Radioaktivnost v okolju


Radioaktivnost v okolju je naravnega in umetnega izvora. Naravna radioaktivnost je precej enakomerno porazdeljena tako na kopnem kot tudi v vodi in zraku. Umetna radioaktivnost, ki so jo povzročili jedrski poskusi in jedrske nesreče, pa je porazdeljena precej neenakomerno. Pri tem je bolj obremenjena severna Zemljina polobla.

Naravna radioaktivnost v okolju

Radioaktivnost zemeljskega izvora
Radioaktivne snovi najdemo povsod v naravi. Radioaktivnost lahko izmerimo v zemlji, kamenju, vodi, zraku in tudi rastlinju. Najbolj pogosti radionuklidi so v nizkih koncentracijah in ne škodujejo človeku. Radioaktivnost zemeljske skorje povzročajo radionuklidi iz uranove in torijeve razpadne vrste ter kalijev izotop 40K.

Več o tem

Uranova (238U) razpadna vrsta, ki se začne z dolgoživim 238U (razp. čas 4.5 milijard let) vsebuje 14 radionuklidov, od tega je 8 sevalcev alfa in 6 sevalcev beta. Najpomembnejši radionuklidi so 226Ra, 222Rn in 210Pb. Radonov izotop 222Rn je prisoten v zraku in povzroča največjo dozo sevanja na človeka (polovico letne efektivne doze).
Torijeva razpadna vrsta z dolgoživim 232Th (razp. čas 14.1 milijard let) vsebuje 11 radionuklidov, od tega 7 sevalcev alfa in 5 sevalcev beta (212Bi oddaja delce alfa in beta). Na radionuklide torijeve razpadne vrste odpade največji delež doze zaradi zunanjega zemeljskega sevanja.
Kalijev radionuklid 40K (razp. čas 1.28 milijarde let) oddaja sevanje gama in sevanje beta. K obsevanosti človeka prispeva 40K okrog eno desetino letne doze sevanja zaradi naravnih virov.
Poleg teh so v naravi prisotni še dolgoživi radionuklidi z razpolovnimi časi od 109-1011 let kot so 87Rb, 138La, 147Sm in 176Lu.

Kozmično sevanje
Kozmično sevanje je posledica jedrskih reakcij na Soncu in zvezdah. Galaktične kozmične žarke sestavljajo večinoma protoni in to blizu 90%, helijeva jedra 10% in elektroni 1%. Ko ti žarki zadevajo ob Zemljino atmosfero, povzročajo sekundarne jedrske reakcije.

Več o tem

Pri tem nastajajo sekundarni nevtroni, ki še nadalje povzročajo jedrske reakcije. Na površini Zemlje pripada ionizirajoči komponenti kozmičnih žarkov daleč največji del, ki znaša okrog 32 nSv/h (na višini morske gladine). Nevtronska komponenta kozmičnega sevanja prispeva le okrog 6-8 nSv/h. V večnadstropnih zgradbah je dozna hitrost zaradi kozmičnega sevanja od dva do desetkrat manjša kot na prostem.
Dve tretjini doznega polja sevanja za sekundarno kozmično sevanje odpade na muone (≈20 nSv/h), tretjino na elektrone in pozitrone (≈10 nSv/h), ter nekaj odstotkov (>2 nSv/h) na fotone.
Človek prejme od kozmičnih žarkov dobro desetino letne efektivne doze sevanja. Pod vplivom kozmičnih žarkov se v gornjih plasteh ozračja stalno tvorijo radionuklidi, kot so 3H, 7Be, 14C, 22Na in še nekateri drugi.

Umetna radioaktivnost v okolju

Globalno razpršena radioaktivnost

Umetna radioaktivnost, ki nastaja v nadzorovanih pogojih, je geografsko omejena in lokalizirana, večinoma na zaprta območja (reaktorska zgradba, skladišča radioaktivnih odpadkov, vroči laboratoriji, ipd.).
V preteklih primerih nenadzorovanih razmer (kot so bile zračne jedrske eksplozije, velike jedrske nesreče) pa se je večina pri verižni reakciji nastalih radionuklidov sprostila v okolje, zaradi visokih temperatur tudi v višje plasti ozračja. Zaradi tega so jih močni zračni tokovi razpršili po vsej Zemeljski obli, kjer so kontaminirali tudi prizemno ozračje in površino tal. V prvih dneh in tednih je bilo onesnaženje precejšnje, ker je bilo prisotno mnogo kratkoživih radionuklidov, v naslednjih mesecih in letih pa so začeli prevladovati dolgoživejši cepitveni radionuklidi.

Zračne jedrske poskusne eksplozije

V obdobju od (1945-1980) so velesile ZDA, Sovjetska zveza, Velika Britanija, Francija in Kitajska opravile 520 zračnih jedrskih poskusov (UNSCEAR 1993). Dolgoživa radionuklida 137Cs in 90Sr tega izvora sta prisotna v tleh še danes, delno tudi 14C (v rastlinah) in v manjši meri 3H (v padavinah in površinskih vodah).
Jedrske nesreče

Doslej se je zgodilo pet večjih jedrskih nesreč z občutnimi posledicami za širše okolje in prebivalstvo. Tri v jedrskih objektih (Three Mile Island, ZDA, 1979, Černobil, SZ, 1986 in Fukushima, Japonska, 2011) in dve v vojaških objektih (Kištim na Uralu, SZ, 1957 in Windscale, VB, 1957).
Znatnejša radioaktivna kontaminacija je dosegla naše kraje le ob nesreči jedrskega reaktorja elektrarne v Černobilu v aprilu 1986. Takrat se je več kot tretjino radioaktivnega materiala razpršilo po Evropi izven tedanje Sovjetske zveze. Radioaktivna kontaminacija z 131I, zlasti pa s 137Cs je bila v naših krajih nekajkrat višja, kot so jo povzročile vse dotedanje jedrske zračne eksplozije skupaj.
Globalno razpršeni pa so v zelo nizkih koncentracijah umetni radionukalidi (3H, 14C, 85Kr, 129I), ki se stalno sproščajo iz obratov za predelavo goriva (v Evropi v Franciji in v Veliki Britaniji).
Lokalno povišana radioaktivnost zaradi obratovanja jedrskih in sevalnih objektov

Umetno radioaktivnost, ki jo izpuščajo v okolje jedrski in sevalni objekti, najdemo večinoma v lokalnem okolju v njihovi neposredni okolici. V Sloveniji so ti objekti:

Več o tem

Jedrska elektrarna stalno izpušča aktivacijske in cepitvene produkte, vključno z žlahtnimi plini, radioaktivnimi aerosoli, izotopi joda, tritija in 14C.
Iz raziskovalnega reaktorja se med obratovanjem sprošča žlahtni plin 41Ar.
Iz rudnika urana in obrata za predelavo uranove rude so se med preteklim obratovanjem sproščale precejšnje aktivnosti naravnih radionuklidov iz uranove razpadne vrste zlasti 222Rn, 238U, 226Ra in 210Pb).
Radiofarmake (131I, 99mTc) tedensko periodično izpuščajo bolnišnice z oddelki za nuklearno medicino.
Radioaktivna kontaminacija v okolju zaradi obratovanja jedrskih in sevalnih objektov je nizka in je v večini primerov težko merljiva.