Atombomber och cancer

-
Är gymnasielärare i matematik och fysik och vi diskuterade storleken på atomer och statistik och sjukdomar.
Det är sagt att när Julius Caesar år 44 f.Kr mördades så sa han "också du min Brutus".
I det andetaget, när han sa det, var där så många luftatomer, så det idag finns minst en atom i varje andetag när vi andas, från hans utandning för 2000 år sedan.
Minst en atom från hans utandning för 2000 år sedan finns idag i varje liter luft idag.

Sedan 1945 har vi sprängt ca 500 atombomber och många över haven.
(Ca 1200 under marken.)
Alla dessa radioaktiva partiklar hamnar i plankton och de med lång halveringstid på typ 10 000 år kommer att finnas i all mat från haven med tiden samt lätta kommer att spridas med regn över hela världen. Allt vatten kommer att ha radioaktiva atomer med tiden.

Sedan 1945 har cancer ökat nästan linjärt men planat ut lite under 2000 talet.
https://jonbarron.org/article/growth-cancer

Är det atombomber som orsakar dagen ökning av cancerfall?

Mvh MagI

----------------

Har inte atombomber rätt snabb sönderfallstid?

Edit:

Om det hade varit massa radioaktiva ämnen i luften hade man kunnat mäta det.

Det är mer troligt att andelen cancerfall beror på vår livsstil.

Att antalet sprängda kärnvapen är 500 räcker inte.

https://www.youtube.com/watch?v=LLCF7vPanrY

Det är inte de atomer som har extremt lång halveringstid som är farligt. Visst strålning i sig är inte jättebra men det får man hela tiden.

Det som är väldigt farligt för celler (som kan leda till cancer) är de isotoper som har en kort halveringstid kort sagt. Ganska vanligt att inte veta det.

Hmmmmmm.......
Det har mest med storleken på atomerna att göra.
Se nedan....

http://illvet.se/fysik/partiklar/rad...stabila-atomer

1. Alfastrålning är heliumkärnor.
Stora radioaktiva atomer sönderfaller genom att avge heliumkärnor, d.v.s. kärnor bestående av två protoner och två neutroner. Det tyngsta naturliga grundämnet, uran-238, är radioaktivt och sönderfaller genom en kedjereaktion med många steg.
De stora alfapartiklarna bromsas lätt av huden, men om strålningen når in i kroppen via mat eller inandning är den extremt skadlig.

Det kan stoppa alfastrålar: människohud.

2. Betastrålning är elektroner.
Små radioaktiva atomer som t.ex. supertungt väte sönderfaller genom att avge elektroner, så kallad betastrålning. En elektron avges varje gång en neutron ombildas till en proton. Vid direkt bestrålning hamnar strålarna i huden och kan leda till cancer, men betastrålning är farligast om vi förtär den.

Det kan stoppa betastrålar: en aluminiumplatta.

3. Gammastrålning är ljus.
Många mellanstora radioaktiva atomer avger gammastrålning. Sönderfallet sker typiskt i en tvåstegsprocess, där en neutron först ombildas till en proton genom att avge en elektron. Den nya atomen sönderfaller därefter genom att avge gammastrålning, som är kortvågigt ljus.
Strålarna tränger obehindrat in i kroppen men är mindre farliga än de andra strålningstyperna.


Civilingenjör i teknisk fysik
Master of Science in Engineering Physics
LTH
MagI

Om du verkligen är gymnasielärare i matematik och fysik tycker jag att du 1) borde kunna komma med bättre argument för det fetade än att "det är sagt", och 2) att du borde inse att materiens delbarhet inte har den ringaste bäring på själva huvudfrågan!

Cancer är lite lurigt. Just strålningsinducerad cancer kan uppstå 40 år efter exponeringstillfället av en hög absorberad/ekvivalent dos av joniserande strålning. Detta gör det lurigt att säkert peka ut specifika orsaker till en cancer. Joniserande strålning kan dock mätas.

