SAD ima oko 5.500 komada nuklearnog oružja, dok Rusija ima oko 6.000, prema Federaciji američkih naučnika. Drozdenko je rekao da su američke nuklearne jedinice općenito imale eksplozivne snage ekvivalentne oko 300 kilotona TNT-a, dok su ruske nuklearke imale tendenciju da se kreću od 50 do 100 kilotona do 500 do 800 kilotona, iako svaka zemlja ima snažnije nuklearno oružje.
„Moderno oružje je 20 do 30 puta snažnije od bombi bačenih na Hirošimu i Nagasaki“, rekao je Drozdenko, dodajući: „Ako bi SAD i Rusija pokrenule sve što su imale, to bi potencijalno mogao da bude kraj civilizacije“.
Jedno nuklearno oružje može lako uništiti cijeli grad, rekla je za Insider Kathryn Higley, profesorica nuklearnih nauka na Državnom univerzitetu Oregon.
„Zaista je teško reći ‘Pa, ovaj grad će opstati, a taj neće’, dodala je. “Vrlo, veoma zavisi od veličine oružja, kako topografija izgleda, gde je detoniraju, ko je uz vetar, ko niz vetar.”
Kada nuklearna bomba udari, ona pokreće bljesak svjetlosti, ogromnu narandžastu vatrenu kuglu i udarne valove koji ruši zgradu. Ljudi u centru eksplozije (u krugu od pola milje za bombu od 300 kilotona) mogli bi odmah poginuti, dok bi ostali u blizini mogli zadobiti opekotine trećeg stepena. Nuklearna eksplozija od 1.000 kilotona mogla bi izazvati opekotine trećeg stepena na udaljenosti do 5 milja(8 km), opekotine drugog stepena do 6 milja i opekotine prvog stepena do 7 milja, prema jednoj procjeni AsapSciencea. Ljudi udaljeni do 53(85 km) milje također mogu doživjeti privremeno sljepilo.
“Recimo da ste u gradu i da ste dovoljno udaljeni od centra eksplozije da ne dobijete smrtonosnu dozu radijacije – vrlo je vjerovatno da ćete se povrijediti od zgrade koja pada ili ćete imati opekotine trećeg stepena veliki dio vašeg tijela”, rekao je Drozdenko, dodajući: “Nema dovoljno praznih kreveta za opekotine u svim Sjedinjenim Državama da bi se izdržao čak ni jedan nuklearni napad na jedan grad u SAD-u.”
Nuklearne eksplozije također proizvode oblake prašine i radioaktivnih čestica nalik pijesku koje se raspršuju u atmosferu – što se naziva nuklearnim padavinama. Izloženost ovim ispadima može dovesti do trovanja zračenjem, koje bi moglo oštetiti tjelesne stanice i biti fatalno.
Fallout može blokirati sunčevu svjetlost, uzrokujući drastičan pad temperatura i skraćujući sezonu rasta za osnovne usjeve. Drozdenko je rekao da bi proizvodnja usjeva mogla biti drastično promijenjena decenijama, što bi na nekim mjestima rezultiralo glađu.
Ako nuklearno oružje pogodi Washington, DC, moglo bi ubiti oko 300.000 ljudi.
Ako bi nuklearno oružje od 300 kilotona pogodilo grad veličine Washingtona, DC, mnogi stanovnici ne bi preživjeli, a neki stanovnici u blizini suočili bi se s razornim ozljedama.
“Smrtonosna doza radijacije pokrila bi veći dio grada i nešto malo u Virdžiniji”, rekao je Drozdenko. „Termičko zračenje, vrućina, otići će sve do dijelova Marylanda, malo dalje u Virdžiniju, a svi ti ljudi u tom području će imati opekotine trećeg stepena.“
„Što je veće oružje, veći je radijus“, rekla je.
Ispadanje nuklearne bombe zavisi i od toga kako zemlja odluči da je detonira.
Ako bi oružje pogodilo kopno, eksplozija bi proizvela više radioaktivnih padavina jer bi se prljavština i drugi materijali bacali u atmosferu. Ali ako bi neka zemlja detonirala bombu u vazduhu, udarni talasi bi se odbijali od tla i pojačavali jedan drugog, rekao je Drozdenko, što bi rezultiralo mnogo većom površinom uništenja. Ovaj “zračni udar” također bi mogao poslati radioaktivne materijale do 50 milja u atmosferu, prema Agenciji za zaštitu životne sredine.
Zemlje se oslanjaju na simulacije i testove oružja da bi predvidele ove efekte, ali je teško znati kako bi se savremeni nuklearni napad odigrao u stvarnom životu.
“Uopšte ne postoji istorijski presedan za ovo”, rekao je Drozdenko, dodajući: “Jedini put kada je nuklearno oružje korišteno u sukobu je Drugi svjetski rat.”
Gotovo svi gasovi se zagrijavaju kada se komprimiraju. Što je kompresija tvrđa i brža, to topliji plin postaje, dovoljno vruć da upali vatu ili druge zapaljive materijale. Dizel motori rade na isti način: nemaju svjećice; umjesto toga, mješavina goriva i vazduha se pali kompresijom dok se cilindar zatvara.
Možda najviše iznenađuje činjenica da ovaj isti princip objašnjava i kako jaki eksploziv radi. Oni se nazivaju “jakim”, jer se njihova eksplozivna reakcija širi kroz supersonični talas pritiskom koji putuje mnogo brže od običnog spaljivanja, što ih čini daleko moćnijim od slabih eksploziva kao što je barut. Svaki uzastopni komad materijala u visokom eksplozivu zapali se kada se pritisne i zagrije zarobljene mikroskopske mjehuriće plina. Kada se proizvode bez mjehurića, čak i izuzetno snažni eksplozivi mogu biti nemogući detonirati. Bez gasa za kompresiju, nema načina da talas detonacije zagrije susjedna područja.
