На страницах нашего онлайн портала alivahotel.ru мы расскажем много самого интересного и познавательного, полезного и увлекательного для наших постоянных читателей.
Откуда в бананах радиация и опасно ли это для нас?
Наверняка многие слышали о содержании радиации в разных продуктах питания. В том числе и в бананах. Но мало кто знает, что есть отдельный термин под названием «банановый эквивалент», который, зачастую, применяют для обозначения активности радиоактивного источника.
Люди часто беспокоятся о радиации, поступающей в их организм разными путями. Это началось еще в 1896 году, когда Анри́ Беккере́ль случайно, в ходе исследования работ Рентгена, открыл радиоактивность. Это открытие серьезно напугало общественность. И причины беспокойства действительно были – излучения не имеют вкуса и запаха (разве что, только при огромных дозировках), следовательно, попасть в организм они могут незаметно для человека.
Что такое радиация
Оксфордский словарь определяет термин как «излучение энергии в виде электромагнитных волн или движущихся субатомных частиц, особенно частиц высокой энергии, которые вызывают ионизацию». Проще говоря, это видимый свет, радиоволны, микроволны, ультрафиолет и инфракрасное излучение.
Большая часть излучений, с которым мы сталкиваемся, состоит из субатомных частиц, вызванных распадом нестабильных атомов от тяжелых элементов или нестабильных изотопов. Когда эти атомы распадаются, они испускают один из нескольких типов излучения: альфа, бета, нейтрон и гамма. Но откуда именно берется радиация?
Излучения могут носить естественный и искусственный характер. К примеру, естественная радиация происходит из-за влияния космических лучей, но главный ее источник это ядро Земли, которое представляет собой раскаленный шар. Наша планета содержит множество радиоактивных элементов, таких как уран, радий и торий, которые медленно разлагаются в течение миллиардов лет, высвобождая энергию, которая держит ядро Земли расплавленным и дарит возможность планете сохранять на ней жизнь.
Что касается искусственной радиации, то 96% излучения мы получаем через рентгенографию грудной клетки, компьютерную томографию тела и прочих процедур.
Да, радиация опасна, но не в таких дозах, которые мы получаем ежедневно. При малых дозах пораженные клетки способны восстанавливаться. Но при больших дозах, которые организм получает регулярно (например, при работе с радиоактивными элементами в течение всей жизни), клетки теряют способность к восстановлению и повреждаются генетически. В связи с чем и появляются различного рода мутации и врожденные дефекты. Излучения имеют свойства разрушать клетки организмов не просто на клеточном уровне, но даже на молекулярном.
При чем тут бананы?
Все дело в содержании в продуктах природного изотопа калия-40. Весь запас этого элемента, который имеется на Земле, начал образовываться незадолго до появления Солнечной системы. И с тех пор, он постепенно распадается.
Все натуральные продукты питания, так или иначе, содержат в себе небольшую дозу радиации и это факт. Это связано с тем, что почва Земли по умолчанию содержит в себе природные радиоактивные элементы. Самыми радиоактивными продуктами принято считать бананы, картофель, апельсины, орехи, мясо и рыбу и, конечно, воду. Средний человек потребляет вместе с едой в год около 10% процентов допустимой нормы радиации.
Говоря о банановом эквиваленте. Это условная мера, определяющая дозу содержания радиации, которую человек способен поглотить съев один банан. И, конечно, радиация, содержащаяся в бананах, не вредная для человека, так как излишки калия и прочих элементов выводятся организмом естественным путем.
Радиация окружает нас повсюду в повседневной жизни. Не стоит боятся ее излишков в продуктах питания, так как эти элементы являются неотъемлемой частью нашей жизни.
Бананы в советское время были вкуснее, слаще и ароматнее, чем сейчас. Или так казалось в эпоху дефицита? Правда ли, что сейчас из Южной Америки в России везут дешевые и невкусные кормовые бананы? И насколько опасна «банановая радиация»?
