PROMIENIOWANIE
Promieniowanie jonizujące
Środowisko w którym żyjemy, cechuje się występowaniem substancji promieniotwórczych, zarówno naturalnych jak i sztucznych. Promieniowanie jonizujące pochodzenia naturalnego, to promieniowanie kosmiczne i promieniowanie radionuklidów naturalnych obecnych w środowisku. Promieniowanie jonizujące pochodzenia sztucznego, to promieniowanie związane ze stosowaniem źródeł promieniowania jonizującego w przemyśle i medycynie oraz promieniowanie spowodowane próbnymi wybuchami jądrowymi i awariami obiektów techniki jądrowej. Promieniowanie jonizujące może być przyczyną biologicznych uszkodzeń komórek i narządów.
Główne źródła promieniowania jonizującego
Naturalne substancje promieniotwórcze obecne w środowisku Ziemi pochodzą z trzech naturalnych szeregów promieniotwórczych: uranowo-radowego, torowego i uranowo- aktynowego. Radionuklidy tych szeregów są emiterami promieniowania alfa, beta i gamma. Z nich największe znaczenie ma 226Ra (rad-226), o bardzo długim okresie połowicznego rozpadu (T1/2 = 1600 lat), emiter alfa, tworzący w wyniku rozpadu promieniotwórczego szereg pochodnych radionuklidów o bardzo różnych okresach rozpadu promieniotwórczego, w tym izotop radonu Rn-222. Poziomy zawartości radu w różnych komponentach środowiska nie ulegają zauważalnym zamianom w czasie, choć mogą wykazywać zróżnicowanie geograficzne ze względu na zróżnicowaną budowę geologiczną lub ze względu na pewne działalności człowieka (kopalnictwo węgla kamiennego, stosowanie nawozów P i K, i wydobycie rud uranu).
W Polsce wydobycie rud uranu zakończono w 1963 r. Niektóre kopalnie węgla kamiennego na Śląsku wykazują znaczne zawartości radu Ra-226 i Ra-228 w osadach wód dołowych i w samych wodach.
Ważnym izotopem naturalnie promieniotwórczym, z uwagi na jego duży udział w ziemskim tle promieniowania jonizującego, jest potas K-40.
Radionuklidem, który występuje w środowisku zarówno jako izotop naturalny jak i wytworzony w wyniku działalności człowieka, jest promieniotwórczy izotop wodoru H-3 (tryt) o okresie połowicznego rozpadu T1/2 = 12,34 lat. Występuje on w środowisku głównie w postaci wody trytowej. Skażenie wód powierzchniowych tym radionuklidem ma charakter globalny.
Sztuczne radionuklidy przedostają się do środowiska w sposób niekontrolowany, bądź kontrolowany. Niekontrolowane uwalnianie do środowiska wielkich ilości radionuklidów miało miejsce w okresie prowadzenia doświadczalnych wybuchów jądrowych, szczególnie pod koniec lat pięćdziesiątych i na początku lat sześćdziesiątych.
Istotnym niekontrolowanym źródłem radionuklidów w środowisku były także awarie obiektów jądrowych, z których największa miała miejsce w 1986 roku w Czarnobylu.
Rodzaje radionuklidów
W pierwszym okresie po uwolnieniu, w środowisku występują zarówno radionuklidy krótkożyciowe (o okresie połowicznego rozpadu do kilku tygodni) jak i radionuklidy o średnim (kilka miesięcy do kilku lat) i długim okresie połowicznego rozpadu (ponad kilka lat). W późniejszym okresie po uwolnieniu decydujące znaczenie w skażeniu środowiska mają radionuklidy długożyciowe, a głównie 137Cs (cez-137, emiter cząstek beta i promieniowania gamma o okresie połowicznego rozpadu T1/2 = 30 lat; jego znaczne ilości zostały wprowadzone do środowiska w rezultacie awarii reaktora w Czarnobylu).
Skażenia promieniotwórcze środowiska
Ogólna ocena sytuacji radiacyjnej w środowisku przeprowadzana jest na podstawie pomiarów:
- poziomu promieniowania gamma,
- zawartości naturalnych i sztucznych izotopów promieniotwórczych w głównych komponentach środowiska naturalnego.
Kilka definicji
• aktywność: wielkość, która określa liczbę przemian jądrowych zachodzących w danej ilości substancji promieniotwórczej w jednostce czasu; jednostką jest bekerel (jedna przemiana na sekundę, symbol Bq)
• dawka pochłonięta: ilość energii promieniowania jonizującego pochłonięta w jednostce masy materii; jednostką jest grej, równy jednemu dżulowi na kilogram, symbol Gy)
• dawka skuteczna: obliczana z dawki pochłoniętej z uwzględnieniem niemianowanych współczynników wagowych rodzaju promieniowania i narządów lub tkanek, określająca narażenie całego ciała; jednostką jest siwert (symbol Sv)
• ekspozycja (dawniej - dawka ekspozycyjna) - pojęcie używane przy ocenie natężenia promieniowania X i gamma, powodującego wtórną jonizację powietrza; jednostką jest rentgen (ładunek 1 jednostki elektrostatycznej w centymetrze sześciennym powietrza suchego w warunkach normalnych)
Rodzaje promieniowania
Promieniowanie gamma
Aerozole atmosferyczne (głównie Cs-137)
Opad całkowity (Cs-137, Cs-134, Ra-226, Ra-228, Be-7 i K-40)
Średnie wartości mocy dawki tła promieniowania gamma najwyższe są w województwach południowych (dolnośląskie, opolskie, śląskie, małopolskie i podkarpackie)
Średnio roczne stężenie Cs-137 w powietrzu w Polsce wynosiło 2,2 mili Bq w 1990 a w 2001 jedynie 1,2 mili Bg/m3.
