لقد ثبت أن خلفية الإشعاع الرئيسية على كوكبنا (على الأقل في الوقت الحالي) ناتجة عن مصادر طبيعية للإشعاع. وفقًا للعلماء ، تبلغ حصة المصادر الطبيعية للإشعاع من إجمالي الجرعة المتراكمة لدى الشخص العادي طوال حياته 87٪. وتأتي نسبة 13٪ المتبقية من مصادر من صنع الإنسان. من بين هؤلاء ، 11.5٪ (أو ما يقرب من 88.5٪ من المكون "الاصطناعي" لجرعة الإشعاع) تتشكل بسبب استخدام النظائر المشعة في الممارسة الطبية. والنسبة المتبقية 1.5٪ فقط هي نتيجة عواقب التفجيرات النووية ، والانبعاثات من محطات الطاقة النووية ، والتسريبات من مرافق تخزين النفايات النووية ، وما إلى ذلك.

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

ما هو الرادون؟ إنه غاز طبيعي مشع ، شفاف تمامًا ، ليس له طعم ولا رائحة. لم يتم الكشف عن النويدات المشعة الغازية الرادون -222 (جنبًا إلى جنب مع اليود 131 والتريتيوم (3 H) والكربون 14) بالطرق القياسية. إذا كان هناك اشتباه معقول في وجود النويدات المشعة المذكورة أعلاه ، ولا سيما الرادون ، فمن الضروري استخدام معدات خاصة للقياسات.

ما هو خطر غاز الرادون؟ وكغاز يدخل جسم الإنسان عن طريق الاستنشاق ويمكن أن يتسبب في آثار صحية ضارة ، أبرزها سرطان الرئة. وفقًا لخدمة الصحة العامة الأمريكية ، فإن الرادون هو السبب الرئيسي الثاني لسرطان الرئة لدى البشر بعد التدخين.

يتكون الرادون في أحشاء الأرض نتيجة لانحلال اليورانيوم ، والذي ، وإن كان بكميات قليلة ، فهو جزء من جميع أنواع التربة والصخور تقريبًا. في عملية الاضمحلال الإشعاعي ، يتحول اليورانيوم إلى راديوم -226 ، والذي بدوره يتكون الرادون -222. محتوى اليورانيوم مرتفع بشكل خاص (يصل إلى 2 ملجم / لتر) في صخور الجرانيت. وفقًا لذلك ، في المناطق التي يكون فيها عنصر تشكيل الصخور السائد هو الجرانيت ، يمكن أيضًا توقع زيادة محتوى الرادون. يتسرب الرادون تدريجياً من الأمعاء إلى السطح ، حيث يتبدد في الهواء على الفور ، ونتيجة لذلك يظل تركيزه ضئيلاً ولا يشكل خطراً.

تنشأ المشاكل إذا لم يكن هناك تبادل جوي كافٍ ، على سبيل المثال ، في المنازل والمباني الأخرى. في هذه الحالة ، يمكن أن يصل محتوى الرادون في غرفة مغلقة إلى تركيزات خطيرة. نظرًا لأن الرادون يدخل المباني من الأرض ، في الغرب ، عند بناء الأساسات في المناطق "الخطرة الرادون" ، يتم استخدام أغشية واقية خاصة على نطاق واسع لمنع تسرب الرادون. ومع ذلك ، فحتى استخدام هذه الأغشية لا يوفر حماية بنسبة 100٪. عند استخدام الآبار لتزويد المنزل بالمياه ، يدخل الرادون إلى المنزل بالماء ويمكن أيضًا أن يتراكم بكميات كبيرة في المطابخ والحمامات. الحقيقة هي أن الرادون يذوب جيدًا في الماء وعندما تتلامس المياه الجوفية مع الرادون ، فإنها تتشبع بسرعة كبيرة بالرادون. في الولايات المتحدة ، يتراوح مستوى الرادون في المياه الجوفية من 10 إلى 100 بيكريل لكل لتر ، ويصل في بعض المناطق إلى مئات أو حتى آلاف بيكريل / لتر.

يعمل الرادون المذاب في الماء بطريقتين. من ناحية ، يدخل في الجهاز الهضمي مع الماء ، ومن ناحية أخرى ، يستنشق الناس غاز الرادون الذي يطلقه الماء عند استخدامه. الحقيقة هي أنه في الوقت الذي تتدفق فيه المياه من الصنبور ، يتم إطلاق غاز الرادون ، ونتيجة لذلك يمكن أن يكون تركيز غاز الرادون في المطبخ أو الحمام أعلى بمقدار 30-40 مرة من مستواه في الغرف الأخرى (بالنسبة للغرف الأخرى). على سبيل المثال ، في غرف المعيشة). تعتبر الطريقة الثانية (الاستنشاق) للتعرض لربون أكثر خطورة على الصحة.

