لقد ثبت أن الخلفية الإشعاعية الرئيسية على كوكبنا (على الأقل حتى الآن) يتم إنشاؤها بواسطة مصادر الإشعاع الطبيعية. وبحسب العلماء فإن حصة المصادر الطبيعية للإشعاع في الجرعة الإجمالية المتراكمة لدى الشخص العادي طوال حياته تبلغ 87٪. أما نسبة الـ 13% المتبقية فتأتي من مصادر من صنع الإنسان. من بينها، يتم تشكيل 11.5٪ (أو ما يقرب من 88.5٪ من المكون "الاصطناعي" للجرعة الإشعاعية) بسبب استخدام النظائر المشعة في الممارسة الطبية. والـ 1.5% المتبقية فقط هي نتيجة لعواقب الانفجارات النووية، والانبعاثات من محطات الطاقة النووية، والتسربات من مرافق تخزين النفايات النووية، وما إلى ذلك.

من بين المصادر الطبيعية للإشعاع، يحمل الرادون بثقة "شجرة النخيل"، مما تسبب في ما يصل إلى 32٪ من إجمالي جرعة الإشعاع.

ما هو الرادون؟ وهو غاز طبيعي مشع، شفاف تماما، ليس له طعم ولا رائحة. لا يتم اكتشاف النويدات المشعة الغازية الرادون-222 (مع اليود-131 والتريتيوم (3H) والكربون-14) بالطرق القياسية. إذا كان هناك شك معقول في وجود النويدات المشعة المذكورة أعلاه، وخاصة غاز الرادون، فمن الضروري استخدام معدات خاصة للقياسات.

ما هو خطر الرادون؟ وهو غاز يدخل جسم الإنسان عن طريق الاستنشاق ويمكن أن يسبب آثارا صحية ضارة، أبرزها سرطان الرئة. ووفقا لخدمة الصحة العامة الأمريكية، فإن غاز الرادون هو السبب الرئيسي الثاني لسرطان الرئة لدى البشر بعد التدخين.

يتشكل الرادون في أحشاء الأرض نتيجة تحلل اليورانيوم، والذي، على الرغم من وجوده بكميات صغيرة، يشكل جزءًا من جميع أنواع التربة والصخور تقريبًا. وفي عملية التحلل الإشعاعي، يتحول اليورانيوم إلى الراديوم 226، والذي بدوره يتكون من الرادون 222. محتوى اليورانيوم مرتفع بشكل خاص (يصل إلى 2 ملغم / لتر) في صخور الجرانيت. وبناءً على ذلك، في المناطق التي يكون فيها الجرانيت هو العنصر السائد في تكوين الصخور، يمكن أيضًا توقع زيادة محتوى غاز الرادون. يتسرب الرادون تدريجياً من الأمعاء إلى السطح، حيث يتبدد فوراً في الهواء، ونتيجة لذلك يبقى تركيزه ضئيلاً ولا يشكل خطراً.

تنشأ المشاكل إذا لم يكن هناك تبادل هواء كاف، على سبيل المثال، في المنازل والمباني الأخرى. في هذه الحالة، يمكن أن يصل محتوى غاز الرادون في غرفة مغلقة إلى تركيزات خطيرة. وبما أن الرادون يدخل المباني من الأرض، في الغرب، عند بناء الأساسات في المناطق "الخطيرة بالرادون"، يتم استخدام أغشية واقية خاصة على نطاق واسع لمنع تسرب الرادون. ومع ذلك، حتى استخدام هذه الأغشية لا يوفر حماية بنسبة 100%. عندما يتم استخدام الآبار لتزويد المنزل بالمياه، يدخل غاز الرادون إلى المنزل بالمياه ويمكن أن يتراكم أيضًا بكميات كبيرة في المطابخ والحمامات. والحقيقة هي أن الرادون يذوب جيدًا في الماء وعندما تتلامس المياه الجوفية مع الرادون، فإنها تتشبع بسرعة كبيرة بهذا الأخير. وفي الولايات المتحدة، يتراوح مستوى الرادون في المياه الجوفية من 10 إلى 100 بيكريل لكل لتر، ويصل في بعض المناطق إلى مئات بل وآلاف بيكريل/لتر.

يعمل الرادون المذاب في الماء بطريقتين. فمن ناحية، يدخل إلى الجهاز الهضمي مع الماء، ومن ناحية أخرى، يستنشق الإنسان غاز الرادون المنطلق من الماء عند استخدامه. والحقيقة هي أنه في اللحظة التي يتدفق فيها الماء من الصنبور، يتم إطلاق الرادون منه، ونتيجة لذلك يمكن أن يكون تركيز الرادون في المطبخ أو الحمام أعلى بمقدار 30-40 مرة من مستواه في الغرف الأخرى (لأنه على سبيل المثال، في غرف المعيشة). أما الطريقة الثانية (الاستنشاق) للتعرض للرابون فتعتبر أكثر خطورة على الصحة.

توصي وكالة حماية البيئة الأمريكية (USEPA) بقيمة حدية للرادون في الماء تبلغ 300 pCi/l (أي 11.1 Bq/l - راجع "وحدات القياس") باعتبارها الحد الموصى به، والذي، على أية حال، لم ينعكس بعد في المعيار الوطني الأمريكي لجودة المياه (هذه المعلمة غير موحدة). في معايير السلامة من الإشعاع الروسية الصادرة مؤخرًا (NRB-99)، تم تحديد الحد الأقصى لمستوى محتوى الرادون في الماء، والذي يتطلب التدخل بالفعل، عند 60 بيكريل/كجم.

