Mitä radioaktiivisuus on?
Radioaktiivisilla aineilla on atomiytimessään liian monta neutronia suhteessa protonien määrään. Tämä tekee atomeista epävakaita, ja saavuttaakseen jälleen vakaan tilan ne lähettävät säteilyä – toisin sanoen ne hajoavat. Atomin koosta riippuu, minkälaista säteilyä siitä vapautuu.
Radioaktiivisuus: Säteilyä on kolmea tyyppiä:
1. Alfasäteily koostuu heliumytimistä Suuret radioaktiiviset atomit hajoavat vapauttamalla heliumytimiä, jotka koostuvat kahdesta protonista ja kahdesta neutronista. Raskain luonnollinen alkuaine, uraanin isotooppi 238, on radioaktiivista ja se hajoaa ketjureaktiossa useassa vaiheessa. Ihmisen iho pysäyttää helposti suuret alfahiukkaset, mutta jos säteily pääsee kehon sisään ruoan tai hengitysilman välityksellä, se on äärimmäisen vahingollista.
- Alfasäteilyn voi pysäyttää: ihmisiho.
2. Beetasäteily koostuu elektroneista Pienet radioaktiiviset atomit, kuten superraskas vety, hajoavat vapauttamalla elektroneja. Tätä kutsutaan beetasäteilyksi. Elektroni vapautuu joka kerta, kun neutroni muuttuu protoniksi. Jos beetasäteilyä osuu suoraan ihoon, se voi aiheuttaa ihosyöpää, mutta vaarallisinta se on silloin, jos sitä syödään tai hengitetään.
- Beetasäteilyn voi pysäyttää: alumiinilevy.
3. Gammasäteily on valoa Monet keskisuuret atomit lähettävät gammasäteilyä. Hajoaminen tapahtuu yleensä kaksivaiheisessa prosessissa. Neutroni muuttuu ensin protoniksi vapauttamalla elektronin. Uusi atomi hajoaa sen jälkeen lähettämällä gammasäteilyä, joka on erittäin lyhytaaltoista valoa. Gammasäteet tunkeutuvat esteettä kehoon, mutta ne ovat muita säteilylajeja vaarattomampia.
- Gammasäteilyn voi pysäyttää: paksu lyijylevy.
Miksi säteily on vaarallista?
Radioaktiivisten aineiden vaarallisuus perustuu niiden lähettämään säteilyyn, jossa on niin paljon energiaa, että säteily voi irrottaa atomeista ja molekyyleistä elektroneja. Tällöin atomeista ja molekyyleistä tulee sähköisesti varautuneita eli niistä tulee ioneja. Jos koko keho, elimistö tai jotkin solut altistuvat radioaktiiviselle säteilylle, niissä voi syntyä vaurioita.
Jos säteilyannos on tarpeeksi iso, säteily tuhoaa solut, joihin se on tunkeutunut. Uudet solut voivat korvata kuolleet solut, ellei solujen kuolema ole niin laajaa, että koko elin tuhoutuu.
Pienemmät annokset, jotka eivät tuhoa soluja kokonaan, voivat sen sijaan vaurioittaa dna:ta ja aiheuttaa geneettisiä mutaatioita. Joissain tapauksissa entsyymit pystyvät korjaamaan vauriot, mutta eivät aina, ja tällöin solu muuttuu syöpäsoluksi.
Miten radioaktiivisuutta mitataan?
Vauriot riippuvat sekä säteilyannoksesta että säteilytyypistä. Riskin arvioimiseksi asiantuntijat käyttävät suuretta efektiivinen annos, jonka yksikkö on sievert.
Efektiivistä annosta laskettaessa eri säteilytyyppejä painotetaan eri kertoimin. Alfasäteilyä painotetaan eniten. Kuusi sievertiä tappaa lähes kaikki säteilylle altistuneet akuuttiin säteilysairauteen. Yhden sievertin annos puolestaan nostaa 5 prosentilla riskiä sairastua syöpään.
Luonnollinen taustasäteily, jota esiintyy lähes kaikkialla maapallolla, on keskimäärin 2,4 millisievertiä.
Onko radioaktiivisuudesta hyötyä?
Vaikka radioaktiivinen säteily voi olla erittäin vaarallista, siitä on toisaalta paljon hyötyä nykyaikaisessa lääketieteessä.
Esimerkiksi positroniemissiotomografia- eli PET-kuvantamisessa käytetään radioaktiivista merkkiainetta syöpäaineiden paikantamiseksi kehosta. Ennen kuvausta verenkiertoon ruiskutetaan glukoosia, johon on lisätty fluori-18:aa. Syöpäsolut imevät enemmän sokeria – ja merkkiainetta – kuin terveet solut. Fluori-18 hajoaa lähettämällä positroneja, jotka kuvauslaite rekisteröi. Näin syöpäkasvain paljastuu.
Syöpäsoluja voidaan myös tuhota viemällä kehoon radioaktiivisia aineita. Yksi menetelmistä on brakyterapia, missä radioaktiivista ainetta annostellaan itse kasvaimeen tai sen viereen. Perinteiseen sädehoitoon verrattuna etuna on se, että säteily keskittyy syövän koettelemalle alueelle ja tappaa vähemmän terveitä soluja.