Na primjer, eksplozivne smijese ANFO (amonijum-nitrat / gorivo), koje se obično koriste u rudarstvu, ne sadrže prirodno dovoljno zarobljenog gasa, i zahtjevaju “senzibilizator” da bi ih učinili pouzdano eksplozivnim – često samo gnojnica koja sadrži šuplje staklene mikrosfere.
Neki visoki eksplozivi takođe stvaraju toplotu kroz trenje mikroskopskih kristala koji se trljaju jedan o drugi, ali u mnogim slučajevima razlika između praska i ne praska je samo vrući zrak.
Jedno dugoročno pitanje od posebnog interesa je takozvani problem solarnih neutrina. Ovo ime se odnosi na činjenicu da je nekoliko terestričkih eksperimenata, koji su rađeni protekle tri decenije, dosljedno posmatralo manje solarnih neutrina nego što bi bilo potrebno za proizvodnju energije emitovane od Sunca. Jedno od mogućih rješenja je da neutrini osciliraju – tj. Elektronski neutrini stvoreni na Suncu prelaze u muon- ili tau-neutrino dok putuju na Zemlju. Zbog toga što je mnogo teže izmjeriti niskoenergetski muon- ili tau-neutrino, takva konverzija bi objasnila zašto nismo primetili tačan broj neutrina na Zemlji.
Uprkos strašnoj snazi svih nuklearnih oružja, njihova destruktivnost je ograničena na oko 20 kilometara. Također smo otkrili da i posljedice detonacije nuklearne bombe kao što su požar, zračenje, atmosferska prašina / čađ isl. nisu toliko apokaliptični kao što se nekoć mislilo. Ukratko, ni veliki nuklearni rat ne bi uništio ljudsku civilizaciju, a kamoli čovjeka. Mogao bi poslati prosječnu civilizacijsku razinu svijeta natrag do 40-ih godina prošlog stoljeća i ubiti polovicu ili više stanovnika, ali više ne govorimo o potpunom izumiranju.
Kemijsko oružje je zastrašujuće (osobito u njihovim jezivim učincima), ali, kao velika prijetnja, nepostojeća. Imaju vrlo ograničeno područje koje može biti pogođeno, a navedena područja mogu se dekontaminirati. Isto tako, kemijsko oružje zapravo se ne rabi na bilo koji način. U svim iskreno, kemijsko oružje nije ništa više od prijetnje od konvencionalnih bombardiranja velikih razmjera.
Postoje više potencijalnih kandidata za opasnije oružje od nuklearnog, a neki od njih su pravo iznenađujući. Ovdje navodim samo dva:
Biološko oružje
Što se tiče stvari koje ljudi kontroliraju ili proizvode, biološka oružja su opasnije od nuklearnog oružja i, u stvari, najveća prijetnja čovjeku koja postoji danas. Biološka oružja su potpuno nekontrolirana, samo-repliciraju se i samoodrživa su, i lako imaju mogućnost mutirati izvan kontrole (čak i oko cjepiva). Lako je zamisliti da super virus pobjegne iz jednog od laboratorijskih oružja (ili namjerno stvoren i slučajno pušten), i cijela ljudska populacija postaje zaražena i umre. Čak i u manje cjelokupnom scenariju, + 99% stope smrtnosti su lako ostvarive. Dovoljno je da potpuno uništi ljudsku civilizaciju i vratimo nas hiljadu ili više godina unazad.
Još gore, izuzetno visoko fatalna biološka oružje su jednostavnija za napraviti od nuklearnog oružja. Mogu se napraviti u bilo kojem laboratoriju sveučilišne biologije, a većina medicinskih istraživačkih ustanova već ima pristup stvarima koje bi se mogle pretvoriti u biološko oružje. Skoro je nemoguće pratiti i kontrolirati. Scenarij predstavljen u filmu Terry Gilliam Dvanaest majmuna zastrašujuće je moguć.
2. Vještačka inteligencija
Umjetna inteligencija ima potencijal da bude jednako opasna za čovječanstvo kao nuklearno oružje, navodi vodeći pionir tehnologije. Profesor Stuart Russell, računalni znanstvenik koji je vodio istraživanje o umjetnoj inteligenciji, boji se da bi čovječanstvo moglo biti “odvučeno s litice” s brzim razvojem AI. Boji se da se tehnologija može lako iskoristiti za vojnu uporabu u oružju, stavljajući ih pod kontrolu AI sustava. Ukazuje na brzi razvoj AI sposobnosti tvrtki kao što je Boston Dynamics, koju je nedavno kupio Google za razvoj autonomnih robota za uporabu u vojsci.
Profesor Russell, koji je istraživač na Kalifornijskom sveučilištu u Berkeleyju i Centru za proučavanje postojećeg rizika na Sveučilištu u Cambridgeu, uspoređivao je razvoj AI-ja s radom koji je učinjen za razvoj nuklearnog oružja.
Njegovi pogledi odjekuju se ljudima poput Elona Muska koji su nedavno upozoravali na opasnosti od umjetne inteligencije. Fizičar Stephen Hawking također se pridružio skupini vodećih stručnjaka koji su potpisali otvoreno pismo upozorenja o potrebi zaštite kako bi se osiguralo da AI ima pozitivan utjecaj na čovječanstvo.
ITER (“The Way” na latinskom) jedan je od najambicioznijih energetskih projekata na svijetu danas.
U južnoj Francuskoj, 35 zemalja surađuju na izgradnji najvećeg svjetskog tokamaka, magnetskog fuzijskog uređaja koji je osmišljen kako bi dokazao izvedivost fuzije kao velikog i nefosilnog izvora energije temeljenog na istom načelu koje naše Sunce i zvijezde napaja.
Slika 1: Iter tokamak
Eksperimentalna kampanja koja će se provesti na ITER-u od ključnog je značaja za unapređenje znanosti o fuziji i pripremanju putova za fuzijske elektrane sutra.
ITER će biti prvi fuzijski uređaj za proizvodnju neto energije. ITER će biti prvi fuzijski uređaj koji će održavati fuzije dugo vremena. ITER će biti prvi spojni uređaj za testiranje integriranih tehnologija, materijala i režima fizike potrebnih za komercijalnu proizvodnju električne energije na temelju fuzije.
