Forståelse af gammastråling: Effekter, farer og historie

Gammastråling er den mest penetrerende type energi, der i øjeblikket er kendt. Ligner røntgenstråling, kan gammastråler komme forbi endog nogle af de mest tunge materialer i brug, hvilket gør dem til både en stor fordel og en fare. Fordi fotonerne, der udgør gammastråling, er så energirige, er deres effekt på menneskers sundhed dybtgående.

Historie

Forskning i slutningen af 1890'erne producerede mange nye oplysninger om gammastråler og deres adfærd. franske videnskabsmænd Henri Becquerel, Marie Curie og hendes mand, Pierre Curie, eksperimenterede alle med materialer som uran, polonium og radium, hvilket førte til de første observationer af gammastråling og dens unikke egenskaber. Det blev bestemt, at gammastråler langt overgår energien i alfa- og betastråling, og ved 1920'erne blev stor skala anvendelser af gammastråling udbredt.

Ironisk nok blev mange af de videnskabsmænd, der arbejdede med gammastråling i de tidlige stadier, selv stråningssygdomme-patienter på grund af dårlig afskærming og lidt forståelse for mulige sundhedsmæssige konsekvenser.

Betydning

Gammastråling blev endnu vigtigere under 2. verdenskrigs forskning i kernevåben. Udløsningen af intens gammastråling fra kerneeksplosjoner blev noteret som en af de mest vigtige og langtgående konsekvenser af sådanne våben.

Positive anvendelser af gammastråler inkluderer kræftbehandling gennem stråling, måling og sporning af væskeflyt, ressource-udforskning, sterilisering af medicinsk udstyr, pasteurisering og geodetiske undersøgelser. Alle disse udnytter gammastrålernes høje energi- og ioniseringsniveauer – især nyttige til afstandsanvendelser, fordi gammfotoner kan rejse lange afstande før henfald.

Modsat er det disse egenskaber, der gør afskærming mod gammastråling så svær. Ligner røntgenstråler, går gammastråler gennem de fleste materialer og forårsager betydelig celskade selv ved lav dosis.

Eksponering

Gammastrålingseksponering måles i millirem, eller mrem. Engangseksponering på daglig basis for de fleste mennesker er 25 mrem som maksimum, mens mennesker, der arbejder i radioaktive miljøer med tilstrækkelig beskyttelse, kan absorbere op til 5.000 mrem på én gang. Alt over 10.000 mrem anses for farligt, selvom eksponeringen er kort. Udover dette punkt bliver sundhedsmæssige bekymringer umiddelbare, og risikoen for sygdom er meget høj. Disse tal afspejler studier i populationer, der overlevede Japans bombing under 2. verdenskrig.

I modsætning til andre typer stråling, rejser gammastråler så hurtigt, at de passerer hele kroppen meget hurtigt, påvirker alle organer og væv. Deres ioniserende mønstre betyder, at eksponerede kropsdele kan blive ioniseret, deres egenskaber ændret, selv efter at gammastrålingen længe er fordamet.

Kilder

Jord og vand, og dermed fødevarer, er primære vektorer for gammastrålingseksponering, selvom niveauerne typisk er meget lave og ikke udgør en stor risiko. De fleste andre kilder er medicinske eller industrielle i natur. Den generelle befolkning kan blive eksponeret for gammastråling gennem brugen af medicinske scanninger og anden undersøgelse-teknologi. Selvfølgelig kan kerne detonationer og ulykker være stor skala kilder.

Effekter – Akutte

Den mest umiddelbart synlige effekt er forbrændinger. Tæt kontakt med radioaktive materialer af en især betydelig størrelse forårsager skade på hudvæv. Forbrændingerne er meget smertefulde og dybe, hvilket gør dem svære at behandle.

Akutte effekter af intensiv og plutselig radioaktiv eksponering er kendt som ikke-stokastiske effekter og er mest relateret til hudskade. Dog kan flere andre symptomer opstå – kvalme, hårtab og organsvigt. I tilfælde af akut eksponering, der forårsager disse symptomer, er behandling næsten umulig og døden meget sandsynlig.

Disse effekter er forbundet med meget tæt nærhed til en gammastråling-udsendende kilde såsom håndtering af råt radioaktivt materiale eller boksevt at røre en kerneenhed.

Effekter – Langsigtede

De stokastiske effekter af gammastrålingseksponering er velkendte for offentligheden fra dækning af kerne-fald. Den primære bekymring er kræft som følge af celleionisering og mutation. Disse kræftformer kan dukke op måneder og år efter eksponering har fundet sted.

For kvinder er fødselsdefekter ved bæren til termen også en stor bekymring, og en især langvarig manifestation af strålingseksponering, der kan finde sted endog i efterfølgende generationer. Genetiske mutationer kan opstå som følge af gammastrålingsforgiftning, påvirker mennesker år efter eksponering.

Tidsramme

Fordi menneskekroppens byggeklodser som calcium og jod beholder stråling i lange perioder, er det svært at rydde kroppen for strålingsforgiftning og dermed bremse skaden. Det er hvorfor mennesker, der er eksponeret for gammastråling over tid, er mere benåede til at udvikle skjoldbrusk- og knogelkræft.

Generelt opstår forbrændninger næsten øjeblikkeligt, mens kvalme, træthed og opkast tager timer at vises efter eksponering. Hårtab, inkontinens og blødning kan tage op til et par uger til måneder. Doser på mere end 1 million mrem er næsten sikkert på at dræbe en person inden for et par uger, mens 2 millioner mrem kan gøre det på timer ved at ødelægge det centrale nervesystem.