Jonizacja Magnetyczna: Zasady Działania i Zastosowania
- Szczegóły
Organizm człowieka jest nieustannie narażony na działanie promieniowania jonizującego, które pochodzi zarówno ze źródeł naturalnych, jak i sztucznych. Promieniowanie jonizujące towarzyszy człowiekowi od zawsze.
Czym jest Promieniowanie Jonizujące?
Promieniowanie jonizujące jest promieniowaniem korpuskularnym lub elektromagnetycznym, które powoduje jonizację ośrodka, przez który przechodzi. Dzięki odpowiednio dużej energii jest zdolne oderwać elektron od obojętnych atomów lub cząsteczek. Promieniowaniem jonizującym jest promieniowanie jądrowe (α, β i γ), neutronowe, X i kosmiczne.
Źródła Promieniowania Jonizującego
Źródłem naturalnego promieniowania jonizującego jest m.in. przestrzeń kosmiczna. Promienie kosmiczne składają się głównie z jąder atomów o wielkich energiach (głównie protonów) i zostały odkryte na początku XX wieku. Atmosfera ziemska częściowo chroni nas przed promieniowaniem kosmicznym, pochłaniając energię padających cząstek. W wyniku zderzeń cząsteczek z jądrami gazów (azot, tlen) w atmosferze emitowane jest promieniowanie wtórne. Szacuje się, że do wysokości 20 km nad powierzchnią Ziemi jest ono dominującą składową promieniowania kosmicznego.
Im grubszą warstwę atmosfery musi pokonać promieniowanie, tym słabsze się ono staje. W związku z tym ludzie przyjmują dużo mniejszą dawkę promieniowania na poziomie morza niż osoby wspinające się w wysokich górach. Osoby latające samolotami na trasach transkontynentalnych otrzymają dawkę promieniowania równą mniej więcej dawce towarzyszącej prześwietleniu rentgenowskiemu płuc.
Powierzchnia i wnętrze Ziemi również są źródłem promieniowania jonizującego, ponieważ zawierają bogate zasoby pierwiastków radioaktywnych. Na terenie Polski po zakończeniu drugiej wojny światowej wydobywano rudy uranu m.in. w Kletnie i Kowarach (Sudety). Z kopalni w Kletnie uzyskano łącznie 20 ton uranu.
Przeczytaj także: Profesjonalna stylizacja włosów w domu
Oprócz źródeł naturalnych promieniowania jonizującego istnieją także jego źródła sztuczne. Powstaje ono jako rezultat przemian zachodzących we wnętrzach jąder atomowych. Tym zmianom towarzyszy zmiana energii jąder, a często także liczby nukleonów. Podatne na to są zwłaszcza izotopy pierwiastków, w których znajduje się nieodpowiednia liczba neutronów.
Do źródeł sztucznych promieniowania jonizującego zaliczamy aparaturę medyczną (aparaty rentgenowskie, bomby kobaltowe), elektrownie jądrowe (reaktory) i urządzenia badawcze, np. akceleratory cząstek.
Skutki Biologiczne Promieniowania Jonizującego
Promieniowanie jonizujące powoduje określone skutki biologiczne, które ze względu na podstawowe mechanizmy ich powstawania możemy podzielić na deterministyczne i stochastyczne.
Skutki deterministyczne są konsekwencją pochłonięcia przez organizm ludzki na tyle dużej dawki promieniowania jonizującego, że powoduje ona zniszczenie lub bezpowrotne uszkodzenie pewnej liczby komórek. Przejawem skutków deterministycznych jest choroba popromienna. Przekroczenie dawki progowej promieniowania wywołuje pierwsze dostrzegalne zmiany w organizmie.
Skutki stochastyczne (losowe) są rezultatem uszkodzenia materiału genetycznego pojedynczej komórki i przejawiają się w postaci nowotworów lub chorób dziedzicznych.
Przeczytaj także: Wszystko o prostownicy z laserową jonizacją
Rodzaje Promieniowania Jonizującego
- Promieniowanie α: Stanowią duże cząstki, które mimo swojego krótkiego zasięgu mają silne własności jonizacyjne (nawet 20‑krotnie większe niż promieniowanie β lub γ). Źródłem promieniowania α są przemiany promieniotwórcze niektórych jąder tzw. pierwiastków ciężkich (uranu, toru, radu).
- Promieniowanie β: W porównaniu z promieniowaniem α ma znacznie większy zasięg (zależny od energii cząstek; w powietrzu rozchodzi się ono na odległość kilku metrów) oraz większą przenikliwość. Źródłem promieniowania β są procesy zachodzące wewnątrz jąder pierwiastków promieniotwórczych, gdzie następuje przemiana neutronu w proton (β-) lub protonu w neutron (β+).
