Radioaktyviosios taršos rūšys, priežastys, pasekmės, prevencija, gydymas ir pavyzdžiai
The radioaktyviosios taršos tai apibrėžiama kaip nepageidaujamų radioaktyviųjų elementų įtraukimas į aplinką. Tai gali būti natūralūs (aplinkoje esantys radioizotopai) arba dirbtiniai (žmonių pagaminti radioaktyvieji elementai)..
Tarp radioaktyviosios taršos priežasčių yra branduoliniai bandymai, atliekami kariniams tikslams. Tai gali sukelti radioaktyvius lietus, keliaujančius keliais kilometrais per orą.
Kita pagrindinė radioaktyviosios taršos priežastis - branduolinių jėgainių avarijos, siekiant gauti energijos. Kai kurie taršos šaltiniai yra urano kasyklos, medicininė veikla ir radono gamyba.
Tokio tipo aplinkos tarša turi rimtų pasekmių aplinkai ir žmonėms. Poveikis trofinėms ekosistemų grandinėms ir žmonėms gali kilti rimtų sveikatos problemų, kurios gali sukelti jų mirtį.
Pagrindinis radioaktyviosios taršos sprendimas yra prevencija; turi būti įdiegti saugumo protokolai, skirti radioaktyviųjų atliekų tvarkymui ir saugojimui, taip pat būtinos įrangos.
Tarp vietų, kuriose yra didelių radioaktyvumo užteršimo problemų, turime Hirosimą ir Nagasakį (1945), Fukušimą (2011) ir Černobylio Ukrainoje (1986 m.). Visais atvejais poveikis žmonių sveikatai buvo rimtas ir sukėlė daug mirčių.
Indeksas
- 1 Radiacijos tipai
- 1.1 Alfa spinduliuotė
- 1.2 Beta spinduliuotė
- 1.3 Gama spinduliuotė
- 2 Radioaktyviosios taršos rūšys
- 2.1 Natūralus
- 2.2 Dirbtinis
- 3 Priežastys
- 3.1 Branduoliniai bandymai
- 3.2 Branduolinės energijos generatoriai (branduoliniai reaktoriai)
- 3.3 Radiologinės avarijos
- 3.4 Urano kasyba
- 3.5 Medicininė veikla
- 3.6 Gamtos radioaktyviosios medžiagos
- 4 Pasekmės
- 4.1 Apie aplinką
- 4.2 Apie žmones
- 5 Prevencija
- 5.1 Radioaktyviosios atliekos
- 5.2 Branduolinės elektrinės
- 5.3 Su radioaktyviais elementais dirbančio personalo apsauga
- 6 Gydymas
- 7 Vietų, užterštų radioaktyvumu, pavyzdžiai
- 7.1 Hirosima ir Nagasakis (Japonija)
- 7.2 Černobylio (Ukraina)
- 7.3 Fukushima Daiichi (Japonija)
- 8 Nuorodos
Radiacijos tipai
Radioaktyvumas yra reiškinys, kuriuo kai kurios įstaigos išskiria energiją dalelių (korpusinės spinduliuotės) arba elektromagnetinių bangų forma. Tai gamina vadinamieji radioizotopai.
Radioizotopai yra to paties elemento atomai, turintys nestabilų branduolį, ir turi suskaidyti, kol jie pasieks stabilią struktūrą. Kai jie išskaidomi, atomai išskiria energiją ir daleles, kurios yra radioaktyvios.
Radioaktyvi spinduliuotė taip pat vadinama jonizuojančia, nes ji gali sukelti atomų ir molekulių jonizaciją (praradimą). Šie spinduliai gali būti trijų tipų:
Alfa spinduliuotė
Dalelės išsiskiria iš jonizuotų helio branduolių, kurie gali keliauti labai trumpais atstumais. Šių dalelių įsiskverbimo talpa yra maža, todėl juos galima sustabdyti popieriaus lapu.
Beta spinduliuotė
Skleidžiami elektronai, turintys didelę energiją dėl protonų ir neutronų skaidymo. Tokio tipo spinduliuotė gali kelis metrus judėti ir gali būti sustabdyta stiklo, aliuminio ar medžio plokštelėmis.
