RADIOAKTIIVINEN SAASTUMINEN: TYYPIT, SYYT, SEURAUKSET - YMPÄRISTÖ - 2025

Radioaktiivisen saastumisen määritellään radioaktiivisen ei-toivottuja elementtejä ympäristössä. Tämä voi olla luonnollista (ympäristössä esiintyviä radioisotooppeja) tai keinotekoista (ihmisen tuottamia radioaktiivisia alkuaineita).

Radioaktiivisen saastumisen syitä ovat sotilastarkoituksiin tehtävät ydinkokeet. Ne voivat tuottaa radioaktiivisia sateita, jotka kulkevat useita kilometrejä ilman läpi.

Ydinräjähdys. Lähde: Kuva: National Nuclear Security Administration / Nevada-sivutoimisto

Ydinvoimalaitosten onnettomuudet ovat toinen tärkeimmistä radioaktiivisen saastumisen syistä. Jotkut kontaminaation lähteet ovat uraanikaivokset, lääketieteellinen toiminta ja radonintuotanto.

Tämän tyyppisellä ympäristön pilaantumisella on vakavia seurauksia ympäristölle ja ihmisille. Tämä vaikuttaa ekosysteemien troofisiin ketjuihin, ja ihmisillä voi olla vakavia terveysongelmia, jotka aiheuttavat heidän kuolemansa.

Tärkein ratkaisu radioaktiiviseen saastumiseen on ehkäiseminen; Radioaktiivisen jätteen ja tarvittavien laitteiden käsittelyä ja varastointia varten on oltava turvallisuusprotokollat.

Niistä paikoista, joissa on suuria radioaktiivisen saastumisen ongelmia, on Hiroshima ja Nagasaki (1945), Fukushima (2011) ja Tšernobyli Ukrainassa (1986). Kaikissa tapauksissa vaikutukset altistuneiden henkilöiden terveyteen ovat olleet vakavia ja aiheuttaneet monia kuolemantapauksia.

Säteilytyypit

Radioaktiivisuus on ilmiö, jonka kautta jotkut elimet lähettävät energiaa hiukkasten (solun säteily) tai sähkömagneettisten aaltojen muodossa. Tätä tuottavat ns. Radioisotoopit.

Radioisotoopit ovat saman alkuaineen atomit, joilla on epävakaa ydin, ja niillä on taipumus hajota, kunnes saavutetaan vakaa rakenne. Hajoaessaan atomit lähettävät energiaa ja hiukkasia, jotka ovat radioaktiivisia.

Radioaktiivista säteilyä kutsutaan myös ionisoivaksi, koska se voi aiheuttaa atomien ja molekyylien ionisoitumisen (elektronien menetykset). Nämä säteily voi olla kolmen tyyppistä:

Alfa-säteily

Hiukkaset vapautuvat ionisoiduista heliumytimistä, jotka voivat kulkea hyvin lyhyitä matkoja. Näiden hiukkasten tunkeutumiskapasiteetti on pieni, joten ne voidaan pysäyttää paperiarkilla.

Beetasäteily

Elektronit, joilla on korkea energia, vapautuvat protonien ja neutronien rappeutumisen seurauksena. Tämän tyyppinen säteily pystyy kuljettamaan useita metrejä, ja se voidaan pysäyttää lasi-, alumiini- tai puulevyillä.

Gammasäteily

Se on erään tyyppinen sähkömagneettinen säteily, jolla on korkea energia ja joka on peräisin atomiytimestä. Ydin siirtyy viritetystä tilasta alempaan energiatilaan ja sähkömagneettinen säteily vapautuu.

Gammasäteilyllä on suuri läpäisevä teho ja se voi kulkea satoja metrejä. Sen lopettamiseksi tarvitaan useita senttimetrejä lyijyä tai korkeintaan yksi metri betonia.

Radioaktiivisen saastumisen tyypit

Radioaktiivinen saastuminen voidaan määritellä epätoivottujen radioaktiivisten elementtien sisällyttämiseksi ympäristöön. Radioisotooppeja voi olla läsnä vedessä, ilmassa, maassa tai elävissä asioissa.

