TEMA BROJA

Dr Gordana Jovanović

Radijacija, korisna i opasna / Neobične zone u zbirkama

Skrivena dejstva fosila

Univerzum je pun radioaktivnih elemenata koji se javljaju u prirodi i od njih se ne možemo zaštititi. To znači da je prirodno zračenje normalan deo životne sredine koje potiče iz dva glavna izvora: kosmičkog zračenja (pozadinsko) koje nastaje u svemiru i raspadanja radionuklida (radioaktivnih izotopa ili radioizotopa) u zemljištu i stenama. U suštini, sve stene pokazuju nizak nivo prirodne radioaktivnosti, pretežno u malim količinama. Radionuklidi se spontano raspadaju u ćerke nuklide uz pridruženu emisiju jonizujućeg zračenja u obliku alfa, beta i gama čestica. Mnoge ljude pominjanje radijacije podseća na rat, bolest ili pronalaženje alternativne energije, a nuklearne nesreće iz nedavne prošlosti izazivaju strepnju i navode nas da razmišljamo o potencijalnim opasnostima koje se mogu dogoditi.

Od kako postoji, čovek je u kontaktu sa brojnim, više ili manje radioaktivnim materijalima koji se javljaju u prirodi. Kada je počeo da sakuplja predmete iz prirode kao što su minerali, stene i fosili, nije bio svestan da su mnogi od njih radioaktivni. Za materijale koji su nekada bili sastavni deo dekorativnih ili upotrebnih predmeta znamo da kriju nevidljive opasnosti, što znači da su ljudi mogli postati žrtve skrivenog rizika. Bez obzira da li ih je napravio čovek ili su pronađeni u prirodi, veliki broj predmeta koji se čuva i proučava u naučnim i kulturnim institucijama može sadržavati radioaktivne elemente; neki od njih su sa najnovijim saznanjima o opasnostima koje kriju vremenom isključeni iz zbirki i čuvaju se pod posebnim uslovima. Minerali, stene, fosili i drugi predmeti ne daju tako očigledne tragove o tome koliko dugo postoje, kao što nam to, na primer, pokazuju godovi kod drveća. Da bismo izračunali njihovu starost ili došli do drugih informacija o njima, koristimo metode radiometrijskog datiranja, tj. metode zasnovane na poznatoj brzini raspadanja radioaktivnih izotopa.