Gama spinduliuotė
Tai elektromagnetinės spinduliuotės tipas, turintis didelę energiją, kilusią iš atominio branduolio. Šerdis eina iš sužadintos būsenos į žemesnę energiją, o elektromagnetinė spinduliuotė atleidžiama.
Gama spinduliuotė turi didelę skvarbą ir gali keliauti šimtus metrų. Norint jį sustabdyti, reikia kelių centimetrų švino arba iki 1 metro betono.
Radioaktyviosios taršos rūšys
Radioaktyvus užterštumas gali būti apibrėžiamas kaip nepageidaujamų radioaktyviųjų elementų įtraukimas į aplinką. Radioizotopai gali būti vandenyje, ore, žemėje arba gyvose būtybėse.
Pagal radioaktyvumo kilmę radioaktyviosios taršos rūšys yra dvi:
Natūralus
Tokio tipo tarša kyla iš gamtoje esančių radioaktyviųjų elementų. Natūralus radioaktyvumas kyla iš kosminių spindulių arba iš žemės plutos.
Kosminę spinduliuotę sudaro didelės energijos iš išorinės erdvės dalelės. Šios dalelės susidaro, kai įvyksta supernovos sprogimas žvaigždėse ir saulėje.
Kai radioaktyvieji elementai pasiekia Žemę, juos nukreipia planetos elektromagnetinis laukas. Tačiau polių apsauga nėra labai efektyvi ir gali patekti į atmosferą.
Kitas natūralaus radioaktyvumo šaltinis yra žemės plutoje esantys radioizotopai. Šie radioaktyvieji elementai yra atsakingi už planetos vidinės šilumos palaikymą.
Pagrindiniai žemės paviršiaus radioaktyvieji elementai yra uranas, toris ir kalis. Žemė prarado elementus, turinčius trumpus radioaktyvius laikotarpius, tačiau kiti gyvena milijardus metų. Tarp pastarųjų yra uranas235, urano238, torio232 ir kalio40.
Uranas235, urano238 ir toris232 jie sudaro tris radioaktyvius branduolius, esančius žvaigždėse atsirandančioje dulkėse. Šios degraduojančios radioaktyviosios grupės sukelia kitus elementus, kurių pusinės eliminacijos laikas yra trumpesnis.
Nuo urano skaidymo238 susidaro radis ir iš šio radono (dujinis radioaktyvusis elementas). Radonas yra pagrindinis natūralios radioaktyviosios taršos šaltinis.
Dirbtinis
Šią taršą sukelia žmogaus veikla, pvz., Medicina, kasyba, pramonė, branduoliniai bandymai ir energijos gamyba.
1895 m. Vokiečių fizikas Roëntgen atsitiktinai atrado dirbtinę spinduliuotę. Tyrėjas nustatė, kad rentgeno spinduliai buvo elektromagnetinės bangos, kurias sukėlė elektronų susidūrimas vakuuminiame vamzdyje.
Dirbtiniai radioizotopai gaminami laboratorijoje branduolinių reakcijų metu. 1919 m. Pirmasis dirbtinis radioaktyvusis izotopas buvo pagamintas iš vandenilio.
Dirbtiniai radioaktyvieji izotopai gaminami iš bombardavimo su neutronais į skirtingus atomus. Jie, įsiskverbę į branduolius, sugeba juos destabilizuoti ir įkrauti energija.
Dirbtinis radioaktyvumas turi daug pritaikymų įvairiose srityse, pavyzdžiui, medicinoje, pramonėje ir karo veikloje. Daugeliu atvejų šie radioaktyvieji elementai klaidingai patenka į aplinką ir kelia rimtų taršos problemų.
Priežastys
Radioaktyvus užterštumas gali kilti iš įvairių šaltinių, dažniausiai dėl netinkamo radioaktyviųjų elementų naudojimo. Kai kurios dažniausios priežastys nurodytos žemiau.
