Vrste radioaktivnog onečišćenja, uzroci, posljedice, prevencija, liječenje i primjeri



radioaktivno onečišćenje definira se kao ugrađivanje neželjenih radioaktivnih elemenata u okoliš. To mogu biti prirodni (radioizotopi prisutni u okolišu) ili umjetni (radioaktivni elementi koje proizvode ljudi).

Među uzrocima radioaktivnog onečišćenja su nuklearni testovi koji su napravljeni za ratne svrhe. One mogu generirati radioaktivne kiše koje putuju nekoliko kilometara zrakom.

Nesreće u nuklearnim elektranama za dobivanje energije još su jedan od glavnih uzroka radioaktivnog onečišćenja. Neki izvori kontaminacije su rudnici urana, medicinske djelatnosti i proizvodnja radona.

Ova vrsta onečišćenja okoliša ima ozbiljne posljedice za okoliš i ljude. Pogođeni su trofički lanci ekosustava i ljudi mogu imati ozbiljne zdravstvene probleme koji uzrokuju njihovu smrt.

Glavno rješenje za radioaktivno onečišćenje je prevencija; moraju postojati sigurnosni protokoli za rukovanje i skladištenje radioaktivnog otpada, kao i potrebnu opremu.

Među mjestima s velikim problemima kontaminacije radioaktivnošću nalazimo Hirošimu i Nagasaki (1945), Fukušima (2011) i Černobil u Ukrajini (1986). U svim slučajevima učinci na zdravlje izloženih osoba bili su ozbiljni i uzrokovali su brojne smrtne slučajeve.

indeks

  • 1 Vrste zračenja
    • 1.1 Alfa zračenje
    • 1.2 Beta zračenje
    • 1.3 Gama zračenje
  • 2 Vrste radioaktivnog onečišćenja
    • 2.1 Prirodno
    • 2.2 Umjetna
  • 3 Uzroci
    • 3.1 Nuklearna ispitivanja
    • 3.2 Generatori nuklearne energije (nuklearni reaktori)
    • 3.3 Radiološke nesreće
    • 3.4 Vađenje urana
    • 3.5 Medicinske aktivnosti
    • 3.6 Radioaktivni materijali u prirodi
  • 4 Posljedice
    • 4.1 O okolišu
    • 4.2 O ljudima
  • 5 Sprečavanje
    • 5.1 Radioaktivni otpad
    • 5.2 Nuklearne elektrane
    • 5.3 Zaštita osoblja koje radi s radioaktivnim elementima
  • 6 Liječenje
  • 7 Primjeri mjesta kontaminiranih radioaktivnošću
    • 7.1 Hirošima i Nagasaki (Japan)
    • 7.2 Černobil (Ukrajina)
    • 7,3 Fukushima Daiichi (Japan)
  • 8 Reference

Vrste zračenja

Radioaktivnost je fenomen kojim neka tijela emitiraju energiju u obliku čestica (corpuscular radiation) ili elektromagnetskih valova. To se proizvodi takozvanim radioizotopima.

Radioizotopi su atomi istog elementa koji imaju nestabilnu jezgru i moraju se raspasti dok ne dostignu stabilnu strukturu. Kada se raspadnu, atomi emitiraju energiju i čestice koje su radioaktivne.

Radioaktivno zračenje se naziva i ionizirajućim, jer može uzrokovati ionizaciju (gubitak elektrona) atoma i molekula. Ta zračenja mogu biti tri vrste:

Alfa zračenje

Čestice se emitiraju iz ioniziranih jezgara helija koje mogu putovati vrlo kratke udaljenosti. Sposobnost prodiranja tih čestica je mala, tako da se mogu zaustaviti listom papira.

Beta zračenje

Elektroni se emitiraju s velikom energijom zbog raspada protona i neutrona. Ova vrsta zračenja može putovati nekoliko metara i može se zaustaviti staklenim, aluminijskim ili drvenim pločama.

Gama zračenje

To je vrsta elektromagnetskog zračenja s visokom energijom, koja potječe iz atomske jezgre. Jezgra ide od pobuđenog stanja do manje energije i oslobađa se elektromagnetsko zračenje.

Gama zračenje ima visoku penetracijsku snagu i može putovati stotinama metara. Za zaustavljanje zahtijeva ploče od nekoliko centimetara olova ili do 1 metra betona.