- Promieniowanie γ: Jest najbardziej przenikliwą formą promieniowania jonizującego. Są to fale elektromagnetyczne krótsze od promieni rentgenowskich. Źródłem promieniowania γ są wzbudzone jądra, które podczas powrotu do stanu podstawowego, emitują nadmiar energii w postaci promieniowania elektromagnetycznego. Promieniowanie γ nigdy nie występuje samo - zawsze towarzyszy emisji cząstek α lub β.
- Promieniowanie neutronowe: To kolejny rodzaj promieniowania jonizującego, który nie przenosi ładunku elektrycznego. Powstaje w wyniku rozszczepienia jąder atomowych lub rozpadu niektórych izotopów promieniotwórczych. Ze względu na prędkość (a tym samym energię), którą osiągają neutrony, dzielimy je na termiczne i szybkie.
Równoważnik Dawki Promieniowania
Zdolności jonizacyjne promieniowania alfa, beta, gamma i neutronowego zdecydowanie się od siebie różnią. Najbardziej szkodliwe, biorąc pod uwagę wywierane skutki, są promieniowanie α i neutronowe. Wprowadzono wielkość zwaną równoważnikiem dawki, wyrażaną wzorem: H = Q · D, gdzie Q to współczynnik jakości promieniowania, a D to dawka promieniowania.
Bezwymiarowa liczba Q przyjmuje wartość równą jeden dla promieniowania γ i dwadzieścia pięć - dla promieniowania α i neutronowego. Uwzględnia różne skutki promieniowania jonizującego wywierane na organizm ludzki (inna zdolność jonizacyjna, przenikliwość, odporność biologiczna). W układzie SI jednostką pochodną równoważnika dawki promieniowania jest jeden siwert (Sv).
Przykładowe Wartości Równoważnika Dawki
| Państwo (obszar) | Równoważnik dawki [mSv] |
|---|---|
| Stany Zjednoczone | ok. 1,0 |
| Wielka Brytania | ok. 1,9 |
| Polska | ok. 2,8 |
| Francja - Masyw Centralny | 3,5 |
| Iran - Ramsar | ok. 240 |
| Indie - Kerala, Madras | 8-80 |
| Brazylia - Minas Gerais | 17-120 |
| Rio de Janeiro - plaże | 5,5-12,5 |
Jonizacja i Jej Zastosowanie
W powietrzu znajdują się cząsteczki o ładunku elektrycznym dodatnim oraz ujemnym - są to jony. Unoszące się w powietrzu pyły i bakterie są naładowane dodatnio, dlatego w zanieczyszczonym powietrzu można zaobserwować duże ilości jonów dodatnich (na zewnątrz jak i wewnątrz budynków). Jonizacja to proces, który ma na celu zneutralizowanie tych cząsteczek za pomocą wytworzenia jonów ujemnych.
Wytworzone przez jonizację jony ujemne zmieniają ładunek elektryczny cząstek unoszących się w powietrzu, czyli np. kurzu, pyłków, roztoczy, bakterii, pleśni i zarodników grzybów. To powoduje osiadanie zanieczyszczeń na ścianach, podłogach i meblach - a więc nie są usunięte, a jedynie zneutralizowane.
Jonizacja nie ma istotnego wpływu na współczynnik CADR (wydajność dostarczania czystego powietrza) oczyszczaczy powietrza. Zastosowanie jej w oczyszczaczach powietrza nie jest więc zasadne. Może za to wiązać się z negatywnymi skutkami ubocznymi: powstawaniem toksycznego dla nas ozonu.
Przeczytaj także: Pyły zawieszone, filtry i jonizacja w oczyszczaczach powietrza
Alternatywy dla Jonizacji
Najbezpieczniejszym i najlepszym dla człowieka jest neutralne powietrze, czyli nie wzbogacone o jony dodatnie czy ujemne. W warunkach domowych najlepiej sprawdzi się oczyszczacz powietrza z wysokiej klasy filtrami, stawiający na technologię mechanicznego oczyszczania powietrza bez jonizacji.
Przykłady Produktów z Jonizacją Magnetyczną
Na rynku dostępne są produkty wykorzystujące jonizację magnetyczną, takie jak kołdry i poduszki. Przykładem jest Energetyczna Magnetyczna Kołdra FOHOW, która łączy trzy zasady teorii Yang Sheng FOHOW i współczesne podejście naukowo techniczne. Działa na zasadzie promieniowania podczerwonego, jonizacji ujemnej oraz pola magnetycznego.
Wielofunkcyjna poduszka do siedzenia FOHOW również wykorzystuje te same zasady, oddziałując na organizm poprzez promieniowanie podczerwone, jonizację ujemną oraz pole magnetyczne. Poduszka do siedzenia Fohow posiada mikrokrystaliczny nieorganiczny materiał kompozytowy, magnesy trwałe Taiji 3D jako substancja funkcyjna i inne materiały o unikalnych termoindukcyjnych właściwościach.
tags: #jonizacja #magnetyczna #zasady #działania