Branduoliniai bandymai
Jame kalbama apie įvairių eksperimentinių branduolinių ginklų detonaciją, daugiausia karinių ginklų kūrimui. Branduoliniai sprogimai taip pat buvo atlikti, siekiant iškasti šulinius, išgauti degalus arba sukurti tam tikrą infrastruktūrą.
Branduoliniai tyrimai gali būti atmosferos (Žemės atmosferoje) stratosferos (už planetos atmosferos ribų), po vandeniu ir po žeme. Atmosferos yra labiausiai teršiančios, nes jos gamina daug radioaktyvaus lietaus, kuris išsklaido keletą kilometrų.
Radioaktyviosios dalelės gali užteršti vandens šaltinius ir pasiekti žemę. Šis radioaktyvumas per maisto grandines gali pasiekti skirtingus trofinius lygius ir paveikti pasėlius bei pasiekti žmogų.
Viena iš pagrindinių netiesioginės radioaktyviosios taršos formų yra pienas, kuris gali paveikti vaikų populiaciją.
Nuo 1945 m. Pasaulyje atlikta apie 2000 branduolinių bandymų. Konkrečiu Pietų Amerikos atveju radioaktyvieji išmetimai daugiausia paveikė Peru ir Čilę.
Branduolinės energijos generatoriai (branduoliniai reaktoriai)
Daugelis šalių dabar naudoja branduolinius reaktorius kaip energijos šaltinį. Šie reaktoriai gamina grandinės valdomas branduolines reakcijas, dažniausiai branduolio dalijimosi metu (atominio branduolio plyšimas)..
Tarša daugiausia atsiranda dėl radioaktyviųjų elementų nutekėjimo iš atominių elektrinių. Aplinkosaugos problemos, susijusios su atominėmis elektrinėmis, buvo nuo 1940 m. Vidurio.
Kai branduoliniuose reaktoriuose įvyksta nuotėkis, šie teršalai gali judėti šimtus kilometrų per orą, o tai sukėlė vandens, žemės ir maisto šaltinių, kurie paveikė netoliese esančias bendruomenes, užterštumą..
Radiologinės avarijos
Jie paprastai būna susiję su pramonine veikla dėl netinkamo radioaktyviųjų elementų tvarkymo. Kai kuriais atvejais operatoriai netvarko įrangos ir jie gali generuoti nuotėkį į aplinką.
Gali būti sukurta jonizuojanti spinduliuotė, kuri gali pakenkti pramonės darbuotojams, įrangai arba patekti į atmosferą.
Urano kasyba
Uranas yra elementas, randamas natūraliuose telkiniuose įvairiose planetos vietose. Ši medžiaga plačiai naudojama kaip žaliava energijos gamybai atominėse elektrinėse.
Atliekant šių urano nuosėdų panaudojimą, susidaro radioaktyvieji liekamieji elementai. Gaminamos atliekos išleidžiamos į paviršių, kuriame jos kaupiasi ir gali būti išsklaidytos vėjo ar lietaus.
Gaminamos atliekos gamina daug gama spinduliuotės, kuri yra labai žalinga gyvoms būtybėms. Taip pat gaminamas didelis radono kiekis, o vandens šaltinių užteršimas prie vandens stalo gali atsirasti išplaunant.
Radonas yra pagrindinis šių minų darbuotojų taršos šaltinis. Šios radioaktyviosios dujos gali būti lengvai įkvepiamos ir įsiskverbia į kvėpavimo takus, sukelia plaučių vėžį.
Medicininė veikla
Skirtingose branduolinės medicinos srityse gaminami radioaktyvieji izotopai, kurie turi būti išmesti. Laboratorinės medžiagos ir nuotekos paprastai yra užterštos radioaktyviais elementais.
Taip pat radioterapijos įranga gali sukelti radioaktyviąją taršą tiek operatoriams, tiek pacientams.
Radioaktyviosios medžiagos
Natūralios radioaktyviosios medžiagos (NORM) paprastai randamos aplinkoje. Paprastai jie nesukelia radioaktyviosios taršos, tačiau skirtingos žmogaus veiklos kryptys yra linkusios jas sutelkti ir tampa problema.