Vrste radioaktivnog onečišćenja

Radioaktivno onečišćenje može se definirati kao ugradnja neželjenih radioaktivnih elemenata u okoliš. Radioizotopi mogu biti prisutni u vodi, zraku, zemlji ili živim bićima.

Prema podrijetlu radioaktivnosti, radioaktivna kontaminacija je dva tipa:

prirodni

Ova vrsta onečišćenja dolazi od radioaktivnih elemenata koji se javljaju u prirodi. Prirodna radioaktivnost potječe od kozmičkih zraka ili zemljine kore.

Kozmičko zračenje čine čestice s visokom energijom koje dolaze iz svemira. Te čestice nastaju kada nastupe eksplozije supernova, u zvijezdama i na Suncu.

Kada radioaktivni elementi dosegnu Zemlju, preusmjeravaju ih elektromagnetsko polje planeta. Međutim, na polovima zaštita nije vrlo učinkovita i može ući u atmosferu.

Drugi izvor prirodne radioaktivnosti su radioizotopi prisutni u zemljinoj kori. Ti radioaktivni elementi odgovorni su za održavanje unutarnje topline planeta.

Glavni radioaktivni elementi Zemljinog plašta su uranij, torij i kalij. Zemlja je izgubila elemente s kratkim radioaktivnim razdobljima, ali drugi imaju život milijardama godina. Među potonjim su uran235, uranijum238, torijum232 i kalij40.

uranijum235, uranijum238 i torij232 oni tvore tri radioaktivne jezgre prisutne u prašini koja potječe od zvijezda. Ove raspadljive radioaktivne skupine dovode do pojave drugih elemenata s kraćim poluživotima.

Od raspada urana238 nastaje radij i iz tog radona (plinoviti radioaktivni element). Radon je glavni izvor prirodne radioaktivne kontaminacije.

umjetna

Ovo zagađenje proizvodi ljudske aktivnosti, kao što su medicina, rudarstvo, industrija, nuklearna ispitivanja i proizvodnja energije.

Tijekom 1895. godine njemački fizičar Roëntgen je slučajno otkrio umjetno zračenje. Istraživač je otkrio da su X-zrake elektromagnetski valovi koji su uzrokovani sudaranjem elektrona unutar vakuumske cijevi.

Umjetni radioizotopi nastaju u laboratoriju pojavom nuklearnih reakcija. Prvi umjetni radioaktivni izotop proizveden je 1919. godine iz vodika.

Umjetni radioaktivni izotopi nastaju od bombardiranja neutronima do različitih atoma. Oni, kada prodiru u jezgre, uspijevaju ih destabilizirati i napuniti ih energijom.

Umjetna radioaktivnost ima brojne primjene u različitim područjima kao što su medicina, industrija i ratne aktivnosti. U mnogim slučajevima ti se radioaktivni elementi pogrešno ispuštaju u okoliš uzrokujući ozbiljne probleme zagađenja.

uzroci

Radioaktivno onečišćenje može potjecati iz različitih izvora, obično zbog pogrešnog rukovanja radioaktivnim elementima. Neki od najčešćih uzroka navedeni su u nastavku.

Nuklearni testovi

Odnosi se na detonaciju različitih eksperimentalnih nuklearnih oružja, uglavnom za razvoj vojnog oružja. Nuklearne eksplozije su također provedene kako bi se iskopali bušotine, izvukla goriva ili izgradila neka infrastruktura.

Nuklearna ispitivanja mogu biti atmosferska (unutar Zemljine atmosfere) stratosferska (izvan atmosfere planeta), podvodna i podzemna. Atmosferske su onečišćujuće, jer proizvode veliku količinu radioaktivne kiše koja se raspršuje u nekoliko kilometara.

Radioaktivne čestice mogu kontaminirati izvore vode i doći do tla. Ova radioaktivnost može doseći različite trofičke razine kroz prehrambene lance i utjecati na usjeve i tako doseći ljudsko biće.

Jedan od glavnih oblika neizravne radioaktivne kontaminacije je mlijeko koje može utjecati na dječju populaciju.

Od 1945. godine u svijetu je provedeno oko 2000 nuklearnih ispitivanja. U konkretnom slučaju Južne Amerike radioaktivni talozi uglavnom su utjecali na Peru i Čile.

Generatori nuklearne energije (nuklearni reaktori)

Mnoge zemlje danas koriste nuklearne reaktore kao izvor energije. Ti reaktori proizvode nuklearne reakcije kontrolirane lancem, obično nuklearnom fisijom (pucanje atomske jezgre).

