Radioaktive forureningstyper, årsager, konsekvenser

4863
Simon Doyle
Radioaktive forureningstyper, årsager, konsekvenser

Det radioaktiv forurening Det defineres som inkorporering af uønskede radioaktive elementer i miljøet. Dette kan være naturligt (radioisotoper til stede i miljøet) eller kunstigt (radioaktive grundstoffer produceret af mennesker).

Blandt årsagerne til radioaktiv forurening er nukleare test udført til militære formål. Disse kan generere radioaktive regn, der rejser flere kilometer gennem luften.

Nuklear eksplosion. Kilde: Foto med tilladelse fra National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office [Public domain]

Ulykker i atomkraftværker er en anden af ​​hovedårsagerne til radioaktiv forurening. Nogle forureningskilder er uranminer, medicinske aktiviteter og produktion af radon..

Denne type miljøforurening har alvorlige konsekvenser for miljøet og mennesker. Økosystemernes trofiske kæder påvirkes, og mennesker kan have alvorlige helbredsproblemer, der forårsager deres død.

Den vigtigste løsning til radioaktiv forurening er forebyggelse; Sikkerhedsprotokoller skal være på plads til håndtering og opbevaring af radioaktivt affald samt det nødvendige udstyr.

Blandt de steder med store problemer med radioaktiv forurening har vi Hiroshima og Nagasaki (1945), Fukushima (2011) og Tjernobyl i Ukraine (1986). I alle tilfælde har virkningerne på udsatte menneskers sundhed været alvorlige og har forårsaget mange dødsfald.

Artikelindeks

  • 1 Typer af stråling
    • 1.1 Alfa-stråling
    • 1.2 Betastråling
    • 1.3 Gamma-stråling
  • 2 Typer af radioaktiv forurening
    • 2.1 Naturlig
    • 2.2 Kunstig
  • 3 Årsager
    • 3.1 Atomforsøg
    • 3.2 Atomkraftværker (atomreaktorer)
    • 3.3 Radiologiske ulykker
    • 3.4 Uranminedrift
    • 3.5 Medicinske aktiviteter
    • 3.6 Radioaktive materialer i naturen
  • 4 Konsekvenser
    • 4.1 Om miljøet
    • 4.2 Om mennesker
  • 5 Forebyggelse
    • 5.1 Radioaktivt affald
    • 5.2 Atomkraftværker
    • 5.3 Beskyttelse af personale, der arbejder med radioaktive elementer
  • 6 Behandling
  • 7 Eksempler på steder, der er forurenet med radioaktivitet
    • 7.1 Hiroshima og Nagasaki (Japan)
    • 7.2 Tjernobyl (Ukraine)
    • 7.3 Fukushima Daiichi (Japan)
  • 8 Referencer

Typer af stråling

Radioaktivitet er det fænomen, hvormed nogle kroppe udsender energi i form af partikler (korpuskulær stråling) eller elektromagnetiske bølger. Dette produceres af de såkaldte radioisotoper.

Radioisotoper er atomer af det samme element, der har en ustabil kerne og har tendens til at gå i opløsning indtil de når en stabil struktur. Når de opløses, udsender atomer energi og partikler, der er radioaktive.

Radioaktiv stråling kaldes også ionisering, da den kan forårsage ionisering (tab af elektroner) af atomer og molekyler. Disse strålinger kan være af tre typer:

Alpha-stråling

Partikler udsendes fra ioniserede heliumkerner, der kan rejse meget korte afstande. Disse partiklers gennemtrængningskapacitet er lille, så de kan stoppes af et ark papir.

Beta-stråling

Elektroner med høj energi udsendes på grund af forfald af protoner og neutroner. Denne type stråling er i stand til at bevæge sig flere meter og kan stoppes af glas, aluminium eller træplader..

Gamma-stråling

Det er en type elektromagnetisk stråling med høj energi, der stammer fra en atomkerne. Kernen går fra en ophidset tilstand til en lavere energitilstand, og der frigives elektromagnetisk stråling.

Gamma-stråling har en høj gennemtrængende kraft og kan rejse hundreder af meter. For at stoppe det kræves plader på flere centimeter bly eller op til 1 meter beton.

Typer af radioaktiv forurening

Radioaktiv forurening kan defineres som inkorporering af uønskede radioaktive elementer i miljøet. Radioisotoper kan være til stede i vand, luft, jord eller levende ting.

