Co to jest naturalna promieniotwórczość?

Termin „naturalna promieniotwórczość” odnosi się do każdego źródła promieniotwórczości, które nie jest wytworzone przez człowieka. Główne źródła naturalnej promieniotwórczości obejmują promieniowanie kosmiczne, promieniowanie naziemne oraz promieniowanie z materiału w ludzkim ciele. Podczas gdy wysoki poziom promieniowania wytwarzanego przez urządzenia ludzkie zabija ludzkie komórki i może powodować raka, niskie poziomy, które występują naturalnie, nie wykazały żadnych negatywnych skutków zdrowotnych. Każdy człowiek otrzymuje średnio 2,4 milisiwerta (mSv) naturalnego promieniowania rocznie, chociaż ilość ta jest różna w zależności od położenia geograficznego i zawodu.

Promieniowanie kosmiczne składa się z cząstek subatomowych z kosmosu, głównie protonów i jąder wodoru. Słońce emituje również promieniowanie podczas rozbłysków słonecznych. Kiedy te naładowane cząstki wchodzą do ziemskiej atmosfery, zderzają się z atomami i cząsteczkami atmosferycznymi, tworząc inne typy cząstek subatomowych i izotopów promieniotwórczych, w tym węgiel-14.

Izotopy danego pierwiastka będą miały protony o tej samej liczbie, ale liczba neutronów będzie inna. Węgiel-14 ma jądro, które zawiera 6 protonów i 8 neutronów, co daje w sumie 14 cząstek jądrowych. Ten izotop jest radioaktywny, co oznacza, że ​​spontanicznie ulega rozkładowi i emituje cząsteczki. Węgiel-14 emituje elektron rozpadający się do stabilnego izotopu azotu-14 w ustalonym okresie czasu. Materiały zawierające węgiel-14 można umieszczać w czasie geologicznym, stosując proces znany jako datowanie radiowęglowe, w którym ilość węgla-14 w materiale jest wykorzystywana do określenia jego wieku.

Promieniowanie naziemne jest drugim głównym źródłem naturalnej promieniotwórczości. Promieniowanie to pochodzi z izotopów węgla i potasu, a także toru i uranu, które można znaleźć w glebie, skałach lub wodzie. Dwa ostatnie izotopy rozpadają się na radon i rad, które są niezwykle radioaktywne, choć rzadkie. Ich szybkość rozpadu jest również dość długa - na przykład okres półtrwania uranu-238 wynosi 4,5 miliarda lat, co oznacza, że ​​potrzeba około 4,5 miliarda lat, aby dana ilość substancji uległa zmniejszeniu przez rozpad o połowę. Długi okres półtrwania uranu powoduje, że jego wpływ na ludzi jest znikomy.

Oprócz naziemnych i kosmicznych źródeł naturalnej promieniotwórczości, substancje w ludzkim ciele również wytwarzają promieniowanie. Szereg izotopów promieniotwórczych znalezionych w ludzkim ciele ma źródło naziemne, ponieważ zostały one połknięte przez żywność, wodę lub powietrze. Należą do nich węgiel-14, potas-40, uran, tor, rad i niektóre inne. Stężenia tych substancji są w większości dość niskie, przy czym najwyższe są w przypadku węgla i potasu.

Ilość naturalnej radioaktywności, którą otrzymuje człowiek, zależy od położenia geograficznego. Niektóre obszary zawierają gleby wzbogacone określonym izotopem ze względu na złoża mineralne lub procesy organiczne. Na przykład mokradła mogą zawierać więcej uranu ze względu na rozkład materiału organicznego zawierającego ten pierwiastek. Obszary o wyższej wysokości mają tendencję do odbierania więcej promieniowania kosmicznego, ponieważ znajdują się wyżej w atmosferze. Astronauci i piloci otrzymują codziennie więcej promieniowania kosmicznego niż przeciętna osoba z tego samego powodu.