Bài giảng Điện học (Phần 14)

Benjamin Crowell

2.9 Tác dụng sinh học của bức xạ ion hóa

Là một người giảng dạy khoa học, tôi cảm thấy nản lòng khi không tìm thấy ở đâu trong số lượng tạp chí khổng lồ đưa tin về thảm họa Chernobyl thật sự đưa ra sự trình bày bằng số về lượng bức xạ mà người ta phải hứng chịu. Bất kì ai có khả năng hiểu được những thống kê thể thao hay báo cáo thời tiết cũng đều phải có khả năng hiểu được những phép đo như thế, miễn là một cái gì đó giống như đoạn thanh minh sau được xen vào đâu đó trong bài báo đó:

Sự phơi bức xạ được đo bằng đơn vị milirem. Một người trung bình hứng chịu khoảng 200 milirem mỗi năm từ các nguồn phóng xạ tự nhiên.

Với bối cảnh này, người ta có thể đi đến kết luận có tính am hiểu dựa trên những phát biểu như “Trẻ em ở Phần Lan nhận lượng phóng xạ trung bình là ___ milirem trên mức phóng xạ tự nhiên do thảm họa Cernobyl”.

 

alt

w/ Một ngôi nhà bị bỏ hoang ở gần Chernobyl.

 

alt

x/ Bản đồ biểu diễn mức bức xạ  ở gần nơi xảy ra thảm họa Chernobyl. Tại ranh giới của những khu vực bị ô nhiễm nặng nhất (vùng màu đỏ), người ta phải hứng chịu khoảng 1300 milirem/năm, hay gấp khoảng 4 lần mức phóng xạ tự nhiên. Trong khu vực màu hồng, bức xạ vẫn còn dày đặc, sự phơi bức xạ có thể so sánh với mức tự nhiên tìm thấy ở một thành phố có độ cao trên mực nước biển lớn như thành phố Denver.

Một milirem, hay 1mrem, tất nhiên là một phần ngàn của một rem, nhưng một rem là gì ? Nó đo lượng năng lượng/kg gởi lên cơ thể bởi bức xạ ion hóa, nhân cho một “hệ số chất lượng” để tính sự nguy hại cho sức khỏe gây ra bởi bức xạ alpha, beta, gamma, neutron hay những loại bức xạ khác. Chỉ có bức xạ ion hóa được tính đến, vì bức xạ không ion hóa chỉ đơn giản làm nóng cơ thể chứ không giết chết tế bào hay làm biến đổi DNA. Chẳng hạn, hạt alpha thường chuyển động quá nhanh nên động năng của chúng đủ để làm ion hóa hàng ngàn nguyên tử, nhưng cũng có thể có hạt alpha chuyển động quá chậm nên nó sẽ không có đủ động năng để làm ion hóa cả một nguyên tử thôi.

Tuy nhiều người đã quen với hình ảnh về những kẻ khổng lồ dị thường, nhưng không có khả năng cho một động vật đa bào “biến thái” như thế. Trong đa số trường hợp, một hạt của bức xạ ion hóa sẽ không chạm tới DNA, và cho dù nó có chạm tới, thì nó sẽ chỉ ảnh hưởng tới DNA của một tế bào đơn độc, chứ không phải mọi tế bào trong cơ thể động vật. Thông thường, tế bào đó dễ dàng bị tiêu diệt, vì DNA đó không thể đảm nhận chức năng thích hợp nữa. Tuy nhiên, đôi khi DNA bị biến đổi tạo nên tế bào ung thư. Chẳng hạn, ung thư da có thể do ánh sáng tử ngoại chạm tới tế bào da trên cơ thể người tắm nắng gây ra. Nếu tế bào đó bị ung thư và bắt đầu sinh sôi không có kiểm soát, người bệnh sẽ chết cùng với ung bướu hai mươi năm sau đó.

Ngoài ung thư, hiệu ứng kịch tính duy nhất khác nữa có thể gây ra từ sự biến đổi DNA của một tế bào là nếu tế bào đó là tinh trùng hay trứng, thì nó có thể gây ra chứng vô sinh hoặc trẻ dị dạng. Đàn ông tương đối miễn dịch với những tổn hại sinh sản do bức xạ gây ra, vì tế bào tinh trùng của họ thường xuyên được thay thế. Phụ nữ dễ bị vô sinh hơn do họ giữ cùng một bộ buồng trứng trong suốt quãng đời họ sống.

Một liều lượng 500.000 mrem chiếu lên toàn cơ thể người sẽ giết chết người đó trong vòng một tuần hay tương đương khoảng thời gian đó. Thật may mắn, chỉ có một số ít người đã từng bị phơi đến mức độ đó: một nhà khoa học làm việc ở Dự án Mahattan, một số nạn nhân của vụ nổ Nagasaki và Hiroshima, và 31 công nhân tại Chernobyl. Cái chết xảy ra do hàng loạt tế bào bị tiêu diệt, nhất là tế bào sản xuất máu của tủy xương.

