Miten vaarallista on hiukkassäteily?

ET NÄE etkä tunne atomia pienempiä hiukkasia, mutta tälläkin hetkellä ne pommittivat säälimättä ruumistasi joka suunnalta. Pienten konepistoolinluotien tavoin näitä hiukkasia osuu ruumiisi soluihin suunnaton määrä joka päivä. Vaikka ne ovatkin erikokoisia ja -muotoisia ja niiden nopeus ja läpitunkevuus vaihtelee, ne tunnetaan yhteisesti hiukkassäteilynä. Miten tällainen säteily sitten vaikuttaa sinuun?

Yksinkertainen kysymys, eikö vain? Ehkä haluaisit yksinkertaisen vastauksen. Valitettavasti sellaista ei ole olemassa. Se, miten säteily vaikuttaa nykyisin ihmisiin, on kuumimpia keskustelunaiheita nykyisessä tieteessä, lääketieteessä ja jopa politiikassa.

Ehkä muistat amerikkalaisen Three Mile Islandin ydinreaktorin, joka hajosi vuonna 1979. Kukaan ei suoranaisesti vahingoittunut onnettomuuden tapahtuessa, mutta sen johdosta reaktorista karkasi jonkin verran radioaktiivista säteilyä seuraavina päivinä. Eräät tiedemiehet arvioivat säteilyn voivan lopulta aiheuttaa sen, että tuhansia ympäristön asukkaita kuolee syöpään. Toisaalta Yhdysvaltain presidentin tapausta tutkimaan asettama komitea sanoi virallisessaraportissaan: ”Syöpätapauksia ei tule ilmaantumaan lainkaan tai niitä ilmaantuu niin vähän, ettei niitä voida koskaan havaita.”

Ketkä ovat oikeassa? Kenelläkään ei ole varmaa tietoa. Syynä on suurimmaksi osaksi se, että Three Mile Islandin lähellä asuvat saivat onnettomuudesta suhteellisen pieniä säteilyannoksia. Tiedemiehet ovat yleensä yhtä mieltä siitä, miten hyvin suuri säteilyannos vaikuttaa ihmiseen. Voimakas säteily tekee ihmisen nopeasti hyvin sairaaksi, ja jos hän säilyy hengissä, hänen syöpäriskinsä on kasvanut huomattavan suureksi. Sen sijaan lievän säteilyn vaikutuksia ei tunneta kovin hyvin.

Mitä säteily sitten on?

Säteilyä on hyvin monenlaista. Hiukkassäteily muodostuu pohjimmiltaan joko atomia pienemmistä hiukkasista, kuten elektroneista, tai fotoni-nimisistä pienistä energiapakkauksista. Eräitten atomien ytimet ovat pysymättömiä, ja ne hajoavat luovuttaen samalla säteilyä. Tällaisten pysymättömien ytimien sanotaan olevan radioaktiivisia. Radioaktiivisten hiukkasten törmätessä soluun ne luovuttavat osan energiastaan samoin kuin lentävä luoti luovuttaa osan energiastaan osuessaan maaliin.

Solu ei yleensä ole valmistautunut tällaisen äkillinen törmäyksen varalle. Solut muodostuvat monenlaisista hyvin mutkikkaista molekyyleistä, joiden täytyy toimia yhdessä täydessä sopusoinnussa. Radioaktiivinen säteilyhiukkanen irrottaa usein jostakin tällaisesta mutkikkaasta molekyylistä elektronin, jolloin molekyyli muuttuu ioniksi. Ionit voivat olla hyvin vaarallisia solulle, sillä ne reagoivat usein rajusti muitten molekyylien kanssa koettaessaan epätoivoisesti korvata menettämänsä elektronit. Tällainen molekyylien ”kimppuun käyminen” voi olla solulle tuhoisaa. Jolleivät solun korjausjärjestelmät palauta tilannetta entiselleen, solun sisäinen sopusointu häiriintyy, voi syntyä vaarallisia molekyyliyhdistelmiä ja solu voi jopa kuolla.