Orsaken till att cancerincidensen ökar är sannolikt att sannolikheten att drabbas ökar med ålder. I en population där den förväntade livslängden ökar bör därför också cancerincidensen öka. Faktorer som livsstil och miljö är också högst relevanta. Vi blir fetare på populationsnivå och folk fattar inte vitsen med miljözoner eller reglering av nyinstallation av gamla vedspisar.

https://futurism.com/estimating-how-...s-last-breath/

MagI

MagI, ditt svar visar på en intellektuell slöhet jag knappast förväntat mig av en gymnasielärare med matematik som huvudämne! Har du verifierat beräkningarna i den sida du länkar till? I så fall borde du ha kurage nog att själv stå för dem!

(Och hur du menar att detta påverkar cancerrisken hos människor är alltjämt oklart för mig.)

Att rapporterade fall av cancer successivt har ökat främst under senare hälften av 1900-talet torde mer än något annat ha att göra med 1) förbättrad diagnostik; och 2) ökad genomsnittlig livslängd!

Statistik är intressant och kan användas både till att belysa och till att vilseleda.

Några beräkningar
Atmosfärens massa uppskattas till 5,15e18 kg. N2 och O2 utgör ca 99% av atmosfären, så vi kan räkna med att den består av 79% kväve och 21% syre när vi räknar atomer.
Nära Jorden far molekylerna runt med ca 500 m/s, med ständiga kollisioner.
Det betyder att luften blandas ganska snabbt.
Syrgas "väger" 32 gram/mol -> 1000/32 = 31,25 mol/kg.
Ett kg syrgas innehåller ca 6,022e23*31,25 = 1,88e25 molekyler (där 6.022e23 är Avogadros tal).
Ett kg kvävgas innehåller ca 6,022e23*71,4 = 4,30e25 molekyler.
I blandningen (21/79) så är det ca 3,82e25 molekyler per kg.
Nära marken har luften densiteten 1,225 kg/m3.
I ett andetag på 1,225 liter drar vi i oss ca 0,001 kg luft, ca 3,82e22 molekyler, som vi strax andas ut.

I hela atmosfären finns 5,15e18 kg, dvs 5,15e18*3,82e25 molekyler.

Från ett visst andetag, från en viss person finns det 3,82e22 molekyler.
Det utgör andelen 3,82e22/(5,15e18*3,82e25) = 1,94e-22 av alla molekyler.

Om vi nu antar att molekylerna har fördelats jämnt efter ett par tusen år...

I ett andetag andas vi, om fördelningen är jämn, in 3,82e22*1,94e-22 = 7,4 molekyler, i medeltal, från det där andetaget som Julius Caesar tog för ca 2000 år sedan.

Det bevisar främst att atomer/molekyler är små och många IMO.
Det var ju vare sig raketforskning eller kärnfysik...

På tal om kärnfysik
Om man använder samma beräkningsmetod för att beräkna hur mycket vi i varje andetag drar i oss från varje atombombssprängning, från Chernobyl och från Fukushima så kan man bli nervös. Innan vi vet om det finns anledning till oro måste vi införa stålmedicin i sammanhanget.

Vad är det vi exponeras för och hur mycket?
Fissionsprodukterna (de atomkärnor som bildas då t.ex. uran eller plutonium klyvs) är väldigt otrevliga. En del under kortare tid och en del under länge tid. Någon gick tidigare i tråden igenom olika typer av radioaktivitet och sambandet mellan intensitet och halveringstid, så jag lämnar det.
Ur strålningsmedicinsk synpunkt tycker jag två faktorer bör beaktas:
– Hur sprids det aktuella ämnet innan det når oss och i kroppen?
– Hur stor är strålningsexponeringen jämfört med den naturliga bakgrundsstrålningen?

