Piotr Wojciechowski

Na początku sezonu urlopowego 2013 obiegła Polskę wiadomość o skażeniu promieniotwórczym, czyli o nagłym wzroście promieniotwórczości powyżej naturalnego poziomu. Na szczęście wiadomość ta okazała się tym razem plotką, jednak część osób zaczęła się zastanawiać, czy skutki katastrofa elektrowni jądrowej Fukushima I w odległej Japonii mogą być odczuwalne także w Polsce? Obawom tym nie można się dziwić, gdyż ciągle wiele osób pamięta katastrofę elektrowni atomowej w Czarnobylu z 1986 roku, po której chmura radioaktywnych izotopów dotarła przez Polskę aż do Szwecji.

W przypadku awarii elektrowni atomowej w Czarnobylu do doszło do emisji radioaktywnego gazów wskutek przegrzania stosu w elektrowni atomowej i późniejszego opadu substancji radioaktywnych także nad terem Polski. Odmienny charakter miała natomiast awaria elektrowni atomowej Fukushima I, gdzie pierwotnie doszło do wycieku z instalacji chłodzącej reaktor. Początkowo w Fukushimie doszło do skażenia terenu elektrowni, jednak konieczność schładzania rdzenia reaktora wodą morską doprowadziła do skażenia przyległych obszarów oraz przedostania się substancji promieniotwórczych do otaczających elektrownię wód morskich, a obecnie także do wód gruntowych. Charakter awarii w Japonii, spowodował, iż do trwałego skażenia promieniotwórczego zagrażającego zdrowiu ludzi doszło w jedynie lokalnie na obszarze przyległym do elektrowni, a podwyższone stężenie jodu-131 w powietrzu, które zanotowano w kolejnych miesiącach po awarii, w tym także na terenie Polski, nie stwarzało realnego zagrożenia. Warto podkreślić, że obszar Polski jest stale monitorowany przez Centralne Laboratorium Ochrony Radiologicznej, do którego zadań należy m.in. powiadamianie ludności o ewentualnym skażeniu radiologicznym. O dziwo, na co dzień, większe zagrożenie radiologiczne dla nas mogą nieść niektóre przedmioty znajdujące się w naszym otoczeniu. Przykładowo cześć fosforyzujących ozdób, zawiera domieszki soli uranu. W metalowych ozdobach przy paskach-baskinkach oferowanych przez sklep internetowy ASOS potwierdzono obecność radioaktywnego kobaltu-60. Dużym zagrożeniem jest też skażenie żywności. Po wspomnianej awarii elektrowni atomowej w Japonii _w ponad 400 tysiącach puszek mleka w proszku dla dzieci produkowanego przez koncern spożywczy Meiji wykryto radioaktywny cez 134 i 137. Stada ryb żerujących na terenach skażonych mogą uleć skażeniu wtórnemu, a ich połów nawet na oddalonych terenach niesie realne zagrożenie przedostania się skażonej żywności do handlu. Doświadczenie pokazuje, iż mimo działania służb inspekcji radiologicznej w wielu krajach, zdarzają się pojedyncze przypadki przedostawania się skażonych produktów do sieci handlowych. Potencjalnym zagrożeniem mogą być także materiały budowlane zawierające 222Radon. Wydaje się, iż najpewniejszym tutaj sposobem indywidualnej ochrony jest zakup taniego aparatu ostrzegającego przed podwyższonym poziomem radioaktywności. Aparat taki może działać podobnie do montowanych w domach czujników dymu lub gazu i w przypadku przyłożenia substancji radioaktywnej informować o potencjalnym zagrożeniu. Warto tu zaznaczyć, że promieniowanie radioaktywne nie może być wykryte za pomocą wzroku, smaku czy zmysłu powonienia, a jednocześnie skutki napromieniowania mogą być nieodwracalne. Szczególnie groźne następstwa może powodować kumulowanie radioaktywnych izotopów w organizmie. Przykładowo po awarii elektrowni atomowej w Czarnonobylu, nad Polskę dotarła chmura zawierająca radioaktywny izotop jodu 131I. Jod akumulowany jest w organizmie człowieka w tarczycy, gdzie odpowiada za prawidłowe działanie gruczołu tarczowego i wydzielanie hormonów. Natomiast przebywanie człowieka na obszarze zawierającym nawet znikome skażenie jodem 131I wiąże się z realnym zagrożeniem zachorowania na raka tarczycy. Dzieję się tak dlatego, iż zamiast "stabilnych" atomów jodu, do organizmu dostaje się izotop jodu, który zostaje związany w tarczycy, gdzie w ciągu kilku dni ulega rozpadowi promieniotwórczemu uszkadzając ten narząd. Z tego powodu, po opisywanej awarii elektrowni atomowej w Czarnobylu, władze Polski zdecydowały się na podawanie płynu Lugola, będącego wodnym roztwórem czystego jodu w jodku potasu. Podobne działania podejmowali też Amerykanie, podając żołnierzom przebywających na skażonych terenach tabletki z jodem. Innym przykładem groźnego izotopu kumulującego się w organizmie jest stront 90Sr, który podobnie jak jony wapnia Ca2+, wbudowany jest w szkielet kostny. Czas połowicznego zaniku 90Sr wynoszący blisko 29 lat, powiązany z silną emitują promieniowania β, powoduje szczególne zagrożenie rakiem kości oraz uszkodzenia szpiku kostnego, prowadzącego do białaczki. Warto jednak zaznaczyć, iż w uzasadnionych przypadkach kontrolowane podanie izotopu może być wskazane ze względów medycznych. Terapia jodem promieniotwórczym (radiojodem) polega na doustnym przyjęciu kapsułki zawierającej promieniotwórczy izotop jodu, który ulegając promieniotwórczemu rozpadowi niszczy jej komórki. Podobnie w brachyterapii raka kości, podawany jest pacjentom podawany jest izotop 89Sr. Przykład izotopów strontu dobrze ilustruje pojęcie okresu połowicznego rozpadu, czyli czasu, w którym liczba atomu izotopu danego pierwiastka zmniejsza się o połowę. W przypadku strontu-90 czas połowicznego zaniku izotopu jest tego samego rzędu, co czas życia człowieka, natomiast czas połowicznego zaniku strontu-89 wynosi tylko 50 dni, dzięki czemu izotop ten może być stosowany do kilkumiesięcznej kuracji.