هل من الممكن محاربة الرادون في الماء؟ نعم، وفعالة للغاية. واحدة من أكثر الطرق فعالية لمكافحة غاز الرادون هي تهوية المياه ("فقاعات" الماء مع فقاعات الهواء، حيث "يطير" كل غاز الرادون تقريبًا في الريح"). لذلك، بالنسبة لأولئك الذين يستخدمون المياه البلدية، ليس هناك ما يدعو للقلق عمليًا، نظرًا لأن التهوية جزء من الإجراء القياسي لمعالجة المياه في محطات معالجة المياه بالمدينة. أما بالنسبة لمستخدمي مياه الآبار من الأفراد، فقد أظهرت الدراسات التي أجرتها وكالة حماية البيئة الأمريكية كفاءة عالية إلى حد ما للكربون المنشط. مرشح يعتمد على الكربون المنشط عالي الجودة قادر على إزالة ما يصل إلى 99.7٪ من غاز الرادون. صحيح أنه بمرور الوقت ينخفض ​​هذا الرقم إلى 79٪. يتيح لك استخدام منقي الماء على راتنجات التبادل الأيوني قبل مرشح الكربون زيادة الرقم الأخير إلى 85٪.

يبلغ عمر الأرض حوالي 6 مليارات سنة، وفقط بعد 4 مليارات سنة بدأت الحياة على الأرض. يمكن أن يكون سبب هذه الفجوة الزمنية الكبيرة، وفقا لبعض العلماء، هو ارتفاع مستوى الإشعاع الذي كان على الكوكب بعد وقت قصير من حدوثه. ولذلك، لم تظهر الكائنات الحية إلا بعد انخفاض كبير في النشاط الإشعاعي للقشرة الأرضية والغلاف الجوي. لكن الإشعاع بقي، ولا يمنع الناس من العيش. إنه موجود في كل مكان - في الماء والهواء وفي الأرض وعلى الأرض. تحتوي مياه المحيط العالمي على مليارات الأطنان من البوتاسيوم المشع والروبيديوم واليورانيوم والثوريوم والراديوم. تحتوي مياه الينابيع الطبيعية على اليورانيوم بنسبة تتراوح من 5×10-7 إلى 3×10-5 جم/لتر. يوجد يورانيوم أقل إلى حد ما في الأنهار الشمالية وأكثر في الأنهار الجنوبية. وفي المسطحات المائية التي لا تصريف لها في المناطق القاحلة، يمكن أن يصل تركيز اليورانيوم إلى 4-10-2 جم/لتر. ويقدر النشاط الإشعاعي لمياه الأنهار بحوالي 10-12 كوري/لتر، ومياه البحيرة 10-11 كوري/لتر، ومياه البحر 10-10 كوري/لتر، بينما النشاط الإشعاعي للهواء الجوي يبلغ حوالي 10-16 كوري/سم3. النشاط الإشعاعي للهطول الجوي بالقرب من سطح الأرض حوالي 2-10-11 كوري/جرام. ويظل هطول الأمطار مشعًا لعدة ساعات، ويكون الثلج أكثر إشعاعًا من المطر. يساهم هطول الأمطار في تنقية الجو من التلوث الإشعاعي. يحتوي الضباب والرذاذ على أكبر كمية من المواد المشعة. يرجع النشاط الإشعاعي الطبيعي للمياه البرية والمحيطات بشكل رئيسي إلى النظائر المشعة للبوتاسيوم (K40). في الطبقات العليا من الغلاف الجوي، عندما يتم قصف نوى الهيدروجين بواسطة الأشعة الكونية، يتم تشكيل نظير ثقيل من الهيدروجين - التريتيوم المشع، والذي يدخل بعد ذلك في تكوين الماء فائق الثقل T20 ويسقط مع هطول الأمطار على سطح الأرض. عمر النصف هو 12.2 سنة. ينخفض ​​تركيز التريتيوم كلما اقتربنا من خط الاستواء. يوجد التريتيوم في مياه المحيطات أقل منه في المياه الأرضية.

يحتوي جسم الإنسان على حوالي 3-10-3 جرام من البوتاسيوم المشع و6-10-9 جرام من الراديوم. بسبب هذه المواد، يحدث 6000 بيتا و 220 ألفا في كل ثانية في جسم الإنسان. بالإضافة إلى ذلك، نتيجة التعرض للأشعة الكونية، تنشأ عناصر راديوية اصطناعية في جسم الإنسان. ونتيجة لذلك، يحدث 10000 تفاعل اضمحلال في جسم الإنسان كل ثانية. وبما أن الهواء والماء والصخور المحيطة بنا مشعة، فإن جسم الإنسان قد تكيف مع الخلفية الإشعاعية للبيئة من حيث مستوى نشاطها الإشعاعي. تُستخدم المياه المشعة على نطاق واسع في علاج أجهزة الجسم المختلفة وأمراض معينة.