Мнение, что к нам попадают дешевые кормовые сорта это всего лишь миф. В Эквадоре разновидностей бананов, конечно, куда больше, чем привозят в Россию, но никакими из них точно не кормят животных это экономически невыгодно. Здесь бананы сладкие и имеют фруктовые нотки. Почему же у нас все иначе, и получить удовольствие удается редко? Причина в том, что в южных странах бананы часто срывают спелыми, а в Россию в основном везут зелеными (иначе не доставить), а дозревают они благодаря газу этилену (природному гормону спелости) в специальных камерах. Это абсолютно безопасно, но вкус, увы, не тот.
Банан рекордсмен по содержанию калия, который снижает давление, защищает сердце и сосуды от инсульта и ишемической болезни. Еще в банане есть аминокислоты тирозин и триптофан, из которых синтезируются дофамин, «гормон удовольствия», и серотонин «гормон хорошего настроения». Так что эти желтые плоды будут особенно полезны в унылую пасмурную погоду. По данным Гидрометцентра, за весь декабрь в Москве, например, было всего 6 минут солнца! Но вот вопрос а не навредят ли бананы фигуре?
Ученые даже придумали ироничную меру радиации «банановый эквивалент», когда в количестве фруктов выражают нестрашные уровни излучения.
Но есть и другие вопросы: можно ли есть немытые бананы и не вредят ли они фигуре? И есть ли шанс найти хорошие бананы в Москве? Ответы на них в сюжете программы «Еда живая и мертвая».
Врачи рассказали, опасна ли радиация, содержащаяся в бананах
Бананы действительно являются радиоактивными, так как содержат некоторое количество изотопа калия-40. Так, например, если съесть связку из десяти этих плодов, можно получить такую же дозу радиации, как во время рентгена грудной клетки. Однако это не значит, что бананы опасны для здоровья человека. Об этом в программе «Жить здорово» рассказали врачи.
– Никакой паники здесь быть не должно. Бананы действительно содержат какое-то количество изотопа калия-40, и это известный факт. Его даже применили к сравнительной оценке получаемого излучения. Придумали банановый эквивалент, при котором, допустим, десять плодов, как говорят люди, изучающие радиационные повреждения, равняются рентгеновскому исследованию грудной клетки, – рассказал врач-невролог, мануальный терапевт Дмитрий Шубин.
По словам врача, не имеет значения количество съеденных бананов за один раз, так как любое число радиоактивного изотопа будет выведено из организма.
Елена Малышев, врач-терапевт, доктор медицинских наук, профессор, подтвердила слова коллеги и еще раз подчеркнула, что бояться радиоактивности плодов не стоит:
– Реально банановая радиация точно так же безопасна, как рентген грудной клетки.
Каждое чудо должно найти свое объяснение, иначе оно просто невыносимо… К.Чапек
Я практически не касаюсь в своих статьях вещей, которые повсеместно описаны и легко доступны, к примеру макро- и микроэлементный состав фруктов/овощей. Но вот для банана решил сделать исключение. В банане много калия! Подними любого среди ночи и спроси, что полезное есть в банане — получишь ответ «калий для сердца» (утрирую, но не далеко от истины). А калий, он элемент непростой, «с ноткой радиоактивного. «. В общем, чтобы узнать так ли велика радиоактивность от банана и так ли она страшна — идем под кат. p.s. заметка «по просьбам. «
Калий относится к т.н. биогенным элементам, т.е. он постоянно присутствует в живом организме и играет важную биологическую роль. В теле человека содержится около 0,35% калия. 98% из этого количества приходится на клетки, а остальные 2% — это внеклеточная жидкость (в том числе и кровь). Градиент концентраций поддерживается т.н. «Na + /K + насосом». Факт наличия электрохимического градиента калия между внутриклеточным и внеклеточным пространством важен для работы нервной функции (реполяризация клеточной мембраны, например). При гипокалиемии (недостатке калия) вследствие замедления реполяризации желудочков увеличивается риск нарушения сердечного ритма, который зачастую может привести к остановке сердца. В общем, ясно что очень организму нужен. Поступает он, в большинстве случаев (как и другие микроэлементы) с продуктами питания.
