RADIOAKTÍV SZENNYEZÉS: TÍPUSAI, OKAI, KÖVETKEZMÉNYEI - KÖRNYEZET - 2026

A radioaktív szennyeződés a radioaktív nemkívánatos elemeknek a környezetbe történő beépülését jelenti. Ez lehet természetes (a környezetben jelen lévő radioizotópok) vagy mesterséges (az emberek által termelt radioaktív elemek).

A radioaktív szennyezés egyik oka a katonai célú nukleáris kísérletek. Ezek radioaktív esőket generálhatnak, amelyek több kilométert haladnak a levegőben.

Nukleáris robbanás. Forrás: Fotó a Nemzeti Nukleáris Biztonsági Igazgatóság / Nevada Helyi Iroda jóvoltából

Az atomerőművekben bekövetkező balesetek a radioaktív szennyezés másik fő oka. Néhány szennyeződés forrása az uránbányák, az orvosi tevékenységek és a radontermelés.

Az ilyen típusú környezetszennyezés súlyos következményekkel jár a környezetre és az emberekre. Az ökoszisztéma trópusi láncai érintettek, és az embereknek súlyos egészségügyi problémáik lehetnek, amelyek halálát okozzák.

A radioaktív szennyezés fő megoldása a megelőzés; A radioaktív hulladék kezelésére és tárolására, valamint a szükséges felszerelésekre biztonsági protokollokat kell készíteni.

A radioaktív szennyeződés komoly problémáival járó helyek között Hirosima és Nagasaki (1945), Fukushima (2011) és Ukrajnában található Csernobil (1986). Minden esetben a veszélyeztetett személyek egészségére gyakorolt ​​hatás súlyos volt, és sok halált okozott.

A sugárzás típusai

A radioaktivitás az a jelenség, amely során egyes testek energiát bocsátanak ki részecskék (corpuscularis sugárzás) vagy elektromágneses hullámok formájában. Ezt az úgynevezett radioizotópok állítják elő.

A radioizotópok ugyanazon elem atomjai, amelyeknek instabil atomja van, és hajlamosak szétesni, amíg stabil szerkezetet nem kapnak. Amikor szétesik, az atomok energiát és radioaktív részecskéket bocsátanak ki.

A radioaktív sugárzást ionizálónak is nevezik, mivel atomok és molekulák ionizációját (elektronvesztést) okozhatja. Ezek a sugárzások háromféle lehetnek:

Alfa sugárzás

A részecskék kibocsátódnak az ionizált héliummagokból, amelyek nagyon rövid távolságot tudnak megtenni. Ezeknek a részecskéknek a behatolási képessége csekély, ezért papírlap segítségével megállíthatók.

Béta sugárzás

A protonok és a neutronok bomlása miatt nagy energiájú elektronok bocsátanak ki. Ez a fajta sugárzás több métert képes átvinni, és üveg, alumínium vagy falemezekkel megállítható.

Gamma sugárzás

Ez egy nagy energiájú elektromágneses sugárzás, amely egy atommagból származik. A mag egy gerjesztett állapotból alacsonyabb energiaállapotba megy át, és felszabadul az elektromágneses sugárzás.

A gamma-sugárzás nagy behatolóképességgel bír, és több száz métert is képes megtenni. A leállításhoz néhány centiméter ólomlapokra vagy akár 1 méter betonra van szükség.

A radioaktív szennyezés típusai

A radioaktív szennyeződés nemkívánatos radioaktív elemeknek a környezetbe történő beépüléseként határozható meg. A radioizotópok jelen lehetnek vízben, levegőben, földben vagy élő dolgokban.

A radioaktivitás eredetétől függően a radioaktív szennyezés kétféle:

természetes

Az ilyen típusú szennyeződés a természetben előforduló radioaktív elemekből származik. A természetes radioaktivitás a kozmikus sugarakból vagy a földkéregből származik.

A kozmikus sugárzás nagy energiájú részecskékből áll, amelyek a világűrből származnak. Ezek a részecskék akkor keletkeznek, amikor szupernóva robbanások fordulnak elő, a csillagokban és a Napban.

Amikor a radioaktív elemek elérték a Földet, azokat a bolygó elektromágneses tere eltéríti. A pólusoknál azonban a védelem nem túl hatékony, és bejuthatnak a légkörbe.

A természetes radioaktivitás másik forrása a földkéregben található radioizotópok. Ezek a radioaktív elemek felelősek a bolygó belső hőjének fenntartásáért.

