Notas de um fitoquímico. Rádio de banana

Cada milagre deve encontrar sua própria explicação, caso contrário, é simplesmente insuportável ...
K. Chapek

Praticamente não toco nos meus artigos coisas que são universalmente descritas e facilmente acessíveis, por exemplo, composição de macro e microelementos de frutas / legumes. Mas para a banana, decidi abrir uma exceção. Há muito potássio na banana! Levante qualquer pessoa no meio da noite e pergunte o que é bom em uma banana - você obtém a resposta "potássio para o coração" (eu exagerei, mas não muito longe da verdade). E potássio, é um elemento difícil ", com uma pitada de radioativo ...". Em geral, para descobrir se a radioatividade de uma banana é tão grande e se é tão assustadora - vamos para baixo do gato.
nota ps "a pedido ..."

Potássio refere-se ao chamado nutrientes , isto é está constantemente presente em um organismo vivo e desempenha um papel biológico importante. O corpo humano contém cerca de 0,35% de potássio. 98% dessa quantidade está em células, e os 2% restantes são líquidos extracelulares (incluindo sangue). O gradiente de concentração é mantido pelo chamado "Bomba Na ⁺ / K ⁺ ." O fato da presença de um gradiente eletroquímico de potássio entre o espaço intracelular e extracelular é importante para o funcionamento da função nervosa (repolarização da membrana celular, por exemplo). Com hipocalemia (falta de potássio) devido a uma desaceleração da repolarização ventricular, o risco de distúrbio do ritmo cardíaco aumenta, o que muitas vezes pode levar à parada cardíaca. Em geral, é claro que o corpo realmente precisa. Ele vem, na maioria dos casos (como outros oligoelementos) com alimentos.

Importante! Se você precisar esclarecer alguns dados sobre certos oligoelementos / aminoácidos, etc., eu uso a base do Departamento de Agricultura dos EUA (Serviço de Pesquisa Agrícola do Departamento de Agricultura dos Estados Unidos, também conhecido como USDA) e recomendo fortemente. Fonte mais objetiva, na minha opinião, não existe.

Assim, de acordo com este banco de dados, nas bananas cerca de 358 mg de potássio por 100 g de produto, apenas o kiwi com seus 522 mg de potássio tem um "poder" comparável dos "convidados" tropicais disponíveis. Tudo o resto é bastante raro (tamarindo - 628 mg, abacate - 485 mg (não raro, freqüentemente encontrado em sushi), durião - 436 mg, goiaba - 417 mg, maracujá - 348 mg). Ao mesmo tempo, compare com os produtos dos parentes “perto de cada saída do metrô”: endro - 738 mg, espinafre - 558 mg, salsa - 554 mg, coentro - 521 mg, até azeda da floresta e, em seguida, 390 mg por 100 gramas de produto. Há também algo nos vegetais: couve de Bruxelas - 389 mg, abóbora - 340 mg, groselha preta - 322 mg. Portanto, antes do próximo "encontre% nutriente% em 60 segundos em uma prateleira com frutas subtropicais", dê uma olhada na base do USDA, talvez tudo já esteja na cenoura ou abobrinha ...

Em qualquer vegetal / fruta / verdura, além do potássio, existem também seus isótopos . Os estábulos são ³⁹ K (93,08% da massa total), ⁴⁰ K (0,01% da massa total, meia-vida de 1,224 * 10 ⁹ anos), ⁴¹ K (6,91% da massa total). Todo mundo vive de horas a nanossegundos e decai:

Nosso oligoelemento (relativo a outros) é incomum, pois possui um isótopo de ⁴⁰ K, que é um exemplo raro de um isótopo que sofre os dois tipos de decaimento beta. Em aproximadamente 89,28% dos casos, decompõe-se em cálcio-40 ( ⁴⁰ Ca) com a emissão de uma partícula beta (β ^- , elétron) com uma energia máxima de 1,31 MeV e um antineutrino. Cerca de 10,72% do tempo, decai em argônio-40 ( ⁴⁰ Ar) capturando elétrons com a emissão de radiação gama com uma energia de 1.460 MeV e neutrinos. O decaimento radioativo desse isótopo em particular explica o alto conteúdo de argônio (quase 1%) na atmosfera da Terra, bem como seu alto conteúdo em comparação com ³⁶ Ar. Muito raramente (em 0,001% dos casos) decai para ⁴⁰ Ar, emitindo um pósitron (β ⁺ ) e um neutrino. Sobre a última reação foi escrita no artigo de Habra . Eles dizem que a banana é a fonte da antimatéria.