توصي وكالة حماية البيئة الأمريكية (USEPA) بحد أقصى للرادون في الماء عند مستوى 300 بيكسيلتر / لتر (وهو 11.1 بيكريل / لتر - انظر "وحدات القياس") كحد موصى به ، والذي ، مع ذلك ، لديه لم تنعكس بعد في معايير جودة المياه الوطنية الأمريكية (هذه المعلمة غير موحدة). في معايير السلامة الإشعاعية الروسية الصادرة مؤخرًا (NRB-99) ، تم تحديد الحد الأقصى لمستوى محتوى الرادون في الماء ، والذي يكون التدخل فيه مطلوبًا بالفعل ، عند 60 بيكريل / كغم.

هل من الممكن محاربة الرادون في الماء؟ نعم ، وفعال للغاية. واحدة من أكثر الطرق فعالية لمكافحة الرادون هي تهوية الماء ("فقاعات" الماء بفقاعات الهواء ، حيث يطير الرادون حرفيًا في الريح "). لذلك ، بالنسبة لأولئك الذين يستخدمون المياه البلدية ، لا داعي للقلق عمليًا ، لأن التهوية جزء من إجراءات معالجة المياه القياسية في محطات معالجة المياه بالمدينة. بالنسبة للمستخدمين الفرديين لمياه الآبار ، فقد أظهرت الدراسات التي أجرتها USEPA 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 أن هذا الرقم ينخفض ​​بمرور الوقت إلى 79٪. يسمح لك استخدام منقي الماء على راتنجات التبادل الأيوني قبل مرشح الكربون بزيادة الرقم الأخير إلى 85٪.

يبلغ عمر الأرض حوالي 6 مليارات سنة ، وبعد 4 مليارات سنة فقط بدأت الحياة على الأرض. قد يكون سبب هذه الفجوة الزمنية الكبيرة ، وفقًا لبعض العلماء ، هو ارتفاع مستوى الإشعاع الذي كان على الكوكب بعد فترة وجيزة من حدوثه. لذلك ، لم تظهر الكائنات الحية إلا بعد انخفاض كبير في النشاط الإشعاعي لقشرة الأرض 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 بلايين الأطنان من البوتاسيوم المشع والروبيديوم واليورانيوم والثوريوم والراديوم. تحتوي مياه الينابيع الطبيعية على اليورانيوم من 5 × 10-7 إلى 3 × 10-5 جم / لتر. يوجد يورانيوم أقل إلى حد ما في الأنهار الشمالية ، وأكثر في الأنهار الجنوبية. في المسطحات المائية غير المجففة في المناطق القاحلة ، يمكن أن يصل تركيز اليورانيوم إلى 4 × 10-2 جم / لتر. يقدر النشاط الإشعاعي لمياه النهر بحوالي 10-12 كوري / لتر ، ومياه البحيرة 10-11 كوري / لتر ومياه البحر 10-10 كوري / لتر ، بينما يبلغ النشاط الإشعاعي للهواء الجوي حوالي 10-16 كوري / سم 3 و النشاط الإشعاعي للهطول الجوي بالقرب من السطح الأرض حوالي 2-10-11 كوري / غرام. يظل هطول الأمطار مشعًا لعدة ساعات ، ويكون الثلج أكثر إشعاعًا من المطر. يساهم الترسيب في تنقية الغلاف الجوي من التلوث الإشعاعي. يحتوي الضباب والرذاذ على أكبر كمية من المواد المشعة. النشاط الإشعاعي الطبيعي لمياه اليابسة والمحيطات ناتج بشكل رئيسي عن النظير المشع للبوتاسيوم (K40). في الطبقات العليا من الغلاف الجوي ، عندما يتم قصف نوى الهيدروجين بواسطة الأشعة الكونية ، يتم تكوين نظير ثقيل من الهيدروجين - التريتيوم المشع ، والذي يدخل بعد ذلك في تكوين الماء الثقيل T20 ، ويسقط مع هطول الأمطار على سطح الأرض. عمر النصف 12.2 سنة. ينخفض ​​تركيز التريتيوم كلما اقترب المرء من خط الاستواء. يوجد التريتيوم في مياه المحيطات أقل منه في مياه اليابسة.