A Föld köpenyének fő radioaktív elemei az urán, torium és kálium. A Föld elvesztette az elemeket rövid radioaktív periódusokkal, de mások milliárd éve élnek. Az utóbbiak közül _{kiemelkedik a 235} urán, ₂₃₈ urán, torium ₂₃₂ és kálium ₄₀.

Az urán ₂₃₅, az urán ₂₃₈ és a torium ₂₃₂ három radioaktív magot képeznek a porban, amely csillagokat képez. Ezek a radioaktív csoportok, ha szétesnek, más, rövidebb felezési idővel rendelkező elemeket eredményeznek.

Rádium képződik az urán- ₂₃₈ bomlásából, ebből pedig radon (radioaktív elem gáz). A természetes radioaktív szennyezés fő forrása a radon.

Mesterséges

Ezt a szennyezést emberi tevékenységek, például orvostudomány, bányászat, ipar, nukleáris tesztelés és energiatermelés eredményezik.

1895 évben Roëntgen német fizikus véletlenül fedezte fel a mesterséges sugárzást. A kutató megállapította, hogy a röntgen elektromágneses hullámok voltak, amelyek az elektronok vákuumcsövön belüli ütközéséből származtak.

A mesterséges radioizotópokat a laboratóriumban nukleáris reakciók előállítása útján állítják elő. 1919-ben hidrogénből előállították az első mesterséges radioaktív izotópot.

A mesterséges radioaktív izotópokat különféle atomok neutronbombázásaiból állítják elő. Ezeknek a magokba hatolva sikerül destabilizálni őket és energiával töltni őket.

A mesterséges radioaktivitás számos területen alkalmazható különböző területeken, például orvostudományban, ipari és katonai tevékenységekben. Sok esetben ezeket a radioaktív elemeket tévesen bocsátják a környezetbe, súlyos szennyezős problémákat okozva.

Okoz

A radioaktív szennyezés különböző forrásokból származhat, általában a radioaktív elemek helytelen kezelése miatt. Az alábbiakban említjük a leggyakoribb okokat.

Nukleáris tesztek

Atomerőmű Pennsylvaniában, Egyesült Államok. Forrás: Lásd a szerzőket a Betegségek Ellenőrzése és Megelőzése közegészségügyi központjain

Különböző kísérleti nukleáris fegyverek robbantására utal, elsősorban a katonai fegyverek fejlesztésére. Nukleáris robbanásokra is sor került kút feltárására, üzemanyag kinyerésére vagy infrastruktúra kiépítésére.

A nukleáris tesztek lehetnek légköri (a Föld légkörén belül), sztratoszférikus (a bolygó légkörén kívül), víz alatti és a föld alatti. A légköri szennyeződések a legszennyezőbbek, mivel nagy mennyiségű radioaktív esőt termelnek, amely több kilométerre szétszóródik.

A radioaktív részecskék szennyezhetik a vízforrásokat és elérhetik a talajt. Ez a radioaktivitás az élelmezési láncokon keresztül elérheti a különböző trópusi szinteket, és hatással lehet a növényekre, és így elérheti az embereket.

A közvetett radioaktív szennyezés egyik fő formája a tej, ezért befolyásolhatja a gyermekeket.

1945 óta világszerte mintegy 2000 nukleáris tesztet hajtottak végre. Dél-Amerika konkrét esetben a radioaktív csapadék elsősorban Perut és Chilet érintette.

Atomerőművek (nukleáris reaktorok)

Jelenleg sok ország energiaforrásként használja a nukleáris reaktorokat. Ezek a reaktorok vezérelt nukleáris láncreakciókat generálnak, általában atommag-hasadással (atommag törésével).

A szennyezés elsősorban az atomerőművekből származó radioaktív elemek szivárogása révén fordul elő. Az 1940-es évek közepe óta környezeti problémák merülnek fel az atomerőművekkel kapcsolatban.

Ha szivárgások fordulnak elő a nukleáris reaktorokban, ezek a szennyező anyagok több száz kilométerre tudnak mozogni a levegőn, és ezzel szennyezik a víz, a talaj és az élelmiszer-forrásokat, amelyek a közeli közösségeket érintik.

Radiológiai balesetek

Általában ipari tevékenységekkel járnak, a radioaktív elemek nem megfelelő kezelése miatt. Bizonyos esetekben az üzemeltetők nem kezelik a berendezést megfelelően, és szivárgás léphet fel a környezetbe.

