Radioaktive forurensningstyper, årsaker, konsekvenser

1281
Anthony Golden
Radioaktive forurensningstyper, årsaker, konsekvenser

De radioaktiv forurensning Det er definert som innlemmelse av uønskede radioaktive elementer i miljøet. Dette kan være naturlig (radioisotoper til stede i miljøet) eller kunstig (radioaktive grunnstoffer produsert av mennesker).

Blant årsakene til radioaktiv forurensning er atomforsøk utført for militære formål. Disse kan generere radioaktive regner som går flere kilometer gjennom luften.

Atomeksplosjon. Kilde: Foto med tillatelse fra National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office [Public domain]

Ulykker i atomkraftverk er en annen av hovedårsakene til radioaktiv forurensning. Noen forurensningskilder er uranminer, medisinske aktiviteter og produksjon av radon..

Denne typen miljøforurensning har alvorlige konsekvenser for miljøet og menneskene. De trofiske kjedene til økosystemene påvirkes, og mennesker kan ha alvorlige helseproblemer som forårsaker deres død.

Den viktigste løsningen for radioaktiv forurensning er forebygging; Sikkerhetsprotokoller må være på plass for håndtering og lagring av radioaktivt avfall, samt nødvendig utstyr.

Blant stedene med store problemer med radioaktiv forurensning har vi Hiroshima og Nagasaki (1945), Fukushima (2011) og Tsjernobyl i Ukraina (1986). I alle tilfeller har effektene på eksponerte menneskers helse vært alvorlige og forårsaket mange dødsfall.

Artikkelindeks

  • 1 Typer av stråling
    • 1.1 Alfa-stråling
    • 1.2 Betastråling
    • 1.3 Gamma-stråling
  • 2 Typer radioaktiv forurensning
    • 2.1 Naturlig
    • 2.2 Kunstig
  • 3 Årsaker
    • 3.1 Atomtester
    • 3.2 Kjernekraftgeneratorer (kjernefysiske reaktorer)
    • 3.3 Radiologiske ulykker
    • 3.4 Uran utvinning
    • 3.5 Medisinske aktiviteter
    • 3.6 Radioaktive stoffer i naturen
  • 4 Konsekvenser
    • 4.1 Om miljøet
    • 4.2 Om mennesker
  • 5 Forebygging
    • 5.1 Radioaktivt avfall
    • 5.2 Kjernekraftverk
    • 5.3 Beskyttelse av personell som arbeider med radioaktive elementer
  • 6 Behandling
  • 7 Eksempler på steder som er forurenset med radioaktivitet
    • 7.1 Hiroshima og Nagasaki (Japan)
    • 7.2 Tsjernobyl (Ukraina)
    • 7.3 Fukushima Daiichi (Japan)
  • 8 Referanser

Typer av stråling

Radioaktivitet er fenomenet der noen kropper avgir energi i form av partikler (korpuskulær stråling) eller elektromagnetiske bølger. Dette er produsert av de såkalte radioisotopene.

Radioisotoper er atomer av samme element som har en ustabil kjerne, og har en tendens til å gå i oppløsning til de når en stabil struktur. Når de går i oppløsning, sender atomer ut energi og partikler som er radioaktive.

Radioaktiv stråling kalles også ionisering, siden den kan forårsake ionisering (tap av elektroner) av atomer og molekyler. Disse strålene kan være av tre typer:

Alpha-stråling

Partikler sendes ut fra ioniserte heliumkjerner som kan kjøre veldig korte avstander. Gjennomtrengningskapasiteten til disse partiklene er liten, slik at de kan stoppes av et ark.

Betastråling

Elektroner som har høy energi slippes ut på grunn av forfall av protoner og nøytroner. Denne typen stråling er i stand til å bevege seg flere meter og kan stoppes av glass, aluminium eller treplater..

Gamma-stråling

Det er en type elektromagnetisk stråling med høy energi, som stammer fra en atomkjerne. Kjernen går fra en eksitert tilstand til en lavere energitilstand, og elektromagnetisk stråling frigjøres.

Gamma-stråling har høy gjennomtrengende kraft og kan bevege seg hundrevis av meter. For å stoppe det kreves plater på flere centimeter bly eller opptil 1 meter betong.

