Természetes Radionuklidok Kockázatok

A papír “Két évszázad óta felfedezés, a kémiai elem urán” (1989), V. Omaljev A. Antonovic írta a következőképpen: “az Urán ma feladata, hogy egy nehéz teher, a bűntudat, a jelenlegi, mind a jövőbeli radioaktív szennyezés a bolygón. Különösen aggasztóak az élő szervezetek lehetséges (ellenőrizetlen) mutagén változásaival kapcsolatos bizonytalanságok, mindenekelőtt az ember. Ennek a kérdésnek a gyakorlati célú szisztematikus biológiai és orvosi vizsgálata csak Japán atomrobbantása után kezdődött, és a 45 éves időszak túl rövid ahhoz, hogy hosszú távra láthassuk. kockázatok.”A szerzők azt kérdezik, hogy ez az urán uralmának végét jelenti-e.

gazdasági és egyéb globális kérdésekkel együtt a biztonság minden bizonnyal sürgető probléma, és a legtöbb ember úgy véli, hogy ez a mai nap legriasztóbb problémája. Abban az esetben, ha az atomerőművek bármilyen okból hibásnak bizonyulnak, és radioaktív anyagokat bocsátanak ki a környezetbe, vagy ha nukleáris teszteket végeznek, és hatalmas mértékben nukleáris fegyvereket használnak, a következmények katasztrofálisak lehetnek. A civilizáció jelenlegi szintjén a modern világ egyre pusztítóbb, és a következmények sajnos egyre közelebb kerülnek a katasztrófa állapotához. Csak azt jegyezzük meg, amit a közelmúltban Irak, Jugoszlávia és Bosznia-Hercegovina lakosságával és környezetével szemben a lövedékek előállításához használt tíz tonna szegényített urán tett.

a bioszféra sugárzási hátterének antropogén összetevője az, ami felvetette ezt a globális kérdést. Azonban még az uránszabály esetleges megszűnése után is fennmaradna a természetes radionuklidok egy csoportja, amely minden lehetséges kockázatot hordoz az emberi egészségben54. Az eddig elvégzett vizsgálatok eredményei szerint a litoszféra (bioszféra) természetes sugárzása felelős az összes élőlény teljes alapvető sugárzási terhelésének egynegyedéért. Pontosabban, a természetes radionuklidok és sugárzásuk, mint a biocenózisra veszélyt jelentő sugárforrások szerepe a földi élet kezdete óta jelen van. Így a természetes radionuklidok radiomutációkon keresztül nemcsak az élő szervezetek fejlődését befolyásolták, hanem az ökológiai rendszerek egyensúlyának dinamikáját is befolyásolták.

ellentétben a túlnyomórészt gyártott radionuklidok által termelt ionizáló sugárzás nagy dózisaival, meglehetősen logikus fenntartani, hogy az úgynevezett kis dózisok, azaz olyan dózisok esetében, amelyek nem okoznak klinikai tüneteket, de amelyek eltérő bionegatív hatást fejtenek ki, a radioaktív sugárzás természetes forrásai vállalják a vezető szerepet. Ismeretes, hogy a radiobiológusok véleménye nagymértékben megoszlik a kis dózisok hatásáról. Mégis, sok szerző úgy véli, hogy az abszorbeált sugárzás enyhe növekedése növeli a szürkehályog valószínűségét, növeli a sugárbetegség előfordulását, hozzájárul a daganatok kialakulásához, lerövidíti a várható élettartamot, lassítja a magzati fejlődést az anya méhében. A világ szakértőinek 1980-1984 közötti nemzetközi projektbe való bevonását követően (többek között) arra a következtetésre jutottak, hogy: 1) kis dózisú ionizáló sugárzás ERT különálló bionegatív akció (boldface mine-M. K.); 2) a bionegative akció, kis adag ionizinq sugárzás megfelel egy lineáris függőség nem küszöb; 3), mivel ez lehetetlen elkülöníteni kis dózisú ionizáló sugárzás, mint az egyik nagy számú rákkeltő tényezők, az szükséges, hogy megakadályozzák szint emelkedésével mind a jelzett tényezők; 4) meg kell, hogy folyamatosan figyelemmel kíséri a sugárterhelése a lakosság keresztül az egész élelmiszer-lánc, beleértve a termesztett növények, állatok, élelmiszerek növényi vagy állati eredetű.