Az ionizáló sugárzás káros lehet az ipari dolgozóknak, a berendezéseknek vagy a légkörbe engedhet.

Uránbányászat

Az urán a bolygó különböző területein található természetes lerakódásokban található elem. Ezt az anyagot széles körben használják nyersanyagként az atomerőművek energiatermelésére.

Ezen uránlerakódások kiaknázásakor radioaktív maradék elemek keletkeznek. A keletkező hulladék anyagokat a felszínre engedik, ahol felhalmozódnak, és szél vagy eső útján eloszlathatók.

A keletkező hulladék nagy mennyiségű gamma-sugárzást bocsát ki, amely az élőlényekre nagyon káros. Ezenkívül magas szintű radon képződik, és a talajvíz alatti vízforrások kimosódással szennyeződhetnek.

A radon a szennyezés fő forrása a bányákban dolgozók számára. Ez a radioaktív gáz könnyen belélegezhető és behatolhat a légzőrendszerbe, tüdőrákot okozva.

Orvosi tevékenységek

Radioaktív izotópokat állítanak elő a nukleáris gyógyászat különböző alkalmazásaiban, amelyeket ezt követően meg kell dobni. A laboratóriumi anyagok és a szennyvíz általában radioaktív elemekkel szennyeződtek.

Hasonlóképpen, a sugárterápiás berendezések radioaktív szennyeződést generálhatnak mind a kezelők, mind a betegek számára.

Radioaktív anyagok a természetben

A természetben található radioaktív anyagok (NORM) általában megtalálhatók a környezetben. Általában nem termelnek radioaktív szennyeződést, de a különböző emberi tevékenységek általában koncentrálják őket, és ezek problémává válnak.

A NORM anyagok egyes koncentrációjának forrásai az ásványi szén, kőolajból származó üzemanyagok égetése és műtrágyák előállítása.

Ahol a szemét és a különféle szilárd hulladékok égetik, előfordulhat a kálium ₄₀ és a radon ₂₂₆ felhalmozódása. Azokban a területeken, ahol a faszén a fő üzemanyag, ezek a radioizotópok szintén jelen vannak.

A műtrágyaként használt foszfátkő magas uránt és tóriumot tartalmaz, míg a radon és az ólom felhalmozódik az olajiparban.

következmények

A környezetről

A vízforrások radioaktív izotópokkal szennyeződhetnek, és a vízi különféle ökoszisztémákat érintik. Hasonlóképpen, ezeket a szennyezett vizet számos érintett szervezet élteti.

Amikor a talaj szennyeződik, elszegényednek, elveszítik termékenységüket és nem használhatók fel mezőgazdasági tevékenységekben. Ezenkívül a radioaktív szennyezés befolyásolja az ökoszisztémák élelmiszerláncait.

Így a növények radioaktív izotópokkal szennyeződtek a talajon keresztül, és ezek a növényevőkbe jutnak. Ezek az állatok radioaktivitás eredményeként mutációkon menhetnek keresztül, vagy meghalhatnak.

A ragadozókat az élelem korlátozott elérhetősége, vagy radioaktív izotópokkal terhelt állatok fogyasztása okozza.

Az emberekről

Az ionizáló sugárzás halálos károkat okozhat az emberek számára. Ennek oka az, hogy a radioaktív izotópok károsítják a sejteket alkotó DNS szerkezetét.

A radiolízis (sugárzással történő bomlás) a sejtekben történik, mind a DNS-ben, mind a bennük lévő vízben. Ennek eredménye sejthalál vagy mutációk előfordulása.

A mutációk különféle genetikai rendellenességeket okozhatnak, amelyek öröklött hibákhoz vagy betegséghez vezethetnek. A leggyakoribb betegségek között a rák, különösen a pajzsmirigy, mivel rögzíti a jódot.

Hasonlóképpen, a csontvelő is befolyásolhatja, ami különféle vérszegénységet és akár leukémiát okoz. Ezenkívül az immunrendszer gyengülhet, érzékenyebbé téve a bakteriális és vírusos fertőzéseket.

Egyéb következmények között szerepel a radioaktivitásnak kitett anyák termékenysége és magzati rendellenessége. A gyermekeknek tanulási és növekedési problémái lehetnek, valamint kicsi agyuk lehet.

A károsodás néha sejthalált okozhat, amely szöveteket és szerveket érinthet. Ha az életfontosságú szerveket érinti, halál következhet be.

