Bananowy ekwiwalent
Bananowy ekwiwalent (ang. banana equivalent dose, BED) – nieformalna jednostka miary promieniowania jonizującego, mająca służyć jako przykład edukacyjny, pozwalający porównać daną dawkę radioaktywności z dawką, na którą jest się narażonym, jedząc jednego banana. Banany zawierają naturalnie występujące izotopy radioaktywne, zwłaszcza potas-40 (40K). Jeden BED szacuje się jako wielkość zbliżoną do 10-7 siwerta (0,1 μSv). Potas z żywności jest wydalany z moczem i nie kumuluje się w organizmie[1], toteż BED ma znaczenie wyłącznie edukacyjne i nie jest formalnie przyjętym pomiarem promieniowania.
Historia
[edytuj | edytuj kod]Autorstwo terminu jest niepewne, aczkolwiek wczesną wzmiankę można znaleźć na liście mailingowej RadSafe dotyczącej bezpieczeństwa jądrowego w 1995 roku, gdzie Gary Mansfield z Lawrence Livermore National Laboratory wspominał, że odkrył przydatność BED jako „bardzo użytecznego przy wyjaśnianiu pojęcia nieskończenie małej dawki (i nieskończenie małego ryzyka) społeczeństwu”[2]. Wyliczył on wówczas, że spożycie 150-gramowego banana wiąże się z przyjęciem dawki promieniowania o sile około 0,1 μSv[2].
Zastosowanie
[edytuj | edytuj kod]BED stanowi jednostkę nieformalną, więc wszelkie równoważności są z konieczności przybliżone; zwrócono uwagę na jej przydatność dla edukowania szerszych grup odbiorców nt. radioaktywności[2].
Narażenie na promieniowanie wynikające ze spożycia banana wynosi około 1% średniej codziennej ekspozycji na promieniowanie, odpowiadającej zatem 100 BED. Maksymalny dozwolony wyciek promieniowania dla elektrowni jądrowej odpowiada 2500 BED (250 μSv) rocznie, podczas gdy tomografia komputerowa klatki piersiowej dostarcza 70 000 BED (7 mSv). Nagła śmiertelna dawka promieniowania wynosi około 35 000 000 BED (3,5 Sv, 350 rem). Osoba mieszkająca ok. 16 km od reaktora jądrowego Three Mile Island otrzymała przeciętnie 800 BED ekspozycji na promieniowanie podczas incydentu w Three Mile Island w 1979[4].
Obliczanie dawki
[edytuj | edytuj kod]Źródło radioaktywności
[edytuj | edytuj kod]Głównym naturalnym źródłem radioaktywności w tkance roślinnej jest potas: 0,0117% naturalnie występującego potasu to niestabilny izotop potasu-40. Izotop ten rozpada się z okresem półtrwania około 1,25 miliarda lat (4×1016 sekund). W związku z tym radioaktywność naturalnego potasu wynosi około 31 bekereli/gram (Bq/g), co oznacza, że w jednym gramie pierwiastka około 31 atomów rozpada się w każdej sekundzie[5]. Ponieważ przeciętny banan zawiera około pół grama potasu[6], będzie miał aktywność około 15 Bq[7]. Mimo że radioaktywność pojedynczego banana jest znikoma z punktu widzenia medycyny czy środowiska, to ciężarówka załadowana bananami może wywołać fałszywy alarm podczas kontroli na bramkach dozymetrycznych służących do wykrywania możliwego przemytu materiałów jądrowych[8].
Dawkę przyjętą z połkniętego materiału określa się jako „dawkę obciążającą” (ang. committed dose). Opierając się na wyliczeniach Agencji Ochrony Środowiska Stanów Zjednoczonych (EPA) dla dawki obciążającej przy spożyciu czystego potasu-40[9], można przyjąć, że jeden BED wynosi około 0,078 μSv. Z kolei biorąc za podstawę wartości dawki obciążającej potasu-40 przyjęte przez Międzynarodową Komisję Ochrony Radiologicznej[10], należałoby uznać wartość BED jako ok. 0,096 μSv. W nieformalnych publikacjach szacunek ten zaokrągla się do 0,1 μSv[3].
Krytyka
[edytuj | edytuj kod]Niektórzy autorzy zwracają uwagę na bezsensowność koncepcji bananowego ekwiwalentu, argumentując, że spożycie banana nie zwiększa ekspozycji na radioaktywny potas[11][12][1]. Dawka obciążająca w ludzkim organizmie w wyniku spożycia banana nie kumuluje się i nie wzrasta, ponieważ ilość potasu (a więc także 40K) w ludzkim ciele utrzymuje się na stałym poziomie w wyniku homeostazy[13][14]; w związku z tym wszelki nadmiar wchłonięty wraz z pożywieniem jest szybko wydalany[11][2].