Graças aos fatos expressos, os ⁴⁰ K são a maior fonte de radioatividade natural em animais, incluindo seres humanos. Em um grama de potássio natural, ocorre em média 32 decaimentos de potássio-40 por segundo (32 becquerel, 865 picocuries ou cerca de um trilionésimo de parte do curie). O corpo humano pesando 70 kg contém cerca de 175 g de potássio, portanto, a cada segundo, existem cerca de 5400 decaimentos (≈ 5400 becquerel), além disso, continuamente ao longo da vida humana.

Becquerel (designação russa: Bq; internacional: Bq) é uma unidade de medida da atividade de uma fonte radioativa no Sistema Internacional de Unidades (SI). Um becquerel é definido como a atividade da fonte, na qual 1 decaimento radioativo ocorre em média em 1 segundo. A unidade recebeu o nome do cientista francês Antoine Henri Becquerel, um dos pioneiros da radioatividade.

Em princípio, não há nada de surpreendente aqui. Na natureza, existem mais produtos alimentares radioativos, além disso, radioativos não apenas por causa de ⁴⁰ K, mas também, por exemplo, rádio (isótopos ²²⁶ Ra, ²²⁸ Ra). Como exemplo, uma castanha do Brasil é excelente, cuja radioatividade pode atingir 12.000 picocuries por quilograma e acima (450 Bq / kg e acima).

Nota : os fumantes são os piores a esse respeito, uma vez que o tabaco contém não apenas o rádio ²²⁶ Ra já mencionado, mas ²³⁴ Th thorium, ²¹⁰ Polonium polonium e muito mais.

Mas, por alguma razão, camarada Gary Mansfield, do Laboratório Nacional Livermore. Laurence, enquanto escrevia o boletim de segurança nuclear RadSafe em 1995, escreveu especificamente sobre a "dose equivalente de banana" e uma nova era começou. A era da banana radioativa (o equivalente à banana é uma coisa muito mais vigorosa do que o argumento da banana descrito no artigo ).

A dose equivalente de banana (BED) é uma unidade completamente não oficial que caracteriza os efeitos da radiação ionizante. Seu principal objetivo é atuar como um padrão acessível, mesmo para o usuário médio, com o qual as doses de radioatividade podem ser facilmente comparadas. De fato, é uma ferramenta para descrever doses infinitesimais de radiação (e riscos infinitamente pequenos para a população a partir deles). Trecho da Wikipedia (RU) :

... Como a morte ou uma doença grave causada por uma pequena dose de radiação (abaixo de 0,5 Gy) é extremamente rara, descobriu-se que é impossível relacioná-los de forma confiável ao efeito da radiação no corpo - serão necessárias observações de longo prazo (mais de 12 anos) em uma amostra enorme pessoas expostas a essa dose. Além disso, foi descoberto um efeito positivo de pequenas doses de radiação nos organismos vivos, a hormesia. O fenômeno da consciência de massa também está associado a pequenas doses de radiação, quando a incerteza na questão da segurança (ou a crença de que o perigo existente é insignificante) é interpretada como a presença deliberada de perigo e o medo maciço de pequenas doses de radiação.

Algumas palavras sobre a hormesis de radiação :

O termo hormesis de radiação foi proposto em 1980 por T.D. Lucky e significa o efeito benéfico de baixas doses de radiação. O mecanismo da hormesia da radiação no nível celular de animais de sangue quente consiste em iniciar a síntese protéica, ativação gênica, reparo do DNA em resposta ao estresse - exposição a uma pequena dose de radiação (próxima à magnitude do fundo radioativo natural da Terra). Essa reação acaba provocando a ativação de receptores de membrana, proliferação de esplenócitos e estimulação do sistema imunológico. (1994 - relatório do Comitê Internacional das Nações Unidas sobre os Efeitos da Radiação Atômica).