Megelőzés

A radioaktív szennyeződést nagyon nehéz ellenőrizni, ha ez bekövetkezik. Ezért kell az erőfeszítéseket a megelőzésre összpontosítani.

Rádioaktív hulladék

Radioaktív hulladék tárolása. Forrás: D5481026

A radioaktív hulladék kezelése a megelőzés egyik fő formája. Ezeket a biztonsági előírásoknak megfelelően kell elrendezni, hogy elkerüljék az őket kezelő emberek szennyeződését.

A radioaktív hulladékot el kell választani más anyagoktól, és meg kell próbálni csökkenteni annak mennyiségét, hogy könnyebben kezelhető legyen. Egyes esetekben ezeket a hulladékokat úgy kezelik, hogy manipulálhatóbb szilárd formákká alakuljanak.

Ezt követően a radioaktív hulladékokat megfelelő tartályokba kell helyezni, hogy elkerüljék a környezet szennyeződését.

A konténereket izolált helyeken tárolják biztonsági protokollokkal, vagy eltemethetők a tengerbe is.

Atomerőművek

A radioaktív szennyezés egyik fő forrása az atomerőművek. Ezért ajánlott, hogy azokat legalább 300 km-re távolságra helyezzék a városi központoktól.

Fontos az is, hogy az atomerőművek alkalmazottai megfelelő képzésben részesüljenek a berendezések üzemeltetésében és a balesetek elkerülésében. Hasonlóképpen ajánlott, hogy az ezen létesítmények közelében lakó emberek tisztában legyenek a lehetséges kockázatokkal és a nukleáris baleset esetén fellépő lehetőségekkel.

A radioaktív elemekkel dolgozó személyzet védelme

A radioaktív szennyezés elleni leghatékonyabb megelőzés az, hogy a személyzet kiképzett és megfelelő védelemmel rendelkezik. Lehetővé kell tenni az emberek radioaktivitásnak való kitettségének idejének csökkentését.

A létesítményeket megfelelő módon kell kialakítani, elkerülve a pórusokat és a repedéseket, ahol a radioizotópok felhalmozódhatnak. Jó szellőzőrendszereknek kell működniük, olyan szűrőkkel, amelyek megakadályozzák a hulladék környezetbe jutását.

A munkavállalóknak megfelelő védelemmel kell rendelkezniük, mint például képernyők és védőruházat. Ezenkívül a használt ruházatot és felszerelést rendszeresen fertőtleníteni kell.

Kezelés

Van néhány lépés a radioaktív szennyezés tüneteinek enyhítésére. Ide tartoznak a vérátömlesztések, az immunrendszer fokozása vagy a csontvelőátültetés.

Ezek a kezelések azonban enyhítő hatásúak, mivel nagyon nehéz eltávolítani az emberi test radioaktivitását. Jelenleg a kezeléseket olyan kelát molekulákkal végzik, amelyek elkülönítik a test radioizotópjait.

A kelátképzők (nem toxikus molekulák) a radioaktív izotópokhoz kötődnek, és olyan stabil komplexeket képeznek, amelyek eltávolíthatók a testből. Olyan kelátképzőket szintetizáltak, amelyek képesek akár 80% -ának kiküszöbölésére is.

Példák radioaktivitással szennyezett helyekre

Mivel az atomenergiát különböző emberi tevékenységekben használják, a radioaktivitás miatt különböző balesetek történtek. Annak érdekében, hogy az érintett emberek megismerjék ezek súlyosságát, meghatároztak egy nukleáris balesetek skáláját.

A Nemzetközi Nukleáris Baleseti Skálát (INES) a Nemzetközi Atomenergia Szervezet javasolta 1990-ben. Az INES skálája 1-7, ahol 7 súlyos balesetet jelent.

Az alábbiakban felsoroljuk a súlyosabb radioaktív szennyeződés példáit.

Hirosima és Nagasaki (Japán)

Nukleáris bombákat a 20. század 40-es éveiben kezdtek kidolgozni, Albert Einstein tanulmányai alapján. Ezeket a nukleáris fegyvereket az Egyesült Államok használták a második világháború alatt.

1945. augusztus 6-án uránnal dúsított bomba robbant fel Hirosima városán. Ez körülbelül 300 000 ° C hőhullámot és egy nagy gamma-sugárzás tört ki.

Ezt követően radioaktív csapadék képződött, amelyet a szél terjesztett, a szennyeződést pedig tovább távolítva. Körülbelül 100 000 ember halt meg a robbanás következtében, és további 10 000 ember halt meg radioaktivitással a következő években.