Radioaktiivisen kontaminaation on radioaktiivisuuden alkuperästä riippuen kahta tyyppiä:

luonnollinen

Tämän tyyppinen kontaminaatio on peräisin luonnossa esiintyvistä radioaktiivisista alkuaineista. Luonnollinen radioaktiivisuus on peräisin kosmisista säteistä tai maankuoresta.

Kosminen säteily koostuu korkeaenergisista hiukkasista, jotka tulevat ulkoavaruudesta. Nämä hiukkaset syntyvät, kun supernoova-räjähdyksiä tapahtuu, tähdellä ja auringossa.

Kun radioaktiiviset elementit saavuttavat maan, ne taipuvat planeetan sähkömagneettiselta kentältä. Pylväissä suojaus ei kuitenkaan ole kovin tehokasta ja ne voivat päästä ilmakehään.

Toinen luonnollisen radioaktiivisuuden lähde on maankuoressa olevat radioisotoopit. Nämä radioaktiiviset alkuaineet vastaavat planeetan sisäisen lämmön ylläpidosta.

Maan vaipan pääasialliset radioaktiiviset elementit ovat uraani, torium ja kalium. Maa on menettänyt elementtejä lyhyillä radioaktiivisilla jaksoilla, mutta muiden elämä on miljardeja vuosia. Viimeksi mainittujen _{joukosta erottuu} uraani ₂₃₅, uraani ₂₃₈, torium ₂₃₂ ja kalium ₄₀.

Uraani ₂₃₅, uraani ₂₃₈ ja torium ₂₃₂ muodostavat kolme radioaktiivista ydintä pölyssä, joka luo tähtiä. Nämä radioaktiiviset ryhmät hajoaessa aiheuttavat muita alkuaineita, joiden puoliintumisaika on lyhyempi.

Radium muodostuu uraani _238: n hajoamisesta ja siitä muodostuu radoni (kaasumainen radioaktiivinen elementti). Radon on tärkein luonnollisen radioaktiivisen saastumisen lähde.

Keinotekoinen

Tämä pilaantuminen johtuu ihmisen toiminnasta, kuten lääketiede, kaivosteollisuus, teollisuus, ydinkokeet ja sähköntuotanto.

Vuoden 1895 aikana saksalainen fyysikko Roëntgen löysi vahingossa keinotekoisen säteilyn. Tutkija havaitsi, että röntgensäteet olivat sähkömagneettisia aaltoja, jotka syntyivät elektronien törmäyksestä tyhjiöputken sisällä.

Keinotekoisia radioisotooppeja tuotetaan laboratoriossa ydinreaktioiden tapahtuessa. Vuonna 1919 ensimmäinen keinotekoinen radioaktiivinen isotooppi tuotettiin vedystä.

Keinotekoisia radioaktiivisia isotooppeja tuotetaan eri atomien neutronipommituksista. Nämä tunkeutuessaan ytimiin pystyvät destabiloimaan ne ja varaamaan heidät energialla.

Keinotekoisella radioaktiivisuudella on lukuisia sovelluksia eri aloilla, kuten lääketiede, teollisuus- ja sotilastoimet. Monissa tapauksissa nämä radioaktiiviset alkuaineet vapautuvat virheellisesti ympäristöön aiheuttaen vakavia pilaantumisongelmia.

syyt

Radioaktiivinen saastuminen voi olla peräisin eri lähteistä, yleensä radioaktiivisten elementtien väärän käsittelyn takia. Jotkut yleisimmistä syistä mainitaan alla.

Ydintutkimukset

Ydinvoimala Pennsylvaniassa, Yhdysvalloissa. Lähde: Katso taudinvalvonnan ja ehkäisyn kansanterveyttä käsittelevien kirjoittajien sivu

Se viittaa erilaisten kokeellisten ydinaseiden räjäyttämiseen, pääasiassa sotilasaseiden kehittämiseen. Ydinräjähdyksiä on tehty myös kaivojen kaivamista, polttoaineen poistoa tai infrastruktuurin rakentamiseksi varten.

Ydintutkimukset voivat olla ilmakehän (maapallon ilmakehässä), stratosfäärin (maapallon ilmakehän ulkopuolella), vedenalaisia ​​ja maanalaisia. Ilmakehät ovat saastuttavimpia, koska ne tuottavat suuren määrän radioaktiivista sadetta, joka leviää useiden kilometrien päähän.