قبل قرن من الزمان، كان يُنظر إلى النشاط الإشعاعي المكتشف حديثًا على أنه الدواء الشافي لمعظم الأمراض وحتى الشيخوخة. كان الأطباء يستخدمون اليورانيوم والثوريوم، وخاصة الراديوم و"انبعاثه" الغازي (الرادون) على نطاق واسع. تنقسم المياه الطبيعية التي تحتوي على كمية متزايدة من المواد المشعة إلى مياه الراديوم واليورانيوم والرادون المشعة. مياه الرادون هي مياه معدنية ذات تركيبات مختلفة تحتوي على غاز مشع - غاز الرادون بتركيز علاجي معين. تنقسم مياه الرادون إلى مجموعتين رئيسيتين: تركيبة بسيطة، حيث الرادون هو العنصر العلاجي الوحيد؛ تكوين معقد، عندما يتم دمج الرادون مع مكونات علاجية قيمة أخرى (السيليكون، النيتروجين، الكلوريدات، الكالسيوم، ثاني أكسيد الكربون، إلخ). بالفعل في عام 1935، استخدم العالم السوفيتي V. A. Stogov حمامات الرادون والميكروكليسترات مع ماء الرادون لعلاج المرضى الذين يعانون من التهاب البروستاتا المزمن. عند المعالجة بمياه الرادون، يتفاعل عاملان علاجيان - التأثير العلاجي للمياه المعدنية نفسها وتأثير الإشعاع المؤين الذي يحدث أثناء تحلل هذا الغاز المشع. يدخل الرادون إلى دم الإنسان عبر الجلد والجهاز التنفسي والأغشية المخاطية. بعد 2.5 ساعة، نتيجة الاضمحلال، يتحول الرادون إلى نظائر تعيش في جسم الإنسان لمدة لا تزيد عن ساعتين. يؤدي التأثير المؤين للنظائر المتحللة إلى تكوين الجذور الحرة، مما يؤدي إلى تفاعلات كيميائية مختلفة وعمليات إنزيمية وإنتاج هرمونات مختلفة. ومع ذلك، فإن مياه الرادون الضعيفة التي تحتوي على حمض السيليك والنيتروجين والعناصر الدقيقة الأخرى يمكن أن يكون لها في كثير من الأحيان تأثير علاجي.

الرادون ومنتجاته المسببة للإشعاع، تحفز الأنسجة الضامة والخلايا الظهارية والمتنية في الجسم؛ تؤثر على وظيفة أجهزة الجسم المختلفة. زيادة سرعة الدورة الدموية، وتحفيز تكوين الدم وتبادل المواد النشطة بيولوجيا (السيروتونين، الهستامين، الكاتيكولامينات، وما إلى ذلك). من خلال التأثير على الجهاز المناعي للجسم، يعزز العلاج بالرادون تنشيط عمليات الأنسجة ويسبب ارتشاف المتسللات الالتهابية، مما يؤثر على مسار العملية الالتهابية، على وجه الخصوص، يؤخر تطور عملية التصلب. الرادون له تأثير تقوية عام على الجسم (هشاشة العظام والتجدد في الشيخوخة). تساعد مياه الرادون المعدنية في مكافحة أمراض جهاز المناعة الذاتية (التهاب الجلد والعضلات، الذئبة الحمامية الجهازية، وما إلى ذلك) وأمراض الجهاز العصبي المحيطي (العصاب، التهاب العصب، الألم العصبي، اعتلال الأعصاب، عرق النسا، التهاب المفاصل، التهاب الضفيرة، الشلل الجزئي في مرحلة الشفاء)، وكذلك في علاج أمراض الجهاز العضلي الهيكلي ذات الأصول والتعقيدات المختلفة (التهاب المفاصل، والتهاب المفاصل، والتهاب الفقار المقسط، والمفاصل الاصطناعية، والاعتلال المفصلي، ومتلازمة الطحالب الفقارية، وما إلى ذلك) يوصى بحمامات الرادون في حالات اضطرابات الغدة الدرقية، وأمراض المنطقة التناسلية الأنثوية. ، نقص المناعة.

لعلاج المرضى الذين يعانون من التهاب البروستاتا المزمن، يتم استخدام حمامات الرادون، ميكروكليسترز والري من خلال المستقيم. تستخدم حمامات الرادون بتركيز 60-120 نيسي / لتر، ودرجة الحرارة 36-37 درجة مئوية، ويتم تنفيذ الإجراءات كل يوم، لمدة 10-15 دقيقة، لدورة العلاج 12-14 إجراء.

ويتم الري بماء الرادون وفق الطريقة التالية: تركيز الماء 40-80 نيسي/لتر؛ درجة الحرارة 38-39 درجة مئوية؛ يتم إدخال الماء إلى المستقيم بأجزاء تتراوح من 0.5 إلى 0.7 لتر ثم يتم إطلاقه. يتم استخدام ما يصل إلى 10 لترات من الماء لإجراء واحد. مدة الإجراء 15 دقيقة، مسار العلاج هو 5-6 الري.

يتم عرض المرضى الذين لا يتحملون الري جيدًا على ميكروكليسترات تحتوي على ماء الرادون بتركيز 80-120 نيسي / لتر ودرجة حرارة 39-40 درجة مئوية. يتم حقن 150-200 مل من ماء الرادون في المستقيم، ويبقى هناك لمدة 30 دقيقة أو أكثر. يتم وصف الميكروكليستر يوميًا أو كل يومين لدورة علاجية من 10 إلى 12 إجراء. الري بماء الرادون له التأثير العلاجي الأكبر (75-77%). الميكروكليسترات وحمامات الرادون أقل فعالية (65-70٪).

