זיהום רדיואקטיבי: סוגים, גורמים, השלכות - סביבה - 2025

זיהום רדיואקטיבי מוגדר שילוב של אלמנטים לא רצויים רדיואקטיבי בסביבה. זה יכול להיות טבעי (רדיואיזוטופים הקיימים בסביבה) או מלאכותיים (יסודות רדיואקטיביים המיוצרים על ידי בני אדם).

בין הגורמים לזיהום רדיואקטיבי ניתן למנות ניסויים גרעיניים המבוצעים למטרות צבאיות. אלה יכולים ליצור גשמים רדיואקטיביים הנעים כמה קילומטרים באוויר.

התפוצצות גרעינית. מקור: צילום באדיבות המינהל הלאומי לביטחון גרעיני / משרד נבדה

תאונות בתחנות כוח גרעיניות הן עוד אחד הגורמים העיקריים לזיהום רדיואקטיבי. כמה מקורות לזיהום הם מכרות אורניום, פעילויות רפואיות וייצור רדונים.

לזיהום סביבתי זה יש השלכות חמורות על הסביבה ועל בני האדם. השרשראות הטראפיות של המערכות האקולוגיות מושפעות ואנשים יכולים להיתקל בבעיות בריאותיות קשות הגורמות למוות.

הפיתרון העיקרי לזיהום רדיואקטיבי הוא מניעה; פרוטוקולי בטיחות חייבים להיות במקום לטיפול ואחסון של פסולת רדיואקטיבית, כמו גם הציוד הנדרש.

בין המקומות עם הבעיות העיקריות של זיהום רדיואקטיבי יש לנו הירושימה ונגסאקי (1945), פוקושימה (2011) וצ'רנוביל באוקראינה (1986). בכל המקרים, ההשפעות על בריאותם של אנשים חשופים היו חמורות וגרמו למקרי מוות רבים.

סוגי קרינה

רדיואקטיביות היא התופעה בה גופים מסוימים פולטים אנרגיה בצורה של חלקיקים (קרינה גופית) או גלים אלקטרומגנטיים. זה מיוצר על ידי מה שנקרא רדיואיסוטופים.

הרדיואיזוטופים הם אטומים מאותו אלמנט שיש להם גרעין לא יציב, ונוטים להתפורר עד שהם מגיעים למבנה יציב. כאשר הם מתפרקים, אטומים פולטים אנרגיה וחלקיקים רדיואקטיביים.

קרינה רדיואקטיבית נקראת גם מייננת, מכיוון שהיא יכולה לגרום ליינון (אובדן אלקטרונים) של אטומים ומולקולות. קרינות אלה יכולות להיות משלושה סוגים:

קרינת אלפא

חלקיקים נפלטים מגרעיני הליום מיוננים שיכולים לנוע למרחקים קצרים מאוד. כושר החדירה של חלקיקים אלה הוא קטן, כך שניתן לעצור אותם על ידי דף נייר.

קרינת בטא

אלקטרונים שיש להם אנרגיה גבוהה נפלטים, בגלל ריקבון הפרוטונים והנויטרונים. קרינה מסוג זה מסוגלת לנסוע כמה מטרים וניתן לעצור אותה על ידי לוחות זכוכית, אלומיניום או עץ.

קרינת גמא

זהו סוג של קרינה אלקטרומגנטית בעלת אנרגיה גבוהה, שמקורה בגרעין אטומי. הגרעין עובר ממצב נרגש למצב אנרגיה נמוך יותר ומשוחררת קרינה אלקטרומגנטית.

לקרינת גמא יש כוח חודר גבוה ויכול לנוע מאות מטרים. כדי לעצור זאת, נדרשים צלחות של כמה סנטימטרים של עופרת או עד מטר בטון.

סוגי זיהום רדיואקטיבי

ניתן להגדיר זיהום רדיואקטיבי כשילובם של גורמים רדיואקטיביים לא רצויים בסביבה. רדיואיזוטופים יכולים להיות קיימים במים, באוויר, ביבשה או בדברים חיים.