يحتوي جسم الإنسان على حوالي 3-10-3 جم من البوتاسيوم المشع و6-10-9 جم من الراديوم. بسبب هذه المواد ، يتحلل 6000 بيتا ويحدث 220 ألفا كل ثانية في جسم الإنسان. بالإضافة إلى ذلك ، نتيجة للتعرض للأشعة الكونية ، تنشأ العناصر المشعة الاصطناعية في جسم الإنسان. نتيجة لذلك ، تحدث 10000 تفاعل اضمحلال كل ثانية في جسم الإنسان. وبما أن الهواء والماء والصخور من حولنا مشعة ، فقد تكيف جسم الإنسان مع الخلفية الإشعاعية للبيئة من حيث مستوى نشاطها الإشعاعي. تستخدم المياه المشعة على نطاق واسع في علاج أنظمة الجسم المختلفة وأمراض معينة.

قبل قرن من الزمان ، كان يُنظر إلى النشاط الإشعاعي المكتشف حديثًا على أنه الدواء الشافي لمعظم الأمراض وحتى الشيخوخة. استخدم الأطباء اليورانيوم والثوريوم وخاصة الراديوم وانبثاقه الغازي (الرادون) على نطاق واسع. تنقسم المياه الطبيعية التي تحتوي على كمية متزايدة من المواد المشعة إلى الراديوم واليورانيوم والمياه المشعة الرادون. مياه الرادون هي مياه معدنية بتركيبات مختلفة تحتوي على غاز مشع - رادون بتركيز علاجي معين. تنقسم مياه الرادون إلى مجموعتين رئيسيتين: التركيب البسيط ، حيث يكون الرادون هو المكون العلاجي الوحيد ؛ التركيب المعقد ، عندما يتم دمج الرادون مع المكونات العلاجية الأخرى القيمة (السيليكون ، النيتروجين ، الكلوريدات ، الكالسيوم ، ثاني أكسيد الكربون ، إلخ). في عام 1935 ، استخدم العالم السوفيتي في.أ.ستوجوف حمامات الرادون والميكروكليستر بماء الرادون لعلاج مرضى التهاب البروستاتا المزمن. عند المعالجة بمياه الرادون ، يتفاعل عاملان علاجيان - تأثير العلاج بالاستحمام للمياه المعدنية نفسها وتأثير الإشعاع المؤين الذي يحدث أثناء تحلل هذا الغاز المشع. يدخل الرادون إلى دم الإنسان من خلال الجلد والجهاز التنفسي والأغشية المخاطية. بعد ساعتين ونصف ونتيجة 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 ، يمكن أن يكون لمياه الرادون الضعيفة التي تحتوي على حمض السيليك والنيتروجين والعناصر الدقيقة الأخرى تأثير علاجي.

الرادون ومنتجاته المتحللة المسببة للإشعاع تحفز النسيج الضام والخلايا الظهارية والمتني في الجسم ؛ تؤثر على وظيفة أجهزة الجسم المختلفة. زيادة سرعة الدورة الدموية ، وتحفيز تكوين الدم وتبادل المواد النشطة بيولوجيا (السيروتونين ، الهيستامين ، الكاتيكولامينات ، إلخ). من خلال التأثير على جهاز المناعة في الجسم ، فإن العلاج بالرادون يعزز تنشيط عمليات الأنسجة ويسبب ارتشاف الارتشاح الالتهابي ، وبالتالي يؤثر على مسار العملية الالتهابية ، على وجه الخصوص ، يؤخر تطور عملية التصلب. الرادون له تأثير تقوي عام على الجسم (هشاشة العظام ، التجدد في الشيخوخة). تساعد مياه الرادون المعدنية في مكافحة أمراض جهاز المناعة الذاتية (التهاب الجلد والعضلات والذئبة الحمامية الجهازية وما إلى ذلك) وأمراض الجهاز العصبي المحيطي (العصاب والتهاب الأعصاب والألم العصبي واعتلال الأعصاب وعرق النسا والتهاب المفاصل والتهاب الضفيرة والشلل الجزئي في مرحلة الشفاء) ، وكذلك في علاج أمراض الجهاز العضلي الهيكلي من مختلف الأصول والتعقيد (التهاب المفاصل ، والتهاب المفاصل ، والتهاب الفقار اللاصق ، والمفاصل الاصطناعية ، واعتلال المفاصل ، ومتلازمة الطحالب الفقارية ، وما إلى ذلك) ينصح بحمامات الرادون لاضطرابات الغدة الدرقية ، وأمراض منطقة الأعضاء التناسلية الأنثوية ، نقص المناعة.

لعلاج مرضى التهاب البروستاتا المزمن ، يتم استخدام حمامات الرادون والميكروكليستر والري من خلال المستقيم. يتم استخدام حمامات الرادون بتركيز 60-120 nCi / لتر ، ودرجة الحرارة 36-37 درجة مئوية ، ويتم تنفيذ الإجراءات كل يومين ، لمدة 10-15 دقيقة ، لدورة علاج 12-14 إجراء.