Sendo graduado no Departamento de Química de Alta Energia, trato o conceito de hormesis (~ hormesis por radiação) com respeito (o respeito, no devido tempo, foi reforçado por cursos experimentais realizados em um dos hospitais). IMHO pequeno, mas permanente, mais prejudicial do que grande, mas uma vez. Uma gota está afiando uma pedra.

Para entender melhor o que é uma dose pequena e o que NÃO é pequeno, você pode usar, além do equivalente à banana, um auxílio visual - uma tabela resumida de doses de radiação ( aumento ), criada pelo engenheiro e popularizador da ciência Randall Patrick Monroe (observe o meu - o equivalente a banana está circulado em vermelho) .

Bem, se a tabela não combina com você para alguns parâmetros, retornamos ao nosso equivalente de banana. 1 CAMA é aproximadamente igual à dose de radioatividade que uma pessoa recebe ao comer uma banana de tamanho médio, pesando cerca de 150 g (5,3 onças) com uma atividade isotópica de cerca de 15 Bq . Isso é calculado multiplicando-se a dose equivalente esperada que um adulto pode tomar em 50 anos a partir de um isótopo puro de ⁴⁰ K pela atividade isotópica e pela massa de potássio na banana. Temos:

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

Em geral, é usual arredondar esse valor para 0,1 μSv (10 microrrentens) para simplificar os cálculos e facilitar a percepção. Em geral, se uma banana média é ingerida diariamente por um ano, a dose equivalente total será de ~ 37 μSv> 3,7 mbar.

A propósito, a dose equivalente esperada (5,02 nSv / Bq) foi retirada de fontes americanas ( EPA ). Mas a Comissão Internacional de Proteção Radiológica usa um valor diferente para esse coeficiente = 6,2 nSv / Bq, e então, ao recalcular o valor, ele não será tão bonito. Será mais difícil contar, representar escalas, etc. Portanto, eles usam dados americanos.

Nota: ou seja, teoricamente, usando a fórmula acima, ele pode criar seu equivalente em% VEGETAL / FRUTA% em relação a ⁴⁰ K. Por exemplo, o peso médio de um tubérculo comercializável de uma variedade (uma sacola que Lukashenko apresentou a Putin no Ano Novo) é de 100 gramas. Vamos olhar para a base do Departamento de Agricultura dos EUA sobre o fato de potássio na batata. Também é importante escolher a opção correta (com / sem pele, etc.). Bem, que seja em média 430 mg de potássio. Conte e obtenha 6,9 microroentgen. Tire conclusões você mesmo (ou não, mas continue a ler).

Por que a unidade não é oficial (e até cômica)? E porque o potássio "externo" (e, portanto, seus isótopos), que é ingerido com alimentos, não se acumula nele (ou seja, a "dose de banana" não é cumulativa). O motivo é a homeostase do corpo humano.

Homeostase (dr. Grego ὁμοιοστάσις de ὅμοιος “idêntico, semelhante” + στάσις “em pé; imobilidade”) - auto-regulação, a capacidade de um sistema aberto de manter a constância de seu estado interno através de reações coordenadas destinadas a manter o equilíbrio dinâmico.

