Typy rádioaktívneho znečistenia, príčiny, dôsledky

Ten rádioaktívna kontaminácia Je definovaný ako začlenenie nežiaducich rádioaktívnych prvkov do životného prostredia. To môže byť prirodzené (rádioizotopy prítomné v prostredí) alebo umelé (rádioaktívne prvky produkované ľudskou bytosťou).

Medzi príčiny rádioaktívneho znečistenia patria jadrové testy, ktoré sa robia na vojnové účely. Môžu generovať rádioaktívne dažde, ktoré pohybujú niekoľkými kilometrami vzduchom.

Jadrový výstav. Zdroj: Foto s láskavým dovolením Národnej správy jadrovej bezpečnosti / kancelárie Nevada [verejná doména]

Nehody v jadrových centrách na získanie energie sú ďalšou z hlavných príčin rádioaktívneho znečistenia. Niektoré zdroje znečistenia sú uránové míny, lekárske aktivity a výroba radónu.

Tento typ znečistenia životného prostredia má vážne následky pre životné prostredie a ľudské bytosti. Postihnuté sú trofické reťazce ekosystémov a ľudia môžu predstavovať vážne zdravotné problémy, ktoré spôsobujú ich smrť.

Hlavným riešením rádioaktívneho znečistenia je prevencia; Musia sa vziať bezpečnostné protokoly na manipuláciu a skladovanie rádioaktívneho odpadu, ako aj potrebné vybavenie.

Medzi miestami s veľkými problémami so znečistením rádioaktivity máme Hirošimu a Nagasaki (1945), Fukushima (2011) a Chernobyl na Ukrajine (1986). Vo všetkých prípadoch boli zdravotné účinky exponovaných ľudí vážne a spôsobili veľa úmrtí.

[TOC]

Typy žiarenia

Rádioaktivita je jav, ktorým niektoré telá emitujú energiu vo forme častíc (korpuskulárne žiarenie) alebo elektromagnetických vĺn. Vyrába to takto -zavolané rádioizotopy.

Rádioizotopy sú atómy toho istého prvku, ktoré majú nestabilné jadro a musia sa rozpadať, až kým nedosiahnu stabilnú štruktúru. Keď sa rozpadajú, atómy emitujú energiu a častice, ktoré sú rádioaktívne.

Rádioaktívne žiarenie sa tiež nazýva ionizácia, pretože môže spôsobiť ionizáciu (stratu elektrónov) atómov a molekúl. Toto žiarenie môže byť troch typov:

Alfa žiarenie

Častice z ionizovaných jadier hélia sú emitované, ktoré môžu cestovať veľmi krátke vzdialenosti. Penetračná kapacita týchto častíc je malá, takže ich možno zastaviť listom papiera.

Beta žiarenie

Elektróny sú emitované, ktoré majú veľkú energiu v dôsledku rozpadu protónov a neutrónov. Tento typ žiarenia je schopný prejsť niekoľko metrov a môže byť zastavený skleneným, hliníkom alebo drevenými doskami.

Gama žiarenie

Je to typ elektromagnetického žiarenia s vysokou energiou, ktorá pochádza z atómového jadra. Jadro prechádza z vzrušeného stavu na jeden z menších energie a uvoľňuje sa elektromagnetické žiarenie.

Gama žiarenie má vysokú penetračnú silu a môže cestovať stovky metrov. Aby ste to zastavili, vyžaduje sa niekoľko centimetrov olova alebo až 1 metra betónu.

Typy rádioaktívneho znečistenia

Rádioaktívne znečistenie možno definovať ako začlenenie nechcených rádioaktívnych prvkov do životného prostredia. Rádioizotopy môžu byť prítomné vo vode, vzduchu, zemi alebo živých bytostiach.

Podľa pôvodu rádioaktivity je rádioaktívne znečistenie dvoch typov:

Prirodzený

Tento typ znečistenia pochádza z rádioaktívnych prvkov, ktoré sa vyskytujú v prírode. Prírodná rádioaktivita pochádza z kozmických lúčov alebo zemskej kôry.