Koristi od radijacije za naučnu i kulturnu baštinu

Prirodnu radioaktivnost je otkrio francuski fizičar Anri Bekerel pre jednog veka i danas se koristi u industriji i raznim oblastima nauke (arheologija, paleontologija, stratigrafija, klimatologija, paleoklimatologija, hidrogeologija). Detektori radijacije, tj. uređaji za otkrivanje radioaktivnog zračenja su u stanju da identifikuju zakopane zgrade ili objekte otkrivanjem gama zračenja koje se emituje tokom prirodnog raspadanja elemenata koje sadrže. To znači da mogu otkriti podatke o objektu pre nego što bude iskopan i dati neke naznake o tome koliko je star. Oni su posebno dobri u identifikaciji materijala koji nisu nastali na datoj lokaciji, jer obično imaju različit geohemijski sastav od tla i objekata koji ih okružuju. Od velike su pomoći istraživačima u potrazi za novim nalazima, pa skeniranjem ispod površine zemlje mogu otkriti zakopano drevno kamenje, nagomilanja fosila, čak i kosti dinosaurusa koje se obično otkrivaju sasvim slučajno. Ova metoda se oslanja na činjenicu da fosili akumuliraju radioaktivne elemente i vrlo je korisna u slučajevima kada paleontolozi žele da izbegnu upotrebu mašina za raskopavanja u ekološki osetljivim oblastima. Princip je jednostavan, jer količina koja se akumulira u kostima može ponekad biti više puta veća od koncentracije u okolnoj steni pa, ako su fosili dovoljno blizu površine, mogu se otkriti iz gama zraka koje radioaktivni elementi emituju dok se raspadaju. Iste metode se ne mogu primeniti na sve predmete. Metoda radioaktivnog ugljenika koji se relativno brzo raspada može se upotrebiti samo na predmetima mlađim od oko 50 hiljada godina. Ovu metodu forenzičari koriste za rešavanje zločina (ubistva, falsifikovanja umetničkih dela), a mogu nam reći i koliko je staro neko vino ili viski.
Stariji fosili se ne mogu datirati ugljenikom jer se on već raspao, a umesto njega, na starije magmatske (vulkanske) stene se primenjuje radiometrijsko datiranje elementima sa dužim poluvremenom raspada. Na primer, kalijum-40 koji se raspada do argona, ima vreme poluraspada od 1,26 milijardi godina. Za datiranje Zemlje i drugih najstarijih predmeta, datiranje uranijum-torijum-olovo je najkorisniji metod. Dok je radiokarbonsko datiranje korisno samo za materijale koji su nekada bili živi, naučnici mogu da koriste datiranje uranijum-torijum-olovo za merenje starosti stena. Uzorci se moraju uzeti iz nekoliko različitih oblasti koje se proučavaju kako bi se osigurala maksimalna tačnost. Takođe, radiometrijsko datiranje se oslanja na princip da je izotop ostao u objektu od njegovog nastanka, jer su radioaktivni elementi nestabilni i uvek pokušavaju da pređu u stabilnije stanje.
Proces kojim nestabilno atomsko jezgro gubi energiju oslobađanjem zračenja naziva se radioaktivni raspad. Ono što ovaj proces raspadanja čini toliko vrednim za određivanje starosti je to što se svaki radioaktivni izotop raspada svojom fiksnom brzinom, koja se izražava u vremenu njegovog poluraspada. Dakle, ako je poznat radioaktivni izotop koji se nalazi u supstanci i vreme poluraspada izotopa, može se izračunati starost predmeta. Postoje različite metode radiometrijskog datiranja koje se razlikuju u zavisnosti od vrste materijala koji se datira. Uranijum i torijum su često prisutni u mnogim geološkim uzorcima. Tako se metoda uranijum-olovo datiranja koristi za utvrđivanje starosti minerala koji sadrže uranijum. Funkcioniše tako što znamo fiksne stope radioaktivnog raspada uranijuma-238, koji se raspada u olovo-206, i za uranijum-235, koji se raspada u olovo-207. Dakle, ova dva izotopa uranijuma su nestabilna i radioaktivna i oslobađaju zračenje dok na kraju ne postanu stabilni izotopi olova. Ako se, na primer, nađu slojevi magmatskih stena ili vulkanskog pepela iznad i ispod slojeva sa fosilima, koriste se elementi koji se sporo raspadaju (uranijum, kalijum) itd. Pored ove postoje i druge metode: datiranje kalijum-argona, argon-argon datiranje i dr.

Na tragu lažnih fosila

Fosili su posebna atrakcija na tržištu, međutim, često se u prodaji nađu i dobro napravljene replike, pa se lažni fosili mogu prodavati umesto originala. Pošto fosili emituju zračenje, to je geolozima poslužilo da otkriju neke lažne fosile. Istraživači iz Poljske su koristili spektrometar gama zračenja za analizu nekoliko desetina fosila, uglavnom iz kolekcije Geološkog muzeja u Lođu iz raznih regiona i sveta, uključujući Poljsku, Francusku i Maroko. Pronašli su prisustvo uranijuma 238 i 235 i njihovih derivata - torijuma 238. Potiču od najstarijih, od pre nekoliko stotina miliona godina, uključujući paleozojske beskičmenjake (korale), i od najmlađih starih nekoliko desetina hiljada godina. Otkrili su da se vrednosti zračenja fosila značajno razlikuju jedna od druge i da količina zračenja zavisi od sredine u kojoj su fosili nastali i vrste sedimenata u kojoj su fosilizovani. Fosili koji su sadržavali fosfor zračili su jače. Nivoi zračenja su bili posebno visoki u fosilima iz Maroka, poznatim po fosfatnim stenama koje sadrže znatno veće koncentracije uranijuma. Primerci zuba ajkule ili mozasaura pronađeni u tim stenama imali su veće vrednosti zračenja. Za marokanske primerke, koji su veoma popularni na pijacama i aukcijama, često se ispostavi da su falsifikovani. Marokanci su specijalizovani za pravljenje odličnih falsifikata. Zahvaljući procesu fosfatizacije, visoke vrednosti radijacije su zabeležene i u slučaju 160 miliona godina starih fosila beskičmenjaka iz Francuske, uključujući amonite i ostrige koje nemaju fosfatne skelete. Njihov skelet je prvobitno bio karbonatni, ali su ih procesi u steni sačuvali zahvaljujući prilivu fosfata iz okoline.
Neki minerali zračenjem mogu promenti boju. Kad su obojeni prirodnim putem imaju visoku tržišnu vrednost. Kada su polirani ili im je veštački dodavana boja, prilično su cenjeni od strane kolekcioanara i dosta se koriste za proizvodnju nakita. Na primer, kada kvarc prirodno ili veštački dobije boju, on postaje dragi kamen (dimni kvarc, citrin, ametist). Izlaganje jonizujućem zračenju može se promeniti boja bezbojnih minerala i povećati njihova vrednost. Ozračeni kvarc pokazuje tamnu boju (crnu) nakon ozračivanja; kada je nakon toga izložen temperaturi od 320ºC, dobija zelenkasto žutu boju.