az orvosi geológia nagyban hozzájárulhat a kőzetekben, a talajban és a vízben kis dózisú ionizáló sugárzás előfordulásának természetes előfeltételeinek megállapításához, valamint a rákkeltő tényezők szintjének csökkentésére irányuló tervezési intézkedésekhez. Ez különösen igaz, mert a radioaktív elemek tartalma a természeti környezetben nem mindig azonos, és az adott régióban élő szervezetek különböző erősségű radioaktív sugárzásnak vannak kitéve: egyes esetekben nagyobb, másokban kisebb. Ezért a szövegben olyan geológiai tényezőket kell követni, amelyek különös figyelmet érdemelnek.

az érdeklődésre számot tartó régió vizsgálatának első és nagyon fontos lépése az urántartalmú kőzetek és képződmények izolálása. Már megvitattuk azokat a kőzeteket (például savas granulitokat), amelyek a radionuklidok potenciális hordozói. Azt azonban nem hangsúlyozták, hogy az urántartalmú geológiai képződmények potenciálisan hatalmas területeket ölelhetnek fel, és ezáltal sok ember természetes sugárterhelését növelhetik. Így a szerves anyagokban és az uraninitban gazdag schisták (például az Alabama és Kentucky állambeli Chittanunga-formáció, amely 100 ezer km2 nagyságrendű területet fed le) a világ számos régiójában fordulnak elő. Az Egyesült Államokban a foszfor-képződés (0,003 – 0,03% urántartalmú foszfátlerakódások) és más képződmények a Colorado-fennsíkon, valamint Utah keleti részén, Északkelet-Arizonában és Északnyugat-Új-Mexikóban még nagyobb területet ölel fel. A gaboni Francevillien-formáció mintegy 35 ezer km2 területet fed le. Ha figyelembe vesszük, hogy az Oklo-lerakódás vagy jelenség (természetes atomreaktor) megtalálható ebben a képződésben, könnyű megragadni a hasadás állandó reakcióinak potenciális veszélyét ebben a régióban. Nagy mennyiségű tórium található a dél-indiai és (bizonyos mértékig) ausztráliai tengeri strandok homokjában. A kőzetekben és a talajban lévő természetes radionuklidok regionális geomedikai vizsgálatának (feltérképezésének) elvégzésével egy számunkra érdekes területen képesek vagyunk izolálni a radioekogeológiai tartományokat (régiókat), amelyekben a biocenózis (beleértve az embereket is) bizonyos sugárzási terhelést hordoz. Érthető, hogy a világ egyes régiói jól ismertek a radioaktív elemek magas tartalmáról (az indiai Kerala állam, a brazil La Plata-fennsík, a gaboni Oklo uránbánya szélesebb régiója stb.).

Ez az ember nem volt képes alkalmazkodni a természetes sugárzás mező mutatja a nemzetközi kutatások eredményei, jelezve, hogy a régiókban, ahol magas a tartalom természetes radionuklidok a sziklák, valamint a talaj jellemzi lassú népesség növekedését, növeli a száma, születési rendellenességek számának növekedése organikus betegségek, illetve a megnövekedett halálozási (különösen a gyermekek körében). A radiogeokémiai endémiák létezésére vagy nem létezésére vonatkozó komplex vizsgálatokat továbbra is el kell végezni. “Radiation Hygiene in Biotechnology” című könyvükben (1991), B. Petrovic and R. Mitrovic azt állítja, hogy van olyan kutatás, amely a radiogeokémiai endémiák döntő jelentőségét jelzi, de olyan munkát is végez, amely tagadja őket. Például az angol nyomozók azt állítják, hogy a radon Rn222 magas koncentrációja az ivóvízben Devon megyében (Nagy-Britannia) a rosszindulatú betegségek gyakoribb előfordulásának fő oka a lakosság körében. Hasonló következtetéseket vontak le az amerikai nyomozók, akik Iowa és Illinois állam 111 városában több mint egymillió emberről végeztek radioepidemiológiai vizsgálatokat: azt állítják, hogy a jelzett radionuklid jelentősen emelkedett koncentrációja az ivóvízben az átlagos szint felett jelentős különbségeket eredményez a csontok rosszindulatú betegségeinek halálozásában (amelyek különösen a 30 évesnél idősebb személyeknél jelentkeznek). A szovjet nyomozók a leukémiában elhunyt személyek csontjaiban a természetes radioaktivitás mérésének eredményeit is beszámolták, akik különböző sérülésekben haltak meg: a gamma-kibocsátó radionuklidok teljes aktivitása több mint kétszer nagyobb volt a leukémiában elhunyt csontok csontjaiban, mint a traumás okokból elhunyt személyek csontjaiban. Pincet francia tudós saját vizsgálatai és mások jelentései alapján arra a következtetésre jutott, hogy jelentős összefüggés van a bioszféra sugárzási hátterének szintje és a rosszindulatú betegségek okozta halálozás között. Mindezekből következik, hogy egy adott terület radiogeológiai regionalizációjának ismerete nagyon fontos a lakosság sugárterhelésének megállapításához: az orvosoknak különös figyelmet kell fordítaniuk a legveszélyesebb radioekogeológiai tartományokra.

