Kui ohtlik on inimesele radioaktiivne kiirgus?

14 minutit lugemist

Radioaktiivse kiirguse kahjulik toime on seotud eluskudede molekulide ioniseerumisega, mille tagajärjel mõningad tähtsad kudede koostisosad muutuvad või lagunevad. Peale selle on tekkinud molekuliosad organismivõõrad ja võivad paljudel juhtudel toimida rakumürkidena. Organismi võivad kahjustada nii väline kui ka sisemine kiirgus.

Kõikidel radioaktiivsetel kiirgustel on ühine iseloomulik omadus, mis väljendub nende võimes ioniseerida selle keskkonna molekule, milles nad levivad, samuti tungida teatava sügavuseni erinevatesse ainetesse, kusjuures kõige suurem ioniseerimisvõime on alfaosakestel ja kõige suurem läbimisvõime gammakvantidel. Radioaktiivse kiirguse kahjulik toime on seotud eluskudede molekulide ioniseerumisega, mille tagajärjel mõningad tähtsad kudede koostisosad muutuvad või lagunevad. Peale selle on tekkinud moekuliosad organismivõõrad ja võivad paljudel juhtudel toimida rakumürkidena. Organismi võivad kahjustada nii väline kui ka sisemine kiirgus.
Väline beeta- ja gammakiirgus kahjustavad inimest, kes viibib radioaktiivsete ainetega saastunud maa-alal. Gammakiirgus (seesama gammakiirgus, millega tohtrid üritavad vähirakke hävitada), mille läbimisvõime ja kahjustav toime organismi kudedesse ning vereloomeelunditesse on tugev, on inimestele ja loomadele eriti ohtlik. Väline beetakiirgus inimesele nii ohtlik ei ole. Beetakiirgus nõrgeneb tugevasti isegi riietuse läbimisel. Ülejäänud osa kiirgusest tungib pealmistesse kudedesse ega kahjusta siseelundeid.

USA maa-alune tuumakatsetus Bikini atollil 6. juunil 1956.

Kui aga radioaktiivsed ained satuvad nahale, siis võib nende kõrge kontsentratsioon põhjustada nn. naha beetapõletusi. Niisugused kahjustused esinesid Marshalli saarte elanikel 1. märtsil 1954. korraldatud tuumaplahvatuse (koodnimega Castle Bravo) radioaktiivsete saaduste toimel. Mõnel saarel hakkasid radioaktiivsed ained sadestuma viis tundi pärast plahvatust. Mitte mingisuguseid kaitseabinõusid ei rakendatud ja seepärast oli radioaktiivsete ainete toime kohalikule elanikkonnale tugev. 24–48 tunni pärast tundsid paljud neist, kes said kiiritada, et nahk sügeles ja kipitas. Kahe-kolme nädala pärast langesid kiiritatud kohtadest välja juuksed ja tekkisid haavandid. Kuid kahjustada sai ainult naha pealmine kiht. Sügavamal asuvad kihid viga ei saanud, sest beetakiirguse läbimisvõime on väike. Suurte maa-alade radioaktiivsel saastumisel tekib reaalne oht, et radioaktiivsed isotoobid võivad sattuda inimese või looma organismi, olgu siis sissehingatava õhu, saastunud toiduainete või veega. Veri kannab radioaktiivsed ained üle kogu organismi laiali ja need jäävad peatuma elunditesse ning kudedesse.
28. veebruaril 1954 korraldas USA Bikini atollil Namu saarel ühe võimsaima katseplahvatuse kõigest 2 meetri kõrgusel merepinnast. Õhku paiskus kolossaalne kogus radioaktiivselt saastunud merevett ja pinnast. Jaapani Kalalaev „Dai-nana Kotoshiro-maruviibis plahvatuskohast umbes 140–160 km kaugusel. Laevale sadas soolast liivaga segatud radioaktiivset vihma. Kõik 23 meeskonnaliiget haigestusid kiiritustõppe. Radist Aikichi Kuboyama suri 23. septembril. Teised pääsesid esialgu eluga, kuid hiljem haigestus kuus neist maksavähki. 683 kalalaeval leiti radioaktiivselt saastunud tuunikalu. Kogu loomus tuli hävitada. Intsident põhjustas kriisi Jaapani ja USA diplomaatilistes suhetes…
Organismi sattumisel osutuvad kõige ohtlikumateks lühikese poolestusajaga isotoobid, mille organismist väljumise poolperiood on suhteliselt pikk. Lühikese poolestusajaga isotoobid tekitavad teiste tingimuste samaksjäämisel ilmselt intensiivsema kiirguse kui pika poolestusajaga isotoobid. Kui nende organismist eraldumise poolperiood on pikk, siis lagunevad need isotoobid organismis peaaegu täielikult. Näiteks on jood 131 poolestusaeg 8 päeva, kuid organismist väljumise poolperiood 90 päeva. Järelikult sadestuvad jood 131 osakesed kilpnäärmesse ja kahjustavad seda. Poolestusaeg on radioaktiivse aine üheks tähtsamaks iseloomustajaks; erinevatel radioaktiivsetel isotoopidel võib see kõikuda suurtes piirides – miljondikust sekundist kuni miljardite aastateni. Näiteks on strontsium-90 poolestusaeg 27,7 aastat (teistel andmetel 28,4 aastat). Kui võttta 1 gramm strontsiumi, siis 27,7 aasta pärast jääb sellest järele 0,5 grammi, 55,4 aasta pärast 0,25 grammi jne.