Sammanfattningsvis så har strålningen sedan den stora vågen av provsprängningar av kärnvapen avtog sjunkit. Den är nu inte så mycket över bakgrundsstrålningen.
Hur det är med vattnet i floden Dnieper efter Tjernobyl eller fisken i Stilla havet efter Fukushima vet jag inte, men i allmänhet är inte strålningen på en nivå som är så mycket högre än bakgrundsstrålningen. Risken för hälsopåverkan beror, förutom på radioaktiviteten, på vilka ämnen det är och hur dessa ämnen kommer till, lagras och eventuellt anrikas i kroppens organ. Beroende på detta och exponering, så ökar risken för cancer. Här är en konkret siffra som kan vara till hjälp för att uppskatta risken.
Det uppskattas att Tjernobyl orsakat/orsakar ca 4000 dödsfall i cancer.
http://scienceblog.cancerresearchuk....ave-we-learnt/

Varför ökar cancer?
Ökad medellivslängd är en faktor. Strålning av varierande slag (t.ex. kärnvapen, radon, röntgen) bidrar. Många kemikalier är cancerogena och har spridits och sprids fortfarande. Livsstil har betydelse. Smoking is a killer...
Jag har nog glömt några orsaker, men atombomberna, hur vedervärdiga dom än är, är nog inte huvudorsaken till att cancer blivit vanligare.

Vård och cancer
Vården har blivit betydligt bättre på några årtionden, när det gäller cancer. Det påverkar statistiken så att vi skulle ha många fler dödsfall om vi inte blivit bättre på att vårda cancerpatienter.

–

Några detaljer om strålning
Alfa-partiklar är farliga att få i sig, men deras "penetrationsförmåga" är liten. Om vi andas in alfapartiklar, eller radon som avger alfapartiklar, så är det farligt. Lungcancer är en risk.

Beta-partiklar (elektroner eller positroner) har högre penetrationsförmåga än alfa-partiklar, men kommer normalt inte långt in i kroppen. Det är farligt är att inandas något som är alfa-aktivt.

Gamma-strålning går lätt igenom en människokropp. På vägen igenom förstör gammastrålningen vävnad och DNA.

Ljus är vanligen benämningen på synlig elektromagnetisk strålning i våglängdsintervallet 0,4-0,7µ. Det är en mycket liten del av det elektromagnetiska spektrat.
Strålning med längre våglängd och lägre frekvens är inte farlig om inte effekttätheten är hög. Stå inte intill en radar med hög effekt och stoppa inte husdjur i mikrovågsugnen.
Strålning med kortare våglängd, högre frekvens och högre energi per foton kan ha lite olika karaktär och ursprung. Några exempel:
– UV-strålning.
– Röntgenstrålning
– Gammastrålning
UV kan orsaka t.ex. hudcancer, men den är inte joniserande på det sätt som röntgen- och i högre grad gammastrålning är. Joniserande innebär typiskt att en enda gammafoton med hög energi, på sin väg genom människokroppen, kan slå sönder en hel del molekyler och lämna efter sig ett spår av skadade eller nya molekyler (t.ex. vävnad och DNA) med helt andra egenskaper än dom hade tidigare.

Atombomber och kärnkraft
Här bör man kanske fylla på med vad som händer vid fission.
Ofta är det uran eller plutonium som klyvs. Den stora mängden klyvning som fortgår på Jorden är ju den som sker i kärnkraftverk. Då är det mest uran-235 som klyvs med hjälp av ett kontrollerat neutronflöde. Varje klyvning avger drygt två neutroner och om processen balanseras så tas i medeltal en av dessa upp av en annan uran-235-kärna som klyvs. Är det mer så skenar reaktionen, är det mindre så stannar den av.
Vid varje klyvning bildas typiskt två nya atomkärnor. Dessa har oftast mellan ca 80 och 160 elementarpartiklar i kärnan. Fördelningen ser ut som framgår här:
https://en.wikipedia.org/wiki/Fissio...ts_(by_element)

