Radioaktivita kolem nás: škodí i pomáhá

Dnes umíme připravovat látky s různě dlouhým poločasem rozpadu a úrovní záření přesně tak, aby vyhovovaly svému využití.

Radioaktivity a radioaktivního záření se od samého počátku využívalo především v lékařství. Díky desetiletím výzkumů patří současné radiodetekční a radioterapeutické metody k nejmodernějším technikám lékařské vědy. Vedle zdravotnictví se využívá radioaktivní záření v průmyslu, zemědělství, ale například i v umění ke konzervaci starých děl či k jejich analýze.

Radionuklidy se používají pro zobrazování celých orgánů nebo procesů v těle, například ledvin, srdce, struktury kostí či nádorů. Vhodná látka se označí radionuklidem a vpraví se do těla. Koluje krevním oběhem a podle svých vlastností se usadí ve vyšetřovaných orgánech. Zobrazovací zařízení pak zjistí vysílané záření a vytvoří přesný, někdy dokonce i trojrozměrný obraz zkoumaného orgánu. Zařízení může pomocí radionuklidů sledovat základní životní pochody, například proudění krve, činnost ledvin, plic a podobně, takřka v přímém přenosu.

Radionuklidy se používají také k velmi přesné diagnostice in vitro. Pomocí značených látek a protilátek se ve zkumavkách mohou studovat například vzorky krve. Díky radionuklidům je možné velmi přesně stanovovat hladinu hormonů, enzymů, virů nebo drog. Díky této detekční metodě lze určit přítomnost konkrétní látky již při koncentraci 0,000 000 000 001 gramu v jednom litru.

Léčiva obsahující radionuklidy se využívají i k rakovinné terapii - radiofarmaka umístěná v rakovinné tkáni mohou nádor ozařovat zevnitř.

Pro radioterapii se nejčastěji využívají silné zářiče gama, rentgenové záření nebo i záření z urychlovačů částic. Nádory jsou tvořené mladými buňkami, které se velmi rychle dělí a jsou citlivější k záření než zdravá tkáň. Místo, v němž se zhoubný nádor nachází, se velmi přesně označí a ozáří a nádor se zničí. Na stejném principu je založen i Leksellův gama nůž, který ke zničení nevyoperovatelných nádorů v lidském mozku využívá 211 přesně soustředěných paprsků záření gama z kobaltových zářičů.

Záření se využívá i ke sterilizaci zdravotnického materiálu, jako jsou injekční stříkačky, nástroje či obvazy. Sterilizuje se materiál již neprodyšně uzavřený, protože záření proniká obalem. Navíc se mohou sterilizovat materiály, u nichž to v minulosti, kdy se sterilizovalo horkým vzduchem nebo vyvařením, nebylo možné.

V průmyslu se radioaktivita používá podobně jako v lékařství. Pomocí stopovacích látek je možné sledovat pohyb hmoty v různých zařízeních, a tak je možné kontrolovat opotřebení součástek. Čidla vybavená radioaktivním zářičem se využívají například v papírenském, gumárenském nebo sklářském průmyslu či při výrobě plastů. Měří tloušťku materiálu na běžícím pásu nebo hladinu kapaliny v nádržích.

Při výrobě plastů se využívá takzvaná radiační polymerace. Díky této nové metodě získávají pěnové polymery po ozáření nové vlastnosti - jsou lehčí a pevnější. Radiační polymerace se využívá například při výrobě čalounění automobilů, sportovní obuvi či výstroje, k vytvrzení tenkých vrstev laků, lepidel či tiskařských barev.

Ozářením je možné také barvit sklo. Získáme tak řadu odstínů, od žluté přes hnědou, kouřovou až po ametystovou.

V zemědělství se zářením ošetřují potraviny. Ničí se tím škůdci, mikroorganismy a potlačuje se klíčivost. Nejčastěji se ozařuje cibule, brambory, jahody, tropické ovoce, koření, ryby a česnek. Potraviny po takové úpravě nezůstávají nikterak radioaktivní. Ozařování se používá i při šlechtění plodin. Nové odrůdy vzniklé mutací získávají nové vlastnosti, jsou odolnější proti škůdcům, nepřízni počasí, mají vyšší výnosy a zvyšuje se jejich výživová hodnota.

Ozařováním bojují zemědělci i proti škodlivému hmyzu. Jde o metodu, která ve srovnání s pesticidy ani v nejmenším nezatěžuje životní prostředí. V laboratoři se vypěstuje velké množství samečků určitého hmyzu a ti se ozářením sterilizují. Po ozáření se vypustí do volné přírody, páří se se samičkami. Jejich vajíčka jsou neoplozená, a nová generace hmyzu se nenarodí.

Podobně jako můžeme sledovat životní pochody různých orgánů v těle, můžeme díky radionuklidům i v zemědělství sledovat například distribuci hnojiv a jejich rozptýlení v přírodě. Tato metoda se začíná používat především kvůli správnému dávkování. Nadměrné používání hnojiv totiž může poškodit životní prostředí, především podzemní vody.

Radiologické laboratoře dnes umí určit přesná složení studovaných materiálů. Získávají se tak informace o jejich stáří, o způsobu zpracování i o místě původu. Archeologové díky radiologii získávají daleko ucelenější a přesnější pohled na minulost. Dokážou také bezpečně odhalovat falza. Poznatky získané radiologickou laboratoří pomáhají při rekonstrukcích či restaurování historických předmětů. Umí například přesně určit složení barev pláten starých mistrů, ale odhalí například i slitiny, z nichž se tavil materiál historických mincí, nebo původ keramiky. Ozářením se historické předměty také ošetřují. Záření pronikne celým předmětem a zničí například červotoče hluboko v gotických dřevěných sochách, kde chemické ošetření nepomáhá.

Ročně podstoupí vyšetření s využitím nejčastějšího medicínského radioizotopu, technecia 99m, přes 4,5 milionu pacientů po celém světě.

Radioaktivita ve službách medicíny

Radionuklidy a ionizující záření se používají v diagnostice, v chirurgii i při sterilizaci lékařských nástrojů, obvazů a protetických pomůcek.

Radiodiagnostika
Využívá interakce rentgenového nebo ionizujícího záření z uzavřených zářičů pro určení diagnózy.

rentgen
Elektromagnetické záření prochází tělem pacienta. Stínový obraz vzniká podle toho, jak různé tkáně pohlcují záření.

počítačová tomografie
Pomocí rentgenového záření zobrazuje vnitřek lidského těla.

radiofarmaka
Radioaktivní látka se injekcí aplikuje pacientovi. Scintilační nebo PET kamera sleduje distribuci látky v těle.

Radioterapie
Využívá se zejména k léčbě zhoubných nádorů citlivých na ozáření. Aplikuje se buď zvnějšku přes kůži, nebo vnitřně.

tomoterapie
Přístroj vytvoří 3D model nádoru a následně ozařovací plán.

cyberknife
Roboticky řízený přístroj aplikuje velmi vysoké dávky záření do konkrétních míst v těle.

radonové koupele
Při radonové koupeli je tělo vystaveno sprše alfa-částic. Spouští se tak regenerace tkáně.

Leksellův gama nůž
Lékařský přístroj pro ničení nádorů nebo jiných novotvarů v mozku pomocí záření gama.

ZDROJ: Atom Energy Outlook 2015