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."
Quando ouvimos a palavra radiação somos tentados a imaginar explosões enormes e mutações assustadoras, mas essa é só uma parte da história. A radiação também se aplica aos arco-íris e a um médico a examinar um raio-X. Então, o que é realmente a radiação, e até que ponto nos devíamos preocupar com os seus efeitos? A resposta começa em perceber que a palavra radiação descreve dois fenómenos científicos muito diferentes: A radiação eletromagnética e a radiação nuclear. A radiação eletromagnética é energia pura que consiste em interações entre ondas elétricas e magnéticas que oscilam pelo espaço. Quando estas ondas oscilam mais depressa elas aumentam em energia. Na parte inferior do espetro, temos o rádio, os infravermelhos e a luz visível. Na parte superior estão os ultravioletas, os raio-X e os raios gama. A sociedade moderna depende do envio e deteção de radiações eletromagnéticas. Podemos enviar um email para o telemóvel através de ondas de rádio, abrir uma imagem de impressão de raios-X, que vemos porque o nosso ecrã emite luz visível. As radiações nucleares, por outro lado, têm origem no núcleo atómico, em que os protões se repelem uns aos outros, devido às suas cargas mutuamente positivas. Um fenómeno conhecido por força nuclear forte esforça-se por ultrapassar esta repulsão e manter intacto o núcleo. No entanto, algumas combinações de protões e neutrões, conhecidos por isótopos, mantêm-se instáveis, ou radioativos Ejetarão aleatoriamente material e/ou energia, conhecida por radiação nuclear para conseguir uma estabilidade maior. A radiação nuclear provém de fontes naturais, como o rádon, um gás que se escapa do solo. Também refinamos minérios naturais radioativos para alimentar centrais nucleares. Até as bananas contêm vestígios dum isótopo radioativo de potássio. Então, se vivemos num mundo radioativo, como podemos escapar aos seus efeitos perigosos? Primeiro, a radiação não é sistematicamente perigosa. Torna-se perigosa quando separa os eletrões dum átomo na altura do impacto, um processo que pode danificar o ADN. É aquilo a que chamamos "o raio ionizante", porque o átomo que perdeu ou adquiriu eletrões, chama-se um ião. Todos os raios nucleares são ionizantes, enquanto que apenas a energia eletromagnética mais elevada o é. Isso engloba os raios gama, os raios-X, e os ultravioletas de alta energia. É por isso que, como precaução, quando se fazem radiografias, os médicos protegem as partes do corpo que não são examinadas e os banhistas põem protetores solares. Em contrapartida, os telemóveis e os micro-ondas funcionam na ponta mais baixa do espetro, pelo que não há perigo de ficarmos expostos aos raios ionizantes, quando os utilizamos. O maior risco sanitário ocorre quando há muitas radiações que entram em contacto connosco num lapso de tempo muito curto. Também lhe chamamos "exposição aguda". Uma exposição aguda impede a capacidade natural do corpo de reparar as suas lesões, o que pode desencadear cancros, uma disfunção celular, e potencialmente provocar a morte. Felizmente, as exposições agudas são raras, mas estamos expostos diariamente a baixos níveis de raios ionizantes, provenientes de recursos naturais e artificiais. Os investigadores têm dificuldade em quantificar esses riscos. O nosso corpo por vezes repara as lesões provocadas por uma taxa fraca de radiações mas, se não o consegue, os resultados dessas lesões podem só aparecer 10 anos depois, ou mais. Para comparar as exposições de radiações, os investigadores utilizam uma unidade chamada o "sievert". Uma exposição aguda a um sievert provavelmente provocará náuseas em poucas horas e a exposição a quatro sieverts pode ser fatal. Mas a nossa exposição diária normal é muito mais baixa. Uma pessoa média recebe 6,2 milissieverts de radiações por ano de todas as fontes, cerca de um terço devido ao rádon. Com apenas cinco microssieverts cada precisaríamos de fazer mais de 1200 raios-X dentais para atingir a nossa dosagem anual Lembram-se da banana? Se pudéssemos absorver todas as radiações da banana, precisaríamos de cerca de 170 bananas por dia para atingir a nossa dosagem anual. Vivemos num mundo de radiações. Mas grande parte dessas radiações não são ionizantes. Quanto às que são ionizantes, a nossa exposição é normalmente baixa e as escolhas como mandar testar a nossa casa à procura de rádon, e usar protetores solares podem ajudar a reduzir os riscos de saúde associados. Marie Curie, uma das pioneiras das primeiras radiações, resumiu este problema assim: "Nada na vida é para ser temido, apenas sim para ser entendido. "Chegou a altura de entender mais, para podermos recear menos".