Kiedyś… Dziś…

Kiedyś…
Początkiem zastosowań promieniowania jonizującego było odkrycie przez niemieckiego uczonego
Wilhelm C. Roentgena promieniowania X (rentgenowskiego) w 1895r. Badania jego właściwości
wykazały, że jest ono osłabiane przez każdy ośrodek, przez który przechodzi, co może zostać
wykorzystane do obrazowania różnych struktur w tym także ciała człowieka.
Kolejnymi ważnymi krokami w rozwoju zastosowań promieniowania jonizującego były m.in. odkrycie
promieniotwórczości naturalnej przez Henri Becquerela w 1896r., opracowanie błon
radiograficznych w 1914r., pierwsze określenie dawki tolerancyjnej dla organizmu człowieka przez
Mutschellera w 1924r., opracowanie licznika Geigera-Müllera w 1926r.
Na przełomie XIX i XX w. promieniowanie jonizujące zaczęło być szeroko stosowane do obrazowania
struktur ciała człowieka, nie tylko w celach medycznych. Do lat 50-tych XX w. wielką popularnością
w Stanach Zjednoczonych cieszyły się aparaty rentgenowskie instalowane w sklepach obuwniczych.
Pozwalały one klientom przyjrzeć się jak układa się stopa w przymierzanym bucie.
W celach leczniczych stosowano np. wodę radową, eliksir „Radiathor” zawierający promieniotwórcze
izotopy radu o aktywności 80 kBq w 30 ml objętości. Substancje promieniotwórcze dodawano do
pasty do zębów, papierosów, farb wykorzystywanych do malowania wskazówek zegarków i kart do
gry, a także do drinków.
Promieniowanie było stosowane również jako czynnik poprawiający urodę.
Tak szerokie i niekiedy zaskakujące dla współczesnego człowieka zastosowanie substancji
promieniotwórczych było spowodowane nieznajomością szkodliwego działania promieniowania na
organizm człowieka. Dopiero odkrycie „ciemnej strony” promieniowania jonizującego doprowadziło
do pewnych ograniczeń dotyczących jego zastosowań i wprowadzenia działań mających na celu
ochronę osób narażonych.
Dziś…
W czasach współczesnych techniki jądrowe, które wykorzystują promieniowanie jonizujące, znajdują
zastosowanie w większości dziedzin, jakimi zajmuje się człowiek — medycynie, nauce, przemyśle,
rolnictwie…
W medycynie stosuje się je podczas procedur diagnostycznych i terapeutycznych. Procedury
diagnostyczne to przede wszystkim obrazowanie struktur ciała człowieka. Najpopularniejszą
techniką obrazowania jest wciąż najstarsza technika, opracowana jeszcze przez Roentgena, w której
promieniowanie rentgenowskie wytworzone w lampie rentgenowskiej przenika przez ciało człowieka,
gdzie jest częściowo absorbowane, a następnie jest rejestrowane za pomocą detektora
promieniowania w formie dwuwymiarowego obrazu. Stopień absorpcji promieniowania jest wprost
proporcjonalny do gęstości masowej ośrodka.
W diagnostyce obrazowej stosuje się również tzw. specjalne techniki rentgenowskie, dedykowane do
konkretnych przypadków. Należą do nich:
mammografia — obrazowanie gruczołu piersiowego, który jest budowany wyłącznie z tkanki
miękkiej i stosowana technika musi umożliwiać rozróżnienie na obrazie tkanek o zbliżonej
gęstości masowej,
tomografia komputerowa — otrzymywanie obrazów przekrojów ciała człowieka, obraz jest
rekonstruowany za pomocą technik obliczeniowych,
fluoroskopia — bezpośrednia obserwacja struktury ciała, stosowana głównie dla celów
radiografii interwencyjnej.
W medycynie wykorzystuje się również metody diagnostyczne, w których wykorzystuje się inne
rodzaje promieniowania jonizującego. Należą do nich scyntygrafia i pozytronowa tomografia
emisyjna (PET).
Promieniowanie jonizujące znajduje zastosowanie również w technikach terapeutycznych. Wiązki
promieniowania gamma lub elektronów wykorzystuje się do napromieniania zmian nowotworowych
w technice zwanej teleterapią. Jako źródeł promieniowania używa się izotopu 60Co (promieniowanie
gamma) lub liniowych akceleratorów cząstek (elektrony lub promieniowanie X). W technice zwanej
brachyterapią lub terapią aplika torową zmianę nowotworową napromienia się poprzez umieszczenie
źródła promieniowania w obrębie tej zmiany.
W zastosowaniach przemysłowych promieniowanie jonizujące wykorzystuje się w następujących
technikach i urządzeniach:
mierniki izotopowe, mierniki grubości, gęstości, poziomu, wagi izotopowe, w których do
określenia właściwości napromienianego materiału wykorzystuje się absorpcję lub
rozproszenie promieniowania w badanym materiale,
urządzenia do profilowania odwiertów geologicznych,
radiografy przemysłowe stosowane do badań nieniszczących, polegających na prześwietleniu
materiału badanego i utrwaleniu jego obrazu, stosowane przede wszystkim do badania spawów
przy budowie rurociągów , w przemyśle stoczniowym, itp.,
urządzenia radiacyjne, wykorzystujące bezpośrednie oddziaływanie promieniowania na
materiały poddane napromienieniu, stosowane do utrwalania żywności, zapobiegania
kiełkowaniu nasion i ziemniaków, niszczenia owadów zbożowych, dezynfekcji radiacyjna,
radiosterylizacji w przemyśle farmaceutycznym,
metoda atomów znaczonych, polegająca na oznakowaniu badanego przedmiotu, medium lub
materiału przy pomocy izotopu promieniotwórczego, który w czasie badanego procesu
zachowuje się w ten sam sposób jak podmiot badania, metoda jest stosowana podczas badania
rzek i zbiorników wodnych, wód gruntowych i powierzchniowych, procesów metalurgicznych,
zużycia narzędzi i części maszyn, szczelności rurociągów, zużycia wymurówki w wielkich
piecach.
urządzenia jonizacyjne, wykorzystujące zdolność promieniowania do jonizacji gazów,
stosowane jako czujki dymu, eliminatory ładunków elektrostatycznych.
Ważną i rozległą dziedziną, której podstawą jest wykorzystanie reakcji jądrowych jest energetyka
jądrowa i związany z nią przemysł, który obejmuj cały tzw. cykl paliwowy. Obejmuje on wydobycie
uranu naturalnego, jego konwersję i wzbogacanie, produkcję paliwa jądrowego, wykorzystanie
energii jądrowej, przetwarzanie i składowanie odpadów jądrowych.
We wszystkich wymienionych dziedzinach konieczne jest wdrożenie i przestrzeganie zasad ochrony
radiologicznej.
Więcej wiadomości znajdziesz w:
1.
2.
3.
4.
J.Art, Zastosowanie izotopów promieniotwórczych
Andrzej A. Czerwiński, Energia jądrowa i promieniotwórczość
Bohdan Dziunikowski, Zastosowanie izotopów promieniotwórczych
Inżynieria biomedyczna