العلاج بحمامات الرادون والرادون يعطي تأثيراً رائعاً دون آثار جانبية ضارة على الجسم. ومع ذلك، يتم بطلان العلاج بالرادون في الحالات التالية: الأورام، والأمراض المعدية الحادة، والسل النشط، وقصور القلب الحاد، والأمراض النفسية الحادة. بالإضافة إلى ذلك، يجب على النساء الحوامل والمرضى الذين يعانون من تضخم الغدة الدرقية والمرضى بعد الجراحة أو العلاج من مرض ورمى الامتناع عن العلاج الإشعاعي خلال أول عامين. كما يقتصر العلاج بالرادون على الأطفال والمراهقين.

PIR (مصادر الإشعاع الطبيعية)

هناك مواد مشعة بشكل طبيعي، والمعروفة باسم مصادر الإشعاع الطبيعية (NIR). وتتكون معظم هذه المواد نتيجة اضمحلال اليورانيوم أو الثوريوم، وتنبعث منها جسيمات ألفا.

المنتج الثانوي الرئيسي للتخصيب هو اليورانيوم المنضب، ويتكون بشكل رئيسي من اليورانيوم 238 مع أقل من 0.3٪ من اليورانيوم 235. وهو موجود في المخزن، تمامًا مثل UF 6 وU 3 O 8 . وتستخدم هذه المواد في المناطق التي تكون فيها كثافتها عالية للغاية، كما هو الحال في صناعة عارضات اليخوت والقذائف المضادة للدبابات. كما أنها تستخدم (مع البلوتونيوم المعاد تدويره) لإنتاج وقود نووي مختلط من الأكسيد ولتخفيف اليورانيوم المعاد تخصيبه، والذي كان في السابق جزءًا من الأسلحة النووية. ويعني هذا التخفيف، الذي يسمى أيضاً النضوب، أن أي دولة أو مجموعة تحصل على الوقود النووي سوف تضطر إلى تكرار عملية التخصيب الباهظة التكلفة والمعقدة قبل أن تتمكن من إنتاج سلاح نووي.

نهاية الدورة

تحتوي المواد التي تنتهي فيها دورة الوقود النووي (معظمها قضبان الوقود المستهلك) على منتجات انشطارية تنبعث منها أشعة بيتا وأشعة جاما. وقد تحتوي أيضًا على الأكتينيدات التي تنبعث منها جسيمات ألفا، والتي تشمل اليورانيوم (234 U)، والنبتونيوم (237 Np)، والبلوتونيوم (238 Pu)، والأمريسيوم (241 Am)، وأحيانًا حتى مصادر النيوترونات مثل الكاليفورنيوم (Cf). ويتم إنتاج هذه النظائر في المفاعلات النووية.

ومن المهم التمييز بين معالجة اليورانيوم لإنتاج الوقود ومعالجة اليورانيوم المستخدم. يحتوي الوقود المستخدم على منتجات انشطارية عالية النشاط الإشعاعي (انظر النفايات المشعة عالية النشاط أدناه). العديد منها ماصة للنيوترونات، ومن هنا حصلت على اسم "السموم النيوترونية". في نهاية المطاف، تزداد أعدادها إلى حد أنها، عن طريق محاصرة النيوترونات، توقف التفاعل المتسلسل حتى عند إزالة قضبان امتصاص النيوترونات بالكامل. ويجب استبدال الوقود الذي وصل إلى هذه الحالة بآخر جديد، على الرغم من وجود كمية كافية من اليورانيوم 235 والبلوتونيوم. حاليًا، في الولايات المتحدة، يتم إرسال الوقود المستعمل إلى التخزين. وفي بلدان أخرى (على وجه الخصوص، في روسيا وبريطانيا العظمى وفرنسا واليابان)، تتم إعادة معالجة هذا الوقود لإزالة المنتجات الانشطارية، ثم بعد إعادة التخصيب، يمكن إعادة استخدامه. في روسيا، يسمى هذا الوقود المتجدد. تتضمن عملية إعادة المعالجة العمل مع مواد شديدة الإشعاع، والمنتجات الانشطارية التي تتم إزالتها من الوقود هي شكل مركز من النفايات عالية الإشعاع، تمامًا مثل المواد الكيميائية المستخدمة في إعادة المعالجة.

لإغلاق دورة الوقود النووي، يقترح استخدام مفاعلات النيوترونات السريعة، مما يسمح بمعالجة الوقود الذي هو نتاج نفايات مفاعلات النيوترونات الحرارية.