Typer radioaktiv forurensning

Radioaktiv forurensning kan defineres som innlemmelse av uønskede radioaktive elementer i miljøet. Radioisotoper kan være tilstede i vann, luft, land eller levende ting.

Avhengig av opprinnelsen til radioaktivitet, er radioaktiv forurensning av to typer:

naturlig

Denne typen forurensning kommer fra radioaktive elementer som forekommer i naturen. Naturlig radioaktivitet stammer fra kosmiske stråler eller jordskorpen.

Kosmisk stråling består av høyenergipartikler som kommer fra verdensrommet. Disse partiklene produseres når supernovaeksplosjoner oppstår, i stjerner og i solen..

Når radioaktive elementer når jorden, blir de avbøyd av planetens elektromagnetiske felt. Imidlertid på beskyttelsen er beskyttelsen ikke veldig effektiv, og de kan komme ut i atmosfæren..

En annen kilde til naturlig radioaktivitet er radioisotopene som er tilstede i jordskorpen. Disse radioaktive elementene er ansvarlige for å opprettholde den indre varmen på planeten.

De viktigste radioaktive elementene i jordens kappe er uran, thorium og kalium. Jorden har mistet elementer med korte radioaktive perioder, men andre har et liv på milliarder år. Blant de sistnevnte skiller uran seg ut235, uran238, thorium232 og kalium40.

Uran235, uran238 og thorium232 de danner tre radioaktive kjerner som er tilstede i støvet som kommer fra stjernene. Disse radioaktive gruppene når de går i oppløsning, gir opphav til andre elementer med kortere halveringstider.

Fra forfallet av uran238 radium dannes og fra denne radon (gassformet radioaktivt element). Radon er den viktigste kilden til naturlig radioaktiv forurensning.

Kunstig

Denne forurensningen er produsert av menneskelige aktiviteter, som medisin, gruvedrift, industri, atomprøving og kraftproduksjon..

I løpet av året 1895 oppdaget den tyske fysikeren Roëntgen ved et uhell kunstig stråling. Forskeren fant at røntgenstrålene var elektromagnetiske bølger som stammer fra kollisjonen mellom elektroner inne i et vakuumrør..

Kunstige radioisotoper produseres i laboratoriet ved forekomst av kjernefysiske reaksjoner. I 1919 ble den første kunstige radioaktive isotopen produsert fra hydrogen.

Kunstige radioaktive isotoper produseres fra nøytronbombardement av forskjellige atomer. Disse, ved å trenge gjennom kjernene, klarer å destabilisere dem og lade dem med energi..

Kunstig radioaktivitet har mange anvendelser innen forskjellige felt som medisin, industrielle og militære aktiviteter. I mange tilfeller frigjøres disse radioaktive elementene feilaktig i miljøet og forårsaker alvorlige forurensningsproblemer..

Årsaker

Radioaktiv forurensning kan stamme fra forskjellige kilder, vanligvis på grunn av feil håndtering av radioaktive elementer. Noen av de vanligste årsakene er nevnt nedenfor.

Atomprøver

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

Det refererer til detonasjon av forskjellige eksperimentelle atomvåpen, hovedsakelig for utvikling av militære våpen. Det er også utført kjernefysiske eksplosjoner for å grave brønner, trekke ut drivstoff eller bygge litt infrastruktur.

Atomprøver kan være atmosfæriske (i jordens atmosfære), stratosfæriske (utenfor planetens atmosfære), under vann og under jorden. De atmosfæriske er mest forurensende, siden de produserer en stor mengde radioaktivt regn som er spredt over flere kilometer.

Radioaktive partikler kan forurense vannkilder og komme i bakken. Denne radioaktiviteten kan nå forskjellige trofiske nivåer gjennom næringskjeder og påvirke avlingene og dermed nå mennesker.

En av hovedformene for indirekte radioaktiv forurensning er gjennom melk, og det er derfor det kan påvirke barn..

Siden 1945 har rundt 2000 atomforsøk blitt utført over hele verden. I det spesielle tilfellet i Sør-Amerika har radioaktiv nedfall hovedsakelig påvirket Peru og Chile.

Kjernekraftgeneratorer (kjernefysiske reaktorer)

Mange land bruker for tiden atomreaktorer som energikilde. Disse reaktorene produserer kontrollerte kjernekjedereaksjoner, vanligvis ved kjernefisjon (brudd i en atomkjerne).

