Radioactivitatea în alimente

De: Brigitte Butz - Oficiul de stat bavarez pentru sănătate și siguranță alimentară

  • Proprietăți și termeni
    • Decăderea alfa
    • Decăderea beta
    • Dezintegrarea gamma
  • Radioactivitatea naturală și artificială în alimente
  • Expunerea umană la radiații
  • Radioactivitatea în alimente astăzi

Proprietăți și termeni

Fiecare materie este formată din atomi, care la rândul lor sunt alcătuite din nucleul atomic (protoni, neutroni) și electronii care îl înconjoară.

În plus față de miezurile stabile, care sunt stabile practic pentru tot timpul, există miezurile instabile (Radionuclizii), care se descompun după un anumit timp. radioactivitate este numele dat proprietății acestor radionuclizi de a se transforma în alți nuclei atomici, cu energie sub formă de radiații ionizante devine liber. Becquerel, prescurtat Bq, este unitatea SI a activității unui material radioactiv.

Cât de repede se întâmplă o transformare este independent de influențe precum temperatura, presiunea sau prezența altor substanțe.

Viteza de conversie este determinată de Jumătate de viață exprimat. Timpul de înjumătățire (fizic) al unei substanțe radioactive este perioada de timp în care jumătate din atomii acestei substanțe au decăzut. Cantitatea și activitatea unei substanțe radioactive sunt reduse la jumătate.

Fiecare element radioactiv are un timp de înjumătățire caracteristic, care poate varia de la fracțiuni de secundă la miliarde de ani.

În termeni simplificați, se diferențiază esențial următoarele Tipuri de decădere:

Decăderea alfa

În dezintegrarea alfa, nucleii de heliu dublu pozitivi sunt emiși din nucleu. Acestea sunt grinzi de particule. Deoarece particulele sunt relativ mari, această radiație este rapid decelerată. În aer au o rază de acțiune de câțiva centimetri, în țesutul uman doar aproximativ 0,05 mm. Emitenții alfa sunt foarte dăunători sănătății dacă sunt încorporați (prin alimente) sau prin inhalare (prin respirație), deoarece își eliberează apoi energia ridicată direct în țesut și astfel duc la deteriorarea celulelor.

naturală artificială

Fig.1: Dezintegrarea alfa

Decăderea beta

Beta-minus-decay (β-decay)

În timpul decăderii (β), un electron este evacuat din nucleul unui radionuclid. Viteza sa poate varia între aproape zero și aproape viteza luminii. Acești electroni formează razele beta. Un exemplu de descompunere β este conversia cesiului-137 în bariu-137.

Fig. 2: Dezintegrarea beta

Beta plus descompunere (β + descompunere)

Dezintegrarea β + are loc cu nuclizi bogați în protoni.
„Electroni” cu o sarcină electrică pozitivă, așa-numiții pozitroni, sunt emise din miez.

La fel ca radiațiile alfa, razele beta sunt raze de particule. Gama de radiații beta din aer poate fi de până la câțiva metri.

Particulele beta care lovesc corpul uman din exterior pătrund doar câțiva milimetri, dar pot apărea daune în zonele de formare a pielii. Pe lângă aluminiu, materialele plastice sunt folosite și pentru a proteja razele beta.

Decăderea gamma

Razele gamma sunt radiații electromagnetice care pot apărea ca un produs secundar al decăderii alfa sau beta. Prin urmare, este de aceeași natură ca undele radio, microundele sau lumina vizibilă. Cu toate acestea, este mult mai energic.

Radiațiile gamma pot pătrunde în toate materialele și pot fi parțial protejate doar de plăci groase de plumb. Radiațiile gamma sunt greu atenuate de țesutul uman.

Fig. 3: Dezintegrarea gamma

Radioactivitatea naturală și artificială în alimente

Atâta timp cât a existat materie vie, ea a fost expusă efectelor radiațiilor ionizante din exterior și din interior. În plus față de această expunere la radiații naturale, a fost adăugată o expunere suplimentară la radiații din surse create artificial de la începutul secolului XX.

radioactivitate naturală a fost mereu acolo. Este cauzată de nuclizi radioactivi de la momentul creării materiei pământești. Acestea includ De exemplu potasiu-40, izotopii de uraniu uraniu-235 și uraniu-238 și produsele lor de degradare (de exemplu, radon-222, radiu-226 sau toriu-232). Alți radionuclizi sunt în mod constant re-formați în straturile superioare ale atmosferei prin raze cosmice, cum ar fi tritiul H-3 sau carbonul C-14.

