Типы радиоактивного загрязнения, причины, последствия, профилактика, лечение и примеры

радиоактивное загрязнение оно определяется как включение нежелательных радиоактивных элементов в окружающую среду. Это может быть естественным (радиоактивные изотопы, присутствующие в окружающей среде) или искусственным (радиоактивные элементы, производимые человеком).

Среди причин радиоактивного загрязнения - ядерные испытания, которые проводятся в военных целях. Они могут генерировать радиоактивные дожди, которые проходят через несколько километров в воздухе.

Аварии на атомных электростанциях для получения энергии являются еще одной основной причиной радиоактивного загрязнения. Некоторые источники загрязнения - урановые рудники, медицинская деятельность и производство радона..

Этот тип загрязнения окружающей среды имеет серьезные последствия для окружающей среды и людей. Это затрагивает трофические цепи экосистем, и люди могут иметь серьезные проблемы со здоровьем, которые приводят к их смерти..

Основным решением проблемы радиоактивного загрязнения является профилактика; Должны быть предусмотрены протоколы безопасности для обращения с радиоактивными отходами и их хранения, а также необходимое оборудование..

Среди мест с большими проблемами загрязнения радиоактивностью у нас есть Хиросима и Нагасаки (1945), Фукусима (2011) и Чернобыль в Украине (1986). Во всех случаях воздействие на здоровье людей, подвергшихся воздействию, было серьезным и привело к гибели многих людей..

индекс

• 1 Типы излучения
  • 1.1 Альфа-излучение
  • 1.2 Бета-излучение
  • 1.3 Гамма-излучение
• 2 вида радиоактивного загрязнения
  • 2.1 Природный
  • 2.2 Искусственный
• 3 причины
  • 3.1 Ядерные испытания
  • 3.2 Атомные генераторы (ядерные реакторы)
  • 3.3 Радиологические аварии
  • 3.4 Добыча урана
  • 3.5 Медицинская деятельность
  • 3.6 Радиоактивные материалы в природе
• 4 Последствия
  • 4.1 Об окружающей среде
  • 4.2 О людях
• 5 Профилактика
  • 5.1 Радиоактивные отходы
  • 5.2 Атомные электростанции
  • 5.3 Защита персонала, работающего с радиоактивными элементами
• 6 Лечение
• 7 Примеры мест, загрязненных радиоактивностью
  • 7.1 Хиросима и Нагасаки (Япония)
  • 7.2 Чернобыль (Украина)
  • 7.3 Фукусима дайити (Япония)
• 8 ссылок

Типы излучения

Радиоактивность - это явление, при котором некоторые тела излучают энергию в форме частиц (корпускулярное излучение) или электромагнитных волн. Это производится с помощью так называемых радиоизотопов.

Радиоизотопы - это атомы одного и того же элемента, которые имеют нестабильное ядро ​​и должны распадаться до достижения стабильной структуры. Когда они распадаются, атомы излучают энергию и частицы, которые являются радиоактивными.

Радиоактивное излучение также называют ионизирующим, потому что оно может вызвать ионизацию (потерю электронов) атомов и молекул. Эти излучения могут быть трех типов:

Альфа-излучение

Частицы испускаются из ионизированных ядер гелия, которые могут путешествовать на очень короткие расстояния. Проникающая способность этих частиц мала, поэтому их можно остановить листом бумаги..

Бета-излучение

Электроны испускаются, которые имеют большую энергию, из-за распада протонов и нейтронов. Этот тип излучения способен преодолевать несколько метров и может быть остановлен стеклянными, алюминиевыми или деревянными пластинами.

Гамма излучение

Это тип электромагнитного излучения с высокой энергией, который исходит из атомного ядра. Ядро переходит из возбужденного состояния в более низкое, и электромагнитное излучение выделяется.

Гамма-излучение обладает высокой проникающей способностью и может преодолевать сотни метров. Чтобы остановить это, требуются плиты из нескольких сантиметров свинца или до 1 метра бетона.

