Globalno zagrevanje za početnike


Svako zagrejano telo zrači elektromagnetno zračenje. Spektar emitovanog zračenja zavisi od temperature i uglavnom sadrži infracrveno, vidljivo i ultraljubičasto zračenje. Što je temperatura tela veća, veća je i ukupna energija koja se emituje, dok se maksimum zračenja pomera od infracrvenog, preko vidljivog do ultraljubičastog dela spektra. Vrhunac zračenja Sunca se nalazi u vidljivom delu spektra, odakle je i izračunato da je temperatura površine Sunca oko 5.800 stepeni Celzijusa.
Različiti energetski procesi u atomima i molekulima gasova pokazuju afinitet ka različitim energijama elektromagnetnog zračenja. Tako elektronski prelazi zahtevaju uglavnom ultraljubičasto zračenje, dok vibraciono i rotaciono kretanje atoma u okviru molekula pokazuje veliki afinitet ka infracrvenom zračenju. Za vidljivu svetlost baš i ne postoji veliki interes.
Kada zračenje sa Sunca stigne do Zemlje prvo prolazi kroz atmosferu, koja je smeša gasova, uglavnom azota i kiseonika, dok se argon, ugljendioksid, metan i ostali gasovi pronalaze u veoma malim količinama. Kako je maksimum zračenja Sunca u vidljivom delu spektra, najveći deo prolazi kroz atmosferu bez većih problema.
Pod dejstvom Sunca Zemlja se greje, te i sama emituje elektromagnetno zračenje. Ali kako je temperatura površine Zemlje znatno niža od temperature površine Sunca, vrhunac njenog zračenja se nalazi u domenu infracrvenog, dok vidljivog i ultraljubičastog zračenja nema. Pri prolasku kroz atmosferu, na povratku u Svemir, ovo zračenje pobuđuje asimetrične molekule gasova (CO2, CH4 ..), koji ga apsorbuju, a zatim ponovo emituju, u svim pravcima. Simetrični molekuli (N2, O2) uglavnom ne učestvuju u ovom procesu. Polovina od naknadno emitovanog zračenja vraća se na Zemlju i dodatno je greje. Grejanje se nastavlja sve dok se količina apsorbovane energije Sunca ne izjednači sa količinom energije koju Zemlja vraća u Svemir – stanje termodinamičke ravnoteže. Efekat koji uzrokuju asimetrični molekuli, uglavnom ugljendioksid i metan, naziva se „efekat staklene bašte“, jer ne utiče bitno na količinu energije koju Sunce isporučuje Zemlji, ali umanjuje količinu energije koju bi Zemlja da vrati u Svemir. Na taj način povećana koncentracija ovih gasova u atmosferi podiže globalnu temperaturu Zemlje, kako bi se održao energetski balans između apsorbovane energije, koja stiže od Sunca i energije koju Zemlja vraća u Svemir.

Earth's_greenhouse_effect_(US_EPA,_2012)
Scenario globalnog zagrevanja do kraja veka:
Povećana prosečna temperatura omogućuje vazduhu da primi veću količinu vode (pare). Kiše su izdašnije a poplave veće. Situacije u kojima količina vlage u vazduhu nije dovoljna da dovede do kiše su češće, što dovodi do učestale pojave suša, naročito u predelima ionako siromašnim vodom. Elementarne nepogode koje su se nekada javljale na svakih 20 godina, sada se događaju svake 2-3 godine. Polarne ledene kape se ubrzano tope, što podiže nivo mora i okeana. Mnogi primorski gradovi bivaju poplavljeni, što podstiče migracije stanovništva i dovodi do prenaseljenosti kontinentalnih oblasti. Prirodna staništa biljnih kultura na severnoj polulopti sele se ka severu, što prinudno menja poljoprivrednu orijentaciju velikog broja zemalja. Neke životinjske vrste se prilagođavaju novim uslovima, neke migriraju a neke izumiru. Populacija bakterija i insekata raste sa vlažnom i toplom klimom, a sa njima i bolesti… Lista promena je beskrajna.
Povećana količina gasova staklene bašte u atmosferi je posledica prekomernog sagorevanja fosilnih goriva: uglja, nafte, gasa… Da bi se izbegao prethodni scenario, čovečanstvo se mora preorijentisati na ekološke, obnovljive izvore energije, kao što su solarni paneli, energija vetra, geotermalna energija itd. Samit 195 zemalja decembra 2015. godine, u Parizu, doneo je prvi dogovor u tom smeru. Evropska Unija se obavezala da do 2030. godine smanji emisiju štetnih gasova za 40%, te da se temperatura globalnog zagrevanja zaustavi ispod 2oS porasta, u odnosu na predindustrijski period. Budućnost planete Zemlje zavisi od uspešnosti implementacije ovog dogovora.

