Radionuclizii pot pătrunde în organism prin ingestie, inhalare sau injecție. Odată preluați în corp, efectele lor de radiație depind de distribuția lor anatomică, durata de reținere în organism și rata de degradare radioactivă, precum și de energiile radiațiilor emise. Un element radioactiv depus intern se poate concentra în, și astfel iradiază, anumite organe mai mult decât altele. Radioiodul, de exemplu, se colectează în glanda tiroidă, în timp ce radiul și stronțiul se acumulează în principal în oase. Diferite elemente radio variază, de asemenea, în ceea ce privește ratele de îndepărtare. Radioiodul, de exemplu, este eliminat în mod normal din tiroidă suficient de rapid, astfel încât concentrația sa să fie înjumătățită în câteva zile. Stronțiul-90, pe de altă parte, este reținut în concentrații mari în schelet timp de ani de zile.

critice

Termenul de organ critic se referă la partea corpului cea mai vulnerabilă la un izotop dat. Organul critic pentru plutoniu, radiu, stronțiu și multe alte produse de fisiune este osul și măduva osoasă adiacentă. Pentru iod, organul critic este glanda tiroidă. Praful radioactiv aerian insolubil se instalează adesea în alveolele plămânilor, în timp ce mici particule coloidale se pot depune în măduva osoasă, ficat sau splină. Tabelul 9 prezintă o listă prescurtată a concentrațiilor maxime admise (recomandările SUA) ale unor radionuclizi pentru oameni. (Concentrația maximă admisibilă este cea mai mare cantitate de radionuclid care poate fi acumulată în organism fără a produce un risc nejustificat de rănire.)

Valori pentru concentrația maximă admisibilă (MPC) a anumitor radionucliziizotop forma chimică organ critic mBq în corp tritiu (hidrogen-3) carbon-14 stronțiu-90 * iod-131 cesiu-137 radon-222 ** radiu-226 *** uraniu plutoniu-239
* MPC în apă potabilă: 3,7 (10 −9) micro Bq pe litru.
** MPC în aer: 3,7 (10 −11) micro Bq pe litru.
*** MPC în apă potabilă: 3,7 (10 −10) micro Bq pe litru.
apă 7,4 (10 −3)
dioxid de carbon 1,5 (10 −5)
sare solubilă în apă 1,5 (10 −6)
os 1,5 (10 −7)
sare solubilă în apă 1,8 (10 −6)
glanda tiroida 2,6 (10 −8)
sare solubilă în apă 1.1 (10 −6)
gaz
sare solubilă în apă 7,4 (10 −8)
os 3,7 (10 −8)
sare solubilă în apă 7,4 (10 −8)
rinichi 1,8 (10 −10)
sare solubilă în apă 1,5 (10 −8)
os 1,5 (10 −9)

Deoarece un radionuclid furnizează radiații continuu țesutului înconjurător, efectul unei astfel de expuneri continue prelungite trebuie să se distingă de cel al unei expuneri unice sau al expunerilor repetate periodic. Din experimente cu doze divizate de radiații gamma sau radiații X, s-a constatat că până la aproximativ 60 la sută din efectul radiației dintr-o singură expunere scurtă este reparat în câteva ore. Prin urmare, organismul este capabil să tolereze o doză totală mai mare atunci când doza se acumulează lent sau când o parte din aceasta este absorbită mai târziu. Cu toate acestea, există o recuperare mai redusă cu radiația neutronică și alfa. (Neutronii sunt în general agenți de mutație mai eficienți decât razele X: pentru o singură expunere scurtă, cu un factor de la 1 la 8; pentru iradiere cronică, cu un factor de până la 100.)

Fallout este depunerea de contaminanți radioactivi în aer pe Pământ. Radioizotopii sunt produși în mod natural în aer de radiațiile cosmice și pot pătrunde în aer în gazele stive de la centralele nucleare sau pot fi eliberați prin accidente industriale sau explozii nucleare. După 1954, testele cu bombe nucleare efectuate de mai multe națiuni au produs căderi măsurabile pe suprafața întregului Pământ, trezind o mare îngrijorare și controverse cu privire la efectele rezultate asupra sănătății. În timp ce o mare parte a pericolului provocat de detonarea unei arme nucleare se datorează valurilor explozive și căldurii, doza de radiație din produsele de fisiune poate fi atât de intensă încât numai persoanele care rămân în adăposturile subterane timp de câteva săptămâni ar putea spera să supraviețuiască. De obicei, cei mai proeminenți izotopi în caz de cădere sunt produsele de fisiune; cu toate acestea, toate materialele expuse la explozii nucleare pot deveni radioactive.

Pericolele radioizotopilor de lungă durată

Câțiva dintre radioizotopii conținuți în precipitații sunt deosebit de periculoși, deoarece rămân radioactivi pentru perioade relativ lungi. Cesiul-137, stronțiul-90 și plutoniul-239 pot fi cele mai semnificative dintre acestea. Materialul rezidual poate acoperi suprafețele exterioare și frunzișul și mai târziu poate fi spălat în sol, din care plantele pot absorbi stronțiul-90, împreună cu calciu similar chimic, și cesiu-137 cu potasiu. Oamenii primesc aceste materiale radioactive în principal din apă potabilă și din alimente vegetale și animale, inclusiv din lapte. Mulți izotopi de cădere care ajung la mare și pe căile navigabile interioare ajung în cele din urmă în formă concentrată în corpurile animalelor și plantelor pe apă, devenind o sursă de îngrijorare atunci când fac parte din lanțul alimentar uman.

Cel mai ușor produs de detectare a căderii la oameni și alte animale este iod-131, un izotop care emite raze beta și gamma și este îmbogățit de aproximativ 100 de ori în glanda tiroidă prin acumulare selectivă. Datorită timpului său de înjumătățire relativ scurt (opt zile), iodul-131 nu este probabil cel mai periculos izotop de cădere; totuși, cantități excesive de radiații din acest izotop pot duce la tulburări metabolice și la o incidență crescută a cancerului tiroidian, în special la copii.

Un amestec de gaze radioactive este evacuat în atmosferă în cantități mici de reactoarele nucleare. Reactoarele sunt astfel amplasate în general în locuri în care amestecul și transportul atmosferic sunt astfel încât gazele de scurtă durată se degradează și se diluează înainte de a putea fi inhalate în cantități apreciabile de către populațiile umane.