Radioaktiivse saastatuse liigid, põhjused, tagajärjed, ennetamine, ravi ja näited



The radioaktiivne saastatus see on defineeritud kui soovimatute radioaktiivsete elementide lisamine keskkonda. See võib olla looduslik (keskkonnas leiduvad radioisotoopid) või kunstlikud (inimeste poolt toodetud radioaktiivsed elemendid)..

Radioaktiivse saastumise põhjuste hulgas on tuumakatsetused, mis on tehtud sõjaliseks otstarbeks. Need võivad tekitada radioaktiivseid vihmasid, mis läbivad õhku mitu kilomeetrit.

Radioaktiivse saastumise teine ​​peamine põhjus on tuumaelektrijaamades energiaõnnetused. Mõned saasteallikad on uraanikaevandused, meditsiiniline tegevus ja radoonitootmine.

Selline keskkonnareostus mõjutab tõsiselt keskkonda ja inimesi. See mõjutab ökosüsteemide troofilisi ahelaid ja inimestel võivad olla tõsised terviseprobleemid, mis põhjustavad nende surma.

Radioaktiivse saastumise peamine lahendus on ennetamine; radioaktiivsete jäätmete käitlemiseks ja ladustamiseks ning vajaliku varustuse jaoks peavad olema olemas turvaprotokollid.

Suurte radioaktiivsusega saastumisprobleemidega kohtade hulgas on Hirosima ja Nagasaki (1945), Fukushima (2011) ja Tšernobõli Ukrainas (1986). Igal juhul on kokkupuude inimeste tervisele olnud tõsine ja põhjustanud palju surma.

Indeks

  • 1 Kiirguse liigid
    • 1.1. Alfa kiirgus
    • 1.2 Beta kiirgus
    • 1.3 Gamma kiirgus
  • 2 Radioaktiivse saastatuse liigid
    • 2.1 Loomulik
    • 2.2 Kunstlik
  • 3 Põhjused
    • 3.1 Tuumakatsetused
    • 3.2 Tuumaenergia generaatorid (tuumareaktorid)
    • 3.3 Radioloogilised õnnetused
    • 3.4 Uraani kaevandamine
    • 3.5 Meditsiiniline tegevus
    • 3.6 Looduslikud radioaktiivsed materjalid
  • 4 tagajärjed
    • 4.1 Keskkond
    • 4.2 Inimestest
  • 5 Ennetamine
    • 5.1 Radioaktiivsed jäätmed
    • 5.2 Tuumaelektrijaamad
    • 5.3 Radioaktiivsete elementidega töötava personali kaitse
  • 6 Ravi
  • 7 Näited radioaktiivsusega saastunud kohtadest
    • 7.1 Hirosima ja Nagasaki (Jaapan)
    • 7.2 Tšernobõli (Ukraina)
    • 7.3 Fukushima Daiichi (Jaapan)
  • 8 Viited

Kiirguse tüübid

Radioaktiivsus on nähtus, mille kaudu mõned kehad eraldavad energiat osakeste (korpuskesta kiirgus) või elektromagnetlainete kujul. Seda toodavad nn radioisotoopid.

Radioisotoopid on sama elemendi aatomid, millel on ebastabiilne tuum ja mis peavad lagunema kuni stabiilse struktuuri saavutamiseni. Kui nad lagunevad, eraldavad aatomid energiat ja osakesi, mis on radioaktiivsed.

Radioaktiivset kiirgust nimetatakse ka ioniseerivaks, sest see võib põhjustada aatomite ja molekulide ionisatsiooni (elektronide kadu). Need kiirgused võivad olla kolme tüüpi:

Alfa kiirgus

Osakesed eralduvad ioniseeritud heeliumi tuumadest, mis võivad liikuda väga lühikestel vahemaadel. Nende osakeste läbilaskevõime on väike, nii et neid saab peatada paberilehel.