Forurensning oppstår hovedsakelig på grunn av lekkasje av radioaktive elementer fra kjernekraftverk. Siden midten av 1940-tallet har det vært miljøproblemer knyttet til atomkraftverk..

Når det oppstår lekkasjer i atomreaktorer, kan disse forurensningene bevege seg hundrevis av kilometer gjennom luften, og forårsake forurensning av vann, land og matkilder som har påvirket nærliggende samfunn..

Radiologiske ulykker

De forekommer vanligvis forbundet med industriell virksomhet på grunn av feil håndtering av radioaktive elementer. I noen tilfeller håndterer ikke operatørene riktig, og det kan oppstå lekkasjer til miljøet..

Ioniserende stråling kan genereres og forårsake skade på industriarbeidere, utstyr eller slippes ut i atmosfæren.

Uran gruvedrift

Uran er et element som finnes i naturlige avleiringer i forskjellige områder av planeten. Dette materialet er mye brukt som råvare for å produsere energi i kjernekraftverk..

Når disse uranforekomstene utnyttes, genereres radioaktive restelementer. Avfallsmaterialene som produseres frigjøres til overflaten der de akkumuleres og kan spres av vind eller regn..

Det produserte avfallet genererer en stor mengde gammastråling, som er veldig skadelig for levende vesener. På samme måte produseres høye nivåer av radon, og forurensning av vannkilder ved grunnvannsbordet kan forekomme gjennom utvasking..

Radon er den viktigste forurensningskilden for arbeidere i disse gruvene. Denne radioaktive gassen kan lett inhaleres og invadere luftveiene og forårsake lungekreft..

Medisinske aktiviteter

I de forskjellige anvendelsene av nukleærmedisin produseres radioaktive isotoper som deretter må kastes. Laboratoriematerialer og avløpsvann er vanligvis forurenset med radioaktive elementer.

Tilsvarende kan strålebehandlingsutstyr generere radioaktiv forurensning for både operatører og pasienter.

Radioaktive materialer i naturen

Radioaktive stoffer i naturen (NORM) kan normalt finnes i miljøet. De produserer vanligvis ikke radioaktiv forurensning, men forskjellige menneskelige aktiviteter har en tendens til å konsentrere dem, og de blir et problem.

Noen kilder til konsentrasjon av NORM-materialer er forbrenning av mineralsk kull, petroleumsavledet drivstoff og produksjon av gjødsel..

Kaliumakkumulering kan forekomme i avfallsforbrenningsområder og forskjellige faste avfall.40 og radon226. I områder der kull er hoveddrivstoffet, er disse radioisotopene også til stede..

Fosfatbergart som brukes som gjødsel inneholder høye nivåer av uran og thorium, mens radon og bly akkumuleres i oljeindustrien..

Konsekvenser

Om miljøet

Vannkilder kan være forurenset med radioaktive isotoper, som påvirker ulike akvatiske økosystemer. På samme måte konsumeres disse forurensede vannene av forskjellige organismer som er berørt.

Når jordforurensning oppstår, blir de fattige, mister fruktbarheten og kan ikke brukes i landbruksaktiviteter. I tillegg påvirker radioaktiv forurensning næringskjeder i økosystemer.

Dermed blir planter forurenset med radioisotoper gjennom jorden, og disse overføres til planteetere. Disse dyrene kan gjennomgå mutasjoner eller dø som følge av radioaktivitet.

Rovdyr blir påvirket av redusert tilgjengelighet av mat eller av å være forurenset av å konsumere dyr lastet med radioisotoper.

Om mennesker

Ioniserende stråling kan forårsake dødelig skade på mennesker. Dette skjer fordi radioaktive isotoper skader strukturen til DNA som utgjør celler..

Radiolysis (spaltning ved stråling) forekommer i celler både i DNA og i vannet i dem. Dette resulterer i celledød eller forekomst av mutasjoner..

Mutasjoner kan forårsake ulike genetiske abnormiteter som kan føre til arvelige defekter eller sykdommer. Blant de vanligste sykdommene er kreft, spesielt i skjoldbruskkjertelen, siden den fikser jod.

På samme måte kan beinmargen påvirkes, noe som forårsaker forskjellige typer anemi og til og med leukemi. Også immunforsvaret kan svekkes, noe som gjør det mer følsomt for bakterie- og virusinfeksjoner..