Zagađenje nastaje uglavnom zbog propuštanja radioaktivnih elemenata iz nuklearnih elektrana. Problemi okoliša povezani s nuklearnim elektranama prisutni su od sredine 1940-ih.

Kada dođe do curenja u nuklearnim reaktorima, ti zagađivači mogu se pomicati stotinama kilometara kroz zrak, koji je uzrokovao kontaminaciju vode, zemljišta i izvora hrane koji su utjecali na obližnje zajednice..

Radiološke nesreće

Obično se javljaju u vezi s industrijskim aktivnostima zbog neodgovarajućeg rukovanja radioaktivnim elementima. U nekim slučajevima, rukovatelji ne rukuju opremom na odgovarajući način i mogu prouzročiti curenje u okoliš.

Može se proizvesti ionizirajuće zračenje koje može prouzročiti štetu industrijskim radnicima, opremi ili biti ispušteno u atmosferu.

Rudarstvo urana

Uran je element koji se nalazi u prirodnim naslagama u različitim područjima planeta. Ovaj materijal se široko koristi kao sirovina za proizvodnju energije u nuklearnim elektranama.

Kada se provede eksploatacija tih naslaga uranija, nastaju radioaktivni rezidualni elementi. Proizvedeni otpadni materijali otpuštaju se na površinu na kojoj se nakupljaju i mogu se raspršiti zbog vjetra ili kiše.

Nastali otpad generira veliku količinu gama zračenja, što je vrlo štetno za živa bića. Također, proizvode se visoke razine radona i može doći do kontaminacije izvora vode na razini vode ispiranjem.

Radon je glavni izvor kontaminacije radnika ovih rudnika. Ovaj radioaktivni plin se može lako udahnuti i upasti u respiratorni trakt, stvarajući rak pluća.

Medicinske aktivnosti

U različitim primjenama nuklearne medicine proizvode se radioaktivni izotopi koji se zatim moraju odbaciti. Laboratorijski materijali i otpadne vode obično su onečišćeni radioaktivnim elementima.

Isto tako, radioterapijska oprema može generirati radioaktivnu kontaminaciju operaterima kao i pacijentima.

Radioaktivni materijali u prirodi

Radioaktivni materijali u prirodi (NORM) mogu se normalno naći u okolišu. Općenito, oni ne proizvode radioaktivno onečišćenje, ali različite ljudske aktivnosti imaju tendenciju da ih koncentriraju i postaju problem.

Neki izvori koncentracije NORM materijala su izgaranje mineralnog ugljena, naftnih goriva i proizvodnja gnojiva.

U područjima spaljivanja smeća i različitog krutog otpada može se nakupiti kalij40 i radona226. U područjima gdje je drveni ugljen glavno gorivo ti se radioizotopi također javljaju.

Fosforna stijena koja se koristi kao gnojivo sadrži visoke razine urana i torija, dok se radon i olovo akumuliraju u naftnoj industriji.

udar

O okolišu

Izvori vode mogu biti kontaminirani radioaktivnim izotopima, što utječe na različite vodene ekosustave. Isto tako, one kontaminirane vode konzumiraju različiti organizmi koji su pogođeni.

Kada dođe do onečišćenja tla, one postaju siromašne, gube svoju plodnost i ne mogu se koristiti u poljoprivrednim aktivnostima. Osim toga, radioaktivno onečišćenje utječe na trofičke lance u ekosustavima.

Stoga su biljke onečišćene radioizotopima kroz tlo i one prelaze u biljojeda. Ove životinje mogu trpjeti mutacije ili umrijeti zbog učinka radioaktivnosti.

Predatore pogađa smanjena dostupnost hrane ili onečišćenje konzumiranjem životinja natovarenih radioizotopima.

O ljudima

Ionizirajuće zračenje može uzrokovati smrtno oštećenje ljudi. To se događa zato što radioaktivni izotopi oštećuju strukturu DNA koja čini stanice.

U stanicama se javlja radioliza (razgradnja zračenja) i DNA i vode sadržane u njoj. To rezultira staničnom smrću ili pojavom mutacija.

Mutacije mogu uzrokovati različite genetske abnormalnosti koje mogu uzrokovati nasljedne nedostatke ili bolesti. Među najčešćim oboljenjima su rak, osobito rak štitnjače, budući da popravlja jod.

Može utjecati i na koštanu srž, što uzrokuje različite vrste anemije, pa čak i leukemije. Također, imunološki sustav može biti oslabljen, što ga čini osjetljivijim na bakterijske i virusne infekcije.