Kozmické žiarenie je tvorené časticami s vysokou energiou, ktoré pochádzajú z vonkajšieho priestoru. Tieto častice sa vyskytujú, keď sa vyskytnú výbuchy supernov, v hviezdach a na slnku.

Keď sa rádioaktívne prvky dostanú na zem, sú odklonené elektromagnetickým poľom planéty. V póloch však ochrana nie je príliš účinná a môže vstúpiť do atmosféry.

Ďalším zdrojom prirodzenej rádioaktivity sú rádioizotopy prítomné v zemskej kôre. Tieto rádioaktívne prvky sú zodpovedné za udržiavanie vnútorného tepla planéty.

Hlavnými rádioaktívnymi prvkami pozemného plášťa sú urán, tón a draslík. Zem stratila prvky s krátkymi rádioaktívnymi obdobiami, ale iní majú životnosť miliardy rokov. Medzi nimi patrí urán₂₃₅, urán₂₃₈, Torio₂₃₂ a draslík₄₀.

Urán₂₃₅, urán₂₃₈ a Torio₂₃₂ Tvoria tri rádioaktívne jadrá prítomné v prachu, ktoré pochádzajú z hviezd. Tieto rádioaktívne skupiny sa rozpadajú, vedú k ďalším prvkom s kratším priemerným životom.

Z rozpadu uránu₂₃₈ Vytvára sa rádio a radón (plynný rádioaktívny prvok). Radón je hlavným zdrojom prírodného rádioaktívneho znečistenia.

Umelý

Toto znečistenie je spôsobené ľudskými činnosťami, ako je medicína, ťažba, priemysel, jadrové testy a výroba energie.

V roku 1895 nemecký fyzik náhodou objavil umelé žiarenie. Výskumník zistil, že X -Rays boli elektromagnetické vlny, ktoré pochádzajú zo šoku elektrónov vo vákuovej trubici.

Môže vám slúžiť: odpadky ostrovy: Charakteristiky, ako sa tvoria, následky

Umelé rádioizotopy sa vyrábajú v laboratóriu vyskytujúcimi sa jadrovými reakciami. V roku 1919 sa z vodíka vyrába prvý umelý rádioaktívny izotop.

Umelé rádioaktívne izotopy sa vyrábajú od bombardovania neutrónov po rôzne atómy. Tieto, pri preniknutí do jadier, ich destabilizujú a naložte ich energiu.

Umelá rádioaktivita má množstvo aplikácií v rôznych oblastiach, ako sú medicíny, priemyselné a vojnové činnosti. V mnohých prípadoch sú tieto rádioaktívne prvky chybami v prostredí, ktoré spôsobujú vážne problémy so znečistením.

Príčiny

Rádioaktívne znečistenie môže pochádzať z rôznych zdrojov, zvyčajne kvôli chybnej manipulácii s rádioaktívnymi prvkami. Niektoré z najčastejších príčin sú uvedené nižšie.

Jadrové pokusy

Jadrová elektráreň v Pensylvánii v Spojených štátoch. Zdroj: Pozri stránku pre autora [verejná doména] Centra pre kontrolu a prevenciu chorôb verejné zdravie

Vzťahuje sa na detonáciu rôznych experimentálnych jadrových zbraní, najmä na rozvoj vojenských zbraní. Vykonali sa aj jadrové výbuchy s cieľom vykopať studne, extrahovať palivá alebo vybudovať nejakú infraštruktúru.

Jadrové testy môžu byť atmosférické (v zemskej atmosfére) stratosférická (mimo atmosféry planéty), pod vodou a pod zemou. Atmosférické sú najviac znečisťujúce, pretože produkujú veľké množstvo rádioaktívneho dažďa, ktoré sa rozptyľuje v niekoľkých kilometroch.

