Notes d'un phytochimiste. Radio banane

Chaque miracle doit trouver sa propre explication, sinon il est tout simplement insupportable ...
K. Chapek

Je ne touche pratiquement pas dans mes articles des choses qui sont universellement décrites et facilement accessibles, par exemple la composition de macro et microéléments de fruits / légumes. Mais pour la banane, j'ai décidé de faire une exception. Il y a beaucoup de potassium dans la banane! Soulevez n'importe qui au milieu de la nuit et demandez ce qui est bon dans une banane - vous obtenez la réponse "potassium pour le cœur" (j'exagère, mais pas loin de la vérité). Et le potassium, c'est un élément difficile, "avec un soupçon de radioactif ...". En général, pour savoir si la radioactivité d'une banane est si grande et si elle fait si peur - nous allons sous le chat.
ps note "sur demande ..."

Le potassium se réfère à ce qu'on appelle nutriments , c'est-à-dire il est constamment présent dans un organisme vivant et joue un rôle biologique important. Le corps humain contient environ 0,35% de potassium. 98% de cette quantité est dans les cellules, et les 2% restants sont du liquide extracellulaire (y compris le sang). Le gradient de concentration est maintenu par le soi-disant "Pompe Na ⁺ / K ⁺ ." Le fait de la présence d'un gradient électrochimique de potassium entre l'espace intracellulaire et extracellulaire est important pour le fonctionnement de la fonction nerveuse (repolarisation de la membrane cellulaire par exemple). Avec l'hypokaliémie (manque de potassium) due à un ralentissement de la repolarisation ventriculaire, le risque de perturbation du rythme cardiaque augmente, ce qui peut souvent conduire à un arrêt cardiaque. En général, il est clair que le corps a vraiment besoin. Il vient, dans la plupart des cas (comme d'autres oligo-éléments) avec de la nourriture.

Important! Si vous avez besoin de clarifier certaines données sur certains oligo-éléments / acides aminés, etc., j'utilise la base du US Department of Agriculture (United States Department of Agriculture Agricultural Research Service, aka USDA) et je vous le conseille vivement. Une source plus objective, à mon avis, n'existe pas.

Ainsi, selon cette base de données, dans les bananes environ 358 mg de potassium pour 100 g de produit, seul le kiwi avec ses 522 mg de potassium a un "pouvoir" comparable aux "invités" tropicaux disponibles. Tout le reste est assez rare (tamarin - 628 mg, avocat - 485 mg (pas rare, souvent trouvé dans les sushis), durian - 436 mg, goyave - 417 mg, fruit de la passion - 348 mg). Dans le même temps, comparez avec les produits des proches «près de chaque sortie du métro»: aneth - 738 mg, épinards - 558 mg, persil - 554 mg, coriandre - 521 mg, même oseille forestière, puis 390 mg pour 100 grammes de produit. Il y a aussi quelque chose dans les légumes: choux de Bruxelles - 389 mg, citrouille - 340 mg, cassis - 322 mg. Alors avant le prochain "trouver% de nutriments% en 60 secondes sur une étagère avec des fruits subtropicaux", jetez un œil à la base USDA, peut-être que tout est déjà dans la carotte ou la courgette ...

Dans tout légume / fruit / vert, en plus du potassium, il y a aussi ses isotopes . Stable sont ³⁹ K (93,08% de la masse totale), ⁴⁰ K (0,01% de la masse totale, demi-vie de 1,248 * 10 ⁹ ans), ⁴¹ K (6,91% de la masse totale). Tout le monde vit des heures aux nanosecondes et se désintègre:

Notre oligo-élément (par rapport aux autres) est inhabituel en ce qu'il a un isotope de ⁴⁰ K, qui est un exemple rare d'un isotope qui subit les deux types de désintégration bêta. Dans environ 89,28% des cas, il se décompose en calcium-40 ( ⁴⁰ Ca) avec émission d'une particule bêta (β ^- , électron) d'une énergie maximale de 1,31 MeV et d'un antineutrino. Environ 10,72% du temps, il se désintègre en argon-40 ( ⁴⁰ Ar) en captant des électrons avec l'émission de rayonnement gamma avec une énergie de 1,460 MeV et des neutrinos. La désintégration radioactive de cet isotope particulier explique la teneur élevée en argon (près de 1%) dans l'atmosphère terrestre, ainsi que sa teneur élevée par rapport au ³⁶ Ar. Très rarement (dans 0,001% des cas), il se désintègre à ⁴⁰ Ar, émettant un positron (β ⁺ ) et un neutrino. La dernière réaction a été écrite dans l' article Habra . Ils disent que la banane est la source d'antimatière.