Kai kurie NORM medžiagų koncentracijos šaltiniai yra mineralinės anglies deginimas, naftos pagrindu pagamintas kuras ir trąšų gamyba.
Šiukšlių deginimo vietose ir skirtingose kietosiose atliekose gali kauptis kalis40 ir radonas226. Tose vietose, kur medžio anglis yra pagrindinis kuras, taip pat atsiranda šie radioizotopai.
Fosforo uolienoje, naudojamame kaip trąšos, yra didelis urano ir torio kiekis, o naftos pramonėje kaupiasi radonas ir švinas..
Pasekmės
Apie aplinką
Vandens šaltiniai gali būti užteršti radioaktyviais izotopais, turinčiais įtakos įvairioms vandens ekosistemoms. Be to, šiuos užterštus vandenis vartoja įvairūs organizmai, kurie yra paveikti.
Užteršus dirvožemį, jie tampa nuskurdę, praranda vaisingumą ir negali būti naudojami žemės ūkio veikloje. Be to, radioaktyviosios taršos poveikis trofinėms grandinėms ekosistemose.
Taigi augalai yra užteršti radioaktyviais izotopais per dirvožemį ir perduodami žolynams. Šie gyvūnai gali nukentėti arba mirti dėl radioaktyvumo poveikio.
Predatoriams įtakos turi sumažėjęs maisto prieinamumas arba užteršimas vartojant radioizotopais pakrautus gyvūnus.
Apie žmones
Jonizuojanti spinduliuotė gali sukelti mirtiną žalą žmonėms. Taip atsitinka todėl, kad radioaktyvieji izotopai kenkia DNR, sudarančios ląsteles, struktūrai.
Ląstelėse vyksta ir DNR, ir joje esančio vandens radiolizė (spinduliuotės skilimas). Tai lemia ląstelių mirtį arba mutacijų atsiradimą.
Mutacijos gali sukelti skirtingus genetinius sutrikimus, kurie gali sukelti paveldimus defektus ar ligas. Tarp dažniausiai pasitaikančių ligų yra vėžys, ypač skydliaukės vėžys, nes jis nustato jodą.
Taip pat gali būti paveikta kaulų čiulpų, dėl kurių atsiranda įvairių tipų anemija ir netgi leukemija. Be to, imuninė sistema gali būti susilpnėjusi, todėl ji tampa jautresnė bakterinėms ir virusinėms infekcijoms.
Tarp kitų pasekmių yra radioaktyvių motinų nevaisingumas ir apsigimimai. Vaikai gali turėti mokymosi problemų, augti ir mažas smegenis.
Kartais pažeidimas gali sukelti ląstelių mirtį, paveikiantį audinius ir organus. Jei paveikiami gyvybiškai svarbūs organai, gali atsirasti mirtis.
Prevencija
Radioaktyviąją taršą labai sunku kontroliuoti, kai ji įvyksta. Todėl pastangos turi būti sutelktos į prevenciją.
Radioaktyviosios atliekos
Radioaktyviųjų atliekų tvarkymas yra viena iš pagrindinių prevencijos formų. Jie turi būti išdėstyti laikantis saugos taisyklių, kad būtų išvengta žmonių, kurie juos manipuliuoja, užteršimo.
Radioaktyviosios atliekos turi būti atskirtos nuo kitų medžiagų ir stengiamasi sumažinti jų kiekį, kad jį būtų lengviau tvarkyti. Kai kuriais atvejais šių atliekų apdorojimas atliekamas siekiant jas paversti manipuliuojančiomis kietomis formomis.
Vėliau radioaktyviosios atliekos turi būti dedamos į tinkamas talpyklas, kad būtų išvengta aplinkos užteršimo.
Konteineriai yra saugomi izoliuotose vietose su saugumo protokolais arba gali būti palaidoti giliai į jūrą.
Atominės elektrinės
Vienas iš pagrindinių radioaktyvaus užteršimo šaltinių yra atominės elektrinės. Todėl rekomenduojama pastatyti ne mažiau kaip 300 km nuo miesto centrų.