حول مسألة الانتشار النووي

عند العمل مع اليورانيوم والبلوتونيوم، غالبا ما يؤخذ في الاعتبار إمكانية استخدامها في صنع الأسلحة النووية. وتخضع المفاعلات النووية النشطة ومخزونات الأسلحة النووية لحراسة مشددة. ومع ذلك، قد تحتوي النفايات المشعة للغاية الناتجة عن المفاعلات النووية على البلوتونيوم. وهو مطابق للبلوتونيوم المستخدم في المفاعلات ويتكون من 239 Pu (مثالي لبناء الأسلحة النووية) و240 Pu (مكون غير مرغوب فيه، شديد الإشعاع)؛ ومن الصعب جدًا فصل هذين النظيرين. علاوة على ذلك، فإن النفايات عالية الإشعاع من المفاعلات مليئة بالمنتجات الانشطارية عالية الإشعاع؛ ومع ذلك، فإن معظمها نظائر قصيرة العمر. وهذا يعني أن التخلص من النفايات أمر ممكن، وبعد سنوات عديدة سوف تتحلل المنتجات الانشطارية، مما يقلل من النشاط الإشعاعي للنفايات ويسهل العمل مع البلوتونيوم. علاوة على ذلك، فإن النظير غير المرغوب فيه 240 Pu يتحلل بشكل أسرع من 239 Pu، وبالتالي فإن جودة المواد الخام للأسلحة تزداد بمرور الوقت (على الرغم من انخفاض الكمية). وهذا يثير جدلاً مفاده أنه مع مرور الوقت يمكن أن تتحول مرافق تخزين النفايات إلى نوع من "مناجم البلوتونيوم"، حيث سيكون من السهل نسبيًا استخراج المواد الخام اللازمة للأسلحة. مقابل هذه الافتراضات هناك حقيقة أن نصف عمر 240 Pu هو 6560 سنة، ونصف عمر 239 Pu هو 24110 سنة؛ البلوتونيوم في مادة تتكون من عدة نظائر سوف ينخفض ​​إلى النصف من تلقاء نفسه - وهو تحويل نموذجي للمفاعل. درجة البلوتونيوم إلى بلوتونيوم صالح للاستخدام في الأسلحة). ولذلك فإن "مناجم البلوتونيوم المستخدمة في صنع الأسلحة" سوف تصبح مشكلة في المستقبل البعيد جداً؛ لذلك لا يزال هناك الكثير من الوقت لحل هذه المشكلة بالتكنولوجيا الحديثة قبل أن تصبح فعلية.

أحد الحلول لهذه المشكلة هو إعادة استخدام البلوتونيوم المعاد معالجته كوقود، كما هو الحال في المفاعلات النووية السريعة. ومع ذلك، فإن مجرد وجود محطات إعادة معالجة الوقود النووي، اللازمة لفصل البلوتونيوم عن العناصر الأخرى، يخلق فرصة لانتشار الأسلحة النووية. في المفاعلات الحرارية المعدنية السريعة، تحتوي النفايات الناتجة على بنية أكتينويد، مما لا يسمح باستخدامها في صنع الأسلحة.

إعادة تدوير الأسلحة النووية

النفايات الناتجة عن معالجة الأسلحة النووية (بخلاف تصنيعها، الذي يتطلب مواد خام من وقود المفاعلات)، لا تحتوي على مصادر لأشعة بيتا وأشعة جاما، باستثناء التريتيوم والأمريسيوم. وهي تحتوي على عدد أكبر بكثير من الأكتينيدات التي تنبعث منها أشعة ألفا، مثل البلوتونيوم 239، الذي يخضع لتفاعل نووي في القنابل، بالإضافة إلى بعض المواد ذات النشاط الإشعاعي النوعي العالي، مثل البلوتونيوم 238 أو البولونيوم.

في الماضي، تم اقتراح البيريليوم وبواعث ألفا النشطة للغاية مثل البولونيوم كأسلحة نووية في القنابل. الآن بديل للبولونيوم هو البلوتونيوم 238. ولأسباب تتعلق بالأمن القومي، لم تتم تغطية التصاميم التفصيلية للقنابل الحديثة في الأدبيات المتاحة لعامة الناس.

وتحتوي بعض النماذج أيضًا على (RTG) الذي يستخدم البلوتونيوم 238 كمصدر دائم للطاقة الكهربائية لتشغيل إلكترونيات القنبلة.

ومن الممكن أن تحتوي المادة الانشطارية للقنبلة القديمة التي سيتم استبدالها على نواتج اضمحلال نظائر البلوتونيوم. وتشمل هذه العناصر النبتونيوم 236 الذي ينبعث منه ألفا، والذي يتكون من شوائب البلوتونيوم 240، وكذلك بعض اليورانيوم 235، الذي تم الحصول عليه من البلوتونيوم 239. ستكون كمية هذه النفايات الناتجة عن التحلل الإشعاعي لنواة القنبلة صغيرة جدًا، وعلى أي حال فهي أقل خطورة (حتى من حيث النشاط الإشعاعي في حد ذاته) من البلوتونيوم 239 نفسه.

نتيجة لاضمحلال بيتا للبلوتونيوم-241 يتكون الأمريسيوم-241، وتعتبر زيادة كمية الأمريسيوم مشكلة أكبر من اضمحلال البلوتونيوم-239 والبلوتونيوم-240، حيث أن الأمريسيوم هو باعث لأشعة غاما (مصدره الخارجي). يزداد التأثير على العمال) وباعث ألفا قادر على توليد الحرارة. يمكن فصل البلوتونيوم عن الأمريسيوم بعدة طرق، بما في ذلك المعالجة الحرارية والاستخلاص باستخدام مذيب مائي/عضوي. كما تعد التقنية المعدلة لاستخلاص البلوتونيوم من اليورانيوم المشعع (PUREX) إحدى طرق الفصل الممكنة.

مراجعة عامة

لتلخيص ما سبق، يمكنك عبارة "العزل عن الناس والبيئة" حتى تتحلل النفايات تماما ولا تشكل تهديدا.