Blant andre konsekvenser er infertilitet og misdannelse hos fostre hos mødre utsatt for radioaktivitet. Barn kan ha lærings- og vekstproblemer, så vel som små hjerner.

Noen ganger kan skaden forårsake celledød, som påvirker vev og organer. Hvis vitale organer påvirkes, kan døden oppstå.

Forebygging

Radioaktiv forurensning er veldig vanskelig å kontrollere når den oppstår. Dette er grunnen til at innsatsen bør fokusere på forebygging.

Radioaktivt avfall

Lagring av radioaktivt avfall. Kilde: D5481026 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]

Håndtering av radioaktivt avfall er en av hovedformene for forebygging. Disse må ordnes i henhold til sikkerhetsforskrifter for å unngå forurensning av menneskene som håndterer dem..

Radioaktivt avfall bør skilles fra andre materialer og prøve å redusere volumet for å bli lettere håndtert. I noen tilfeller behandles dette avfallet for å konvertere det til mer manipulerbare faste former..

Deretter må radioaktivt avfall plasseres i egnede beholdere for å unngå forurensning av miljøet..

Containerne lagres på isolerte steder med sikkerhetsprotokoller, eller de kan også begraves dypt i havet.

Atomkraftverk

En av hovedkildene til radioaktiv forurensning er atomkraftverk. Derfor anbefales det at de bygges minst 300 km fra bysentre..

Det er også viktig at ansatte i kjernekraftverk er tilstrekkelig opplært i å bruke utstyr og unngå ulykker. På samme måte anbefales det at befolkningen i nærheten av disse anleggene er klar over mulige risikoer og måter å handle i tilfelle en atomulykke..

Beskyttelse av personell som arbeider med radioaktive elementer

Den mest effektive forebyggingen mot radioaktiv forurensning er at personell er opplært og har tilstrekkelig beskyttelse. Det bør være mulig å redusere tiden for eksponering av mennesker for radioaktivitet.

Anleggene må være riktig konstruert, og unngå porer og sprekker der radioisotoper kan samle seg. Gode ​​ventilasjonsanlegg må være på plass, med filtre som hindrer avfall i å rømme ut i miljøet..

Ansatte må ha tilstrekkelig beskyttelse som skjermer og verneklær. I tillegg skal klær og utstyr som brukes regelmessig dekontamineres..

Behandling

Det er noen skritt som kan tas for å lindre symptomene på radioaktiv forurensning. Disse inkluderer blodtransfusjoner, immunsystemforbedring eller benmargstransplantasjon..

Imidlertid er disse behandlingene palliative, da det er veldig vanskelig å fjerne radioaktivitet fra menneskekroppen. Imidlertid utføres for tiden behandlinger med chelaterende molekyler som kan isolere radioisotoper i kroppen..

Chelatorer (ikke-toksiske molekyler) binder til radioaktive isotoper for å danne stabile komplekser som kan elimineres fra kroppen. Chelatorer er blitt syntetisert som er i stand til å eliminere opptil 80% av forurensning.

Eksempler på steder som er forurenset med radioaktivitet

Siden kjernekraft har blitt brukt i ulike menneskelige aktiviteter, har det skjedd forskjellige ulykker på grunn av radioaktivitet. For at berørte mennesker skal vite alvorlighetsgraden av disse, er det etablert en skala av atomulykker.

International Nuclear Accident Scale (INES) ble foreslått av Den internasjonale atomenergiorganisasjonen i 1990. INES har en skala fra 1 til 7, hvor 7 indikerer en alvorlig ulykke..

Eksempler på mer alvorlig radioaktiv forurensning er listet opp nedenfor.

Hiroshima og Nagasaki (Japan)

Atombomber begynte å bli utviklet på 1940-tallet, basert på studiene av Albert Einstein. Disse atomvåpenene ble brukt av USA under andre verdenskrig.

6. august 1945 eksploderte en uranberiket bombe over byen Hiroshima. Dette genererte en hetebølge på rundt 300 000 ° C og en stor utbrudd av gammastråling..

Deretter var det radioaktivt regn som ble spredt av vinden, og tok forurensningen lenger bort. Omtrent 100.000 mennesker døde av eksplosjonen og 10.000 flere døde av effekten av radioaktivitet de neste årene..