Beeta-kiirgus

Elektroonid eralduvad, millel on suur energia, mis tuleneb prootonite ja neutronite lagunemisest. Seda tüüpi kiirgus on võimeline sõitma mitu meetrit ja seda saab peatada klaas-, alumiinium- või puitplaatidega.

Gamma kiirgus

See on kõrge energiaga elektromagnetkiirguse liik, mis pärineb aatomituumast. Tuum läheb ergutatud olekust madalamale energiaühele ja vabaneb elektromagnetkiirgus.

Gamma-kiirgusel on suur läbilaskevõime ja see võib reisida sadu meetreid. Selle peatamiseks on vaja mitu sentimeetrit pliid või kuni 1 meetrit betooni.

Radioaktiivse saastatuse liigid

Radioaktiivset saastumist võib määratleda kui soovimatute radioaktiivsete elementide kaasamist keskkonda. Radioisotoopid võivad esineda vees, õhus, maal või elusolendites.

Vastavalt radioaktiivsuse algusele on radioaktiivne saastatus kahte tüüpi:

Loomulik

Seda tüüpi reostus pärineb looduses esinevatest radioaktiivsetest elementidest. Looduslik radioaktiivsus pärineb kosmilistest kiirgustest või maapõues.

Kosmilise kiirguse moodustavad suurest energiast tulevad osakesed, mis tulevad kosmosest. Need osakesed tekivad supernova plahvatuste tekkimisel tähte ja päikest.

Kui radioaktiivsed elemendid jõuavad Maale, suunatakse need planeedi elektromagnetvälja kaudu. Kuid pooluste juures ei ole kaitse väga tõhus ja võib siseneda atmosfääri.

Teine loodusliku radioaktiivsuse allikas on maapõues olevad radioisotoopid. Need radioaktiivsed elemendid vastutavad planeedi sisemise soojuse säilitamise eest.

Maa mantli peamised radioaktiivsed elemendid on uraan, toorium ja kaalium. Maa on kaotanud elemendid lühikese radioaktiivse perioodiga, kuid teistel on elu miljardeid aastaid. Viimaste hulgas on uraan235, uraani238, toorium232 ja kaalium40.

Uraan235, uraani238 ja toorium232 nad moodustavad kolmest radioaktiivsest tuumast, mis asuvad tähte põhjustavates tolmudes. Need lagunevad radioaktiivsed rühmad põhjustavad muid elemente, millel on lühem poolväärtusaeg.

Uraani lagunemisest238 moodustub radium ja sellest radoonist (gaasiline radioaktiivne element). Radoon on loodusliku radioaktiivse saastumise peamine allikas.

Kunstlik

Seda reostust tekitavad inimtegevus, näiteks meditsiin, kaevandamine, tööstus, tuumakatsetused ja energiatootmine.

1895. aastal avastas Saksa füüsik Roëntgen kogemata kunstlikku kiirgust. Uurija leidis, et röntgenkiired olid elektromagnetilised lained, mis olid põhjustatud elektronide kokkupõrkest vaakumtoru sees.

Kunstlikud radioisotoopid toodetakse laboris tuumareaktsioonide esinemise tõttu. 1919. aastal toodeti esimene kunstlik radioaktiivne isotoop vesinikust.

Tehislikud radioaktiivsed isotoobid toodetakse neutronitega pommitamisel erinevatesse aatomitesse. Need, kui need tuumadesse tungivad, suudavad neid destabiliseerida ja laadida energiaga.

Kunstlikul radioaktiivsusel on mitmeid rakendusi erinevates valdkondades nagu meditsiin, tööstus ja sõjaline tegevus. Paljudel juhtudel on need radioaktiivsed elemendid ekslikult keskkonda sattunud, põhjustades tõsiseid reostusprobleeme.

Põhjused

Radioaktiivne saastatus võib pärineda erinevatest allikatest, tavaliselt radioaktiivsete elementide valesti käitlemise tõttu. Mõned kõige sagedasemad põhjused on nimetatud allpool.