Објављено под Zračenje | Оставите коментар

Novi energetski koncept razvoja


Da li slučajno ili ne, ali usvajanje zajedničke strategije 195 zemalja, za smanjenje emisije ugljen dioksida, decembra 2015. u Parizu, praćeno je energetskim samitom u Abu Dabiju u januaru 2016. I gle čuda, 195 zemalja se posle 25 godina sporenja i debatovanja složilo da se usvoji zajednička strategija za očuvanje Zemlje od klimatskih promena. Da li su to ekonomske supersile, poput Amerike i Kine, čije industrije počivaju na potrošnji ogromnih količina fosilnih goriva, konačno shvatile važnost očuvanja prirodnih resursa? Ili je možda nešto drugo po sredi?

1954 godine, naučnici iz Bel-ovih laboratorija su uočili efekat emitovanja elektrona od strane poluprovodnika pod dejstvom svetlosti. Takozvane foto-naponske ćelije se od tog doba neprekidno usavršavaju. Količina neophodnog poluprovodničkog materijala, kao i relativno mala efikasnost foto-naponskih ćelija, dugo ih je držala u senci glavnih tokova proizvodnje energije – proizvodnja energije iz fosilnih goriva. Energetska kriza sedamdesetih godina prošlog veka je dovela do povećanih ulaganja u alternativne izvore energije, između ostalih i u solarne panele na bazi foto naponskih ćelija. Količina skupog poluprovodničkog materijala (najčešće silicijuma) je redukovana novim tehnološkim rešenjima, dok je istovremeno efikasnost foto-naponskih ćelija unapređena. U periodu od sredine sedamdesetih godina do 2015. godine, cena proizvodnje solarnih panela je opala 30 puta.

Revolucionarna vest, obznanjena na energetskom samitu u Abu Dabiju je bila sledeća: 1kWh električne energije proizvedene pomoću solarnih panela na bazi foto-naponskih ćelija pala je na 5,84 centi, što je manje od iste količine električne energije proizvedene putem sagorevanja prirodnog gasa. U periodu od 2000. – 2015. godine, cena proizvodnje električne energije na bazi foto-naponskih ćelija, padala je stopom od 11,9% godišnje. Veliki investitori, iz zemalja bogatih suncem (i naftom), prebacili su tokom noći svoja interesovanja na ulaganje u solarnu energiju. Oko naftnih bušotina na Arabijskom poluostrvu počela su nicati energetska postrojenja na bazi foto naponskih ćelija, koja napajaju naftne bušotine jeftinijom električnom energijom

.Here comes the sun

A šta će biti sa nama, koji nemamo toliko sunca i slobodnog prostora (a ni nafte). Mi ćemo morati da sačekamo još malo, dok nano tehnologija ne da svoj doprinos oslobađanju energije iz okova fosilnih goriva.

Nano-kristali nude rešenja koja će dovesti do daljeg pojeftinjenja izrade solarnih panela na bazi foto-naponskih ćelija, uz istovremeno povećanje njihove efikasnosti. Poluprovodničke foto-naponske ćelije samo mali deo spektra sunčeve svetlosti pretvaraju u električnu energiju. Uzrok ovome je postojanje strogo određene energije koja pobuđuje kristal poluprovodnika. Energija koja će pobuditi nano-kristale zavisi od njihovih dimenzija. Nanošenjem metalnih nano-kristala različitih dimenzija na substrat, dobija se mogućnost da veći deo spektra sunčeve svetlosti bude iskorišćen za proizvodnju električne energije. Osim toga, foto-naponske ćelije na bazi metalnih nano-kristala koriste znatno jeftinije i dostupnije materijale, od foto-naponskih ćelija na bazi poluprovodnika.