Grâce aux faits exprimés, c'est le ⁴⁰ K qui est la plus grande source de radioactivité naturelle chez les animaux, y compris les humains. Dans un gramme de potassium naturel, une moyenne de 32 désintégrations de potassium-40 par seconde (32 becquerels, ou 865 picocuries ou environ un billionième de curie) se produit. Le corps humain pesant 70 kg contient environ 175 g de potassium, par conséquent, chaque seconde, il y a environ 5400 désintégrations (≈ 5400 becquerel), en outre, en continu tout au long de la vie humaine.

Le Becquerel (désignation russe: Bq; international: Bq) est une unité de mesure de l'activité d'une source radioactive dans le Système international d'unités (SI). Un becquerel est défini comme l'activité de la source, dans laquelle 1 désintégration radioactive se produit en moyenne en 1 seconde. L'unité porte le nom du scientifique français Antoine Henri Becquerel, l'un des pionniers de la radioactivité.

En principe, il n'y a rien de surprenant ici. Dans la nature, il y a plus de produits alimentaires radioactifs, d'ailleurs radioactifs non seulement à cause du ⁴⁰ K, mais aussi, par exemple, du radium (isotopes ²²⁶ Ra, ²²⁸ Ra). Par exemple, une noix du Brésil est excellente, dont la radioactivité peut atteindre 12 000 picocuries par kilogramme et plus (450 Bq / kg et plus).

Remarque : les fumeurs sont les pires à cet égard, car le tabac contient non seulement le radium ²²⁶ Ra déjà mentionné, mais ²³⁴ Th thorium, ²¹⁰ Polonium polonium et beaucoup plus.

Mais pour une raison quelconque, le camarade Gary Mansfield du Livermore National Laboratory. Laurence, lors de la rédaction du bulletin d'information RadSafe sur la sécurité nucléaire en 1995, a écrit spécifiquement sur la "dose équivalente de banane" et une nouvelle ère a commencé. L'ère d'une banane radioactive (l'équivalent banane est une chose beaucoup plus vigoureuse que l'argument banane décrit dans l' article ).

La dose équivalente de banane (BED) est une unité complètement non officielle qui caractérise les effets des rayonnements ionisants. Son objectif principal est d'agir comme un standard accessible même pour l'utilisateur moyen, avec lequel les doses de radioactivité peuvent être facilement comparées. En fait, c'est un outil pour décrire des doses de rayonnement infinitésimales (et des risques infiniment petits pour la population). Extrait de Wikipedia (RU) :

... Comme la mort ou une maladie grave causée par une petite dose de rayonnement (inférieure à 0,5 Gy) est extrêmement rare, il s'est avéré qu'il est impossible de les relier de manière fiable à l'effet du rayonnement sur le corps - il faudra des observations à long terme (plus de 12 ans) sur un énorme échantillon les personnes exposées à cette dose. De plus, un effet positif de petites doses de rayonnement sur les organismes vivants, l'hormèse, a été découvert. Le phénomène de conscience de masse est également associé à de petites doses de rayonnement, lorsque l'incertitude sur la question de la sécurité (ou la croyance que le danger existant est insignifiant) est interprétée comme la présence délibérée de danger et la peur massive de petites doses de rayonnement se forme.

Quelques mots sur l'hormèse des radiations :

Le terme hormesis de rayonnement a été proposé en 1980 par T.D. Lucky et signifie l'effet bénéfique de faibles doses de rayonnement. Le mécanisme de l'hormèse des radiations au niveau cellulaire des animaux à sang chaud consiste à initier la synthèse des protéines, l'activation des gènes, la réparation de l'ADN en réponse au stress - exposition à une petite dose de rayonnement (proche de l'ampleur du fond radioactif naturel de la Terre). Cette réaction entraîne finalement l'activation des récepteurs membranaires, la prolifération des splénocytes et la stimulation du système immunitaire. (1994 - rapport du Comité international des Nations Unies sur les effets des rayonnements atomiques).