إزالة النفايات المشعة منخفضة المستوى

النفايات المشعة منخفضة المستوى

النفايات المشعة منخفضة المستوى هي نتيجة لأنشطة المستشفيات والمؤسسات الصناعية وكذلك دورة الوقود النووي. وتشمل هذه الورق، والخرق، والأدوات، والملابس، والمرشحات، وما إلى ذلك، التي تحتوي على كميات صغيرة من النظائر قصيرة العمر في الغالب. عادة ما يتم تعريف هذه العناصر على أنها نفايات منخفضة المستوى كإجراء احترازي إذا كانت في أي منطقة مما يسمى. "المنطقة الأساسية"، والتي تتضمن غالبًا مساحات مكتبية ذات احتمالية ضئيلة جدًا للتلوث الإشعاعي. عادةً لا تحتوي النفايات المشعة منخفضة المستوى على نشاط إشعاعي أكثر من نفس العناصر التي يتم إرسالها إلى مكب النفايات من المناطق غير المشعة، مثل المكاتب العادية. هذا النوع من النفايات لا يحتاج إلى عزل أثناء النقل وهو مناسب للتخلص منها على السطح. ولتقليل كمية النفايات، عادة ما يتم عصرها أو حرقها قبل مكب النفايات. تنقسم النفايات المشعة منخفضة المستوى إلى أربع فئات: A، B، C وGTCC (الأكثر خطورة).

النفايات المشعة المتوسطة

تحتوي النفايات المشعة المتوسطة على نشاط إشعاعي أعلى وفي بعض الحالات تحتاج إلى الحماية. تشمل هذه الفئة من النفايات القطران، والبقايا الكيميائية، والكسوة المعدنية لعناصر وقود المفاعلات، بالإضافة إلى المواد الملوثة من محطات الطاقة النووية التي تم إيقاف تشغيلها. أثناء النقل، يمكن دحرجة هذه النفايات إلى الخرسانة أو البيتومين. وكقاعدة عامة، يتم حرق النفايات قصيرة العمر (معظمها مواد غير وقودية من المفاعلات) في مرافق التخزين السطحية، في حين يتم وضع النفايات طويلة العمر (الوقود ومنتجاته) في مرافق تخزين عميقة تحت الأرض. ولا يصنف التشريع الأمريكي هذا النوع من النفايات المشعة كفئة منفصلة؛ يستخدم هذا المصطلح بشكل رئيسي في الدول الأوروبية.

نقل قوارير تحتوي على نفايات مشعة عالية المستوى بالقطار، المملكة المتحدة

النفايات المشعة عالية النشاط

النفايات المشعة عالية المستوى هي نتيجة تشغيل المفاعلات النووية. أنها تحتوي على منتجات الانشطار وعناصر ما بعد اليورانيوم المنتجة في قلب المفاعل. هذه النفايات مشعة للغاية وغالباً ما تكون ذات درجة حرارة عالية. وتشكل النفايات المشعة عالية النشاط ما يصل إلى 95% من إجمالي النشاط الإشعاعي الناتج عن عملية توليد الطاقة الكهربائية في المفاعل.

النفايات المشعة عبر اليورانيوم

وفقاً لتعريف التشريع الأمريكي، تشمل هذه الفئة النفايات الملوثة بنويدات ما بعد اليورانيوم المشعة التي تنبعث من ألفا والتي يبلغ عمر نصفها أكثر من 20 عاماً وتركيز يزيد عن 100 nCi/g، بغض النظر عن شكلها أو مصدرها، باستثناء المستوى العالي. النفايات المشعة. تسمى العناصر التي يزيد عددها الذري عن اليورانيوم بـ "ما بعد اليورانيوم". وبسبب فترة تحلل نفايات ما بعد اليورانيوم الطويلة، فإن التخلص منها يكون أكثر دقة من التخلص من النفايات ذات المستوى المنخفض والمتوسط. في الولايات المتحدة، تتولد النفايات المشعة بعد اليورانيوم في المقام الأول من إنتاج الأسلحة، وتشمل الملابس والأدوات والخرق والمنتجات الثانوية للتفاعلات الكيميائية وأنواع مختلفة من القمامة وغيرها من العناصر الملوثة بكميات صغيرة من المواد المشعة (البلوتونيوم بشكل رئيسي).

وفقًا للتشريعات الأمريكية، يتم تقسيم النفايات المشعة بعد اليورانيوم إلى نفايات تسمح بالتعامل مع الاتصال ونفايات تتطلب التعامل معها عن بعد. يعتمد التقسيم على مستوى الإشعاع المقاس على سطح حاوية النفايات. تشمل الفئة الفرعية الأولى النفايات التي لا يزيد مستوى الإشعاع السطحي فيها عن 200 مليريم في الساعة، والثانية - النفايات الأكثر خطورة، والتي يمكن أن يصل نشاطها الإشعاعي إلى 1000 مليريم في الساعة. وفي الوقت الحالي، يعد موقع التخلص الدائم من نفايات ما بعد اليورانيوم من محطات الطاقة والمحطات العسكرية في الولايات المتحدة أول منشأة تجريبية في العالم لعزل النفايات المشعة.

إدارة النفايات المشعة المتوسطة

عادة في الصناعة النووية، تخضع النفايات المشعة متوسطة المستوى للتبادل الأيوني أو طرق أخرى، والغرض منها هو تركيز النشاط الإشعاعي في حجم صغير. بعد المعالجة، يتم تحييد الجسم الأقل إشعاعًا تمامًا. من الممكن استخدام هيدروكسيد الحديد كمندد لإزالة المعادن المشعة من المحاليل المائية. بعد امتصاص النظائر المشعة بواسطة هيدروكسيد الحديد، يتم وضع الراسب الناتج في برميل معدني حيث يتم خلطه مع الأسمنت لتكوين خليط صلب. لمزيد من الاستقرار والمتانة، يتم تصنيع الأسمنت من الرماد المتطاير أو خبث الفرن والأسمنت البورتلاندي (على عكس الأسمنت التقليدي الذي يتكون من الأسمنت البورتلاندي والحصى والرمل).