Alatasa aetakse need kaks fotot segamini. Vasakul: tuumaplahvatus 6. augustil Hiroshima kohal ja paremal tuumaplahvatus Nagasaki kohal 9. augustil 1945.

Seespidisest kiiritusest on inimestele kõige ohtlikumad beeta- ja gammaaktiivsed isotoobid, mis sadestuvad luudesse ja vereloomeelunditesse. Nende hulka kuuluvad strontsium-89, strontsium-90, tseerium-144, tsirkoonium-95 ja ütrium-90. Kõige ohtlikumad neist on strontsium-90 ja tseerium-144.
Pärast arvukaid õhus sooritatud tuumaplahvatusi Nevada katsepolügoonil leiti strontsiumi ja tseeriumi jälgi isegi 3000 km (!) kaugusel Alaskal, kuigi vähemalt teoreetiliselt ei oleks tohtinud radioaktiivsed saasteained nii kaugele levida.
Siinkohal tahaks pisut teemast kõrvale kalduda ja märkida, et ei ameerika ega nõukogude tuumakatsetuste läbiviijad ole väsinud kinnitamast, et suurem osa radioaktiivseid aineosakesi on nii kerged, paiskuvad õhus toimunud plahvatusel kõrgele stratosfääri ega kujuta seega endast mingit ohtu. Asi on selles, et tuumasõja korral pannakse tuumapomm plahvatama optimaalsel kõrgusel, et plahvatuse tekitatud kahju oleks maksimaalne. Seega ei oma atmosfääris korraldatud tuumaplahvatuste andmetega vassimised mingit praktilist tähtsust. Fakt on see, et arvukate katseplahvatuste korraldajad on täiesti teadlikult moonutanud andmeid radioaktiivse saaste kohta ka õhus toimunud plahvatuste puhul. Tänini pole avaldatud andmeid, kui palju katsejänestest sõdureid USA-s või Nõukogude Liidus sai kiiritada ja kui palju neist suri hiljem kiiritustõppe või kiiritusest põhjustatud haigustesse. Aastate jooksul sattusid paljud Novaja Zemlja tuumapolügoonil töötanud mehed Moskva erihaiglassse, kus raviti tuumapolügoonidel kiiritada saanud sõjaväelasi. Huvitav on see, et haiguslugudesse oli märgitud kiirgusdoosideks küll 20, 21, küll 23 röntgenit. Kuidas küll selline mõõtmise täpsus saavutati? Täpsuse põhjus oli lihtne: arstidel oli keelatud märkida haiguslugudesse suuremat doosi kui 25 röntgenit. Selge on aga see, et kõik haiglasse ravile saadetud mehed olid eelnevalt saanud polügoonil aastate jooksul kordades suurema kiirgusdoosi, sest ühekordne doos 25 röntgenit – isegi siis, kui mõõtmise tulemus on õige – ei põhjusta kiiritustõppe haigestumist. Jääbki teadmata, kui suure doosi üks või teine sõjaväelane aastate jooskul katseplahvatustel sai. Kui aga uskuda tuumakatsetustel osalenud sõdureid, siis olid neile antud dosimeetrid kalibreeritud selliselt, et need näitasid radioaktiivset kiirgust alati „lubatud piirides”.
Pärast maailma võimsaima vesinikupommi katseplahvatust Novaja Zemlja kohal oli radioaktiivsuse tase plahvatuskohas nõukogude allikate väitel „normi piires” ja isegi „tühine” (pole küll kusagil avaldatud ega põhjendatud, millised need „normi piirid” ja „tühine” kiirguse tase on), kuid nagu ühel päevavalgele ilmunud ülisalajasel kaardil näha, algas tõeline radiokatiivsete saastainete sadu alles 1000–1500 km kaugusel plahvatuskohast ida pool, saastades märkmisväärse osa Kara merest. Registreeritud ametlikel andmetel suri „tühise” kiirgusdoosi tagajärjel kiiritustõppe vähemalt 1700 jääkaru. Hukkus tuhandeid polaarrebaseid, kümneid tuhandeid linde ja teisi tundraasukaid. (NB! Loe kindlasti: Maailma võimsaima vesinikupommi katseplahvatus Novaja Zemljal 1961.)