I dalje ostaje problem godišnjeg broja sunčanih dana kao i dostupnih slobodnih površina za postavljanje solarnih panela u zemljama severnih predela. Nanotehnologija i ovde nudi rešenje. Umesto da se postavljaju širom sveta, solarni paneli bi se postavljali tamo gde ima najviše sunca i najmanje plodne zemlje – u pustinjama, a zatim bi se kablovima, načinjenim od karbonskih nano-cevčica, proizvedena električna energija distribuirala širom sveta. Karbonske nano-cevčice, još jedan produkt nanotehnologije, imaju gotovo nepojmljive mehaničke, električne, termičke i optičke osobine. Naime, karbonske nano-cevčice pokazuju mehaničku čvrstoću 200 puta veću od čelika, dok im se električna provodljivost, na sobnim temperaturama, graniči sa superprovodljivošću. Karbonske nano-cevčice provode struju gotovo bez gubitaka, a zahvaljujući izuzetnim mehaničkim osobinama, kablovi od karbonskih nano-cevčica su gotovo neuništivi.

Pariski sporazum iz decembra 2015. predviđa značajna smanjenja u emisiji ugljen dioksida, u cilju očuvanja životne sredine i ograničenje globalnog zagrevanja ispod 20C. Temelj opšte prihvaćenosti takvog sporazuma predstavlja napredak u tehnologiji razvoja alternativnih izvora energije, koji je konačno doveo do ekonomski prihvatljivih troškova. Korišćenje fosilnih goriva postaje neprihvatljiv osnov industrijskog razvoja jedne zemlje..

Објављено под Alternativni izvori energije | Оставите коментар

Osiromašeni uranijum


Već duže vreme po raznim novinama (uglavnom digitalnim) se pojavljuju članci koji ukazuju na veliku opasnost od osiromašenog uranijuma, te na spektakularan način otkrivaju teorije zavere, kako nas je neko tobož namerno ozračio ne bi li se Srbima zatro trag. U svim tim člancima nedostaje poznavanje činjenica vezanih za uranijum.

Uranijum je, posle plutonijuma, najteži prirodno radioaktivni element, čiji je atomski broj 92 (što znači da jezgro sadrži 92 protona). U prirodnim resursima uranijum se najčešće nalazi u obliku izotopa U238 (99,2 %) dok ostatak čine U235 (0,7 %) i U234 (0,005%). U238, koji je najzastupljeniji u prirodnom uranijumu, se ponaša veoma inertno jer mu je vreme poluraspada 4,6 milijardi godina, te je gotovo neupotrebljiv u radioaktivnim aplikacijama, osim kao izotop pomoću kojeg se može odrediti starost minerala, a samim tim i Zemlje. Niska prirodna aktivnost ovog izotopa uranijuma svodi njegovu toksičnost na toksičnost ostalih teških metala, kao što su živa, olovo itd. Nuklearnim fizičarima je interesantan U235 (period poluraspada 700 miliona godina) jer je fisibilan, odnosno jezgro U235 može da se podeli na dva manja jezgra i pri tom oslobodi ogromnu količinu energije. Ovaj princip je iskorišćen za pravljenje atomske bombe, kao i za realizaciju nuklearnih elektrana. Kako je zastupljenost U235 u prirodnim mineralima uranijuma izuzetno mala, da bi se obezbedila dovoljna količina U235 potrebno je preraditi ogromne količine uranijuma i izdvojiti iz rude U235. Ovo je tehnološki veoma zahtevan posao, a naziva se „obogaćivanje“ a produkt, uranijum sa visokom koncentracijom izotopa U235, naziva se obogaćeni uranijum. Ono što ostane od procesa obogaćivanja naziva se „osiromašeni“ uranijum, jer sadrži U235 samo u tragovima. Specifična aktivnost osiromašenog uranijuma je oko 14 kBq/g. Po nomenklaturi IAEA (International Atomic Energy Agency) materijali čija je aktivnost manja od 100 kBq se uopšte ne računaju u radioaktivne materijale. Za uvoz i transport takvih materijala nije potrebna dozvola agencije za zaštitu od jonizujućih zračenja, kao ni uprave za transport opasnih tereta.

