Видове радиоактивно замърсяване, причини, последствия, превенция, лечение и примери



на радиоактивно замърсяване определя се като включване на нежелани радиоактивни елементи в околната среда. Това могат да бъдат естествени (радиоизотопи в околната среда) или изкуствени (радиоактивни елементи, произведени от хора).

Сред причините за радиоактивното замърсяване са ядрените опити, които се правят за военни цели. Те могат да генерират радиоактивни дъждове, които пътуват няколко километра през въздуха.

Друга основна причина за радиоактивно замърсяване са авариите в атомните електроцентрали за получаване на енергия. Някои източници на замърсяване са уранови мини, медицински дейности и производство на радон.

Този вид замърсяване на околната среда има сериозни последици за околната среда и човешките същества. Трофичните вериги на екосистемите са засегнати и хората могат да имат сериозни здравословни проблеми, които причиняват смъртта им.

Основно решение за радиоактивно замърсяване е превенцията; трябва да са налице протоколи за сигурност за обработка и съхраняване на радиоактивни отпадъци, както и необходимото оборудване.

Сред местата с големи проблеми на замърсяването с радиоактивност имаме Хирошима и Нагасаки (1945), Фукушима (2011) и Чернобил в Украйна (1986). Във всички случаи въздействието върху здравето на изложените на риск хора е било сериозно и е причинило много смъртни случаи.

индекс

  • 1 Видове радиация
    • 1.1 Алфа радиация
    • 1.2 Бета радиация
    • 1.3 Гама лъчение
  • 2 Видове радиоактивно замърсяване
    • 2.1 Естествено
    • 2.2 Изкуствени
  • 3 Причини
    • 3.1 Ядрени изпитвания
    • 3.2 Ядрени генератори (ядрени реактори)
    • 3.3 Радиологични аварии
    • 3.4 Добив на уран
    • 3.5 Медицински дейности
    • 3.6 Радиоактивни материали в природата
  • 4 Последици
    • 4.1 За околната среда
    • 4.2 За хората
  • 5 Превенция
    • 5.1 Радиоактивни отпадъци
    • 5.2 Атомни електроцентрали
    • 5.3 Защита на персонала, работещ с радиоактивни елементи
  • 6 Лечение
  • 7 Примери за места, замърсени с радиоактивност
    • 7.1 Хирошима и Нагасаки (Япония)
    • 7.2 Чернобил (Украйна)
    • 7.3 Фукушима Даичи (Япония)
  • 8 Препратки

Видове радиация

Радиоактивността е явлението, чрез което някои тела отделят енергия под формата на частици (корпускуларна радиация) или електромагнитни вълни. Това се получава от така наречените радиоизотопи.

Радиоизотопите са атоми от същия елемент, които имат нестабилно ядро ​​и трябва да се разпадат, докато достигнат стабилна структура. Когато се разпадат, атомите излъчват енергия и частици, които са радиоактивни.

Радиоактивното лъчение също се нарича йонизиращо, защото може да причини йонизация (загуба на електрони) на атоми и молекули. Тези излъчвания могат да бъдат три вида:

Алфа радиация

Частиците се излъчват от йонизирани хелиеви ядра, които могат да пътуват много къси разстояния. Капацитетът на проникване на тези частици е малък, така че може да бъде спрян от лист хартия.

Бета радиация

Електроните се излъчват с голяма енергия поради разпадането на протони и неутрони. Този тип радиация може да се движи няколко метра и може да бъде спрян от стъкло, алуминий или дървесни плочи.

Гама лъчение

Това е вид електромагнитно излъчване с висока енергия, което произхожда от атомно ядро. Ядрото преминава от възбудено състояние към по-ниско енергийно и се освобождава електромагнитното излъчване.

Гама лъчението има висока проникваща сила и може да премине стотици метри. За да се спре, се изискват плочи от няколко сантиметра олово или до 1 метър бетон.

Видове радиоактивно замърсяване

Радиоактивното замърсяване може да се определи като включване на нежелани радиоактивни елементи в околната среда. Радиоизотопите могат да присъстват във вода, въздух, земя или в живи същества.