Taip pat svarbu, kad atominių elektrinių darbuotojai būtų tinkamai apmokyti dirbti su įranga ir išvengti nelaimingų atsitikimų. Taip pat rekomenduojama, kad šalia šių objektų gyvenantys žmonės žinotų galimą riziką ir būdus, kaip elgtis įvykus branduolinei avarijai..
Su radioaktyviais elementais dirbančio personalo apsauga
Efektyviausia radioaktyviosios taršos prevencija yra tai, kad personalas yra apmokytas ir turi tinkamą apsaugą. Turi būti pasiektas tikslas sumažinti žmonių radioaktyvumo poveikį.
Patalpos turi būti pastatytos tinkamu būdu, išvengiant porų ir plyšių, kuriuose gali kauptis radioizotopai. Turite turėti geras vėdinimo sistemas su filtrais, kurie užkerta kelią atliekų išmetimui į aplinką.
Darbuotojai turi turėti tinkamą apsaugą, pavyzdžiui, ekranus ir apsauginius drabužius. Be to, naudojami drabužiai ir įranga turi būti periodiškai išvalyti.
Gydymas
Yra keletas priemonių, kurių galima imtis siekiant sumažinti radioaktyviosios taršos simptomus. Tai gali būti kraujo perpylimas, imuninės sistemos stiprinimas arba kaulų čiulpų transplantacija.
Tačiau šie gydymo būdai yra paliatyvūs, nes labai sunku pašalinti žmogaus organizmo radioaktyvumą. Tačiau šiuo metu vyksta gydymas su chelatinėmis molekulėmis, kurios gali izoliuoti radioizotopus organizme.
Chelatoriai (netoksiškos molekulės) jungiasi prie radioaktyviųjų izotopų, sudarančių stabilius kompleksus, kuriuos galima pašalinti iš organizmo. Jie sugebėjo sintezuoti chelantus, galinčius pašalinti iki 80% užteršimo.
Vietų, užterštų radioaktyvumu, pavyzdžiai
Kadangi branduolinė energija naudojama skirtingose žmogaus veiklos srityse, įvyko įvairios radioaktyviosios avarijos. Norint, kad nukentėję žmonės žinotų jų rimtumą, nustatyta branduolinių avarijų skalė.
1990 m. Tarptautinė atominės energijos organizacija pasiūlė Tarptautinę branduolinės avarijos skalę (INES). INES skalė yra nuo 1 iki 7, kur 7 rodo rimtą avariją.
Svarbiausi radioaktyviosios taršos pavyzdžiai yra paminėti toliau.
Hirošima ir Nagasakis (Japonija)
Branduolinės bombos pradėjo vystytis XX a. 40-ajame dešimtmetyje, remiantis Albert Einstein tyrimais. Šiuos branduolinius ginklus Jungtinės Valstijos panaudojo Antrojo pasaulinio karo metu.
1945 m. Rugpjūčio 6 d. Urano praturtinta bomba išsibarstė per Hirosimos miestą. Tai sukėlė apie 300 000 ° C šilumos bangą ir didelį gama spinduliuotės sprogimą.
Vėliau įvyko radioaktyvus kritimas, kurį išsklaidė vėjas, dėl kurio užteršimas buvo didesnis. Dėl radioaktyvumo poveikio sprogimo metu mirė apie 100 000 žmonių, o kitais metais - 10 000 žmonių..
1945 m. Rugpjūčio 9 d. Nagasakio mieste sprogo antroji branduolinė bomba. Ši antroji bomba buvo praturtinta plutoniu ir buvo galingesnė nei Hirosimos.
Abiejuose miestuose sprogimo išgyvenę asmenys turėjo daug sveikatos problemų. Taigi nuo 1958 m. Iki 1998 m. Vėžio rizika gyventojams padidėjo 44%.
Šiuo metu šių siurblių radioaktyvaus užteršimo pasekmės vis dar yra. Manoma, kad gyvena daugiau kaip 100 tūkst. Žmonių, kuriems buvo taikoma radiacija, įskaitant tuos, kurie buvo įsčiose.