תלוי במקור הרדיואקטיביות, זיהום רדיואקטיבי הוא משני סוגים:

טִבעִי

סוג זה של זיהום מגיע מאלמנטים רדיואקטיביים המופיעים בטבע. הרדיואקטיביות הטבעית מקורן בקרניים קוסמיות או מקרום כדור הארץ.

קרינה קוסמית מורכבת מחלקיקים בעלי אנרגיה גבוהה המגיעים מהחלל החיצון. חלקיקים אלה מופקים כאשר פיצוצים של סופרנובה מתרחשים, בכוכבים ובשמש.

כאשר אלמנטים רדיואקטיביים מגיעים לכדור הארץ הם מוסחים על ידי השדה האלקטרומגנטי של כדור הארץ. עם זאת, בקטבים ההגנה אינה יעילה במיוחד והם יכולים להיכנס לאווירה.

מקור נוסף לרדיואקטיביות טבעית הוא הרדיואיזוטופים הקיימים בקרום כדור הארץ. אלמנטים רדיואקטיביים אלה אחראים לשמירה על החום הפנימי של כדור הארץ.

היסודות הרדיואקטיביים העיקריים במעטפת כדור הארץ הם אורניום, תוריום ואשלגן. כדור הארץ איבד יסודות עם תקופות רדיואקטיביות קצרות, אך לאחרים חיים של מיליארדי שנים. מבין האחרונים _בולטים אורניום ₂₃₅ , אורניום ₂₃₈ , תוריום ₂₃₂ ואשלגן ₄₀ .

אורניום ₂₃₅ , אורניום ₂₃₈ ותוריום ₂₃₂ יוצרים שלושה גרעינים רדיואקטיביים המצויים באבק שיוצר כוכבים. קבוצות רדיואקטיביות אלה בהתפרקות מעוררות גורמים אחרים בעלי מחצית חיים קצרה יותר.

רדיום נוצר מירידת אורניום ₂₃₈ ונוצר מכך רדון (יסוד רדיואקטיבי גזי). ראדון הוא המקור העיקרי לזיהום רדיואקטיבי טבעי.

מְלָאכוּתִי

זיהום זה מופק על ידי פעילויות אנושיות, כגון רפואה, כרייה, תעשיה, בדיקות גרעיניות, וייצור חשמל.

במהלך שנת 1895 גילה הפיזיקאי הגרמני רואנטגן בטעות קרינה מלאכותית. החוקר מצא כי קרני הרנטגן היו גלים אלקטרומגנטיים שמקורם בהתנגשות של אלקטרונים בתוך צינור ואקום.

רדיואיזוטופים מלאכותיים מיוצרים במעבדה על ידי התרחשות של תגובות גרעיניות. בשנת 1919 הופק האיזוטופ הרדיואקטיבי המלאכותי הראשון מימן.

איזוטופים רדיואקטיביים מלאכותיים מופקים מהפצצת נויטרונים של אטומים שונים. אלה, על ידי חדירת הגרעינים, מצליחים לערער את יציבותם ולהטעין אותם באנרגיה.

לרדיואקטיביות מלאכותית יש יישומים רבים בתחומים שונים כמו רפואה, פעילויות תעשייתיות וצבאיות. במקרים רבים, אלמנטים רדיואקטיביים אלה משתחררים בטעות לסביבה וגורמים לבעיות זיהום חמורות.

סיבות

זיהום רדיואקטיבי יכול לנבוע ממקורות שונים, בדרך כלל עקב טיפול לא נכון באלמנטים רדיואקטיביים. להלן כמה מהסיבות השכיחות ביותר.

בדיקות גרעיניות

מפעל גרעיני בפנסילבניה, ארצות הברית. מקור: ראה עמוד המחבר מרכזים לבקרת מחלות ומניעת בריאות הציבור

זה מתייחס לפיצוץ של נשק גרעיני ניסיוני שונה, בעיקר לפיתוח אמצעי לחימה צבאיים. פיצוצים גרעיניים בוצעו גם כדי לחפור בארות, להוציא דלק או לבנות תשתית כלשהי.

בדיקות גרעיניות יכולות להיות אטמוספריות (בתוך אטמוספירת כדור הארץ), סטרטוספיריות (מחוץ לאטמוספירה של כוכב הלכת), מתחת למים ומתחת לאדמה. אלה האטמוספריים הם המזהמים ביותר, מכיוון שהם מייצרים כמות גדולה של גשם רדיואקטיבי שמתפזר בכמה קילומטרים.

