Zrejme väčšina z Vás sa už nie raz stretla na rôznych bežných web stránkach s nadpismi a článkami o rádioaktívnom ovocí, a o rádioaktívnych banánoch. Vieme, ale túto rádioaktivitu banánov odmerať aj doma ? A čo také náhrady soli ?

      Zrejme väčšina z Vás sa už nie raz stretla na rôznych bežných web stránkach s nadpismi a článkami o rádioaktívnom ovocí, a o rádioaktívnych banánoch. O tom, že vedci zistili, že banány sú rádioaktívne, napr. „Vedci dokázali, že aj banány môžu byť rádioaktívne.“ [zdroj]. Podobné články rôznej odbornosti nájdete rôzne po weboch v podstate kdekoľvek. Vieme, ale túto rádioaktivitu banánov odmerať aj doma ? A čo také náhrady soli ?

      Čo robí banán rádioaktívny ? Je to draslík. Ten je tiež dôležitým biogénnym prvkom pri raste rastlín, najmä pri tvorbe listovej zelene. Je prvkom, ktorý má podstatný vplyv na úrodnosť pôdy. Rastom rastlín sa pôda ochudobňuje o draslík a hrozí "draslíkový hlad rastlín", ktorý znižuje produkciu. Preto sa používajú draselne hnojivá s ktorými sa bežne stretnete v obchodoch. V živých organizmoch sa draslík hromadí v srdcovom svale a je dobrým močopudným činiteľom.

      Prírodný draslík obsahuje: ³⁹K (93,26%), ⁴⁰K (0,012%), ⁴¹K (6,73%). Z nich je prirodzene rádioaktívny draslík-40 (⁴⁰K), ktorý je jeden z málo izotopov u ktorého prebiehajú obe druhy beta premeny beta plus (β⁺) a beta mínus (β^-). V 89,28% prípadov dôjde k premene β^- na vápník-40, uvoľní sa elektrón o maximálnej energií 1,33MeV a antineutríno. U zvyšných 10,72% prípadov prebehne záchyt elektrónu (K záchyt, záchyt elektrónu z prvého atómového orbitálu) za vzniku argónu-40 pričom vzniká fotón žiarenia gama o energií 1461keV a neutríno. Veľmi vzácne, okolo 0,001% dôjde k premene β⁺ na argón-40, kedy sú vyžiarené pozitrón a neutríno.

      Zhrňme si to v krátkosti, máme z ⁴⁰K veľký podiel až 89,28% premeny β^- (spŕšku elektrónov), pri 10,72% prípadoch záchyt elektrónu z prvého atómového orbitálu, kedy je vyžiarená iba gama a vzácne pri 0,001% prípadoch premenu β⁺ (pozitróny). To sú žiarenia, ktoré dokážeme merať meracími prístrojmi, teda rádiometrom/dozimetrom. Pri gama spektrometrii meriame gama fotón vyžiarený po záchyte elektrónu.

      Záchyt elektrónu je udalosť, kedy protón v jadre pohltí jeden z elektrónov vnútorného orbitálu elektrónového obalu a zmení sa na neutrón za súčasného vyžiarenia neutrína. Po tejto udalosti je elektrónový obal v excitovanom (vybudenom) stave, uvoľnené miesto po zachytenom elektróne je zaplnené elektrónom z niektorého z vyšších atómových orbitálov. Pri tomto dôjde k vyžiareniu prebytočnej energie v podobe kvanta elektromagnetického žiarenia, teda gama fotónu. Energia fotónu odpovedá rozdielu väzobných energií elektrónov medzi vyšším a nižším orbitálom.

Meranie rádioaktivity banánov

      Dosť bolo teórie, čo teda samotné banány a meranie ich rádioaktivity z prirodzene sa vyskytujúceho draslíka ? Banány sú známe pre svoj dobrý zdroj draslíka, podľa USDA je to až 358mg/100g [zdroj].

      Na meranie som použil Inspector EXP+ s GM palacinkovou sondou s tenkých sľudovým okienkom citlivou na alfa, beta a gama žiarenie. Ako vidieť hneď na prvom meraní banánu, nevidieť tu žiadny rozdiel v meraní na banáne. Takto na banáne nenameriame v podstate nič, žiarenie sa stráca v prirodzenom rádioaktívnom pozadí. Plus samotná hmota banánu a voda v nej obsiahnutá fungujú, ako tienenie. Draslík v banáne je potrebne viac koncentrovať.