attól függően, hogy milyen kőzetekből alakult ki és az agyagkomponens tartalma, a talaj radioaktívan szennyezett lehet nagyobb vagy kisebb mértékben. A talajban felhalmozódott természetes radionuklidok metabolikusan beépülnek a növényekbe, és a szennyezett élelmiszereken keresztül eljutnak az ember és az állatok szervezetébe. Az élőlények számára érthető veszélyt különösen a radioekogeológiai tartományokban fejezik ki, amelyeket a természetes radioaktív elemek emelkedett háttere jellemez. A problémát tovább bonyolítja a stroncium, a cézium, valamint a hosszú élettartamú radionuklidok egyéb mesterséges termékei jelenléte, amelyeket egy speciális fejezetben tárgyalunk.

Az urán geológiai (hidrogeológiai) körülményektől függően viszonylag könnyen szállítható, koncentrálható és elvihető az elsődleges lerakódástól. Ebben nagyon fontos szerepet játszik a felszín alatti víz, mivel az urán az oxidáció és a vízben való feloldódás pillanatától szinte szabadon mozog a földkéregben (ábra. 2.37.). Az urán önmagában nem feltétlenül olyan veszélyes, de radioaktív bomlásának termékei nemcsak a radioaktív sugárzással fenyegetik a természetet,hanem mérgezőek is, mint az elernents55. A vizes oldatok szerepe tehát elsődleges fontosságú az urán kémiai diszperziós aureoljainak létrehozásában és bomlásában a folyami üledékek felszíni agyagrétegében. Itt az urántartalom legfeljebb 200 ppb és annál nagyobb (akár 400 ppb, néha tízszer magasabb a bányavizekben). Kedvező hidrogeológiai körülmények között (például kiterjesztett hibazónák jelenléte) az urán nagyon nagy távolságokon szállítható, amelyet szem előtt kell tartani. Így például a magas urántartalom (50-100 ppb) eredete egy tavasszal Coloradóban legalább 100 km – re található kőzetekhez kapcsolódik. Mindezen okok miatt egy régió hidrogeológiai vizsgálatai során különös figyelmet kell fordítani az ivóvízben és az élelmiszer előállításához használt vízben lévő radioizotópok tartalmára, hogy ily módon megakadályozzák az emberi szervezetbe való belépést.

ábra. 2.37. Az Uránkoncentráció C(µg/l) és a víz mineralizációja m (mg/1) aránya az Ogallala formációból Texasban (USA)(S. N. Davis, R. J. M. De Wiest, 1966). 1-minták HCO3-mal, az összes anion több mint 50% – a; 2-a HCO3-as minták kevesebb, mint az összes anion 50% – a.

a környezet radioaktív elemekkel történő szennyezése minden bizonnyal az összes létező probléma listájának tetején van, amely a természet és az emberiség védelmére szólított fel. A természet radioaktív elemekkel történő szennyezésének összetettsége és veszélye arra kényszerítette az embert, hogy a lehető legkisebb részletességgel tanulmányozza a radioaktív elemeket érintő folyamatokat. A szervezetbe lenyeléssel vagy belélegzéssel bejuttatott természetes és mesterséges radionuklidok a radionuklid metabolizmusával és a szerv sugárzásra való érzékenységével összhangban az egyes szervekre oszlanak. Mindezt figyelembe veszik az ivóvízből, az élelmiszertermékekből és más sugárzási forrásokból származó radionuklidok hozzájárulásának becslésekor a lakosság teljes besugárzásához.