Étant diplômé du Département de chimie des hautes énergies, je traite le concept de l'hormèse (~ hormesis par rayonnement) avec respect (le respect, en temps voulu, a été renforcé par des cours expérimentaux effectués dans l'un des hôpitaux). À mon humble avis petit mais permanent, plus nocif que grand, mais ponctuel. Une goutte aiguise une pierre.

Afin de mieux comprendre ce qu'est une petite dose et ce qui n'est PAS une petite, vous pouvez utiliser, en plus de l'équivalent banane, une aide visuelle - un tableau récapitulatif des doses de rayonnement ( augmentation ), créé par l'ingénieur et vulgarisateur de la science Randall Patrick Monroe (notez le mien - l'équivalent banane est encerclé en rouge) .

Eh bien, si le tableau ne vous convient pas pour certains paramètres, nous revenons à notre équivalent banane. 1 BED est approximativement égal à la dose de radioactivité qu'une personne reçoit lorsqu'elle mange une banane de taille moyenne, pesant environ 150 g (5,3 onces) avec une activité isotopique d'environ 15 Bq . Ceci est calculé en multipliant la dose équivalente attendue qu'un adulte peut prendre en 50 ans à partir d'un isotope pur de ⁴⁰ K par l'activité isotopique et la masse de potassium dans la banane. Nous obtenons:

1 LIT ≈ 5,02 nSv / Bq x 32 Bq / g x 0,537 g ≈ 86 nSv = 0,086 μSv (μSv) = 8,6 microroentgen (μrem)

En général, il est habituel d'arrondir cette valeur à 0,1 μSv (10 microroentgen) pour simplifier les calculs et faciliter la perception. En général, si une banane moyenne est consommée quotidiennement pendant un an, la dose équivalente totale sera de ≈ 37 μSv ≈ 3,7 mbar.

Soit dit en passant, la dose équivalente attendue (5,02 nSv / Bq) provient de sources américaines ( EPA ). Mais la Commission internationale de protection radiologique utilise une valeur différente pour ce coefficient = 6,2 nSv / Bq, puis lors du recalcul du chiffre, il s'avérera moins beau. Il sera plus difficile de compter, de représenter des échelles, etc. Par conséquent, ils utilisent des données américaines.

Remarque: i.e. théoriquement, en utilisant la formule ci-dessus, il peut créer son propre équivalent% VEGETABLE / FRUIT% par rapport à ⁴⁰ K.Par exemple, le poids moyen d'un tubercule commercialisable d'une variété (un sac dont Lukashenko a donné Poutine pour le Nouvel An) est de 100 grammes. Nous allons examiner la base du département américain de l'Agriculture sur le fait que le potassium dans les pommes de terre. Il est également important de choisir la bonne option (avec / sans peau, etc.). Eh bien, que ce soit en moyenne 430 mg de potassium. Comptez et obtenez 6,9 microroentgen. Tirez vous-même des conclusions (ou pas, mais lisez la suite).

Pourquoi l'unité n'est-elle pas officielle (et même comique)? Et parce que le potassium «externe» (et donc ses isotopes), qui est ingéré avec de la nourriture, ne s'y accumule pas (c'est-à-dire que la «dose de banane» n'est pas cumulative). La raison en est l' homéostasie du corps humain.

Homéostasie (dr. Grec ὁμοιοστάσις de ὅμοιος «identique, similaire» + στάσις «debout; immobilité») - autorégulation, la capacité d'un système ouvert à maintenir la constance de son état interne grâce à des réactions coordonnées visant à maintenir l'équilibre dynamique.