Säteilyä, joka pystyy aikaansaamaan näitä vaarallisia ioneja, kutsutaan, kuten olet ehkä arvannutkin, ionisoivaksi säteilyksi. Pienienergiaisempi säteily, esimerkiksi mikroaallot, on ionisoimatonta.

Osa hiukkassäteilystä on massattomia ja erittäin nopeasti liikkuvia suurienergiaisia fotoneja eli gammasäteitä. Ihminen voi aikaansaada samanlaisia suurienergiaisia fotoneja ilman radioaktiivista lähdettä, ja niistä esimerkkinä on röntgensäteily. Sinustakin on varmasti otettu röntgenkuvia. Sekä röntgen- että gammasäteitä voidaan vaikutukseltaan verrata nopeasti lentäviin kiväärinluoteihin. On kiintoisaa, että samat fotonit, jotka joskus ovat vaarallisia gammasäteinä, voivat pienienergiaisempina olla vaarattomia. Esimerkiksi valo koostuu gammasäteiden tavoin myös fotoneista, mutta mehän emme pane valoa pahaksemme! Vielä pienienergiaisempia fotoneja kutsutaan mikroaalloiksi, mutta ne taas voivat olla vaarallisia vaikka ovatkin ionisoimattomia.

Beetahiukkaset ovat taas aivan toisenlaista hiukkassäteilyä. Nämä hiukkaset ovat raskaampia kuin fotonit, ja ne liikkuvat hitaammin. Todellisuudessa beetahiukkaset ovat pelkkiä elektroneja, samanlaisia kuin ne elektronit, jotka liikkuvat leivänpaahtimesi johtimissa saaden sen toimimaan. Ainut ero on siinä, että nämä suurienergiaiset elektronit on karkotettu väkivaltaisesti radioaktiivisesta ytimestä. Beetahiukkaset ja gammasäteet vaikuttavat helposti samalla tavalla törmätessään johonkin soluistasi.

Vielä on olemassa alfahiukkasia. Alfahiukkaset ovat tuhansia kertoja raskaampia kuin beetahiukkaset, ja siksi ne eivät yleensä liiku yhtä nopeasti tai yhtä kauas. Mutta varo, jos soluusi törmää alfahiukkanen! Jos gammasädefotonit ja beetahiukkaset ovat kuin kiväärinluoteja, silloin alfahiukkaset ovat kuin tykinkuulia ja ne voivat tehdä hyvin pahaa jälkeä solun sisällä. Vaikka solu voikin usein korjata beetahiukkasten tai gammasäteitten aiheuttamat vauriot, alfahiukkasvaurioitten korjaaminen on solulle paljon vaikeampaa. Alfahiukkasia syntyy, kun radioaktiivinen atomi viskaa pois kaksi protonia ja kaksi neutronia, jotka ovat yhdessä nipussa.

Joskus säteily voi koostua pelkistä protoneista ja neutroneista. Maata avaruudesta käsin pommittavat kosmiset säteet ovat etupäässä suurienergiaisten protonien aiheuttamia, ja on suunniteltu neutronipommeja, joiden suurienergiaiset neutronit tunkeutuisivat rakennuksiin tai panssarivaunuihin tappaen ihmiset.

Koska hiukkassäteilyn eri muodot vaikuttavat eri tavoin ihmisten soluihin, kaikki tiedemiehet eivät ole yhtä mieltä siitä, miten erityyppisen säteilyn pienten annosten vaikutusta voitaisiin verrata toisiinsa. Ovatko neutronit (jotka voivat muuttaa tavallisia atomeja radioaktiivisiksi) soluillesi kaksi kertaa vaarallisempia kuin gammasäteet vai kahdeksan kertaa vaarallisempia? Ovatko alfahiukkaset kahdeksan vai kaksikymmentä kertaa vaarallisempia kuin gammasäteet? Tiedemiehet eivät ole varmoja.

Olisi kuitenkin tärkeätä tietää säteilyvaikutuksista, sillä eri ihmiset ovat alttiina erilaisille säteilymuodoille. Röntgenkuvauksissa käyvät ihmiset saavat enimmäkseen yhdenlaista säteilyä, kun taas uraanikaivoksissa työskentelevät voivat saada toisenlaista säteilyä suurinakin annoksina ja ydinlaskeuman uhrit edelleen erilaista säteilyä.