Според произхода на радиоактивността радиоактивното замърсяване е два вида:

естествен

Този вид замърсяване идва от радиоактивни елементи, които се срещат в природата. Естествената радиоактивност произхожда от космически лъчи или от земната кора.

Космическата радиация се състои от частици с висока енергия, идващи от космоса. Тези частици се произвеждат, когато настъпят експлозии на свръхнови, в звездите и в Слънцето.

Когато радиоактивните елементи достигнат Земята, те се отклоняват от електромагнитното поле на планетата. Въпреки това, при полюсите защитата не е много ефективна и може да влезе в атмосферата.

Друг източник на естествена радиоактивност са радиоизотопите, намиращи се в земната кора. Тези радиоактивни елементи са отговорни за поддържането на вътрешната топлина на планетата.

Основните радиоактивни елементи на мантията на земята са уран, торий и калий. Земята е загубила елементи с кратки радиоактивни периоди, но други имат живот от милиарди години. Сред последните са уранът235, уран238, торий232 и калий40.

уран235, уран238 и торий232 те образуват три радиоактивни ядра, присъстващи в праха, който поражда звездите. Тези разпадащи се радиоактивни групи пораждат други елементи с по-кратък полуживот.

От разпадането на уран238 Радият се образува и от този радон (газообразен радиоактивен елемент). Радонът е основният източник на естествено радиоактивно замърсяване.

изкуствен

Това замърсяване се произвежда от човешки дейности, като например медицина, минно дело, промишленост, ядрени опити и производство на електроенергия.

През 1895 г. германският физик Ролент случайно открил изкуствена радиация. Изследователят установи, че рентгеновите лъчи са електромагнитни вълни, причинени от сблъсък на електрони във вакуумна тръба.

Изкуствените радиоизотопи се произвеждат в лабораторията чрез появата на ядрени реакции. През 1919 г. първият изкуствен радиоактивен изотоп се произвежда от водород.

Изкуствените радиоактивни изотопи се получават от бомбардирането с неутрони до различни атоми. Те, когато проникнат в ядрата, успяват да ги дестабилизират и зареждат с енергия.

Изкуствената радиоактивност има множество приложения в различни области като медицина, индустрия и военни дейности. В много случаи тези радиоактивни елементи погрешно се освобождават в околната среда, което причинява сериозни проблеми със замърсяването.

каузи

Радиоактивното замърсяване може да произхожда от различни източници, обикновено поради неправилно използване на радиоактивни елементи. Някои от най-честите причини са посочени по-долу.

Ядрени изпитвания

Става дума за детонация на различни експериментални ядрени оръжия, главно за разработване на военни оръжия. Бяха извършени и ядрени експлозии с цел изкопаване на кладенци, извличане на горива или изграждане на инфраструктура.

Ядрените тестове могат да бъдат атмосферни (в атмосферата на Земята) стратосферни (извън атмосферата на планетата), подводни и подземни. Атмосферните са най-замърсяващи, тъй като произвеждат голямо количество радиоактивен дъжд, който се разпръсква в няколко километра.

Радиоактивните частици могат да замърсят източниците на вода и да достигнат земята. Тази радиоактивност може да достигне различни трофични нива през хранителните вериги и да засегне културите и така да достигне човешкото същество.

Една от основните форми на непряко радиоактивно замърсяване е чрез мляко, което може да засегне детското население.

От 1945 г. в света са проведени около 2000 ядрени опити. В конкретния случай на Южна Америка радиоактивните отпадъци са засегнали главно Перу и Чили.

Ядрени генератори (ядрени реактори)

Много страни сега използват ядрени реактори като енергиен източник. Тези реактори произвеждат верижно контролирани ядрени реакции, обикновено чрез делене на ядра (разкъсване на атомно ядро).

Замърсяването се дължи главно на изтичане на радиоактивни елементи от атомни електроцентрали. Екологичните проблеми, свързани с атомните електроцентрали, присъстват от средата на 40-те години.