Tisuće inženjera i znanstvenika pridonijelo je dizajnu ITER-a, jer je ideja za međunarodni zajednički eksperiment u fuziji prvi put započela 1985. godine. ITER-ovi članovi – Kina, Europska unija, Indija, Japan, Koreja, Rusija i Sjedinjene Države – sada se bave 35-godišnjom suradnjom za izgradnju i upravljanje eksperimentalnim uređajem ITER te zajedno dovode fuziju do točke u kojoj se može projektirati demonstracija fuzije.
Što će ITER učiniti?
Količina fuzijske energije koju tokamak može proizvesti je izravan rezultat broja fuzijskih reakcija koje se odvijaju u svojoj jezgri. Znanstvenici znaju da što je brod veći, to je veći volumen plazme … i stoga veći potencijal za energiju fuzije.
Deset puta veći volumen plazme od najvećeg stroja koji danas radi, ITER Tokamak će biti jedinstveni eksperimentalni alat koji će imati dulju plasmu i bolje zatvaranje. Stroj je dizajniran posebno za:
1) Proizvodimo 500 MW fuzijsku snagu
Svjetski rekord za spajanje snaga održava europski tokamak JET. Godine 1997. JET je proizveo 16 MW fuzijske snage od ukupne ulazne snage od 24 MW (Q = 0,67). ITER je dizajniran za proizvodnju desetostrukog povratka energije (Q = 10) ili 500 MW fuzijske snage od 50 MW ulazne snage. ITER neće iskoristiti energiju koju proizvodi kao električnu energiju, ali – kao prije svega eksperimente spajanja u povijesti kako bi proizveli neto dobitak energije – to će pripremiti put za stroj koji može.
2) Pokazati integrirani rad tehnologija za fuzijsku elektranu
ITER će premostiti jaz između današnjih manjih eksperimentalnih fuzijskih uređaja i demonstracijskih fuzijskih elektrana budućnosti. Znanstvenici će moći proučavati plazme pod uvjetima sličnim onima koji se očekuju u budućoj elektrani i test tehnologijama kao što su grijanje, kontrola, dijagnostika, kriogena i daljinski održavanje.
3) Postići deuterium-tritijevu plazmu u kojoj se reakcija održava kroz unutarnje zagrijavanje
Istraživanje fuzije danas je na pragu istraživanja “plamene plazme” -one na kojem je toplina reakcije fuzije ograničena unutar plazme dovoljno učinkovita da se reakcija dugoročno održava. Znanstvenici su uvjereni da plazme u ITER-u ne samo da će proizvesti mnogo više fuzije, već će ostati stabilne dulje vrijeme.
4) Ispitivanje uzgoja tricija
Jedan od zadataka za kasnije faze rada ITER-a jest pokazati izvedivost proizvodnje tricija u vakuumskoj posudi. Svjetska opskrba tritija (koja se koristi s deuterijem za gorivo reakcije fuzije) nije dovoljna za pokrivanje potreba budućih elektrana. ITER će pružiti jedinstvenu priliku za testiranje u posudama tritium pokrivača u fuziji okoliša.
5) Pokazati sigurnosne karakteristike fuzijskog uređaja
ITER je postigao važan orijentir u povijesti fuzije, kada je 2012. godine ITER organizacija bila licencirana kao nuklearni operator u Francuskoj temeljem strogog i nepristranog pregleda svojih sigurnosnih dosjea. Jedan od primarnih ciljeva rada ITER-a je pokazati kontrolu plazme i reakcije fuzije s neznatnim posljedicama na okoliš.
Šta je fuzija?
Fuzija je izvor energije Sunca i zvijezda. U ogromnoj toplini i gravitaciji u jezgri ovih zvjezdanih tijela, jezgra vodika sudaraju se, spajaju u teže atome helija i oslobađaju ogromne količine energije u tom procesu.
Fuzijska znanost iz dvadesetog stoljeća identificirala je najučinkovitiju fuzijsku reakciju u laboratorijskoj ambijentu kao reakciju između dva izotopa vodika, deuterija (D) i tricija (T). DT fuzijska reakcija proizvodi najveću energiju pri “najnižim” temperaturama.
Treba ispuniti tri uvjeta za postizanje fuzije u laboratoriju: vrlo visoka temperatura (od 150.000.000 Celzijevih stupnjeva); dovoljnu gustoću čestica plazme (kako bi se povećala vjerojatnost pojave sudara); i dovoljno vremena zadržavanja (da zadrži plazmu, koja ima tendenciju proširenja, unutar definiranog volumena).
Na ekstremnim temperaturama, elektroni se odvajaju od jezgri i plin postaje plazma – često se spominje kao četvrto stanje materije. Fuzijska plazma osigurava okruženje u kojem se svjetlosni elementi mogu spajati i donijeti energiju.
U tokamak uređaju koriste se moćna magnetska polja za ograničavanje i kontrolu plazme.
Šta je TOKAMAK?
Energija se danas oslanja na fosilna goriva, nuklearnu fiziju ili obnovljive izvore poput vjetra ili vode. Bez obzira na izvor energije, postrojenja generiraju električnu energiju prebacivanjem mehaničke energije, kao što je rotacija turbine, u električnu energiju. U parnoj stanici na ugljen, sagorijevanje ugljena pretvara vodu u vodenu paru, a vodena energija zauzima generatore turbina za proizvodnju električne energije.
Tokamak je eksperimentalni stroj osmišljen kako bi iskoristio energiju spajanja. Unutar tokamaka, energija proizvedena fuzijom atoma apsorbira se kao toplina u zidovima posude. Baš kao i konvencionalna elektrana, fuzionirana elektrana koristi ovu toplinu za proizvodnju pare, a zatim električnu energiju putem turbina i generatora.
