RADIOAKTIV FÖRORENING: TYPER, ORSAKER, KONSEKVENSER - MILJÖ - 2025

Den radioaktiva föroreningen definieras som införlivande av radioaktiva oönskade element i miljön. Detta kan vara naturligt (radioisotoper närvarande i miljön) eller konstgjorda (radioaktiva element som produceras av människor).

Bland orsakerna till radioaktiv förorening är kärnkraftsförsök som utförs för militära ändamål. Dessa kan generera radioaktiva regn som går flera kilometer genom luften.

Kärnkraftsexplosion. Källa: Foto med tillstånd av National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office

Olyckor i kärnkraftverk är en annan av de främsta orsakerna till radioaktiv förorening. Vissa källor till kontaminering är urangruvor, medicinsk verksamhet och radonproduktion.

Denna typ av miljöföroreningar har allvarliga konsekvenser för miljön och människorna. Ekosystemens trofiska kedjor påverkas och människor kan ha allvarliga hälsoproblem som orsakar deras död.

Den huvudsakliga lösningen för radioaktiv kontaminering är förebyggande. Säkerhetsprotokoll måste finnas på plats för hantering och lagring av radioaktivt avfall samt nödvändig utrustning.

Bland de platser med stora problem med radioaktiv förorening har vi Hiroshima och Nagasaki (1945), Fukushima (2011) och Tjernobyl i Ukraina (1986). I alla fall har effekterna på utsatta personers hälsa varit allvarliga och har orsakat många dödsfall.

Strålningstyper

Radioaktivitet är det fenomen som vissa organ avger energi i form av partiklar (corpuskulär strålning) eller elektromagnetiska vågor. Detta produceras av så kallade radioisotoper.

Radioisotoper är atomer av samma element som har en instabil kärna och tenderar att sönderdelas tills de når en stabil struktur. När de sönderdelas avger atomer energi och partiklar som är radioaktiva.

Radioaktiv strålning kallas också jonisering, eftersom den kan orsaka jonisering (förlust av elektroner) av atomer och molekyler. Dessa strålningar kan vara av tre typer:

Alfastrålning

Partiklar släpps ut från joniserade heliumkärnor som kan resa mycket korta avstånd. Penetreringskapaciteten för dessa partiklar är liten, så att de kan stoppas av ett pappersark.

Betastrålning

Elektroner som har hög energi släpps ut på grund av nedbrytningen av protoner och neutroner. Denna typ av strålning kan resa flera meter och kan stoppas av glas, aluminium eller träplattor.

Gammastrålning

Det är en typ av elektromagnetisk strålning med en hög energi som härrör från en atomkärna. Kärnan går från ett upphetsat tillstånd till ett lägre energitillstånd och elektromagnetisk strålning frigörs.

Gamma-strålning har en hög penetrerande kraft och kan resa hundratals meter. För att stoppa det krävs plattor med flera centimeter bly eller upp till 1 meter betong.

Typer av radioaktiv förorening

Radioaktiv kontaminering kan definieras som inkorporering av oönskade radioaktiva element i miljön. Radioisotoper kan finnas i vatten, luft, land eller levande saker.

Beroende på radioaktivitetens ursprung är radioaktiv förorening av två typer:

naturlig

Denna typ av kontaminering kommer från radioaktiva element som förekommer i naturen. Naturlig radioaktivitet kommer från kosmiska strålar eller från jordskorpan.

Kosmisk strålning består av högenergipartiklar som kommer från det yttre rymden. Dessa partiklar produceras när supernovaexplosioner inträffar, i stjärnor och i solen.

När radioaktiva element når jorden avlöjs de av planetens elektromagnetiska fält. Men vid polerna är skyddet inte särskilt effektivt och de kan komma in i atmosfären.

En annan källa till naturlig radioaktivitet är radioisotoperna i jordskorpan. Dessa radioaktiva element ansvarar för att upprätthålla den inre värmen på planeten.

