När lämpliga försiktighetsåtgärder vidtas, radioaktiva ämnen är extremt säkra att använda. Men vad händer om de läcker ut i miljön på ett okontrollerat sätt? Då blir det avgörande att ta reda på vilken dos strålning människor kan ha absorberat. Tyvärr, den genomsnittliga personen har inte en strålningsdosimeter. Institute of Nuclear Physics PAS har en ny lösning på detta problem - och det finns i din första hjälpenkit.

Joniserande strålning finns överallt. Den når oss från djupa rymden, från solen, det avges av stenar, byggmaterial och till och med våra kroppar. Det används framgångsrikt inom vetenskap, medicin och industri, särskilt inom energisektorn. Dock, ibland ökar strålningens intensitet avsevärt när naturkrafter förstör den skyddande infrastrukturen i en reaktor eller till följd av mänsklig vårdslöshet. I sådana situationer, den kunskap som presenteras i IEEE -sensorer tidskrift av forskare från Institute of Nuclear Physics of the Polish Academy of Sciences (IFJ PAN) i Krakow kan vara till hjälp. I praktiken, det översätts till en enkel rekommendation:i en strålningssituation, stoppa några uppackade smärtstillande medel i fickan eller ryggsäcken och ta inte ut dem i dagsljuset.

"När joniserande strålning i miljön plötsligt ökar, många problem uppstår. Deras natur kan lätt förstås i analogi med pandemin, "säger Dr Anna Mrozik (IFJ PAN), och fortsätter att förklara:"Vi förlorar kampen mot coronaviruset när det är för många människor i behov. Först, det är brist på ventilatorer, då är alla sjukhussängar upptagna, och slutligen kan läkare inte hjälpa alla patienter. Situationen är något liknande för händelser som involverar joniserande strålning. I detta fall, en av de största utmaningarna är den omedelbara bristen på utrustning, främst dosimetrar. Medicinsk hjälp skulle vara effektivt om människor initialt kunde separeras beroende på strålningsdosen som absorberades av dem. Dock, den absorberade dosen är inte känd av offren själva, eftersom få människor har tillgång till personliga dosimetrar. Och det är inte möjligt att trolla fram tusentals dosimetrar direkt och fördela dem bokstavligen på några minuter bland befolkningen, särskilt om hotet inträffar plötsligt och över ett stort område. "

Nöddosimetri behandlar metoder för att mäta strålningsdoser som är provisoriska men tillräckligt tillförlitliga för medicinska ändamål. I de tidiga stadierna av dess utveckling, tegel eller takpannor tagna från byggnader i ett riskområde analyserades. Dessa dagar, akut dosimetri blir mer och mer personlig:försöker använda föremål som människor bär med sig hela tiden, eftersom dessa utsätts för samma strålningsdos som deras ägare.

En smartphone, till exempel, kan användas som en nöddosimeter. Tyvärr, i denna roll fungerar det annorlunda än en lekman skulle förvänta sig. Tillförlitlig bedömning av strålningsdosen med en smartphone är möjlig eftersom några av dess delar är gjorda av material med goda dosimetriska egenskaper. Dessa inkluderar displayglas och aluminiumoxid (Al2O3) som används i motstånd. Dock, dessa material måste analyseras med hjälp av specialiserad laboratorieutrustning. Displayen måste brytas och de mikroskopiska motstånden måste demonteras försiktigt och förstöras för att extrahera materialet som fyller dem. Förberedelserna är mödosamma och tidskrävande, som ifrågasätter metodens användbarhet under förhållandena vid en verklig strålningsolycka, särskilt en i stor skala. Dessutom, beröva en person som riskerar ett verktyg som kan användas för att ringa efter hjälp för sig själv eller andra, att kontakta sin familj, eller att få information om den nuvarande situationen är en dålig och potentiellt farlig idé.

Eftersom förstörelsen av en värdefull och användbar enhet inte verkar vara den optimala lösningen, forskare från Institute of Nuclear Physics i PAS bestämde sig för att kontrollera vilket material som är tillgängligt för alla som kan uppfylla kriterierna för akut dosimetri.

"I vårt institut hanterar vi självlysande akut dosimetri tekniker:termoluminescens eller optiskt stimulerad luminescens. I det första fallet, material stimuleras att lysa genom uppvärmning; på sekunden, det görs med ljus med en specifik våglängd, oftast blå. Ett material är en bra kandidat för en dosimeter när, efter stimulering, den börjar lysa med en högre intensitet ju större strålningsdos den har utsatts för. Detta beroende mellan luminescenssignalen och den absorberade dosen bör vara så linjär som möjligt, "förklarar professor Pawel Bilski (IFJ PAN), den andra författaren till artikeln i IEEE -sensorer .

De krakowbaserade forskarnas uppmärksamhet drogs till läkemedel, särskilt populära smärtstillande medel, som är en obligatorisk del av varje hem för första hjälpen -kit och kan också hittas i många kvinnors handväskor. Deras stora fördel är det faktum att människor bär dem dagligen, precis som man ska göra med dosimetrar. Dessutom, dessa läkemedel har en välkänd sammansättning (i motsats till, till exempel, klädväven) och är vanligtvis hermetiskt förseglade, skyddad mot fukt och ljus - faktorer som är mycket skadliga ur dosimetri. Allt detta innebär att läkemedelsanalysförfarandena för dosimetri enkelt kan standardiseras. Dessutom, förberedelserna för tester går snabbt:allt du behöver göra är att packa upp surfplattan och krossa den - och ingen kommer att protestera. Trots allt, värdet på en enda tablett är försumbar, och det finns vanligtvis flera tabletter i förpackningen.

"Eftersom smärtstillande medel har så många fördelar som dosimetrar, vi tittade på egenskaperna hos flera av dem. Det visade sig att när den utsattes för optiskt stimulerad luminescens, de avger en ganska stark signal, mer eller mindre proportionell mot den absorberade dosen av joniserande strålning - vilket är exakt vad som krävs för att göra en tillförlitlig mätning. Smärtstillande medel baserade på ibuprofen och paracetamol visade högst känslighet, "säger Dr Mrozik.

Vilket ämne är ansvarigt för smärtstillande luminescens? Svaret är ännu inte känt. Fysiker från IFJ PAN tänker identifiera det, eftersom detta skulle göra det möjligt att välja de läkemedel som är bäst lämpade för dosimetriska ändamål mer effektivt.

Den senaste forskningen från Krakow ger ett enkelt råd som är värt att komma ihåg:om du befinner dig i en strålningssituation, ta med dig några uppackade smärtstillande medel, helst i fickan där de skyddas från dagsljusets skadliga effekter. Det är en liten sak, men i en kritisk situation kommer det att göra det möjligt för medicinska tjänster att hjälpa dig mer effektivt.