Drevni vulkanski pepeo otkriva starost stena

Tokom razvoja planete, prostori Panonskog basena gde se sada nalazi naša zemlja su se neprestano menjali ostavljajući pri tom brojne tragove u vidu minerala, stena i fosila, kao i raznih procesa koji su se događali. Formiranje i evoluciju Panonskog basena pratile su erupcije raznovrsnih magmi. Kao produkti ovih erupcija javljaju se tufovi, vrsta vulkanoklastičnih stena nastala taloženjem sitnog vulkanskog pepela koji se može transportovati daleko od vulkana. Obično se javljaju u slojevima nataloženim preko starijih sedimentnih stena, da bi se potom preko njih nataložile mlađe stene koje često sadrže fosile. Slojevi tufa su odličan stratigrafski pokazatelj, jer se primenom savremenih metoda određivanja starosti, kao što su 40 Ar/ 39 Ar metoda i U-Pb može pouzdano utvrditi vreme njihovog taloženja.
Proučavanje stena i fosila samo po sebi ima malo značenja osim ako se stavi u odgovarajući kontekst. Njihova starost se mora odrediti da bi se mogle uporediti sa drugim fosilnim vrstama ili stenama iz istog vremenskog perioda. Da bi se odredila relativna starost geoloških događaja sačuvanih u stenama, geolozi su uspostavili niz principa koji se mogu primeniti na sedimentnim i vulkanskim stenama. Relativno datiranje određuje hronološki niz geoloških događaja bez potrebe da se svakom događaju dodeli određena numerička starost. Za određivanje aspolutne starosti (starost izražena u godinama), potrebno je uključiti druge metode kao što je radiometrijsko datiranje. Ove metode koriste radioaktivne elemente koji se prirodno nalaze u različitim vrstama minerala i organske materije. Gde god je moguće, koristi se nekoliko različitih metoda i svaka metoda se ponavlja da bi se potvrdili dobijeni rezultati i poboljšala tačnost. Različite metode imaju svoja ograničenja, posebno u pogledu starosnog raspona koji određuju. Problem koji može nastati sa bilo kojom metodom datiranja je taj što uzorak može biti kontaminiran starijim ili mlađim materijalom i dati lažnu starost. Ovaj problem se može smanjiti pažljivim prikupljanjem uzoraka, rigoroznom unakrsnom proverom i upotrebom novijih tehnika koje mogu datirati uzorke. Za utvrdivanje hronologije erupcija koriste se razne metode, među kojima je i U-Pb metoda datiranjem zrna minerala cirkona iz tufa.
Cirkon je mineral u silicijumskim vulkanskim proizvodima koji se lako može datirati U-Pb metodom. Period poluraspada uranijuma-238 do olova-206 je 4,47 milijardi godina. Serija raspada uranijuma-235 do olova-207 obeležena je vremenom poluraspada od 704 miliona godina. Ove različite stope raspadanja pomažu da datiranje uranijum-olovo učini jednim od najpouzdanijih metoda radiometrijskog datiranja. U severnoj Mađarskoj je sprovedeno detaljno datiranje cirkona na uzorcima prikupljenim iz ignimbrita. Vulkanizam je obuhvatio oko 4 miliona godina, od 18,2 miliona godina do 14,4 miliona godina, kada se dogodilo najmanje osam eruptivnih faza. U okviru ovoga, četiri velika događaja erupcije prepoznata su na 14,358±0,015 miliona godina, 14,880±0,014 miliona godina, 16,816±0,059 miliona godina i 17,055±0,024 miliona godina. Pretpostavlja se da su zahvatili područja širom Panonskog basena i drugde u centralnoj Evropi. Utvrđeno je da su postojala dva intenzivna eruptivna perioda (od 17,5 do 16,2 miliona godina i od 14,9 do 14,4 miliona godina), a razdvojena su relativno dugom (1,3 ± 0,3 miliona godina) pauzom u erupcijama.
Radiometrijska proučavanjem tufa iz Popovačkog basena u centralnoj Srbiji dala su starost od 14,4 ± 0.01 miliona godina (metoda datiranja 40 Ar/Ar 39 40 Ar/39Ar tufa iz jezerskih laporaca). Ovi rezultati u kombinaciji sa drugim metodama pokazuju kada su se dogodile krupne paleogeografske promene na ovom terenu i vreme promena, kao što je prestanak jezerske sredine i transgresija Paratetis mora.
U severoistočnoj Srbiji (okolina Zaječara, Dakijski basen) proučavane su biostratigrafske karakteristike sedimenata iz miocena. Primenjeno je U-Pb radiometrijsko datiranje vulkanskih tufova iz bušotine. Tufovi se nalaze u sedimentnoj slatkovodnoj seriji iznad slojeva uglja (dubina 34m), a dobijena je starost od 16,9 ±0,2 miliona godina (donji miocen - karpat), što je pokazalo najprecizniju starost ovog uglja do sada. Fosilni materijal koji je pronađen u močvarnoj seriji je najverovatnije deponovan tokom jezerske faze kasnog ranog miocena i hronološki se može dovesti u korelaciju sa Paškim, Livanjskim i Sinjskim basenom u okviru Sistema dinarskih jezera. Datiranja tufova u Sinjskom bazenu pokazuje vremenski raspon u kojem se odvijala sedimentacija u slatkovodnoj sredini - od 17.91 ± 0.08 do 15.43 ± 0.05 miliona godina.
Na području Hrvatske proučavani su tufovi iz Banovine, Medvednice, Moslavine i Slavonije. Metoda datiranja 40 Ar/Ar 39 na sanidinima je pokazala da su vulkanske erpucije bile najintenzivnije je u periodu od 17-14,4 miliona godina, odnosno tokom karpata, donjeg i srednjeg badena. Znatno slabija vulkanska aktivnost je konstatovana krajem sarmata, pre oko 12 miliona godina. Fosilna zajednica foraminifera, ostrakoda, nanoplanktona i palinomorfa pokazala je da su tufovi stariji od 15,1 miliona godina taloženi u slatkovodnim ili bočatnim jezerskim sredinama, a oni datirani na 14,8 do 14,4 miliona godina u morskim sredinama. Time je zaključeno da je transgresija mora u Severnohrvatskom basenu nastupila pre oko 15 miliona godina.