يتم الري بماء الرادون بالطريقة التالية: تركيز الماء 40-80 nCi / l ؛ درجة الحرارة 38-39 درجة مئوية ؛ يتم إدخال الماء في المستقيم في أجزاء من 0.5-0.7 لتر ثم يتم إطلاقه. يتم استخدام ما يصل إلى 10 لترات من الماء لإجراء واحد. مدة الإجراء 15 دقيقة ، مسار العلاج 5-6 ري.

يظهر للمرضى الذين لا يتحملون بئر الري ميكروكليستر مع ماء الرادون ، بتركيز 80-120 nCi / لتر ، ودرجة حرارة 39-40 درجة مئوية. يتم حقن 150-200 مل من ماء الرادون في المستقيم ، حيث يتم الاحتفاظ بها لمدة 30 دقيقة أو أكثر. يتم وصف Microclysters يوميًا أو كل يومين ، لدورة علاج 10-12 إجراء. للري بماء الرادون أكبر تأثير علاجي (75-77٪). أقل فعالية هي حمامات ميكروكليستر وغاز الرادون (65-70٪).

العلاج بحمام الرادون والرادون يعطي تأثيراً رائعاً دون آثار جانبية ضارة على الجسم. ومع ذلك ، يُمنع استخدام الرادون في الحالات التالية: الأورام ، والأمراض المعدية الحادة ، والسل النشط ، وفشل القلب الحاد ، والأمراض النفسية الحادة. بالإضافة إلى ذلك ، يجب على النساء الحوامل والمرضى الذين يعانون من تضخم في وظائف الغدة الدرقية والمرضى بعد الجراحة أو علاج أمراض الأورام الامتناع عن العلاج الإشعاعي خلال أول عامين. أيضًا ، يقتصر علاج الرادون على الأطفال والمراهقين.

PIR (المصادر الطبيعية للإشعاع)

هناك مواد مشعة بشكل طبيعي ، والمعروفة باسم المصادر الطبيعية للإشعاع (NIR). تتشكل معظم هذه المواد نتيجة تحلل اليورانيوم أو الثوريوم ، وتنبعث منها جسيمات ألفا.

المنتج الثانوي الرئيسي للتخصيب هو اليورانيوم المستنفد ، الذي يتكون بشكل رئيسي من اليورانيوم 238 بأقل من 0.3٪ من اليورانيوم -235. إنه في المخزن ، تمامًا مثل UF 6 و U 3 O 8. تُستخدم هذه المواد في المناطق التي يتم فيها تقييم كثافتها العالية للغاية ، مثل صناعة عارضات اليخوت والأصداف المضادة للدبابات. كما أنها تستخدم (جنبًا إلى جنب مع البلوتونيوم المعاد تدويره) لإنتاج وقود نووي مختلط من الأكسيد ولتخفيف اليورانيوم المعاد تخصيبه ، والذي كان في السابق جزءًا من الأسلحة النووية. يعني هذا التخفيف ، الذي يُطلق عليه أيضًا الاستنفاد ، أن أي دولة أو مجموعة تضع يدها على الوقود النووي ستضطر إلى تكرار عملية تخصيب مكلفة للغاية ومعقدة قبل أن تتمكن من صنع سلاح.

نهاية الدورة

تحتوي المواد التي انتهت فيها دورة الوقود النووي (معظمها قضبان الوقود المستهلك) على نواتج انشطارية تنبعث منها أشعة بيتا وغاما. قد تحتوي أيضًا على أكتينيدات تنبعث منها جسيمات ألفا ، والتي تشمل اليورانيوم (234 U) والنبتونيوم (237 Np) والبلوتونيوم (238 Pu) والأمريسيوم (241 Am) ، وأحيانًا مصادر النيوترونات مثل californium (Cf). يتم إنتاج هذه النظائر في المفاعلات النووية.