Типы радиоактивного загрязнения

Радиоактивное загрязнение можно определить как попадание нежелательных радиоактивных элементов в окружающую среду. Радиоизотопы могут присутствовать в воде, воздухе, земле или в живых существах.

По происхождению радиоактивности радиоактивное загрязнение бывает двух типов:

натуральный

Этот тип загрязнения происходит от радиоактивных элементов, которые встречаются в природе. Естественная радиоактивность исходит от космических лучей или земной коры.

Космическое излучение состоит из частиц с высокой энергией, поступающих из космоса. Эти частицы образуются, когда происходят взрывы сверхновых звезд и Солнца..

Когда радиоактивные элементы достигают Земли, они отклоняются электромагнитным полем планеты. Однако на полюсах защита не очень эффективна и может попасть в атмосферу.

Другим источником естественной радиоактивности являются радиоизотопы, присутствующие в земной коре. Эти радиоактивные элементы отвечают за поддержание внутреннего тепла планеты.

Основными радиоактивными элементами земной мантии являются уран, торий и калий. Земля потеряла элементы с короткими радиоактивными периодами, но другие живут миллиарды лет. Среди последних есть уран₂₃₅, уран₂₃₈, торий₂₃₂ и калий₄₀.

уран₂₃₅, уран₂₃₈ и торий₂₃₂ они образуют три радиоактивных ядра, присутствующих в пыли, которая порождает звезды. Эти распадающиеся радиоактивные группы дают начало другим элементам с более коротким периодом полураспада.

От распада урана₂₃₈ Радий образуется и из этого радона (газообразного радиоактивного элемента). Радон является основным источником естественного радиоактивного загрязнения.

искусственный

Это загрязнение вызвано деятельностью человека, такой как медицина, горнодобывающая промышленность, промышленность, ядерные испытания и производство электроэнергии..

В 1895 году немецкий физик Рентген случайно обнаружил искусственное излучение. Исследователь обнаружил, что рентгеновские лучи были электромагнитными волнами, которые были вызваны столкновением электронов внутри вакуумной трубки..

Искусственные радиоизотопы производятся в лаборатории при возникновении ядерных реакций. В 1919 году первый искусственный радиоактивный изотоп был получен из водорода.

Искусственные радиоактивные изотопы производятся путем бомбардировки нейтронами различным атомам. Этим при проникновении в ядра удается дестабилизировать их и заряжать их энергией..

Искусственная радиоактивность имеет множество применений в различных областях, таких как медицина, промышленность и военные действия. Во многих случаях эти радиоактивные элементы по ошибке выбрасываются в окружающую среду, вызывая серьезные проблемы с загрязнением..

причины

Радиоактивное загрязнение может происходить из разных источников, как правило, из-за неправильного обращения с радиоактивными элементами. Некоторые из наиболее частых причин упомянуты ниже.

Ядерные испытания

Это касается детонации различного экспериментального ядерного оружия, в основном для разработки боевого оружия. Ядерные взрывы также проводились для того, чтобы рыть колодцы, добывать топливо или строить инфраструктуру..

Ядерные испытания могут быть атмосферными (в атмосфере Земли), стратосферными (вне атмосферы планеты), подводными и подземными. Атмосферные являются наиболее загрязняющими, поскольку они производят большое количество радиоактивных дождей, которые рассеиваются в нескольких километрах..

Радиоактивные частицы могут загрязнять источники воды и достигать земли. Эта радиоактивность может достигать различных трофических уровней через пищевые цепи и воздействовать на сельскохозяйственные культуры и, таким образом, достигать человека.

Одной из основных форм косвенного радиоактивного загрязнения является молоко, которое может повлиять на детское население..

С 1945 года во всем мире было проведено около 2000 ядерных испытаний. В конкретном случае Южной Америки радиоактивные выпадения в основном затронули Перу и Чили.

Атомные генераторы (ядерные реакторы)

Многие страны сейчас используют ядерные реакторы в качестве источника энергии. Эти реакторы производят контролируемые цепью ядерные реакции, обычно путем ядерного деления (разрыва атомного ядра).