Radioaktivna “žarišta” na tragovima fosila

Uranijum se može naći u zemljištu zbog raspadanja stena koje ga sadrže. Podzemne vode takođe mogu izlučiti uranijum iz stene domaćina i transportovati ga kroz porozne stene, kao što su na primer peščari. Organski ostaci, posebno ostaci praistorijskih biljaka, stvaraju hemijski redukcione uslove u sedimentnim stenama. Oni uzrokuju da se joni uranijuma koji se prenose podzemnim vodama talože u organski obogaćenim zonama u peščaru. Organski ostaci koji “hvataju” i koncentrišu minerale uranijuma često uključuju drvo, ali povremeno mogu biti i drugi fosili. Sam fosil može biti radioaktivan, ili okolni sedimenti ili oboje. Dobro su poznati primeri nekih devonskih riba sa severa Škotske, fosile iz jure (Morison u SAD) i tercijarne kosti sisara iz Pakistana.
Zahvaljujući zračenju koje je akumulirano u lobanji jednog dinosarusa i detektora radijacije, 1996. god. otkrivena je nova vrsta Allosaurus jimmadseni, i danas se čuva Prirodnjačkom muzeju u Juti, gde se nalazi najveća svetska zbirka fosila alosaurusa. Skelet fosila je prvobitno pronašao profesor sa Univerziteta u Nebraski, na granici između Kolorada i Jute, 1990. Samo je nedostajala lobanja, važan deo skeleta za određivanje vrste. Dinosaurus je živeo tokom perioda kasne jure, pre 152-157 miliona godina. Ova novootkrivena vrsta ima jedinstvene karakteristike lobanje u poređenju sa drugim alosauroidima, a njegova radiaoktivna lobanja je imala grebene koji su se protezali od rogova do nosa.

