Problematika a prehľad literatúry
Huby alebo latinsky Fungi sú prastaré heterotrofné organizmy. Ich výtrusy sa objavili v sedimentoch starého prekambria, teda z čias pred 2,7 miliardami rokov. Ich fylogenetický pôvod až doteraz nebol presne objasnený. V minulosti sa huby považovali za nezelenú vetvu rastlín. Pri porovnávaní viacerých kritérií sa napokon zaradili do samostatnej ríše húb.
Bunka húb je typická eukaryotická bunka, ktorá má niektoré spoločné znaky s rastlinnou aj živočíšnou ríšou. Mnohé bunky húb majú bunkovú stenu a vakuoly, ktoré sú typickým znakom pre rastlinné bunky. Avšak bunková stena húb obsahuje namiesto celulózy chitín, ktorý sa zasa nachádza v bunkách hmyzu, kde plní mechanickú funkciu. Od rastlín však huby odlišuje jeden zásadný znak: bunka huby nikdy neobsahuje plastidy, vyživuje sa teda ako parazit. Zásobnou látkou húb nikdy nie je škrob, ako je to u rastlín, ale glykogén, ktorý je zásobnou látkou živočíšnej bunky. Telo húb môže byť buď jednobunkové, alebo (častejšie) ho môžu tvoriť mnohobunkové hubové vlákna - hýfy. Hýfy sa rozkonárujú a vzniká tak spleť označovaná ako podhubie - mycélium.
Slovensko patrí medzi krajiny s najväčším výskytom jedlých húb, pričom najviac ich je okolo mesta Prievidza. V okrese Považská Bystrica je tiež vysoký výskyt jedlých, ale aj nejedlých húb. Najvyšší výskyt týchto húb bol v auguste. Počet húb v lete roku 2011 rapídne stúpol oproti predchádzajúcim rokom.
Huby dokážu rozkladať a vytvárať živiny. Huby, ktoré dokážu prijímať radiáciu, musia obsahovať melanín, pigment, ktorý sa v mnohých hubách nachádza. Ako pigment chlorofyl premieňa slnečné svetlo na chemickú energiu, ktorá um umožňuje rastlinám žiť a rásť, melanín využíva inú časť elektromagnetického spektra.
Dňa 11.marca 2011 o 06:46 SEČ / 14:46 miestneho času postihlo Japonsko zemetrasenie s magnitúdou 9 podľa USGS. Jeho epicentrum sa nachádzalo v oceáne východne od polostrova Ošika na východnom pobreží Honšú v hĺbke 24,4 km. Trvalo asi 6 minút pričom išlo o najsilnejšie zemetrasenie doteraz zaznamenané v Japonsku a celosvetovo o 4. najsilnejšie zaznamenané zemetrasenie vôbec. Bolo dôsledkom podsúvania pacifickej platne pod euroázijskú a severoamerickú. Samotné zemetrasenie by samo o sebe nemalo také tragické následky, nebyť smrtiacej tsunami. Nakoľko pohyb dosiek po uvoľnení ich pnutia bol vertikálny, toto presunulo obrovské množstvo vody smerom nahor a výsledkom bola tsunami s vlnou o výške až 10 metrov pri vstupe na východné pobrežie Japonska.
Reaktory elektrárne Fukušima zvládli samotné zemetrasenie dobre. Automatické systémy pracovali presne, okamžite počas zemetrasenia začali s vypínaním elektrárne. Avšak i po vypnutí reaktor potrebuje chladenie, kým dostatočne nevychladne a tu nastali komplikácie, zlyhal primárny systém chladenia. Ochladzovanie zdroja začali zabezpečovať záložné generátory, ale vlna tsunami poškodila ich záložné dieselové generátory a reaktor ostal istý čas bez chladenia. Absencia chladenia spôsobila zvýšenie tlaku v reaktore, lebo pri vysokej teplote začne reagovať vodná para so zirkónovým obalom palivových tyčí podľa rovnice:
Prebytočný tlak bol vypustený poistným ventilom do budovy elektrárne. Nahromadený vodík v budove reaktora dosahuje kritické množstvo čím nastal výbuch :
Fukushima I – reaktor 1, 12.marca explodovala budova, zostala len konštrukcia
Fukushima I – reaktor 3, 14.marca explodovala časť budovy, opäť zrejme vodík
Fukushima I – reaktor 2, 14.marca o 22:14 SEČ explodovala budova, opäť podozrenie na vodík, ale prudko sa zvýšila radiácia, t.j. mohlo dôjsť k porušeniu tlakovej nádoby.
Do ovzdušia sa dostáva Xenón, Argón, Cézium a Jód... čo sú rádioaktívne produkty štiepenia jadrového paliva .
Fukushima I – reaktor 4, 15.marca zaznamenali oheň, pravdepodobne sa vznietila nádrž s vyhoreným palivom, oheň sa podarilo uhasiť.
Fukushima II má problémy s chladením, evakuácia všetkého obyvateľstva v okruhu 3 km.