التعامل مع النفايات المشعة عالية المستوى

تخزين

للتخزين المؤقت للنفايات عالية الإشعاع، تم تصميم صهاريج تخزين الوقود النووي المستهلك ومرافق التخزين ذات البراميل الجافة للسماح للنظائر قصيرة العمر بالتحلل قبل إجراء المزيد من المعالجة.

الدفن الجيولوجي

وتجري حاليًا عمليات البحث عن مواقع التخلص النهائي العميقة المناسبة في العديد من البلدان؛ ومن المتوقع أن يتم تشغيل أول مرافق التخزين هذه بعد عام 2010. يتعامل مختبر الأبحاث الدولي في غريمسيل، سويسرا، مع القضايا المتعلقة بالتخلص من النفايات المشعة. تتحدث السويد عن خططها للتخلص المباشر من الوقود المستهلك باستخدام تقنية KBS-3 بعد أن اعتبرها البرلمان السويدي آمنة بما فيه الكفاية. وفي ألمانيا، تجري حاليا مناقشات حول إيجاد مكان للتخزين الدائم للنفايات المشعة، احتجاجا على ذلك سكان قرية جورليبن في منطقة ويندلاند. بدا هذا المكان حتى عام 1990 مثاليًا للتخلص من النفايات المشعة نظرًا لقربه من حدود جمهورية ألمانيا الديمقراطية السابقة. حاليًا، RW موجود في مخزن مؤقت في Gorleben، ولم يتم اتخاذ القرار بشأن مكان التخلص النهائي منه بعد. اختارت السلطات الأمريكية جبل يوكا بولاية نيفادا كموقع للدفن، لكن هذا المشروع قوبل بمعارضة قوية وأصبح موضوع مناقشات ساخنة. وهناك مشروع لإنشاء مستودع دولي للنفايات عالية الإشعاع؛ ومن المقترح أن تكون أستراليا وروسيا موقعين محتملين للتخلص منها. ومع ذلك، تعارض السلطات الأسترالية مثل هذا الاقتراح.

هناك مشاريع للتخلص من النفايات المشعة في المحيطات، منها التخلص منها تحت المنطقة السحيقة من قاع البحر، والتخلص منها في منطقة الاندساس، ونتيجة لذلك ستغرق النفايات ببطء في وشاح الأرض، والتخلص منها تحت بيئة طبيعية أو جزيرة صناعية ولهذه المشاريع مزايا واضحة وستحل المشكلة غير السارة المتمثلة في التخلص من النفايات المشعة على المستوى الدولي، ولكن على الرغم من ذلك، فهي مجمدة حاليا بسبب حظر القانون البحري. سبب آخر هو أنهم في أوروبا وأمريكا الشمالية يخشون بشدة من التسرب من هذا المستودع، الأمر الذي سيؤدي إلى كارثة بيئية. ولم يتم إثبات الاحتمال الحقيقي لمثل هذا الخطر؛ ومع ذلك، تم تشديد الحظر بعد إلقاء النفايات المشعة من السفن. ومع ذلك، في المستقبل، فإن البلدان التي لا تستطيع إيجاد حلول أخرى لهذه المشكلة قادرة بشكل جدي على التفكير في إنشاء مرافق تخزين محيطية للنفايات المشعة.

والأكثر واقعية هو مشروع يسمى "الخلط والعودة" (الخلط والعودة)، وجوهره هو أن النفايات المشعة عالية المستوى، الممزوجة بالنفايات من مناجم اليورانيوم ومصانع المعالجة إلى المستوى الأصلي للنشاط الإشعاعي لخام اليورانيوم، سيتم بعد ذلك تحويلها إلى وضعت في مناجم اليورانيوم الفارغة. مزايا هذا المشروع: القضاء على مشكلة النفايات عالية الإشعاع، وإعادة المادة إلى المكان المخصص لها بطبيعتها، وتوفير العمل لعمال المناجم، وتوفير دورة إزالة وتحييد لجميع المواد المشعة.

أنظر أيضا

مشاريع التخلص من النفايات المشعة الغريبة

وتعتبر المياه المشعة كذلك إذا كان تركيبها يضاهي المحتوى الملموس لبعض العناصر الطبيعية المعروفة بخصائصها المشعة، ومن بينها الرادون والراديوم والأكتينيوم واليورانيوم والثوريوم بكمية تزيد على 50/80 وحدة ماهي.

من المحتمل أن تكون خطرة على صحة الإنسان عند التركيزات العالية، فالعناصر المشعة الموجودة في الماء، على العكس من ذلك، تتحول إلى مصدر موارد للجسم عند مستويات تحدد ما إذا كان نوع معين من المياه ينتمي إلى الفئة المشعة، وقد تم استخدامها في العديد من المراكز الحرارية منذ السبعينيات من القرن الماضي.

ويتولد المصدر العلاجي الرئيسي للمياه المشعة من محتوى الرادون، وهي مادة غازية تتشكل أثناء فصل جسيم ألفا عن ذرة الراديوم. يمتص جسم الإنسان الرادون بسهولة، ويمر عبر الأغشية المخاطية والبشرة ومن خلال الجهاز التنفسي والجهاز الهضمي، ومن ثم يتم إزالته بنفس السهولة.

