere radioactivitate existenta in atmosfera si estimata prin calculi in tabelul 1,coloana 7 ca fiind R_aer=0,032C

S-a stabilit pentru sursa radioactiva 75/60 pocnituri/secunda=1,25poc/sec.Mentionam ca aceste calcule sunt estimative neavind un detector de radiatii cu scala si data fiind fluctuatia radioactivitatii din aer.Calculele s-au facut pantru radioactivitatea existent in ziua de 13 mai 1986. In tabelul nr.6 ,am raportat debitul mediu al fiecarui produs la debitul mediu al aerului.Astfel comparind datele acestui table se pot trage urmatoareleconcluzii: -fata de debitul aerului,salata nespalata inregistreaza un debit de 2(doua)ori mai intens decit al acestuia. –salata spalata foarte bine,are un debit doarcu putin mai intens decit al aerului -produsele lactate au de asemenea un debit de aproximativ 1,25-2 ori mai intens ca al aerului.

S-a impus conform recomandarilor facute de Comisia de partid si de stat pentru supravegherea si controlul calitatii mediului inconjurator spalarea intense a verdeturilor si reducerea consumului de produse lactate.

Avind in vedere ca fata de sursa de (Sr+Y)⁹⁰ce are o radioactivitate de 0,2C,debitul radioactivitatii aerului este de 6,25 ori mai mic decit debitul sursei(1,25 poc/sec).In data de 13 mai ,se constata ca fata de zilele 2-3mai cind s-a inregistrat unD_aeraproximativ =D_s aceasta a scazut circa 6,25 ori.

V.EFECTELE NOCIVE ALE RADIATILOR

Dupa gradul si durata expunerii la radiatii efectele nocive sunt de mai multe feluri:

1)Din cauza expunerii acute amintim urmatoarele simptome:

-tulburari ale sistemului nervos -stari de iritatie -slabirea memoriei -somnolenta sau insomnia -tendinta acuta de transpiratie -dureri de cap -dureri in membre -tulburari ale sistemului circulator -afectiuni ale pielii:-roseata/mincarime/arsura,umflaturi -schimbarea culorii pielii dupa 2-3 saptamini

In cazuri grave :

-afectiuni ale pielii chiar dupa 4-7zile -roseata si umflaturi intense si dureroase ale pielii -formarea de basici albastrui -necroza(moarte)a pielii si a oaselor -caderea parului -formarea de tumori

In cazuri extrem de grave: -cancerul radiatiilor(leucemia) -moartea prin leziuni corporale foarte grave Chiar si radiatiile beta provoaca afectiuni ale pielii si vederii.

2)Expunere de lunga durata la doza moderata de radiatii.Simptome: -Leucopenie=scaderea anormala a numarului de globule albe -Leucemie=cancerul singelui,anemie -Diferite forme de cancer -Tulburarea cristalinului -Scaderea fecunditatii -Leziuni osoase

3)Efecte nocive tardive in cazul expunerii timp de citiva ani: Mutatiile genetice nu au loc imediat,ci sunt vizibile la generatie.O doza de 7-8ori dubleaza nr.mutatiilor spontane. Nu exista un prag inferior al cantitatii de radiatii care produc efecte nocive din punct de vedere genetic.si cele mai mici efecte se insumeaza,in cursul vietii. Pornind de la resursele limitate limitate dar suficiente de uranium,tehnologia a progresat cu o viteza uimitoare ,catre realizarea celor mai infricosatoare arme,a submarinelor gigantice si a celor mai puternice si mai economice termocentrale nucleare.

Nici o energie nu este mai periculoasa decit lipsa de energie…..Asa incit trebuie sa continuam dezvoltarea nucleara ,insistind ca si inainte-dar si mai puternic-asupra minimizarii riscurilor proliferarii si accidentelor.Aceasta este convingerea care incheie aceste rinduri ,in timp ce epopeea atomica se continua.

Imag. 1 Imag.2

BIBLIOGRAFIE

1.Berttrand Goldachmidt,”Complexul atomic”. Editura politica,Bucuresti,

1985

2.Helmut Linder,”Elemente de fizica atomica si nucleara”,Editia a II-a,traducerea din limba germane,Bucuresti,1962

3.Ion Dima,Vasiliu,St.Muscalu,”Dictionar de fizica”Editura enciclopedica romana.,Bucuresti,1972

4.Anca Gabriela,Marcela Dumitru,Mircea Tuca,”Modul cu componente pentru experimente de fizica nuclear”-instructiuni de folosire,Bucuresti,1981

CUPRINS

Contents

RADIATIILE NUCLEARE SI EFECTELE LOR NOCIVE 1

I.DESCOPERIREA FISIUNII 1

II.DE LA EXPLOZIA ATOMICA LA ENERGIA NUCLEARA 2

II.2.ROMANIA-mai 1986. 6

III.MARIMI SI UNITATI DOZIMETRICE 6

III.1.Marimi si unitati rontgenologice 6

Tabel.nr.1 7

Tabel. Nr.2 8

III.3 Doze maxime admisibile 9

Tabel nr. 3 9

Tabel nr.4 9

IV.Parte experimentala 10

IV.1Mod de lucru 10

IV.2.Date experimentale 11

TABELUL nr.5 11

TABELUL nr.6 12

V.EFECTELE NOCIVE ALE RADIATILOR 13

BIBLIOGRAFIE 15

Ciotlos Anghelina Page