De viktigaste radioaktiva elementen i jordens mantel är uran, thorium och kalium. Jorden har förlorat element med korta radioaktiva perioder, men andra har en livslängd på miljarder år. Bland de senare skiljer sig uran ₂₃₅ , uran ₂₃₈ , thorium ₂₃₂ och kalium _{40 ut} .

Uran ₂₃₅ , uran ₂₃₈ och thorium ₂₃₂ bildar tre radioaktiva kärnor som finns i dammet som skapar stjärnor. Dessa radioaktiva grupper när de sönderfaller ger upphov till andra element med kortare halveringstid.

Radium bildas genom uran _{238: s} förfall och radon (ett gasformigt radioaktivt element) bildas av detta. Radon är den viktigaste källan till naturlig radioaktiv kontaminering.

Artificiell

Denna förorening produceras av mänskliga aktiviteter, såsom medicin, gruvdrift, industri, kärnkraftsprovning och kraftproduktion.

Under året 1895 upptäckte den tyska fysikern Roëntgen av misstag konstgjord strålning. Forskaren fann att röntgenstrålarna var elektromagnetiska vågor som härstammar från kollisionen av elektroner i ett vakuumrör.

Konstgjorda radioisotoper produceras i laboratoriet genom förekomst av kärnreaktioner. 1919 producerades den första konstgjorda radioaktiva isotopen av väte.

Konstgjorda radioaktiva isotoper produceras från neutronbombardement av olika atomer. Dessa, genom att penetrera kärnorna, lyckas destabilisera dem och ladda dem med energi.

Konstgjord radioaktivitet har många tillämpningar inom olika områden som medicin, industriell och militär verksamhet. I många fall släpps dessa radioaktiva element felaktigt i miljön och orsakar allvarliga föroreningsproblem.

orsaker

Radioaktiv kontaminering kan komma från olika källor, vanligtvis på grund av fel hantering av radioaktiva element. Några av de vanligaste orsakerna nämns nedan.

Kärnkraftsprov

Kärnkraftverk i Pennsylvania, USA. Källa: Se sidan för författare Centers for Disease Control and Prevention's Public Health

Den hänvisar till detonering av olika experimentella kärnvapen, främst för utveckling av militära vapen. Kärnkraftsexplosioner har också genomförts för att gräva brunnar, utvinna bränsle eller bygga viss infrastruktur.

Kärnkraftsprover kan vara atmosfäriska (inom jordens atmosfär), stratosfäriska (utanför planetens atmosfär), under vattnet och under jord. De atmosfäriska är de mest förorenande eftersom de producerar en stor mängd radioaktivt regn som sprids över flera kilometer.

Radioaktiva partiklar kan förorena vattenkällor och nå marken. Denna radioaktivitet kan nå olika trofiska nivåer genom livsmedelskedjor och påverka grödor och därmed nå människor.

En av de viktigaste formerna av indirekt radioaktiv kontaminering är genom mjölk, varför det kan påverka barn.

Sedan 1945 har cirka 2 000 kärnkraftsprov genomförts över hela världen. I det särskilda fallet i Sydamerika har radioaktivt nedfall främst drabbat Peru och Chile.

Kärnkraftsgeneratorer (kärnreaktorer)

Många länder använder för närvarande kärnreaktorer som energikälla. Dessa reaktorer producerar kontrollerade kärnkraftsreaktioner, vanligtvis genom kärnklyvning (brytning av en atomkärna)

Föroreningar sker främst genom läckage av radioaktiva element från kärnkraftverk. Sedan mitten av 1940-talet har det varit miljöproblem i samband med kärnkraftverk.

När läckor inträffar i kärnreaktorer kan dessa föroreningar flytta hundratals kilometer genom luften, vilket kan resultera i förorening av vatten, land och matkällor som har påverkat närliggande samhällen.

Radiologiska olyckor

De förekommer vanligtvis i samband med industriell verksamhet på grund av felaktig hantering av radioaktiva element. I vissa fall hanterar operatörerna inte utrustningen ordentligt och läckor till miljön kan genereras.