Strontsium-90 võtab looduses osa samadest bioloogilistest ainevahetusprotsessidest nagu kaltsium, seepärast neeldub strontsium-90 inimese organismis nagu kaltsiumgi. On teada, et organism kasutab kaltsiumi luukudede, loomiseks. Organismi sattunud strontsium-90 ladestub samuti luudes. Ta jääb püsima aeglaselt uuenevasse luukoesse ja kiiritab pidevalt inimese või looma kogu elu jooksul mitte ainult luukudesid, vaid ka luu käsnolluses asuvaid vereloomeelundeid. Strontsiumi organismi sattumise tõenäosus kohe pärast tuumaplahvatust on väike, sest nn. noortes kildudes on seda vähe. Hiljem strontsium-90 osatähtsus laguproduktide hulgas suureneb, sest teda tekib krüptoon-90 lagunemisel. Seepärast säilib strontsium-90 organismi sattumise oht, eriti piima ja piimasaadustega, veel kaua pärast plahvatust.
Tuumakiirgusest põhjustatud muutused inimorganismis võivad esile kutsuda erilise haigestumise – kiiritustõve. Organismi kiirituskahjustuste iseloom sõltub kiirituse liigist ja doosist, radioaktiivse kiirguse toime kestusest, kiiritatud pinna suurusest ja samuti organismi üldseisundist. Mida suuremad on kiiritusdoos ja kiiritatud pind kehal, seda tugevam on kahjustus ja seda raskem kiiritustõve kulg.
Kuid elusorganismi kiiritamise tagajärjed võivad olla erinevad, kui sama doos on saadud erineva aja jooksul.

Tuumakatsetus USAs Nevada polügoonil, mis asus kõigest 100 km kaugusel Las Vegasest põhja pool. Tuumaplahvatus on kahtlemata põnev vaatepilt, ainult mis oleks siis juhtunud, kui tuul oleks ootamatult suunda muutnud? Kuna tuumakatsetused pandi tavaliselt toime kella 5 paiku hommikul, siis said „suurepärasest vaatepildist” osa ka Las Vegase hotellide kõrgemate korruste palkonitel viibivad külastajad.

