Kali: mỗi người là một nguồn phóng xạ, còn quả chuối thì bị oan

Vì sao ai cũng có phóng xạ trong người

Kali ngoài tự nhiên không thuần một loại. Cứ một triệu nguyên tử kali thì có 117 nguyên tử là kali-40, một đồng vị phóng xạ. Đây vẫn là kali nhưng thừa neutron nên không bền. Cứ sau 1,248 tỉ năm thì một nửa số nguyên tử kali-40 phân rã hết, và khoảng thời gian đó gọi là chu kỳ bán rã. Tỉ lệ nghe nhỏ, nhưng kali thì có mặt trong mọi tế bào sống.

Cộng lại, trong cơ thể một người trưởng thành có khoảng 3.850 tới 4.300 nguyên tử kali-40 phân rã mỗi giây. Đây là nguồn phóng xạ lớn nhất nằm sẵn bên trong cơ thể.

Không giảm được con số đó, vì cơ thể cần đúng lượng kali ấy để sống. Mỗi nguyên tử kali-40 phân rã sẽ thành canxi-40 hoặc agon-40. Agon sinh ra từ đó tích lại trong đá suốt hàng tỉ năm, rồi thoát ra và nay chiếm gần 1% khí quyển Trái Đất.

Quả chuối bị oan

Chuối giàu kali, nên chuối có phóng xạ đo được. Từ đó giới truyền thông khoa học bày ra một đơn vị cho vui, gọi là liều tương đương một quả chuối, quy ước khoảng 0,1 microsievert. Microsievert là đơn vị đo liều bức xạ cơ thể hấp thụ, và đơn vị quả chuối giúp người ta hình dung những liều cực nhỏ.

Đơn vị đó gây hiểu nhầm, và giới chuyên môn nói thẳng như vậy. Ăn một quả chuối không làm tăng lượng phóng xạ trong người. Cơ thể giữ nồng độ kali trong máu rất chặt, thận thải phần dư ra ngoài chỉ trong vài giờ. Lượng kali-40 trong người vì thế gần như không đổi, ăn thêm chuối hay không cũng vậy.

Vì sao kali phản ứng dữ hơn natri

Nguyên tử kali có 19 electron xếp thành 4 lớp. Lớp ngoài cùng chỉ có một electron, nằm rất xa hạt nhân. Xa tới mức lực hút của hạt nhân lên electron đó còn yếu hơn ở natri, nên kali buông electron ra nhanh hơn.

Hệ quả thấy ngay khi thả một mẩu kali xuống nước. Phản ứng dữ hơn natri, và khí hydro sinh ra bốc cháy gần như tức thì. Đốt hợp chất kali thì ngọn lửa chuyển màu tím hoa cà, đủ đặc trưng để nhận ra kali chỉ bằng mắt.

Kali dễ phản ứng tới mức ngoài tự nhiên chỉ có ở dạng hợp chất, muốn lấy ra kim loại nguyên chất rất khó. Năm 1807, Humphry Davy cho dòng điện chạy qua kali hydroxit nóng chảy và nhìn thấy những hạt kim loại sáng nhảy ra. Đó là kim loại đầu tiên loài người tách được bằng điện phân, và ít lâu sau, cũng bằng cách đó, ông tách tiếp ra natri.

Kali máu lệch một chút là tim loạn nhịp

Bên trong tế bào, nồng độ kali cao gấp mấy chục lần bên ngoài. Chênh lệch kali, chứ không phải natri, quyết định mức điện nền của màng tế bào. Tế bào thần kinh và tế bào cơ tim lấy mức điện đó làm vạch xuất phát cho mỗi xung.

Vì thế kali trong máu phải nằm trong một khoảng rất hẹp, từ 3,5 đến 5,5 mmol mỗi lít. Đó là con số vẫn thấy trên phiếu xét nghiệm máu. Tụt xuống dưới thì cơ yếu, chuột rút, huyết áp tăng và tim loạn nhịp. Vọt lên trên cũng loạn nhịp, và loạn theo kiểu nguy hiểm hơn.

Kali clorua liều rất cao là một trong các chất dùng để tiêm thuốc tử hình ở Mỹ, vì liều lớn làm tim ngừng gần như ngay lập tức.

Theo Tổ chức Y tế Thế giới, người trưởng thành cần khoảng 3.510 mg kali mỗi ngày, và phần lớn người ta ăn không đủ. Chuối, khoai tây, rau lá xanh, các loại đậu và nước dừa đều là nguồn tốt.

Phân kali và chuyện chính trị

Kali là một trong ba chất dinh dưỡng cây trồng cần nhiều nhất, đứng cạnh đạm và lân trên mọi bao phân. Nguồn cung kali chủ yếu là potash (tên gọi chung cho các loại muối kali đào lên từ những vỉa muối cổ dưới lòng đất). Khoảng 85% lượng potash bán ra đi thẳng vào phân bón.

Vỉa muối cổ không nằm rải đều. Canada dẫn đầu, rồi tới Nga, Trung Quốc và Belarus. Nguồn cung dồn vào vài nước như vậy, nên giá phân kali dễ bị chính trị làm xáo trộn hơn hẳn các loại phân khác.

Năm 2021, Belarus bị Liên minh châu Âu và Mỹ cấm vận. Đầu năm sau, Litva huỷ hợp đồng đường sắt, và Belarus mất luôn đường xuất khẩu qua cảng Klaipėda. Rồi nguồn cung từ Nga cũng đứt. Giá kali clorua nhảy từ khoảng 650 USD mỗi tấn K₂O năm 2021 lên chừng 1.000 USD năm 2022, và nông dân khắp thế giới trả phần chênh đó.

Kali giữ nhịp tim đập đều trong lồng ngực mỗi người. Cũng chính kali làm giá phân bón cả thế giới nhảy dựng mỗi khi vài nước bất hoà.

5 điều cần nhớ về kali

1. 1 Kali-40 là nguồn phóng xạ tự nhiên lớn nhất bên trong cơ thể người và mọi động vật.
2. 2 Ăn thêm chuối gần như không làm tăng liều phóng xạ, vì thận thải ngay phần kali dư.
3. 3 Chênh lệch nồng độ kali trong và ngoài tế bào tạo ra tín hiệu điện của thần kinh và tim.
4. 4 Kali máu phải nằm trong khoảng hẹp 3,5–5,5 mmol mỗi lít; lệch hướng nào tim cũng loạn nhịp.
5. 5 Kali là kim loại đầu tiên loài người tách được bằng điện phân.

Khối lượng nguyên tử theo CIAAW/IUPAC 2021; các giá trị còn lại từ PubChem (NCBI/NIH). Chuyện Humphry Davy và thử màu ngọn lửa theo Royal Society of Chemistry. Tỉ lệ kali-40, chu kỳ bán rã, số phân rã mỗi giây và phần bàn về liều tương đương một quả chuối theo các trang tổng hợp dẫn nguồn gốc, trong đó lời phê bình khái niệm này dẫn Oak Ridge Associated Universities. Vai trò của kali trong điện thế màng và hai chứng hạ, tăng kali máu cũng theo nguồn tổng hợp. Khuyến nghị mỗi ngày theo Tổ chức Y tế Thế giới. Tỉ lệ potash dùng làm phân bón và giá kali clorua các năm 2021, 2022 theo USGS, Mineral Commodity Summaries 2023 và 2026. Đối chiếu lại lần cuối 10/09/2026.