Srce tokamaka je njegova vakuumska komora . Unutra, pod utjecajem ekstremne topline i tlaka, plinovito vodikovo gorivo postaje plazma – vrlo okruženje u kojem se atomi vodika mogu dovesti do osiguravanja i stvaranja energije. Napunjene čestice plazme mogu se oblikovati i kontrolirati pomoću masivnih magnetskih zavojnica postavljenih oko posude; fizičari koriste ovu važnu imovinu da ograniče vruću plazmu daleko od zidova žile. Izraz “tokamak” nam dolazi iz ruskog akronima koji označava “toroidalnu komoru s magnetskim zavojima”.
Prvi put razvijen od sovjetskog istraživanja kasnih šezdesetih godina, tokamak je usvojen u svijetu kao najobrazljivija konfiguracija uređaja za magnetskde fuzije. ITER će biti najveći tokamak na svijetu – dvostruko veći od najvećeg stroja koji je trenutno u pogonu, s deset puta većim volumenom plazme.
TKO SUDJELUJE?
( Projekt ITER je suradnja između 35 država diljem svijeta.
Članice ITER-a Kina, Europska unija, Indija, Japan, Koreja, Rusija i Sjedinjene Države kombinirale su sredstva za osvajanje jedne od najvećih granica u reprodukciji znanosti na Zemlji bezgranične energije koja potiče Sunce i zvijezde.
Kao potpisnice ITER sporazuma, sklopljenog 2006. godine, sedam članica će sudjelovati u troškovima izgradnje, operacije i dekomisije. Također će dijeliti eksperimentalne rezultate i sve intelektualno vlasništvo koje generira faza operacije.
Europa je odgovorna za najveći dio troškova gradnje (45,6 posto); ostatak dijele jednako Kina, Indija, Japan, Koreja, Rusija i SAD (9,1 posto svaki). Članice daju vrlo mali novčani doprinos projektu: umjesto toga, devet desetina doprinosa bit će dostavljene ITER-u u obliku dovršenih komponenti, sustava ili zgrada.
Zajedno, članovi ITER-a predstavljaju tri kontinenta, preko 40 jezika, polovicu svjetske populacije i 85 posto globalnog bruto domaćeg proizvoda. U uredima ITER organizacije (Središnjeg tima) i onih od sedam domaćih agencija, u laboratorijima i industriji, doslovce tisuće ljudi radi na uspjehu ITER-a.
Organizacija ITER također je sklopila sporazume o tehničkoj suradnji s Australijom (putem australske organizacije za nuklearnu znanost i tehnologiju, ANSTO, 2016.) i Kazahstana (preko Kazahstanskog nacionalnog nuklearnog centra u 2017. godini), kao i preko 40 sporazuma o suradnji s međunarodnim organizacijama, nacionalnim laboratorijima, sveučilištima i školama.
Kada će eksperimenti poćeti?
ITERova prva plazma zakazana je za prosinac 2025.
To će biti prvi put kada se stroj uključi i prvi čin ITER-ovog višegodišnjeg operativnog programa.
Na čistom zemljištu od 42 hektara na jugu Francuske, gradnja je u tijeku od 2010. godine. Struktura podloge i seizmičke temelje ITER Tokamaka su u tijeku i radovi su u tijeku na Tokamakovom kompleksu – tri zgrade koji će sadržavati fuzijske eksperimente. Pomoćne biljne građevine kao što su ITER-ov kriopljani, zgrada grijanja radio frekvencije i postrojenja za rashladnu vodu, pretvorbu energije i napajanje su u izgradnji.
Čim je moguće pristupiti zgradi Tokamaka, znanstvenici i inženjeri postupno će sastaviti, integrirati i testirati ITER uređaj za fuziju. Puštanje u rad će potvrditi da svi sustavi funkcioniraju zajedno i pripremiti ITER uređaj za rad.
Uspješna integracija i montaža više od milijun komponenti (deset milijuna dijelova), izgrađena u tvornicama ITERovih članica širom svijeta i isporučena na web stranicu ITER-a, predstavlja ogroman logistički i inženjerski izazov. Skupna radna snaga, kako u ITER-u tako i u domaćim agencijama, doseći će 2.000 ljudi na vrhuncu montažnih aktivnosti. U ITER uredima širom svijeta, točan slijed zbirnih događaja pažljivo je orkestriran i koordiniran. Prve velike komponente isporučene su na ITER mjestu 2015. godine.
U studenome 2017. projekt je prošao polovicu oznake First Plasma.
ITER-ova vremenska linija
2005 Odluka o lociranju projekta u Francuskoj
2006 Potpisivanje ITER sporazuma
2007Formalno stvaranje ITER organizacije
2007-2009Land čišćenje i levelling
2010-2014Ground potporna struktura i seizmički temelji za Tokamak
2012Nuclear licenciranje prekretnica: ITER postaje temeljna nuklearna instalacija prema francuskom zakonu
2014-2021 Izgradnja zgrade Tokamak (pristup za montažne aktivnosti u 2019. godini)
2010.-2021. Izgradnja postrojenja ITER-a i pomoćnih zgrada za prvu plazmu
2008-2021Proizvodnja glavnih komponenti prve plazme
2015-2021 Najveće komponente prevezene su ITER-itinerarom
2018-2025Faza montaže I
2024-2025Integrirana faza puštanja u pogon (puštanje u pogon po sustavu započinje nekoliko godina ranije) 2025. počinje početak rada
Tijekom faze izgradnje ITER-a, Vijeće će pažljivo pratiti uspješnost ITER organizacije i domaćih agencija kroz niz naprednih projekata na visokoj razini.
Ako niste pušač sigurno vam smeta ako neki javni objekat nema prostor za nepušače. Zašto je pušenje problem za nepušače? Zašto svaki javni objekat nema odvojen prostor za nepušače? Odgovor je inercija i nebriga nadležnih ili opet njihova inertnost. Svi znaju da problem postoji, ali niko ga neće riješiti dok ne bude morao, a do tad će mnogi nepušači da budu oštećeni. Svi bi se nepušači trebali ujediniti i tražiti da svaki javni objekat mora imati prostoriju za nepušače, ako već nema. Objekte koji nemaju odvojenu prostoriju za nepušače, nepušači bi trebali bojkotovati i ne ići u njih.