Afhængig af oprindelsen af ​​radioaktivitet er radioaktiv forurening af to typer:

naturlig

Denne type forurening kommer fra radioaktive elementer, der forekommer i naturen. Naturlig radioaktivitet stammer fra kosmiske stråler eller jordskorpen.

Kosmisk stråling består af højenergipartikler, der kommer fra det ydre rum. Disse partikler produceres, når der opstår supernovaeksplosioner i stjerner og i solen..

Når radioaktive elementer når jorden, afbøjes de af planetens elektromagnetiske felt. Imidlertid på beskyttelsen er beskyttelsen ikke særlig effektiv, og de kan komme ud i atmosfæren..

En anden kilde til naturlig radioaktivitet er de radioisotoper, der findes i jordskorpen. Disse radioaktive elementer er ansvarlige for at opretholde den indre varme på planeten.

De vigtigste radioaktive elementer i jordens kappe er uran, thorium og kalium. Jorden har mistet elementer med korte radioaktive perioder, men andre har et liv på milliarder år. Blandt sidstnævnte skiller uran sig ud235, uran238, thorium232 og kalium40.

Uran235, uran238 og thorium232 de danner tre radioaktive kerner til stede i støvet, der stammer fra stjernerne. Disse radioaktive grupper, når de går i opløsning, giver anledning til andre elementer med kortere halveringstider.

Fra forfaldet af uran238 der dannes radium og ud fra denne radon (gasformigt radioaktivt element). Radon er den vigtigste kilde til naturlig radioaktiv forurening.

Kunstig

Denne forurening produceres af menneskelige aktiviteter, såsom medicin, minedrift, industri, nuklear test og kraftproduktion..

I løbet af året 1895 opdagede den tyske fysiker Roëntgen ved en fejltagelse kunstig stråling. Forskeren fandt ud af, at røntgenstrålerne var elektromagnetiske bølger, der stammer fra sammenstød af elektroner inde i et vakuumrør..

Kunstige radioisotoper produceres i laboratoriet ved forekomsten af ​​nukleare reaktioner. I 1919 blev den første kunstige radioaktive isotop produceret af brint.

Kunstige radioaktive isotoper produceres fra neutronbombardement af forskellige atomer. Disse, ved at trænge ind i kernerne, formår at destabilisere dem og oplade dem med energi..

Kunstig radioaktivitet har mange anvendelser inden for forskellige områder såsom medicin, industrielle og militære aktiviteter. I mange tilfælde frigives disse radioaktive elementer fejlagtigt i miljøet og forårsager alvorlige forureningsproblemer..

Årsager

Radioaktiv forurening kan stamme fra forskellige kilder, generelt på grund af forkert håndtering af radioaktive grundstoffer. Nogle af de mest almindelige årsager er nævnt nedenfor.

Atomprøver

Kerneanlæg i Pennsylvania, USA. Kilde: Se side for forfattere [Public domain] Centers for Disease Control and Prevention's Public Health

Det refererer til detonation af forskellige eksperimentelle atomvåben, primært til udvikling af militære våben. Nukleare eksplosioner er også blevet udført for at grave brønde, udvinde brændstof eller bygge en eller anden infrastruktur.

Atomprøver kan være atmosfæriske (inden for Jordens atmosfære), stratosfæriske (uden for planetens atmosfære), under vandet og under jorden. De atmosfæriske er mest forurenende, da de producerer en stor mængde radioaktiv regn, der er spredt over flere kilometer.

Radioaktive partikler kan forurene vandkilder og nå jorden. Denne radioaktivitet kan nå forskellige trofiske niveauer gennem fødekæder og påvirke afgrøder og dermed nå mennesker.

En af hovedformerne for indirekte radioaktiv forurening er gennem mælk, hvorfor det kan påvirke børn..

Siden 1945 er der gennemført omkring 2.000 atomforsøg på verdensplan. I det særlige tilfælde i Sydamerika har radioaktivt nedfald hovedsageligt påvirket Peru og Chile.

Kernekraftværker (atomreaktorer)

Mange lande bruger i øjeblikket atomreaktorer som energikilde. Disse reaktorer producerer kontrollerede nukleare kædereaktioner, normalt ved nuklear fission (brud på en atomkerne).

