Ostale primjene zračenja i radioekologija

Primjene zračenja i radioaktivnih materijala

1) Sterilizacija medicinske opreme

2) Sterilizacija i kontrola hrane

3) Sterilizacija vode

4) Upotreba u agrokulturi

5) Pročišćavanje otpadnih tvari

6) Proizvodnja odjeće

7) Proizvodnja kuhinjskog posuđa

8) Detektori dima

9) Proizvodnja signalizirajućih objekata

10) Kontrola proizvodnje u industriji

11) Proizvodnje električne energije

Sterilizacija

proces eliminacije gotovo svih oblika mikroorganizama (gljivice, bakterije, virusi, spore)

Metode sterilizacije

- toplinom (suha i u pari)

- kemijskim tvarima (Etilen oksidom, formaldehidom)

- plinovitom plazmom (H2O2)

- elektronskim, x i gama zračenjem

Prednosti sterilizacije zračenjem

• Relativno jeftino

• Jednostavnost procesa

• Primjena na hermetički zatvorenu opremu

• Malo štetnih nusprodukata

Trajanje sterilizacije gama zračenjem

minute do sati

Trajanje sterilizacije elektronskim zračenjem

par sekunda (samo mali produkti)

Izvori za sterilizaciju medicinske opreme

60 Co za gama, elektronski akceleratori za elektronska zračenja

Odabir tipa zračenja za sterilizaciju medicinske opreme

ovisi o prirodi materijala

Proizvodi i materijali za sterilizaciju medicinske opreme zračenjem

implatanti, umjetni zglobovi, šprice, vrećice za krv, halje, dude za bebe, kirurške rukavice,... - zračenje utječe na materijal pa se koriste samo oni otporni na zračenje

Djelovanje sterilizacije medicinske opreme zračenjem na proizvode

Djeluje na koroziju metala na mjestu kontakta sa polimerima

Djeluje na polimere tako da mijenja elastičnost, krhkost i obojenje

Stabilizacija polimera

- „antirad" stabilizatori:

a) primarni - spriječavaju pucanje polimera

b) sekundarni - sprjčavaju grananje i elongaciju polimera

Sterilizacija i kontrola hrane

Kontrola MO ili štetnika (kukaca)

Sterilizacija hrane ili ambalaže (npr. ambalaža za jaja)

Može promijeniti svojstva hrane

Ispod 10kGy - patogeni (Salmonella i Campylobacter)

20-30 kGy tretiranje hrane za patogen free životinje

40-50 kGy tretiranje hrane za germ free životinje

Promjena svojstava hrane zračenjem

- smanjuje količinu vitamina u hrani

- smanjuje količinu polinezasićenih masnih kiselina (više od dvije dvostruke veze)

Sterilizacija vode

Sterilizacija upotrebom UV svijetla - „Nevidljiva radijacija"

Komponente uređaja za sterilizaciju vode

• Hg lampe sa niskim tlakom

• Spremnik od kvarcnog stakla ili prozirne teflonske tube

• Recirkulacijski sustav vode

Smetnje pri sterilizaciji vode

Zamućenost, Fe ioni, humična i fulvična kiselina

Ograničenja sterilizacije vode

• Uništava 99.9% bakterija - "Točkasta dezinfekcija"

• Samo visoke doze za plijesni, protozoe, cistične oblike Giradiae i Cryptosporidiuma - neprimjenjivo

• Stanice, organski i anorganski otpad nisu uklonjeni

Upotreba zračenja u agrokulturi

- Tretiranje lonaca i posuda za uzgoj bilja za ponovnu upotrebu

- Tretiranje sjemena radijacijom prije klijanja zbog uništavanja MO

- Tretiranje produkata (suho voće i orašati plodovi) zbog kontrole štetnika

-- Elektron akcelerator, gama (60 Co, 137 Ce) ili x zrake

-- Doze do 900 Gy ne utječu na kvalitetu proizvoda? (sigurno 250 Gy)

-- Gubitak askorbinske kiseline

-- Ionizirajuća radijacija utječe na mitotička tkiva, jaja, ličinke i genitalne organe

Ozračivanje kukaca

The sterile insect technique (SIT)