Загрязнение происходит в основном из-за утечки радиоактивных элементов с атомных электростанций. Экологические проблемы, связанные с атомными электростанциями, возникают с середины 1940-х годов..

Когда происходят утечки в ядерных реакторах, эти загрязнители могут перемещаться по воздуху на сотни километров, что приводит к загрязнению воды, земли и источников пищи, которые затрагивают близлежащие общины.

Радиологические аварии

Они обычно происходят в связи с промышленной деятельностью из-за неадекватного обращения с радиоактивными элементами. В некоторых случаях операторы не обращаются с оборудованием должным образом и могут создавать утечки в окружающую среду..

Может генерироваться ионизирующее излучение, которое может нанести ущерб работникам промышленности, оборудованию или выйти в атмосферу.

Добыча урана

Уран - это элемент, который содержится в природных месторождениях в разных районах планеты. Этот материал широко используется в качестве сырья для производства энергии на атомных электростанциях..

При эксплуатации этих урановых месторождений образуются остаточные радиоактивные элементы. Образующиеся отходы выбрасываются на поверхность, где они накапливаются, и могут рассеиваться ветром или дождем..

Образующиеся отходы генерируют большое количество гамма-излучения, которое очень вредно для живых существ. Кроме того, вырабатывается большое количество радона, и в результате выщелачивания может происходить загрязнение источников воды на уровне грунтовых вод..

Радон является основным источником загрязнения у рабочих этих шахт. Этот радиоактивный газ может легко вдыхаться и проникать в дыхательные пути, вызывая рак легких.

Медицинская деятельность

В различных применениях ядерной медицины образуются радиоактивные изотопы, которые затем следует выбросить. Лабораторные материалы и сточные воды обычно загрязнены радиоактивными элементами.

Аналогично, радиотерапевтическое оборудование может генерировать радиоактивное загрязнение как для операторов, так и для пациентов..

Радиоактивные материалы в природе

Радиоактивные материалы в природе (НОРМ) обычно можно найти в окружающей среде. Как правило, они не вызывают радиоактивного загрязнения, но различные виды человеческой деятельности, как правило, концентрируют их и становятся проблемой.

Некоторыми источниками концентрации материалов NORM являются сжигание минерального угля, топлива на основе нефти и производство удобрений..

В местах сжигания мусора и различных твердых отходов может накапливаться калий₄₀ и радон₂₂₆. В районах, где древесный уголь является основным топливом, эти радиоизотопы также встречаются.

Фосфорная порода, используемая в качестве удобрения, содержит большое количество урана и тория, а радон и свинец накапливаются в нефтяной промышленности..

воздействие

Об окружающей среде

Источники воды могут быть загрязнены радиоактивными изотопами, влияющими на различные водные экосистемы. Кроме того, эти загрязненные воды потребляются различными организмами, которые подвергаются.

Когда происходит загрязнение почвы, они становятся бедными, теряют плодородие и не могут быть использованы в сельскохозяйственной деятельности. Кроме того, радиоактивное загрязнение влияет на трофические цепи в экосистемах..

Таким образом, растения загрязняются радиоизотопами через почву, и они передаются травоядным. Эти животные могут страдать от мутаций или погибнуть под воздействием радиоактивности..

На хищников влияет снижение доступности пищи или заражение от потребления животных, нагруженных радиоизотопами.

О людях

Ионизирующее излучение может нанести смертельный вред людям. Это происходит потому, что радиоактивные изотопы повреждают структуру ДНК, которая составляет клетки.

В клетках происходит радиолиз (радиационное разложение) как ДНК, так и содержащейся в ней воды. Это приводит к гибели клеток или возникновению мутаций.

Мутации могут вызывать различные генетические нарушения, которые могут вызывать наследственные дефекты или заболевания. Среди наиболее распространенных заболеваний - рак, особенно рак щитовидной железы, так как он фиксирует йод.

Также может быть затронут костный мозг, который вызывает различные виды анемии и даже лейкемии. Кроме того, иммунная система может быть ослаблена, что делает ее более чувствительной к бактериальным и вирусным инфекциям.

