Radioaktivita neboli radiace je strašák poslední doby. Říká se, že co nezničí teplo a tlaková vlna při dopadu atomové bomby, postihne radiace. Radioaktivita tady však byla vždy, i když vědecky byla popsána až na konci 19. století.

Radioaktivita je uvolňování energie z rozpadu jader určitých druhů atomů a izotopů. Od svého objevu v roce 1896 fyziky Henri Becquerelem (1852-1908), Pierrem Curiem (1859-1906) a Marií Curie (1867-1934) poskytuje radioaktivita vodítka k zákonům, které řídí přírodu.

Radioaktivita může způsobit poškození materiálů a rostlinných, zvířecích a lidských tkání. Vědci a inženýři využívají radioaktivitu jako zdroj tepla pro satelity, pro lékařské snímkování, pro cílenou léčbu rakoviny, pro radiometrické datování a pro výzkum přírodních zákonů a původu hmoty.

Když se atom rozpadá

Radioaktivita je fyzikální, nikoli biologický jev. Jednoduše řečeno, radioaktivitu vzorku lze měřit tak, že se spočítá, kolik atomů se každou sekundu samovolně rozkládá. To lze provést pomocí přístrojů navržených tak, aby detekovaly konkrétní typ záření emitovaného při každém rozpadu.

Skutečný počet rozpadů za sekundu může být poměrně velký. To, že je atomové jádro nestabilní, nevede k okamžitému vyzařování záření.

Místo toho je pravděpodobnost rozpadu atomu konstantní, jako by se nestabilní jádra nepřetržitě účastnila jakési loterie s náhodným losováním, které rozhoduje, který atom bude dále emitovat záření a rozpadat se do stabilnějšího stavu.

Poločasy rozpadu se mezi typy atomů velmi liší, od méně než sekundy až po miliardy let. Například bude trvat asi 4,5 miliardy let, než se polovina atomů v mase uranu 238 samovolně rozpadne, ale jen 24 000 let, než se rozpadne polovina atomů v mase plutonia 239. Jód 131, běžně používaný v lékařství, má poločas rozpadu dokonce pouhých osm dní.

Začal to projekt Manhattan

Lidé si postupně začali uvědomovat moc, kterou štěpení atomů disponuje, a jak to tak bývá, napadla je zbraň. V srpnu 1942 byl vládou vytvořen Manhattan Engineer District, aby splnil cíl vyrobit atomovou zbraň pod tlakem probíhající globální války.

Jeho ústřední mise se stala známou jako projekt Manhattan. Samotná zbraň byla vyrobena v laboratoři Los Alamos pod vedením fyzika J. Roberta Oppenheimera (1904-1967). Zpočátku vědci věděli jen málo o zdravotních účincích základních složek bomb – uranu, plutonia a polonia.

Dochovaná dokumentace poskytuje jen málo údajů o tom, že by lékaři a výzkumní pracovníci, kteří plánovali daný program, zvažovali etické důsledky použití lidí coby „pokusných králíků“, za okolností, kdy existence injekčních látek byla válečným tajemstvím.

Po válce však byly etické otázky vznesené a experimenty znovu přezkoumány v debatách.

Jak záření ovlivňuje lidi?

Záření může pocházet buď z vnějšího zdroje, jako je rentgenový přístroj, nebo z vnitřního zdroje, jako je například vstřikovaný radioizotop. Dopad záření na živou tkáň je komplikován typem záření a rozmanitostí tkání.

Kromě toho není vždy snadné oddělit účinky záření od jiných faktorů, a proto je pro vědce občas problém je izolovat. Ačkoliv většina procesů probíhá velmi rychle, za méně než vteřinu, trvá poměrně dlouho, než se projeví biologické účinky.

Pokud je poškození dostatečné k usmrcení buňky, účinek se může projevit během hodin nebo dnů. „Buněčná smrt“ může být dvojího druhu. Za prvé, buňka již nemusí plnit svou funkci kvůli vnitřní ionizaci, a za druhé, „reprodukční smrt“ může nastat, když se buňka již nemůže reprodukovat, ale stále funguje.

„I dnes nám však stále chybí dostatek informací, abychom plnohodnotně vysvětlili buněčné smrti z hlediska toho, co se děje na úrovni atomů a molekul uvnitř buňky,“ uvedla fyzička Tonya Kuhlová z Argonne National Laboratory.

Dlouhodobé účinky

Účinek záření nemusí spočívat v zabití buňky, nýbrž ve změně jejího DNA kódu způsobem, který buňku ponechá naživu, ale s chybou v plánu DNA. Účinek této mutace bude záviset na povaze dané „chyby“. Protože se jedná o náhodný proces, tyto efekty se nyní nazývají stochastické.

Dva důležité stochastické účinky záření jsou rakovina, která je výsledkem mutací v nezárodečných buňkách, a dědičné změny, které jsou výsledkem mutací v zárodečných buňkách. Rakovina vzniká, pokud záření buňku nezabije, nýbrž vytvoří chybu v plánu DNA, která přispívá k případné ztrátě kontroly nad dělením buněk, a buňka se začne nekontrolovatelně dělit.

Tento efekt se nemusí objevit po mnoho let. Rakovina vyvolaná zářením se neliší od rakoviny v důsledku jiných příčin, takže neexistuje jednoduchý způsob, jak změřit míru rakoviny způsobenou zářením.