Ima oko 4000 poznatih hemikalija u duvanskom dimu; poznato je da je najmanje 250 njih štetno, a više od 50 je poznato da izazivaju rak kod ljudi. Dim duvana u zatvorenim prostorima svi udišu, izlažući pušače i nepušače štetim efektima.
Oko 700 miliona dece, ili skoro polovina svetskog poretka, udišu vazduh zagađen duvanskim dimom. Preko 40% dijece ima najmanje jednog roditelja koji puši. Dijeca su u 2004. godini imala 31% od 600.000 preuranjenih smrtnih slučajeva koja se mogu pripisati prisustvu prostorijama gdje se puši.
Kod odraslih osoba, dim iz sekundarnih uzroka izaziva ozbiljne kardiovaskularne i respiratorne bolesti, uključujući i koronarne bolesti srca i rak pluća. Kod dojenčadi to uzrokuje sindrom iznenadne smrti. Kod trudnica, uzrokuje nisku tijelesnu težinu.
Ni ventilacija niti filtracija, čak ni u kombinaciji, ne mogu smanjiti izlaganje duvanskog dimu unutar nivoa koji se smatra prihvatljivim. Samo 100% okruženje bez dima pruža efikasnu zaštitu. Nasuprot uobičajenim uvjerenjima, okruženje bez dima široko podržavaju i pušači i nepušači.
Osiguranje prostorija bez dima često štedi novac za vlasnike barova i restorana, smanjivši rizik od požara, a time i troškove osiguranja. To često rezultira nižim troškovima renoviranja, čišćenja i održavanja.
Član 8 Okvirne konvencije SZO o kontroli duvana prepoznaje da izlaganje duvanskom dimu dovodi do smrti, bolesti i invaliditeta i traži od zemalja da usvoje i primjenjuju zakonodavstvo koje pruža zaštitu od dima za nepušače.
Mnoge zemlje širom svijeta već su uvele zakone koji štite ljude od izlaganja duvanskom dimu na javnim mjestima. Proslave širom svijeta na dan Svjetskog dana bez duvana (31. maja) podstiču više ljudi i više zemalja da idu bez dima.
Pridružite se ovom trendu tako što ćete potražiti pravo na javna mesta koja su 100% unutra bez dima.
Geigerov brojač ili Geiger-Müllerovobrojilo je naprava ili mjerni instrument za otkrivanje ili detekciju ionizirajućega zračenja (radioaktivnost), odnosno brojenje prolaska ionizirajućih čestica ili fotona. Najčešća je izvedba brojila u obliku metalne cijevi ili staklene cijevi s metalnom oblogom, koja ujedno ima ulogu katode. Anoda je tanka metalna žica koja prolazi kroz os cijevi. Elektrode su spojene na visoki napon, a cijev je ispunjena smjesom plemenitoga plina (na primjer argona ili neona). U trenutku kada ionizirajuća čestica ili foton u prolazu kroz brojilo ionizira plin, produkti ionizacije (pozitivni ioni i elektroni) razdvajaju se pod djelovanjem električnoga polja. Ioni se ubrzano gibaju prema katodi, a elektroni prema anodi i pritom u plinu uzrokuju daljnju, lavinsku ionizaciju. Time se nakratko zatvara strujni krug i na otporniku u vanjskome dijelu kruga nastaje naponski impuls. Ti se impulsi odbrojavaju u elektroničkom brojilu, koje često ima i mali zvučnik za zvučnu indikaciju zračenja. U takozvanome mrtvome vremenu, dok je plin ioniziran, brojilo ne može indicirati novo zračenje. Stoga se za prekidanje (gašenje) daljnje ionizacije i stalnog izboja u cijev dodaju i male količine drugih plinova ili para. Važno je svojstvo brojila učinkovitost, to jest omjer broja indiciranih i ulaznih čestica ili fotona. Geiger-Müllerovo brojilo može služiti i za detekciju neutrona, premda oni, električki neutralni, ne uzrokuju ionizaciju. Međutim, neutroni mogu uzrokovati sekundarnu ionizaciju, i to oslobađanjem alfa-čestica u nuklearnoj reakciji s elementom borom, pa u tu svrhu cijev brojila treba sadržavati plinoviti borov trifluorid. Geigerov brojač se koristi za otkrivanje i mjerenje radioaktivnog zračenja te se rutinski primjenjuje za mjerenje stupnja ozračenosti iz bilo kojeg izvora: nuklearnih elektrana, istraživačkih laboratorija ili atmosfere. Budući da jako nuklearno zračenje predstavlja opasnost po život, neobično su važne pouzdane i brze detekcije nuklearnog zračenja. Tome služi Geigerov brojač koji je ostao uglavnom nepromijenjen otkako je prvi puta izumljen.
Povijest
Geigerov brojač je 1910. izumio mladi i daroviti njemački fizičar Hans Geiger koji je s kolegom Rutherfordom radio na britanskom Sveučilištu u Manchesteru. U to vrijeme Rutherford i njegovi suradnici radili su na proučavanju alfa-čestica koje su u stvari jezgre helija. Njih je osobito zanimala mogućnost brojenja pojedinih alfa-čestica.
Način rada
Prvobitni instrument za brojenje alfa-čestica sastojao se od fine tanke žice nabijene visokom napetošću, a prolazila je središtem valjka iz kojeg je bio gotovo isisan zrak. Kada su alfa-čestice prolazile razrijeđenim plinom, u valjku su uzrokovale nabijanje čestica plina. Taj proces naziva se ionizacija. Slijedilo je kratkotrajno opadanje električnog napona a impuls struje pobuđen svakom pojedinom alfa-česticom mogao se opaziti na brojčaniku. Danas se to ponekad čuje kao “klik” na zvučniku brojača. Geigerov brojač može razlikovati alfa-čestice od ostalih vrsta radijacije – beta i gama zraka (putem snižavanja napetosti tanke žice u valjku). Stoga je vrlo jednostavno otkriti koju vrstu radioaktivnosti zrači pojedini radioizotop i kolika je njezina energija. Vrlo jednostavna inačica Geigerova brojača je dozimetar kojem nisu potrebni elektronički uređaji Geigerova brojača. On je veličine i oblika obične olovke te ga koriste zaposlenici koji rade pokraj radioaktivnih izvora. Dozimetar služi za grubo mjerenje radioaktivnog zračenja oko njih.