Radioaktiiviset hiukkaset voivat saastuttaa vesilähteet ja päästä maahan. Tämä radioaktiivisuus voi saavuttaa erilaiset troofiset tasot ravintoketjujen kautta ja vaikuttaa viljelykasveihin ja päästä siten ihmisiin.

Yksi epäsuoran radioaktiivisen saastumisen päämuodoista on maidon kautta, minkä vuoksi se voi vaikuttaa lapsiin.

Vuodesta 1945 lähtien maailmanlaajuisesti on tehty noin 2000 ydinkoetta. Erityisessä Etelä-Amerikan tapauksessa radioaktiiviset laskeumat ovat vaikuttaneet pääasiassa Peruun ja Chileen.

Ydinvoimageneraattorit (ydinreaktorit)

Monet maat käyttävät tällä hetkellä ydinreaktoreita energialähteenä. Nämä reaktorit tuottavat hallittuja ydinketjureaktioita, yleensä ydinfission avulla (atomin ytimen murtuminen).

Saastuminen tapahtuu pääasiassa radioaktiivisten elementtien vuotamisen kautta ydinvoimalaitoksilta. 1940-luvun puolivälistä lähtien ydinvoimaloihin on liittynyt ympäristöongelmia.

Kun ydinreaktoreissa tapahtuu vuotoja, nämä epäpuhtaudet voivat kulkea satoja kilometrejä ilman läpi, johtaen veden, maan ja elintarvikkeiden saastumiseen, jotka ovat vaikuttaneet läheisiin yhteisöihin.

Radiologiset onnettomuudet

Niitä esiintyy yleensä teollisen toiminnan yhteydessä radioaktiivisten elementtien väärän käsittelyn takia. Joissakin tapauksissa operaattorit eivät käsittele laitteita kunnolla ja vuotoja ympäristöön voi syntyä.

Ionisoivaa säteilyä voi syntyä aiheuttaen haittaa teollisuustyöntekijöille, laitteille tai päästävän ilmakehään.

Uraanin louhinta

Uraani on alkuaine, jota löytyy luonnollisista esiintymistä planeetan eri alueilla. Tätä materiaalia käytetään laajalti raaka-aineena energian tuottamiseksi ydinvoimaloissa.

Kun näitä uraanin talletuksia hyödynnetään, syntyy radioaktiivisia jäännöselementtejä. Tuotetut jätemateriaalit vapautuvat pintaan, missä ne kertyvät, ja ne voivat levitä tuulen tai sateen avulla.

Tuotettu jäte tuottaa suuren määrän gammasäteilyä, joka on erittäin haitallista eläville olennoille. Lisäksi syntyy korkeita radonitasoja ja pohjavesipöydän vesilähteet voivat saastuttaa uuttumista.

Radon on näiden kaivoksien työntekijöiden pääasiallinen pilaantumisen lähde. Tämä radioaktiivinen kaasu voidaan helposti hengittää ja tunkeutua hengitysteihin aiheuttaen keuhkosyöpää.

Lääketieteellinen toiminta

Radioaktiivisia isotooppeja tuotetaan ydinlääketieteen eri sovelluksissa, jotka on sitten hävitettävä. Laboratoriomateriaalit ja jätevedet ovat yleensä radioaktiivisten aineiden saastuttamia.

Samoin sädehoitolaitteet voivat aiheuttaa radioaktiivisen kontaminaation sekä käyttäjille että potilaille.

Radioaktiiviset materiaalit luonnossa

Luonnossa olevat radioaktiiviset materiaalit (NORM) löytyvät yleensä ympäristöstä. Ne eivät yleensä tuota radioaktiivista saastumista, mutta erilaiset ihmisen toiminnat keskittävät ne yleensä ja niistä on tulossa ongelma.

Jotkut NORM-materiaalien pitoisuuslähteet ovat mineraalihiilen polttoaineet, öljypolttoaineet ja lannoitteiden tuotanto.

Alueilla, joissa roskat ja erilaiset kiinteät jätteet poltetaan, kalium ₄₀ ja radon ₂₂₆ voi kertyä. Alueilla, joilla puuhiili on pääasiallinen polttoaine, näitä radioisotooppeja on myös läsnä.