• Zračenjem se steriliziraju kukci koji se puštaju u okolinu

• Panoramski i samostalni iradiatori

• Niže doze za diptera, homoptera i coleoptera

-- Više za lepidoptera

• Mužjaci otporniji od ženki

• F1 sterilitet

• Genetičke manipulacije

Pročišćavanje otpadnih tvari zračenjem

uklanjanje otrovnih tvari iz otpadnih plinova nastalih

izgaranjem ugljena

Proizvodnja odjeće i zračenje

tretiranje tkanine radioaktivnošću prije tretiranja kemikalija na odjeću

Proizvodnja kuhinjskog posuđa i zračenje

ozračivanje posuđa zbog spriječavanja ljepljenja hrane na metalne površine

Detektori dima i zračenje

sadrže 241 Am

Proizvodnja signalizirajućih objekata i zračenje

reflekirajuće površine se tretiraju sa tricijem i

fosforescentnom bojom

Kontrola proizvodnje u industriji i zračenje

različiti mjerači sadrže radioaktivne tvari (debljine

papira, razine tekućina u strojevima i cijevima;

radiografija (x zrake) za skeniranje

pravilnosti proizvoda)

Proizvodnja električne energije i zračenje

elektrane, napajanja za satelite i podmornice

Radioekologija

grana ekologije koja proučava prisutnost i utjecaj radioaktivnosti na ekosustav

Mjeri se utjecaj na okoliš (radioekološki utjecaj - Bq po volumenu, masi ili površini) i utjecaj na ljudsku populaciju (dozimetrijski utjecaj - Sv)

Međunarodna agencija za atomsku energiju (eng . International Atomic Energy Agency IAEA, osnovana 1957., sjedište Beč)

„međuvladin forum za znanstvenu i tehničku suradnju u miroljubivom korištenju nuklearne tehnologije i nuklearne energije širom svijeta"

Prirodna radioaktivnost

vanjski zrak i zrak u kućama (radon), sediment i granit (uranij, torij, kalij), morska i mineralna voda, mlijeko i krumpiri (kalij), ljudi (kalij i ugljik-40)

Umjetna radioaktivnost

nuklearni testovi u atmosferi (tricij, 137 Ce, 90 Sr - kroz 35 godina testiranja 500x više radionuklida nego prilikom Chernobylske katastrofe), nesreće u nuklearnim elektranama, legalni nuklearni otpad (postrojenja koja imaju dozvolu odlaganja radionuklida u okoliš (mora, rijeke ili atmosferu)), pad satelita (npr. 1964 pad satelita iznad Indijskog oceana ostavio trag 238 Pu u Europi), ilegalna odlagališta (najčešće u morima (organizirani kriminal, npr. Mafia)

Morski ekosustavi i radioaktivnost

uglavnom uniformno kontaminirani iz atmosfere

radionuklidi se lako prenose strujama (Sellafield - UK i La Hague - Fr)

akumulacija u sedimentu ili morskim organizmima (5 - 100 000x više nego u morskoj vodi)

Bioindikatori - alge (Fucus), školjke (oštrige), rakovi (jastozi)

Slatkovodni ekosustavi i radioaktivnost

slično kao i u moru, modifikacija fiksacije pomoću teških metala u vodi

bioindikatori - mahovine i Dreissena polymorpha

Kopneni ekosustavi i radioaktivnost

kontaminacije uglavnom atmosferom (padaline)

unos u organizam - preko probavnog (i dišnog) sustava

bioakumulacija i biomagnifikacija

Tijek istraživanja

1) Definirati obim istraživanja

2) Definirati lokalni ekosustav : topografiju, hidrologiju, demografiju, tipove tla, agronomiju, meteorologiju

3) Odrediti referentne grupe u populaciji

4) Odrediti referentne vrste i ekosustave

5) Odabrati lokaciju i učestalost uzorkovanja

6) Prikupljanje i skladištenje uzoraka

7) Mjerenje radioaktivnosti, registriranje rezultata u bazu podataka, interpretacija rezultata

8) Publikacija rezultata

9) Redoviti monitoring po dogovoru

Sva mjerenja radioaktivnosti su optimizirana tako se osigurava

razumno niska izloženost („as low as reasonably achievable " ALARA)

interakcija okolišnih, ekonomskih, socijalnih i političkih čimbenika

In situ mjerenja radioaktivnosti

uglavnom NaI detektori

Uređaji za mjerenje sa GISom na vozilima, avionu ili helikopteru

Prikupljanje bioloških uzoraka (za prehranu - jestivi dijelovi)

Distribucija radionuklida

vremenski utjecaj - fizikalno-kemijska neutralizacija radionukleida

prostorni čimbenik - utjecaj okoliša

Utjecaj zagađenja

ograničenje boravka ili upotrebe prostora - ograničena upotreba drva, pašnjaka, staza za šetnje ili komunikaciju i preusmjeravanje korištenja zemljišta

Mogući benefiti radijacije

nakon Chernobyla jača povezanost među norveškim farmerima

Benefit za prirodne zajednice?