Perustietoa säteilystä
Elinympäristömme säteilee luonnostaan. Suomessa merkittävin säteilyn lähde on huoneilman radonkaasu.
Säteily on aineetonta sähkömagneettista aaltoliikettä, joka etenee ilmassa, kudoksissa tai tyhjiössä.
Säteilytyyppejä voidaan jaotella kolmella tavalla
1. Sähkömagneettinen ja hiukkassäteily
sen perusteella, minkä tyyppistä säteily on fysikaalisesti.
2. Ionisoiva ja ionisoimaton säteily
sen perusteella, voiko säteily aiheuttaa ionien syntymistä
kohdeaineessa.
3. Keinotekoinen ja luonnonsäteily
sen perusteella, onko säteily ihmisen toiminnan aikaansaamaa
vai luonnollista.
Ionisoiva säteily
Ionisoivalla säteilyllä on suuri energia, mikä aiheuttaa elektronien irtoamista eli ionisaatiota säteilyn kohteena olevan aineen atomeissa. Ionisoiva säteily voi olla sähkömagneettista aaltoliikettä tai hiukkassäteilyä. Sitä tuottavat radioaktiiviset aineet ja eräät laitteet. Ionisoivaa säteilyä ovat esimerkiksi röntgensäteily ja radonsäteily.
Kaikki aineet muodostuvat atomeista. Atomin ydin koostuu protoneista ja neutroneista. Jos ytimessä on liikaa tai liian vähän neutroneja, se on virittynyt. Tällaisia virittyneitä ytimiä sisältävä aine on radioaktiivista. Kun ytimen viritystila purkautuu, siitä irtoaa hiukkanen ja energiaa. Silloin kyseinen aine säteilee.
Erityyppistä hiukkassäteilyä lähettävät alfa- ja beetasäteilylähteet. Esimerkiksi uraani on alfasäteilijä. Jodi ja cesium ovat beetasäteilijöitä. Kolmas hiukkassäteilyn tyyppi on neutronisäteily, jota on avaruudesta tulevassa kosmisessa säteilyssä. Atomin ytimen viritys voi purkautua myös gammasäteilynä. Se ei ole hiukkassäteilyä, vaan sähkömagneettista aaltoliikettä. Sitä lähettää esimerkiksi koboltti.
Ionisoimaton säteily
Ionisoimattomalla säteilyllä on pieni energia, eikä se aiheuta elektronien irtoamista kohdeaineessa. Ionisoimaton säteily on sähkömagneettista säteilyä. Se jaetaan aallonpituuden perusteella eri alueisiin:
- staattiset sähkö- ja magneettikentät (magneettikuvaus)
- pientaajuiset sähkömagneettiset kentät (sähkölaitteet, voimajohdot)
- radiosäteily (radioasemat, tutkat, matkapuhelimet, mikroaaltouunit)
- optinen säteily: infrapunasäteily, näkyvä valo ja ultraviolettisäteily (aurinko, laserit).
Merkittävin ionisoimattoman säteilyn lähde on aurinko, joka voi vaurioittaa ihoa ja silmiä.
Säteily on luonnollinen osa elinympäristöä
Luonnonsäteilyä on olemassa riippumatta ihmisen toiminnasta. Siihen kuuluvat kosminen säteily, maaperän radioaktiivisuudesta johtuva ulkoinen gammasäteily ja kehon sisäinen säteily.
Hengitysilman tai ravinnon ja juoman kautta elimistöön joutuu luonnossa esiintyviä radioaktiivisia aineita. Merkittävin luonnonsäteilyn lähde on kuitenkin radonkaasu, jota syntyy maaperän uraanin hajoamisesta.
Keinotekoinen säteily on ihmisen toiminnan aikaansaamaa
Säteilyä käytetään esimerkiksi terveydenhuollossa röntgentutkimuksissa ja sädehoidoissa. Säteilyä hyödynnetään myös teollisuudessa ja tutkimuslaitoksissa. Muita keinotekoisen säteilyn lähteitä ovat ydinenergian tuotanto sekä ilmakehässä ja maan alla tehdyt ydinasekokeet sekä tapahtuneet ydinonnettomuudet. Suurin osa maapallon väestön saamasta säteilyannoksesta on peräisin luonnonsäteilystä.
Radioaktiivisuus
Radioaktiivisuus syntyy, kun atomin ydin hajoaa ja lähettää ionisoivaa säteilyä. Samalla kyseinen aine muuttuu toiseksi aineeksi.
Aktiivisuudella mitataan radioaktiivisen aineen määrää. Aktiivisuus tarkoittaa aineessa tapahtuvien ydinmuutosten määrää aikayksikköä kohti. Sen yksikkö on becquerel (Bq), joka tarkoittaa yhtä atomin hajoamista sekunnissa. Mitä enemmän tapahtuu ydinmuutoksia, sitä enemmän on säteilyä. Becquerel-määrä ei anna tietoa säteilyn laadusta tai vaarallisuudesta.
Puoliintumisajalla tarkoitetaan aikaa, jossa radioaktiivisen aineen aktiivisuus vähenee puoleen alkuperäisestä. Eri aineilla on omat puoliintumisaikansa.
Säteilyannosta voidaan kuvata eri suureilla: absorboitunut annos, ekvivalentti annos ja efektiivinen annos. Ne tarkoittavat eri asioita.
- Absorboitunut annos kuvaa ionisoivan säteilyn aiheuttamaa todellista säteilyannosta kudoksessa. Se kertoo, kuinka paljon energiaa säteily on jättänyt kudokseen sen massayksikköä kohti. Sen yksikkö on gray (Gy).
- Ekvivalenttiannos kuvaa säteilystä elimeen tai kudokseen absorboituneen annoksen aiheuttamaa biologista haittaa tälle elimelle. Tässä otetaan huomioon absorboituneen annoksen lisäksi säteilyn laatu sekä energia. Eri säteilylajeilla on sovitut painokertoimet niiden ionisointitehokkuuden mukaan. Ekvivalenttiannoksen yksikkö on sievert (Sv), millisievert (mSV).
- Efektiivinen annos kuvaa eri elimiin tai kudoksiin kohdistuvaa säteilyannosten terveyshaittaa. Koska eri elimet eivät ole yhtä herkkiä säteilyvaikutuksille, niillä on omat, sovitut painokertoimensa. Efektiivinen annos saadaan kertomalla eri elinten ekvivalenttiannokset näiden elinten painokertoimella ja laskemalla eri elinten annokset yhteen. Myös efektiivisen annoksen yksikkö on sievert (Sv), millisievert (mSv).
Annosnopeus kertoo säteilyannoksen suuruuden tietyssä ajassa. Se kuvaa, kuinka vaarallista on olla tietynlaisen säteilyn kohteena. Jos annosnopeus on suuri, lyhyessä ajassa voi saada suuren säteilyannoksen. Suomalaisten säteilyannos vuodessa on noin 3,7 mSv, josta puolet saadaan sisäilman radonista ja kolmannes luonnon taustasäteilystä. Annossuositukset Suomessa säteilyn käytöstä aiheutuvalle altistukselle ovat 1 mSv vuodessa väestölle ja työntekijöille 50 mSv.
Vain absorboitunut annos on todellinen, mitattava suure, joka kuvaa ionisoivan säteilyn annosta. Muut suureet perustuvat asiantuntijoiden sopimuksiin siitä, mitä terveyshaittaa tietty säteilyaltistus aiheuttaa. Haittakertoimet saattavat muuttua, kun saadaan uutta tietoa säteilyvaikutuksista.