Những mức thấp hơn, vào cỡ 100.000 mrem giáng lên một số người tại Nagasaki và Hiroshima. Không có triệu chứng cấp tính nào gây ra từ mức độ hứng xạ này, nhưng những loại ung thư nhất định đặc biệt phổ biến ở những người này. Ban đầu người ta cho rằng bức xạ gây ra nhiều đột biến mang đến những dị tật khi sinh, nhưng rất ít tác dụng di truyền như thế được quan sát thấy.

Người ta đã mất rất nhiều thời gian tranh luận về ảnh hưởng của những mức độ rất thấp của bức xạ ion hóa. Tia X dùng trong y khoa, chẳng hạn, có thể gây ra liều lượng phóng xạ vào cỡ 100 mrem, tức là thấp hơn hai lần mức phóng xạ nền bình thường. Liều lượng phóng xạ vượt quá mức nền trung bình như thế có thể nhận được ở những người sống ở nơi có độ cao trên mực nước biển lớn, hay những người có sự tập trung cao khí radon trong nhà họ. Thật không may (hay may mắn, tùy theo cách bạn nhìn nhận nó), mức độ rủi ro do ung thư hay dị tật khi sinh có nguyên nhân từ những mức độ hứng xạ này là cực kì nhỏ, và do đó hầu như không thể đo được. Như đối với nhiều hóa chất bị nghi ngờ là gây ung thư, phương pháp thực tế duy nhất ước tính sự rủi ro là cho các con vật trong phòng thí nghiệm hứng liều lượng phóng xạ lớn hơn nhiều bậc, và rồi giả sử sự nguy hại cho sức khỏe tỉ lệ trực tiếp với liều lượng phóng xạ. Dưới những giả định này, sự rủi ro do tia X nha sĩ sử dụng hay radon trong tường nhà là không đáng kể ở mức độ cá nhân, và chỉ đáng kể dưới dạng sự tăng một chút tỉ lệ ung thư trong dân cư. Là một vấn đề của chính sách xã hội, sự hứng chịu bức xạ quá mức không phải là một vấn đề sức khỏe chung quá to tát so với tai nạn giao thông hay tệ hút thuốc lá.

Câu hỏi thảo luận

A. Có phải hệ số chất lượng đối với neutrino là rất nhỏ, vì chúng hầu như không tương tác với cơ thể bạn ?

B. Có phải một nguồn phát hạt alpha có thể gây ra những loại ung thư khác nhau tùy thuộc vào nguồn đó ở bên ngoài cơ thể hay nằm trong máu người bị nhiễm ? Còn nguồn phát tia gamma thì sao ?

Còn tiếp...

Xem lại Phần 1 | Phần 2 | Phần 3 | Phần 4 | Phần 5 | Phần 6 | Phần 7 | Phần 8Phần 9 | Phần 10 | Phần 11 | Phần 12 | Phần 13

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Tạo bảng điểm online

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


Tìm hiểu nhanh về vật lí hạt (Phần 1)
21/08/2019
Chúng ta được làm bằng gì? Công bằng mà nói thì chúng ta vẫn có thể sống một cuộc đời vui vẻ, lợi lộc, và/hoặc ý
Cẩm nang thám hiểm vũ trụ (Phần 31)
21/08/2019
Chương 6 NGÂN HÀ   Sao tôi lại cảm thấy cô đơn thế này? Lẽ nào hành tinh chúng ta không nằm trong Ngân Hà sao? - HENRY
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 44)
20/08/2019
Lực ma sát Amontons 1669 Guillaume Amontons (1663–1705), Leonardo da Vinci (1452–1519), Charles-Augustin de Coulomb (1736–1806) Ma sát là lực
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 43)
20/08/2019
Micrographia 1665 Robert Hooke (1635-1703) Mặc dù kính hiển vi đã có mặt kể từ cuối thế kỉ 16, nhưng việc nhà khoa học người
CERN xác nhận ánh sáng có thể tán xạ bởi ánh sáng
19/08/2019
Tán xạ photon-photon là quá trình điện động lực học lượng tử lần đầu tiên đã được xác nhận thực nghiệm đến độ
11 câu hỏi lớn về vật chất tối vẫn chưa được trả lời
18/08/2019
Vào thập niên 1930, một nhà thiên văn Thụy Sĩ tên là Fritz Zwicky để ý thấy các thiên hà trong một đám thiên hà ở xa đang quay
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần 18)
18/08/2019
CÂU CHUYỆN ĐẠO ĐỨC Có mọi ước muốn trở thành sự thật là cái gì đó mà chỉ một điều thần tính mới có thể hoàn
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần 17)
18/08/2019
ĐẠI DIỆN và THAY THẾ Trong phim "Surrogates", Bruce Willis đóng vai một điệp viên FBI đang điều tra những vụ giết người bí ẩn.

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com