Među ostalim posljedicama je neplodnost i malformacija fetusa majki izloženih radioaktivnosti. Djeca mogu imati problema s učenjem, rast, kao i male mozgove.

Ponekad oštećenje može uzrokovati staničnu smrt, zahvaćajući tkiva i organe. Ako su zahvaćeni vitalni organi, može doći do smrti.

prevencija

Radioaktivno onečišćenje je vrlo teško kontrolirati kada se pojavi. Zato se napori moraju usredotočiti na prevenciju.

Radioaktivni otpad

Upravljanje radioaktivnim otpadom jedan je od glavnih oblika prevencije. Oni moraju biti uređeni prema sigurnosnim pravilima kako bi se izbjegla kontaminacija ljudi koji manipuliraju njima.

Radioaktivni otpad mora biti odvojen od drugih materijala i pokušati smanjiti njegov volumen koji se lakše rukuje. U nekim slučajevima, tretman tih otpadaka provodi se kako bi se pretvorili u krute oblike kojima se može upravljati.

Nakon toga se radioaktivni otpad mora smjestiti u odgovarajuće spremnike kako bi se spriječilo onečišćenje okoliša.

Kontejneri se skladište na izoliranim mjestima sa sigurnosnim protokolima ili se mogu zakopati duboko u more.

Nuklearne elektrane

Jedan od glavnih izvora radioaktivne kontaminacije su nuklearne elektrane. Stoga se preporučuje da budu izgrađeni najmanje 300 km od urbanih središta.

Također je važno da su zaposlenici nuklearnih elektrana obučeni za rukovanje opremom i izbjegavanje nesreća. Također se preporučuje da ljudi u blizini tih objekata znaju moguće rizike i načine postupanja u slučaju nuklearne nesreće..

Zaštita osoblja koje radi s radioaktivnim elementima

Najučinkovitija zaštita od radioaktivnog onečišćenja je da je osoblje obučeno i ima odgovarajuću zaštitu. To se mora postići kako bi se smanjilo vrijeme izlaganja ljudi radioaktivnosti.

Objekti moraju biti izgrađeni na odgovarajući način, izbjegavajući pore i pukotine gdje se radioaktivni izotopi mogu akumulirati. Morate imati dobre sustave ventilacije, s filtrima koji sprječavaju ispuštanje otpada u okoliš.

Zaposlenici moraju imati odgovarajuću zaštitu, kao što su zasloni i zaštitna odjeća. Osim toga, odjeću i opremu treba povremeno dekontaminirati.

liječenje

Postoje neke mjere koje se mogu poduzeti kako bi se ublažili simptomi radioaktivne kontaminacije. To može uključivati ​​transfuziju krvi, poboljšanje imunološkog sustava ili transplantaciju koštane srži.

Međutim, ovi tretmani su palijativni jer je vrlo teško eliminirati radioaktivnost iz ljudskog tijela. Međutim, u tijeku su tretmani s kelatnim molekulama koje mogu izolirati radioizotope u tijelu.

Helatori (netoksične molekule) vežu se na radioaktivne izotope koji formiraju stabilne komplekse koji se mogu eliminirati iz tijela. Uspjeli su sintetizirati kelante koji mogu eliminirati do 80% onečišćenja.

Primjeri mjesta kontaminiranih radioaktivnošću

Budući da se nuklearna energija koristi u različitim ljudskim aktivnostima, dogodile su se razne radioaktivne nesreće. Kako bi pogođeni ljudi bili svjesni ozbiljnosti tih problema, ustanovljena je skala nuklearnih nesreća.

Međunarodnu skalu nuklearnih nesreća (INES) predložila je Međunarodna organizacija za atomsku energiju 1990. godine. INES ima skalu od 1 do 7, gdje 7 označava ozbiljnu nesreću.

Najozbiljniji primjeri radioaktivnog onečišćenja navedeni su u nastavku.

Hirošima i Nagasaki (Japan)

Nuklearne bombe počele su se razvijati četrdesetih godina dvadesetog stoljeća, na temelju studija Alberta Einsteina. Nuklearno oružje koristile su Sjedinjene Države tijekom Drugog svjetskog rata.

6. kolovoza 1945. bomba obogaćena uranom eksplodirala je iznad grada Hirošime. To je izazvalo toplinski val od oko 300.000 ° C i veliki nalet gama zračenja.