Lannoitteena käytetty fosfaattikivi sisältää runsaasti uraania ja toriumia, kun taas radoni ja lyijy kertyvät öljyteollisuuteen.

Seuraukset

Tietoja ympäristöstä

Vesilähteet voivat olla saastuneita radioaktiivisilla isotoopeilla, jotka vaikuttavat moniin vesiekosysteemeihin. Samoin nämä pilaantuneet vedet kuluttavat erilaisia ​​organismeja, joihin vaikutus vaikuttaa.

Maaperän saastumisen yhteydessä ne köyhtyvät, menettävät hedelmällisyytensä, eikä niitä voida käyttää maataloudessa. Lisäksi radioaktiivinen saastuminen vaikuttaa ekosysteemien ravintoketjuihin.

Siten kasvit ovat saastuneet radioisotoopeilla maaperän läpi ja ne kulkevat kasvissyöjille. Nämä eläimet voivat tapahtua mutaatioina tai kuolla radioaktiivisuuden seurauksena.

Saalistajiin vaikuttaa ruoan vähentynyt saatavuus tai saastuminen radioisotoopeilla kuormattujen eläinten kulutuksella.

Tietoja ihmisistä

Ionisoiva säteily voi aiheuttaa tappavaa haittaa ihmisille. Tämä tapahtuu, koska radioaktiiviset isotoopit vahingoittavat solujen muodostavan DNA: n rakennetta.

Radiolyysi (hajoaminen säteilyllä) tapahtuu soluissa, sekä DNA: ssa että niiden sisältämässä vedessä. Tämä johtaa solukuolemaan tai mutaatioiden esiintymiseen.

Mutaatiot voivat aiheuttaa erilaisia ​​geneettisiä poikkeavuuksia, jotka voivat johtaa perinnöllisiin vikoihin tai sairauksiin. Yleisimpiä sairauksia ovat syöpä, etenkin kilpirauhanen, koska se kiinnittää jodia.

Samoin luuytimeen voidaan vaikuttaa, mikä aiheuttaa erityyppisiä anemiaa ja jopa leukemiaa. Myös immuunijärjestelmä voi heikentyä, jolloin se on herkempi bakteeri- ja virusinfektioille.

Muita seurauksia ovat hedelmättömyys ja radioaktiivisuudelle altistettujen äitien sikiöiden epämuodostumat. Lapsilla voi olla oppimis- ja kasvuongelmia sekä pieniä aivoja.

Joskus vahinko voi aiheuttaa solukuoleman, joka vaikuttaa kudoksiin ja elimiin. Jos elintärkeitä elimiä vaihdetaan, kuolema voi johtaa.

ennaltaehkäisy

Radioaktiivista kontaminaatiota on erittäin vaikea hallita sen tapahtumisen jälkeen. Siksi toimissa tulisi keskittyä ennaltaehkäisyyn.

Radioaktiivinen jäte

Radioaktiivisen jätteen varastointi. Lähde: D5481026

Radioaktiivisen jätteen huolto on yksi tärkeimmistä ennaltaehkäisymuodoista. Ne on järjestettävä turvallisuusmääräysten mukaisesti niitä käsittelevien ihmisten saastumisen välttämiseksi.

Radioaktiivinen jäte tulisi erottaa muista materiaaleista ja yrittää vähentää sen määrää helpompaa käsitellä. Joissain tapauksissa nämä jätteet käsitellään muuntamaan ne manipuloitavammiksi kiinteiksi muodoiksi.

Sen jälkeen radioaktiivinen jäte on asetettava sopiviin astioihin ympäristön pilaantumisen välttämiseksi.

Kontit varastoidaan erillisissä paikoissa, joissa on turvaprotokollat, tai ne voidaan myös haudata syvälle mereen.

Ydinvoimalat

Yksi tärkeimmistä radioaktiivisen saastumisen lähteistä on ydinvoimalat. Siksi on suositeltavaa, että ne rakennetaan vähintään 300 km: n päässä kaupunkikeskuksista.