Taustasäteily

Taustasäteily on luontoon kuuluva ilmiö, jolle me kaikki olemme alttiina. Se on peräisin maaperästä jolla me kävelemme, kotiemme tiilistä jotka sisältävät pienen määrän radioaktiivisia atomeja ja kosmisista säteistä jotka osuvat maapallon ilmakehään. Lisäksi osa siitä on peräisin omasta elimistöstämme! Ihmisissä on paljon hiiltä ja kaliumia, ja pieni murto-osa siitä on radioaktiivista.

Tavallinen pohjoisamerikkalainen saa noin neljäsosan siitä taustasäteilystä, jonka ihmiset saavat osissa Brasiliaa tai Intiaa, missä maaperässä on paikallisesti enemmän radioaktiivisia aineita. Onko Brasiliassa tai Intiassa mitattu runsaampi säteily vaarallista? Saattaa olla. Toisaalta taustasäteily on voimakkaampaa Coloradossa kuin New Yorkissa, mutta syöpäluvut ovat pienemmät.

Pienten säteilyannosten vaikutusta on hyvin vaikea mitata. Pieni säteilyannos ei tee sinua huonovointiseksi eikä saa hiuksiasi lähtemään, mutta se saattaa lisätä syöpäriskiäsi. Mutta olettakaamme, että saat syövän. Mistä tietäisit, että se on säteilyn aiheuttama? Siihen on voinut olla monia syitä. Esimerkiksi ydininsinööri tri Karl Morgan sanoo: ”Tietyntyyppisen leukemian puhkeaminen voi vaatia jopa kolme perättäistä tapahtumaa (sitä voitaisiin verrata kolmen sarjaan kytketyn virrankytkimen yhdistämiseen). Joidenkin tällaisten kytkimien kääntäjinä voivat toimia virukset, bakteerit, kemikaalit, mekaaninen vaurio tai säteily.”

Pieni säteilyannos voi olla jollekulle paljon vaarallisempi kuin jollekulle toiselle. Vakavista allergioista kärsivän lapsen syöpäriski voi olla kolmin- tai nelinkertainen verrattuna normaalin lapsen syöpäriskiin. Joku kolmas lapsi ehkä oli alttiina säteilylle, kun hänen äitinsä raskausaikana kävi röntgentutkimuksessa. Tämän lapsen leukemiariski olisi 50 prosenttia suurempi kuin normaalilla lapsella. Mutta mitä tapahtuisi, jos allergioista kärsivä lapsi olisi kohdussa ollessaan ollut alttiina röntgensäteille? Hänen syöpäriskinsä ei olisi nyt kolme tai neljä kertaa tai edes kuusi tai kahdeksan kertaa suurempi vaan viisikymmentä kertaa suurempi kuin normaalilla lapsella!

”Ylimääräinen” säteily

Normaalin radioaktiivisen taustasäteilyn lisäksi useimmat ihmiset saavat nykyään ”ylimääräistä” säteilyä. Yhdysvalloissa nämä ylimääräiset lähteet, etupäässä röntgentutkimukset, ovat lähes kaksinkertaistaneet keskimääräisen vuotuisen säteilyannoksen. Voisiko sinulle viime kuussa suoritettu keuhkokuvaus aiheuttaa sinulle leukemian viiden vuoden kuluttua? Se on mahdollista, mutta ennen kuin joudut pakokauhun valtaan, muista että kaikkiin lääketieteellisiin hoitomenetelmiin – aspiriininkin nauttimiseen – liittyy jonkinlainen riski. Jos röntgentutkimuksen edut voittavat lievästi kasvaneen syöpäriskin, silloin lääkärisi voi hyvällä syyllä suositella röntgentutkimusta.