Rádioaktivita dosahuje takú vysokú hodnotu, že obsluha už nemôže viac zotrvať v kontrolných miestnostiach a Japonsko priznáva, že havária dosiahla najvyšší siedmy stupeň na stupnici jadrových udalostí – INES.
Spoločnosť Tokyo Electric Power Company / Tepco/ ktorá je prevádzkovateľom jadrovej elektrárne Fukushima – Daiichi dňa 3.augusta informovala, že už skôr Tepco nameralo maximálne vonkajšie hodnoty 1 000 mSv/h a v uzavretých priestoroch 4 000 mSv/h . Deň predtým o 16:00 h miestneho času namerala spoločnosť dávkový príkon v uzavretých priestoroch viac než 10 000 mSv/h na dne blokov. Vysoká rádioaktivita je spôsobená poškodenými potrubiami odsávajúcimi vzduch obsahujúci rádioaktívne látky z reaktora, ktoré prechádzajú miestnosťami. ,,Človek by v takomto prostredí dostal dávku vyššiu než 250 mSv, ktorá je hranicou pre pracovníkov pri jadrových havarijných situáciách už za niekoľko minút.‘‘
V dôsledku zemetrasenia a tsunami mesiac po katastrofe japonské úrady evidovali 15 057 mŕtvych, 5282 zranených a 9 121 nezvestných. Bolo zničených 125 000 budov, ťažko poškodená cestná i železničná sieť, poškodené plynovodné potrubia, elektrárne a hlavne jadrové reaktory elektrárne Fukušima. Japonská vláda odhadla škody z prírodnej katastrofy na 309 miliárd dolárov, čo z nej robí najničivejšiu prírodnú katastrofu v novodobých dejinách ľudstva. Tepco obmedzilo prístup do týchto miest, uvažuje o opatreniach na zníženie rádioaktivity a neplánuje v týchto miestach žiadnu činnosť.
Rádioaktivita je dej, pri ktorom sa jadro atómu štiepi za vzniku lúčov, alebo častíc (žiarenia) pričom sa vytvorí jadro iného prvku. Rádioaktívne prvky sú také, ktorých jadrá sú postupne týmto spôsobom menené. Takéto jadrá sú zvyčajne nestabilné buď preto, že majú vysoké hmotnostné číslo alebo preto, že majú nevyvážený počet neutrónov a protónov. Poznáme dva druhy rádioaktivity:
- prirodzená rádioaktivita je rádioaktivita prvkov, ktoré sa nachádzajú v prírode a je vyvolaná prirodzenou nestabilitou jadier. Tu môžeme započítať aj rádioaktivitu, ktorá k nám prichádza v podobe kozmického žiarenia.
- umelá rádioaktivita je rádioaktivita umelo vytvorených jadier atómu. Umelé rádioizotopy sa získavajú pri bombardovaní nerádioaktívnych izotopov urýchlenými časticami alebo ožarovaním neutrónovými lúčmi najčastejšie v jadrových reaktoroch. Niektoré spôsoby rádioaktívneho rozpadu sa vyskytujú len pri umelo vytvorených rádioizotopoch.
Rádioizotop je izotop s nestabilným jadrom, teda s jadrom charakterizovaným prebytočnou energiou, ktorá sa uvoľňuje buď vytvorením nových častíc (rádioaktivita), alebo do elektrónu v atóme. Týmto spôsobom rádioizotop prechádza rádioaktívnym rozpadom a uvoľňuje buď subatomárne častice alebo gama žiarenie. Rádioizotopy vznikajú v prírode alebo môžu byť vytvorené umelo.
Rádioaktivita sa meria v Becquereloch na jeden kilogram alebo liter. Číslo, ktoré získate hovorí o tom, koľko atómov jadier sa rozpadne v jednom kilograme, litre alebo m³ látky za jednu sekundu. Pri 100 Becquereloch na kilogram sa teda v jednom kilograme látky každú sekundu rozpadne 100 atómových jadier. Dávka je množstvo energie odovzdané jednotke hmotnosti prostredia jednotkou Gray (Gy). Dávkový ekvivalent zohľadňuje to, že rôzne druhy zariadení majú pri zhodnej dávke rôzny vplyv na živé tkanivo. Jednotkou je Sievert (Sv). Príkon dávkového ekvivalentu je pôsobenie žiarenia v čase (Sv/h).
O tom, čo je bezpečné, a čo nie hovorí nariadenie vlády SR 345/2006- bezpečnostné požiadavky na ochranu zdravia obyvateľov pred ionizujúcim žiarením. Na začiatku, pred výbuchom bola povolená dávka detských výživách a mliečnych výrobkoch 370 Bq/kg a na 600 Bq/kg v ostatných výrobkoch. Tieto normy sa neustále zvyšovali. Núdzové nariadenie 297/2011, ktoré vstúpilo do platnosti v marci 2011, zvýšilo hranice Európskej komisie pre tieto produkty zo zasiahnutých oblastí Japonska: na 400 becquerelov na kilogram v detských výživách, na 1000 Bq/kg u mliečnych výrobkov a na 1250 Bq/kg u ostatných potravín. Iné produkty, ako rybí olej alebo korenie, môžu túto hodnotu prekročiť desaťkrát, tj. na 12500 Bq/kg, čiže až na 20 násobok predošlého limitu.