Когато в ядрените реактори се появят течове, тези замърсители могат да се движат стотици километри през въздуха, което е причинило замърсяване на вода, земя и хранителни източници, които са засегнали близките общности..

Радиологични аварии

Обикновено те се срещат във връзка с промишлени дейности поради неадекватно боравене с радиоактивните елементи. В някои случаи операторите не обработват правилно оборудването и могат да генерират течове в околната среда.

Може да се генерира йонизиращо лъчение, което може да причини щети на работниците в промишлеността, оборудването или да бъде изпуснато в атмосферата.

Добив на уран

Уранът е елемент, който се намира в естествени находища в различни райони на планетата. Този материал се използва широко като суровина за производство на енергия в атомните електроцентрали.

При експлоатацията на тези уранови находища се генерират радиоактивни остатъчни елементи. Произведените отпадъчни материали се освобождават на повърхността, където се натрупват и могат да бъдат разпръснати от вятър или дъжд.

Получените отпадъци генерират голямо количество гама-лъчение, което е много вредно за живите същества. Също така се произвеждат високи нива на радон, а замърсяването на водните източници при нивото на водата може да се получи чрез излугване.

Радонът е основният източник на замърсяване на работниците в тези мини. Този радиоактивен газ може лесно да се вдиша и да нахлуе в дихателните пътища, като генерира рак на белия дроб.

Медицински дейности

В различните приложения на ядрената медицина се произвеждат радиоактивни изотопи, които след това трябва да се изхвърлят. Лабораторните материали и отпадъчните води обикновено са замърсени с радиоактивни елементи.

Също така, радиотерапевтичното оборудване може да генерира радиоактивно замърсяване както за операторите, така и за пациентите.

Радиоактивни материали в природата

Радиоактивните материали в природата (NORM) обикновено могат да бъдат открити в околната среда. Обикновено те не произвеждат радиоактивно замърсяване, но различните човешки дейности са склонни да ги концентрират и се превръщат в проблем.

Някои източници на концентрация на NORM материали са изгарянето на минерални въглища, петролни горива и производството на торове..

В областите на изгаряне на отпадъци и различни твърди отпадъци могат да се натрупват калий40 и радон226. В районите, където въглищата са основното гориво, тези радиоизотопи също се срещат.

Фосфорната скала, използвана като тор, съдържа високи нива на уран и торий, докато радонът и оловото се натрупват в петролната индустрия.

въздействие

За околната среда

Водните източници могат да бъдат замърсени с радиоактивни изотопи, засягащи различните водни екосистеми. По същия начин тези замърсени води се консумират от различни организми, които са засегнати.

Когато се появи замърсяване на почвата, те стават бедни, губят плодородието си и не могат да бъдат използвани в селскостопански дейности. Освен това радиоактивното замърсяване засяга трофичните вериги в екосистемите.

Така растенията са заразени с радиоизотопи през почвата и те преминават към тревопасни животни. Тези животни могат да страдат от мутации или да умрат от ефекта на радиоактивността.

Хищниците са засегнати от намалената наличност на храна или са замърсени чрез консумация на животни, натоварени с радиоизотопи.

За хората

Йонизиращата радиация може да причини смъртоносно увреждане на хората. Това се случва, защото радиоактивните изотопи увреждат структурата на ДНК, която образува клетките.

В клетките настъпва радиолиза (разграждане на радиация) както на ДНК, така и на съдържащата се в нея вода. Това води до клетъчна смърт или до поява на мутации.

Мутациите могат да причинят различни генетични аномалии, които могат да причинят наследствени дефекти или заболявания. Сред най-често срещаните заболявания са рак, особено рак на щитовидната жлеза, тъй като той определя йода.

Костният мозък също може да бъде засегнат, което причинява различни видове анемия и дори левкемия. Също така, имунната система може да бъде отслабена, което я прави по-чувствителна към бактериални и вирусни инфекции.