Mobiteli su postali veliki dio modernog društva. Mobiteli omogućavaju brz i efikasan način za komunikaciju i organizaciju.
Ipak, radio valovi mogu da utječu na razne načine na ljudsko zdravlje.
Historija i pozadina
Telefon je izumljen od strane Alexandra Bella 1876. godine. To je bio prvi uspješni prijenos čistog zvuka. Mobilna tehnologija komunikacija je izumljena 1847. godine.
Na kojem principu rade mobiteli?
Mobiteli emituju elektromagnetne valove i sadrže kompaktne antene. Ovi valovi su između radio valova i mikrovalova.
Pored zračenja od mobitela naše tijelo je izloženo zračenju i od ostalih uređaja, ali i od Sunca i drugih prirodnih izvora zračenja.
Utjecaj na ljude
Neka od istraživanja su pokazala da muškarci koji nose mobitele u džepovima imaju oslabljenu plodnost. Ćelije sperme postaju slabije pokretne i imaju oslabljenu strukturu što uzrokuje da sperma ne može oploditi jaje.
Emitirani valovi mogu da utječu stanje polarizacije ćelijskih membrana u ljudskom tijelu. Odgovarajuća količina polarizacija ćelijskih membrana je odgovorna za proces spermatogeneze i za osobine ćelija sperme koje joj omogućavaju da se spoji sa ćelijama jajeta. Utjecaj koji elektromagnetni valovi imaju na tijelo zavisi od njihovog intenziteta i frekvencije. Ubacivanje mobitela u zatvoreni prostor poput džepova može dovesti do zagrijavanja tijela što takođe može utjecati na slabe spolne funkcije.
Druga istraživanja su ispitivala utjecaj mobitela na pojavu raka i na nenormalan rad mozga. Za sad nisu otkriveni nikakvi drugi utjecaji osim zagrijavanja, a uzrok tome je možda i to što su mobiteli relativno noviji uređaji pa nije bilo dovoljno vremena da se urade detaljnija istraživanja.
Fizika mobitela
Zvučni valovi se prvo pretvaraju u električni signal, a onda u radio valove. Onda se valovi pretvaraju ponovo u zvuk. Bazna stanica prihvata slabi signal od mobitela i šalje ga do sljedećeg mobitela. Ako nekad nema signala onda to znači da su sve frekvencije iskorištene. Frekvencije su potrebne i za govor i za slušanje pa 400 razgovora može upotrijebiti svih 800 frekvencija dostupnih mobilnim mrežama.
Činjenice o slušanju
Kad čujemo zvukove naše uši detektuju male promjene u pritisku u zraku koje se nazivaju zvučni valovi.
Slušanje je moguće kroz valove raznih frekvencija i amplituda.
Zvučni valovi su u rasponu od jedne frekvencije do kombinacije valova.
Prosječno ljudsko uho detektuje zvukove s frekvencijama u rasponu od 20 do 20 000 Hz.
Teški ioni, kao što su ioni ugljika i kisika, ubrajaju se u zračenje visokog linearnog prijenosa energije (LET) i prolaskom kroz tkivo stvaraju karakterističnu raspodjelu deponirane energije (doze) po dubini prodiranja koja se bitno razlikuje od raspodjele doze koju stvara zračenje niskog LET-a (γ-zrake, x-zrake, elektroni). Teški ioni gube manji dio energije pri ulasku u ozračeni biološki sustav, a zatim gube gotovo svu energiju u vrlo malom volumenu. Područje maksimalne deponirane energije naziva se Braggov vrh, koji ovisi o vrsti i energiji primijenjenog iona. Koristeći svojstvo Braggovog vrha, moguće je ozračiti samo područje tumora na nekoj dubini unutar tkiva, a istodobno izbjeći (štetno i nepotrebno) ozračenje okolnog zdravog tkiva. Postojanje Braggovog vrha nije jedina prednost teških iona pred zračenjem niskog LET-a – teški ioni naime pokazuju manji omjer pojačanja zbog prisustva kisika (OER) i veću relativnu biološku učinkovitost (RBE). Smatra se da je središnje područje dubinskog tumora slabo prokrvljeno te da je količina kisika u tom području stoga smanjena. Istraživanja su pokazala (slika 1) da je biološki učinak zračenja niskog LET-a znatno veći (OER = 3) u uvjetima dobre oksidacije tkiva, dok je razlika biološkog učinka zračenja
visokog LET-a znatno manja (OER = 1,6, slika 1), pa su dakle teški ioni znatno učinkovitiji u uništavanju dubinskih slabo oksidiranih tumora. RBE je definiran kao omjer doze referentnog zračenja (x-zrake energije 200 keV) i doze danog zračenja potrebne za postizanje istog biološkog učinka. Viša vrijednost RBE znači da se manjom dozom postiže isti biološki učinak, te se tako postiže i bolji omjer korisnosti i rizika radioterapije. RBE ovisi o LET (slika 2), a za različite ione koji se primjenjuju u radioterapiji postiže maksimum na različitim vrijednostima LET-a. Slika 3 prikazuje raspodjelu deponirane energije po dubini u tkivu za protone i ugljikove ione kao primjer zračenja visokog LET-a. Karakterističan Braggov vrh postiže se na većim dubinama primjenom viših ionskih energija, a kombinacijom snopova iona bliskih, ali različitih energija može se postići prošireni Braggov vrh (SOBP), te se tako može jednoliko ozračiti cjelokupni volumen dubinskog tumora. Za usporedbu prikazana je i raspodjela doze po dubini za fotone, koja dosiže maksimum na maloj dubini ispod površine kože (zbog stvaranja sekundarnih elektrona), nakon čega slijedi gotovo eksponencijalni pad doze s dubinom. Omjer doze primljene u području tumora i doze izvan tumora znatno je manji nego u slučaju protona ili ugljikovih iona.
