Contaminare radioactivă

Contaminarea radioactivă (sau contaminarea radiologică) este procesul de depunere neintenționată și nedorită a unei substanțe radioactive pe diferite suprafețe sau într-un solid, lichid sau gaz (incluzând organismul uman).^[3]

În cazul dozimetriei, se vorbește de contaminare externă și de contaminare internă (când o sursă radioactivă pătrunde în interiorul organismului uman).^[4] Se poate face referire - de asemenea - la contaminarea mediului înconjurător (aerului, apei și solului).^[5]

Clasificarea surselor de radiații nucleare

Sursele de radiații pot fi^[6] naturale (de exemplu radiația cosmică, radionuclizii cosmogeni, radionuclizii primordiali și descendenții acestora) sau artificiale (de exemplu depuneri radioactive, iradiere în scop medical, teste și accidente nucleare). În funcție de starea de agregare sursele de radiații pot fi clasificate în gazoase, lichide sau solide. În funcție de prezența/absența încapsulării, se pot clasifica în surse închise și surse deschise. Acestea pot provoca efecte adverse prin expunere externă sau contaminare internă (ingestie, inhalare).

Controlul și monitorizarea contaminării radioactive

Monitorizarea de zonă se face cu ajutorul detectorilor de radiații. Aceștia reprezintă sisteme care pun în evidență existența radiațiilor nucleare și permit determinarea calitativă sau cantitativă a unora dintre caracteristicile lor: numărul de particule nucleare, energia, masa particulelor, etc.

Surse naturale de contaminarea radioactivă

Radiul și radonul

Articole principale: radiu și radon.

Radiul este un elemenet metalic radioactiv, produs de dezintegrare al uraniului. La scurt timp după descoperirea radioactivității - în absența cunoștințelor legate de efectul radiațiilor ionizate asupra organismului uman - a fost utilizat pentru câteva zeci de ani ca vopsea luminescentă, în produse cosmetice (lapte demachiant, fond de ten, săpun, creme solare etc.), prezervative.^[7] Așa numitul caz „Radium girls”^[8] este un exemplu de iradiere colectivă a unor persoane expuse profesional în SUA (în jurul anilor 1917-1920), în fabrici în care se pictau ceasuri cu vopsea luminescentă cu conținut de radiu.

Radonul este un gaz radioactiv incolor și inodor, produs de dezintegrarea radiului. Acesta este prezent în majoritatea locuințelor, în special în subsoluri slab aerisite. Odată inhalat, produșii de dezintegrare radioactivi ai ²²²Rn ionizează materialul genetic, provocând mutații care uneori pot deveni canceroase,^[9] în special la nivelul plămânilor.^[10] Riscul crește cu 8-16 % la fiecare creștere de 100 Bq/m³ a concentrației de radon. Lucrătorii din minele de uraniu sunt cei mai expuși la radon, dar poate fi cazul și pentru alte ramuri ale mineritului.

Radiația cosmică

Articole principale: Radiație cosmică și Radiație cosmică de fond.

Radiația cosmică este radiația de natură corpusculară provenită direct din spațiul cosmic („radiație cosmică primară”) sau din interacțiunile acesteia cu particulele din atmosferă („radiație cosmică secundară”). În plus, radioizotopi precum ¹⁴C sunt produși continuu în biosferă, contribuind la fondul natural de radiații.^[11] Expunerea prelungită la radiația cosmică poate crea probleme pentru personalul liniilor aeriene^[12] și - mai ales - pentru echipajele misiunilor spațiale.

Surse artificiale de contaminarea radioactivă

Contaminarea radioactivă cauzată de aplicații militare

Articol principal: armă nucleară.

Bombardamentele atomice de la Hiroshima și Nagasaki

Articol principal: bombardamentele atomice de la Hiroshima și Nagasaki.

Armele nucleare au fost folosite în scop beligerant în anul 1945^[13] în jurul încheierii celui de-al doilea război mondial. Bombardamentele atomice au constat în două atacuri nucleare implicând bombardarea de către Statele Unite ale Americii a orașelor japoneze Hiroshima și Nagasaki, fapt care a condus la capitularea necondiționată a Japoniei. Folosirea acestor două bombe a dus la moartea imediată a peste 100000 de oameni (majoritar civili), numărul acestora crescând semnificativ cu trecerea timpului (ca urmare a efectelor contaminării). Independent de problemele etice, evenimentul a avut drept rezultat o contaminare masivă a populației și a mediului înconjurător.^[13]

Testele nucleare

Articole principale: test nuclear și proliferare nucleară.