Radioaktivni elementi su bili od velike pomoći prilikom istraživanja u pustinji Gobi, gde je pronađeno nekoliko nalazišta visoko radioaktivnog fosilnog materijala različite starosti. Radioaktivni fosili generalno nisu česti, ali mogu biti u izobilju na nekim lokalitetima. Otkriveni su uzorci kostiju različitih dinosaurusa i kornjača iz slojeva gornje krede koji odgovaraju kampanskom ili mastrihtskom katu, zatim uzorci kostiju kornjača i sisara iz paleocenskih slojeva, uzorci kostiju dinosaurusa iz gornje krede koji verovatno odgovaraju turonu, uzorci kostiju sisara iz oligocenskih slojeva, kosti sisara iz miocenskih sedimenata, kosti nosoroga iz pliocena i dr.

Muzeji i radijacija - prošlo je vreme za igru

Naučnici definišu radioaktivnost kao „svojstvo koje poseduju neki elementi ili izotopi spontanog emitovanja energetskih čestica dezintegracijom njihovih atomskih jezgara“. Dok jedni objašnjavaju procese alfa, beta i gama zračenja, poluživote i njihovu primenu, drugi daju uputstva kako se treba hraniti ili zaštiti od opasnosti kojima možemo biti izloženi. Od kako je otkrivena radioaktivnost, čoveku nije trebalo mnogo vremena da pronađe način kako da je iskoristi ne samo u oblasti industrije već i u izradi mnogih predmeta koje danas svrstavamo u kulturno nasleđe. Materijali koji zrače korišćeni su čak i pre nego što su otkrivena štetna dejstva radijacije i ne znamo mnogo kako su se koristili u prošlosti; najčeće su upotrebljavani u dekorativne svrhe ili su ljudi verovali da rešavaju neke zdravstvene tegobe. Poznato je da mnoge istraživačke i kulturne ustanove čuvaju predmete sa opasnim elementima, bilo da su sakupljeni u prirodi ili ih je napravio čovek. Zbog toga se sve češće razmatra kako njima bezbedno upravljati u današnje vreme. Zahvaljujući saznanjima o opasnostima koje neki od njih kriju, ustanove su uvele specijalne mere zaštite ili su ih izdvojile iz svojih zbirki i čuvaju ih na posebnom mestu.
Svet kao da nije razumeo ni posledice događaja iz 1945. kada su SAD detonirale prvu atomsku bombu, pa je samo nekoliko godina kasnije napravljena najopasnija igračka na svetu za sva vremena. Vrlo skupa igračka zvana Gilbertova laboratorija, sa uranijumskom rudom i drugim različitim izvorima radijacije prodavana je između 1951. i 1952. godine. Laboratorija za atomsku energiju je omogućavala deci da izvedu više od 150 eksperimenata da bi se upoznali sa prirodnom radioaktivnošću. Ubrzo je shvaćeno da su deca bila izložena riziku od radijacije i ova laboratorija-igračka je brzo zabranjena. Srećom, vreme za igru je prošlo, pa se nedavno mogla videti na izložbi u muzeju Alster, u Belfastu.
Difenbunker muzej istorije hladnog rata (Kanada) je imao uređaj za merenje nivoa radijacije. Uoči planiranih renoviranja prošle godine, Muzej je angažovao stručnjaka da proveri nivo radijacije. Radijacija je otkrivena, a izvor je bio keramički lonac poznatiji kao Revigator; imao je oblogu od olova i uranijuma i svako ko provede sat vremena u njegovoj neposrednoj blizini, nezaštićen, dobijao bi standardnu prihvaćenu dozu izloženosti radijaciji. Međutim, uređaj nije služio samo kao ukras nego je korišćen za lečenje. Trebalo ga je napuniti vodom i ostaviti preko noći kako bi voda apsorbovala značajnu količinu radijuma. U uputstvu Revigatora je pisalo da se voda može piti osam ili više čaša. Ovakva posuda kao i drugi slični predmeti nalazili su se u mnogim domovima. U 18. i početkom 19. veka „Radijumska voda“ je reklamirana kao zdrav proizvod koji može da izleči artritis, nadimanje i senilnost. Kada su opasni efekti radioaktivnosti konačno otkriveni ranih 1930-ih, zaključeno je da voda pripremljena u Revigatoru nije sadržala nivoe radijuma koji bi izazvali akutno trovanje radijacijom, međutim bila je ispunjena arsenom, olovom, vanadijumom i uranijumom, pa