من المهم التمييز بين معالجة اليورانيوم لإنتاج الوقود ومعالجة اليورانيوم المستخدم. يحتوي الوقود المستخدم على نواتج انشطارية عالية النشاط الإشعاعي (انظر النفايات المشعة عالية النشاط أدناه). العديد منهم ماصون للنيوترونات ، وبالتالي يطلق عليهم اسم "السموم النيوترونية". في نهاية المطاف ، تزداد أعدادهم إلى حد أنه ، من خلال محاصرة النيوترونات ، يوقفون التفاعل المتسلسل حتى عندما يتم إزالة قضبان امتصاص النيوترونات تمامًا. يجب استبدال الوقود الذي وصل إلى هذه الحالة بالوقود الطازج ، على الرغم من وجود كمية كافية من اليورانيوم 235 والبلوتونيوم. حاليًا ، في الولايات المتحدة ، يتم إرسال الوقود المستخدم إلى التخزين. في بلدان أخرى (على وجه الخصوص ، في روسيا وبريطانيا العظمى وفرنسا واليابان) ، تتم إعادة معالجة هذا الوقود لإزالة نواتج الانشطار ، ثم بعد إعادة التخصيب ، يمكن إعادة استخدامه. في روسيا ، يسمى هذا الوقود المتجدد. تتضمن عملية إعادة المعالجة العمل مع المواد عالية النشاط الإشعاعي ، ونواتج الانشطار التي تمت إزالتها من الوقود هي شكل مركّز من النفايات عالية الإشعاع ، تمامًا مثل المواد الكيميائية المستخدمة في إعادة المعالجة.

لإغلاق دورة الوقود النووي ، يُقترح استخدام مفاعلات نيوترونية سريعة ، والتي تسمح بمعالجة الوقود الذي يعتبر ناتجًا نفايات لمفاعلات النيوترونات الحرارية.

حول قضية الانتشار النووي

عند العمل مع اليورانيوم والبلوتونيوم ، غالبًا ما يتم النظر في إمكانية استخدامها في صنع أسلحة نووية. المفاعلات النووية النشطة ومخزونات الأسلحة النووية تخضع لحراسة مشددة. ومع ذلك ، قد تحتوي النفايات عالية الإشعاع من المفاعلات النووية على البلوتونيوم. إنه مطابق للبلوتونيوم المستخدم في المفاعلات ويتكون من 239 Pu (مثالي لبناء الأسلحة النووية) و 240 Pu (مكون غير مرغوب فيه ، شديد الإشعاع) ؛ من الصعب جدًا فصل هذين النظيرين. علاوة على ذلك ، فإن النفايات عالية الإشعاع من المفاعلات مليئة بمنتجات انشطارية عالية الإشعاع ؛ ومع ذلك ، فإن معظمهم من النظائر قصيرة العمر. هذا يعني أن التخلص من النفايات ممكن ، وبعد سنوات عديدة سوف تتحلل نواتج الانشطار ، مما يقلل النشاط الإشعاعي للنفايات ويسهل العمل مع البلوتونيوم. علاوة على ذلك ، يتحلل النظير غير المرغوب فيه 240 Pu أسرع من 239 Pu ، وبالتالي تزداد جودة المواد الخام للأسلحة بمرور الوقت (على الرغم من انخفاض الكمية). وهذا يثير الجدل حول إمكانية تحول مرافق تخزين النفايات بمرور الوقت إلى نوع من "مناجم البلوتونيوم" ، حيث سيكون من السهل نسبيًا استخراج المواد الخام للأسلحة. مقابل هذه الافتراضات ، هناك حقيقة أن نصف العمر لـ 240 Pu هو 6560 سنة ، ونصف العمر لـ 239 Pu هو 24110 سنة ؛ البلوتونيوم في مادة تتكون من عدة نظائر سوف ينخفض ​​إلى النصف من تلقاء نفسه - تحويل نموذجي للمفاعل- تصنيف البلوتونيوم إلى البلوتونيوم المستخدم في صنع الأسلحة). لذلك ، ستصبح "مناجم البلوتونيوم المستخدمة في صنع الأسلحة" مشكلة في المستقبل البعيد ؛ لذلك لا يزال هناك الكثير من الوقت لحل هذه المشكلة بالتكنولوجيا الحديثة قبل أن تصبح فعلية.

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

إعادة تدوير الأسلحة النووية

لا تحتوي نفايات معالجة الأسلحة النووية (بخلاف تصنيعها الذي يتطلب مواد خام من وقود المفاعلات) على مصادر أشعة بيتا وغاما ، باستثناء التريتيوم والأمريسيوم. 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 البريليوم وبواعث ألفا النشطة للغاية مثل البولونيوم كأسلحة نووية في القنابل. الآن بديل البولونيوم هو البلوتونيوم 238. لأسباب تتعلق بالأمن القومي ، لم يتم تناول التصاميم التفصيلية للقنابل الحديثة في الأدبيات المتاحة لعامة الناس.

تحتوي بعض الطرز أيضًا على (RTG) يستخدم البلوتونيوم 238 كمصدر دائم للطاقة الكهربائية لتشغيل إلكترونيات القنبلة.

