Bức xạ hạt nhân có ảnh hưởng đến mức độ nào?

Bức xạ hạt nhân, còn được biết đến là bức xạ hạt, là dòng các hạt cực nhỏ được phát ra khi hạt nhân của nguyên tử trải qua sự biến đổi từ cấu trúc hoặc trạng thái năng lượng này sang cấu trúc hoặc trạng thái năng lượng khác.

Bản chất của bức xạ là gì? Thực tế, bức xạ là hiện tượng phổ biến nhất trong vũ trụ, tồn tại ở mọi nơi. Bức xạ là sự truyền tải năng lượng dưới dạng sóng điện từ hoặc hạt. Ngay cả khi nhiệt độ vượt quá độ không tuyệt đối (âm 273,15°C), vẫn có năng lượng tồn tại, làm cho bức xạ xuất hiện ở khắp mọi nơi.

Có hai loại bức xạ: sóng điện từ và các hạt. Trong phổ điện từ, ngoại trừ ánh sáng mà mắt người có thể nhìn thấy, các sóng điện từ ở các dải khác không thể nhìn thấy được. Các sóng điện từ với tần số dưới mức ánh sáng có thể nhìn thấy này tồn tại ở mọi nơi, nhưng chúng không gây hại lớn cho cơ thể con người do có bước sóng dài, tần số thấp và năng lượng thấp, được gọi là bức xạ không ion hóa.

Bức xạ không ion hóa chủ yếu được truyền dưới dạng trường điện từ, tăng tốc độ chuyển động của các hạt trong các chất xung quanh, gây ra nhiệt và làm tăng nhiệt độ cho các vật tiếp nhận. Ví dụ, khi ánh sáng và lửa chiếu vào cơ thể con người, sẽ làm cơ thể cảm thấy nóng. Tuy nhiên, chỉ cần nhiệt độ không đạt đến mức nhất định thì không gây hại cho cơ thể.

Loại bức xạ này phổ biến nhất trong vũ trụ và có mặt ở mọi nơi, như ánh sáng, sóng vô tuyến từ các thiết bị gia dụng và sóng vi ba (wifi). Tuy nhiên, do mật độ thấp và công suất thấp, loại bức xạ không ion hóa này gần như vô hình đối với con người và không gây hại cho sức khỏe, miễn là không tập trung ở cường độ cao.

Trong phổ điện từ, bức xạ ion hóa như tia cực tím, tia X và tia gamma ở dải tần số cao không thấy được bằng mắt. Khi tần số của các sóng điện từ này càng cao, năng lượng của photon càng mạnh. Khi chúng va chạm vào cơ thể, chúng sẽ tạo ra các ion bằng cách đẩy electron trong nguyên tử tạo thành ion.

Các nguyên tử ban đầu trung tính và không tích điện. Khi chúng bị ion hóa, cấu trúc phân tử của tế bào bị phá hủy và các chất quan trọng như DNA bị đột biến, dẫn đến bệnh tật, ung thư và thậm chí là tử vong.

Trong phổ điện từ, tần số cao tương ứng với bước sóng ngắn. Vì vậy, tia gamma là loại bức xạ ion hóa mạnh nhất và có thể gây tử vong.

Một loại bức xạ khác tương ứng với bức xạ điện từ là bức xạ hạt nhân, là dòng hạt nhỏ được giải phóng khi hạt nhân của nguyên tử chuyển từ cấu trúc hoặc trạng thái năng lượng này sang cấu trúc hoặc trạng thái năng lượng khác. Loại bức xạ này va chạm với vật thể với tốc độ cao, có thể gây ra ion hóa mạnh.

Bức xạ ion hóa này khác với bức xạ ion hóa từ sóng điện từ năng lượng cao. Sóng điện từ năng lượng cao là các photon trung tính không tích điện. Ion hóa do tác động lớn của năng lượng còn được gọi là ion hóa gián tiếp, còn ion hóa từ hạt nhân gây ra từ các proton hoặc tia tốc độ cao hình thành bởi các hạt tích điện như hạt nhân helium và electron làm ion hóa các hạt mục tiêu.

Ba dạng bức xạ hạt nhân bao gồm bức xạ alpha (α), beta và gamma. Tia α được hình thành từ hạt nhân helium, khả năng xuyên qua rất yếu, chỉ cần một mảnh giấy đã có thể chặn được, nhưng nếu tiếp xúc với cơ thể con người sẽ gây hại nghiêm trọng.

Tia gamma thực chất là sóng điện từ tần số cao, có khả năng xuyên qua cơ thể con người và các tòa nhà, gây hại từ xa.

Cả bức xạ điện từ và bức xạ hạt nhân đều tồn tại khắp nơi trong tự nhiên, nhưng chỉ khi có chất phóng xạ rò rỉ từ vụ nổ hạt nhân hoặc tai nạn nhà máy điện hạt nhân mới gây hại cho cơ thể con người.

Bức xạ có mức năng lượng bao nhiêu sẽ gây hại cho cơ thể con người?

Đơn vị cơ bản để đo bức xạ hạt nhân là Sievert (Sv). Sievert là một đơn vị lớn, tương đương với 1 kg cơ thể hấp thụ 1 Joule (J) năng lượng. Trong cuộc sống hàng ngày, người ta sử dụng millisievert (mSv) hoặc microsievert (μSv), mối quan hệ giữa chúng là 1Sv=1000mSv, 1mSv=1000μSv.

Khi liều bức xạ ngắn hạn dưới 100mSv, không gây hại cho cơ thể con người. Tuy nhiên, khi nằm trong khoảng 100 đến 500mSv, có thể không cảm nhận được, nhưng sẽ gây giảm bạch cầu trong máu. Khi đạt từ 1000 đến 2000mSv, có thể gây bệnh phóng xạ nhẹ và mệt mỏi, nôn mửa, chán ăn, rụng tóc tạm thời, giảm bạch cầu. Khi đạt từ 2000 đến 4000mSv, tủy xương và mật độ xương sẽ bị phá hủy, hồng cầu và bạch cầu giảm nhiều, và có thể xuất hiện các triệu chứng nghiêm trọng như chảy máu nội tạng.

Khi liều bức xạ vượt quá 4000mSv, đặt tính mạng trong nguy hiểm, nhưng vẫn có thể được điều trị; khi vượt quá 6000mSv, sẽ rất khó điều trị; và khi vượt quá 8000mSv, thì về cơ bản không thể cứu được.

Tóm lại, bức xạ là một hiện tượng phổ biến trong tự nhiên và gần như không gây hại. Tuy nhiên, không có nghĩa là chúng ta nên xem nhẹ việc bảo vệ bản thân khỏi bức xạ. Với việc các hiện tượng bất thường trong tự nhiên và bức xạ nhân tạo ngày càng gia tăng, chúng ta cần thực hiện nhiều biện pháp để bảo vệ sức khỏe.