Απαντήσεις στις Ερωτήσεις Ποτηριάδη

1.Αναφέρατε τις 3 κατηγορίες στις οποίες ταξινομούνται τα ραδιοϊσότοπα που απαντώνται στο περιβάλλον

Τα ραδιοϊσότοπα που υπάρχουν στη φύση μπορούν να ταξινομηθούν στις παρακάτω κατηγορίες:

Φυσικά ραδιοϊσότοπα στο φλοιό της γης Υπάρχουν ως συστατικά του φλοιού της γης από την στιγμή της δημιουργίας της. Η ένταση της ακτινοβολίας του εδάφους εξαρτάται άμεσα από τη γεωλογική σύσταση των πετρωμάτων της περιοχής. Π.χ. το ουράνιο-238, το ουράνιο-235, το θόριο-232, το κάλιο-40 και τα θυγατρικά τους ραδιοϊσότοπα

Κοσμογενή ραδιοϊσότοπα Από τις αλληλεπιδράσεις αυτές προκαλούνται στην ατμόσφαιρα και πυρηνικές αντιδράσεις που οδηγούν στην παραγωγή ελαφρών ραδιενεργών πυρήνων όπως των: υδρογόνου-3, βηρυλίου-7, άνθρακα-14, και νατρίου-22

Τεχνητά παραγόμενα ραδιοϊσότοπα (παράγονται τεχνητά σε εγκαταστάσεις υψηλής τεχνολογίας όπως σε πυρηνικούς  αντιδραστήρες και επιταχυντές σωματίων).

Η-3 -> Κοσμογενή

Be-7-> Κοσμογενή

Ra-226 -> Φυσικό από το U-238

Th-232-> Φυσικό ραδιοϊσότοπο

K-40-> Φυσικό

I-131->Τεχνητό

Cs-137->Τεχνητό

2. Σωστό-Λάθος

1) Σωστό

2) Λάθος

3) Σωστό

4) Σωστό

5) Σωστό

3. Περιγραφή Κοσμικής Ακτινοβολίας Προέλευση, παραγόμενα ραδιοϊσότοπα, εξάρτηση δόσης και ύψος

Η υψηλής ενέργειας ακτινοβολία που μας έρχεται από το εξωτερικό διάστημα ονομάζεται κοσμική. 'Εχει προέλευση τον ήλιο καθώς και άλλες άγνωστες ακόμη για την επιστήμη αστρικές πηγές Αύξηση της κοσμικής ακτινοβολίας έχομε κατά τις εξάρσεις της ηλιακής δραστηριότητας.

Η κοσμική ακτινοβολία συνίσταται από υψηλής ενέργειας ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία καθώς και από υποατομικά σωματίδια υψηλού LET. Κατά την είσοδό της στην ατμόσφαιρα, αλληλεπιδρά με πυρήνες ατόμων συστατικών του αέρα και από τις αλληλεπιδράσεις αυτές προκύπτουν δευτερογενώς ταχέως κινούμενα υποατομικά σωματίδια (ηλεκτρόνια πρωτόνια, νετρόνια, μεσόνια, μιόνια κ.λ.π.), τα οποία μαζί με την υψηλής ενέργειας ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, προσβάλλουν την επιφάνεια της γης. Επιπλέον από τις αλληλεπιδράσεις αυτές προκαλούνται στην ατμόσφαιρα και πυρηνικές αντιδράσεις που οδηγούν στην παραγωγή ελαφρών ραδιενεργών πυρήνων. όπως ηλίου-3, βηρυλίου-7, άνθρακα-14 και νατρίου-22 κ.λ.π. Η κοσμική ακτινοβολία κατά τη διέλευσή της μέσα από τα στρώματα της γήινης ατμόσφαιρας απορροφάται μερικώς και η έντασή της μειώνεται σταδιακά με αποτέλεσμα να φτάνει στο επίπεδο της επιφάνειας της θάλασσας σχετικά εξασθενημένη.

Ο μέσος ρυθμός δόσης από την κοσμική ακτινοβολία στο επίπεδο επιφάνειας της θάλασσας είναι 0.03 μSv/ώρα και αυξάνει με το υψόμετρο διπλασιαζόμενος περίπου κάθε 1500 μέτρα στην κατώτερη ατμόσφαιρα. Οι κάτοικοι των πόλεων που είναι κτισμένες σε μεγάλο υψόμετρο όπως το Ντένβερ στο Κολοράντο (1,6 χλμ), το Μεξικό (2,25 χλμ) και η Λάσα στο Θιβέτ (3,7 χλμ) δέχονται πολλαπλάσια κοσμική ακτινοβολία από αυτήν που δέχονται οι κάτοικοι περιοχών του επιπέδου της Θάλασσας.

Στο σχήμα φαίνεται η μεταβολή του ρυθμού της απορροφούμενης δόσης της οφειλόμενης στην κοσμική ακτινοβολία με το υψόμετρο.