9. august 1945 eksploderte en ny atombombe i byen Nagasaki. Denne andre bomben var beriket med plutonium og var kraftigere enn Hiroshima-en..

I begge byene hadde de overlevende etter eksplosjonen mange helseproblemer. Dermed økte risikoen for kreft i befolkningen med 44% mellom 1958 og 1998.

Foreløpig er det fortsatt konsekvenser av radioaktiv forurensning av disse bombene. Det anses at mer enn 100.000 mennesker som er berørt av stråling lever, inkludert de som var i livmoren.

I denne populasjonen er det høye frekvenser av leukemi, sarkomer, karsinomer og glaukomer. En gruppe barn som ble utsatt for stråling i livmoren, presenterte kromosomavvik.

Tsjernobyl (Ukraina)

Det regnes som en av de mest alvorlige atomulykkene i historien. Det skjedde 26. april 1986 i et atomkraftverk og er på nivå 7 i INES.

Arbeidere gjennomførte en test som simulerte et strømbrudd, og en av reaktorene ble overopphetet. Dette forårsaket hydrogeneksplosjonen inne i reaktoren, og mer enn 200 tonn radioaktivt materiale ble kastet ut i atmosfæren..

Under eksplosjonen døde mer enn 30 mennesker, og det radioaktive nedfallet spredte seg i flere kilometer rundt. Det anses at mer enn 100.000 mennesker døde som et resultat av radioaktivitet.

Forekomsten av forskjellige krefttyper økte med 40% i berørte områder i Hviterussland og Ukraina. En av de vanligste kreftformene er skjoldbruskkjertelkreft så vel som leukemi.

Tilstander knyttet til luftveiene og fordøyelsessystemet har også blitt observert på grunn av eksponering for radioaktivitet. Når det gjelder barn som var i livmoren, hadde mer enn 40% immunologiske mangler.

Det har også vært genetiske abnormiteter, en økning i sykdommer i det reproduktive og urinveiene, samt for tidlig aldring..

Fukushima Daiichi (Japan)

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

Denne ulykken var resultatet av et jordskjelv på styrke 9 som rammet Japan 11. mars 2011. Deretter oppstod en tsunami som deaktiverte kjøle- og elektrisitetssystemene til tre av reaktorene ved atomkraftverket i Fukushima..

Flere eksplosjoner og branner skjedde i reaktorene og strålingslekkasjer ble generert. Ulykken ble opprinnelig klassifisert som nivå 4, men på grunn av konsekvensene ble den senere hevet til nivå 7.

Det meste av radioaktiv forurensning gikk i vannet, hovedsakelig havet. For tiden er det store lagringstanker for forurenset vann i dette anlegget..

Disse forurensede farvannene regnes som en risiko for økosystemene i Stillehavet. En av de mest problematiske radioisotopene er cesium, som beveger seg lett i vann og kan akkumuleres i virvelløse dyr..

Eksplosjonen forårsaket ikke direkte strålingsdødsfall, og nivåene av eksponering for radioaktivitet var lavere enn Tsjernobyl. Noen arbeidere hadde imidlertid DNA-endringer noen dager etter ulykken.

På samme måte har genetiske endringer blitt oppdaget i noen populasjoner av dyr som er utsatt for stråling.

Referanser

  1. Greenpeace International (2006) Tsjernobylkatastrofen, konsekvenser for menneskers helse. Kortfattet sammendrag. 20 s.
  2. Hazra G (2018) Radioaktiv forurensning: en oversikt. Den helhetlige tilnærmingen til miljø 8: 48-65.
  3. Pérez B (2015) Studie av miljøforurensning på grunn av naturlige radioaktive elementer. Oppgave for å kvalifisere for bachelorgrad i fysikk. Fakultet for naturvitenskap og ingeniørfag, Pontificia Universidad Católica del Perú. Lima Peru. 80 s
  4. Osores J (2008) Miljømessig radioaktiv forurensning i neotropika. Biolog 6: 155-165.
  5. Siegel og Bryan (2003) Miljøgeokjemi av radioaktiv forurensning. Sandia National Laboratories, Albuquerque, USA. 115 s.
  6. Ulrich K (2015) Effektene av Fukushima, nedgangen i kjernefysisk industri faller ut. Greenpeace-rapport. 21 s.

Ingen har kommentert denne artikkelen ennå.