חלקיקים רדיואקטיביים יכולים לזהם את מקורות המים ולהגיע לאדמה. רדיואקטיביות זו יכולה להגיע לרמות גביע שונות דרך שרשראות המזון ולהשפיע על יבולים וכך להגיע לבני אדם.

אחת הצורות העיקריות של זיהום רדיואקטיבי עקיף היא באמצעות חלב, וזו הסיבה שהוא יכול להשפיע על ילדים.

מאז 1945 נערכו ברחבי העולם כ -2,000 ניסויים גרעיניים. במקרה הספציפי של דרום אמריקה, הנפילה הרדיואקטיבית השפיעה בעיקר על פרו וצ'ילה.

מחוללי כוח גרעיני (כורים גרעיניים)

מדינות רבות משתמשות כיום בכורים גרעיניים כמקור אנרגיה. כורים אלה מייצרים תגובות שרשרת גרעינית מבוקרת, בדרך כלל על ידי ביקוע גרעיני (שבירת גרעין אטומי).

הזיהום מתרחש בעיקר בזליגת אלמנטים רדיואקטיביים מתחנות כוח גרעיניות. מאז אמצע שנות הארבעים היו בעיות סביבתיות הקשורות בתחנות כוח גרעיניות.

כאשר מתרחשים דליפות בכורים גרעיניים, מזהמים אלה יכולים לנוע מאות קילומטרים באוויר, ולגרום לזיהום של מקורות מים, אדמה ומזון אשר השפיעו על היישובים הסמוכים.

תאונות רדיולוגיות

בדרך כלל הם מתרחשים הקשורים לפעילות תעשייתית, עקב טיפול לא נכון באלמנטים רדיואקטיביים. בחלק מהמקרים המפעילים אינם מטפלים בציוד כראוי וניתן ליצור דליפות לסביבה.

קרינה מייננת יכולה להיווצר תוך גרימת נזק לעובדים תעשייתיים, ציוד או לשחרור לאטמוספרה.

כריית אורניום

אורניום הוא יסוד שנמצא במפקדות טבעיות באזורים שונים של כדור הארץ. חומר זה נמצא בשימוש נרחב כחומר גלם לייצור אנרגיה בתחנות כוח גרעיניות.

כאשר מנוצלים משקעי אורניום אלה נוצרים יסודות רדיואקטיביים שאריתם. חומרי הפסולת המופקים משוחררים אל פני השטח בהם הם מצטברים וניתנים לפיזורם על ידי רוח או גשם.

הפסולת המיוצרת מייצרת כמות גדולה של קרינת גמא, המזיקה מאוד ליצורים חיים. כמו כן, נוצרים רמות גבוהות של ראדון ויכולים להתרחש זיהום של מקורות מים בשולחן מי התהום.

ראדון הוא המקור העיקרי לזיהום של עובדים במכרות אלה. ניתן לשאוף בקלות גז רדיואקטיבי זה ולפלוש לדרכי הנשימה, ולגרום לסרטן ריאות.

פעילויות רפואיות

איזוטופים רדיואקטיביים מיוצרים ביישומים השונים של הרפואה הגרעינית שיש לאחר מכן להשליך. חומרי מעבדה ושפכים מזוהמים בדרך כלל עם אלמנטים רדיואקטיביים.

באופן דומה, ציוד רדיותרפיה יכול ליצור זיהום רדיואקטיבי למפעילים כמו גם לחולים.

חומרים רדיואקטיביים בטבע

בדרך כלל ניתן למצוא חומרים רדיואקטיביים בטבע (NORM) בסביבה. בדרך כלל הם אינם מייצרים זיהום רדיואקטיבי, אך פעילויות אנושיות שונות נוטות לרכז אותם והם הופכים לבעיה.

מקורות ריכוז מסוימים של חומרים NORM הם בעירה של פחם מינרלי, דלקים שמקורם בנפט וייצור דשנים.