لا يمكن أن يشكل الرادون خطراً على الجسم لأن تكافؤه الإشعاعي يضمحل في أقل من 4 أيام. وهذا هو السبب وراء إمكانية استخدام المياه المشعة في مراكز مخصصة تقع على مقربة من المصدر، من أجل الحفاظ على خصائصها المفيدة.

وفقًا لمستوى النشاط الإشعاعي، يمكن تقسيم جميع المياه المشعة إلى عدد من الفئات المختلفة:

المياه ذات النشاط الإشعاعي الضعيف، والتي لا يتجاوز النشاط الإشعاعي فيها 30 نانو سي/لتر
يدخل ما بين 30 إلى 150 نانوC/لتر إلى المياه ذات النشاط الإشعاعي المتوسط
أكثر من 150 نانوC/لتر توجد مياه ذات نشاط إشعاعي مرتفع

على المستوى البيولوجي، للمياه المشعة تأثير مختلف على الجسم، بناءً على نوع المعادن التي تحتوي عليها، وفقًا لمخطط المراسلات: خصائص النوع المدر للبول هي المياه قليلة المعادن المشعة، والنوع المضاد للالتهابات هو اليود المالح. - مياه البروم. عند إعلان الفرق بين الفئات، على العكس من ذلك، يتم إطلاق معظم الطاقة من المياه المشعة، مما يسمح لك بزيادة خصائص هذه المياه، من خلال ظاهرة التأين.
تعمل المياه المشعة على الجهاز العصبي، ولها تأثير مسكن ومهدئ. وهذا يجعل من الممكن استخدامها في العلاج العصبي الخاص. في هذه الحالة، يتم استخدام عمل إنزيمات الكولينستراز، وهي الإنزيمات التي من خلالها يمكن تقييم وظائف الكبد وانتقال النبضات العصبية، وتسريع الأسيتيل كولين السلبي، وهو جزيء يعد وسيطًا كيميائيًا لنقل النبضات في الجهاز العصبي.
كما أصبح من الممكن من خلال بعض التجارب إثبات أن الكائنات الحية المصابة بأمراض مثل الربو التحسسي المعالجة بالمياه المشعة تكون أقل عرضة لخطر الوفاة بسبب صدمة الحساسية مقارنة بالكائنات الحية المعالجة بالمياه غير المشعة.
وقد ثبت علميا أن المياه المشعة لها أيضا تأثير على الأعضاء التناسلية الأنثوية. على وجه الخصوص، تدعم معالجة المياه المشعة زيادة نشاط هرمون الاستروجين من خلال تحفيز الغدة النخامية والدماغ البيني، مما يؤدي إلى زيادة انتظام الدورة الشهرية وتحسين البيئة المهبلية في حالة الالتهاب التصنعي أو المزمن.
تُستخدم المياه المشعة بشكل أساسي في العلاج بالاستحمام والعلاج بالطين والري والاستنشاق وجلسات التدليك المائي.

المياه المشعة

المياه المشعة

المياه التي تحتوي على مواد مشعة ليست غير شائعة. يمكن أن يحدث التلوث الإشعاعي للمياه الطبيعية بطرق مختلفة. على وجه الخصوص، يمكن أن تحتوي المياه الجوفية والسطحية على اليورانيوم والراديوم والثوريوم والرادون وما إلى ذلك. يمكن إزالة هذه المواد من الصخور التي تحتوي على عناصر مشعة ومنتجات اضمحلالها، وتأتي من أحشاء الأرض، وتدخل في المسطحات المائية بالنيازك وكما نتيجة للنشاط البشري التكنولوجي.
ويجب القول أنه حتى الآن لا توجد طريقة فعالة وآمنة بما فيه الكفاية للتخلص من النفايات النووية. والأكثر شيوعاً هو التخلص من هذه النفايات في الأرض وعلى أعماق مختلفة. وفي الوقت نفسه، يستمر تحلل النظائر المشعة مع إطلاق الحرارة في المستودعات النووية، مما يخلق خطر تدمير القذائف المحكمية وتلوث البيئة، من خلال انتشار النويدات المشعة عن طريق المياه الجوفية والسطحية.
بالإضافة إلى ذلك، قد تحتوي مياه الصرف الصناعي على مواد مشعة تدخل إلى المسطحات المائية.
وتجدر الإشارة إلى أن عمر النصف للنظائر المشعة المختلفة يتراوح من أجزاء من الثانية إلى ملايين السنين، أي. التلوث الإشعاعي للمنطقة يجعلها غير صالحة للسكن لسنوات عديدة، إن لم يكن لآلاف السنين.
وبالتالي، فإن مهمة تطهير المياه المشعة معقدة، ولكنها ضرورية ويجب معالجتها على وجه السرعة.
تقدم شركة Ecocenter LLC تقنية لن يسمح تطبيقها بإزالة المواد المشعة بسرعة وفعالية من المياه الملوثة فحسب، بل أيضًا بتحييد الحمأة الناتجة، مما يقلل بشكل كبير من فترة اضمحلال النويدات المشعة.
يتم قياس الوقت اللازم لتنقية المياه بالدقائق، والتخلص من النفايات الناتجة - بالأيام. وقد تم تطوير التكنولوجيا وهي جاهزة للتنفيذ الصناعي.