Primul test nuclear a fost efectuat în Alamogordo, New Mexico, la 16 iulie 1945, în cadrul Proiectului Manhattan și a avut numele de cod Trinity.^[14] Tonul proliferării nucleare l-a dat competiția SUA-URSS. De atunci au avut loc peste 2000 de teste nucleare. Singurele țări cunoscute că au detonat astfel de dispozitive sunt Statele Unite ale Americii, Uniunea Sovietică, Marea Britanie, Franța, China, India, Pakistan și Coreea de Nord. Producea și testarea armelor nucleare a condus la contaminarea excesivă a anumitor regiuni, peste limitele admisibile (Semipalatinsk în fosta URSS, Nevada în SUA, Atolul Bikini din Insulele Marshall etc.), ceea ce le face nelocuibile pentru mult timp de acum încolo.

Submarine nucleare

Mai multe submarine sovietice din seria K (K-8, K-19, K-27, K-140, K-141, K-171 etc.) cu propulsie nucleară au suferit accidente de-a lungul timpului.^[15] Pe lângă victimele omenești (ca urmare a iradierii acute), aceste accidente au condus la creșteri ale radioactivității apelor prin dispersarea componentelor reactorilor în oceanul planetar. Din cele 184 submarine nucleare scoase din uz acum circa 20 de ani, 104 au rămas cu combustibilul ars la bord, iar starea lor precară reprezintă un mare pericol pentru mediu.

Arma radiologică

Arma radiologică (cunoscută și sub denumirea de „bombă murdară”) este o armă de distrugere în masă cu rol de dispersie radiologică care combină materialul radioactiv cu explozivi convenționali, în scopul contaminării radioactive în aria de dispersie a agentului exploziv convențional. Astfel de dispozitive nu au fost utilizate până în prezent, dar sunt considerate ca surse potențiale de contaminare radioactivă în contextul proliferării terorismului.

Contaminarea radioactivă ca rezultat al aplicațiilor civile

Accidente nucleare civile

Articol principal: accident nuclear.

Sunt cunoscute două accidente nucleare civile majore (Cernobîl,^[16] 26 aprilie 1986 și Fukushima-Daiichi,^[17] 11 martie 2011) precum și alte câteva incidente. Contaminarea radioactivă cauzată de către acestea a afectat lichidatorii și este încă prezentă, în special din cauza unor produși de fisiune precum ⁹⁰Sr și ¹³⁷Cs de viață medie (timpi de înjumătțire de circa 30 de ani).

O altă problemă gravă privește stocarea necorespunzătoare a deșeurilor radioactive, practicată în special la începuturile energeticii nucleare civile. De exemplu, la Mayak (uzină de repocesare a plutoniului din fosta URSS), deșeurile radioactive erau stocate într-un depozit subteran.^[15] Sedimentându-se la baza cavității, pe 29 septembrie 1957, în absența răcirii, s-a produs o explozie; 800 de km pătrați au fost contaminați pe termen lung cu ⁹⁰Sr și ¹³⁷Cs. Deși guvernul sovietic nu a dat nici o informație despre cele întâmplate, se estimează că peste 200 de persoane au murit imediat după accident. Cel puțin 22 de sate au fost afectate de explozie, 10000 de oameni fiind evacuați. Se estimează că 8015 persoane au murit pe parcursul a 32 de ani după accident ca urmare a efectelor contaminării. Pentru a reduce gradul de contaminare după accident, solul radioactiv a fost excavat și depus în așa numite „cimitire de pământ”.

Cu toate acestea, contaminarea radioactivă a mediului ca rezultat al acestor accidente este nesemnificativă raportat la activitatea eliberată în mediu ca urmare a celor circa 2000 de teste nucleare efectuate în perioada Războiului rece.^[18] Se estimează^[19] că explozia de la Cernobîl a eliberat în atmosferă de 400 de ori mai mult material nuclear comparativ cu bomba atomică de la Hiroshima; la rândul lor, testele nucleare realizate în perioada '50-'60 însumează o eliberare de material nuclear a cărei activitate ar fi de 100-1000 de ori superioară celei a exploziei de la Cernobîl.

Este important a se menționa aici că doar 0,2% din expunerea cumulativă de radiații recepționată de o persoană din public își are originea în depunerile radioactive rezultate din teste și accidente nucleare (a se compara cu radonul, care contribuie cu 48% din acestă expunere).^[20] Cu toate acestea, numărul și amploarea testelor și accidentelor nuclear au contribuit la radiofobia generalizată a populației civile.