Joniserande strålning kan alstras och orsaka skador på industriarbetare, utrustning eller släppas ut i atmosfären.

Uranbrytning

Uran är ett element som finns i naturliga avlagringar i olika områden av planeten. Detta material används ofta som råmaterial för att producera energi i kärnkraftverk.

När dessa uranavlagringar utnyttjas genereras radioaktiva restelement. Avfallsmaterialet som produceras släpps till ytan där de samlas och kan spridas av vind eller regn.

Avfallet som produceras genererar en stor mängd gammastrålning, vilket är mycket skadligt för levande varelser. Dessutom produceras höga nivåer av radon och förorening av vattenkällor vid grundvattenbordet genom lakning kan uppstå.

Radon är den främsta källan till kontaminering för arbetare i dessa gruvor. Denna radioaktiva gas kan enkelt inhaleras och invadera luftvägarna och orsaka lungcancer.

Medicinska aktiviteter

Radioaktiva isotoper produceras i olika tillämpningar av kärnmedicin som sedan måste kasseras. Laboratoriematerial och avloppsvatten är i allmänhet förorenade med radioaktiva element.

På liknande sätt kan strålbehandlingsutrustning generera radioaktiv kontaminering både för operatörer och patienter.

Radioaktiva material i naturen

Radioaktiva material i naturen (NORM) finns normalt i miljön. De producerar i allmänhet inte radioaktiv förorening, men olika mänskliga aktiviteter tenderar att koncentrera dem och de blir ett problem.

Vissa källor för koncentration av NORM-material är förbränning av mineralkol, petroleum-härledda bränslen och produktion av gödselmedel.

I områden där sopor och olika fast avfall förbränns kan ackumulering av kalium ₄₀ och radon ₂₂₆ uppstå . I områden där kol är huvudbränslet finns dessa radioisotoper också.

Fosfatberg som används som gödningsmedel innehåller höga nivåer av uran och thorium, medan radon och bly ackumuleras i oljeindustrin.

konsekvenser

Om miljön

Vattenkällor kan vara kontaminerade med radioaktiva isotoper som påverkar olika akvatiska ekosystem. På samma sätt konsumeras dessa förorenade vatten av olika organismer som påverkas.

När markföroreningar inträffar blir de fattiga, förlorar deras fertilitet och kan inte användas i jordbruksverksamhet. Dessutom påverkar radioaktiv förorening livsmedelskedjor i ekosystem.

Således förorenas växter med radioisotoper genom jorden och dessa passerar till växtätare. Dessa djur kan genomgå mutationer eller dö på grund av radioaktivitet.

Rovdjur påverkas av den minskade tillgången på mat eller av att de förorenas av att konsumera djur lastade med radioisotoper.

Om människor

Joniserande strålning kan orsaka dödlig skada på människor. Detta inträffar på grund av att radioaktiva isotoper skadar strukturen hos DNA som utgör celler.

Radiolys (nedbrytning genom strålning) förekommer i celler, både av DNA och i vattnet som finns i dem. Detta resulterar i celldöd eller förekomst av mutationer.

Mutationer kan orsaka olika genetiska avvikelser som kan leda till ärftliga defekter eller sjukdomar. Bland de vanligaste sjukdomarna är cancer, särskilt i sköldkörteln, eftersom den fixar jod.

På samma sätt kan benmärgen påverkas, vilket orsakar olika typer av anemi och till och med leukemi. Immunsystemet kan också försvagas, vilket gör det känsligare för bakteriella och virala infektioner.

Bland andra konsekvenser är infertilitet och missbildningar av foster av mödrar som utsätts för radioaktivitet. Barn kan ha problem med inlärning och tillväxt såväl som små hjärnor.

Ibland kan skadan orsaka celldöd, vilket påverkar vävnader och organ. Om vitala organ påverkas kan döden bli resultatet.

