RADIOAKTIV FORURENING: TYPER, ÅRSAGER, KONSEKVENSER - MILJØ - 2025

Den radioaktive kontaminering er defineret som inkorporering af radioaktive uønskede elementer i miljøet. Dette kan være naturligt (radioisotoper til stede i miljøet) eller kunstige (radioaktive elementer produceret af mennesker).

Blandt årsagerne til radioaktiv forurening er nukleare prøver, der udføres til militære formål. Disse kan generere radioaktive regn, der kører adskillige kilometer gennem luften.

Atomeksplosion. Kilde: Foto med tilladelse fra National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office

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

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

Den vigtigste løsning til radioaktiv kontaminering er forebyggelse; Der skal findes sikkerhedsprotokoller 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 Chernobyl i Ukraine (1986). I alle tilfælde har påvirkningerne på udsatte personers helbred været alvorlige og har forårsaget mange dødsfald.

Strålingstyper

Radioaktivitet er det fænomen, hvorved nogle organer udsender energi i form af partikler (corpuskulær stråling) eller elektromagnetiske bølger. Dette produceres af såkaldte radioisotoper.

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

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

Alfastråling

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

Betastråling

Elektroner, der har høj energi, udsendes på grund af nedbrydning af protoner og neutroner. Denne type stråling er i stand til at rejse adskillige meter og kan stoppes af glas, aluminium eller træplader.

Gamma stråling

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

Gamma-stråling har en høj penetrerende 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 kontaminering kan defineres som inkorporering af uønskede radioaktive elementer i miljøet. Radioisotoper kan være til stede i vand, luft, land eller levende ting.

Afhængig af radioaktivitetens oprindelse 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 fra jordskorpen.

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

Når radioaktive elementer når Jorden, afbøjes de af planetens elektromagnetiske felt. Ved polerne er beskyttelsen imidlertid ikke særlig effektiv, og de kan komme ind i atmosfæren.

En anden kilde til naturlig radioaktivitet er 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 en levetid på milliarder af år. Blandt sidstnævnte er uran ₂₃₅, uran ₂₃₈, thorium ₂₃₂ og kalium _{40 skiller sig ud}.

Uran ₂₃₅, uranium ₂₃₈ og thorium ₂₃₂ danner tre radioaktive kerner, der er til stede i støvet, der skaber stjerner. Disse radioaktive grupper, når de går i opløsning, giver anledning til andre elementer med kortere halveringstid.

Radium dannes fra henfaldet af uran ₂₃₈ og der dannes radon (et luftformigt radioaktivt element) herfra. Radon er den vigtigste kilde til naturlig radioaktiv forurening.

Kunstig

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

I løbet af året 1895 opdagede den tyske fysiker Roëntgen ved en fejltagelse kunstig stråling. Forskeren fandt, at røntgenstrålene var elektromagnetiske bølger, der stammede fra kollisionen af ​​elektroner inde i et vakuumrør.

Kunstige radioisotoper produceres i laboratoriet ved forekomst af nukleare reaktioner. I 1919 blev den første kunstige radioaktive isotop fremstillet 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 adskillige 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 kontaminering kan stamme fra forskellige kilder, generelt på grund af forkert håndtering af radioaktive elementer. Nogle af de mest almindelige årsager er nævnt nedenfor.

Atomprøver

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

Det henviser til detonering af forskellige eksperimentelle atomvåben, hovedsageligt til udvikling af militære våben. Atomeksplosioner er også blevet udført for at grave brønde, udtrække brændstof eller bygge en vis infrastruktur.

Atomprøver kan være atmosfæriske (inden for jordens atmosfære), stratosfæriske (uden for planetens atmosfære), under vand og under jorden. De atmosfæriske er de mest forurenende, da de producerer en stor mængde radioaktivt 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 de vigtigste former for indirekte radioaktiv forurening er gennem mælk, hvorfor det kan påvirke børn.

Siden 1945 er der udført omkring 2.000 nukleare test over hele verden. I det særlige tilfælde af Sydamerika har radioaktivt nedfald hovedsageligt ramt Peru og Chile.

Kernekraftproducenter (atomreaktorer)

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

Forurening sker hovedsageligt ved 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 madkilder, der har påvirket de nærliggende samfund.

Radiologiske ulykker

De forekommer normalt 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 frembringes og forårsage skade på industriarbejdere, udstyr eller frigives i atmosfæren.

Uranminedrift

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

Når disse uranaflejringer udnyttes, genereres radioaktive restelementer. Affaldsmaterialerne, der produceres, frigøres til overfladen, hvor de akkumuleres og kan spredes af vind eller regn.

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

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

Medicinske aktiviteter

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

Tilsvarende kan strålebehandlingsudstyr generere radioaktiv forurening til både operatører og patienter.

Radioaktive materialer i naturen

Radioaktive materialer i naturen (NORM) kan normalt findes i miljøet. De producerer generelt ikke radioaktiv forurening, men forskellige menneskelige aktiviteter har en 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.

I områder, hvor affald og forskellige faste affald forbrændes, kan der forekomme ophobning af kalium ₄₀ og radon ₂₂₆. I områder, hvor kul er hovedbrændstof, er disse radioisotoper også til stede.

