Όταν ακούμε τη λέξη ακτινοβολία, συνήθως φανταζόμαστε τεράστιες εκρήξεις και τρομακτικές μεταλλάξεις, αλλά δεν είναι η πλήρης εικόνα. Η ακτινοβολία έχει να κάνει και με τα ουράνια τόξα και τους γιατρούς που εξετάζουν ακτινογραφίες. Τι είναι λοιπόν η ακτινοβολία, και πόσο πρέπει να ανησυχούμε για τις επιδράσεις της; Η απάντηση ξεκινά από την κατανόηση ότι η λέξη ακτινοβολία περιγράφει δύο πολύ διαφορετικά επιστημονικά φαινόμενα: την ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και την πυρηνική ακτινοβολία. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία είναι καθαρή ενέργεια αποτελούμενη από αλληλεπιδρώμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά κύματα που απλώνονται στον χώρο. Καθώς τα κύματα απλώνονται, ανεβαίνουν στην ενεργειακή σκάλα. Στο χαμηλότερο άκρο του φάσματος, υπάρχουν τα ραδιοκύματα, οι υπέρυθρες, και το ορατό φάσμα. Στο υψηλό άκρο είναι οι υπεριώδεις, οι ακτίνες Χ, και οι ακτίνες Γ. Η κοινωνία διαμορφώθηκε στέλνοντας και εντοπίζοντας ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία. Κατεβάζουμε ένα ηλεκτρονικό μήνυμα στο τηλέφωνό μας με ραδιοκύματα για να ανοίξουμε μια εικόνα ακτινογραφίας, που βλέπουμε στην οθόνη γιατί αυτή εκπέμπει στο ορατό φάσμα. Η πυρηνική ακτινοβολία από την άλλη, προέρχεται από τον ατομικό πυρήνα, όπου τα πρωτόνια απωθούνται λόγω των κοινών θετικών τους φορτίων. Το φαινόμενο γνωστό ως ισχυρή πυρηνική δύναμη προσπαθεί να ξεπεράσει αυτή την απώθηση και να κρατήσει τον πυρήνα ενωμένο. Όμως, κάποιοι συνδυασμοί πρωτονίων και νετρονίων, γνωστοί ως ισότοπα, είναι ασταθείς, ή ραδιενεργοί. Κατά διαστήματα αποβάλουν ύλη ή και ενέργεια, γνωστή ως πυρηνική ακτινοβολία, προκειμένου να σταθεροποιηθούν. Η πυρηνική ακτινοβολία προέρχεται από φυσικές πηγές όπως το ραδόνιο, ένα αέριο που αναδύεται από το έδαφος. Επίσης επεξεργαζόμαστε φυσικά ραδιενεργά ορυκτά για να τροφοδοτήσουμε πυρηνικούς σταθμούς. Ακόμα και οι μπανάνες περιέχουν ίχνη από ραδιενεργό ισότοπο του καλίου. Αν ζούμε λοιπόν σε έναν κόσμο ακτινοβολίας, πώς μπορούμε να αποφύγουμε τα επικίνδυνα αποτελέσματά της; Αρχικά, δεν είναι όλη η ακτινοβολία επικίνδυνη. Γίνεται επικίνδυνη όταν διώχνει τα άτομα του ηλεκτρόνιου κατά την πρόσκρουση, μια διαδικασία που μπορεί να κάνει ζημιά στο DNA. Αυτό είναι γνωστό ως ιονική ακτινοβολία, επειδή το άτομο που χάνει ή κερδίσει ηλεκτρόνια ονομάζεται ιόνιο. Όλη η πυρηνική ακτινοβολία είναι ιονική, ενώ μόνο η ηλεκτρομαγνητική υψηλότερης ενέργειας είναι ιονική. Συμπεριλαμβάνει τις ακτίνες Γ, τις ακτίνες Χ, και υψηλά ενεργειακά υπεριώδεις ακτίνες. Γι' αυτό σαν προφύλαξη όταν κάνουμε ακτινογραφίες οι γιατροί καλύπτουν μέρη του σώματος που δεν χρειάζεται να εξετάσουν, και γι' αυτό βάζουμε αντηλιακό στην παραλία. Εν συγκρίσει, τα κινητά και μικροκύματα λειτουργούν στο χαμηλό άκρο του φάσματος, και δεν υπάρχει κίνδυνος ιονικής ακτινοβολίας από τη χρήση τους. Ο μεγαλύτερος κίνδυνος είναι όταν δεχόμαστε πολύ ιονική ακτινοβολία σε σύντομο χρονικό διάστημα, κάτι γνωστό ως οξεία έκθεση. Η οξεία έκθεση κατακλύζει την ικανότητα του σώματος να επισκευάζει τη ζημιά. Αυτό προκαλεί καρκίνο, κυτταρική δυσλειτουργία, και ίσως και θάνατο. Ευτυχώς, η οξεία έκθεση είναι σπάνια, αλλά καθημερινά εκτιθέμεθα σε χαμηλά επίπεδα ιονικής ακτινοβολίας από φυσικές και ανθρώπινες πηγές. Οι επιστήμονες δυσκολεύονται να ποσοτικοποιήσουν τα ρίσκα. Το σώμα επισκευάζει τη ζημιά χαμηλών επιπέδων ιονικής ακτινοβολίας, και αν δεν μπορεί, η ζημιά μπορεί να μην εμφανιστεί για μια δεκαετία ή και περισσότερο. Μια μονάδα σύγκρισης της έκθεσης σε ιονική ακτινοβολία είναι το sievert. Η οξεία έκθεση σε ένα sievert μάλλον θα προκαλέσει ναυτία σε μερικές ώρες, και τα 4 sievert θα είναι θανατηφόρα. Όμως, η καθημερινή μας έκθεση είναι πολύ χαμηλότερη. Ο μέσος άνθρωπος δέχεται 6,2 millisievert ακτινοβολίας από όλες τις δυνατές πηγές κάθε χρόνο, το ένα τρίτο λόγω του ραδονίου. Κάθε ακτινογραφία είναι 5 microsievert, οπότε χρειάζεστε 1200 ακτινογραφίες στα δόντια για να φτάσετε την ετήσια δόση. Θυμάστε την μπανάνα; Αν απορροφούσατε όλη την ακτινοβολία της μπανάνας, θα θέλατε 170 την ημέρα για να φτάσετε την ετήσια δόση. Ζούμε σε έναν κόσμο ακτινοβολίας. Όμως μεγάλο μέρος της ακτινοβολίας δεν είναι ιονικό. Για το υπόλοιπο που είναι, η έκθεσή μας είναι συνήθως χαμηλή, και επιλογές όπως το να ελέγξουμε το σπίτι μας για ραδόνιο, και να βάζουμε αντηλιακό, μειώνουν τους κινδύνους στην υγεία μας. Η Μαρία Κιουρί, από πρωτοπόρους της ακτινοβολίας, τη συνόψισε ως εξής: «Τίποτα στη ζωή δεν είναι να σε φοβίζει, είναι μόνο να το καταλαβαίνεις. Τώρα είναι η ώρα να καταλαβαίνουμε περισσότερο και να φοβόμαστε λιγότερο».