Det är en brokig blandning, men sammanfattningsvis är många av dessa kärnor otrevliga. Dom är inte stabila, dvs. radioaktiva och söderfaller ofta i "kedjor". I varje steg i kedjan avges radioaktivitet. Av varierande typ. Med varierande halveringstid.
Här finns några sådana sönderfallskedjor beskrivna.
https://en.wikipedia.org/wiki/Decay_chain

Så långt kärnfysik
Alla dessa kärnor, ofta radioaktiva, har olika fysikaliska och kemiska egenskaper.
Även om aktiviteten avtar med tiden brukar 100 000 år anges som den tid som avfallet bör förvaras säkert. Ur strålningssynpunkt. Ur säkerhetssynpunkt är tiden längre. I orätta händer kan avfallet användas på ett mycket otrevlig sätt. I vapen och för vapenframställning t.ex.
Natuligt uran innehåller ca 0,7% uran-235 som man kan göra atombomber av och som man kan använda i kärnkraftverk. Processen att höja andelen uran-235 när man utgår från naturligt uran kallas anrikning. Här är tre exempel på andelen uran-235:
– I naturligt uran (NU): ca 0,7%
– Utbränt kärnbränsle: ca 1%
– I "reaktor-klass" uran (LEU): <20%, typiskt 3-5%
– Höganrikat uran (HEU): 20-85%, helst >85% för framställning av kärnvapen.

I en värld där brytning och anrikning är noggrant kontrollerad så kan t.ex. terrorister tycka att förbrukat kärnbränsle är bra att utgå från om man vill anrika och göra kärnvapen. Detta måste förhindras. Även om syftet inte är att göra kärnvapen måste avfallet skyddas så att det inte sprids med syftet att skada.

Vi får väl hoppas att kontrollen varit god när tusentals kärnvapen har skrotats de senaste 30 åren eller så.

250 000 år?
Jag skrev att förvaret för avfall ska hålla 100 000 år. Här nämner Scientific American 250 000 år i en artikel om bl.a. avfallet (serie).
https://www.scientificamerican.com/a...energy-source/

–

Rättelse
Jag såg just ett skrivfel i andra stycket i inlägget ovan.

Andra stycket, under rubriken
"Några detaljer om strålning"
handlar om beta-strålning och lyder:

"Beta-partiklar (elektroner eller positroner) har högre penetrationsförmåga än alfa-partiklar, men kommer normalt inte långt in i kroppen. Det är farligt är att inandas något som är alfa-aktivt."

Det ska vara:

"Beta-partiklar (elektroner eller positroner) har högre penetrationsförmåga än alfa-partiklar, men kommer normalt inte långt in i kroppen. Det är farligt är att inandas något som är beta-aktivt."

–

Är inte alls någon expert men några saker som jag tycker man ändå bör nämna. Liknelsen med andetag är inte relevant. Varför? Jo när det gäller de ämnen som kan "producera" alfa-strålning så är de tunga: https://en.wikipedia.org/wiki/Alpha_decay

Hamnar dessa ämnen i atmosfären så hamnar de på marken/i havet. Hur lång tid det tar är bortom min kunskap, det kan säkert bero på en mängd faktorer. Men tänk på ämnen klart tyngre än järn. Man kan naturligtvis inte jämföra järnatomer, med järnklot, men litet säger det ändå.

Dock verkar det rimligt att anta att nedfallet kommer att vara koncentrerat runt området där bomben sprängdes. Så sett ligger Sverige bra till.

Sedan är det ju så att ämnen med lång halveringstid, har just lång halveringstid. Så om du käkar något med en atom med halveringstiden 1000 år, så är du troligen död sedan länge innan sönderfallet sker och alfapartikeln produceras. Det är dessutom länge sedan någon nation sprängde något i atmosfären?

Kort och gott, jag tror att kopplingen mellan svenska cancerfall och sprängda kärnvapen är väldigt liten.