Con người tiếp xúc với các nguồn bức xạ ở tất cả các khía cạnh của cuộc sống hàng ngày. Các nguồn phóng xạ mang lại rất nhiều lợi ích nếu xử lý cẩn thận và sử dụng đảm bảo an toàn.
Ảnh hưởng của bức xạ đối với cơ thể con người đến nay là không thể phủ nhận. Các chất phóng xạ là nguy hiểm vì chúng gây ra quá trình ion hóa khi loại bỏ các điện tử từ nguyên tử. Khi điều này xảy ra với các phân tử trong tế bào sống, vật chất di truyền của tế bào (DNA) sẽ bị tổn hại, dẫn đến nhiều hậu quả nghiêm trong, đặc biệt là ung thư. Tuy nhiên, bức xạ sẽ không nguy hiểm nếu chúng ta có hiểu biết và sử dụng chúng đảm bảo tuân thủ các nguyên tắc an toàn:
– Bức xạ alpha sẽ không nguy hiểm nếu nguồn phóng xạ ở bên ngoài cơ thể, do bức xạ này không thể đi qua da và không có khả năng tiếp cận các tế bào bên trong cơ thể. Bức xạ alpha sẽ làm hỏng các tế bào nếu nguồn phóng xạ được hít vào dưới dạng khí hoặc bụi hoặc nếu bị nuốt phải.
– Bức xạ beta và gamma có thể xuyên qua da và gây tổn thương cho các tế bào bên trong cơ thể nhưng khoảng cách gây tác động của các bức xạ này là ngắn. Do đó, sẽ không gây nguy hiểm nếu giữ ở một khoảng cách nhất định với nguồn bức xạ và đầy đủ che chắn cần thiết.
Các “nguồn” phát bức xạ hiện nay
Trên thực tế, phông bức xạ tự nhiên (hay bức xạ nền của môi trường) luôn tồn tại ở mức nhất định và đến từ đất, đá và tia vũ trụ. Hầu hết nguồn gây bức xạ đều đến từ các nguồn tự nhiên nhưng cũng có một số là đến từ các nguồn nhân tạo. Các nguồn phóng xạ không chỉ được tìm thấy ở xung quanh chúng ta mà còn có trong cơ thể chúng ta.
Các nguồn phóng xạ tự nhiên tồn tại chủ yếu từ:
– Carbon-14: Được tìm thấy trong carbon dioxide trong không khí và trong tế bào của tất cả các sinh vật sống;
– Đất và đá có chứa uranium: Chúng có thể được sử dụng làm vật liệu xây dựng và khi uranium phân hủy radon sẽ có khí phóng xạ sinh ra;
– Tia vũ trụ: Bức xạ đến Trái đất từ bên ngoài không gian.
Bên cạnh các nguồn phóng xạ tự nhiên, con người cũng bổ sung vào phông phóng xạ tự nhiên thông qua các hoạt động từ các nguồn và thiết bị bức xạ trong y tế, công nghiệp; chất thải phóng xạ từ các nhà máy điện hạt nhân và bụi phóng xạ từ thử nghiệm vũ khí hạt nhân.
Kết quả là, sinh vật và thực vật hấp thụ các chất phóng xạ từ đất, nước và khi, sau đó truyền qua chuỗi thức ăn đến cơ thể con người. Ví dụ như một quả chuối có chứa kali phóng xạ sẽ di chuyển dọc theo chuỗi thức ăn kèm theo nồng độ phóng xạ tăng lên khi đến cơ thể con người. Lượng bức xạ thực tế mà một người tiếp xúc phụ thuộc chủ yếu vào môi trường sống, công việc và các hoạt động khác. Do đó, mức độ ảnh hưởng hay không đến con người phụ thuộc chủ yếu vào chính hành vi và sự hiểu biết của con người đến bức xạ.
Kể từ khi được phát hiện đến nay, bức xạ mang lại cho con người hàng loạt những ứng dụng không thể thiếu trong cuộc sống, sản xuất và chăm sóc sức khỏe.
Đối với ngành y tế, bức xạ trở thành phương pháp tiệt trùng dung cụ phẫu thuật hiệu quả: Tia gamma là sóng điện từ năng lượng cao chỉ bị chặn lại bởi chì, nên chúng có thể dễ dàng đi qua thiết bị y tế, chẳng hạn như ống tiêm. Khi tia gamma đi qua bao bì kín có dụng cụ y tế bên trong, chúng sẽ tiêu diệt vi rút và vi khuẩn ô nhiễm. Điều này sẽ đảm bảo việc sử dụng dụng cụ một cách an toàn cho bệnh nhân. Việc tiệt trùng được thực hiện mà không cần nhiệt độ cao nên có thể sử dụng để diệt vi khuẩn trên những dụng cụ dễ bị nóng chảy như ống tiêm nhựa.