Na osnovi tih činjenica može se zaključiti da je područje Braggovog vrha područje u kojem je učinak terapije tumora teškim ionima najveći. Za bolje planiranje tretmana i postizanje boljih kliničkih rezultata potrebno je stoga detaljno poznavanje fizikalnih i kemijskih procesa koji se odvijaju u tkivu nakon ozračenosti teškim ionima energije oko 300 MeV/amu. Nakon ulaska u tkivo takvi ioni gube kinetičku energiju u elastičnim sudarima s molekulama. Kad energija padne na nekoliko stotina keV, prevladavaju procesi elektronskog pobuđenja i ionizacije uzrokujući nagli gubitak velike količine energije, i to je područje Braggovog vrha. Kad je energija iona pala u područje keV ili čak eV, a to je područje pri kraju Braggovog vrha, događaju se i drugi procesi, kao prijenos naboja, rotacijska i vibracijska pobuđenja, uhvat elektrona, razna raspršenja. Molekularni ioni nastali u tim procesima, kao i neki drugi produkti reakcija, vrlo su često nestabilni i brzo se raspadaju. Fragmentacijom nastaju različiti radikali i ioni koji mogu imati dovoljno energije da prijeđu značajnu udaljenost od mjesta svog nastanka i na udaljenom mjestu reagiraju s biomolekulama i izazivaju oštećenja. Međutim, ne zna se mnogo o detaljima svih ovih nabrojanih procesa koji čine
ukupnost djelovanja zračenja visokog LET-a u području Braggovog vrha, ali i neposredno iza njega. Posebno je potrebno istražiti ulogu radikala i iona koji su nastali međudjelovanjem zračenja i vode, koja čini značajnu komponentu svakog biološkog sustava, te njihovo djelovanje na DNA.
Osnovni princip radioterapije je pronaći način da se predviđena doza preda području tkiva u kojem se nalazi tumor, dok je dozu u okolnom tkivu potrebno što više smanjiti. Slika 4 prikazuje vjerojatnosti kontrole tumora i komplikacija u zdravom tkivu u ovisnosti o dozi, te područje doza u kojem se postiže najbolji terapijski učinak bez komplikacija zdravog tkiva (terapijski prozor). Kako bi se ostvario najbolji mogući učinak radioterapije, potrebno je dakle poznavati i mjeriti dozu predanu tkivu, što je zadatak dozimetrije. Mjerenja se uglavnom zasnivanju na mjerenju elektrona koji nastaju međudjelovanjem svih vrsta zračenja i tvari. Nepouzdanost mjerenih doza ovisi o nepouzdanosti osnovnih fizičkih veličina, kao što su moć zaustavljanja i ukupni broj stvorenih elektrona. Broj elektrona najčešće se izražava pomoću veličine W, srednje energije potrebne za stvaranje ionskog para, koja se definira kao prosječna energija koju je upadna ionizirajuća čestica
energije E utrošila na stvaranje jednog para elektron pozitivni ion nakon što je čestica potpuno zaustavljena.Wovisi o vrsti i energiji zračenja te o ozračenoj tvari. Za čestice vrlo visokih energija, koje samo dio energije ostave u tkivu, koristi se diferencijalna srednja energija stvaranja ionskog para, w. Za dovoljno visoke energije vrijedi aproksimacija w =W. Dostupni podaci oWili w u literaturi su nažalost nepotpuni i nesustavni, što pogotovo vrijedi za teške ione. Većina podataka odnosi se na relativno niske energije, kao što pokazuje primjer W za ugljikove ione u raznim plinovima (slika 5). Vrijednosti w za ione viših energija prikazani su u tablici 1, a za usporedbu dane su i vrijednosti W za druge vrste ionizirajućeg zračenja. Za potrebe radioterapije potrebna su nova mjerenja W ili w za ione visokih energija u tkivu ili tkivu ekvivalentnim smjesama.
Medicinska primjena ugljikovih iona u radioterapiji tumora počela je u Japanu i Njemačkoj 1994. godine i od tada je više od 2400 pacijenata podvrgnuto radioterapiji teškim ionima.