Forurening opstår hovedsageligt på grund af lækage af radioaktive elementer fra atomkraftværker. Siden midten af ​​1940'erne har der været miljøproblemer forbundet med atomkraftværker..

Når der forekommer lækager i atomreaktorer, kan disse forurenende stoffer bevæge sig hundreder af kilometer gennem luften og forårsage forurening af vand, jord og fødekilder, der har påvirket nærliggende samfund..

Radiologiske ulykker

De forekommer generelt forbundet med industrielle aktiviteter på grund af forkert håndtering af radioaktive elementer. I nogle tilfælde håndterer operatørerne ikke udstyret korrekt, og der kan genereres lækager til miljøet..

Ioniserende stråling kan genereres og forårsage skade på industriarbejdere, udstyr eller frigives i atmosfæren.

Uran minedrift

Uran er et element, der findes i naturlige aflejringer i forskellige områder af planeten. Dette materiale bruges i vid udstrækning som et råmateriale til at producere energi i kernekraftværker..

Når disse uranaflejringer udnyttes, genereres radioaktive resterende elementer. De producerede affaldsmaterialer frigøres til overfladen, hvor de akkumuleres og kan spredes af vind eller regn..

Det producerede affald genererer en stor mængde gammastråling, som er meget skadelig for levende væsener. Ligeledes produceres høje niveauer af radon, og forurening af vandkilder ved grundvandsbordet kan forekomme ved udvaskning..

Radon er den vigtigste forureningskilde for arbejdere i disse miner. Denne radioaktive gas kan let indåndes og invadere luftvejene og forårsage lungekræft..

Medicinske aktiviteter

I de forskellige anvendelser af nuklearmedicin produceres radioaktive isotoper, som derefter skal kasseres. Laboratoriematerialer og spildevand er generelt forurenet med radioaktive grundstoffer.

Ligeledes kan udstyr til strålebehandling frembringe radioaktiv forurening til både operatører og patienter.

Radioaktive materialer i naturen

Radioaktive stoffer i naturen (NORM) kan normalt findes i miljøet. De producerer generelt ikke radioaktiv forurening, men forskellige menneskelige aktiviteter har tendens til at koncentrere dem, og de bliver et problem.

Nogle kilder til koncentration af NORM-materialer er forbrænding af mineralsk kul, råolie-afledte brændstoffer og produktion af gødning..

Kaliumakkumulering kan forekomme i affaldsforbrændingsområder og forskelligt fast affald.40 og radon226. I områder, hvor trækul er det vigtigste brændstof, er disse radioisotoper også til stede..

Fosfatsten anvendt som gødning indeholder høje niveauer af uran og thorium, mens radon og bly ophobes i olieindustrien..

Konsekvenser

Om miljøet

Vandkilder kan være forurenet med radioaktive isotoper, der påvirker forskellige vandøkosystemer. På samme måde forbruges disse forurenede farvande af forskellige organismer, der er berørt.

Når der opstår jordforurening, bliver de fattige, mister deres frugtbarhed og kan ikke bruges i landbrugsaktiviteter. Derudover påvirker radioaktiv forurening fødekæder i økosystemer.

Således er planter forurenet med radioisotoper gennem jorden, og disse overføres til planteædere. Disse dyr kan gennemgå mutationer eller dø som følge af radioaktivitet.

Rovdyr påvirkes af nedsat tilgængelighed af mad eller ved at blive forurenet af forbrug af dyr lastet med radioisotoper.

Om mennesker

Ioniserende stråling kan forårsage dødelig skade på mennesker. Dette sker, fordi radioaktive isotoper beskadiger strukturen i det DNA, der udgør celler..

Radiolysis (nedbrydning ved stråling) forekommer i celler af både DNA og vandet indeholdt i dem. Dette resulterer i celledød eller forekomst af mutationer..

Mutationer kan forårsage forskellige genetiske abnormiteter, der kan føre til arvelige defekter eller sygdomme. Blandt de mest almindelige sygdomme er kræft, især i skjoldbruskkirtlen, da den fikser jod.

Ligeledes kan knoglemarven blive påvirket, hvilket forårsager forskellige typer anæmi og endda leukæmi. Immunsystemet kan også svækkes, hvilket gør det mere følsomt over for bakterielle og virale infektioner..

Blandt andre konsekvenser er infertilitet og misdannelse hos fostre hos mødre udsat for radioaktivitet. Børn kan have lærings- og vækstproblemer såvel som små hjerner.