באזורים שבהם זבל ופסולת מוצקה שונים שורפים, עלולה להתרחש הצטברות של אשלגן ₄₀ ורדון ₂₂₆ . באזורים שבהם הפחם הוא הדלק העיקרי, קיימים גם רדיואיסוטופים אלה.

סלע פוספט המשמש כדישון מכיל רמות גבוהות של אורניום ותוריום, ואילו ראדון ועופרת מצטברים בתעשיית הנפט.

השלכות

על הסביבה

מקורות מים יכולים להיות מזוהמים באיזוטופים רדיואקטיביים, המשפיעים על מערכות אקולוגיות מימיות שונות. כמו כן, מים מזוהמים אלו נצרכים על ידי אורגניזמים שונים המושפעים.

כאשר מתרחש זיהום בקרקע הם מתרוששים, מאבדים את פוריותם ולא ניתן להשתמש בהם בפעילות חקלאית. יתר על כן, זיהום רדיואקטיבי משפיע על שרשרות המזון במערכות אקולוגיות.

לפיכך, צמחים מזוהמים ברדיואיזוטופים דרך האדמה ואלה עוברים לעשבי עשב. בעלי חיים אלה יכולים לעבור מוטציות או למות כתוצאה מרדיואקטיביות.

טורפים מושפעים מהזמינות המוזלת של מזון או מזוהמים על ידי צריכת בעלי חיים עמוסי רדיסוטופים.

על בני אדם

קרינה מייננת עלולה לגרום נזק קטלני לבני אדם. זה קורה מכיוון שאיזוטופים רדיואקטיביים פוגעים במבנה ה- DNA המרכיב תאים.

רדיוליטיס (פירוק בקרינה) מתרחשת בתאים, הן של ה- DNA והן של המים הכלולים בהם. התוצאה היא מוות בתאים או התרחשות של מוטציות.

מוטציות יכולות לגרום לחריגות גנטיות שונות שיכולות לגרום למומים או למחלות בירושה. בין המחלות השכיחות ביותר הם סרטן, בעיקר של בלוטת התריס, מכיוון שהוא מקבע יוד.

כמו כן, עלול להיפגע במח העצם הגורם לסוגים שונים של אנמיה ואף ללוקמיה. כמו כן, מערכת החיסון יכולה להיות מוחלשת, מה שהופך אותה לרגישה יותר לזיהומים חיידקיים ויראליים.

בין ההשלכות האחרות היא פוריות ומומים בעוברים של אמהות הנתונות לרדיואקטיביות. לילדים יכולים להיות בעיות למידה וצמיחה, כמו גם מוח קטן.

לעיתים הנזק עלול לגרום למוות של תאים, המשפיע על רקמות ואיברים. אם איברים חיוניים מושפעים, מוות יכול להיווצר.

מְנִיעָה

קשה מאוד לשלוט בזיהום רדיואקטיבי ברגע שהוא מתרחש. זו הסיבה שיש להתמקד במאמצים במניעה.

פסולת רדיואקטיבית

אחסון פסולת רדיואקטיבית. מקור: D5481026

ניהול פסולת רדיואקטיבית הוא אחת הצורות העיקריות למניעה. יש לתאם את אלה בהתאם לתקנות הבטיחות כדי למנוע זיהום של האנשים המטפלים בהם.

יש להפריד בין הפסולת הרדיואקטיבית מחומרים אחרים ולנסות להפחית את נפחו כדי לטפל ביתר קלות. במקרים מסוימים מטפלים בפסולת זו כדי להמיר אותם לצורות מוצקות יותר לטיפול.

לאחר מכן, יש להכניס פסולת רדיואקטיבית למיכלים מתאימים כדי למנוע זיהום הסביבה.

המכולות מאוחסנות באתרים מבודדים עם פרוטוקולי אבטחה או שניתן לקבור אותם גם בעומק הים.

תחנות כוח גרעיניות

אחד המקורות העיקריים לזיהום רדיואקטיבי הם תחנות כוח גרעיניות. לכן מומלץ לבנותם במרחק 300 ק"מ לפחות ממרכזים עירוניים.