Mówiąc o skażeniu promieniotwórczym, należy zaznaczyć, iż skażenie promieniotwórcze często bywa mylone z napromieniowaniem. Aby wyjaśnić różnicę między tymi dwoma pojęciami cofnijmy się do początków XX wieku. Samo zjawisko promieniotwórczości zostało odkryte przez Henriego Becquerel'a w 1896 roku, jednak francuski fizyk błędnie je powiązał ze zjawiskiem fosforescencji. Pełną historię odkrycia promieniotwórczości i tok rozumowania Becquerel'a czytelnik znajdzie w wielu szczegółowych opracowaniach - należy jednak zaznaczyć, iż był on jak najbardziej prawidłowy jak na schyłek XIX wieku - wszak dogmatem wtedy była niepodzielność atomu! Dopiero prace Ernesta Rutherford'a i naszej rodaczki Marii Sklodowskiej-Curie wykazały, iż atomy jednych pierwiastków mogą przechodzić w inne. Prace te wyjaśniły między innymu przejście radu w radon jako zjawisko odrywania się dwóch protonów z jądra radu. Dziś wiemy, iż radioaktywność najczęściej jest związana z emisją cząstek alfa, cząstek beta oraz promieniowania gamma. Wykonując np prześwietlenie klatki piersiowej, zostajemy "napromieniowani" niewielką ilością cząsteczek gamma. Cząsteczki te, przechodząc przez nasze ciało i padając na kliszę rentgenograficzną bądź rejestrowane przez odpowiedni przetwornik, dają obraz naszego wnętrza pozwalając np na zdiagnozowanie stanu naszych płuc lub ułatwiając diagnozę w przypadku złamania kości. Prześwietlenie takie jednak nie oznacza, iż zostaliśmy skażeni, gdyż do naszego organizmu nie zostały wprowadzone w wyniku prześwietlenia promieniotwórcze izotopy. Natomiast w przypadku skażenia promieniotwórczego, lub kontaktu z produktami, które uległy wtórnemu skażeniu, narażamy się nie tylko na ekspozycję na promieniowanie radioaktywne, ale także na możliwość wprowadzenia do naszego organizmu promieniotwórczych izotopów, które ulegając rozpadowi promieniotwórczemu mogą wywołać szereg groźnych chorób i uszkadzać nasze DNA, a w ekstremalnych przypadkach wprowadzenie ilości substancji promieniotwórczych może spowodować śmierć. Przykładowo, w roku 2006 stosunkami Brytyjsko-Rosyjskimi wstrząsnęła sprawa zabicia byłego rosyjskiego agenta Aleksandra Litwinienko, którego otruto izotopem polonu 210Po.

Na niewielkie ilości promieniowania jesteśmy narażeni codziennie, co związane jest z promieniotwórczością naturalną. Pochodzi ona od naturalnych pierwiastków radioaktywnych obecnych w powietrzu i glebie. Jako ciekawostkę można podać, iż dziewki istnieniu tych naturalnych pierwiastków radioaktywnych, możliwe jest datowanie izotopowe wieku przedmiotów oparte na pomiarze proporcji między izotopem promieniotwórczym węgla 14C a izotopami trwałymi 12C i 13C. Należy mieć także świadomość, iż promieniotwórczość naturalną wykazuje żywność, która spożywamy - np. przeciętna odczyt dla mleka jest na poziomie 50 Bq/l (czyli 50 rozpadów promieniotwórczych w ciągu sekundy na jeden litr mleka), a bananów 125 Bq/kg. Także nasze organizmy wykazują promieniotwórczość naturalną - dla typowego czytelnika artykułu o masie 70 kg wynosi ona 10 000 Bq. Powinniśmy się natomiast obawiać substancji o wykazujących podwyższoną promieniotwórczość znajdujących się w naszym otoczeniu, a skoro nie możemy liczyć na nasze zmysły w ocenieniu ryzyka, możemy zdać się na urządzenia wykrywające i alarmujące nas o podwyższonym poziomie promieniowania.

Źródła:
http://www.paa.gov.pl/bezpieczenstwo-jadrowe-i-ochrona-radiologiczna/dzialalnosc-ze-zrodlami/dzialalnosci
http://www.nauka.gildia.pl/news/2006/11/litwinienko_zostal_otruty_polonem

dr inż. Piotr Wojciechowski - Politechnika Wrocławska. Zainteresowania polimery przewodzące, anilina i jej pochodne halogenowe, modelowanie struktur chemicznych i widm oscylacyjnych kompleksów metali ze związkami organicznymi za pomocą metod obliczeniowych chemii kwantowej. Analiza NBO, obliczenia metodami funkcjonałów gęstości elektronowej, DFT.

 

Artykuł pełny dostępny jest w formacie PDF w numerze 3/2013 Otwarte Innowacje

Dodaj komentarz