Среди других последствий бесплодие и порок развития плодов матерей, подвергшихся радиоактивности. У детей могут быть проблемы с обучением, рост, а также маленький мозг.

Иногда повреждение может вызвать гибель клеток, поражая ткани и органы. Если затронуты жизненно важные органы, смерть может привести.

профилактика

Радиоактивное загрязнение очень трудно контролировать, когда оно происходит. Вот почему усилия должны быть направлены на профилактику.

Радиоактивные отходы

Обращение с радиоактивными отходами является одной из основных форм предотвращения. Они должны быть организованы в соответствии с правилами безопасности, чтобы избежать заражения людей, которые ими манипулируют.

Радиоактивные отходы должны быть отделены от других материалов и стараться уменьшить их объем, чтобы с ними было легче обращаться. В некоторых случаях обработка этих отходов проводится для превращения их в более манипулируемые твердые формы..

Впоследствии, радиоактивные отходы должны быть помещены в подходящие контейнеры, чтобы предотвратить их загрязнение окружающей среды..

Контейнеры хранятся в изолированных местах с протоколами безопасности или могут быть похоронены глубоко в море.

Атомные электростанции

Одним из основных источников радиоактивного загрязнения являются атомные электростанции. Поэтому рекомендуется строить их как минимум в 300 км от городских центров..

Также важно, чтобы работники атомных электростанций были надлежащим образом обучены обращению с оборудованием и избежанию аварий. Также рекомендуется, чтобы люди, находящиеся рядом с этими объектами, знали о возможных рисках и способах действий в случае ядерной аварии..

Защита персонала, работающего с радиоактивными элементами

Наиболее эффективным средством предотвращения радиоактивного загрязнения является то, что персонал обучен и имеет адекватную защиту. Это должно быть достигнуто, чтобы уменьшить время облучения людей.

Объекты должны быть построены надлежащим образом, избегая пор и трещин, где могут накапливаться радиоизотопы. У вас должны быть хорошие системы вентиляции с фильтрами, предотвращающими выброс отходов в окружающую среду..

Сотрудники должны иметь надлежащую защиту, такую ​​как экраны и защитная одежда. Кроме того, используемая одежда и оборудование должны периодически дезактивироваться.

лечение

Есть некоторые меры, которые могут быть приняты для облегчения симптомов радиоактивного загрязнения. Они могут включать переливание крови, укрепление иммунной системы или трансплантацию костного мозга..

Однако эти методы лечения являются паллиативными, поскольку очень трудно устранить радиоактивность из организма человека. Тем не менее, в настоящее время проводится лечение хелатными молекулами, которые могут изолировать радиоизотопы в организме..

Хелаторы (нетоксичные молекулы) связываются с радиоактивными изотопами, образуя стабильные комплексы, которые могут выводиться из организма. Они смогли синтезировать хелатирующие агенты, способные устранить до 80% загрязнения..

Примеры мест, загрязненных радиоактивностью

Со времени использования ядерной энергии в различных видах человеческой деятельности произошли различные радиоактивные аварии. Для того, чтобы пострадавшие люди знали о серьезности этих проблем, была установлена ​​шкала ядерных аварий..

Международная шкала ядерных аварий (INES) была предложена Международной организацией по атомной энергии в 1990 году. INES имеет шкалу от 1 до 7, где 7 указывает на серьезную аварию.

Наиболее серьезные примеры радиоактивного загрязнения упомянуты ниже..

Хиросима и Нагасаки (Япония)

Ядерные бомбы начали разрабатываться в 40-х годах двадцатого века, основываясь на исследованиях Альберта Эйнштейна. Это ядерное оружие использовалось Соединенными Штатами во время Второй мировой войны..

6 августа 1945 года бомба, обогащенная ураном, взорвалась над городом Хиросима. Это вызвало волну тепла около 300 000 ° C и большой всплеск гамма-излучения..

