Αντιύλη από μπανάνες, Antimatter from bananas

Μια μέση μπανάνα παράγει, μέσω των ραδιενεργών διασπάσεων του στοιχείου Κάλιο-40 που περιέχει, ένα ποζιτρόνιο κάθε 75 λεπτά! Bananas Emit Antimatter Almost Every 75 Minutes!

Mπορούμε να ανιχνεύσουμε παντού ραδιενέργεια στο περιβάλλον μας – χωρίς αυτή να οφείλεται σε πυρηνικά ατυχήματα … ακόμη και σε μια μπανάνα (!).

Οι μπανάνες περιέχουν το ραδιενεργό ισότοπο κάλιο-40, που αποτελεί ένα πολύ μικρό ποσοστό του φυσικού καλίου. Το κάλιο-40 εκπέμπει ραδιενέργεια β+ . Όταν διασπάται ένας πυρήνας Καλίου-40, συνήθως εκπέμπεται ένα ποζιτρόνιο. Το ποζιτρόνιο όμως δεν είναι τίποτε άλλο παρά, το αντισωματίδιο του ηλεκτρονίου, δηλαδή αντιύλη !

Ενεργειακό διάγραμμα της διάσπασης του Καλίου-40.

Κάθε άνθρωπος βομβαρδίζεται από μια πληθώρα ειδών ακτινοβολίας: ακτίνες γάμμα, σωματίδια άλφα, νετρίνα, μιόνια κ.ά. Υπολογίζεται πως ένας μέσος άνθρωπος λαμβάνει κάθε χρόνο 360 μιλιρέμ ακτινοβολίας (το μιλιρέμ είναι δείκτης απορρόφησης ακτινοβολίας) κατά μέσο όρο, που ισοδυναμεί με την ακτινοβολία που λαμβάνουμε από 36 ακτινογραφίες.

Τα 200 μιλιρέμ, προέρχονται από το ουράνιο που υπάρχει σχεδόν παντού στη φύση σε μικρές ποσότητες, το οποίο παράγει ένα άοσμο και άχρωμο αέριο, το ραδόνιο. Εκτός από περιπτώσεις που υπάρχουν αυξημένες ποσότητες ραδονίου σε οικίες και κλειστούς χώρους, οι ποσότητες ραδιενέργειας που λαμβάνουμε από το ραδόνιο δεν είναι επικίνδυνες για τον ανθρώπινο οργανισμό.

Το επόμενο αίτιο για την ακτινοβολία που δεχόμαστε είναι οι ακτινογραφίες, και οι υπόλοιπες ιατρικές εξετάσεις που χρησιμοποιούν ακτίνες. Στην επόμενη θέση όμως βρίσκονται όλα τα κοινά αντικείμενα που χρησιμοποιούμε καθημερινά: τα ρούχα που φοράμε, το χαρτί από τις εφημερίδες που διαβάζουμε, ακόμη και το φαγητό μας.

Για παράδειγμα, κάθε ζωντανός οργανισμός χρειάζεται κάλιο. Περίπου ένα άτομο καλίου στα 8.550 είναι το ραδιενεργό στοιχείο κάλιο-40. Το κάλιο-40 διασπάται πολύ σπάνια, κάθε ένα δισεκατομμύριο χρόνια, ωστόσο μεγάλες ποσότητες ατόμων καλίου σημαίνει και αυξημένη πιθανότητα διάσπασης ενός από αυτά.

Έτσι, οι μπανάνες που έχουν μεγάλη συγκέντρωση καλίου είναι ένα από τα πιο «ραδιενεργά» φαγητά. Υπολογισμοί δείχνουν πως μια μέση μπανάνα, παράγει μέσω ραδιενεργών διασπάσεων ένα ποζιτρόνιο (το αντισωματίδιο του ηλεκτρονίου) κάθε 75 λεπτά! 

A positron is basically the opposite of an electron. It has the same mass as an electron, but a positive charge instead of a negative one. It is the electron’s antimatter doppelgänger.

Τα ποζιτρόνια αυτά αλληλεπιδρούν με την ύλη και εξαϋλώνονται, απελευθερώνοντας ακτίνες γάμμα και άλλες ακτινοβολίες. Με αυτό τον τρόπο, φυσική που για να παρατηρηθεί αλλού χρειάζονται εξεζητημένα και ακριβά πειράματα, μπορεί να συμβαίνει μέσα στον ίδιο μας το οργανισμό, αν και πολύ πιο σπάνια.

Αξίζει να σημειωθεί πως η ποσότητα ακτινοβολίας που λαμβάνουμε από τέτοια φαγητά είναι ελάχιστη και σε καμία περίπτωση επικίνδυνη, ενώ το κάλιο είναι απαραίτητο για την υγεία μας. Ωστόσο, όταν κανείς καταναλώσει 600 περίπου μπανάνες, έχει δεχτεί ακτινοβολία ίση με μία ακτινογραφία!

Στην τελευταία θέση από τις ακτινοβολίες που δεχόμαστε από το περιβάλλον, είναι η κοσμική ακτινοβολία: κυρίως πρωτόνια και σωματίδια άλφα που έρχονται από το διάστημα. Σε όσο μεγαλύτερο υψόμετρο μένουμε τόσο μεγαλύτερη είναι και η ακτινοβολία που δεχόμαστε, ενώ σε κάθε ταξίδι με αεροπλάνο διάρκειας έξι ωρών που κάνουμε, λαμβάνουμε περίπου 2 μιλιρέμ παραπάνω.

Άλλες πηγές ακτινοβολίας μπορεί να είναι οι πυρηνικές δοκιμές σε κάποιο απομακρυσμένο μέρος του πλανήτη (1 μιλιρέμ) ή η σύγκρουση ενός νετρίνου με κάποιο άτομο του οργανισμού μας, ένα σπάνιο φαινόμενο που προκαλεί κάθε ένα εκατομμύριο χρόνια όση ακτινοβολία δεχόμαστε από μία μπανάνα! Τέλος, το αν κοιμάμαστε μαζί με κάποιον τα βράδια, προσθέτει άλλο ένα μιλιρέμ ετήσιως!

Ακόμη και το ανθρώπινο σώμα εκπέμπει ραδιενέργεια. Χρησιμοποιώντας το μέγεθος της ενεργότητας - [Eνεργότητα είναι ο αριθμός διασπάσεων ανά μονάδα χρόνου και το 1 Bq (Μπεκερέλ) είναι ίσο με μία διάσπαση ανά δευτερόλεπτο] - τα ραδιοϊσότοπα που έχουν βρεθεί σε ανθρώπινα σώματα κατατάσσονται κατά σειρά μειούμενης ενεργότητας ως εξής:

Κάλιο-40,

Άνθρακας-14,

Τρίτιο (υδρογόνο-3),

Ρουβίδιο-87,

Στρόντιο-90,

Μόλυβδος-228,

Πολώνιο-210,

Ράδιο-226,

Μόλυβδος-228,

Πολώνιο-210,

Ουράνιο-238.

Το Κάλιο-40 και ο Άνθρακας-14 στο ανθρώπινο σώμα έχουν ενεργότητα 480 και 322 Bq (Μπεκερέλ), ενώ το ουράνιο-238, 0,096 Bq. 

Τα δεδομένα αυτά είναι από J. Shapiro, “Radiation protection”, 1990, Harvard Press.