من الممكن أن تحتوي المادة الانشطارية للقنبلة القديمة التي سيتم استبدالها على نواتج تحلل من نظائر البلوتونيوم. وتشمل هذه النبتونيوم - 236 الباعث لألفا ، والمتكون من شوائب من 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 بكثير (حتى من حيث النشاط الإشعاعي على هذا النحو) من البلوتونيوم 239 نفسه.

نتيجة لاضمحلال بيتا للبلوتونيوم 241 ، يتم تكوين الأميريسيوم 241 ، وزيادة كمية الأمريسيوم هي مشكلة أكبر من اضمحلال البلوتونيوم 239 والبلوتونيوم -240 ، لأن الأمريسيوم هو باعث جاما (خارجي له يزيد التأثير على العمال) وباعث ألفا قادر على توليد الحرارة. يمكن فصل البلوتونيوم عن الأمريسيوم بعدة طرق ، بما في ذلك المعالجة الحرارية والاستخلاص بمذيب مائي / عضوي. تعد التكنولوجيا المعدلة لاستخراج البلوتونيوم من اليورانيوم المشع (PUREX) أيضًا إحدى طرق الفصل الممكنة.

مراجعة عامة

لتلخيص ما سبق ، يمكنك عبارة "عزل عن الناس والبيئة" حتى تتحلل النفايات تمامًا ولا تشكل تهديدًا.

إزالة النفايات المشعة منخفضة المستوى

نفايات مشعة منخفضة المستوى

النفايات المشعة منخفضة المستوى هي نتيجة لأنشطة المستشفيات والمؤسسات الصناعية وكذلك دورة الوقود النووي. وتشمل هذه الأوراق ، والخرق ، والأدوات ، والملابس ، والمرشحات ، وما إلى ذلك ، التي تحتوي على كميات صغيرة من النظائر قصيرة العمر في الغالب. عادةً ما يتم تعريف هذه العناصر على أنها نفايات منخفضة المستوى كإجراء وقائي إذا كانت في أي منطقة مما يسمى. "المنطقة الأساسية" ، وغالبًا ما تشتمل على مساحات مكتبية ذات احتمالية ضئيلة جدًا للتلوث الإشعاعي. عادةً ما لا تحتوي النفايات المشعة منخفضة المستوى على نشاط إشعاعي أكثر من نفس العناصر المرسلة إلى مكب النفايات من المناطق غير المشعة ، مثل المكاتب العادية. لا يتطلب هذا النوع من النفايات العزل أثناء النقل وهو مناسب للتخلص السطحي. لتقليل كمية النفايات ، عادة ما يتم ضغطها أو حرقها قبل الطمر. تنقسم النفايات المشعة منخفضة المستوى إلى أربع فئات: A و B و C و GTCC (الأكثر خطورة).

النفايات المشعة الوسيطة

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

نقل قوارير ذات نفايات مشعة عالية المستوى بالقطار ، المملكة المتحدة

نفايات مشعة عالية النشاط

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

النفايات المشعة عبر اليورانيوم

وفقًا لتعريف قانون الولايات المتحدة ، تشتمل هذه الفئة على النفايات الملوثة بالنويدات المشعة عبر اليورانيوم التي تنبعث منها ألفا مع نصف عمر يزيد عن 20 عامًا وتركيز يزيد عن 100 nCi / g ، بغض النظر عن شكلها أو مصدرها ، باستثناء المستوى العالي النفايات المشعة. تسمى العناصر ذات الأعداد الذرية الأكبر من تلك الموجودة في اليورانيوم "عبر اليورانيوم". نظرًا لطول فترة تحلل نفايات ما بعد اليورانيوم ، فإن التخلص منها يكون أكثر شمولاً من التخلص من النفايات منخفضة المستوى ومتوسطة المستوى. في الولايات المتحدة ، يتم إنتاج النفايات المشعة عبر اليورانيوم بشكل أساسي 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 أساسي).

وفقًا للتشريعات الأمريكية ، يتم تقسيم النفايات المشعة عبر اليورانيوم إلى نفايات تسمح بالتعامل مع التلامس والنفايات التي تتطلب المعالجة 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 - نفايات أكثر خطورة ، يمكن أن يصل نشاطها الإشعاعي إلى 1000 مليريم في الساعة. حاليًا ، يعد موقع التخلص الدائم من نفايات عبر اليورانيوم من محطات توليد الطاقة والمحطات العسكرية في الولايات المتحدة أول منشأة تجريبية في العالم لعزل النفايات المشعة.