bi njegova dugotrajna upotreba neminovno izazvala razne bolesti. U Rusiji ranog 20. veka, radioaktivna voda je takođe bila veliki hit. Kolekcije širom sveta pokazuju da je dodavanje radioaktivnih materijala koriščeno i za mnoge druge predmete, kao što je kompas obojen radijumom ili predmeti od uranijumskog stakla zbog kojeg sijaju u mraku; veliki je broj predmeta kod kojih je uranijum korićen kao boja (šolje za jaja, krigle za pivo, svećnjaci, činije, dugmad za fioke, pribor za pisanje, lule za duvan, boce za parfeme, posuđe i vaze i dr). U mnogim slučajevima, radioluminiscentni objekti čak i ne emituju upozoravajući sjaj, ne zato što više nisu radioaktivni već zato što su drugi sastojci razoreni u hemijskoj reakciji koja čini da boja sjaji. Na sreću, količine opasnih elemenata su uglavnom male, ali stručnjacu uvek upozoravaju na kumulativnu izloženost i da treba ipak preduzeti mere predostrožnosti. Država je preuzela takve predmete iz muzeja, privatnih kuća i kompanija, i preselila ih u skladišta za radioaktivni otpad.
U SAD, u jugoistočnom Albukerkiju (Meksiko) je 2009. osnovan Muzej radijacije i radioaktivnosti - mesto gde se skladište istorijski radiološki instrumenti. Muzej predstavlja eksponate, obrazovne programe i događaje koji prikazuju istorijski i tehnički kontekst nuklearnog doba. Ovo uključuje prva istraživanja nuklearne energije i razvoj današnje upotrebe tehnologije. Muzej je bio osnovan 1969. kao Atomski muzej, da bi prikazao istoriju razvoja nuklearnog oružja i stvaranje boljih odnosa između vojske i javnosti.
Istraživači sa Teksaškog tehničkog univerziteta, zajedno sa ukrajinskim saradnicima, počeli su da prikupljaju uzorke sa lokaliteta Černobil i okolnih područja 1994. godine; od tada su izveli više od 50 ekspedicija u regionu. Teksaški tehnički fakultet i studenti su autori više od 60 naučnih publikacija koje su rezultat ovog istraživanja. Kolekcija sadrži više od 3.000 uzoraka sisara i genetskih materijala koji su radioaktivni jer su bili izloženi radijaciji. Većina ovih uzoraka prikupljena je iz regiona Černobil, u Ukrajini, gde se 26. aprila 1986. dogodila jedna od najvećih katastrofa u nuklearnoj elektrani na svetu. Ova katastrofa je dovela do ekstremno radioaktivnih lokacija u blizini elektrane, kao i nekih oblasti u Ukrajini, Belorusiji i Rusiji koje su pokazivale različite stepene povišene radijacije.
Jonizujuće zračenje ne može da se vidi ili pomiriše, a većina njegovih efekata se takođe ne može posmatrati okom. Radijacija se može otkriti samo pomoću specijalizovane opreme pa je obučenoj osobi prilično lako da otkrije radioaktivne objekte. Radijacija se meri pomoću jedinice siverta, koja pokazuje količinu koju apsorbuju ljudska tkiva. Jedan sivert je 1.000 milisiverta i 1 milion mikrosiverta. Ljudi su stalno izloženi nekom nivou prirodnog zračenja, ali i malim količinama kao što je tokom vožnje avionom, rendgenskim snimanjem zuba, a većim količinama medicinskim pretragama kao što je CT skeniranje. Razni potrošački proizvodi takođe sadrže radioaktivne materije, srećom ona je niska pa je verovatno da neće premašiti doze prirodnog zračenja. Zbog toga ova tema izaziva interesovanje i široke javnosti, pa se njome sve češće bave stručnjaci u naučnim ustanovama i muzejima sa ciljem da se javnost na bezbedan način upozna sa ovom problematikom. Prirodnjački muzej u Beču je nedavno priredio izložbu o prirodnoj radijaciji; izložbom je prikazana bogata zbirka minerala sa radioaktivnim elementima, pored njih se među ekspanatima našao i deo nuklearnog reaktora. Kompjuterskim programima, vizuelno prikazivanje je omogućilo posetiocima da prate svaku pojedinačnu jonizujuću česticu koja putuje kroz senzor i lako da posmatraju tipične oblike svih glavnih tipova čestica koji se javljaju u prirodnoj sredini.