Важно! При необходимости уточнить какие-то данные по определенным микроэлементам/аминокислотам и т.п., я пользуюсь базой департамента США по сельскому хозяйству (United States Department of Agriculture Agricultural Research Service, оно же USDA) и вам настоятельно советую. Объективнее источника, на мой взгляд, не существует.
Так вот, по данных этой базы, в бананах примерно 358 мг калия на 100 г продукта, сравнимой «мощностью» из доступных тропических «гостей» обладает только киви со своими 522 мг калия. Все остальное достаточно редкие штуки (тамаринд — 628 мг, авокадо — 485 мг (не редкое, в суши часто встречается), дуриан — 436 мг, гуава — 417 мг, маракуйя — 348 мг). При этом сравните с родненькими «возле каждого выхода из метро» продуктами: укроп — 738 мг, шпинат — 558 мг, петрушка — 554 мг, кинза — 521 мг, даже щавель тот лесной и то 390 мг на 100 грамм продукта содержит. Есть и в овощах кой-чего: капуста брюссельская — 389 мг, тыква — 340 мг, смородина черная — 322 мг. Так что перед очередным «найти %nutrient% за 60 секунд на полке с субтропическими фруктами», гляньте по USDA базе, может все уже есть в морковке или кабачках.
В любом овоще/фрукте/зелени помимо калия, есть и его изотопы. Стабильными являются 39 K (93,08% от общей массы), 40 K (0,01% от общей массы, период полураспада 1,248*10 9 лет), 41 K (6,91% от общей массы). Все остальные живут от часов до наносекунд и распадаются:
Благодаря озвученным фактам, именно 40 K является крупнейшим источником естественной радиоактивности животных, включая человека. В грамме природного калия происходит в среднем 32 распада калия-40 в секунду (32 беккереля, или 865 пикокюри или примерно одна триллионная часть кюри). Человеческое тело весом 70 кг содержит около 175 г калия, следовательно, каждую секунду происходит около 5400 распадов (≈ 5400 беккерель), притом непрерывно на протяжении всей человеческой жизни.
Беккерель (русское обозначение: Бк; международное: Bq) — единица измерения активности радиоактивного источника в Международной системе единиц (СИ). Один беккерель определяется как активность источника, в котором за 1 секунду происходит в среднем 1 радиоактивный распад. Единица названа в честь французского учёного Антуана Анри Беккереля, одного из первооткрывателей радиоактивности.
В принципе, ничего тут удивительного нет. В природе существуют и более радиоактивные продукты питания, притом радиоактивные не только из-за 40 K, но и, к примеру, радия (изотопы 226 Ra, 228 Ra). В качестве примера отлично подойдет бразильский орех, радиоактивность которого может достигать 12000 пикокюри на килограмм и выше (450 Бк/кг и выше).
На заметку: хуже всех в этом плане приходится курильщикам, так как табак содержит не только уже упомянутый радий 226 Ra, но торий 234 Th, полоний 210 Po и еще кучу всего.
Но почему-то товарищ Гэри Мэнсфилд из Ливерморской национальной лаборатории им. Лоуренса, делая рассылку по ядерной безопасности RadSafe в 1995 году, написал именно про «банановую эквивалентную дозу» и началась новая эпоха. Эпоха радиоактивного банана (банановый эквивалент — штука гораздо более ядреная, чем банановый аргумент, описанный в статье).