Radioactivitatea naturală reprezintă cea mai mare parte a activității prezente în alimentele noastre astăzi și nu este cauzată de noi și nici nu poate fi influențată de noi.

Artificial făcute de om Radionuclizii sunt cunoscute cu sutele și nu diferă în legile lor fizice de cele naturale. Doar câțiva nuclizi sunt de importanță practică pentru poluarea oamenilor și a mediului; fie au o perioadă de înjumătățire lungă, fie, din cauza comportamentului lor fiziologic, sunt mai radiotoxici. Acestea includ B. radionuclizii cobalt Co-60, cesiu Cs-134, cesiu Cs-137, stronțiu Sr-90, plutoniu Pu-238 și Pu-239 și iod I-131.

Substanțele radioactive artificiale din mediul nostru provin în principal din testele anterioare ale armelor nucleare supraterane din anii 1950 și 1960 și din accidentul reactorului de la Cernobâl în 1986. Radionuclizii eliberați au ajuns la noi prin atmosferă și au fost spălați sau ca praf (" Fall-out ") depus pe vegetație și sol.

Produsele de fisiune iod-131, cesiu-134 și cesiu-137 au avut cea mai mare importanță radiologică. Iodul-131, cu timpul său de înjumătățire scurt de opt zile, a fost unul dintre cei mai importanți nucleizi relevanți pentru doză datorită efectelor sale asupra glandei tiroide. Cesiul-134 (timpul de înjumătățire aproximativ 2 ani) și cesiul-137 (timpul de înjumătățire aproximativ 30 de ani) au avut efecte radiologice mai mari pe termen mediu și lung. Astăzi există doar cantități foarte mici de cesiu-134, dar în primii ani după 1986 a contribuit considerabil la dozele de radiații.

Majoritatea radionuclizilor rămași au decăzut acum. În următoarele câteva decenii, pe lângă cesiu-137, stronțiul-90 va juca doar un anumit rol într-o măsură foarte limitată.

În plus, există ocazional niveluri scăzute de expunere radioactivă din utilizarea în medicină (terapie), industrie, comerț și știință.

Expunerea la radiații pentru oameni

Pentru oameni, nu numai activitatea unei substanțe este decisivă, ci mai presus de toate efectul ei biologic, cauzat de radiațiile ionizante din organismul uman.

Acest efect se numește doza (Doza echivalentă cu unitatea Sievert [Sv]).

Doza medie de radiații pentru populația germană este de aproximativ 4,3 mSv (Milli-Sievert) per locuitor, principalele contribuții venind din radiațiile naturale și din utilizarea radioactivității în medicină. În comparație, celelalte surse nu sunt semnificative (vezi Fig. 4).

Expunerea la radiații naturale a oamenilor rezultă din ingestia de radionuclizi naturali prin alimente și aerul care respiră și din radiația externă prin radiația cosmică și radiația din sol (radiația terestră). Este de aproximativ 2,1 mSv/a. Radonul de gaz nobil radioactiv ocupă mai mult de jumătate din contribuția naturală.

Media expunerii la radiații artificiale este împreună de aproximativ 1,9 mSv pe an. Aproape 100% provin din domeniul medical. Toate celelalte contribuții civilizatoare, de ex. din tehnologie, industrie (centrale nucleare) și consecințele testelor de armament nuclear și din accidentul de la Cernobâl sunt semnificativ mai mici decât fluctuațiile regionale ale expunerii la radiații naturale.

Fig. 4

Radioactivitatea din alimente astăzi

Astăzi, alimentele bavareze nu conțin deloc radioceziu. Laptele, produsele lactate și produsele agricole de origine animală și vegetală din Bavaria conțin de obicei mai puțin de 1 Bq/L sau Bq/kg de radioceziu.

Conținutul de radioactivitate naturală, care provine în principal din potasiu K-40, este în jur de 40 până la 60 Bq/L în lapte, între 30 și 150 Bq/kg în legume și în jur de 50 până la 150 Bq/kg în carne.

Tabelul următor arată o comparație a nivelurilor de radioactivitate naturală și artificială din alimentele noastre de astăzi.