إدارة النفايات المشعة الوسيطة

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 جسم أقل نشاطًا إشعاعيًا تمامًا. من الممكن استخدام هيدروكسيد الحديد كمادة ندف لإزالة المعادن المشعة من المحاليل المائية. بعد امتصاص النظائر المشعة بواسطة هيدروكسيد الحديد ، يتم وضع الراسب الناتج في برميل معدني حيث يتم مزجه مع الأسمنت لتكوين خليط صلب. لمزيد من الثبات والمتانة ، يُصنع الأسمنت من الرماد المتطاير أو خبث الأفران والأسمنت البورتلاندي (على عكس الأسمنت التقليدي الذي يتكون من الأسمنت البورتلاندي والحصى والرمل).

مناولة النفايات المشعة عالية المستوى

تخزين

للتخزين المؤقت للنفايات المشعة عالية المستوى ، تم تصميم صهاريج تخزين الوقود النووي المستهلك ومرافق التخزين مع براميل معبأة جافة للسماح للنظائر قصيرة العمر بالتحلل قبل المعالجة الإضافية.

الدفن الجيولوجي

تجري حالياً عمليات بحث عن مواقع التخلص النهائي العميق المناسبة في العديد من البلدان ؛ ومن المتوقع أن يبدأ تشغيل مرافق التخزين الأولى من هذا القبيل بعد عام 2010. يتعامل معمل الأبحاث الدولي في جريمسيل بسويسرا مع القضايا المتعلقة بالتخلص من النفايات المشعة. تتحدث السويد عن خططها للتخلص المباشر من الوقود المستهلك باستخدام تقنية KBS-3 بعد أن اعتبر البرلمان السويدي أنها آمنة بدرجة كافية. في ألمانيا ، تجري مناقشات حاليًا حول العثور على مكان لتخزين النفايات المشعة بشكل دائم ، ويحتج سكان قرية جورليبن في منطقة ويندلاند. بدا هذا المكان حتى عام 1990 مثاليًا للتخلص من النفايات المشعة نظرًا لقربها من حدود جمهورية ألمانيا الديمقراطية السابقة. حاليًا ، RW في مخزن مؤقت في Gorleben ، ولم يتم اتخاذ القرار بشأن مكان التخلص النهائي منها بعد. اختارت السلطات الأمريكية جبل يوكا ، نيفادا كموقع للدفن ، لكن هذا المشروع واجه معارضة قوية وأصبح موضوع مناقشات ساخنة. هناك مشروع لإنشاء مستودع دولي للنفايات المشعة عالية المستوى ؛ تم اقتراح أستراليا وروسيا كمواقع التخلص المحتملة. ومع ذلك ، تعارض السلطات الأسترالية مثل هذا الاقتراح.

هناك مشاريع للتخلص من النفايات المشعة في المحيطات ، من بينها التخلص منها تحت المنطقة السحيقة من قاع البحر ، والتخلص منها في منطقة الاندساس ، ونتيجة لذلك ستغرق النفايات ببطء في عباءة الأرض ، والتخلص منها تحت بيئة طبيعية. أو جزيرة اصطناعية. هذه المشاريع لها مزايا واضحة وستحل المشكلة غير السارة للتخلص من النفايات المشعة على المستوى الدولي ، ولكن على الرغم من ذلك ، فهي مجمدة حاليًا بسبب حظر القانون البحري. سبب آخر هو أنهم في أوروبا وأمريكا الشمالية يخشون بشدة من التسرب من مثل هذا المستودع ، مما سيؤدي إلى كارثة بيئية. لم يتم إثبات الاحتمال الحقيقي لمثل هذا الخطر ؛ ومع ذلك ، تم تشديد الحظر بعد إلقاء النفايات المشعة من السفن. ومع ذلك ، في المستقبل ، يمكن للبلدان التي لا تجد حلولًا أخرى لهذه المشكلة أن تفكر بجدية في إنشاء مرافق تخزين محيطية للنفايات المشعة.

الأكثر واقعية هو مشروع يسمى "إعادة المزج والعودة" (الخلط والعودة) ، والذي يتمثل جوهره في أن النفايات المشعة عالية المستوى ، الممزوجة بنفايات مناجم اليورانيوم ومصانع المعالجة إلى المستوى الأصلي للنشاط الإشعاعي لخام اليورانيوم ، ستكون وضعت في مناجم اليورانيوم الفارغة. مزايا هذا المشروع: القضاء على مشكلة النفايات المشعة عالية المستوى ، 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

تعتبر المياه المشعة على هذا النحو إذا كان تركيبها مشابهًا للمحتوى الملموس لبعض العناصر الطبيعية المعروفة بخصائصها المشعة ، من بينها الرادون والراديوم والأكتينيوم واليورانيوم والثوريوم بكميات تزيد عن 50/80 وحدة ماهي.