Tuumakatsetused

See viitab erinevate eksperimentaalsete tuumarelvade plahvatamisele, peamiselt sõjaliste relvade arendamiseks. Kaevude kaevamiseks, kütuste ekstraktimiseks või mõne infrastruktuuri ehitamiseks on läbi viidud ka tuumaplahvatused.

Tuumakatsetused võivad olla atmosfääris (Maa atmosfääris) stratosfääri (väljaspool planeedi atmosfääri), veealuse ja maa all. Õhukesed on kõige saastavamad, sest nad toodavad suure hulga radioaktiivset vihma, mis hajub mitmesse kilomeetritesse.

Radioaktiivsed osakesed võivad saastuda veeallikatesse ja jõuda maapinnale. See radioaktiivsus võib toiduahelate kaudu jõuda erinevatele troofilistele tasemetele ja mõjutada põllukultuure ning jõuda seega inimeseni.

Kaudse radioaktiivse saastumise üks peamisi vorme on piim, mis võib mõjutada laste populatsiooni.

Alates 1945. aastast on kogu maailmas läbi viidud umbes 2000 tuumakatsetust. Lõuna-Ameerika konkreetsel juhul on radioaktiivne sadenemine mõjutanud peamiselt Perut ja Tšiili.

Tuumaenergia generaatorid (tuumareaktorid)

Paljud riigid kasutavad nüüd energiaallikana tuumareaktoreid. Need reaktorid toodavad ahelaga kontrollitud tuumareaktsioone, tavaliselt tuuma lõhustumise teel (aatomituuma purunemine).

Saastumine toimub peamiselt tuumaelektrijaamade radioaktiivsete elementide lekke tõttu. Tuumaelektrijaamadega seotud keskkonnaprobleemid on olnud alates 1940. aastate keskpaigast.

Kui tuumareaktorites tekib lekkeid, võivad need saasteained liikuda sadade kilomeetrite kaudu õhu kaudu, mis on tekitanud veekogude, maa ja toiduallikate saastumist, mis on mõjutanud lähedasi kogukondi.

Radioloogilised õnnetused

Tavaliselt esinevad need koos tööstustegevusega radioaktiivsete elementide ebapiisava käitlemise tõttu. Mõnel juhul ei käita operaatorid seadmeid korralikult ja võivad tekitada keskkonda lekkeid.

Võib tekitada ioniseerivat kiirgust, mis võib kahjustada tööstusharu töötajaid, seadmeid või vabaneda atmosfääri.

Uraani kaevandamine

Uraan on element, mida leidub planeedi erinevates piirkondades asuvates looduslikes ladestustes. Seda materjali kasutatakse laialdaselt toorainena energia tootmiseks tuumaelektrijaamades.

Nende uraanisadestuste kasutamisel tekivad radioaktiivsed jääkelemendid. Toodetud jäätmematerjalid vabanevad pinnale, kus nad kogunevad ja mida võib tuul või vihma hajutada.

Tekkinud jäätmed tekitavad suure hulga gammakiirgust, mis on elusolenditele väga kahjulik. Samuti tekib kõrge radooni sisaldus ja veeallikate saastumine veetabelis võib tekkida leostumise teel.

Radoon on nende kaevanduste töötajate peamine saasteallikas. Seda radioaktiivset gaasi saab kergesti sisse hingata ja hingamisteedesse tungida, tekitades kopsuvähki.

Meditsiiniline tegevus

Tuumameditsiini eri rakendustes toodetakse radioaktiivseid isotoope, mis tuleb seejärel ära visata. Laboratoorsed materjalid ja reovesi on tavaliselt radioaktiivsete elementidega saastunud.

Samuti võivad kiiritusravi seadmed tekitada nii operaatoritele kui ka patsientidele radioaktiivset saastumist.

