1. mylný názor: ni?, ?o neprišlo do styku s jadrovými zbra?ami alebo elektrár?ami, nie je rádioaktívne!

Aj ke? rádioaktívne žiarenie (radiácia) môže by? niekedy ve?mi nebezpe?né, ba i smrte?né, je prirodzenou sú?as?ou nášho životného prostredia. A bola ?ou odjakživa! Dokonca ?ím ?alej do minulosti sa pozrieme, tým rádioaktívnejšia naša Zem bola. Je to dané tým, že rádioaktívne atómy boli sú?as?ou hmoty, z ktorej vznikla naša slne?ná sústava. Pochádzajú z dávno m?tvych hviezd, ktoré predtým, než vzniklo Slnko, ukon?ili svoj život ohromnou explóziou (tzv. supernovy) a rozhodili tak podstatnú ?as? svojej hmoty do okolitého vesmíru. Tá sa následne zamiešala do materiálu, z ktorého neskôr vzniklo Slnko.

Po?as tohto výbuchu bola v centre hviezdy taká vysoká teplota (a teda aj energia), že vznikli aj ve?mi ?ažké prvky ako železo, zlato, ?i olovo. Energie tam dokonca bolo to?ko, že príroda mohla nakopi? ešte vä?šie "hrudy" a vznikli extrémne ?ažké atómové jadrá.

Avšak tak ako sa nám príliš ve?ký hrad z piesku za?ne rúca?, tak aj tieto jadrá sú už nad ur?itou hranicou nestále a v priebehu ?asu sa rozpadajú – inými slovami, jadrá sú rádioaktívne. Pri svojom rozpade totiž uvo??ujú ?astice a energiu, ktorú do nich kedysi »napumpovala« supernova. Niektoré sa rozpadajú po krátkej dobe, niektorým to však trvá omnoho dlhšie. A práve tie prežívajú v zemskej kôre dodnes, pri?om najznámejším z nich je urán. Úrove? rádioaktivity Zeme však vplyvom rozpadu prvkov v priebehu miliárd rokov postupne klesá.

Naša Zem je teda prirodzene rádioaktívna, vždy bola a do konca svojej existencie i bude!

Obr. 1: Dávka radiácie z prírodných zdrojov v niektorých oblastiach a štátoch sveta. Pred zátvorkou je uvedená priemerná hodnota a v zátvorke maximálna nameraná hodnota v danej oblasti. Oboje z týchto hodnôt sú najvyššie ne?aleko mesta Ramsar v Iráne. Hodnoty sú vyjadrené v tisícinách Gray (Gy) za rok. 1 Gray je rovný energii 1 Joule absorbovanej v 1 kg materiálu. Smrte?ná dávka pre ?loveka je cca 10–20 Gray. Pre potreby biológie sa používa aj jednotka Sievert (Sv), ktorá na rozdiel od jednotky Gray berie do úvahy aj biologickú nebezpe?nos? rôznych druhov radiácie.

Zdroj: Health Research Foundation (www.taishitsu.or.jp)

Jadrové reaktory skonštruované ?u?mi v posledných desa?ro?iach však nie sú z?aleka prvými reaktormi na Zemi. Nie, nebola tu vyspelá civilizácia alebo mimozemš?ania, ktorí ich zostrojili, to sama príroda v dávnej minulosti prevádzkovala svoje prírodné jadrové reaktory!

Bolo to ešte v dobách, ke? všeobecná úrove? radiácie bola vyššia než dnes a v niektorých oblastiach planéty sa sústredilo to?ko rádioaktívnych prvkov, že sa spustila štiepna reakcia. Najznámejší vyhorený prírodný jadrový reaktor sa našiel v africkom štáte Gabon blízko mesta Oklo. A nielen jeden, našlo sa ich tam rovno pätnás?! Pre vedcov je to ve?mi dobrá príležitos? pre štúdium chovania vysoko rádioaktívneho odpadu. Napríklad v prípade v týchto prírodných reaktoroch sa odpadové plutónium za dve miliardy rokov dostalo iba desa? metrov od centra reaktoru.