Ciclul combustibilului nuclear (în operare normală)

Articole principale: deșeu radioactiv și minereu uranifer.

Una dintre consecințele activităților nucleare a fost apariția deșeurilor radioactive de origine nucleară care adaugă noi componente la fondul natural de radiații. Deșeurile radioactive de origine nucleară sunt deci un rezultat al erei atomice și reprezintă practic problema cea mai mare a energeticii nucleare. Un pas critic la sfârșitul procesului de operare îl constituie dezafectarea facilităților nucleare.

În perioada 1946-1993, 13 țări^[21] au depozitat deșeuri radioactive lichide și solide în Oceanul planetar, inclusiv miezul unor reactori, conținând sau nu combustibilul nuclear epuizat. După 1993 acestă practică a fost interzisă în baza unor tratate internaționale. Chiar și așa, conform ONU,^[22] anumite companii - profitând de instabilitatea politică - încă aruncă deșeuri radioactive în apele teritoriale ale Somaliei, periclitând sănătatea publică și a mediului înconjurător.

Activități nenucleare

Utilizări medicale și farmaceutice

Radioizotopii utilizați în tratamentul cancerelor sau radiodiagnostic prezintă - în general - timpi de înjumătățire de ordinul orelor, așa că nu ridică probleme pe termen lung. Probleme pot însă să apară în cazul surselor de radioterapie orfane. Un astfel de caz este așa numitul „accident Goiânia”. Astfel, la 13 septembrie 1987, o sursă de radioterapie de ¹³⁷CsCl a fost uitată într-un spital abandonat din Brazilia, manipularea ei improprie ulterioară conducând la contaminarea a cel puțin 249 de civili.^[23]

Explorarea spațiului

Unii radioizotopi pot fi folositi ca generatori termoelectrici (în baza efectului Seebeck) pentru sonde spațiale trimise în misiuni în spațiul cosmic. De asemenea, unele misiuni spațiale au utilizat reactori nucleari pentru propulsia sateliților. În cazul unor misiuni eșuate este posibilă contaminarea radioactivă a atmosferei, cu efecte similare (chiar dacă la scară mult mai redusă) celor ale testelor nucleare. De exemplu,^[15] la 24 ianuarie 1978, satelitul artificial Cosmos 954 (echipat cu un reactor nuclear ce conținea 90 kg uraniu înalt îmbogățit - HEU, 90% ²³⁵U) nu a reușit să se separe de racheta purtătoare și s-a prăbușit în centrul Canadei, contaminând radioactiv teritorii extinse.^[24] Cosmos 954 nu a fost singurul satelit sovietic cu astfel de probleme, situații asemănătoare -dar nu la fel de grave - înregistrându-se în 1973 și 1988.

Note

^ Richard Schiffman (12 martie 2013). „Two years on, America hasn't learned lessons of Fukushima nuclear disaster”. The Guardian.
^ Martin Fackler (1 iunie 2011). „Report Finds Japan Underestimated Tsunami Danger”. New York Times.
^ „U.S.NRC: Glossary”. Accesat în 23 octombrie 2018.
^ „U.S.NRC– Introductory Health Physics” (PDF). Accesat în 23 octombrie 2018.
^ Knizhnikov VA, Barkhudarov RM. „Radioactive contamination of the environment and the possible consequences. At Energy Rev. 1975 Jun;13(2):171-214”.
^ *** (1989). Trăim cu radiații. Tehnică. p. 78 pp.
^ „Cosmetics and skin. Radioactive products”. Accesat în 22 octombrie 2018.
^ Moore, Kate (2017). The Radium Girls: The Dark Story of America's Shining Women.
^ „Known and Probable Carcinogens”. Arhivat din original în 13 decembrie 2003. Accesat în 22 octombrie 2018. Mentenanță CS1: URL impropriu (link)
^ Agency for Toxic Substances and Disease Registry, U.S. Public Health Service. „Toxicological profile for radon” (PDF). Accesat în 22 octombrie 2018.
^ „Carbon-14 and the environment”. Arhivat din original la 22 octombrie 2018. Accesat în 22 octombrie 2018.
^ „Aircrew safety and health- cosmic ionizing radiation”. Accesat în 8 octombrie 2018.
^ ^a ^b Sherwin, Martin J. (2003). A World Destroyed: Hiroshima and its Legacies. Stanford University Press.
^ Jones, Vincent C. (1985). Manhattan: The Army and the Atomic Bomb.
^ ^a ^b ^c Julian Chitta. „Dosarele istoriei: Accidente nucleare in Uniunea Sovietica”. Accesat în 7 octombrie 2018.
^ „Chernobyl at 25th anniversary. Frequently Asked Questions” (PDF). Accesat în 22 octombrie 2018.
^ „The Fukushima Daiichi Incident” (PDF). Accesat în 22 octombrie 2018.
^ K. Popa, D. Humelnicu, A. Cecal (2005). Radioactivitatea mediului inconjurator. MatrixRom, Bucuresti.
^ „Ten years after Chernobyl. What do we really know?” (PDF). Accesat în 7 octombrie 2018.
^ „Ionising radiation and you”. Accesat în 7 octombrie 2018. ^{[nefuncțională]}
^ „Inventory of radioactive waste disposals at sea, IAEA Report no. IAEA-TECDOC-1105, august 1999” (PDF). Accesat în 22 octombrie 2018.
^ „BBC News - Waves "brought waste to Somalia"”. Accesat în 22 octombrie 2018.
^ „The radiological accident in Goiânia” (PDF). Accesat în 8 octombrie 2018.
^ „Settlement of Claim between Canada and the Union of Soviet Socialist Republics for Damage Caused by "Cosmos 954"” (PDF). Arhivat din original (PDF) la 25 iunie 2018. Accesat în 23 octombrie 2018.