Rádioaktívne častice môžu kontaminovať zdroje vody a dosiahnuť zem. Táto rádioaktivita môže dosiahnuť rôzne trofické hladiny prostredníctvom potravinových reťazcov a ovplyvniť plodiny, a tak dosiahnuť človeka.

Jednou z hlavných foriem nepriameho rádioaktívneho znečistenia je mlieko, takže môže ovplyvniť detskú populáciu.

Od roku 1945 boli vyrobené asi 2.000 jadrových testov na celom svete. V konkrétnom prípade Južnej Ameriky rádioaktívny dážď ovplyvnil hlavne Peru a Čile.

Generátory jadrovej energie (jadrové reaktory)

Veľký počet krajín v súčasnosti používa jadrové reaktory ako zdroj energie. Tieto reaktory produkujú jadrové reakcie kontrolované reťazami, zvyčajne jadrovým štiepením (prasknutie atómového jadra).

Kontaminácia sa vyskytuje hlavne v dôsledku úniku rádioaktívnych prvkov jadrových rastlín. Od polovice z dvadsiateho storočia boli predložené environmentálne problémy spojené s jadrovými elektrárňami.

Ak sa vyskytnú úniky v jadrových reaktoroch, tieto znečisťujúce látky môžu pohybovať stovky kilometrov vzduchom, ktorý spôsobil kontamináciu zdrojov vody, pôdy a potravín, ktoré ovplyvnili okolité spoločenstvá.

Rádiologické nehody

Vo všeobecnosti sa vyskytujú spojené s priemyselnými činnosťami v dôsledku nevhodnej manipulácie s rádioaktívnymi prvkami. V niektorých prípadoch operátori správne nezvládajú zariadenie a môžu sa generovať úniky do životného prostredia.

Môže sa generovať ionizujúce žiarenie, ktoré spôsobujú poškodenie pracovníkom v priemysle, vybavenie alebo uvoľnenie atmosféry.

Ťažba uránu

Urán je prvok, ktorý je v prírodných depozitoch v rôznych oblastiach planéty. Tento materiál sa široko používa ako surovina na výrobu energie v jadrových rastlinách.

Pri vykorisťovaní týchto ložísk uránu sa generujú rádioaktívne zvyškové prvky. Vyrábané zvyškové materiály sa uvoľňujú na povrch, kde sa hromadia a môžu byť rozptýlené vetrom alebo dažďom.

Vyrobený odpad vytvára veľké množstvo gama žiarenia, ktoré je veľmi škodlivé pre živé bytosti. Vyskytujú sa aj vysoké hladiny radónu a pri vodnej hladine sa môže vyskytnúť kontaminácia zdrojov vody v dôsledku vylúhovania.

Radón je hlavným zdrojom znečistenia pracovníkov týchto baní. Tento rádioaktívny plyn sa dá ľahko vdýchnuť a napadnúť dýchacie cesty, čím sa vytvára rakovina pľúc.

Lekárske činnosti

V rôznych aplikáciách jadrovej medicíny existujú rádioaktívne izotopy, ktoré sa potom musia vyradiť. Laboratórne materiály a odpadová voda sú vo všeobecnosti kontaminované rádioaktívnymi prvkami.

Rádioterapeutické vybavenie môže tiež vytvárať rádioaktívne znečistenie pre operátorov, ako aj pre pacientov.

Rádioaktívne materiály v prírode

Rádioaktívne materiály v prírode (norma) sa zvyčajne nachádzajú v prostredí. Vo všeobecnosti nevytvárajú rádioaktívne znečistenie, ale rôzne ľudské činnosti ich sústredia a stávajú sa problémom.

Niektoré zdroje koncentrácie normálnych materiálov sú spaľovanie minerálneho uhlia, palivá odvodené z výroby ropy a hnojiva.

V oblastiach spaľovania odpadu a rôznych tuhých odpadu je možné prezentovať akumuláciu draslíka₄₀ a radón₂₂₆. V oblastiach, kde je rastlinné uhlie hlavným palivom, sú tiež prezentované tieto rádioizotopy.