Näiteks on lühikese aja vältel saadud 1000-röntgenine doos igal juhul surmav. Ent sama annus, kui see on saadud 30 aasta jooksul, ei kutsu organismis esile märgatavaid muutusi. Põhjuseks on see, et inimorganism on suuteline taluma pidevat kiiritamist väikeste annuste kaupa, ilma et sel oleks kahjulikke tagajärgi. Niisugusel juhul taastab organism vigastatud rakud kiiresti. Kui aga kiirituse intensiivsust suurendada, siis on purustavad protsessid taastavate protsesside suhtes ülekaalus, mis lõpuks viib organismi haigestumiseni. Sellega seoses jaotatakse kiiritus ühekordseks (akuutseks) ja mitmekordseks (krooniliseks). Tavaliselt loetakse akuutse kiirituse doosi võrdseks ööpäevase kiiritusdoosiga. Mitme päeva, nädala või kuu jooksul saadud doos on kroonilise kiirituse doos. Ilmselt on niisugune jaotus tinglik ja mõnevõrra meelevaldne, kuid samal ajal on akuutse ja kroonilise kiirituse kestuse piiramine vajalik juhul, mil inimesed saavad kiiritada tuumaplahvatuse radioaktiivsest pilvest sadestunud ja maapinda saastanud radioaktiivsete ainetega. Just esimesel ööpäeval võivad inimesed ja loomad saada suure kiiritusdoosi, mis kahjustab organismi tõsiselt.
Radioaktiivne kiirgus võib põhjustada kolme liiki kahjustusi; somaatilisi ehk kehalisi kahjustusi kiirguse vahetu toime tagajärjel; somaatilisi kahjutusi kiirguse hilisema toime tagajärjel, mis mõnikord ilmnevad alles kümnete aastate pärast ja geneetilist laadi kahjustusi, mis tulevad ilmsiks järgnevatel põlvkondadel. Viimasel juhul kõneldakse radioaktiivse kiirguse mutageensest toimest…
Siinkohal üks huvitav vahemärkus. Hiroshima veterinaariainstituudi direktor, professor Todanubo Imada tegi kindlaks, et hobused on radioaktiivse kiirguse suhtes võrdlemisi immuunsed. Teadlane ravis 1945. ja järgnevatel aastatel nelja tuhandet hobust, kes tuumapommi plahvatuse ajal viibisid plahvatuskeskmest umbes kahe kilomeetri kaugusel. Loomi tabas üksnes kergekujuline valgeveresus, mis pärast ravi jälle taandus. Muid kahjustusi hobustel ei täheldatud.
Inimeste kahjustamise aste sama kiiritusdoosi korral oleneb aga inimeste individuaalsetest omadustest ja kõigepealt organismi üldseisundist. Ühesugune doos võib tekitada erineva raskusega kahjustusi.
Mõnele on doos 250–300 r surmav, teised võivad jääda ellu ka pärast 400–450-röntgenist kiiritusdoosi. Hiroshimas ja Nagasakis kogutud andmete põhjal on tehtud kindlaks, et ühekordne kiiritusdoos 500–600 r on inimesele absoluutselt surmav, kui teda pärast kiiritamist kohe ei ravita. Doos 300–400 r on ühekordse kiirituse korral surmav 50%-le inimestest. Doosi 150–200 r puhul haigestuvad pooled kiiritatutest kiiritustõppe. Doos 50 r ei kutsu esile kiiritustõve väliseid tunnuseid.

Kiirituskahjustuste isloomustus on järgmine:
0…25 r Kahjustuse tunnused puuduvad.
25…50 r Vere koostise osaline muutumine. Töövõime säilib.
50…100 r Kiiritustõve algus, 10% kannatanutel esineb oksendamine, iiveldus.
100…200 r 30–50% Kannatanutel täheldatakse iiveldust ja oksendamist. Töövõime kaob.
200…300 r Peaaegu kõigil kannatanutel täheldatakse iiveldust ja oksendamist. Ligikaudu 20% kannatanutest surevad, ülejäänud kaotavad töövõime.
300…400 r Kiiritustõve raske vorm koos töövõime kaotusega, suremus kuni 50%.
400…500 Suremus peaaegu 100%.
Näiteks Tšernobõli tuumaelektrijaama kustutama tõtanud tuletõrjujad said kolmekordse surmava doosi ja surid kahe päeva jooksul. Helikopteri piloodid (ühtekokku 80 meest) ja mehed, kes heitsid helikopteritelt alla liiva- ja tsemendikotte, viibisid kõrgusel, kus kiirgustase oli 3500 r! Helikopter tohtis avariipaiga kohal viibida maksimaalselt 1 minut. Mehed toimetati juba samal päeval Moskva erihaiglasse. Nad ei saanud aru, miks neid nii kiiresti haiglasse viidi, mängisd kaarte ja dominot, tundsid ennast hästi. Kuid juba paar päeva hiljem algas täielik õudus…