1945. augusztus 9-én egy második nukleáris bomba robbant fel Nagasaki városában. Ez a második bomba plutóniumban dúsult és erősebb volt, mint a Hirosima.

Mindkét városban a robbanás túlélőinek számos egészségügyi problémája volt. Így a rák kockázata a népességben 45% -kal nőtt 1958 és 1998 között.

Jelenleg még vannak ezeknek a bombáknak a radioaktív szennyeződése következményei. Úgy gondolják, hogy több mint 100 000, a sugárzás által érintett ember él, beleértve azokat is, akik méhben voltak.

Ebben a populációban magas a leukémia, szarkómák, karcinómák és glaukóma aránya. A méhben sugárzásnak kitett gyermekek egy csoportja kromoszóma-rendellenességeket mutatott be.

Csernobil (Ukrajna)

A történelem egyik legsúlyosabb nukleáris balesetének tekintik. Ez 1986. április 26-án történt egy atomerőműben, és az INES 7. szintje.

A munkavállalók tesztet végeztek, amelyben szimulálták az áramkimaradást és az egyik reaktort túlhevítették. Ez okozta a hidrogénrobbanást a reaktorban, és több mint 200 tonna radioaktív anyagot dobtak a légkörbe.

A robbanás során több mint 30 ember halt meg, és a radioaktív csapadék több kilométerre elterjedt. Úgy gondolják, hogy több mint 100 000 ember halt meg a radioaktivitás eredményeként.

A különféle típusú rák előfordulási szintje 40% -kal nőtt Belarusz és Ukrajna érintett területein. Az egyik leggyakoribb rák a pajzsmirigyrák, valamint a leukémia.

A légzőrendszerrel és az emésztőrendszerrel kapcsolatos feltételeket a radioaktivitásnak való kitettség miatt szintén megfigyelték. Méhben lévő gyermekek több mint 40% -ánál volt immunológiai hiányosság.

Voltak genetikai rendellenességek, megnőtt a reproduktív és húgyúti betegségek, valamint a korai öregedés is.

Fukushima Daiichi (Japán)

Fukushima atomerőmű, Japán. Forrás: Digital Globe

Ez a baleset a 2011. március 11-én Japánt sújtó 9. nagyságrendű földrengés következménye volt. Ezt követően szökőár történt, amely kikapcsolta a Fukushima atomerőmű három reaktorának hűtő- és villamosenergia-rendszerét.

Számos robbanás és tűz történt a reaktorokban, és sugárzási szivárgások keletkeztek. Ezt a balesetet eredetileg 4. szintre sorolták be, de következményei miatt később a 7. szintre emelték.

A radioaktív szennyezés nagy része a vízbe került, elsősorban a tengerbe. Jelenleg ebben a gyárban nagy tárolótartályok vannak a szennyezett víz számára.

Ezeket a szennyezett vizeket a Csendes-óceán ökoszisztémáinak veszélyeztetettnek tekintik. Az egyik legproblematikusabb radioizotóp a cézium, amely könnyen mozog a vízben és felhalmozódhat gerinctelenekre.

A robbanás nem okozott közvetlen sugárzási halált, és a radioaktivitás mértéke alacsonyabb volt, mint Csernobilon. Néhány munkavállalónál azonban a balesetet követő napokban DNS-változások történtek.

Hasonlóképpen, genetikai változásokat észleltek a sugárzásnak kitett állatok néhány populációjában.

Irodalom

1. Greenpeace International (2006) A csernobili katasztrófa, következményei az emberi egészségre. Vezetői összefoglaló. 20 pp
2. Hazra G (2018) Radioaktív szennyezés: áttekintés. A környezet holisztikus megközelítése 8: 48-65.
3. B Pérez (2015) A természetes radioaktív elemek okozta környezetszennyezés vizsgálata. Tézis a fizika fokozatához. Pontificia Universidad Católica del Perú Természettudományi és Műszaki Kar. Lima Peru. 80 pp
4. Bears J (2008) Radioaktív környezetszennyezés a neotropikumokban. Biologist 6: 155-165.
5. Siegel és Bryan (2003) A radioaktív szennyezés környezeti geokémia. Sandia National Laboratories, Albuquerque, USA. 115 pp
6. Ulrich K (2015) A Fukushima, a nukleáris ipar hanyatlásának következményei csapódnak fel. Greenpeace-jelentés. 21 pp