חשוב גם שעובדי תחנות כוח גרעיניות יוכשרו כראוי להפעלת ציוד ולהימנע מתאונות. כמו כן, מומלץ לאוכלוסיות הסמוכות למתקנים אלה להיות מודעים לסיכונים ודרכי הפעולה במקרה של תאונה גרעינית.

הגנה על כוח אדם העובד עם גורמים רדיואקטיביים

המניעה היעילה ביותר נגד זיהום רדיואקטיבי היא שאנשי צוות מיומנים ובעלי הגנה נאותה. צריך להיות אפשרי להפחית את זמן החשיפה של אנשים לרדיואקטיביות.

יש לבנות מתקנים בצורה נכונה ולהימנע מנקבוביות וסדקים בהם יכולות להצטבר רדיוסוטופים. מערכות אוורור טובות חייבות להיות במקום, עם פילטרים המונעים את הפסולת של היציאה מהסביבה.

על עובדים להיות מוגנים הולם, כגון מסכים ובגדי מגן. בנוסף, יש לבטל מעת לעת את הביגוד והציוד המשמש.

יַחַס

ישנם כמה צעדים שניתן לנקוט כדי להקל על הסימפטומים של זיהום רדיואקטיבי. אלה כוללים עירויי דם, שיפור מערכת החיסון או השתלת מח עצם.

עם זאת, טיפולים אלה הם פליאטיביים מכיוון שקשה מאוד להסיר את הרדיואקטיביות מגוף האדם. עם זאת, בימים אלה מתבצעים טיפולים עם מולקולות צ'לטות שיכולות לבודד את הרדיואיזוטופים בגוף.

צ'לטורים (מולקולות לא רעילות) נקשרים לאיזוטופים רדיואקטיביים ויוצרים קומפלקסים יציבים הניתנים להסרה מהגוף. נעשה סינתזה של קלטורים המסוגלים לחסל עד 80% מזיהום.

דוגמאות למקומות שזוהמו ברדיואקטיביות

מאז נעשה שימוש באנרגיה גרעינית בפעילויות אנושיות שונות, אירעו תאונות שונות בגלל הרדיואקטיביות. על מנת שהאנשים שנפגעו יידעו את חומרתם הוקמה סולם של תאונות גרעיניות.

סולם התאונות הגרעיניות הבינלאומי (INES) הוצע על ידי ארגון האנרגיה האטומית הבינלאומית בשנת 1990. ה- INES כולל סולם של 1 עד 7, כאשר 7 מצביעים על תאונה קשה.

דוגמאות לזיהום רדיואקטיבי חמור יותר מפורטות להלן.

הירושימה ונגסאקי (יפן)

פצצות גרעין החלו להתפתח בשנות הארבעים של המאה העשרים, על סמך מחקריו של אלברט איינשטיין. נשק גרעיני זה שימש ארצות הברית במהלך מלחמת העולם השנייה.

ב- 6 באוגוסט 1945 התפוצצה פצצה מועשרת באורניום מעל העיר הירושימה. זה יצר גל חום של כ -300,000 מעלות צלזיוס ופרץ גדול של קרינת גמא.

לאחר מכן נוצרה נפילה רדיואקטיבית שהתפשטה על ידי הרוח, והרחיקה את הזיהום. בערך 100,000 איש מתו מהפיצוץ ועוד 10,000 נהרגו כתוצאה מרדיואקטיביות בשנים שלאחר מכן.

ב- 9 באוגוסט 1945 התפוצצה פצצה גרעינית שנייה בעיר נגסאקי. הפצצה השנייה הזו הועשרה בפלוטוניום והייתה חזקה יותר מזו של הירושימה.

בשתי הערים היו לניצולי הפיצוץ בעיות בריאותיות רבות. לפיכך, הסיכון לסרטן באוכלוסייה עלה ב- 44% בין השנים 1958 - 1998.

נכון לעכשיו יש עדיין השלכות של הזיהום הרדיואקטיבי של הפצצות הללו. נחשב שיותר ממאה אלף איש שנפגעו מהקרינה חיים, כולל אלה שהיו ברחם.

באוכלוסייה זו ישנם שיעורים גבוהים של לוקמיה, סרקומות, קרצינומות וגלאוקומה. קבוצת ילדים שנחשפה לקרינה ברחם, הציגה סטיות כרומוזומליות.