Nakon toga, došlo je do radioaktivnog ispadanja koje je vjetar raspršio i doveo do onečišćenja na veću udaljenost. Oko 100.000 ljudi poginulo je u eksploziji, a 10.000 više u narednim godinama zbog utjecaja radioaktivnosti..

9. kolovoza 1945. godine u gradu Nagasaki eksplodirala je druga nuklearna bomba. Ova druga bomba obogaćena je plutonijem i bila je snažnija od Hirošime.

U oba grada, preživjele eksplozije predstavile su brojne zdravstvene probleme. Stoga se rizik od raka u populaciji povećao za 44% između 1958. i 1998. godine.

Trenutno postoje posljedice radioaktivnog onečišćenja ovih crpki. Smatra se da živi više od 100.000 ljudi pogođenih zračenjem, uključujući i one koji su bili u maternici.

U ovoj populaciji postoji visoka stopa leukemije, sarkoma, karcinoma i glaukoma. Skupina djece koja su bila izložena zračenju u maternici imala je kromosomske aberacije.

Černobil (Ukrajina)

Smatra se jednim od najtežih nuklearnih nesreća u povijesti. To se dogodilo 26. travnja 1986. godine u nuklearnoj elektrani i nalazi se na razini 7 u INES-u.

Radnici su provodili test koji simulira nestanak struje i jedan od reaktora je bio pregrijan. To je uzrokovalo eksploziju vodika unutar reaktora i više od 200 tona radioaktivnog materijala bačeno je u atmosferu.

Tijekom eksplozije poginulo je više od 30 ljudi, a radioaktivni padovi su se širili nekoliko kilometara. Smatra se da je kao posljedica radioaktivnosti umrlo više od 100.000 ljudi.

Razina incidencije različitih vrsta raka povećala se za 40% u pogođenim područjima Bjelorusije i Ukrajine. Jedan od najčešćih vrsta raka je rak štitnjače kao i leukemija.

Stanja povezana s respiratornim i probavnim sustavima također su opažena zbog izloženosti radioaktivnosti. U slučaju djece koja su bila u maternici, više od 40% imalo je imunološke nedostatke.

Također postoje genetske anomalije, povećane bolesti reproduktivnog i mokraćnog sustava, kao i prerano starenje.

Fukushima Daiichi (Japan)

Ova nesreća posljedica je potresa jačine 9 stupnjeva koji je potresao Japan 11. ožujka 2011. godine. Kasnije je došlo do tsunamija koji je onesposobio sustave hlađenja i električne energije triju reaktora nuklearne elektrane Fukushima..

Došlo je do nekoliko eksplozija i požara u reaktorima i generirane filtracije zračenja. Ova nesreća prvotno je klasificirana kao razina 4, ali je zbog posljedica kasnije povišena na razinu 7.

Većina radioaktivnog onečišćenja otišla je u vodu, uglavnom na more. Trenutno u ovoj tvornici postoje veliki spremnici za onečišćenu vodu.

Smatra se da su one zagađene vode opasne za ekosustave Tihog oceana. Jedan od najneugodnijih radioizotopa je cezij koji se lako kreće u vodi i može se akumulirati u beskralješnjacima.

Eksplozija nije uzrokovala izravne smrti od zračenja, a razine izloženosti radioaktivnosti bile su niže od onih u Černobilu. Međutim, neki su radnici predstavili promjene u DNK u roku od nekoliko dana nakon nesreće.

Isto tako, otkrivene su genetske promjene u nekim populacijama životinja koje su podvrgnute zračenju.

reference

  1. Greenpeace International (2006) Černobilska katastrofa, posljedice po ljudsko zdravlje. Sažetak 20 str.
  2. Hazra G (2018.) Radioaktivno onečišćenje: pregled. Holistički pristup okolišu 8: 48-65.
  3. Pérez B (2015) Proučavanje onečišćenja okoliša zbog prirodnih radioaktivnih elemenata. Diplomski rad koji se prijavljuje za diplomu iz fizike. Prirodoslovno-matematički fakultet, Papinsko katoličko sveučilište u Peruu. Lima, Peru. 80 str
  4. Osores J (2008) Radioaktivno onečišćenje okoliša u neotropima. Biolog 6: 155-165.
  5. Siegel i Bryan (2003) Geokemija okoliša radioaktivne kontaminacije. Sandia National Laboratories, Albuquerque, SAD. 115 str.
  6. Ulrich K (2015) Učinci Fukushime, propadanje nuklearne industrije jure. Izvješće Greenpeacea. 21 str.