Akuutne kiiritustõbi tekib tavaliselt lühikese aja jooksul saadud suure doosi toimel. Haiguse kulg jaotatakse nelja perioodi:
* primaarne ehk algreaktsioon:
* näiline heaolu ehk peiteperiood;
* kliiniliste nähtude ilmnemine;
* haiguse lõpp.
Primaarse reaktsiooni periood algab vahetult pärast radioaktiivse kiirguse toimet ja kestab mõnest tunnist 1–2 päevani. Selle tunnusteks on üldine nõrkus, seedehäired ja isupuudus. Samal ajal muutub vere koosseis. Pärast seda algab peiteperiood. See kestab mõnest päevast kahe-kolme nädalani. Suurema doosi korral on peiteperiood lühem. Sel ajal kaovad haiguse välised tunnused. Haige tunneb end mõnevõrra paremini kui primaarse reaktsiooni perioodil. Kuid samal ajal patoloogiline protsess progresseerub pidevalt ja leukotsüütide hulk veres väheneb. Peiteperioodi lõpul halveneb haige enesetunne järsult, tekib palavik, haigel puudub isu, tugevnevad seedehäired, juuksed langevad välja, tekivad haavandid ja sisemine verejooks. Järsult väheneb vererakkude arv. Leukotsüütide arvu vähenemisega nõrgeneb organismi vastupanuvõime nakkushaigustele. Kui haige ei sure, siis paraneb ta väga aeglaselt.

* * *

Gammakiirgus – nii looduslike kui ka tehislike radioaktiivsele elementide aatomituumadest lähtuv elektromagnetkiirgus, millel on äärmiselt väike lainepikkus (1 Å või alla selle) ja seetõttu erakordselt suur läbimisvõime. Gammakiirgus tekib laetud osakeste pidurdumisel, antiosakeste paaride (elektroni ja positroni, prootoni ja antiprootoni jne.) annihileerumisel, uraani ja plutooniumi aatomituumade spontaansel ja tehislikult esilekutsutud lagunemisel ning mõningate teiste tuumareaktsioonide puhul.
Et gammakiirguse (mille lainepikkus on väiksem kui 1 Å) laineomadused – difraktsioon ja interferents – väljenduvad nõrgalt, siis loetakse seda kiirgust osakeste, gammakvantide vooks. Gammakvantide energia kasv võnkesageduse suurenemisel annab aga tunnistust nende elektromagnetilisest päritolust. Gammakiirguse intensiivsust (doosi võimsust) mõõdetakse röntgenites tunni kohta (r/h).
Oma suure energia tõttu (looduslike radioaktiivsete ainete puhul kuni 5 MeV, tehislike tuumareaktsioonide puhul kuni 20 MeV) ioniseerivad gammakiired kergesti mitmesuguseid aineid ning on suutelised esile kutsuma ka mõnda liiki tuumareaktsioone, eriti aga tekitama elektroni ja positroni paare ning mõningaid teisi elementaarosakesi. Just gammakiirte ohtlikkus inimestele ja teistele elusorganismidele ongi põhju­seks, miks tuumareaktorid ümbritsetakse paksude betoonseintega – bioloogilise kaitsega, looduslikke ja tehislikke radioaktiivseid aineid aga säilitatakse paksude pliiseintega konteinerites ning rakendatakse teisi keerukaid ja kalleid kaitsevahendeid.
Looduslikest radioaktiivsetest ainetest lähtuvat ja tehislike tuumareaktsioonide puhul tekkivat gammakiirgust kasutatakse laialdaselt teaduses ja tehnikas. Selle abil üritatakse hävitada vähkkasvajaid (kuigi eriliste tulemusteta), valgustatakse läbi suuri metallivalandeid (paksusega kuni 250 mm) ja valmistooteid, et avastada neis varjatud defekte, konserveeritakse ja steriliseeritakse toiduaineid ja ravimeid ning tehakse uurimistöid paljudes tänapäeva teaduse harudes.