Сред другите последици е безплодието и малформацията на фетусите на майки, подложени на радиоактивност. Децата могат да имат проблеми с ученето, растеж, както и малки мозъци.

Понякога увреждането може да причини клетъчна смърт, засягайки тъканите и органите. Ако засегнат жизненоважни органи, може да се получи смърт.

предотвратяване

Радиоактивното замърсяване е много трудно да се контролира, след като това се случи. Ето защо усилията трябва да се съсредоточат върху превенцията.

Радиоактивни отпадъци

Управлението на радиоактивните отпадъци е една от основните форми на превенция. Те трябва да бъдат подредени в съответствие с правилата за безопасност, за да се избегне замърсяване на хората, които ги манипулират.

Радиоактивните отпадъци трябва да бъдат отделени от други материали и да се намали обемът им, за да се обработват по-лесно. В някои случаи третирането на тези отпадъци се извършва, за да се превърнат в по-манипулируеми твърди форми.

Впоследствие радиоактивните отпадъци трябва да се поставят в подходящи контейнери, за да се предотврати замърсяването на околната среда.

Контейнерите се съхраняват на изолирани места с протоколи за сигурност или могат да бъдат заровени дълбоко в морето.

Атомни електроцентрали

Един от основните източници на радиоактивно замърсяване са атомните електроцентрали. Затова се препоръчва те да бъдат построени най-малко на 300 км от градските центрове.

Също така е важно служителите на атомните електроцентрали да са надлежно обучени да боравят с оборудването и да избягват произшествия. Препоръчва се също хората в близост до тези съоръжения да знаят възможните рискове и начини за действие в случай на ядрена авария..

Защита на персонала, работещ с радиоактивни елементи

Най-ефективната превенция срещу радиоактивно замърсяване е, че персоналът е обучен и има адекватна защита. Това трябва да се постигне, за да се намали времето на експозиция на хората към радиоактивност.

Съоръженията трябва да бъдат изградени по подходящ начин, като се избягват пори и пукнатини, където могат да се натрупват радиоизотопи. Трябва да имате добри вентилационни системи, с филтри, които предотвратяват изхвърлянето на отпадъци в околната среда.

Служителите трябва да имат адекватна защита, като екрани и защитно облекло. В допълнение, използваните дрехи и оборудване трябва да се обеззаразяват периодично.

лечение

Има някои мерки, които могат да бъдат предприети за облекчаване на симптомите на радиоактивно замърсяване. Те могат да включват кръвопреливане, засилване на имунната система или трансплантация на костен мозък.

Въпреки това, тези лечения са палиативни, тъй като е много трудно да се елиминира радиоактивността от човешкото тяло. Въпреки това, в момента се провеждат лечения с хелатиращи молекули, които могат да изолират радиоизотопите в тялото.

Хелаторите (нетоксични молекули) се свързват с радиоактивни изотопи, образуващи стабилни комплекси, които могат да бъдат елиминирани от тялото. Те са способни да синтезират хелати, които са в състояние да премахнат до 80% от замърсяването.

Примери за места, замърсени с радиоактивност

Тъй като използването на ядрена енергия в различни човешки дейности, са възникнали различни радиоактивни аварии. За да бъдат засегнатите хора наясно със сериозността на тези случаи, е установен мащаб на ядрени аварии.

Международната скала за ядрени аварии (INES) беше предложена от Международната организация за атомна енергия през 1990 г. INES има скала от 1 до 7, където 7 показва сериозна авария.

По-долу са споменати най-сериозните примери за радиоактивно замърсяване.

Хирошима и Нагасаки (Япония)

Ядрените бомби започнаха да се развиват през 40-те години на ХХ век въз основа на изследванията на Алберт Айнщайн. Тези ядрени оръжия са използвани от Съединените щати по време на Втората световна война.

На 6 август 1945 г. бомба, обогатена с уран, експлодира над град Хирошима. Това генерира топлинна вълна от около 300,000 ° C и голям изблик на гама-лъчение.

