Kuinka paljon säteilyä ihmiskeho voi vastaanottaa turvallisesti?

Ydinvoiman ja avaruusmatkojen tulon jälkeen ihmiset ovat altistuneet säteilylle useammin ja siitä on tullut kuuma aihe. On olemassa erilaisia ​​asioita, joita ihmiset kutsuvat ”säteilyksi”, mutta tyyppi, joka vahingoittaa ihmistä, koostuu joko sähkömagneettisista aalloista tai atomiytimistä, jotka vahingoittavat ionisaatiota – lyövät atomien elektronit kiertoradaltaan. Jos ihminen altistuu liikaa tälle energialle, se voi aiheuttaa vahinkoa, mikä voi joskus estää joidenkin solujen jatkamisen, mikä voi johtaa kuolemaan. Kuinka paljon henkilö voi saada turvallisesti, riippuu säteilyn luonteesta ja kudoksesta, mutta kuuden tai useamman sievertin annokset ovat lähes aina tappavia.

Kudoksen absorboima säteily mitataan radina, jossa rad on sadasosa joulea kiloa kudosta kohti. Harmaa, sata kertaa tämä arvo, on viimeksi käytetty kansainvälisen yksikköjärjestelmän (SI) ekvivalentti. Säteet ja harmaat mittaavat vain energian fyysistä voimakkuutta, mikä ei korreloi tarkasti “tehtyjen vahinkojen” kanssa.

Kertomalla intensiteetti kahdella muuttujalla, Q ja N, saadaan tarkempi “tehty vahinko” -yksikkö, sievert (Sv), joka on sata kertaa rem. Molempia yksiköitä käytetään saman asian mittaamiseen, ja vaikka jälkimmäistä termiä käytetään yleisemmin, ensimmäinen on tieteellisesti oikeampi. Rad muuttuu remiksi, kun taas harmaa muuttuu sievertiksi.

Muuttuja Q muuttuu säteilyn luonteen mukaan. Fotonien, suhteellisen kevyen säteilymuodon, Q on 1, kun taas atomien, suhteellisen raskaan muodon, Q on 20. Muuttuja N muuttuu asiaankuuluvan kudoksen ja lajin perusteella. Ihminen on herkempi kuin useimmat eläimet, joten sillä on suhteellisen korkea N -arvo 1. Viruksella voi olla N -arvo sata tai jopa kymmenentuhatta kertaa tätä pienempi. Näihin kahteen arvoon perustuvien vaihtelujen vuoksi tietty harmaa voi aiheuttaa laajan valikoiman todellisia vaurioita, mitattuna siivereissä.

Kaikkialla maapallolla on pieni määrä ympäröivää taustasäteilyä, jota me ja koko elämä tällä planeetalla mukautamme käsittelemään. Tämä vaihtelee merkittävästi sijainnin mukaan, mutta hyvä keskiarvo on 2.4 millisieverttiä (mSv) vuodessa. Avaruudessa taso voi olla kymmeniä tai satoja kertoja tämä arvo.

Nykyään säteily vapautuu pääasiassa äkillisillä altistuksilla, joten tutkijat tietävät enimmäkseen tietyn määrän absorboinnin vaikutuksista hyvin lyhyessä ajassa. Noin 0.5 sievertistä 1 sieverttiin säteilytaudin vaikutukset voivat tuntua. Osa punasoluista pyyhitään tilapäisesti pois, ja kiveksen siittiöiltä evätään kyky hedelmöittää munasolu, kunnes ne luodaan uudelleen. Lievää päänsärkyä ja keskittymisen menettämistä esiintyy tilapäisesti.
Valotuksissa, jotka vaihtelevat noin 1–2 sievertin välillä, pysyvät vaikutukset alkavat. Useimmat ihmiset kokevat lievää pahoinvointia, johon liittyy joskus oksentelua, joka kestää noin päivän. Yleisen sairauden tunne jatkuu viikon tai kaksi.

Tätä voimakkaammalle säteilylle tapahtuu pahoja asioita. Jokaisella ylimääräisellä sievertillä 1 jälkeen kuoleman mahdollisuus 30 päivän kuluessa kasvaa noin 15%, mikä lisää noin 10%: n peruskorkoa. Tämä tarkoittaa, että noin 25% kaikista ihmisistä kuolee 30 päivän kuluessa altistumisesta 2 sievertille, noin 40% ihmisistä kuolee altistumisen jälkeen 3 sievertille ja noin 55% ihmisistä kuolee 4 sievertin altistumisen jälkeen. Kuuden sievertin kuolleisuus on 6%, mikä kasvaa nopeasti 90%: iin. Ensisijaiset kuolinsyyt ovat sisäinen verenvuoto tai immuunijärjestelmän vajaatoiminta, joka nopeasti johtaa kuolemaan. Hiukset menetetään, ihmiset muuttuvat steriileiksi, luuydin tuhoutuu ja toipuminen voi kestää vuosia eikä ehkä koskaan olla täydellinen.