Förebyggande

Radioaktiv kontaminering är mycket svårt att kontrollera när den inträffar. Därför bör insatserna inriktas på förebyggande.

Radioaktivt avfall

Radioaktivt avfall. Källa: D5481026

Hantering av radioaktivt avfall är en av de viktigaste formerna för förebyggande. Dessa måste ordnas enligt säkerhetsföreskrifter för att undvika förorening av personer som hanterar dem.

Radioaktivt avfall bör separeras från andra material och försöka minska dess volym för att lättare hanteras. I vissa fall behandlas detta avfall för att omvandla dem till mer hanterbara fasta former.

Därefter måste radioaktivt avfall placeras i lämpliga behållare för att undvika föroreningar i miljön.

Behållarna förvaras på isolerade platser med säkerhetsprotokoll eller de kan också begravas djupt i havet.

Kärnkraftverk

En av de viktigaste källorna till radioaktiv förorening är kärnkraftverk. Därför rekommenderas att de byggs minst 300 km från stadens centrum.

Det är också viktigt att anställda i kärnkraftverket är tillräckligt utbildade för att använda utrustning och undvika olyckor. På samma sätt rekommenderas att befolkningen nära dessa anläggningar är medvetna om de möjliga riskerna och sätten att agera i händelse av en kärnkraftsolycka.

Skydd av personal som arbetar med radioaktiva element

Det mest effektiva förebyggandet mot radioaktiv kontaminering är att personal är utbildad och har tillräckligt skydd. Det bör vara möjligt att minska tiden för exponering för människor för radioaktivitet.

Anläggningarna måste vara korrekt konstruerade och undvika porer och sprickor där radioisotoper kan samlas. Bra ventilationssystem måste finnas på plats med filter som förhindrar att avfall lämnar miljön.

Anställda måste ha tillräckligt skydd, t.ex. skärmar och skyddskläder. Dessutom måste kläder och utrustning som används dekontamineras regelbundet.

Behandling

Det finns några steg som kan vidtas för att lindra symtomen på radioaktiv kontaminering. Dessa inkluderar blodtransfusioner, immunförstärkning eller benmärgstransplantation.

Dessa behandlingar är emellertid palliativa eftersom det är mycket svårt att ta bort radioaktivitet från människokroppen. Emellertid utförs behandlingar för närvarande med kelaterande molekyler som kan isolera radioisotoper i kroppen.

Kelatorer (icke-toxiska molekyler) binder till radioaktiva isotoper för att bilda stabila komplex som kan tas bort från kroppen. Kelatorer har syntetiserats som kan eliminera upp till 80% föroreningar.

Exempel på platser som är kontaminerade med radioaktivitet

Eftersom kärnenergi har använts i olika mänskliga aktiviteter har olika olyckor på grund av radioaktivitet inträffat. För att de drabbade ska veta hur allvarliga dessa är, har en skala av kärnkraftsolyckor fastställts.

Den internationella nukleära olycksskalan (INES) föreslogs av Internationella atomenergiorganisationen 1990. INES har en skala från 1 till 7, där 7 indikerar en allvarlig olycka.

Exempel på allvarligare radioaktiv kontaminering listas nedan.

Hiroshima och Nagasaki (Japan)

Kärnbomber började utvecklas på 40-talet av 1900-talet, baserat på studier av Albert Einstein. Dessa kärnvapen användes av USA under andra världskriget.

Den 6 augusti 1945 exploderade en uranberikad bomb över staden Hiroshima. Detta genererade en värmebölja på cirka 300 000 ° C och en stor skur av gammastrålning.

Därefter producerades en radioaktiv nedfall som spridits av vinden, vilket tog föroreningen längre bort. Cirka 100 000 människor dog av explosionen och 10 000 fler dödades av radioaktivitet under de följande åren.

Den 9 augusti 1945 exploderade en andra kärnbombe i staden Nagasaki. Den andra bomben berikades i plutonium och var kraftigare än Hiroshima.