When we hear the word radiation, it's tempting to picture huge explosions and frightening mutations, but that's not the full story. Radiation also applies to rainbows and a doctor examining an x-ray. So what is radiation really, and how much should we worry about its effects? The answer begins with understanding that the word radiation describes two very different scientific phenomena: electromagnetic radiation and nuclear radiation. Electromagnetic radiation is pure energy consisting of interacting electrical and magnetic waves oscillating through space. As these waves oscillate faster, they scale up in energy. At the lower end of the spectrum, there's radio, infrared, and visible light. At the higher end are ultraviolet, X-ray, and gamma rays. Modern society is shaped by sending and detecting electromagnetic radiation. We might download an email to our phone via radio waves to open an image of an X-ray print, which we can see because our screen emits visible light. Nuclear radiation, on the other hand, originates in the atomic nucleus, where protons repel each other due to their mutually positive charges. A phenomenon known as the strong nuclear force struggles to overcome this repulsion and keep the nucleus intact. However, some combinations of protons and neutrons, known as isotopes, remain unstable, or radioactive. They will randomly eject matter and/or energy, known as nuclear radiation, to achieve greater stability. Nuclear radiation comes from natural sources, like radon, a gas which seeps up from the ground. We also refine naturally occurring radioactive ores to fuel nuclear power plants. Even bananas contain trace amounts of a radioactive potassium isotope. So if we live in a world of radiation, how can we escape its dangerous effects? To start, not all radiation is hazardous. Radiation becomes risky when it rips atoms' electrons away upon impact, a process that can damage DNA. This is known as ionizing radiation because an atom that has lost or gained electrons is called an ion. All nuclear radiation is ionizing, while only the highest energy electromagnetic radiation is. That includes gamma rays, X-rays, and the high-energy end of ultraviolet. That's why as an extra precaution during X-rays, doctors shield body parts they don't need to examine, and why beach-goers use sunscreen. In comparison, cell phones and microwaves operate at the lower end of the spectrum, so there is no risk of ionizing radiation from their use. The biggest health risk occurs when lots of ionizing radiation hits us in a short time period, also known as an acute exposure. Acute exposures overwhelm the body's natural ability to repair the damage. This can trigger cancers, cellular dysfunction, and potentially even death. Fortunately, acute exposures are rare, but we are exposed daily to lower levels of ionizing radiation from both natural and man-made sources. Scientists have a harder time quantifying these risks. Your body often repairs damage from small amounts ionizing radiation, and if it can't, the results of damage may not manifest for a decade or more. One way scientists compare ionizing radiation exposure is a unit called the sievert. An acute exposure to one sievert will probably cause nausea within hours, and four sieverts could be fatal. However, our normal daily exposures are far lower. The average person receives 6.2 millisieverts of radiation from all sources annually, around a third due to radon. At only five microsieverts each, you'd need to get more than 1200 dental X-rays to rack up your annual dosage. And remember that banana? If you could absorb all the banana's radiation, you'd need around 170 a day to hit your annual dosage. We live in a world of radiation. However, much of that radiation is non-ionizing. For the remainder that is ionizing, our exposures are usually low, and choices like getting your home tested for radon and wearing sunscreen can help reduce the associated health risks. Marie Curie, one of the early radiation pioneers, summed up the challenge as follows: "Nothing in life is to be feared, it is only to be understood. Now is the time to understand more, so that we may fear less."