Röntgen on selline gammakiirguse doos, mille tagajärjel normaalsel temperatuuril (0°C) ja õhurõhul (760 mm elavhõbedasammast) tekib ühes kuupsentimeetris kuivas õhus  2,08•109 ioonipaari, mis kannavad laengu üht elektrostaatilist ühikut.

Doos – ioniseeriva kiirguse energia, mis neeldub kiiritatavas objektis või mingis selle osas. See on nii lai mõiste, et olenevalt keskkonnast ja kiirguse laadist eristatakse mitut liiki doose.
Füüsikaliseks doosiks nimetatakse röntgeni- või gammakiirguse energiat, mis neeldub ühes kuupsentimeetris õhus. Selle mõõtühikuks on röntgen (r). Teiste ioniseerivate kiirguste (näiteks laetud osakeste või neutronite voogude) doose mõõdetakse röntgeni füüsikalistes ekvivalentides (rfe). Röntgeni füüsikaline ekvivalent on kiirguse hulk, mis ioniseerimisvõime poolest on ekvivalentne ühe röntgeni gamma- või röntgenikiirgusega.
Et alfa-, beeta- ja teiste osakeste toime elusrakkudesse ja -organismidesse on ühesuguse füüsikalise ionisatsiooniefekti korral erinev, siis rakendatakse radioaktiivsete kiirguste kahjustava toime hindamisel mõnikord mõõtühikuna röntgeni bioloogilist ekvivalendi rbe (rbe – inglise k. relative biological effectiveness, saksa k relative biologische Wirksamkeit, lühend RBW) mõistet, s. t. eristatakse olenevalt ioniseeriva kiirguse liigist gammakiirguse doosi, röntgenikiirguse doosi, segakiirguse doosi, neutronite doosi jne.
Järelikult on doos rbd-des absoluutväärtuseselt võrdne röntgenites mõõdetud gammakiirguse doosiga; alfakiirguse korral võrdub 1 rbe 10-röntgenise doosiga. On kindlaks tehtud, et alfaosakeste bioloogiline efektiivsus on ligikaudu 10 korda suurem beetaosakeste ja gammakiirte bioloogilisest efektiivsusest.
Inimeste ja teiste elusorganismide radioaktiivse kiirituse puhul eristatakse ka pinna-, süva- ja koedoose. Peale selle jaotatakse doosid lokaalseteks doosideks, mida saab keha pinna mingi punkt või piiratud osa, ja ülddoosideks, mida saab kogu organism kui tervik.
Üldkiirguse maksimaalseks lubatavaks doosiks loetakse doosi, mis praegusaegsete teadmiste kohaselt ei tekita inimorganismile olulisi kahjustusi kogu tema eluaja jooksul.
Nõukogude Liidus oli üldkiirguse (integraalse kiirguse) ühekordne maksimaalne lubatav doos 5 rbe. Pärast sellise doosi saamist ei tohtinud inimene pikemat aega kiirguse mõju alla sattuda. Inimeste jaoks, kel oli igapäevases töös tegemist radioaktiivse kiirgusega, oli maksimaalne lubatav päevane kiirgusdoos praegu 0,017 rbe; kord nädalas on lubatav doos 1 rbe.

Tunnuspildil: Prantsuse tuumakatsetus Mururoa atollil 3. juulil 1970.

Peter Hagen

0

Your Cart