I båda städerna hade de överlevande efter explosionen många hälsoproblem. Således ökade risken för cancer i befolkningen med 44% mellan 1958 och 1998.

För närvarande är det fortfarande konsekvenser av radioaktiv kontaminering av dessa bomber. Det anses att mer än 100 000 människor som drabbats av strålning lever, inklusive de som var i livmodern.

I denna population finns det höga mängder leukemi, sarkom, karcinom och glaukom. En grupp barn som utsatts för strålning i livmodern presenterade kromosomavvikelser.

Tjernobyl (Ukraina)

Det anses vara en av de allvarligaste kärnkraftsolyckorna i historien. Det hände den 26 april 1986 vid ett kärnkraftverk och är nivå 7 vid INES.

Arbetarna genomförde ett test som simulerade ett strömavbrott och en av reaktorerna överhettades. Detta orsakade väteexplosionen inuti reaktorn och mer än 200 ton radioaktivt material kastades ut i atmosfären.

Under explosionen dog mer än 30 personer och radioaktivt nedfall spriddes under flera kilometer runt. Det anses att mer än 100 000 människor dog som ett resultat av radioaktiviteten.

Förekomstnivån för olika typer av cancer ökade med 40% i de drabbade områdena i Vitryssland och Ukraina. En av de vanligaste typerna av cancer är sköldkörtelcancer samt leukemi.

Tillstånd i samband med andningsorganen och matsmältningssystemet har också observerats på grund av exponering för radioaktivitet. För barn som var i livmodern hade mer än 40% immunologiska brister.

Det har också förekommit genetiska avvikelser, en ökning av sjukdomar i reproduktions- och urinvägarna samt för tidigt åldrande.

Fukushima Daiichi (Japan)

Fukushima kärnkraftverk, Japan. Källa: Digital Globe

Denna olycka var resultatet av en jordbävning med en storlek 9 som träffade Japan den 11 mars 2011. Därefter inträffade en tsunami som inaktiverade kyl- och elsystemen för tre av reaktorerna vid kärnkraftverket Fukushima.

Flera explosioner och bränder inträffade i reaktorerna och strålningsläckor genererades. Olyckan klassificerades ursprungligen som nivå 4, men på grund av dess konsekvenser höjdes den senare till nivå 7.

Det mesta av den radioaktiva föroreningen gick till vattnet, främst havet. Det finns för närvarande stora lagringstankar för förorenat vatten vid denna anläggning.

Dessa förorenade vatten anses vara en risk för Stilla havets ekosystem. En av de mest problematiska radioisotoperna är cesium, som rör sig lätt i vatten och kan samlas i ryggradslösa djur.

Explosionen orsakade inte direkta strålningsdödsfall och nivåerna för radioaktivitet var lägre än i Tjernobyl. Vissa arbetare hade dock DNA-förändringar inom några dagar efter olyckan.

På liknande sätt har genetiska förändringar detekterats i vissa populationer av djur utsatta för strålning.

referenser

1. Greenpeace International (2006) Tjernobylkatastrofen, konsekvenser för människors hälsa. Sammanfattning. 20 sid.
2. Hazra G (2018) Radioaktiv förorening: en översikt. Den helhetssyn på miljön 8: 48-65.
3. Pérez B (2015) Studie av miljökontaminering på grund av naturliga radioaktiva element. Examensarbete för ansökan om examen i fysik. Fakulteten för naturvetenskap och teknik, Pontificia Universidad Católica del Perú. Lima, Peru. 80 sid
4. Bears J (2008) Radioaktiv miljöförorening i Neotropics. Biolog 6: 155-165.
5. Siegel och Bryan (2003) Miljögeokemi för radioaktiv förorening. Sandia National Laboratories, Albuquerque, USA. 115 sid.
6. Ulrich K (2015) Effekterna av Fukushima, nedgången i kärnkraftsindustrin faller ut. Greenpeace-rapport. 21 sid.