sugárzás, hogy a hely a termelés belép lakott régiók vagy régiók nem közvetlenül kapcsolódik a termelés vagy a nukleáris energia felhasználása nem haladhatja meg a 0,5 sieverts (Sv)56per személy évente. A széles körben elterjedt radioaktív ásványi anyagokkal rendelkező régiókban az ember által kapott háttér besugárzás dózisa négyszer nagyobb lehet, mint az adott határérték, amelynek nagyobb vagy kisebb káros hatással kell lennie az emberi egészségre57. Ha valamilyen rövid távú sugárzásról van szó, a kardiovaszkuláris rendszerben jelentősebb változások léphetnek be 150-200 mSv – nál nagyobb dózisban, míg a 700-1000 mSv – ot meghaladó dózis általában halálos a gyakorlatban a maximális megengedett koncentráció kifejezést használják, bár erősen kérdéses, hogy létezik-e olyan határ, amely alatt a biztonság garantált. Még akkor is, ha maximális megengedett sugárzási dózist találunk, továbbra is meg kell állapítanunk az egyes radioizotópok hatását, különösen abban az esetben, ha különböző sugárzást bocsátanak ki, különböző sebességgel. Ezenkívül egyes elemek hajlamosak felhalmozódni az emberi szervezet különböző részein. Az ilyen elemek radioizotópjai koncentrált biológiai károsodást okoznak. Például plutónium, rádium és stroncium halmozódik fel a csontokban; jód halmozódik fel a pajzsmirigyben; ólom és vízben oldódó izotópok halmozódnak fel a vesékben. A tüdő a kritikus szerv a radionuklidok feloldatlan formában.

a különböző radioizotópok által okozott biológiai veszély különbségei általában nagyok. Például, ha összehasonlítjuk Ra228, valamint H3 (mind a half – life-több éve-kibocsátása alacsony energiájú béta-sugarak), azt látjuk, hogy az idő, a lakóhely, az emberi szervezet különböző. A H3 nagy része több hét után eltűnik a szervezetből, míg az R228 örökre a csontokban marad. Az alábbiakban számos más jellemzőt vizsgálunk a fontosabb radioizotópok viselkedésében.

a rádium Ra226 legelterjedtebb izotópja az összes szervetlen komponens közül a legmérgezőbb, és nagyon erős rákkeltő hatása van. Biológiai felezési ideje meglehetősen hosszú, 45 év. Kémiai viselkedése hasonló a kalciuméhoz. A talajból történő reszorpcióval könnyen bejut a növényekbe, majd állatok és állati és növényi eredetű élelmiszerek útján jut el az emberhez. Bár az élelmiszerrel bevitt elem átlagos koncentrációja 111-185 mBq/nap, az amerikai kutatók nagy változékonyságot állapítottak meg koncentrációjának különböző élelmiszerekben. Például az r226 nagyon magas aktivitása és tartalma a filbertekben, mint természetes jelenség, sok kutató figyelmét felkeltette.

B. Petrovic and R. Mitrovic (1991) szerint sok munkás megvizsgálta az Ra226 tartalmát az emberi szervezetben, és megpróbálta meghatározni ennek a radionuklidnak a sugárterhelését. Megállapították, hogy Európa és Közép-Amerika lakosaiban a csontok átlagos mennyisége 0,37 – 0,55 mBq/g hamu (ami az átlagember számára 1,11-1,48 mBq-os aktivitásnak felel meg). Ez a szám valamivel magasabb Észak-Amerika és Ázsia régióiban.

a radon vízben való jelenléte nem veszélyes az emberi egészségre. A gázállapotú radon azonban nemkívánatos hatást fejt ki. Radon fid a tüdőben, mint a kritikus szerv. A radon valódi veszélyét a rövid életű termékei, a bizmut és a polónium jelentik. A Radon és termékei elsősorban alfa-sugarakat bocsátanak ki, amelyek nagyon korlátozott hatótávolságúak, de energetikailag meglehetősen erősek, 1 mm-nél kisebb átmérőjűek, súlyos károsodást okoznak a tüdőben. A rák kockázata közvetlenül függ a gáz koncentrációjától abban a térben, ahol az ember időt tölt, különösen magas az uránlerakódásokban lévő aknákban dolgozó bányászok számára.

a balneológiában széles körben alkalmazzák a radon és az alfa-sugarak ismeretlen dózisainak az emberi szervezetre lebontott termékekből származó pozitív hatását. A radioaktív (radon) vizek megváltoztatják a vérképet, csökkentik a vérnyomást, befolyásolják bizonyos allergiás betegségeket, hatnak a központi és vegetatív idegrendszer működésére, serkentik a szervezet számos kompenzációs – adaptív válaszát stb.