I.e. qualquer componente em excesso que vem com a comida é rapidamente compensado pela retirada da mesma quantidade com excreções do corpo. De fato, a radiação adicional causada pelo uso da banana dura apenas algumas horas após a ingestão, ou seja, até que os rins restaurem o conteúdo normal de potássio no organismo. Nos fala sobre isso e o documento emitido pela Agência de Proteção Ambiental dos EUA. Vou citar:

Para radioisótopos de elementos envolvidos ativamente na homeostase do corpo humano, os fatores de correção para o cálculo do risco de inalação ou ingestão apresentados neste documento não são adequados para uso em alguns casos. Por exemplo, o fator de risco para deglutição de ⁴⁰ K não é adequado para o cálculo ao usar produtos naturais com um conteúdo aumentado de ⁴⁰ K. Isso se deve ao fato de o modelo biokinético usado neste documento implicar uma remoção relativamente lenta desse elemento (meia-vida biológica de 30 dias) , que é o caso dos volumes médios de ingestão de potássio no organismo. Um aumento acentuado no uso de potássio com alimentos leva à eliminação de uma massa igual de potássio nutriente (incluindo o isótopo ⁴⁰ K) do corpo em um curto período.

Além disso, se o tempo estimado gasto por uma certa massa saturada com um isótopo no corpo diminuir N vezes (devido à administração simultânea de um laxante, por exemplo), a dose absorvida equivalente calculada também diminuirá N vezes.

Então ... Um fenômeno muito mais prejudicial, na minha opinião, é o caso quando muitas pequenas fontes de radiação são combinadas (no armazenamento ou nos armazéns). Não é de admirar que haja histórias de alarmes falsos de sensores de radiação ionizante na alfândega dos EUA, quando carros carregados com bananas passam por um posto de controle.

Não sei quantas pessoas sabem, mas o Canadá, a Bielorrússia e a Rússia são os maiores produtores de fertilizantes à base de potássio do mundo (!). Na maioria das vezes, esses fertilizantes vêm na forma de cloreto de potássio KCl, Kalimagnesia K ₂ SO ₄ * MgSO ₄ e nitrato de potássio raro KNO ₃ . E aqui a balança está longe de ser banana. Por exemplo, em 1 kg do fertilizante de potássio mais comum KCl (cloreto de potássio) ~ 524 gramas de potássio, isto é, são quase 1000 camas (mil bananas). Naturalmente, ninguém em sã consciência comerá este fertilizante, e ele não será capaz de, porque cerca de 15 g no interior podem facilmente levar à cessação das contrações cardíacas. Por outro lado, porém, ele costumava ver, especialmente durante a estação de semeadura da primavera na Bielorrússia, homens que se deitavam para descansar em sacos de fertilizantes.

Grosso modo, ele é preenchido com elétrons (o decaimento com emissão de raios gama não é levado em consideração) as costas são bem rápidas (sobre os efeitos no corpo, graças ao refinamento javiano , você pode ler aqui ). Saco de polietileno não vai salvar . Abaixo está uma foto para quem esqueceu as lições do GO (ou que simplesmente não as teve :()

As partículas beta (elétrons) podem mais ou menos ser absorvidas por apenas alguns milímetros de alumínio. Envolva-se com papel alumínio antes de se deitar ou algo assim ...

Em conclusão, como sempre, um pequeno trabalho de laboratório sobre o tópico "estudar o dosímetro". As figuras mostram uma comparação de bananas e alguns sais contendo potássio.

Mas esses são os mesmos valores no KCl chinês (cloreto de potássio)

Bem, falar sobre sal seria incompleto se não mencionássemos o KBr (o mesmo sedativo que supostamente foi fornecido aos soldados no quartel para reduzir a libido), um soviético ainda produzido

A diferença, como se costuma dizer, é visível a olho nu. Então ...

Observe moral : radioatividade da banana = radioatividade de 40 K. existe há milhares de anos.Se você chegou da constelação Sirius (e todos os Dogon podem confirmar isso) com um nível diferente de radiação de fundo, você terá que recusar bananas (e batatas bielorrussas, a propósito, também) e todos para o resto - "não pense sobre isso." A propósito, fumar prejudica muito mais (por razões objetivas, como a radiação gama resultante da decomposição de isótopos no tabaco penetra mais do que algum tipo de elétron de banana). Bem ... cuidado com as concentrações de bananas / sais de potássio, etc. por muito tempo. Fontes ⁴⁰ K.

Sob o spoiler, os comentários de Sumah sobre o equivalente em banana

Importante! - - lab66 . , , :)