Môže vám slúžiť: les Chaco: reliéf, počasie, flóra, fauna

Fosforická hornina, ktorá sa používa ako hnojivo, obsahuje vysoké hladiny uránu a tória, zatiaľ čo v ropnom priemysle sa akumuluje olovo a olovo sa hromadí.

Dôsledky

O životnom prostredí

Vodné zdroje môžu byť kontaminované rádioaktívnymi izotopmi, ktoré ovplyvňujú rôzne vodné ekosystémy. Podobne sú tieto kontaminované vody konzumované rôznymi organizmami, ktoré sú postihnuté.

Ak dôjde k znečisteniu pôdy, je ochudobnené, strácajú svoju plodnosť a nemôžu sa použiť pri poľnohospodárskych činnostiach. Okrem toho rádioaktívne znečistenie ovplyvňuje trofické reťazce v ekosystémoch.

Rastliny sú teda kontaminované rádioizotopmi cez zem a prechádzajú smerom k bylinožravcom. Tieto zvieratá môžu trpieť mutáciami alebo zomrieť v dôsledku rádioaktivity.

Predátori sú ovplyvnení nižšou dostupnosťou potravín alebo kontaminované konzumáciou zvierat naložených rádioizotopmi.

O ľuďoch

Ionizujúce žiarenie môže spôsobiť smrteľné poškodenie ľudí. K tomu dochádza, pretože rádioaktívne izotopy poškodzujú štruktúru DNA, ktorá tvorí bunky.

V bunkách dochádza k rádiolisii (rozklad žiarenia). To má za následok bunkovú smrť alebo výskyt mutácií.

Mutácie môžu spôsobiť rôzne genetické anomálie, ktoré môžu spôsobiť dedičné defekty alebo choroby. Medzi najbežnejšie choroby patrí rakovina, najmä štítna žľaza, pretože fixuje jód.

Môže byť ovplyvnená aj kostná dreň, ktorá spôsobuje rôzne typy anémie a dokonca leukémie. Imunitný systém môže byť tiež oslabený, vďaka čomu je citlivejší na bakteriálne a vírusové infekcie.

Medzi ďalšie dôsledky patrí neplodnosť a malformácia plodov matiek, ktoré sú predmetom rádioaktivity. Deti môžu predstavovať problémy s učením, rast a malé mozgy.

Poškodenie môže niekedy spôsobiť smrť bunky, ovplyvňuje tkanivá a orgány. V prípade životne dôležitých orgánov môže byť spôsobená smrť.

Prevencia

Rádioaktívne znečistenie je veľmi ťažké kontrolovať, keď k nemu dôjde. Preto sa úsilie musí zamerať na prevenciu.

Rádioaktívny odpad

Ukladanie rádioaktívneho odpadu. Zdroj: D5481026 [CC BY-SA.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/4.0)]

Rádioaktívny odpadový nakladanie je jednou z hlavných foriem prevencie. Musia byť usporiadané podľa bezpečnostných noriem, aby sa predišlo kontaminácii ľudí, ktorí s nimi manipulujú.

Rádioaktívny odpad by sa mal oddeliť od iných materiálov a pokúsiť sa ľahšie manipulovať s objemom. V niektorých prípadoch sa vykonáva spracovanie tohto odpadu, aby sa z nich stal manipulovateľnejšími pevnými formami.

Následne musí byť rádioaktívny odpad umiestnený vo vhodných nádobách, aby sa zabránilo kontaminácii životného prostredia.

Kontajnery sa skladujú na izolovaných miestach s bezpečnostnými protokolmi alebo sa môžu tiež pochovať vo veľkej hĺbke v mori.

Jadrové centrály

Jedným z hlavných zdrojov rádioaktívneho znečistenia sú jadrové centrály. Preto sa odporúča, aby bolo postavené najmenej 300 km od mestských centier.