Prvi klinički I. KRAJCAR BRONIĆ, M. KIMURA: Radiation Physics and Chemistry in Heavy-ion Cancer Therapy, Kem. Ind. 56 (12) 643-654 (2007) 653 rezultati pokazuju
Teški ioni, kao što su ioni ugljika i kisika, ubrajaju se u zračenje visokog linearnog prijenosa energije (LET) i prolaskom kroz tkivo stvaraju karakterističnu raspodjelu deponirane energije (doze) po dubini prodiranja koja se bitno razlikuje od raspodjele doze koju stvara zračenje niskog LET-a (γ-zrake, x-zrake, elektroni). Teški ioni gube manji dio energije pri ulasku u ozračeni biološki sustav, a zatim gube gotovo svu energiju u vrlo malom volumenu. Područje maksimalne deponirane energije naziva se Braggov vrh, koji ovisi o vrsti i energiji primijenjenog iona. Koristeći svojstvo Braggovog vrha, moguće je ozračiti samo područje tumora na nekoj dubini unutar tkiva, a istodobno izbjeći (štetno i nepotrebno) ozračenje okolnog zdravog tkiva. Postojanje Braggovog vrha nije jedina prednost teških iona pred zračenjem niskog LET-a – teški ioni naime pokazuju manji omjer pojačanja zbog prisustva kisika (OER) i veću relativnu biološku učinkovitost (RBE). Smatra se da je središnje područje dubinskog tumora slabo prokrvljeno te da je količina kisika u tom području stoga smanjena. Istraživanja su pokazala (slika 1) da je biološki učinak zračenja niskog LET-a znatno veći (OER = 3) u uvjetima dobre oksidacije tkiva, dok je razlika biološkog učinka zračenja
visokog LET-a znatno manja (OER = 1,6, slika 1), pa su dakle teški ioni znatno učinkovitiji u uništavanju dubinskih slabo oksidiranih tumora. RBE je definiran kao omjer doze referentnog zračenja (x-zrake energije 200 keV) i doze danog zračenja potrebne za postizanje istog biološkog učinka. Viša vrijednost RBE znači da se manjom dozom postiže isti biološki učinak, te se tako postiže i bolji omjer korisnosti i rizika radioterapije. RBE ovisi o LET (slika 2), a za različite ione koji se primjenjuju u radioterapiji postiže maksimum na različitim vrijednostima LET-a. Slika 3 prikazuje raspodjelu deponirane energije po dubini u tkivu za protone i ugljikove ione kao primjer zračenja visokog LET-a. Karakterističan Braggov vrh postiže se na većim dubinama primjenom viših ionskih energija, a kombinacijom snopova iona bliskih, ali različitih energija može se postići prošireni Braggov vrh (SOBP), te se tako može jednoliko ozračiti cjelokupni volumen dubinskog tumora. Za usporedbu prikazana je i raspodjela doze po dubini za fotone, koja dosiže maksimum na maloj dubini ispod površine kože (zbog stvaranja sekundarnih elektrona), nakon čega slijedi gotovo eksponencijalni pad doze s dubinom. Omjer doze primljene u području tumora i doze izvan tumora znatno je manji nego u slučaju protona ili ugljikovih iona.
Na osnovi tih činjenica može se zaključiti da je područje Braggovog vrha područje u kojem je učinak terapije tumora teškim ionima najveći. Za bolje planiranje tretmana i postizanje boljih kliničkih rezultata potrebno je stoga detaljno poznavanje fizikalnih i kemijskih procesa koji se odvijaju u tkivu nakon ozračenosti teškim ionima energije oko 300 MeV/amu. Nakon ulaska u tkivo takvi ioni gube kinetičku energiju u elastičnim sudarima s molekulama. Kad energija padne na nekoliko stotina keV, prevladavaju procesi elektronskog pobuđenja i ionizacije uzrokujući nagli gubitak velike količine energije, i to je područje Braggovog vrha. Kad je energija iona pala u područje keV ili čak eV, a to je područje pri kraju Braggovog vrha, događaju se i drugi procesi, kao prijenos naboja, rotacijska i vibracijska pobuđenja, uhvat elektrona, razna raspršenja. Molekularni ioni nastali u tim procesima, kao i neki drugi produkti reakcija, vrlo su često nestabilni i brzo se raspadaju. Fragmentacijom nastaju različiti radikali i ioni koji mogu imati dovoljno energije da prijeđu značajnu udaljenost od mjesta svog nastanka i na udaljenom mjestu reagiraju s biomolekulama i izazivaju oštećenja. Međutim, ne zna se mnogo o detaljima svih ovih nabrojanih procesa koji čine
ukupnost djelovanja zračenja visokog LET-a u području Braggovog vrha, ali i neposredno iza njega. Posebno je potrebno istražiti ulogu radikala i iona koji su nastali međudjelovanjem zračenja i vode, koja čini značajnu komponentu svakog biološkog sustava, te njihovo djelovanje na DNA.
Osnovni princip radioterapije je pronaći način da se predviđena doza preda području tkiva u kojem se nalazi tumor, dok je dozu u okolnom tkivu potrebno što više smanjiti. Slika 4 prikazuje vjerojatnosti kontrole tumora i komplikacija u zdravom tkivu u ovisnosti o dozi, te područje doza u kojem se postiže najbolji terapijski učinak bez komplikacija zdravog tkiva (terapijski prozor). Kako bi se ostvario najbolji mogući učinak radioterapije, potrebno je dakle poznavati i mjeriti dozu predanu tkivu, što je zadatak dozimetrije. Mjerenja se uglavnom zasnivanju na mjerenju elektrona koji nastaju međudjelovanjem svih vrsta zračenja i tvari. Nepouzdanost mjerenih doza ovisi o nepouzdanosti osnovnih fizičkih veličina, kao što su moć zaustavljanja i ukupni broj stvorenih elektrona. Broj elektrona najčešće se izražava pomoću veličine W, srednje energije potrebne za stvaranje ionskog para, koja se definira kao prosječna energija koju je upadna ionizirajuća čestica
energije E utrošila na stvaranje jednog para elektron pozitivni ion nakon što je čestica potpuno zaustavljena.Wovisi o vrsti i energiji zračenja te o ozračenoj tvari. Za čestice vrlo visokih energija, koje samo dio energije ostave u tkivu, koristi se diferencijalna srednja energija stvaranja ionskog para, w. Za dovoljno visoke energije vrijedi aproksimacija w =W. Dostupni podaci oWili w u literaturi su nažalost nepotpuni i nesustavni, što pogotovo vrijedi za teške ione. Većina podataka odnosi se na relativno niske energije, kao što pokazuje primjer W za ugljikove ione u raznim plinovima (slika 5). Vrijednosti w za ione viših energija prikazani su u tablici 1, a za usporedbu dane su i vrijednosti W za druge vrste ionizirajućeg zračenja. Za potrebe radioterapije potrebna su nova mjerenja W ili w za ione visokih energija u tkivu ili tkivu ekvivalentnim smjesama.
Medicinska primjena ugljikovih iona u radioterapiji tumora počela je u Japanu i Njemačkoj 1994. godine i od tada je više od 2400 pacijenata podvrgnuto radioterapiji teškim ionima.
Prvi klinički I. KRAJCAR BRONIĆ, M. KIMURA: Radiation Physics and Chemistry in Heavy-ion Cancer Therapy, Kem. Ind. 56 (12) 643-654 (2007) 653 rezultati pokazuju