Эквивалентная доза банана (BED) — это абсолютно неофициальная единица, которая характеризует воздействия ионизирующего излучения. Ее основное назначение — выступать в качестве доступного даже рядовому пользователя эталона, с которым можно легко сравнить дозы радиоактивности. Фактически это инструмент для описания бесконечно малых доз радиации (и бесконечно малых рисков для населения от них). Выдержка из Википедии (RU):
Термин радиационный гормезис был предложен в 1980 году Т. Д. Лакки и означает благоприятное воздействие малых доз облучения. Механизм радиационного гормезиса на уровне клетки теплокровных животных состоит в инициировании синтеза белка, активации гена, репарации ДНК в ответ на стресс — воздействие малой дозы облучения (близкой к величине естественного радиоактивного фона Земли). Эта реакция в конечном итоге вызывает активацию мембранных рецепторов, пролиферацию спленоцитов и стимуляции иммунной системы. (1994 г. — доклад Международного комитета ООН по действию атомной радиации).
Будучи воспитанником кафедры химии высоких энергий, я к понятию гормезиса (
радиационного гормезиса) отношусь с уважением (уважение, в свое время, подкрепилось экспериментальной курсовой работой, выполненной в одной из больниц). ИМХО маленькое но постоянно, вреднее чем большое, но единоразово. Капля камень точит.
Чтобы получше ориентироваться, что малая доза, а что НЕ малая — можно использовать, помимо бананового эквивалента и наглядное пособие — сводную таблицу доз облучения (увеличить), созданную инженером и популяризатором науки Рэндаллом Патриком Монро (прим. мое — банановый эквивалент обведен красной рамкой).
Спасибо stalinets за подсказку
Ну а если таблица по каким-то параметрам не устраивает, возвращаемся к нашему банановому эквиваленту. 1 BED приблизительно равен дозе радиоактивности, которую человек получает при употреблении в пищу одного среднего размера банана, весом около 150 г (5,3 унции) с активностью изотопов примерно 15 Бк. Рассчитывается это все умножая ожидаемую эквивалентную дозу которую может хватануть взрослый человек за 50 лет от чистого изотопа 40 K на активность изотопа и на массу калия в банане. Получаем:
1 BED ≈ 5,02 нЗв/Бк х 32 Бк/г х 0,537 г ≈ 86 нЗв = 0,086 мкЗв (µSv) = 8,6 микрорентген (μrem)
В основном принято округлять это значение до 0,1 мкЗв (10 микрорентген) для упрощения расчетов и простоты восприятия. В общем, если ежедневно съедать по одному среднему банану в течение года, суммарная эквивалентная доза будет ≈ 37 мкЗв ≈ 3,7 мбэр.
Кстати, ожидаемая эквивалентная доза (5,02 нЗв/Бк) взята из американских источников (EPA). А вот Международная комиссия по радиологической защите использует другое значение для этого коэффициента = 6,2 нЗв/Бк и тогда при пересчете циферка получится не такая красивая. Считать будет сложнее, представлять масштабы и т.п. Поэтому используют американские данные.
На заметку: т.е. теоретически, используя приведенную формулу может создать свой %ОВОЩ/ФРУКТ% эквивалент относительно 40 K. К примеру, средний вес товарного клубня сорта (мешок которого Лукашенко подарил Путину на Новый год) составляет 100 грамм. Идем смотреть базу департамента США по сельскому хозяйству на факт содержания калия в картофеле. Важно еще выбрать правильный вариант (с кожицей/без и т.п.). Ну пусть в среднем будет 430 мг калия. Считаем и получаем 6,9 микрорентген. Выводы делайте самостоятельно (или не делайте, а читайте дальше).
Почему единица является неофициальной (и даже шуточной)? А потому что «внешний» калий (а значит и его изотопы), поступивший в организм с пищей, в нем не накапливается (т.е. «банановая доза» не является кумулятивной). Виной тому гомеостаз человеческого организма.
Гомеоста́з (др.-греч. ὁμοιοστάσις от ὅμοιος «одинаковый, подобный» + στάσις «стояние; неподвижность») — саморегуляция, способность открытой системы сохранять постоянство своего внутреннего состояния посредством скоординированных реакций, направленных на поддержание динамического равновесия.