يحتمل أن تكون خطرة على صحة الإنسان بتركيزات عالية ، العناصر المشعة ، الموجودة في الماء ، على العكس من ذلك ، تتحول إلى مصدر موارد للجسم بمستويات تحدد ما إذا كان نوع معين من الماء ينتمي إلى الفئة المشعة ، وتم استخدامه في العديد من المراكز الحرارية منذ السبعينيات القرن الماضي.

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

لا يمكن أن يكون الرادون خطيرًا على الجسم لأن تكافؤه الإشعاعي يتحلل في أقل من 4 أيام. هذا هو السبب الذي من خلاله يمكن استخدام المياه المشعة في مراكز معينة تقع في المنطقة المجاورة مباشرة للمصدر ، من أجل الحفاظ على الخصائص المفيدة.

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

المياه ذات النشاط الإشعاعي الضعيف ، والتي لا يتجاوز نشاطها الإشعاعي 30 ن / لتر
بين 30 و 150 nC / لتر يدخل المياه ذات النشاط الإشعاعي المتوسط
أكثر من 150 nC / لتر توجد مياه ذات نشاط إشعاعي عالي

على المستوى البيولوجي ، تؤثر المياه المشعة تأثيرًا مختلفًا على الجسم ، بناءً على نوع المعادن التي تحتويها ، وفقًا لنظام المراسلة: خصائص النوع المدر للبول هي المياه المشعة قليلة العدد ، والنوع المضاد للالتهابات هو اليود الملحي. -مياه البروم. عند الإعلان عن اختلاف 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 ومسكن. هذا يجعل من الممكن استخدامها في علاج عصبي خاص. في هذه الحالة ، يتم استخدام عمل الكولينستراز ، والإنزيمات التي من خلالها يمكن تقييم وظائف الكبد وانتقال النبضات العصبية ، وتسريع الأسيتيل كولين السلبي ، وهو جزيء هو وسيط كيميائي لانتقال النبضات في الجهاز العصبي.
من خلال بعض التجارب ، أصبح من الممكن أيضًا إثبات أن الكائنات الحية المصابة بأمراض مثل الربو التحسسي المعالج بالمياه المشعة أقل عرضة للوفاة من صدمة الحساسية مقارنة بالكائنات الحية المعالجة بمياه غير مشعة.
ثبت علميًا أن المياه المشعة لها أيضًا تأثير على الأعضاء التناسلية الأنثوية. على وجه الخصوص ، تدعم معالجة المياه المشعة زيادة نشاط هرمون الاستروجين من خلال تحفيز الغدة النخامية والعضل ، مما يؤدي إلى انتظام أكبر للدورة الشهرية وتحسين البيئة المهبلية في حالة الالتهاب الضمور أو المزمن.
تستخدم المياه المشعة بشكل أساسي في العلاج بالمياه المعدنية والعلاج بالطين والري والاستنشاق وجلسات التدليك المائي.

المياه المشعة

المياه المشعة

الماء الذي يحتوي على مواد مشعة ليس من غير المألوف. 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 ومنتجاتها المتحللة ، وتأتي من أحشاء الأرض ، وتدخل المسطحات المائية مع النيازك وما إلى ذلك. نتيجة للأنشطة البشرية التكنولوجية.
يجب القول أنه لا توجد حتى الآن طريقة فعالة وآمنة للتخلص من النفايات النووية. الأكثر شيوعا التخلص من هذه النفايات في الأرض على أعماق مختلفة. في الوقت نفسه ، يستمر اضمحلال النظائر المشعة مع إطلاق الحرارة في المستودعات النووية ، مما يخلق خطر تدمير القذائف المحكم وتلوث البيئة ، من خلال انتشار النويدات المشعة عن طريق المياه الجوفية والسطحية.
بالإضافة إلى ذلك ، قد تحتوي مياه الصرف الصناعي على مواد مشعة تدخل المسطحات المائية.
وتجدر الإشارة إلى أن نصف العمر لمختلف النظائر المشعة 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 إزالة تلوث المياه المشعة معقدة ، لكنها ضرورية ويجب معالجتها على وجه السرعة.
تقدم Ecocenter LLC تقنية ، سيسمح تطبيقها ليس فقط بإزالة المواد المشعة بسرعة وفعالية من المياه الملوثة ، ولكن أيضًا لتحييد الحمأة الناتجة ، مما يقلل بشكل كبير من فترة تحلل النويدات المشعة.
يتم قياس الوقت اللازم لتنقية المياه بالدقائق ، والتخلص من النفايات الناتجة - بالأيام. تم تطوير التكنولوجيا وهي جاهزة للتنفيذ الصناعي.