Je tiež dôležité, aby boli jadrové elektrárne správne vyškolené na manipuláciu so zariadeniami a vyhýbanie sa nehodám. Odporúča sa tiež, aby populácie blízko týchto zariadení poznali možné riziká a spôsoby konania v prípade jadrovej nehody.

Ochrana personálu pracujúcich s rádioaktívnymi prvkami

Najúčinnejšou prevenciou proti rádioaktívnemu znečisteniu je to, že personál je vyškolený a má primeranú ochranu. Čas expozície ľudí voči rádioaktivite sa musí skrátiť.

Zariadenia musia byť správne skonštruované, vyhýbajú sa pórom a trhlinám, kde sa môžu akumulovať rádioizotopy. Musia sa mať dobré ventilačné systémy, s filtrami, ktoré sa vyhýbajú výstupu odpadu do životného prostredia.

Zamestnanci musia mať primeranú ochranu, ako sú obrazovky a ochranný odev. Okrem toho by sa použité oblečenie a vybavenie malo pravidelne dekontaminovať.

Liečba

Existujú určité opatrenia, ktoré je možné prijať na zmiernenie príznakov rádioaktívneho znečistenia. Medzi nimi je možné spomenúť krvné transfúzie, zlepšenie imunitného systému alebo transplantácie kostnej drene.

Tieto liečby sú však paliatívne, pretože je veľmi ťažké odstrániť rádioaktivitu ľudského tela. Liečba sa však v súčasnosti vykonáva s chelatačnými molekulami, ktoré môžu izolovať rádioizotopy v tele.

Čelanty (non -toxické molekuly) sa viažu na rádioaktívne izotopy tvoriace stabilné komplexy, ktoré je možné vylúčiť z organizmu. Podarilo sa im syntetizovať chelanty, ktoré sú schopné odstrániť až 80% znečistenia.

Príklady miest kontaminovaných rádioaktivitou

Pretože sa jadrová energia používa pri rôznych ľudských činnostiach, došlo k rôznym nehodám s rádioaktivitou. Aby boli postihnutí ľudia poznaní ich závažnosti, bola stanovená stupnica jadrových nehôd.

Môže vám slúžiť: Bioplastické: ako sú, typy, výhody, nevýhody

Medzinárodný rozsah jadrových nehôd (INES) navrhol Medzinárodná organizácia atómovej energie v roku 1990. Ines má stupnicu od 1 do 7, kde 7 označuje vážnu nehodu.

Najzávažnejšie príklady kontaminácie rádioaktivity sú uvedené nižšie.

Hirošima a Nagasaki (Japonsko)

Jadrové bomby sa začali vyvíjať v 40. rokoch dvadsiateho storočia na základe štúdií Alberta Einsteina. Tieto jadrové zbrane použili Spojené štáty počas druhej svetovej vojny počas druhej svetovej vojny.

6. augusta 1945 nad mestom Hirošima explodovala obohatená uránová bomba. To generovalo horúcu vlnu asi 300.000 ° C a veľké vypuknutie gama žiarenia.

Následne došlo k rádioaktívnemu dážďu, ktorý bol rozptýlený vetrom, ktorý nesie znečistenie vo väčšej vzdialenosti. Z dôvodu výbuchu zomrelo približne 100.000 ľudí a na účinky rádioaktivity 10.Viac v nasledujúcich rokoch.

9. augusta 1945 v meste Nagasaki vypukla druhá jadrová bomba. Táto druhá bomba bola obohatená plutónium a bola silnejšia ako Hirošima.

V obidvoch mestách prezentovali pozostalých výbuchu početné zdravotné problémy. Riziko rakoviny v populácii sa teda medzi rokmi 1958 a 1998 zvýšilo o 44%.

V súčasnosti stále existujú dôsledky rádioaktívneho znečistenia týchto bômb. Viac ako 100 sa považuje za žijúcich.000 ľudí postihnutých žiarením, vrátane tých, ktorí boli v lone.