Στο υψόμετρο των 10 χλμ., όπου πραγματοποιούνται οι συνήθεις ταξιδιωτικές πτήσεις ο ρυθμός δόσης ανεβαίνει στα 5 μSv/ώρα, ενώ στα 15 χλμ. όπου πετούν τα υπερμεγέθη Jets τύπου Jumbo και Concord ο ρυθμός δόσης φτάνει τα 15 μSv/ώρα. Κατά τη διάρκεια ενός αεροπορικού ταξιδιού μεταξύ Ευρώπης και Αμερικής ο ταξιδιώτης δέχεται δόση ίση με 30 μSv περίπου.

Το ιπτάμενο προσωπικό των αεροπορικών εταιρειών περιλαμβάνεται στους εργαζόμενους που δέχονται σχετικά μεγάλες ετήσιες δόσεις από πηγές του φυσικού περιβάλλοντος και οι δόσεις αυτές οφείλουν να καταγράφονται και να ελέγχονται. Η υποχρέωση των αεροπορικών εταιρειών ως προς τη συστηματική δοσιμέτρηση του ιπταμένου προσωπικού προβλέφθηκε για πρώτη φορά στην οδηγία της Ευρωπαϊκής 'Ενωσης (96/29) που αφορά στην προστασία των εργαζομένων και του πληθυσμού από τις ιοντίζουσες ακτινοβολίες. Είναι ακόμα προφανές ότι η κοσμική ακτινοβολία αποτελεί περιοριστικό παράγοντα και για την μακρόχρονη παραμονή των αστροναυτών στο διάστημα.

4. Ακτινοβολία από ραδιοϊσότοπα του εδάφους

(σημαντικότερα ραδιοϊσότοπα, σειρές, οδοί έκθεσης)

Παραδείγματα πηγών της τεχνητά παραγόμενης ακτινοβολίας

Από τις κύριες φυσικές πηγές εξωτερικής ακτινοβόλησης του ανθρώπου, είναι τα μακρόβια φυσικά ραδιενεργά στοιχεία του ραδίου, του ουρανίου του θορίου του καλίου κ.α, που είναι συστατικά του φλοιού της γης από την στιγμή της δημιουργίας της. Απαντώνται παντού, στο έδαφος, στο νερό, στον αέρα, στους ζώντες οργανισμούς, στις τροφές και στα οικοδομικά υλικά. Υπολογίζεται ότι εάν αναλυθεί στρώμα εδάφους πάχους 30 εκατοστών που περιλαμβάνεται σε ένα γήπεδο διαστάσεων ενός τετραγωνικού μιλίου, θα προκύψουν περίπου 3 τόνοι ουρανίου, 6 τόνοι θορίου και 1 γραμμάριο ραδίου.

Η ακτινοβολία του εδάφους σε δεδομένη θέση εξαρτάται άμεσα από τη γεωλογική σύστασή των πετρωμάτων της περιοχής. Από τα πλέον ραδιενεργά πετρώματα είναι τα γρανιτικά λόγω της αυξημένης περιεκτικότητας σε ουράνιο και ράδιο. Έτσι, λόγω της ιδιαίτερης γεωλογικής σύστασης, η μέση ετήσια δόση που δέχεται από τη γήινη ακτινοβολία ο πληθυσμός στις σκανδιναβικές χώρες είναι υπερδιπλάσια αυτής στην Μεγάλη Βρετανία και στην Ολλανδία.

Επίσης μεγάλες διαφοροποιήσεις ως προς την ακτινοβολία του εδάφους μπορεί να εντοπιστούν και μεταξύ μικρών γειτονικών περιοχών ενός κράτους. Για παράδειγμα στη Μεγάλη Βρετανία οι κάτοικοι των περιοχών της Κορνουάλης, του Ντερμπυσαϊρ, του Ντέβον και του Αμπερντίν δέχονται σημαντικά μεγαλύτερη ετήσια δόση από την αντίστοιχη μέση δόση που δέχεται ο Βρετανικός πληθυσμός.

Είναι προφανές ότι σε υπόγειους χώρους όπως είναι τα σπήλαια, οι στοές των ορυχείων, τα υπόγεια των κτηρίων κ.λ.π., η συνιστώσα της εξωτερικής ακτινοβόλησης του ανθρώπου από φυσικά ραδιενεργά ισότοπα είναι σημαντικά αυξημένη σε σχέση με τους αντίστοιχους υπέργειους. Με βάση τους κανονισμούς ακτινοπροστασίας, οι υπόγειοι εργασιακοί χώροι πρέπει να ελέγχονται ως προς τα επίπεδα της ακτινοβολίας και σε περίπτωση υπέρβασης των ορίων δόσεων που εχουν θεσπιστεί για τους εργαζομένους, πρέπει να λαμβάνονται κατάλληλα προστατευτικά μέτρα. Βέβαια στους υπόγειους χώρους, η κατά μέσο όρο σημαντικότερη συνιστώσα ακτινοβόλησης του ανθρώπου είναι η παρουσία του αερίου του ραδιενεργού ραδονίου που θα εξεταστεί αναλυτικά στη συνέχεια.

Τεχνητά παραγόμενα ραδιοϊσότοπα (παράγονται τεχνητά σε εγκαταστάσεις υψηλής τεχνολογίας όπως σε πυρηνικούς  αντιδραστήρες και επιταχυντές σωματίων).