Radioaktiivsed materjalid looduses

Looduses esinevaid radioaktiivseid materjale (NORM) võib tavaliselt leida keskkonnas. Üldiselt ei tekita nad radioaktiivset saastumist, kuid erinevad inimtegevused kalduvad neid koondama ja muutuvad probleemiks.

Mõned NORMi materjalide kontsentratsiooni allikad on mineraal- kivisöe põletamine, naftapõhised kütused ja väetiste tootmine.

Jäätmete põletamise piirkondades võivad erinevad tahked jäätmed koguda kaaliumi40 ja radoon226. Piirkondades, kus süsi on peamine kütus, esinevad ka need radioisotoopid.

Väetises kasutatav fosforikivim sisaldab kõrget uraani- ja tooriumisisaldust, samas kui naftatööstuses kogunevad radoon ja plii.

Tagajärjed

Keskkonnast

Vee allikad võivad olla saastunud radioaktiivsete isotoopidega, mis mõjutavad erinevaid veeökosüsteeme. Samamoodi tarbivad need saastunud veed mitmesugused kahjustatud organismid.

Mulla saastumise korral muutuvad nad vaesemaks, kaotavad viljakuse ja neid ei saa kasutada põllumajandustegevuses. Lisaks mõjutab radioaktiivne saastumine ökosüsteemide troofilisi ahelaid.

Seega saastuvad taimed pinnase kaudu radioisotoopidega ja need läbivad taimtoidulised. Need loomad võivad radioaktiivsuse tagajärjel kannatada mutatsioonide all või surra.

Predaatoreid mõjutab toidu kättesaadavuse vähenemine või radioaktiivsete isotoopidega koormatud loomade tarbimine.

Inimestest

Ioniseeriv kiirgus võib põhjustada inimestele surmavat kahju. See juhtub seetõttu, et radioaktiivsed isotoopid kahjustavad rakkude struktuuri.

Rakkudes toimub nii DNA kui ka selles sisalduva vee radiolüüs (kiirguse lagunemine). Selle tulemuseks on rakusurm või mutatsioonide esinemine.

Mutatsioonid võivad põhjustada erinevaid geneetilisi kõrvalekaldeid, mis võivad põhjustada pärilikke defekte või haigusi. Kõige tavalisemate haiguste hulgas on vähk, eriti kilpnäärmevähk, kuna see kinnitab joodi.

Samuti võib kahjustada luuüdi, mis põhjustab erinevat tüüpi aneemia ja isegi leukeemia. Samuti võib immuunsüsteemi nõrgestada, muutes selle bakteriaalsete ja viirusnakkuste suhtes tundlikumaks.

Muude tagajärgede hulgas on radioaktiivsusega emade loote viljatus ja väärareng. Lastel võib olla nii õppimisprobleeme, kasvu kui ka väikseid aju.

Mõnikord võib kahjustus põhjustada rakkude surma, mis mõjutab kudesid ja elundeid. Oluliste elundite kahjustamise korral võib surma põhjustada.

Ennetamine

Radioaktiivset saastumist on väga raske kontrollida, kui see esineb. Seetõttu tuleb jõupingutustes keskenduda ennetamisele.

Radioaktiivsed jäätmed

Radioaktiivsete jäätmete käitlemine on üks peamisi ennetusviise. Need tuleb korraldada järgides ohutuseeskirju, et vältida nendega manipuleerivate inimeste saastumist.

Radioaktiivsed jäätmed tuleb teistest materjalidest eraldada ja püüda selle mahtu kergemini käsitseda. Mõnel juhul toimub nende jäätmete töötlemine, et muuta need manipuleeritavateks tahketeks vormideks.

Seejärel tuleb radioaktiivsed jäätmed paigutada sobivasse mahutisse, et vältida keskkonna saastumist.

Konteinerid on salvestatud isoleeritud kohtades, kus on turvaprotokollid, või neid võib maetud merre.