V tejto populácii sú vysoké indexy leukémie, sarkómy, karcinómy a glaukómy. Skupina detí vystavených žiareniu v materskom bruchu predstavila chromozomálne aberácie.

Černobil (Ukrajina)

Považuje sa za jednu z najzávažnejších jadrových nehôd v histórii. Stalo sa to 26. apríla 1986 v jadrovej elektrárni a je úroveň 7 v Ines.

Pracovníci robili test simulujúci strih elektrického prívodu a jeden z reaktorov utrpel prehriatie. To spôsobilo výbuch vodíka vo vnútri reaktora a hodilo viac ako 200 ton rádioaktívneho materiálu do atmosféry.

Počas výbuchu zomrelo viac ako 30 osôb a rádioaktívny dážď sa rozšíril na niekoľko kilometrov okolo. Predpokladá sa, že ako rádioaktivita viac ako 100 zomrelo.000 ľudí.

Úroveň výskytu rôznych typov rakoviny sa zvýšila o 40% v postihnutých oblastiach Bieloruska a Ukrajiny. Jedným z najčastejších typov rakoviny je štítna žľaza a leukémia.

Boli tiež pozorované podmienky spojené s respiračným a tráviacim systémom pre expozíciu rádioaktivity. V prípade detí, ktoré boli v lone, viac ako 40% predstavilo imunologické nedostatky.

Predstavovali tiež genetické anomálie, zvýšené choroby chorôb a močových systémov, ako aj predčasné starnutie.

Fukushima Daiichi (Japonsko)

Jadrová elektráreň Fukušima, Japonsko. Zdroj: Digital Globe [CC BY-SA 3.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)]

Táto nehoda bola dôsledkom zemetrasenia o veľkosti 9, ktorá otriasla Japonskom 11. marca 2011. Následne existovala tsunami, ktorá deaktivuje chladiace a elektrické systémy troch jadrových elektrární Fukušima.

V reaktoroch sa vyskytlo niekoľko výbuchov a požiarov a generovalo sa úniky žiarenia. Táto nehoda bola pôvodne opísaná ako úroveň 4, ale podľa jej dôsledkov bola následne zvýšená na úrovni 7.

Väčšina rádiových kontaminácií išla do vody, hlavne more. V súčasnosti sú v tomto centre veľké kontaminované nádrže na skladovanie vody.

Tieto kontaminované vody sa považujú za riziko pre ekosystémy Tichého oceánu. Jedným z najproblematickejších rádioizotopov je cézium, ktorý sa ľahko pohybuje vo vode a môže sa hromadiť v bezstavovci.

Výbuch nespôsobil priame úmrtia na žiarenie a úrovne expozície rádioaktivity boli nižšie ako v Černobil. Niektorí operátori však predložili zmeny v DNA niekoľko dní po nehode.

Podobne boli detegované genetické zmeny u niektorých populácií zvierat vystavených žiareniu.

Odkazy

1. Greenpeace International (2006) Černobyľová katastrofa, dôsledky pre ľudské zdravie. Zhrnutie. 20 pp.
2. Hazra G (2018) Rádioaktívne znečistenie: Prehľad. Holistický prístup k životnému prostrediu 8: 48-65.
3. Pérez B (2015) Štúdia znečistenia životného prostredia v dôsledku prírodných rádioaktívnych prvkov. Diplomová práca na kvalifikáciu na bakalársky titul v odbore fyzika. Fakulta vedy a inžinierstva, Pontifická katolícka univerzita v Peru. Lima Peru. 80 pp
4. Osores J (2008) Environmentálne rádioaktívne znečistenie v neotropickom. Biológ 6: 155-165.
5. Siegel a Bryan (2003) Geochémia rádioaktívnej kontaminácie. Sandia National Laboratories, Albuquerque, USA. 115 pp.
6. Ulrich K (2015) Účinky fukušimy, pokles jadrového priemyslu sa vyzráža. Správa Greenpeace. 21 pp.