On myös tärkeää, että ydinvoimalaitoksen työntekijät ovat asianmukaisesti koulutettuja käyttämään laitteita ja välttämään onnettomuuksia. Samoin suositellaan, että näiden laitosten lähellä olevat väestöt ovat tietoisia mahdollisista riskeistä ja toimintatavoista ydinonnettomuuden sattuessa.

Radioaktiivisten elementtien kanssa työskentelevän henkilöstön suojaaminen

Tehokkain ennaltaehkäisy radioaktiivisen pilaantumisen varalta on, että henkilökunta on koulutettu ja heillä on riittävä suoja. Ihmisten radioaktiivisuudelle altistumisen aikaa pitäisi voida vähentää.

Tilat on rakennettava asianmukaisesti välttäen huokosia ja halkeamia, joihin radioisotoopit voivat kertyä. Hyvien ilmanvaihtojärjestelmien on oltava paikallaan, suodattimilla, jotka estävät jätteet poistumasta ympäristöstä.

Työntekijöillä on oltava riittävä suoja, kuten suojat ja suojavaatetus. Lisäksi käytetyt vaatteet ja välineet on puhdistettava määräajoin.

hoito

Radioaktiivisen saastumisen oireiden lievittämiseksi voidaan suorittaa joitain toimenpiteitä. Näitä ovat verensiirrot, immuunijärjestelmän parantaminen tai luuytimensiirto.

Nämä hoidot ovat kuitenkin lievittäviä, koska radioaktiivisuuden poistaminen ihmiskehosta on erittäin vaikeaa. Hoitoja suoritetaan kuitenkin tällä hetkellä kelatoivilla molekyyleillä, jotka voivat eristää kehon radioisotooppeja.

Kelaattorit (myrkyttömät molekyylit) sitoutuvat radioaktiivisiin isotooppeihin muodostaen pysyviä komplekseja, jotka voidaan poistaa kehosta. Kelaattoreita on syntetisoitu, jotka pystyvät poistamaan jopa 80% kontaminaatiosta.

Esimerkkejä radioaktiivisuuden saastuneista paikoista

Koska ydinenergiaa on käytetty erilaisiin ihmistoimintoihin, on tapahtunut erilaisia ​​radioaktiivisuudesta johtuvia onnettomuuksia. Jotta kärsivät ihmiset tietäisivät niiden vakavuuden, on määritetty ydinonnettomuuksien mittakaava.

Kansainvälinen atomienergiajärjestö ehdotti vuonna 1990 kansainvälistä ydinonnettomuusskaalaa (INES). INES-asteikolla on 1-7, missä 7 tarkoittaa vakavaa onnettomuutta.

Alla on lueteltu esimerkkejä vakavammasta radioaktiivisesta saastumisesta.

Hiroshima ja Nagasaki (Japani)

Ydinpommeja kehitettiin 1900-luvun 40-luvulla Albert Einsteinin tutkimuksiin perustuen. Yhdysvallat käytti näitä ydinaseita toisen maailmansodan aikana.

6. elokuuta 1945 uraanilla rikastettu pommi räjähti Hiroshiman kaupungin yli. Tämä tuotti noin 300 000 ° C lämpöaallon ja suuren gammasäteilyn purskeen.

Myöhemmin muodostui radioaktiivinen laskeuma, jota tuuli levitti ottaen saastumisen kauemmas. Radioaktiivisuus kuoli seuraavien vuosien aikana noin 100 000 ihmistä ja vielä 10 000 ihmistä.

9. elokuuta 1945 Nagasakin kaupungissa räjähti toinen ydinpommi. Tämä toinen pommi rikastettiin plutoniumilla ja oli voimakkaampi kuin Hiroshima.

Molemmissa kaupungeissa räjähdyksen joutuneilla oli lukuisia terveysongelmia. Siten syöpäriski väestössä kasvoi 44% vuosien 1958 ja 1998 välillä.

Tällä hetkellä näiden pommien radioaktiivisella saastumisella on edelleen seurauksia. Katsotaan, että yli 100 000 säteilystä kärsimää ihmistä elää, mukaan lukien kohdussa olleet.

Tässä populaatiossa on korkea leukemia, sarkoomat, karsinoomat ja glaukooma. Ryhmä lapsia, joille kohdistettiin säteily säteilyä, esitti kromosomaalisia poikkeavuuksia.