Ngoài ứng dụng trong tiệt trùng dụng cụ y tế, bức xạ còn mang lại nhiều lợi ích trong quá trình chẩn đoán và điều trị bệnh, đặc biệt là phương pháp xạ trị tiêu diệt khối u ung thư. Mặc dù bức xạ ion hóa có thể gây ung thư, nhưng ngược lại, với liều lượng cao, bức xạ lại có thể tiêu diệt các tế bào ung thư. Hiện nay, có khoảng 40% bệnh nhân bị ung thư phải trải qua xạ trị như một phần không thể thay thế của quá trình điều trị. Xạ trị được tiến hành chủ yếu theo hai phương thức:
– Từ bên trong cơ thể bằng cách đưa chất phóng xạ vào khối u, hoặc áp sát khối u.
– Từ bên ngoài cơ thể bằng cách sử dụng tia X hoặc tia gamma. Một trong những công cụ đã được đưa vào sử dụng phổ biến hiện nay trong xạ trị là Dao gamma: Chùm tia gamma nhằm vào khối u từ nhiều hướng khác nhau để tối đa hóa liều lượng trên khối u nhưng giảm thiểu liều lượng trên mô mềm xung quanh.
Trong lĩnh vực chẩn đoán bệnh, các nguồn phóng xạ được tiêm vào cơ thể (chẳng hạn như technetium-99) như một chất đánh dấu ở các mô mềm, như mạch máu hoặc thận và cho hiển thị thông tin trên hình ảnh bức xạ y tế thông qua các thiết bị chụp như SPECT, PET. Bằng cách này, đồng vị phóng xạ sẽ được theo dõi khi đi qua một cơ quan cụ thể trong cơ thể. Những thay đổi về lượng gamma phát ra từ các phần khác nhau sẽ cho biết những thông tin cần thiết về thể trạng của bộ phận hoặc cơ quan đó. Các loại đồng vị được sử dụng đều không độc và có chu kỳ bán rã rất ngắn nên sau một vài ngày sẽ hầu như không còn lại bất kỳ chất phóng xạ nào trong cơ thể người.
Đối với ngành công nghiệp, đồng vị phóng xạ có thể được sử dụng để kiểm soát độ dày của kim loại hoặc giấy, nhựa và các vật liệu khác: Một nguồn phát được đặt trên một mặt của vật liệu và đối diện với một thiết bị dò. Nếu độ dày của vật liệu không đổi thì hoạt động của dây chuyền sẽ không thay đổi. Nếu có sự thay đổi về độ dày vật liệu thì thiết bị dò sẽ thu được hoạt độ bức xạ tăng hoặc giảm. Điều này kích hoạt thiết bị điều chỉnh trong dây chuyền để duy trì độ dày chính xác của vật liệu. Với ứng dụng này, chúng ta sử dụng nguồn beta vì bức xạ beta có thể xuyên qua giấy, nhôm hoặc một số vật liệu mỏng với lượng xuyên qua đủ thay đổi khi độ dày thay đổi. Nguồn có thời gian bán hủy dài để tốc độ đếm gần như không đổi mỗi ngày và không cần thay thế quá thường xuyên.
Một trong những ứng dụng hữu ích nữa của bức xạ là kiểm tra rò rỉ các đường ống dẫn chất lỏng. Chất lỏng sẽ thấm qua vị trí rò rỉ, tích tụ ở khu vực đó. Bằng cách đưa một lượng phù hợp chất phóng xạ vào chất lỏng, chúng ta có thể xác định vị trí tích tụ dựa trên liều lượng phóng xạ đo được. Điều này giúp dễ dàng quyết định vị trí đào cụ thể để tìm chỗ rò rỉ và khắc phục mà không cần phải đào toàn bộ đường ống.
Không chỉ hữu ích cho quá trình sản xuất hay trong các ngành công nghiệp, y học, bức xạ còn có nhiều ứng dụng rất thân thiện và gần gũi với con người. Điển hình là ứng dụng cho thiết bị dò khói sử dụng Americium-241 (nguồn phát bức xạ alpha): Các hạt alpha đi qua giữa hai tấm kim loại tích điện, làm cho các phần tử khí bị ion hóa (tách thành các ion âm và dương). Các ion bị hút vào các tấm kim loại mang điện trái dấu tạo ra dòng điện. Khi khói xâm nhập vào giữa các tấm kim loại, một số hạt alpha bị hấp thụ khiến quá trình ion hóa diễn ra ít hơn. Điều này có nghĩa là dòng điện bị suy giảm hơn bình thường, khi đó thiết bị sẽ cảnh báo bằng cách phát ra âm thanh.
Bức xạ alpha chỉ có khả năng dâm xuyên ở khoảng ngắn và bị hấp thụ trong một vài cm không khí. Điều này có nghĩa là miễn là thiết bị dò đặt trên cao trên tường, hoặc trần nhà, thì con người ở trong cùng không gian đó vẫn an toàn, không bị ảnh hưởng.
Từ khóa: bức xạ; alpha; beta; gamma; xạ trị; nguồn phóng xạ
– CMD&DND –