Tuumaelektrijaamad

Üks peamisi radioaktiivse saastatuse allikaid on tuumaelektrijaamad. Seetõttu on soovitatav, et nad ehitataks vähemalt 300 km kaugusel linnakeskustest.

Samuti on oluline, et tuumaelektrijaamade töötajad oleksid seadmetega töötamiseks ja õnnetuste vältimiseks nõuetekohaselt koolitatud. Samuti on soovitatav, et nende läheduses asuvad inimesed teaksid tuumaavarii korral võimalikke riske ja tegutsemisviise..

Radioaktiivsete elementidega töötava personali kaitse

Kõige tõhusam radioaktiivse saastumise ennetamine on see, et töötajad on koolitatud ja neil on piisav kaitse. Tuleb saavutada inimeste kokkupuuteaja vähendamine radioaktiivsusele.

Ruumid peavad olema ehitatud sobival viisil, vältides pooride ja lõhede tekkimist, kus radioaktiivsed isotoopid võivad koguneda. Sul peab olema head ventilatsioonisüsteemid koos filtritega, mis takistavad jäätmete keskkonda sattumist.

Töötajatel peab olema piisav kaitse, näiteks ekraanid ja kaitseriietus. Peale selle tuleb perioodiliselt puhastada kasutatud riided ja seadmed.

Ravi

Radioaktiivse saastumise sümptomite leevendamiseks võib võtta mõningaid meetmeid. Nende hulka võivad kuuluda vereülekanded, immuunsüsteemi võimendamine või luuüdi siirdamine.

Need ravimeetodid on aga palliatiivsed, kuna inimese kehast radioaktiivsust on väga raske kõrvaldada. Siiski on käimas ravi kelaativate molekulidega, mis võivad isoleerida organismis radioisotoope.

Kelaatijad (mittetoksilised molekulid) seonduvad radioaktiivsete isotoopidega, moodustades stabiilseid komplekse, mida saab kehast kõrvaldada. Nad on suutnud sünteesida kelaate, mis on võimelised kõrvaldama kuni 80% saastest.

Radioaktiivsusega saastunud kohtade näited

Kuna tuumaenergia kasutamine erinevates inimtegevustes on toimunud, on toimunud mitmeid radioaktiivseid õnnetusi. Selleks, et kannatanud inimesed teaksid nende tõsidust, on loodud tuumaõnnetuste ulatus.

Rahvusvaheline tuumaavarii skaala (INES) tegi Rahvusvaheline Aatomienergiaorganisatsioon 1990. aastal. INESi skaala on 1–7, kus 7 näitab tõsist õnnetust.

Kõige tõsisemad radioaktiivse saastumise näited on toodud allpool.

Hirosima ja Nagasaki (Jaapan)

Tuumapommid hakkasid arenema 20. sajandi 40-ndatel aastatel Albert Einsteini uuringute põhjal. Need tuumarelvad kasutasid Ameerika Ühendriigid Teise maailmasõja ajal.

6. augustil 1945 plahvatas Hirosima linna uraani rikastatud pomm. See põhjustas umbes 300 000 ° C kuumalainet ja suurt kiirguse gammakiirgust.

Seejärel tekkis radioaktiivne sadenemine, mis oli hajutatud tuule poolt, mis põhjustas saastumise suurema vahemaa. Umbes 100 000 inimest hukkus plahvatuses ja järgnevatel aastatel 10 000 rohkem radioaktiivsuse mõjude tõttu..

9. augustil 1945 plahvatas Nagasaki linnas teine ​​tuumapomm. See teine ​​pomm rikastati plutooniumiga ja oli võimsam kui Hirosima.

Mõlemas linnas olid plahvatuse ellujäänud paljud terviseprobleemid. Seega kasvas vähirisk elanikkonna hulgas aastatel 1958–1998 44%.

Praegu on nende pumpade radioaktiivse saastumise tagajärjed endiselt tagajärjed. Arvatakse, et elavad rohkem kui 100 000 kiirgusest mõjutatud inimest, sealhulgas need, kes olid emakas.