Gleba
Radioaktywność gleby pochodzącą od naturalnych i sztucznych izotopów promieniotwórczych wyznaczano na podstawie pomiarów zawartości poszczególnych izotopów promieniotwórczych w próbkach niekultywowanej gleby, pobranych z warstwy o grubości do 10 cm.
Wyniki pozwalają stwierdzić, że:
- zawartość sztucznego izotopu Cs-137 w glebie pochodzi głównie z okresu awarii czarnobylskiej i ulega powolnemu spadkowi wynikającemu głównie z okresu połowicznego rozpadu tego izotopu,
- średnia zawartość izotopu Cs-137 jest kilkanaście razy niższa od średniej zawartości naturalnego izotopu K-40, - zawartość izotopu Cs-134 znajduje się poniżej progu wykrywalności.
Średnie stężenie Cs-137 w powierzchniowej warstwie (0-10 cm) gleby jest w południowych województwach dwyukrotnie wieksze niż w innych, przy czym w opolskim sześć razy wieksze, tj. 12 kBq/m2
Wody powierzchniowe
Badania środowiska wodnego rzek i jezior w Polsce koncentrują się na trzech radionuklidach najważniejszych z punktu widzenia ochrony środowiska: Cs-137, Ra-226 i trycie H-3. Przekroczenia notuje się jedynie dla trytu (1000-1500 w jeziorach a 1200-1900 Bq/m3 w rzekach)
ODPADY PROMIENIOTWÓRCZE
W Polsce odpady promieniotwórcze powstają w wyniku stosowania radioizotopów w medycynie, przemyśle i badaniach naukowych, podczas produkcji otwartych i zamkniętych źródeł promieniowania oraz w toku eksploatacji reaktorów badawczych służących m.in. do produkcji radioizotopów.
Odpady te występują zarówno w postaci ciekłej jak i stałej.
Nisko i średnio aktywne odpady promieniotwórcze są przetwarzane, zestalane i składowane w Krajowym Składowisku Odpadów Promieniotwórczych w Różanie (przewiduje się wypełnienie tego składowiska około 2015-2020 r.).
Wypalone paliwo jądrowe z reaktorów badawczych EWA i MARIA oraz zużyte źródła promieniotwórcze gamma o dużej aktywności są przechowywane (tymczasowo) w basenach wodnych reaktora w Instytucie Energii Atomowej i przechowalnikach w ZDUOP w Świerku.
Ilość stałych odpadów promieniotwórczych odebranych przez Zakład Unieszkodliwiania Odpadów Promieniotwórczych w Świerku (ZUOP) od użytkowników wynosi 120 m3 i w większości są to odpady średnio aktywne,
Ilość ciekłych odpadów promieniotwórczych odebranych przez ZDUOP od użytkowników wynosi ponad 100 m3 i są to w większości odpady nisko aktywne.
PODSUMOWANIE
Skażenia środowiska sztucznymi izotopami promieniotwórczymi nie powodują w Polsce istotnego zagrożenia radiologicznego środowiska. Moc dawki w latach 1996-2001 była na poziomie 40-150 nSv/h, czyli na poziomie wartości z okresu przed awarią w Czarnobylu. W latach tych średnia roczna dawka skuteczna od sztucznych izotopów nie przekraczała kilku µSv/rok (przy uwzględnieniu lokalnych różnic w poziomie skażeń). Wieloletnie pomiary wskazują tym samym, że narażenie powodowane promieniowaniem pochodzącym od izotopów sztucznych jest bez porównania mniejsze niż pochodzące od promieniowania naturalnego.
Promieniowanie magnetyczne
W Unii Europejskiej zagadnienie promieniowania elektromagnetycznego poruszone zostało w przyjętej w dniu 12 lipca 1999 roku rekomendacji Rady Europejskiej w sprawie ograniczania ekspozycji pół elektromagnetycznych o częstotliwościach od 0 Hz do 300 GHz. Rekomendacja została skonstruowana głównie w oparciu o zalecenia Międzynarodowej Komisji Ochrony przed Promieniowaniem Niejonizującym ICNIRP (International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection). Stanowi ona jedyny oficjalny akt Unii Europejskiej, odnoszący się do kwestii oddziaływań pól elektromagnetycznych. Podkreślić należy fakt, że dotychczas nie została przyjęta żadna dyrektywa Unii dotycząca tych kwestii.
Przyjęte w zaleceniach ICNIRP wartości dopuszczalnych poziomów pól elektromagnetycznych zostały określone z odpowiednim zapasem bezpieczeństwa, aby wykluczyć możliwość występowania negatywnych skutków zdrowotnych.
Główne źródła promieniowania elektromagnetycznego
• linie elektroenergetyczne;
• obiekty radiokomunikacyjne, w tym: stacje nadawcze radiowe i telewizyjne, stacje bazowe telefonii komórkowych;
• obiekty radiolokacyjne.
PODSUMOWANIE
Coraz częściej zaczyna się mówić o polach elektromagnetycznych jako o zanieczyszczeniu środowiska. Wykonane do tej pory pomiary nie wykazały ani w Warszawie, ani w Łodzi przekroczeń dopuszczalnych wartości pól elektromagnetycznych. Ewentualne przekroczenia mogą pojawiać się jednak nie tylko w bezpośrednim sąsiedztwie urządzeń nadawczych, ale także w zupełnie przypadkowych miejscach w otwartym terenie, jako wynik sumowania się mocy (superpozycji fal) pochodzących z wielu źródeł. W związku z tym należy dbać, aby nie dochodziło do takich sytuacji, jak również do zmian warunków życia człowieka w wyniku niebezpiecznego nakładania się sztucznie wytwarzanych pól elektromagnetycznych na istniejące w przyrodzie pola naturalne.