Т.е. любой избыток компонента, поступивщий с пищей, достаточно быстро компенсируется выводом такого же количества с выделениями организма. Фактически, дополнительное облучение, вызванное употреблением банана, длится всего несколько часов после приема, то есть до тех пор, пока почки не восстановят нормальное содержание калия в организме. Говорит нам об этом и документ, выпущенный Агентством по охране окружающей среды США. Процитирую:
Для радиоизотопов элементов, активно участвующих в гомеостазе человеческого тела поправочные коэффициенты для расчета риска вдыхания или проглатывания, приведенные в этом документе, не подходят для применения в некоторых случаях. Например, коэффициент риска проглатывания для 40 К не подходит для расчета при употреблении природных продуктов, содержащих повышенное содержание 40 К. Это связано с тем, что биокинетическая модель, используемая в этом документе, подразумевает относительно медленное удаление этого элемента (биологический период полураспада 30 дней), что имеет место при среднестатистических объемах поступления калия в организм. Резкое же повышение употребления калия с продуктами приводит к выведению из организма равной массы биогенного калия (в том числе и изотопа 40 К) за короткий период.
Плюс ко всему, если предполагаемое время нахождения некой массы, насыщенной изотопом, в организме уменьшается в N раз (из-за одновременного приема слабительного, к примеру), то и расчетная эквивалентная поглощенная доза уменьшается в N раз тоже.
Так что… Гораздо более вредным явлением, на мой взгляд, является случай, когда множество маленьких источников излучения объединяются (в хранилищах или на складах). Недаром ходят байки о ложных срабатываниях датчиков ионизирующей радиации на таможнях США, когда через пропускной пункт проезжали машины груженые бананами.
Не знаю, многие ли в курсе, но Канада, Беларусь и Россия — являются крупнейшими производителями калийных удобрений в мире (!). Чаще всего эти удобрения идут в виде хлорида калия КCl, калимагнезии K2SO4*MgSO4 и редкой калийной селитры KNO3. А тут уже масштабы далеко не банановые. К примеру, в 1 кг самого распространенного калийного удобрения KCl (хлорид калия)
524 грамма калия, т.е. это почти 1000 BED (тысячу бананов). Естественно никто в здравом уме есть это удобрение не будет, да и не сможет, т.к. порядка 15 г внутрь запросто могут привести к прекращению сердечных сокращений. Но зато вот часто видел, особенно во время весенней посевной в Беларуси, мужиков, прилегших отдохнуть на мешки с удобрениями.
Грубо говоря — нашпигует электронами (распад с выделением гамма-кванта не берем в расчет) спину довольно быстро (про эффекты для организма, благодаря уточнению Javian, можно почитать здесь). Полиэтилен мешка не спасет. Ниже картинка для тех кто забыл уроки ГО (или у кого их попросту не было 🙁 )
Бета-частицы (электроны) более или менее могут поглощаться только несколькими миллиметрами алюминия. Обматывайтесь фольгой, перед тем как прилечь, что ли.
В завершение, как всегда, маленькая лабораторная работа на тему «изучаем дозиметр». На картинках сравнение бананов и некоторых солей, содержащих калий.
Вот такая банка с китайским КОН (гидроксид калия). Думаю средство для прочистки труб «Крот» шпигует электронами похоже (если там используется KOH, а не более дешевый NaOH)
Дает вот такой фон
А вот такие значения у китайского же KCl (хлорид калия)
Ну и разговор про соли был бы неполным, если не упомянуть КBr (тот самый, седативный, который якобы скармливают солдатикам в казармах для уменьшения либидо), советского еще производства
Разница, как говорится, видна невооруженным глазом. Так что.