Dodatkowa ekspozycja na promieniowanie spowodowana zjedzeniem banana trwa tylko przez kilka godzin po spożyciu, tj. przez czas, jaki jest potrzebny do przywrócenia prawidłowej zawartości potasu w organizmie przez nerki. Z kolei wyliczenia dawki obciążającej 40K EPA zakładały dłuższy, 30-dniowy okres potrzebny na pozbycie się przez organizm nadmiaru radioaktywnego izotopu[13]. Ekspozycja wynikająca ze spożycia banana mieści się w rzędach wielkości podobnych co ta wynikająca z naturalnej obecności potasu w organizmie człowieka, w ilościach ok. 2,5 grama na kilogram[15], co implikuje promieniowanie rzędu ok. 5400 Bq, przez całe dorosłe życie człowieka.
Radioaktywność innych produktów spożywczych
[edytuj | edytuj kod]Inne pokarmy bogate w potas (a więc w 40K) to między innymi ziemniaki, fasola, nasiona słonecznika i orzechy[16][17]. Orzechy brazylijskie (oprócz tego, że są bogate w 40K) mogą również zawierać rad, o mocy promieniowania do 444 Bq na kilogram[18][19]. Tytoń zawiera śladowe ilości toru, polonu i uranu[20][21].
Przypisy
[edytuj | edytuj kod]- ↑ a b Paul Frame, General Information About K-40, Oak Ridge Associated Universities. Accessed 6 October 2021.
- ↑ a b c d Lista mailingowa RadSafe: oryginalny post oraz wątek
- ↑ a b Randall Munroe, Radiation Dose Chart [online], xkcd, 19 marca 2011 [dostęp 2022-11-25].
- ↑ Three Mile Island Accident [online] [zarchiwizowane z adresu 2015-12-17], Cytat: ...The average radiation dose to people living within 10 miles of the plant was 0.08 millisieverts....
- ↑ Supian Bin Samat, Stuart Green, Alun H. Beddoe, The 40K activity of one gram of potassium, „Physics in Medicine and Biology”, 42 (2), 1997, s. 407–13, DOI: 10.1088/0031-9155/42/2/012, PMID: 9044422, Bibcode: 1997PMB....42..407S.
- ↑ All About Banana Potassium [online], chiquitabananas.com [zarchiwizowane z adresu 2011-08-14], Cytat: ...the average banana contains about 422 mg of potassium....
- ↑ Tom Watson, Radioactive Banana! Peeling Away the Mystery [online], 26 lutego 2012 [zarchiwizowane z adresu 2019-12-22].
- ↑ Tyson Gustafson, Radiological and Nuclear Detection Devices [online], Nti.org, 2007 [dostęp 2022-11-29].
- ↑ Federal Guidance Report No. 11, US Enviromental Protection Agency, 1988.
- ↑ Compendium of Dose Coefficients based on ICRP Publication 60 [online], ICRP, 2012.
- ↑ a b Maggie Koerth-Baker, Bananas are radioactive — But they aren't a good way to explain radiation exposure [online], 27 sierpnia 2010 [dostęp 2022-11-25].
- ↑ Gordon Edwards, About Radioactive Bananas" [online], Canadian Coalition for Nuclear Responsibility [dostęp 2022-11-25].
- ↑ a b U. S. Environmental Protection Agency, Federal Guidance Report 13 [online], 1999, s. 16, Cytat: For example, the ingestion coefficient risk for 40K would not be appropriate for an application to ingestion of 40K in conjunction with an elevated intake of natural potassium. This is because the biokinetic model for potassium used in this document represents the relatively slow removal of potassium (biological half-time 30 days) that is estimated to occur for typical intakes of potassium, whereas an elevated intake of potassium would result in excretion of a nearly equal mass of natural potassium, and hence of 40K, over a short period..
- ↑ Merril Eisenbud, Thomas F. Gesell, Environmental radioactivity: from natural, industrial, and military sources, Academic Press, 1997, 171–172], ISBN 978-0-12-235154-9, Cytat: It is important to recognize that the potassium content of the body is under strict homeostatic control and is not influenced by variations in environmental levels. For this reason, the dose from 40K in the body is constant..
- ↑ Thomas J. Glover, Pocket Ref, wyd. 3, Sequoia, 2003, s. 324, LCCN 2002091021.
- ↑ Environmental and Background Radiation [online], Health Physics Society [zarchiwizowane z adresu 2013-07-21] (ang.).
- ↑ U.S. Department of Energy, Internal Exposure from Radioactivity in Food and Beverages [zarchiwizowane 2010-05-27].
- ↑ Brazil Nuts [online], Museum of Radiation and Radioactivity [dostęp 2022-11-26].
- ↑ Natural Radioactivity [online], The Radiation Information Network (Idaho State University) [dostęp 2022-11-26].
- ↑ Mahabir Nain i inni, Estimation of radioactivity in tobacco, „Indian Journal of Pure & Applied Physics”, 48 (11), 2010, s. 820–822.
- ↑ N. Abd-el Azis, A.E.M. Khater, H.A. Al-Sewaidan, Natural radioactivity contents in tobacco, „International Congress Series”, 1276, 2005, s. 407–408, DOI: 10.1016/j.ics.2004.11.166.
Linki zewnętrzne
[edytuj | edytuj kod]- What to know before you go bananas about radiation [online], University of California, 2017 [dostęp 2022-11-26] (ang.).
- Michael Blastland, Go Figure: What bananas tell us about radiation [online], BBC News, 2011 [dostęp 2022-11-26] (ang.).