Pa zašto je onda NATO zasipao Srbiju osiromašenim uranijumom? Da su stvarno hteli da nas ozrače imali bi daleko veći izbor aktivnijih i jeftinijih izotopa. Tajna je u gustini uranijuma. Uranijum je za 70% gušći od olova, samim tim ista zapremina uranijuma ima za 70% veću težinu od olova. Osim toga, olovo je daleko mekše od uranijuma. Kada oklop tenka pogodi olovni metak, rasprsne se na oklopu kao žvaka. Uranijumski metak, zbog veće težine ima veću kinetičku energiju, a zbog veće čvrstine (i posebnog oblika – kao mini raketa) se ne rasprsne po udaru u oklop, već ga probije. Pri udaru se veliki deo kinetičke energije metka pretvori u toplotnu energiju, toliko veliku da se uranijum, čija je tačka topljenja 1132°C, topi pri čemu deo metka prelazi u stanje pare. Posada tenka udiše ovu paru, koja je visoko toksična, kao olovo ili živa.

Da li je srednja vrednost radioaktivnosti na mestima gde su završili meci od osiromašenog uranijuma povećana – jeste.

Da li je to povećalo rizik od nastanka malignih bolesti – teško.

Da li je bombardovanje Srbije (Jugoslavije) bio čin brutalne demonstracije sile i nasilje – jeste, i bez ispredanja priča o ozračivanju.

(Osiromašeni uranijum se, osim proizvodnje antitenkovske municije, koristi i kao zaštita od zračenja. U medicinskim ustanovama, na radiologiji i nuklearnoj medicini, često se mogu naći izuzetno jaki izvori jonizujućeg zračenja koji se izoluju, između ostalog, i korišćenjem osiromašenog uranijuma.)

Објављено под Zračenje | Оставите коментар

Izlaganje zračenju u medicinske svrhe


Da li ste znali da se magnetna rezonanca do nedavno zvala „nuklearna magnetna rezonanca“? Ime je promenjeno jer su ljudi zastrašeni rečju „NUKLEARNA“ izbegavali da odlaze na preglede, plašeći se ozračivanja. Današnji naziv je benigniji, MRI – Magnetic Resonance Imaging. Nema više straha od ozračivanja i pacijenti se bez oklevanja izlažu dijagnostičkoj metodi. Odlično, uklonili smo opasnost od ozračivanja ukidanjem reči iz naziva!

Istini za volju, magnetna rezonanca ili nuklearna magnetna rezonanca, kako god da je zvali jeste najbezbednia dijagnostička metoda. Jonizujućeg zračenja nema.

Šta treba znati o zračenju i dijagnostičkim metodama?

 Jonizujuće zračenje, X zraci i Gama zračenje, na koje ćete najčešće nailaziti u medicinskim dijagnostičkim procedurama, predstavlja hazard po zdravlje. Ovo zračenje pri prolasku kroz organizam vrši jonizaciju okolnog tkiva – pravi štetu. Pri malim dozama zračenja, kakve su sve dijagnostičke doze, akutni efekti teškog ozračivanja i otkazivanja organa i funkcionih sistema ne postoje. Organizam sve štete tog tipa popravlja bez većih problema. Ovi efekti se uglavnom svode na stvaranje vodonik peroksida (hidrogena) u organizmu, koji je poznat kao najjači prirodni oksidant. Daleko veća opasnost malih doza je skrivena u njihovom destruktivnom delovanju na naš informacioni sistem – genetski sadržaj ćelija. Ukoliko dođe do značajnijeg oštećenja genetskog sadržaja, prilikom obnavljanja organizma, deljenjem ćelija, nastale greške će se umnožavati i gomilati, što može dovesti do stvaranja tumora, raka ili do otkazivanja nekog funkcionog sistema u organizmu. MOŽE ali NE MORA! U tome i jeste glavna opasnost jonizujućeg značenja, ništa nećete osetiti, ništa neće boleti i nikada nećete znati da li ste doživeli neku promenu koja vas u kasnijim godinama može koštati zdravlja. S toga je jedini ispravan odnos koji treba imati prema medicinskom jonizujućem zračenju izvagati očekivani benefit i potencijalni hazard po zdravlje. Nemojte ići svakog meseca na rentgen samo da bi se uverili da je sa vama sve u redu i nemojte tražiti da vam ponovo urade CT samo zato što na prvom snimku niste lepo ispali.