Bibliografie

Vezi și

[1] Richard Schiffman (12 martie 2013). „Two years on, America hasn't learned lessons of Fukushima nuclear disaster”. The Guardian.

[2] Martin Fackler (1 iunie 2011). „Report Finds Japan Underestimated Tsunami Danger”. New York Times.

[3] „U.S.NRC: Glossary”. Accesat în 23 octombrie 2018.

[4] „U.S.NRC– Introductory Health Physics” (PDF). Accesat în 23 octombrie 2018.

[5] Knizhnikov VA, Barkhudarov RM. „Radioactive contamination of the environment and the possible consequences. At Energy Rev. 1975 Jun;13(2):171-214”.

[6] *** (1989). Trăim cu radiații. Tehnică. p. 78 pp.

[7] „Cosmetics and skin. Radioactive products”. Accesat în 22 octombrie 2018.

[8] Moore, Kate (2017). The Radium Girls: The Dark Story of America's Shining Women.

[9] „Known and Probable Carcinogens”. Arhivat din original în 13 decembrie 2003. Accesat în 22 octombrie 2018. Mentenanță CS1: URL impropriu (link)

[10] Agency for Toxic Substances and Disease Registry, U.S. Public Health Service. „Toxicological profile for radon” (PDF). Accesat în 22 octombrie 2018.

[11] „Carbon-14 and the environment”. Arhivat din original la 22 octombrie 2018. Accesat în 22 octombrie 2018.

[12] „Aircrew safety and health- cosmic ionizing radiation”. Accesat în 8 octombrie 2018.

[:1-13] Sherwin, Martin J. (2003). A World Destroyed: Hiroshima and its Legacies. Stanford University Press.

[14] Jones, Vincent C. (1985). Manhattan: The Army and the Atomic Bomb.

[:0-15] Julian Chitta. „Dosarele istoriei: Accidente nucleare in Uniunea Sovietica”. Accesat în 7 octombrie 2018.

[16] „Chernobyl at 25th anniversary. Frequently Asked Questions” (PDF). Accesat în 22 octombrie 2018.

[17] „The Fukushima Daiichi Incident” (PDF). Accesat în 22 octombrie 2018.

[18] K. Popa, D. Humelnicu, A. Cecal (2005). Radioactivitatea mediului inconjurator. MatrixRom, Bucuresti.

[19] „Ten years after Chernobyl. What do we really know?” (PDF). Accesat în 7 octombrie 2018.

[20] „Ionising radiation and you”. Accesat în 7 octombrie 2018. ^{[nefuncțională]}

[21] „Inventory of radioactive waste disposals at sea, IAEA Report no. IAEA-TECDOC-1105, august 1999” (PDF). Accesat în 22 octombrie 2018.

[22] „BBC News - Waves "brought waste to Somalia"”. Accesat în 22 octombrie 2018.

[23] „The radiological accident in Goiânia” (PDF). Accesat în 8 octombrie 2018.

[24] „Settlement of Claim between Canada and the Union of Soviet Socialist Republics for Damage Caused by "Cosmos 954"” (PDF). Arhivat din original (PDF) la 25 iunie 2018. Accesat în 23 octombrie 2018.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]

[6]

[7]

[8]

[9]

[10]

[11]

[12]

[13]

[14]

[15]

[16]

[17]

[18]

[19]

[20]

[21]

[22]

[23]

[24]