Undertiden kan skaden forårsage celledød, der påvirker væv og organer. Hvis vitale organer påvirkes, kan døden resultere.

Forebyggelse

Radioaktiv forurening er meget vanskelig at kontrollere, når den først opstår. Derfor bør indsatsen fokusere på forebyggelse.

Radioaktivt affald

Opbevaring af radioaktivt affald. Kilde: D5481026 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Håndtering af radioaktivt affald er en af ​​de vigtigste former for forebyggelse. Disse skal arrangeres efter sikkerhedsbestemmelser for at undgå forurening af de mennesker, der håndterer dem..

Radioaktivt affald skal adskilles fra andre materialer og forsøge at reducere dets volumen, så det lettere kan håndteres. I nogle tilfælde behandles dette affald for at omdanne dem til mere manipulerbare faste former..

Derefter skal radioaktivt affald anbringes i egnede beholdere for at undgå forurening af miljøet..

Containerne opbevares isolerede steder med sikkerhedsprotokoller, eller de kan også begraves dybt i havet.

Atomkraftværker

En af de vigtigste kilder til radioaktiv forurening er kernekraftværker. Derfor anbefales det, at de bygges mindst 300 km væk fra bycentre..

Det er også vigtigt, at medarbejdere i kernekraftværker er tilstrækkeligt uddannede til at betjene udstyr og undgå ulykker. Ligeledes anbefales det, at befolkningerne i nærheden af ​​disse faciliteter er opmærksomme på de mulige risici og måder at handle i tilfælde af en nuklear ulykke..

Beskyttelse af personale, der arbejder med radioaktive elementer

Den mest effektive forebyggelse mod radioaktiv forurening er, at personale er uddannet og har tilstrækkelig beskyttelse. Det bør være muligt at reducere tiden for eksponering af mennesker for radioaktivitet.

Faciliteterne skal være konstrueret korrekt og undgå porer og revner, hvor radioisotoper kan ophobes. Gode ​​ventilationssystemer skal være på plads med filtre, der forhindrer affald i at komme ud i miljøet..

Medarbejdere skal have tilstrækkelig beskyttelse såsom skærme og beskyttelsesbeklædning. Derudover skal tøj og udstyr regelmæssigt dekontamineres..

Behandling

Der er nogle skridt, der kan tages for at lindre symptomerne på radioaktiv forurening. Disse inkluderer blodtransfusioner, forbedring af immunsystemet eller knoglemarvstransplantation..

Disse behandlinger er imidlertid palliative, da det er meget vanskeligt at fjerne radioaktivitet fra menneskekroppen. Imidlertid udføres der i øjeblikket behandlinger med chelaterende molekyler, der kan isolere radioisotoper i kroppen..

Chelatorer (ikke-toksiske molekyler) binder til radioaktive isotoper for at danne stabile komplekser, der kan fjernes fra kroppen. Chelatorer er blevet syntetiseret, som er i stand til at eliminere op til 80% af forureningen.

Eksempler på steder, der er forurenet med radioaktivitet

Siden atomenergi er blevet brugt i forskellige menneskelige aktiviteter, er der sket forskellige ulykker på grund af radioaktivitet. For at berørte mennesker skal kende sværhedsgraden af ​​disse, er der etableret en skala for nukleare ulykker.

International Nuclear Accident Scale (INES) blev foreslået af Den Internationale Atomenergiorganisation i 1990. INES har en skala fra 1 til 7, hvor 7 indikerer en alvorlig ulykke..

Eksempler på mere alvorlig radioaktiv forurening er anført nedenfor.

Hiroshima og Nagasaki (Japan)

Atombomber begyndte at blive udviklet i 1940'erne baseret på Albert Einsteins studier. Disse atomvåben blev brugt af USA under Anden Verdenskrig.

Den 6. august 1945 eksploderede en uranberiget bombe over byen Hiroshima. Dette genererede en varmebølge på ca. 300.000 ° C og en stor burst af gammastråling..

Derefter var der radioaktiv regn, der blev spredt af vinden og førte forureningen længere væk. Ca. 100.000 mennesker døde af eksplosionen og 10.000 flere døde af virkningerne af radioaktivitet i de følgende år..