Kratak pregled najčešćih dijagnostičkih metoda

Radiography - Hands

Rentgenski snimak šake

RADIOGRAFIJA je najčešći i najstariji oblik izlaganja jonizujućem zračenju. Benefit obično daleko prevazilazi potencijalni hazard. Razni prelomi i povrede ostali bi bez adekvatnog tretmana ili bi dobili pogrešan, kada ne bi bilo rentgenskih snimaka koji prate celu proceduru. Osim toga mnoge hirurške procedure, kao i periodične kontrole zdravlja ne mogu se zamisliti bez radiografije. Pratite instrukcije lekara i budite sigurni da se ponašate medicinski odgovorno.

X0000_Philips_step and Shoot cap

CT prikaz unutrašnjih organa

CT  je unapređeni oblik radiografije. Sa dolaskom kompjutera pojavila se mogućnost da se dobijeni snimci drugačije kombinuju i interpretiraju. CT će vas snimati iz svih mogućih uglova, korišćenjem više detektora a zatim će se svi prikupljeni podaci objediniti u 3D sliku. Opet su u pitanju X zraci kao i u slučaju radiografije, ali ovog puta će doza koju budete primili biti znatno veća. Sa druge strane 3D slika koja se pri tom formira otkriće obilje detalja vaše unutrašnje strukture i to mekog tkiva – mišića i unutrašnjih organa. CT se radi samo kada postoji osnovana sumnja težih oštećenja. Tada se inače i ne misli previše o štetnom dejstvu zračenja jer je očekivani benefit veliki.

Cancer: Miscellaneous Cancer-Related Tests and Procedures

PET-CT kombinacija snimaka torza

PET-CT je posebna metoda koja osim vizuelnog prikaza izgleda unutrašnjih struktura, koje obezbeđuje CT, omogućuje praćenje aktivnosti pojedinih unutrašnjih regija sa stanovišta konzumacije glukoze. Naime, maligno tkivo ima enormno veliku potrebu za glukozom. Praćenjem regija gde je konzumacija glukoze najveća, uz adekvatnu CT sliku, može se pouzdano utvrditi postojanje maligniteta. U toku ove procedure pacijent, osim doze zračenja koju dobija putem CT dijagnostike, dobija i rastvor kratko živućeg radioaktivnog izotopa, koji je inkorporiran u strukturu glukoze te se u organizmu raspoređuje u regijama njene najveće konzumacije. Dakle ovde se dobija najveća doza zračenja, ali je ovo istovremeno i procedura koja se najređe primenjuje, odnosno kada benefit uveliko prevazilazi rizik.

MAGNETNA REZONANCA je, kao što je ranije rečeno, metoda koja ne uključuje jonizujuće zračenje, te je potpuno bezbedna sa tog stanovišta. Glavni akter magnetne rezonance je jako magnetno polje, za koje dosad nisu utvrđeni nikakvi relevantni pokazatelji da ima štetno dejstvo po organizam.

Principi kojih se treba pridržavati

Dijagnostičke metode jonizujućim zračenjem su unapredile zdravlje stanovništva u celosti. Istovremeno doze zračenja obračunate po glavi stanovnika su porasle i još rastu. Neodgovorno ponašanje raznih privatnih dijagnostičkih centara u svetu, koji pozivaju ljude na redovne CT kontrole, je prepoznato od međunarodnih organizacija za zaštitu od jonizujučih zračenja, te osuđeno kao neadekvatno.

Ako ste u (ne)prilici da budete izloženi jonizujućem zračenju u medicinske svrhe, pratite sledeća uputstva:

  • Sledite instrukcije lekara
  • Držite što je moguće veću distancu od izvora zračenja (koliko to dozvoljava sama procedura).
  • Skratite vreme boravka u zoni jonizujućeg zračenja – ne zadržavajte se više nego što je neophodno da bi se procedura ispravno obavila.
  • Koristite zaštitnu odeću – kecelje, okovratnike itd. Ovo naročito važi za pratioce dece koja su iz medicinskih razloga izložena jonizujućem zračenju.

Uopšteno govoreći, tri zlatna pravila kojih se treba pridržavati su: VREME (što kraće), DISTANCA ( što veća) i ZAŠTITA ( što bolja).

Објављено под Zračenje | Означено са , , , | Оставите коментар