Šioje populiacijoje yra daug leukemijos, sarkomos, karcinomų ir glaukomų. Vaikų, patyrusių spinduliuotę gimdoje, grupė pateikė chromosomų aberacijas.
Černobylis (Ukraina)
Tai laikoma viena iš rimčiausių branduolinių avarijų istorijoje. Tai įvyko 1986 m. Balandžio 26 d. Atominėje elektrinėje ir yra INES 7 lygis.
Darbuotojai atliko bandymą, imituojantį elektros energijos suvartojimą, o vienas iš reaktorių buvo perkaitintas. Tai sukėlė vandenilio sprogimą reaktoriuje ir daugiau nei 200 tonų radioaktyviųjų medžiagų buvo išmetama į atmosferą.
Sprogimo metu mirė daugiau nei 30 žmonių, o radioaktyvus kritimas - keli kilometrai. Manoma, kad dėl radioaktyvumo mirė daugiau nei 100 000 žmonių.
Įvairių vėžio tipų dažnis padidėjo 40% nukentėjusiuose Baltarusijos ir Ukrainos regionuose. Vienas iš labiausiai paplitusių vėžio atvejų yra skydliaukės vėžys ir leukemija.
Taip pat pastebėtos su kvėpavimo takų ir virškinimo sistemomis susijusios sąlygos dėl radioaktyvumo poveikio. Kūdikiams, kurie buvo įsčiose, daugiau kaip 40% turėjo imunologinių trūkumų.
Taip pat buvo genetinių anomalijų, padidėjusios reprodukcinės ir šlapimo sistemos ligos bei ankstyvas senėjimas.
Fukushima Daiichi (Japonija)
Šis nelaimingas atsitikimas buvo 9-ojo žemės drebėjimo, kuris 2011 m. Kovo 11 d. Sukrėtė Japoniją, rezultatas..
Reaktoriuose įvyko keletas sprogimų ir gaisrų ir buvo sukurta radiacijos filtracija. Ši nelaimė iš pradžių buvo priskirta 4 lygiui, tačiau dėl jos pasekmių vėliau buvo pakelta iki 7 lygio.
Dauguma radioaktyviosios taršos nukrito į vandenį, daugiausia jūrą. Šiuo metu šioje gamykloje yra dideli užteršto vandens talpyklos.
Manoma, kad šie užteršti vandenys kelia pavojų Ramiojo vandenyno ekosistemoms. Vienas iš sunkiausių radioizotopų yra cezis, lengvai judantis vandenyje ir gali kauptis bestuburiuose.
Sprogimas nesukėlė tiesioginės spinduliuotės mirties ir radioaktyvumo poveikio lygis buvo mažesnis nei Černobylio. Tačiau kai kurie darbuotojai per kelias dienas nuo nelaimingo atsitikimo pakeitė DNR.
Panašiai buvo nustatyti genetiniai pokyčiai kai kuriose gyvūnų spinduliuotėse.
Nuorodos
- „Greenpeace International“ (2006) Černobylio katastrofa, pasekmės žmonių sveikatai. Santrauka 20 pp.
- Hazra G (2018) Radioaktyviosios taršos apžvalga. Holistinis požiūris į aplinką 8: 48-65.
- Pérez B (2015) Aplinkos taršos dėl natūralių radioaktyviųjų elementų tyrimas. Baigiamajame darbe kreipiamasi į fizikos bakalauro laipsnį. Gamtos ir inžinerijos fakultetas, Peru pontifikinis katalikų universitetas. Lima, Peru. 80 pp
- Osores J (2008) Aplinkos radioaktyvus užterštumas neotropinėse medžiagose. Biologas 6: 155-165.
- Siegel ir Bryan (2003) Radioaktyviosios taršos aplinkos geochemija. Sandia National Laboratories, Albuquerque, JAV. 115 pp.
- Ulrichas K (2015) Fukušimos poveikis, branduolinės pramonės nuosmukis. „Greenpeace“ ataskaita. 21 pp.