צ'רנוביל (אוקראינה)

זו נחשבת לאחת מתאונות הגרעין החמורות בהיסטוריה. זה קרה ב- 26 באפריל 1986 בתחנת כוח גרעינית והיא בדרגה 7 ב- INES.

עובדים ביצעו בדיקה המדמה הפסקת חשמל ואחד הכורים התחמם יתר על המידה. זה גרם לפיצוץ המימן בתוך הכור ולמעלה מ -200 טונות של חומר רדיואקטיבי הושלכו לאטמוספירה.

במהלך הפיצוץ, יותר מ -30 בני אדם מתו ונפילה רדיואקטיבית התפשטה לאורך כמה קילומטרים. נחשב שיותר ממאה אלף איש מתו כתוצאה מהרדיואקטיביות.

רמת השכיחות של סוגים שונים של סרטן עלתה ב- 40% באזורים הנגועים בבלארוס ואוקראינה. אחד הסוגים הנפוצים ביותר של סרטן הוא סרטן בלוטת התריס, כמו גם לוקמיה.

נצפו גם מצבים הקשורים למערכת הנשימה והעיכול עקב חשיפה לרדיואקטיביות. במקרה של ילדים שהיו ברחם, יותר מ- 40% היו חסרים אימונולוגיים.

היו גם חריגות גנטיות, מחלות מוגברות של מערכת הרבייה והשתן וכן הזדקנות מוקדמת.

פוקושימה דיאיצ'י (יפן)

תחנת הכוח הגרעינית בפוקושימה, יפן. מקור: Digital Globe

תאונה זו הייתה תוצאה של רעידת אדמה בעוצמה 9 שפקדה את יפן ב- 11 במרץ 2011. לאחר מכן אירע צונאמי שהשבית את מערכות הקירור והחשמל של שלושה מהכורים בתחנת הכוח הגרעינית בפוקושימה.

בכורים אירעו כמה פיצוצים ושריפות והיוו דליפות קרינה. תאונה זו סווגה בתחילה כדרגה 4, אך בשל תוצאותיה היא הועלתה מאוחר יותר לדרגה 7.

מרבית הזיהום הרדיואקטיבי עבר למים, בעיקר לים. במפעל זה ישנם כיום מכלי אחסון גדולים למים מזוהמים.

מים מזוהמים אלה נחשבים כסיכון למערכות האקולוגיות של האוקיאנוס השקט. אחד הרדיואיזוטופים הבעייתיים ביותר הוא צזיום, הנע בקלות במים ויכול להצטבר בחסרי חוליות.

הפיצוץ לא גרם למקרי מוות בקרינה ישירה ורמות החשיפה לרדיואקטיביות היו נמוכות מאלו של צ'רנוביל. עם זאת, לחלק מהעובדים היו שינויים ב- DNA בתוך ימים מיום התאונה.

באופן דומה, שינויים גנטיים התגלו בכמה אוכלוסיות של בעלי חיים שנחשפו לקרינה.

הפניות

1. גרינפיס אינטרנשיונל (2006) אסון צ'רנוביל, השלכות על בריאות האדם. תקציר מנהלים. 20 עמ '.
2. Hazra G (2018) זיהום רדיואקטיבי: סקירה כללית. הגישה ההוליסטית לסביבה 8: 48-65.
3. Pérez B (2015) מחקר על זיהום סביבתי כתוצאה מרכיבים רדיואקטיביים טבעיים. עבודת גמר להגיש מועמדות לתואר בפיזיקה. הפקולטה למדעים והנדסה, Pontificia Universidad Católica del Perú. לימה, פרו. 80 עמ '
4. Bears J (2008) זיהום סביבתי רדיואקטיבי ב- Neotropics. ביולוג 6: 155-165.
5. סיגל ובריאן (2003) גיאוכימיה סביבתית של זיהום רדיואקטיבי. המעבדות הלאומיות של סנדיה, אלבוקרקי, ארה"ב. 115 עמ '.
6. Ulrich K (2015) השפעותיו של פוקושימה, ירידתה של התעשייה הגרעינית יורדות. דו"ח גרינפיס. 21 עמ '.