Мораль заметки: радиоактивность банана=существующая тысячелетиями радиоактивность изотопа 40 К. Если вы прибыли из созвездия Сириуса (и это смогут подтвердить все догоны) с другим уровнем фоновой радиации — от бананов придется отказаться (и от беларуской картошечки, кстати, тоже), а всем остальным — «не думайте про это». Курение, кстати, вредит гораздо сильнее (по объективным причинам, вроде того, что гамма-излучение, возникающее при распаде изотопов имеющихся в табаке, проникает сильнее, чем какой-то там электрон из банана). Ну и… опасайтесь долгого нахождения около больших скоплений бананов/калийных солей и т.п. источников 40 K.
Лукавство бананового эквивалента
Про видимость калия дозиметром в продуктах питания и прочих «чудесах», связанных с обнаружением радиоактивных изотопов в продуктах питания и в среде.
Если использовать сцинтилляционый детектор цезий йодный размером 5530 и свинцовую камеру с толщиной стенок 6мм (дно камеры 12мм), то результаты будут следующими при статистической погрешности 2% и одной сигме (доверителный интервал 68%): — при естественном фоне около 10мкР/ч внутри пустой свинцовой камеры сцинтиллятор насчитает 0,070мкР/ч. — если положить в камеру небольшой образец продукта, например, не самый жирный питьевой йогурт в зип-пакетик налить, то на поверхности пакетика дозиметр насчитает около 0,080мкР/ч или побольше. Разница в показаниях будет обусловлена влиянием калия. Ирония заключается в том, что в йогурте в этот момент вполне может быть цезий-137 на уровне единиц Беккерелей на литр, но он никак не проявится. Т.е. излучение от радиоактивного калия будет полностью маскировать излучение от радиоактивного цезия-137. В магазинах Дикси продаётся йогурт клубничный в тетрапаке 0,5 литра с содержанием цезия-137 на уровне примерно 4Бк/литр. Йогурт производится в населённом пункте Стародуб Брянской области. Населенный пункт Стародуб находится на границе довольно существенного чернобыльского пятна в этом регионе. Ну, и Брянская зона отчуждения не очень далеко от Стародуба. 4Бк/л — это, конечно, ниже нормирования по цезию-137, но если вы сидите на субстрате из цезия-137 непрерывно, то рассуждения о полувыведении цезия-137 из организма становятся неуместными для объяснения безопасности такого потребления. Кроме того, можно считать, что цезий-137 — это маркер радиоактивного загрязнения, о котором мы мало что знаем. Полно примеров, когда на воздухе гамма-спектрометр не обнаруживает пик цезия-137, а обнаруживает какофонию в области низких энергий. При этом в образце поверхностного грунта или гриба/ягоды гамма-спектрометр из техногенных изотопов обнаруживает только следы цезия-137. Причём этого цезия может быть 50Бк/кг и больше
Как повысить уровень детектирования «в быту», если такое вообще возможно?
— можно каким-то образом увеличить удельный вес радиоактивного вещества: сублимировать образец продукта, к примеру. — если есть сцинтиллятор, можно использовать свинцовую камеру или экран в виде толстого слоя воды или снега, экранирующих излучение от земли. — если торцевой дозиметр, тогда свинцовую камеру. — если газоразрядный дозиметр, то сублимация образца. экраны тоже можно использовать, но газоразрядник очень чувствителен к космическому излучению. оно будет периодически портить картинку чаще, чем необходимое время экспозиции. в принципе, если записывать график мощности дозы, можно попробовать просто вырезать точки, похожие на реакцию на космическое излучение, но это всё танцы с бубнами. но экран позволяет газоразрядником оценить обстановку быстро. падение мощности дозы над экраном всё равно будет. бетон, кстати, неплохо экранирует, если гравий внутри бетона не светится сильно.
Но из всего вышеперечисленного сцинтиллятор и свинцовая камера — самое эффективное и быстрое. чтобы добраться до результатов 0,070мкР/ч с погрешностью 2% нужно часа два экспозиции
Важно! Все обновления и промежуточные заметки из которых потом плавно формируются хабра-статьи теперь можно увидеть в моем телеграм-канале lab66. Подписывайтесь, чтобы не ожидать очередную статью, а сразу быть в курсе всех изысканий 🙂