Selles populatsioonis esineb suur leukeemia, sarkoomide, kartsinoomide ja glaukoomide esinemissagedus. Rühma lapsi, keda raviti emakasisese kiirgusega, esinesid kromosoomi aberratsioonid.

Tšernobõli (Ukraina)

Seda peetakse üheks kõige tõsisemaks tuumaõnnetuseks ajaloos. See toimus 26. aprillil 1986 tuumaelektrijaamas ja see on INESi 7. tase.

Töötajad tegid katse, mis simuleeris elektrikatkestust ja üks reaktoritest oli ülekuumenenud. See põhjustas reaktoris vesiniku plahvatuse ja atmosfääri visati üle 200 tonni radioaktiivset materjali.

Plahvatuse ajal hukkus rohkem kui 30 inimest ja radioaktiivne sadenemine levis mitu kilomeetrit ümber. Leitakse, et radioaktiivsuse tagajärjel hukkus rohkem kui 100 000 inimest.

Erinevate vähivormide esinemissagedus suurenes 40% võrra Valgevene ja Ukraina mõjutatud piirkondades. Üks levinumaid vähkkasvajaid on nii kilpnäärmevähk kui ka leukeemia.

Radioaktiivsuse tõttu on täheldatud ka hingamisteede ja seedesüsteemidega seotud seisundeid. Emakasiseste laste puhul oli immunoloogilistel puudustel üle 40%.

Samuti on esinenud geneetilisi kõrvalekaldeid, suurenenud reproduktiiv- ja uriinisüsteemi haigusi ning enneaegset vananemist.

Fukushima Daiichi (Jaapan)

See õnnetus oli tingitud suurusest 9 maavärinast, mis raputas Jaapanit 11. märtsil 2011. Seejärel toimus tsunami, mis deaktiveeris kolme Fukushima tuumaelektrijaama reaktori jahutus- ja elektrisüsteemid..

Reaktorites tekkisid mitmed plahvatused ja tulekahjud ning tekitati kiirgusfiltratsioonid. See õnnetus liigitati esialgu 4. tasemeks, kuid selle tagajärgede tõttu tõsteti see 7. tasemele.

Enamus radioaktiivsest saastest läks veele, peamiselt merele. Praegu on selles ettevõttes suured mahutid saastunud veele.

Arvatakse, et need saastunud veed ohustavad Vaikse ookeani ökosüsteeme. Üks kõige raskemaid radioisotoope on tseesium, mis liigub kergesti vees ja võib koguneda selgrootutesse.

Plahvatus ei põhjustanud otsest kiirgus surma ja radioaktiivsusega kokkupuute tase oli väiksem kui Tšernobõli. Kuid mõned töötajad esitasid DNA-s muudatusi mõne päeva jooksul pärast õnnetust.

Samuti on mõnedes kiirgusloomade populatsioonides avastatud geneetilisi muutusi.

Viited

  1. Greenpeace International (2006) Tšernobõli katastroof, tagajärjed inimeste tervisele. Kokkuvõte 20 lk.
  2. Hazra G (2018) Radioaktiivne reostus: ülevaade. Terviklik lähenemine keskkonnale 8: 48-65.
  3. Pérez B (2015) Looduslike radioaktiivsete elementide põhjustatud keskkonnareostuse uurimine. Lõputöö füüsika bakalaureusekraadi taotlemiseks. Peruu proua katoliku ülikooli teadus- ja inseneriteaduskond. Lima, Peruu. 80 lk
  4. Osores J (2008) Keskkonna radioaktiivne saastumine neotroopikas. Bioloog 6: 155-165.
  5. Siegel ja Bryan (2003) Radioaktiivse saastumise keskkonna geokeemia. Sandia National Laboratories, Albuquerque, USA. 115 lk.
  6. Ulrich K (2015) Fukushima mõju, tuumaenergeetika langus. Greenpeace'i raport. 21 lk.