Zone opasnosti od radiaktivnih predmeta u zbirkama

Uzorci prikupljeni za proučavanje najčešće ne emituju dovoljno zračenja da bi imali štetne efekte na radnom mestu. Međutim, zbirke često sadrže neproučene i neidentifikovane primerke ili primerke nepoznatog porekla (dobijeni poklonom), što znači da postoji mogućnost da neki od njih emituju zračenje. Njihove mineralne komponente treba da budu identifikovane naučnim analitičkim metodama, mada se za najbrži način detektovanja zračenja može koristiti Gajger-Milerov brojač.
Radijacija može biti značajna opasnost po zdravlje, a sama pomisao na rad sa materijalom koji zrači i reaguje na Gajger-Milerov brojač kod zaposlenih može izazvati nemir. Zračenje može izazvati različite zdravstvene efekte. Deterministički efekti na zdravlje su predvidljivi, javljaju se iznad određenog praga i rastu proporcionalno sa količinom izloženosti zračenju. Za veoma visoke doze zračenja iznad određenih pragova se zna da izazivaju opekotine kod svih. Stohastički efekti su oni uzrokovani zračenjem koji se javljaju kod nekih ljudi, a ne kod drugih, npr. neke vrste kancera. Pošto su ovi efekti nepredvidljivi, nemoguće je postaviti siguran prag za izloženost radijaciji. U praksi to znači da ljudi koji rade sa radioaktivnim predmetima moraju da održavaju izloženost na najnižem mogućem nivou.
Radioaktivni geološki uzorci spadaju u nekoliko grupa. Neki fosili sadrže određene doze radioaktivnosti, dok neki minerali i stene sadrže uranijum i torijum kao osnovne sastojke. Oni su crne ili braon boje, retko formiraju dobre kristale i veoma ih je teško prepoznati okom. Visok odnos U/Th prema drugim elementima znači da su oni „najtopliji“ među radioaktivnim mineralima. Postoje i „Sekundarni“ minerali koji nastaju trošenjem i promenom primarnih minerala i uključuju karbonate, sulfate, fosfate, arsenate, vanadate i silicate, a sadrže uranijum i druge elemente. Lakše se identifikuju golim okom i najčešće su su jarke zelene, žute ili narandžaste boje. Obično formiraju prevlake, ali mogu razviti dobre kristale.
Minerali koji sadrže uranijum i torijum stvaraju gasovite produkte raspadanja: radon i toron. Kolekcije minerala mogu potencijalno da generišu značajne količine gasa radona koji bi mogao predstavljati rizik od zračenja pri udisanju. U slabo provetrenim i zatvorenim prostorijama, radon se može nagomilati do nivoa koji, uz dugotrajno izlaganje, može dovesti do ozbiljnih zdravstvenih problema. Ovi uslovi se retko javljaju na radnom mestu i ne postoje zakonska ograničenja za izloženost na radnom mestu. Ipak, postoji nekoliko jednostavnih koraka koje treba preduzeti da biste smanjili potencijalni rizik: opremanje prostorije opremom za detekciju radona, obeležavanje prostorije sa oznakama za opasne materije, provetravanje prostorija i dr.