Energiansäästömielessä hyvin eristetyt kodit ovat yhä yleisempi ylimääräisen säteilyn lähde. Se johtuu siitä, että yleisimmät rakennusmateriaalit sisältävät jonkin verran radioaktiivisia radiumatomeja. Nämä atomit hajoavat vähitellen usean vaiheen kautta lyijyksi. Yhdessä vaiheessa radiumatomit ovat muuttuneet radoniksi, erääksi radioaktiiviseksi kaasuksi. Niin kauan kuin radiumatomit pysyivät radiumina, ne olivat loukussa kiteitten sisällä talosi tiilissä tai kivissä. Mutta niiden muuttuessa radoniksi ne pääsevät irralleen, ja osa niistä sekoittuu kotisi huoneilmaan.

Hengittäessäsi radonatomeja sisältävää ilmaa jotkin noista atomeista voivat tarttua keuhkoihisi, joissa ne hajoavat nopeasti lyijyksi luovuttaen samalla alfahiukkasia. Muistatko alfahiukkaset? Ne ovat niitä atomeja pienempiä ”tykinkuulia”, jotka voivat tehdä todella pahaa jälkeä soluissasi. Jos radiumatomi hajoaa lyijyksi sen ollessa loukussa kotisi seinässä, sen luovuttamat alfahiukkaset eivät koskaan pääse sinuun. Alfahiukkasten on vaikea liikkua kauas edes ilmassa. Mutta heti kun olet vetänyt henkeesi entisen radiumatomin (radonin muodossa), alfahiukkaset alkavat sinkoilla elimistösi sisäpuolella, ja ne voivat aiheuttaa paljon vahinkoa.

Radonkaasun vaarallisuudesta todistavat ne uraaninlouhijoitten sukupolvet, joilla on ollut runsaasti keuhkosyöpää. Kukaan ei yllättyisi suuresti siitä tiedosta, että uraaninlouhijoilla on paljon syöpää, mutta miksi juuri keuhkosyöpää? Koska uraanikaivosten ilmassa on suurina pitoisuuksina radonkaasua (nykyaikaisissa kaivoksissa on paljon parempi ilmanvaihto) ja siitä johtuva alfasäteily aiheuttaa osaltaan keuhkosyöpää.

Säteily ei siis vain ole jotakin sellaista, mitä saattaa vuotaa ydinvoimalasta. Saat sitä omista lievästi radioaktiivisista luistasi, röntgensäteistä, väritelevisiostasi (joka luovuttaa jonkin verran röntgensäteitä), lentomatkastasi (kosmiset säteet ovat voimakkaampia korkealla ilmassa) ja hyvin eristetystä energiansäästökodistasi.

Miten vaarallista on pienitehoinen säteily? Kukaan ei tiedä varmasti, mutta järkeviin varotoimiin ryhtyminen tarpeettoman altistumisen välttämiseksi ei varmaankaan ole huono ajatus!

[Huomioteksti s. 10]

Jos röntgen- ja gammasäteet ovat kuin nopeasti lentäviä kiväärinluoteja solun sisällä, silloin alfahiukkaset ovat kuin tykinkuulia

[Huomioteksti s. 11]

Jos röntgentutkimuksen edut voittavat lievästi kasvaneen syöpäriskin, silloin lääkärisi voi hyvällä syyllä suositella röntgentutkimusta

[Tekstiruutu s. 12]

Mahdollisia varotoimia

Karta sellaisia kelloja, joissa on hohtavaa radiummaalia. Radium säteilee alfahiukkasia ja luovuttaa radonkaasua. Pane pois tällaiset kellot, jos niiden lasi on mennyt säröille.

Pidä lukua niistä kerroista, jotka olet ollut alttiina röntgensäteille, äläkä painosta lääkäriäsi lähettämään sinua röntgentutkimuksiin, jollei hän pidä sitä tarpeellisena.

Jos sinulla on väritelevisio, pidä se hyvässä kunnossa äläkä katso sitä läheltä.

Jos sinun on tehtävä työtä lähellä säteilyä, noudata tarkasti turvallisuusohjeita.

Huolehdi siitä, että talossasi on kunnollinen ilmanvaihto radonkaasun kertymisen estämiseksi. Tämä voidaan tehdä energiaa tuhlaamatta, kun käytetään lämmön talteenottolaitteita.

[Kuva s. 9]

Three Mile Island