Πώς το smartphone μετατρέπεται σε ανιχνευτή ραδιενέργειας με μόλις 70 ευρώ

Σε μια περίοδο όπου οι γεωπολιτικές ισορροπίες δοκιμάζονται και η ασφάλεια των πυρηνικών υποδομών αποτελεί παγκόσμια προτεραιότητα, η ανάγκη για γρήγορη και αξιόπιστη ανίχνευση ραδιενέργειας είναι πιο επιτακτική από ποτέ. Η τεχνολογία, όμως, έρχεται να δώσει λύση όχι μέσα από περίπλοκα εργαστήρια, αλλά μέσα από την τσέπη μας. Μια νέα μελέτη από το Πανεπιστήμιο της Χιροσίμα στην Ιαπωνία αποδεικνύει πώς ένα απλό smartphone, σε συνδυασμό με βασικά υλικά, μπορεί να μετατραπεί σε έναν ακριβή μετρητή ραδιενέργειας, ικανό να σώσει ζωές σε σενάρια μαζικών καταστροφών.

Η καινοτομία αυτή έρχεται να καλύψει ένα κρίσιμο κενό: τον χρόνο. Σε περίπτωση πυρηνικού ατυχήματος ή επίθεσης, τα πρώτα λεπτά και ώρες είναι καθοριστικά για την ιατρική περίθαλψη των εκτεθειμένων ατόμων.

Η πρόκληση της άμεσης διάγνωσης

Όταν συμβαίνει ένα ραδιολογικό συμβάν, είτε πρόκειται για διαρροή σε εργοστάσιο είτε για χρήση «βρώμικης βόμβας», ο μεγαλύτερος εχθρός είναι η αβεβαιότητα. Ποιος έχει εκτεθεί και σε πόση δόση; Οι παραδοσιακές μέθοδοι δοσιμέτρησης απαιτούν εξειδικευμένο εξοπλισμό που σπάνια είναι διαθέσιμος στο πεδίο, ή χρονοβόρες εργαστηριακές αναλύσεις αίματος.

Ωστόσο, η θεραπεία για την ακτινοβολία πρέπει να είναι στοχευμένη. Η χορήγηση κυτοκινών, ιωδιούχου καλίου ή άλλων αντιδότων εξαρτάται από το επίπεδο της έκθεσης. Μια λανθασμένη εκτίμηση μπορεί να κοστίσει ζωές, καθώς δόσεις άνω των 4 Gray (Gy) έχουν θνησιμότητα 50% εντός 60 ημερών αν δεν υπάρξει θεραπεία. Εδώ ακριβώς παρεμβαίνει η ιαπωνική ερευνητική ομάδα.

Το σύστημα: Απλότητα και ακρίβεια

Ο καθηγητής Hiroshi Yasuda και η ερευνήτρια Hassna Bantan από το Ινστιτούτο Έρευνας Ραδιενεργής Βιολογίας και Ιατρικής του Πανεπιστημίου της Χιροσίμα, ανέπτυξαν ένα σύστημα που κοστίζει λιγότερο 65 ευρώ.

Το σύστημα δεν βασίζεται αποκλειστικά στους αισθητήρες του κινητού, αλλά σε έναν έξυπνο συνδυασμό τριών στοιχείων:

1. Ραδιοχρωμικό φιλμ (Gafchromic EBT4): Ένα ειδικό φιλμ που αλλάζει χρώμα ακαριαία όταν εκτεθεί σε ακτινοβολία.
2. Φορητός σαρωτής (Scanner): Μια μικρή, αναδιπλούμενη συσκευή που λειτουργεί με μπαταρία και φωτίζει το φιλμ ομοιόμορφα με LED.
3. Smartphone: Η κάμερα του κινητού (δοκιμάστηκε επιτυχώς σε συσκευές Samsung και iPhone) φωτογραφίζει το φιλμ μέσα στον σαρωτή.

Πώς λειτουργεί η τεχνολογία

Η διαδικασία είναι εντυπωσιακά απλή για τον τελικό χρήστη. Το φιλμ EBT4 αντιδρά στην ιοντίζουσα ακτινοβολία αλλάζοντας την απόχρωσή του. Αν και η αλλαγή αυτή είναι ορατή με γυμνό μάτι, η ανθρώπινη όραση δεν μπορεί να ποσοτικοποιήσει με ακρίβεια τη δόση.

Τοποθετώντας το φιλμ στον φορητό σαρωτή και λαμβάνοντας μια φωτογραφία με το smartphone, ειδικές εφαρμογές επεξεργασίας εικόνας αναλύουν το κανάλι χρώματος “κυανό”. Η ανάλυση αυτή μετατρέπει την ένταση του χρώματος σε ακριβή μέτρηση της δόσης ακτινοβολίας που δέχθηκε το φιλμ (και κατ’ επέκταση ο άνθρωπος που το φορούσε).

Τα πειράματα έδειξαν ότι το σύστημα μπορεί να μετρήσει με αξιοπιστία δόσεις έως και 10 Gy. Για να γίνει αντιληπτό το μέγεθος, μια δόση 10 Gy στο δέρμα είναι αρκετή για να προκαλέσει μόνιμη απώλεια τριχών και σοβαρά εγκαύματα.

Γιατί είναι σημαντική αυτή η ανακάλυψη

Το κλειδί της επιτυχίας αυτής της μεθόδου είναι η αποκέντρωση της διάγνωσης. «Για την προστασία των ανθρώπων σε περίπτωση σοβαρού ραδιολογικού ή πυρηνικού ατυχήματος, οι εθελοντικές επιτόπιες εκτιμήσεις δόσης και οι άμεσες αποφάσεις για ιατρικές ενέργειες πρέπει να εκτελούνται αμέσως», δηλώνει ο καθηγητής Yasuda.

Σε αντίθεση με τους εργαστηριακούς σαρωτές γραφείου που προσφέρουν μεν υψηλότερη ακρίβεια αλλά είναι δυσκίνητοι και απαιτούν ρεύμα, το συγκεκριμένο σύστημα σχεδιάστηκε για το «χειρότερο σενάριο». Λειτουργεί ακόμα και αν οι υποδομές (ηλεκτρικό δίκτυο, ίντερνετ) έχουν καταστραφεί από φυσική καταστροφή ή έκρηξη.

Η τυποποίηση της διαδικασίας σημαίνει ότι σε μια μαζική καταστροφή, διασώστες ή ακόμα και πολίτες με ελάχιστη εκπαίδευση θα μπορούσαν να διαχωρίσουν  τα θύματα που χρειάζονται άμεση διακομιδή από εκείνα που διατρέχουν μικρότερο κίνδυνο, απλά χρησιμοποιώντας το κινητό τους.