      Pre druhé meranie som použil iba samotné šupky z niekoľkých banánov, ktoré som usušil a nasekal na drobno (tiež dobré hnojivo na kvety). Takto scvrknuté a vysušené šupky bez vody, ktorá tiež funguje, ako tienenie zaberajú menší objem, viac je hmota banánu koncentrovaná v menšom objeme a väčšiu plochu s väčším množstvom draslíka dokážeme merať. A hneď vidíme rozdiel ! Po odčítaní pozadia to vychádza pre takto pripravené banánové šupky na niečo málo nad 0,2uSv/h. Takže áno, rádioaktivitu banánov si vieme odmerať aj doma. Avšak je k tomu potrebný aj dostatočne citlivý merací prístroj resp. rádiometer. GM trubice SBM-20/STS-5 sú menej citlivé, ako táto GM palacinka.

Chlorid draselný – draselná soľ

      Skúsil som pomerať aj nejakú chémiu, ktorú som už skôr kupoval pre farbenie plazmy výboja. Síran draselný K₂SO₄ a chlorid draselný KCl. Pre vyššiu koncentráciu draslíka meriam aj podstatne vyššie hodnoty v uSv/h v porovnaní s banánom. Tiež pre vyšší podiel atómov draslíka v množstve, meriam viac uSv/h v KCl oproti K₂SO₄.

      Chcete ešte rádioaktívnejšiu potravinu, ako sú banány ? Kúpte si nejakú náhradu kuchynskej soli. Náhrada soli nie je nič iné, ako draslíková soľ KCl namiesto sodíkovej NaCl. Napr. jedná taká soľ pod predajným názvom „Nu-Sůl“ alebo iné varianty, kde už je však KCl a NaCl v nejakom pomere. Sranda, že zatiaľ nikto nezačal rozoberať tieto „zdravé rádioaktívne náhrady“ kuchynskej soli a ani sa toho nechytili konšpirátori :). Pre draslík je aj telo človeka samé o sebe rádioaktívne, skrátka draslík je prirodzený všade navôkol okolo nás v prírode, rastlinách, potravinách a aj v nás samotných.

Spektroskopické meranie chloridu draselného

      Na záver som ešte skúsil spraviť spektroskopické meranie s RadiaCode 103. Pridávam sem hneď niekoľko screenshotov z aplikácie mobilu z merania chloridu draselného KCl, ktorý vykazuje najvyššiu aktivitu. Meral som 14,5 hodín s RadiaCode 103, ktorý som zapichol priamo do KCl a nechal bežať meranie cez noc do ďalšieho dňa. Popisy sú pri každom obrázku, dal som ich sem viac, nech pekne vidieť rozdiely v grafe a ako meria a zobrazuje RadiaCode 103. Môžeme tu vidieť samotné meranie chloridu draselného, ako aj s pridanou zelenou krivkou v grafe s hodnotami pozadia.

      Teraz si spomeňme zo začiatku článku, aké žiarenia sú prítomné v draslíku-40. Beta žiarenie do maxima energie 1,33MeV a vidíte na piatom obrázku tie lineárne zvýšené hodnoty do 1,33MeV, kedy krivka padá dole ? To je z elektrónov, beta žiarenie. Nasledujúci peak po prepade krivky, je gama peak z fotónov po záchyte elektrónu jadrom a vyžiarením gama fotónu o energií 1461keV z elektrónového obalu pri prechode elektrónu medzi orbitálmi. To je konkrétna spektroskopická krivka a charakteristický gama peak pre draslík-40.

      Tiež tu vidíme priemernú hodnotu 264nSv/h resp. 0,264uSv/h nameranú s RadiaCode 103, ktorý ukazuje na rozdiel od Inspectora EXP+ s GM palacinkou podstatne nižšie hodnoty. Je to tým, že RadiaCode 103 má na meranie CsI scintilačný kryštál primárne pre gama a len slabo citlivý pre beta žiarenie. Z beta žiarenia berie hlavne tvrdú časť spektra, čo je aj vidieť na grafe, ako narastajú hodnoty do peaku pri vyšších energiách a prepad dole (beta časť K-40). Naopak GM palacinka je vysoko citlivá pre široké spektrum beta žiarenia už od nízkych hodnôt, ktoré značne navýši uSv/h. Rovnako meria aj alfa žiarenie, ktoré tu však nie je prítomné.