Zastosowanie pierwiastków promieniotwórczych w życiu codziennym

Już w momencie odkrycia zjawiska rozszczepienia jądra atomowego i wiążącej się z nim promieniotwórczości starano się dowiedzieć, jakie korzyści dla ludzkości mogą się z tym wiązać. Jak się później okazało bardzo duże, lecz równie duże są także zagrożenia.

W 1915 roku 226Rad był powszechnie stosowany jako lek wzmacniający, a także główny składnik kremów odmładzających skórę. Dopiero gdy kilkanaście lat później dowiedziono, że jest rakotwórczy, zaprzestano tych praktyk.

ENERGIA JĄDROWA
Jednym z głównych współczesnych zastosowań pierwiastków promieniotwórczych jest wykorzystywanie ich do produkcji energii jądrowej. Dla porównania 1g uranu dostarcza taką ilość energii, jaką można uzyskać ze spalenia 2 ton węgla. Jednak nieracjonalne użytkowanie ora nieodpowiednie środki ostrożności mogą przyczynić się do katastrofy takiej, jaka miała miejsce w 1986 roku w Czarnobylu. Ogromne połacie ziemi zostały skażone, a do dziś dzień wiele dzieci rodzi się z różnymi wadami.
METODA DATOWANIA JĄDROWEGO
Powszechnie znana jest metoda datowania jądrowego, która polega na oznaczaniu wieku znalezisk archeologicznych za pomocą izotopu węgla 14C. W 1960 roku W.F. Libby otrzymał Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za opracowanie tego sposobu. W mineralogii natomiast najczęściej wykorzystuje się metodę potasowo-argonową, uranowo-ołowiową lub ołowiową by ustalić wiek minerałów.

MEDYCYNA
Izotopy pierwiastków promieniotwórczych najszerzej wykorzystywane są w medycynie. W 1931 roku po raz pierwszy użyto jodu 131J do diagnostyki i leczenia chorób tarczycy, między innymi opanowano diagnostykę choroby Gravesa-Basedowa (nadczynność tarczycy). Dzięki temu powstała nowa gałąź diagnostyki medycznej – scyntygrafia. Obraz uzyskuje się rejestrując promieniowanie wprowadzonych do wnętrza organizmu izotopów promieniotwórczych. Dzięki temu można również określić poziom pewnych hormonów we krwi. W scyntygrafii stosuje się także gazy szlachetne: 133Xe, 85Kr (badania perfuzji mózgu – wprowadzenie znacznika, który rozkłada się równomiernie u osób zdrowych, zaś na obszarach niedokrwionych jest go niewiele), 87Ga (onkologia), 75Sc (diagnozowanie przytarczyc i kory nadnerczy), 99Tc. Izotopy są wykorzystywane także do zabiegów paliatywnych, mających na celu zmniejszenie dolegliwości bólowych, związanych z występowaniem rozsianego procesu nowotworowego (np. przerzuty do kości). Bomba kobaltowa jest urządzeniem służącym do napromieniowywania organizmów żywych i przedmiotów przez izotop kobaltu 60Co. Ze względu na dużą przenikliwość promieniowania, aktywny kobalt jest otoczony grubą osłoną biologiczną (warstwą ołowiu), w której znajdują się kanały wyprowadzające na zewnątrz wiązkę promieniowania. Bomba kobaltowa oraz cezowa jest stosowana w lecznictwie do zwalczania chorób nowotworowych oraz wykrywania uszkodzeń kości, a także w defektoskopii i do sterylizacji żywności. Promieniotwórcze izotopy wodoru, węgla i fosforu używa się do badań biologiczno-chemicznych. Metody radiometryczne umożliwiają śledzenie wędrówki izotopów w organizmach, dzięki czemu lepiej można poznać i zrozumieć metabolizm. W ten sposób stwierdzono np.: gromadzenie się fluoru w zębach oraz prześledzono procesy trawienne. Ważne biologicznie związki znakuje się wprowadzając do nich atomy promieniotwórcze, podaje organizmom i śledzi ich losy w przemianach metabolicznych.

GOSPODARKA, PRZEMYSŁ, TECHNIKA
Pierwiastki promieniotwórcze są wykorzystywane do wielu innych procesów, np.: konserwacji żywności (utrwalenie i ograniczenie strat podczas przechowywania), poszukiwania źródeł wody, wykrywania i usuwania zanieczyszczeń środowiska naturalnego, barwienia szkła, tkanin, kamieni, produkcji szkła, oczyszczania gazów, konstruowania czujników wykrywających dym, a poza tym sieć telefonii komórkowej oparta jest na pierwiastkach promieniotwórczych (dlatego ciągle toczą się spory między uczonymi czy telefony komórkowe są przyczyną bezpłodności i chorób mózgu). Innym zastosowaniem pierwiastków promieniotwórczych, a także radioizotopów jest defektoskopia. Polega ona na wykrywaniu uszkodzeń na różnych przedmiotach i urządzeniach. Ciało pokrywa się pierwiastkiem promieniotwórczym, który pod wpływem promieniowania zaczyna świecić, następnie ściera się go, a pozostaje jedynie w rysach i uszkodzeniach na powierzchni ciała. Jeśli zaś uszkodzenie znajduje się wewnątrz, ciało napromieniowuje się, zaś uszkodzenia pochłaniają promieniowanie jonizującej inaczej niż materiał, w czego rezultacie na radiogramie (kliszy fotograficznej) znajdują się odpowiednie przebarwienia. Defektoskopię stosuje się w hutach i fabrykach, metalurgii, a także w przemyśle stoczniowym, lotniczym, maszynowym i chemicznym. Stosuje się takie izotopy jak: Co, Cs, Ir, Tm i Eu.

ZAGROŻENIA
Wykorzystywanie pierwiastków promieniotwórczych wiąże się z wieloma niebezpieczeństwami. Największą katastrofą jądrową była awaria reaktorów atomowych w Czarnobylu. Zbyt duża dawka promieniowania powoduje nowotwory i mutacje. Blisko poligonów atomowych i terenów awarii elektrowni atomowych rodzą się dzieci z wrodzonymi wadami lub chorujące na nowotwór krwi – białaczkę. Odpowiednio duże dawki są letalne. Prowadzą do tzw. choroby popromiennej, która objawia się:
- nudnościami
- biegunką
- odwodnieniem
- zaburzeniami równowagi elektrolitowej
- porażeniem układu nerwowego
- śmiercią

Przypadki choroby popromiennej są częste na terenie Hiroszimy i Nagasaki, na które to miasta w 1945 roku Amerykanie zrzucili bomby atomowe. Broń jądrowa i termojądrowa jest jednym z niechlubnych wynalazków człowieka. W przypadku tej pierwszej dochodzi do rozszczepienia jąder uranu i plutonu, czemu towarzyszy wyemitowanie ogromnej energii oraz wybuch, zaś w termojądrowej dochodzi do syntezy wodoru, deuteru i trytu.