1.3 Typy žiarení a meranie rádioaktívneho žiarenia
„Dnes vieme, že jadrové žiarenie vzniká pri samovoľných premenách niektorých atómových jadier. “ Rádioaktívne žiarenie je žiarenie vysielané atómovými jadrami pri rádioaktívnych premenách. Každé jadro môže byť buď v základnom, alebo excitovanom stave. (Pišút, 1987) Existujú tri druhy rádioaktívneho žiarenia.
1. Žiarenie alfa je prúdom kladne nabitých jadier hélia, ktoré sa pohybujú rýchlosťou 20 000 km.s-1. Preniká vrstvou vzduchu hrubou niekoľko centimetrov. Častice alfa sú jadrá hélia. Vychyľuje sa aj v elektrickom ja magnetickom poli. Má silné ionizačné účinky. Častice alfa môžeme zachytiť listom papiera alebo tenkou hliníkovou fóliou.
2. Žiarenie beta je prúd elektrónov, ktoré sa uvoľňujú v jadre pri premene neutrónu na protón. Pohybujú sa veľmi rýchlo. Nesú kladný alebo záporný elektrický náboj a ich pohyb môže byť teda ovplyvňovaný elektrickým poľom. Častice beta sú elektróny alebo pozitróny. Ich prenikavosť je väčšia ako pri alfa časticiach, môžu prenikať materiálmi s nízkou hustotou alebo malou hrúbkou.
3. Žiarenie gama je elektromagnetické vlnenie podobné ako svetlo, ale s energiou mnohokrát väčšou. Je najprenikavejším rádioaktívnym žiarením a zvyčajne sprevádza žiarenie β a α. Častice gama môžeme zachytiť hrubými olovenými platňami. Aj keď je žiarenie gama menej ionizujúce ako β i α, je pre živé organizmy vrátane človeka nebezpečné. Spôsobuje podobné poškodenie ako röntgenové žiarenie: popáleniny, rakovinu alebo mutácie. Preto je nutné sa pred účinkami gama žiarenia chrániť.
1.3.1 Detekcia a meranie rádioaktívneho žiarenia:
Všetky druhy rádioaktívneho žiarenia pri väčšej intenzite alebo pri dlhšom pôsobení majú zhubný vplyv na ľudský organizmus, neúčinkujú na zmysly. Preto sú potrebné detektory, ktoré nás informujú o existencii žiarenia na skúmanom mieste. Všetky tieto zariadenia sú založené na spoločnom princípe, využívajú účinky žiarenia na prostredie, v ktorom sa žiarenie šíri, alebo na látky, na ktoré dopadá.
1. Scintilačné metódy patria medzi najzaujímavejšie metódy detekcie a výskumu rádioaktívneho žiarenia. Svetielkovanie určitých premetov (diamant, kyanid platnatobarnatý) je zložené z jednotlivých zaiskrení (scintilácií), ohraničených na malý priestor a dobre pozorovateľných použitím lupy alebo mikroskopu s malým zväčšením. Nevýhodou však je, že scintilácie sú veľmi slabé, takže pozorovateľ musí pracovať v úplnej tme.
2. Ionizačné komory sú detektory žiarenia, ktoré sa skladajú z dvoch vzájomne na seba izolovaných elektród vhodného tvaru a veľkosti, umiestnených v nádobe naplnenej zvyčajne suchým vzduchom alebo aj iným vhodným plynom. Pri použití ionizačnej komory sa meria elektrický prúd v okruhu komory.
3. Geigerov-Müllerov počítač je zariadenie ktorým sa taktiež zisťuje prítomnosť žiarenia. V trubici, ktorá je naplnená plynom je tenký drôt. Trubica a drôt sú spojené batériou. Ak vstúpi častica do trubice, vznikne prúdový impulz, čo vyvolá zvukový signál.
4. Wilsonova hmlová komora je najúčinnejším zariadením pre výskum vlastností časticových žiarení. Princíp spočíva vo vizuálnom efekte, ktorý vyvolá elektricky nabitá častica preletom cez oblasť presýtenú vodnou parou. Ionizujúci účinok častice počas preletu vytvára viditeľnú čiaru z jemných parných bubliniek. Tým je možné dokázať, že pri danom experimente bola uvoľnená častica.
5. Polovodičové detektory sú modernejšie súčiastky, ktoré využívajú pre detekciu žiarenia polovodičový prechod PN. Využívajú sa v obvodovom zapojení podobnom ako u Geigerov- Müllerov počítača. Sú však citlivejšie ako detektory na báze scinilačných metód.
6. Osobné dozimetre sa využívajú na sledovanie množstva prijatého žiarenia u pracovníkov pracujúcich v prostredí s nebezpečným žiarením. Sú založené na nenávratnom vplyve žiarenia na niektoré látky. Môže ísť o zmenu zloženia chemickej látky, či vplyv žiarenia podobne ako svetlá na fotocitlivý film.