Fosfatberg, der bruges 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 akvatiske økosystemer. Ligeledes forbruges disse forurenede farvande af forskellige organismer, der er berørt.

Når jordforurening forekommer, bliver de fattige, mister deres frugtbarhed og kan ikke bruges til landbrugsaktiviteter. Desuden påvirker radioaktiv forurening fødekæder i økosystemer.

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

Rovdyr påvirkes af den reducerede tilgængelighed af mad eller af at være forurenet af at konsumere dyr, der er fyldt med radioisotoper.

Om mennesker

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

Radiolysis (nedbrydning ved stråling) forekommer i celler, både af DNA og i vandet indeholdt i dem. Dette resulterer i celledød eller forekomsten 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 fikserer jod.

Ligeledes kan knoglemarven påvirkes, 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 af 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 kontaminering er meget vanskeligt at kontrollere, når den først opstår. Derfor skal indsatsen fokuseres på forebyggelse.

Radioaktivt affald

Opbevaring af radioaktivt affald. Kilde: D5481026

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

Radioaktivt affald skal adskilles fra andre materialer og forsøge at reducere dets volumen for lettere at håndtere. I nogle tilfælde behandles dette affald for at omdanne dem til mere håndterbare faste former.

Efterfølgende skal radioaktivt affald anbringes i egnede containere for at undgå forurening af miljøet.

Containerne opbevares på isolerede steder med sikkerhedsprotokoller, eller de kan også blive begravet dybt i havet.

Atomkraftværker

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

Det er også vigtigt, at medarbejderne i atomkraftværket er tilstrækkeligt trænet til at betjene udstyr og undgå ulykker. Ligeledes anbefales det, at befolkningen 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 eksponeringstiden for mennesker for radioaktivitet.

Faciliteter skal konstrueres korrekt, så porer og revner undgås, hvor radioisotoper kan samle sig. Der skal være gode ventilationssystemer med filtre, der forhindrer affald i at forlade miljøet.

Medarbejdere skal have tilstrækkelig beskyttelse, såsom skærme og beskyttelsesbeklædning. Derudover skal det anvendte tøj og udstyr dekontamineres med jævne mellemrum.

Behandling

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

Imidlertid er disse behandlinger lindrende, da det er meget vanskeligt at fjerne radioaktivitet fra den menneskelige krop. Imidlertid udføres behandlinger i øjeblikket 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, der er i stand til at eliminere op til 80% af forureningen.

Eksempler på steder forurenet med radioaktivitet

Da kerneenergi er blevet brugt i forskellige menneskelige aktiviteter, er der sket forskellige ulykker på grund af radioaktivitet. For at de berørte mennesker skal vide, hvor alvorlig disse er, er der opstillet en skala med nukleare ulykker.

Den internationale nuklearulykkesskala (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 40'erne i det 20. århundrede, baseret på undersøgelserne af Albert Einstein. Disse atomvåben blev brugt af De Forenede Stater under 2. 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 blev der frembragt et radioaktivt nedfald, der blev spredt af vinden, hvilket førte forureningen videre væk. Cirka 100.000 mennesker døde af eksplosionen, og 10.000 flere blev dræbt 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.

I begge byer havde de overlevende fra eksplosionen adskillige sundhedsmæssige problemer. Risikoen for kræft i befolkningen steg således med 44% mellem 1958 og 1998.

I øjeblikket er der stadig konsekvenser af den radioaktive forurening af disse bomber. Det vurderes, at mere end 100.000 mennesker, der er berørt af stråling, lever, inklusive dem, der var i livmoderen.

I denne population er der høje satser på leukæmi, sarkomer, karcinomer og glaukom. En gruppe børn udsat for stråling i livmoderen præsenterede kromosomale afvigelser.

Tjernobyl (Ukraine)

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

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

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

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

Tilstande forbundet med åndedrætsorganerne og fordøjelsessystemerne er også blevet observeret på grund af eksponering for radioaktivitet. For børn, der var i livmoderen, havde over 40% immunsvigt.

Der har også været genetiske abnormiteter, en stigning i sygdomme i det reproduktive og urinære system samt for tidlig aldring.

Fukushima Daiichi (Japan)

Fukushima Kernekraftværk, Japan. Kilde: Digital Globe

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

Adskillige eksplosioner og brande forekom i reaktorerne, og der blev genereret strålelækager. 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 til vandet, hovedsageligt havet. Der er i øjeblikket store lagertanke til forurenet vand på dette anlæg.

Disse forurenede farvande betragtes som en risiko for økosystemerne i Stillehavet. En af de mest problematiske radioisotoper er cæsium, der bevæger sig let i vand og kan ophobes i hvirvelløse dyr.

Eksplosionen forårsagede ikke direkte strålingsdødsfald, og niveauerne for radioaktivitet var lavere end Chernobyl. Nogle arbejdstagere havde imidlertid DNA-ændringer inden for 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. Resume Sammendrag. 20 pp.
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 elementer. Speciale, der skal ansøge om graden i fysik. Fakultet for naturvidenskab og teknik, Pontificia Universidad Católica del Perú. Lima Peru. 80 s
4. Bears J (2008) Radioaktiv miljøforurening i Neotropics. 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, nuklearindustriens tilbagegang udfælder. Greenpeace-rapport. 21 pp.