Den 9. august 1945 eksploderede en anden atombombe i byen Nagasaki. Denne anden bombe blev beriget med plutonium og var mere magtfuld end Hiroshima-en..

I begge byer havde de overlevende efter eksplosionen adskillige helbredsproblemer. Således steg risikoen for kræft i befolkningen med 44% mellem 1958 og 1998.

I øjeblikket er der stadig konsekvenser af den radioaktive forurening af disse bomber. Det anses for at leve mere end 100.000 mennesker, der er ramt af stråling, inklusive dem, der var i livmoderen.

I denne population er der høje frekvenser af leukæmi, sarkomer, carcinomer og glaukomer. En gruppe børn udsat for stråling i livmoderen præsenterede kromosomafvigelser.

Tjernobyl (Ukraine)

Det betragtes som en af ​​de mest alvorlige nukleare ulykker i historien. Det skete den 26. april 1986 i et atomkraftværk og er niveau 7 i INES.

Arbejdere gennemførte en test, der simulerede et strømafbrydelse, og en af ​​reaktorerne blev overophedet. Dette forårsagede brinteksplosionen inde i reaktoren, og mere end 200 tons radioaktivt materiale blev kastet ud i atmosfæren..

Under eksplosionen døde mere end 30 mennesker, og det radioaktive nedfald spredte sig i flere kilometer rundt. Det anses for, at mere end 100.000 mennesker døde som følge af radioaktivitet.

Forekomsten af ​​forskellige typer kræft steg med 40% i de berørte områder i Hviderusland og Ukraine. En af de mest almindelige kræftformer er skjoldbruskkirtelkræft såvel som leukæmi.

Tilstande forbundet med luftvejene og fordøjelsessystemet er også blevet observeret på grund af udsættelse for radioaktivitet. For børn, der var i livmoderen, havde mere end 40% immunologiske mangler.

Der har også været genetiske abnormiteter, en stigning i sygdomme i det reproduktive system og urinvejene såvel som for tidlig aldring..

Fukushima Daiichi (Japan)

Fukushima atomkraftværk, Japan. Kilde: Digital Globe [CC BY-SA 3.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)]

Denne ulykke var resultatet af et jordskælv på styrke 9, der ramte Japan den 11. marts 2011. Derefter opstod en tsunami, der deaktiverede køle- og elsystemerne i tre af reaktorerne ved kernekraftværket i Fukushima..

Flere eksplosioner og brande opstod i reaktorerne, og der blev genereret strålingslækager. Denne ulykke blev oprindeligt klassificeret som niveau 4, men på grund af dens konsekvenser blev den senere hævet til niveau 7.

Det meste af den radioaktive forurening gik i vandet, hovedsageligt havet. I øjeblikket er der store lagertanke til forurenet vand i dette anlæg..

Disse forurenede farvande betragtes som en risiko for Stillehavets økosystemer. En af de mest problematiske radioisotoper er cæsium, som bevæger sig let i vand og kan akkumuleres i hvirvelløse dyr..

Eksplosionen forårsagede ikke direkte strålingsdødsfald, og niveauet af eksponering for radioaktivitet var lavere end for Tjernobyl. Imidlertid havde nogle arbejdere DNA-ændringer et par dage efter ulykken.

Tilsvarende er genetiske ændringer blevet påvist i nogle populationer af dyr udsat for stråling.

Referencer

  1. Greenpeace International (2006) Tjernobyl-katastrofen, konsekvenser for menneskers sundhed. Resumé. 20 s.
  2. Hazra G (2018) Radioaktiv forurening: en oversigt. Den holistiske tilgang til miljø 8: 48-65.
  3. Pérez B (2015) Undersøgelse af miljøforurening på grund af naturlige radioaktive grundstoffer. Speciale for at kvalificere sig til bacheloruddannelsen i fysik. Det Naturvidenskabelige Fakultet, Pontificia Universidad Católica del Perú. Lima Peru. 80 s
  4. Osores J (2008) Miljømæssig radioaktiv forurening i neotropika. Biolog 6: 155-165.
  5. Siegel og Bryan (2003) Miljøgeokemi af radioaktiv forurening. Sandia National Laboratories, Albuquerque, USA. 115 s.
  6. Ulrich K (2015) Virkningerne af Fukushima, nedgangen i atomindustrien, udfældes. Greenpeace-rapport. 21 s.

Endnu ingen kommentarer