Tšernobyli (Ukraina)

Sitä pidetään yhtenä historian vakavimmista ydinonnettomuuksista. Se tapahtui 26. huhtikuuta 1986 ydinvoimalaitoksella ja on taso 7 INES: ssä.

Työntekijät suorittivat testin, jossa simuloitiin virrankatkoa ja yhtä reaktorista ylikuumennettua. Tämä aiheutti vetyräjähdyksen reaktorin sisällä ja yli 200 tonnia radioaktiivista ainetta heitettiin ilmakehään.

Räjähdyksen aikana yli 30 ihmistä kuoli ja radioaktiivinen laskeuma levisi useiden kilometrien ympäri. Katsotaan, että yli 100 000 ihmistä kuoli radioaktiivisuuden seurauksena.

Erityyppisten syöpien esiintyvyys lisääntyi 40% Valkovenäjän ja Ukrainan vaikutusalueilla. Yksi yleisimmistä syöpätyypeistä on kilpirauhassyöpä ja leukemia.

Hengitysteihin ja ruuansulatukseen liittyviä tiloja on myös havaittu johtuen altistumisesta radioaktiivisuudelle. Kohdussa olevien lasten tapauksessa yli 40 prosentilla oli immunologisia puutteita.

Siellä on myös ollut geneettisiä poikkeavuuksia, lisääntymis- ja virtsajärjestelmän sairauksia sekä ennenaikaista ikääntymistä.

Fukushima Daiichi (Japani)

Fukushiman ydinvoimala, Japani. Lähde: Digital Globe

Tämä onnettomuus johtui Japania 11. maaliskuuta 2011 kokenut voimakkuuden 9 maanjäristyksestä. Myöhemmin tapahtui tsunami, joka deaktivoi Fukushiman ydinvoimalaitoksen kolmen reaktorin jäähdytys- ja sähköjärjestelmät.

Reaktorissa tapahtui useita räjähdyksiä ja tulipaloja, ja säteilyvuotoja syntyi. Tämä onnettomuus luokiteltiin alun perin tasolle 4, mutta sen seurausten vuoksi se nostettiin myöhemmin tasolle 7.

Suurin osa radioaktiivisesta saastumisesta meni veteen, pääasiassa merelle. Tällä tehtaalla on tällä hetkellä suuria saastuneen veden varastosäiliöitä.

Näiden saastuneiden vesien katsotaan olevan riski Tyynen valtameren ekosysteemeille. Yksi ongelmallisimmista radioisotoopeista on cesium, joka liikkuu helposti vedessä ja voi kertyä selkärangattomiin.

Räjähdys ei aiheuttanut suoria säteilykuolemia, ja radioaktiivisuuden altistustasot olivat alhaisemmat kuin Tšernobylin. Joillakin työntekijöillä oli kuitenkin DNA-muutoksia muutaman päivän kuluessa onnettomuudesta.

Samoin geneettiset muutokset on havaittu joissakin säteilylle altistettujen eläinpopulaatioiden yhteydessä.

Viitteet

1. Greenpeace International (2006) Tšernobylin katastrofi, vaikutukset ihmisten terveyteen. Tiivistelmä. 20 s.
2. Hazra G (2018) Radioaktiivinen pilaantuminen: yleiskatsaus. Kokonaisvaltainen lähestymistapa ympäristöön 8: 48-65.
3. Pérez B (2015) Tutkimus luonnon radioaktiivisten alkuaineiden aiheuttamasta ympäristön saastumisesta. Opinnäytetyö haettaessa fysiikan tutkintoa. Luonnontieteiden ja tekniikan tiedekunta, Pontificia Universidad Católica del Perú. Lima Peru. 80 s
4. Bears J (2008) radioaktiivisen ympäristön saastuminen neotropiikissa. Biologist 6: 155 - 165.
5. Siegel ja Bryan (2003) Radioaktiivisen saastumisen ympäristögeokemia. Sandia National Laboratories, Albuquerque, Yhdysvallat. 115 s.
6. Ulrich K (2015) Fukushiman, ydinteollisuuden taantuman vaikutukset ovat saostumassa. Greenpeacen raportti. 21 s.