Faktori koji utiču na dozu zračenja iz muzejskih predmeta

Vlade mnogih zemalja su uspostavile ili revidirale zakone koji regulišu jonizujuće zračenje na radnom mestu, a kao odgovor na to muzeji su preduzeli odgovarajuće mere. Muzeji sarađuju sa savetnikom za zaštitu od radijacije, analiziraju i razdvajaju radioaktivne primerke. Prirodnjački muzej u Londonu je smatrao da je očistio galeriju od radioaktivnog kamenja nakon velikog čišćenja 1970-ih. Ali tokom promene nadzornika zaštite od zračenja u galeriji 1999. godine, dozimetar je počeo da registruje neočekivane promene. Ipak, Muzej je držao galeriju otvorenu za posetioce još nekoliko meseci. Iako posetioci ne provedu mnogo vremena da bi primili visoku dozu zračenja, informacije da minerali sadrže uranijum i torijum su uznemirile javnost. Muzej je  2001. godine objavio da su preduzete sve mere da se ukloni radioaktivni materijal iz galerija minerala i iz celog muzeja, i ponovo pozvao posetioce.

Od oko 85.000 uzoraka uskladištenih u fiokama i ormarićima Nacionalne petrološke referentne zbirke na Novom Zelandu utvrđeno je da 31 sadrži nivoe radijacije iznad pozadinskg (kosmičkog), a za 73 je utvrđeno da sadrži vidljivu površinsku ekspresiju azbestiformnih minerala (hrizotil, amfibol) mineral koji se zbog svoje strukture lako površinski raspadaju i mogu dospeti u vazduh. Identifikovali su i izmerili uzorke radioaktivnih i azbestnih stena i uspostavili odgovarajuće standardne procedure za njihovo bezbedno upravljanje, skladištenje i rukovanje.
Stručnjaci smatraju da rizik od izlaganja određenoj kolekciji treba ozbiljno shvatiti i primenirti strategiju upravljanja koja odgovara nivou rizika. Upravljanje radioaktivnim uzorcima podrazumeva vođenje odgovarajuće dokumentacije o uzorcima i jasno obeležene etikete. Važno je biti svestan potencijala radioaktivnosti, razumeti u kakvom je kontekstu došlo do izlaganja radijaciji i preduzeti korake da se izbegne nepotrebno izlaganje.
Doze zračenja od rada sa objektima zavise od nekoliko faktora, uključujući tip predmeta, gde se nalazi radioaktivni deo, radionuklid i vrsta emisije, vreme provedeno sa radioaktivnim izvorom, udaljenosti od izvora i deo tela koji je izložen zračenju, tipa radnih zadataka, načina rukovanja sa materijalom itd. Na primer, osoblje koje radi u skladištu veoma blizu radioaktivnih objekata može biti izloženo gama i beta zračenju čak i bez dodirivanja uzoraka. Srećom, čak i na metar udaljenosti od radioaktivnih objekata nivo gama je mnogo niži i beta zračenje je značajno smanjeno. Direktno rukovanje predmetima daje mnogo veću dozu. Preporučljivo je nošenje zaštitnih maski i rukavica. Pored toga, sledeće mere predostrožnosti uvek treba koristiti kada se radi sa radioaktivnim uzorcima: ograničiti veličinu uzorka da bi se smanjili količinu emitovanog zračenja, čuvati uzorak u zapečaćenoj, providnoj i obeleženoj posudi kako bi se mogao identifikovati bez dodatnog rukovanja, s odgovarajućim znakovima upozorenja, ograničiti izlaganje prašini od radioaktivnih uzoraka, posebno tokom pripreme itd.

Važno je zapamtiti da uzorci minerala i stena i drugi predmeti obično sadrže mešavinu različitih minerala. Shodno tome, radioaktivni minerali se mogu pojaviti bilo gde u geološkoj kolekciji i obično je preporučljivo da se čitava kolekcija ispita zbog potencijalnih radioaktivnih uzoraka. Veštački materijali i artefakti pronađeni u geološkim i drugim zbirkama takođe mogu biti radioaktivni. Količine opasnih elemenata su uglavnom male, ali kumulativnu izloženost u odnosu na dozvoljenu količinu zračenja ne treba potcenjivati i neophodno je primeniti odgovarajuće mere zaštite.

Dr Gordana Jovanović

Kompletni tekstove sa slikama i prilozima potražite u magazinu
"PLANETA" - štampano izdanje ili u ON LINE prodaji Elektronskog izdanja
"Novinarnica"