C'est-à-dire tout composant en excès qui vient avec de la nourriture est rapidement compensé par le retrait de la même quantité avec les excrétions du corps. En fait, le rayonnement supplémentaire causé par l'utilisation de la banane ne dure que quelques heures après l'ingestion, c'est-à-dire jusqu'à ce que les reins rétablissent la teneur normale en potassium dans le corps. Nous raconte à ce sujet et le document publié par la US Environmental Protection Agency. Je citerai:

Pour les radio-isotopes des éléments activement impliqués dans l'homéostasie du corps humain, les facteurs de correction pour le calcul du risque d'inhalation ou d'ingestion donnés dans ce document ne conviennent pas dans certains cas. Par exemple, le facteur de risque de déglutition pour ⁴⁰ K ne convient pas pour le calcul lors de l'utilisation de produits naturels contenant une teneur accrue en ⁴⁰ K. Ceci est dû au fait que le modèle biocinétique utilisé dans ce document implique une élimination relativement lente de cet élément (demi-vie biologique de 30 jours) , ce qui est le cas des volumes moyens de potassium dans l'organisme. Une forte augmentation de l'utilisation du potassium avec les aliments conduit à l'élimination d'une masse égale de potassium nutritif (y compris l'isotope ⁴⁰ K) du corps en peu de temps.

De plus, si le temps de séjour estimé d'une certaine masse saturée d'un isotope dans le corps diminue N fois (en raison de la prise simultanée d'un laxatif, par exemple), alors la dose absorbée équivalente calculée diminue également N fois.

Donc ... Un phénomène beaucoup plus nocif, à mon avis, est le cas lorsque de nombreuses petites sources de rayonnement sont combinées (en stockage ou en entrepôt). Pas étonnant qu'il y ait des histoires de fausses alarmes de capteurs de rayonnements ionisants aux douanes américaines, lorsque des voitures chargées de bananes sont passées par un point de contrôle.

Je ne sais pas combien de personnes le savent, mais le Canada, la Biélorussie et la Russie sont les plus grands producteurs d'engrais potassiques au monde (!). Le plus souvent, ces engrais se présentent sous forme de chlorure de potassium KCl, de Kalimagnésie K ₂ SO ₄ * MgSO ₄ et de nitrate de potassium rare KNO ₃ . Et ici l'échelle est loin d'être banane. Par exemple, dans 1 kg de l'engrais potassique le plus courant KCl (chlorure de potassium) ~ 524 grammes de potassium, c'est-à-dire c'est presque 1000 BED (mille bananes). Naturellement, personne sain d’esprit ne mangera cet engrais, et il ne le pourra pas, car environ 15 g à l'intérieur peut facilement entraîner un arrêt des contractions cardiaques. Mais d'un autre côté, il voyait souvent, surtout pendant la saison des semailles de printemps au Bélarus, des hommes qui se couchaient pour se reposer sur des sacs d'engrais.

En gros, il est rempli d'électrons (la décroissance avec émission de rayons gamma n'est pas prise en compte) le dos est assez rapide (sur les effets sur le corps, grâce au raffinement javien , vous pouvez lire ici ). Le polyéthylène de sac ne sauvera pas . Vous trouverez ci-dessous une image pour ceux qui ont oublié les cours GO (ou qui n'en avaient tout simplement pas :()

Les particules bêta (électrons) ne peuvent plus ou moins être absorbées que par quelques millimètres d'aluminium. Enveloppez-vous de papier d'aluminium avant de vous allonger ou quelque chose ...

En conclusion, comme toujours, un petit travail de laboratoire sur le thème "étudier le dosimètre". Les photos montrent une comparaison des bananes et de certains sels contenant du potassium.

Mais ce sont les mêmes valeurs en KCl chinois (chlorure de potassium)

Eh bien, parler de sel serait incomplet si nous ne mentionnions pas le KBr (le même sédatif qui aurait été donné aux soldats dans la caserne pour réduire la libido), un soviétique encore produit

La différence, comme on dit, est visible à l'œil nu. Alors ...

Remarque morale : radioactivité banane = radioactivité 40K existant depuis des milliers d'années. Si vous êtes arrivé de la constellation Sirius (et tous les Dogon peuvent le confirmer) avec un niveau de rayonnement de fond différent, vous devrez refuser les bananes (et les pommes de terre biélorusses, d'ailleurs), et tout le monde au reste - "n'y pense pas." Soit dit en passant, le tabagisme nuit beaucoup plus (pour des raisons objectives, telles que le rayonnement gamma résultant de la désintégration des isotopes dans le tabac pénètre plus qu'une sorte d'électron banane). Eh bien ... méfiez-vous d'être autour de grandes concentrations de bananes / sels de potassium, etc. pendant longtemps. Sources ⁴⁰ K.

Sous le spoiler, les commentaires de Sumah sur l'équivalent banane

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