Впоследствие е имало радиоактивно падане, което е било разпръснато от вятъра, довеждащо до по-голямо разстояние от замърсяването. Около 100 000 души загинаха при експлозията и 10 000 повече през следващите години поради ефекта на радиоактивността..

На 9 август 1945 г. втората атомна бомба избухна в град Нагасаки. Тази втора бомба е обогатена с плутоний и е по-мощна от тази на Хирошима.

И в двата града оцелелите от експлозията представиха многобройни здравословни проблеми. По този начин рискът от рак в популацията се е увеличил с 44% между 1958 и 1998 година.

Понастоящем все още има последствия от радиоактивното замърсяване на тези помпи. Смята се, че живеят повече от 100 000 души, засегнати от радиация, включително тези, които са били в утробата.

В тази популация има високи нива на левкемия, саркоми, карциноми и глаукоми. Група деца, подложени на радиация в утробата, показват хромозомни аберации.

Чернобил (Украйна)

Той се счита за един от най-сериозните ядрени аварии в историята. Това се случи на 26 април 1986 г. в атомна електроцентрала и е на ниво 7 в INES.

Работниците проведоха тест, симулиращ прекъсване на захранването и един от реакторите беше прегрял. Това предизвика експлозия на водород вътре в реактора и повече от 200 тона радиоактивни материали бяха хвърлени в атмосферата.

По време на експлозията са загинали повече от 30 души, а радиоактивните емисии се разпространили в продължение на няколко километра. Счита се, че в резултат на радиоактивност са загинали повече от 100 000 души.

Нивото на разпространение на различните видове рак се увеличава с 40% в засегнатите райони на Беларус и Украйна. Един от най-често срещаните ракови заболявания е ракът на щитовидната жлеза, както и левкемията.

Състояния, свързани с дихателната и храносмилателната системи, също са наблюдавани поради излагане на радиоактивност. В случаите на деца, които са били в утробата, повече от 40% са имали имунологични недостатъци.

Има и генетични аномалии, повишени репродуктивни и уринарни заболявания, както и преждевременно стареене.

Фукушима Даичи (Япония)

Този инцидент е резултат от земетресение с магнитуд 9, което разтърси Япония на 11 март 2011 година..

В реакторите са възникнали няколко експлозии и пожари и са генерирани радиационни филтрации. Първоначално този инцидент е класифициран като ниво 4, но поради последствията от него по-късно е издигнат до ниво 7.

По-голямата част от радиоактивното замърсяване отиде във водата, главно в морето. В момента в този завод има големи резервоари за замърсени води.

Счита се, че тези замърсени води представляват риск за екосистемите на Тихия океан. Един от най-неприятните радиоизотопи е цезий, който се движи лесно във водата и може да се натрупва в безгръбначните.

Експлозията не предизвика директни радиационни смъртни случаи и нивата на излагане на радиоактивност са по-ниски от тези в Чернобил. Някои работници обаче представиха промени в ДНК в рамките на няколко дни след инцидента.

По същия начин са открити генетични изменения в някои популации от животни, подложени на радиация.

препратки

  1. Greenpeace International (2006) Катастрофата на Чернобил, последствия за човешкото здраве. Резюме 20 стр.
  2. Hazra G (2018) Радиоактивно замърсяване: общ преглед. Холистичният подход към околната среда 8: 48-65.
  3. Pérez B (2015) Изследване на замърсяването на околната среда поради естествени радиоактивни елементи. Дисертация за кандидатстване за бакалавърска степен по физика. Факултет по наука и инженерство, Папски католически университет в Перу. Лима, Перу. 80 стр
  4. Osores J (2008) Радиоактивно замърсяване на околната среда в неотропиците. Биолог 6: 155-165.
  5. Зигел и Брайън (2003) Екологична геохимия на радиоактивното замърсяване. Sandia National Laboratories, Албакърки, САЩ. 115 стр.
  6. Ulrich K (2015) Ефектите на Фукушима, упадъкът на ядрената индустрия, се втурва. Докладът на Грийнпийс. 21 стр.