Впоследствии произошло радиоактивное выпадение, которое было рассеяно ветром, переносящим загрязнение на большее расстояние. Около 100 000 человек погибли в результате взрыва и еще 10 000 в последующие годы из-за воздействия радиоактивности..

9 августа 1945 года вторая ядерная бомба взорвалась в городе Нагасаки. Эта вторая бомба была обогащена плутонием и была более мощной, чем у Хиросимы.

В обоих городах у выживших после взрыва были многочисленные проблемы со здоровьем. Таким образом, риск развития рака среди населения увеличился на 44% между 1958 и 1998 годами..

В настоящее время все еще существуют последствия радиоактивного загрязнения этих насосов. Считается, что живут более 100 000 человек, пострадавших от радиации, включая тех, кто находился в утробе матери.

В этой популяции наблюдаются высокие показатели лейкемии, сарком, карцином и глауком. Группа детей, подвергшихся облучению в утробе матери, представила хромосомные аберрации.

Чернобыль (Украина)

Это считается одним из самых серьезных ядерных аварий в истории. Это произошло 26 апреля 1986 года на атомной электростанции и находится на уровне 7 в ИНЕС.

Рабочие проводили имитацию отключения электроэнергии, и один из реакторов был перегрет. Это вызвало взрыв водорода внутри реактора и более 200 тонн радиоактивного материала было выброшено в атмосферу.

Во время взрыва погибло более 30 человек, и радиоактивные осадки распространились на несколько километров вокруг. Считается, что в результате радиоактивности погибло более 100 000 человек..

Уровень заболеваемости различными видами рака увеличился на 40% в пострадавших районах Беларуси и Украины. Одним из наиболее распространенных видов рака является рак щитовидной железы, а также лейкоз.

Условия, связанные с дыхательной и пищеварительной системами, также наблюдались из-за воздействия радиоактивности. В случае детей, которые были в утробе матери, более 40% имели иммунологические нарушения.

Также были генетические аномалии, повышенные заболевания репродуктивной системы и мочевыделительной системы, а также преждевременное старение..

Фукусима дайити (Япония)

Эта авария была результатом землетрясения магнитудой 9, которое потрясло Японию 11 марта 2011 года. Впоследствии произошло цунами, которое отключило системы охлаждения и электроснабжения трех реакторов на АЭС Фукусима..

В реакторах произошло несколько взрывов и пожаров, и произошла радиационная фильтрация. Эта авария была первоначально классифицирована как уровень 4, но из-за ее последствий она была позже повышена до уровня 7.

Большая часть радиоактивного загрязнения уходит в воду, в основном в море. В настоящее время на этом заводе имеются большие резервуары для загрязненной воды..

Считается, что эти загрязненные воды представляют опасность для экосистем Тихого океана. Одним из наиболее проблемных радиоизотопов является цезий, который легко перемещается в воде и может накапливаться у беспозвоночных..

Взрыв не привел к прямой смертности от радиации, а уровни радиоактивности были ниже, чем у чернобыльцев. Тем не менее, некоторые работники представили изменения в ДНК в течение нескольких дней после аварии.

Аналогичным образом, генетические изменения были обнаружены в некоторых популяциях животных, подвергшихся облучению..

ссылки

1. Greenpeace International (2006) Катастрофа в Чернобыле, последствия для здоровья человека. Краткое содержание 20 пп.
2. Хазра Г. (2018) Радиоактивное загрязнение: обзор. Целостный подход к окружающей среде 8: 48-65.
3. Перес Б. (2015) Исследование загрязнения окружающей среды природными радиоактивными элементами. Диссертация на соискание ученой степени бакалавра по физике. Факультет науки и техники, Папский католический университет Перу. Лима, Перу. 80 стр
4. Osores J (2008) Радиоактивное загрязнение окружающей среды в неотропных. Биолог 6: 155-165.
5. Siegel and Bryan (2003). Экологическая геохимия радиоактивного загрязнения. Sandia National Laboratories, Альбукерке, США. 115 стр..
6. Ульрих К. (2015) Эффекты Фукусимы, спад атомной энергетики стремительно движется. Отчет Гринпис. 21 стр.