Obr. 2: Pozemská príroda v sú?aži o skonštruovanie prvého štiepneho jadrového reaktoru predbehla ?udí o zhruba dve miliardy rokov. Na obrázku je pozostatok po jednom z pätnástich prírodných reaktorov ne?aleko afrického mesta Oklo.

Zdroj: Office of Civilian Radioactive Waste Management

Sústredenie prírodných rádioaktívnych prvkov na niektorých miestach na Zemi je i v sú?asnosti vysoké. To najvyššie sa vyskytuje v severnom Iráne v meste Ramsar, kde obyvatelia dostávajú dávku asi dvestokrát vyššiu, než je celosvetový priemer prírodnej radiácie. Radiácia sa dostáva na povrch predovšetkým v?aka prvku radónu (plynný rozpadový produkt uránu), ktorý je vyplavovaný tamojšími prame?mi.

Prekvapujúcim faktom však zostáva, že sa v tejto oblasti nezistil vyšší výskyt rakoviny ani leukémie než kdeko?vek inde na svete. Lekárske výskumy potvrdili odolnos? miestnych obyvate?ov vo?i zvýšenej hladine radiácie!

Obr. 3: Príroda v okolí iránskeho mesta Ramsar je jednou z prírodne najrádioaktívnejších oblastí na svete. Prekvapujúco táto skuto?nos? jej ani tunajším obyvate?om nespôsobuje žiadne zdravotné problémy.

Podobné výsledky priniesli výskumy iných vysoko rádioaktívnych oblastí na Zemi, ako napríklad rádioaktívna pláž Guarapari v Brazílii, Yaagjiang v ?íne, alebo pláž Kerala v Indii (pláže sú ?astým miestom zvýšenej prírodnej radiácie z toho dôvodu, že rieky, ktoré pozd?ž svojich tokov vymývajú ob?as aj rádioaktívne horniny, ich následne ukladajú najmä pri svojich ústiach do oceánov ?i morí). Ukazuje to, že vedci ešte úplne dobre neporozumeli všetkým procesom, ktoré príroda ako obranu proti radiácii vyvinula.


Prírodný radón, ktorý presakuje z pôdy, však môže spôsobi? problémy všade na svete v obydliach, ktoré nemajú vhodnú izoláciu vo?i pôde a sú nevhodne vetrané. Tam sa potom radón môže neprirodzene koncentrova? a zna?ne prevýši? prirodzenú radiáciu.

Obr. 4: Brazílska pláž Guarapari s mestom so 70 tisícmi obyvate?mi je stošes?desiatkrát rádioaktívnejšia než vysídlené mesto Pripja? pri ?ernobyle. ?udia sa tam však bez následkov chodia s ob?ubou kúpa? alebo tiež lie?i? reumu.

Foto: baixaki.ig.com.br; www.abresi.com.br

Superbaktéria

Prekvapivo vysoká odolnos? ?udí vo?i radiácii v niektorých oblastiach sveta však ešte stále nie je ni? v porovnaní s tým, ako dokonale príroda vybavila niektoré iné tvory. Napríklad škorpióny prežijú až nieko?kostonásobne vyššiu dávku než ?lovek.

Vedcov však doslova šokovalo, ke? v roku 1956 pri experimente sterilizovali rádioaktívnym žiarením konzervy s mäsom. Napriek tomu, že použitá dávka žiarenia by spo?ahlivo zabila všetko živé, na mäse sa zakrátko objavil nevysvetlite?ný ?ervený povlak. Ako sa následne zistilo, boli to baktérie, ktoré vedci pomenovali Deinococcus Radiodurans. Tie dokážu preži? dokonca aj desa?tisícnásobne vyššiu dávku radiácie než ?lovek.

Vedcom ešte dodnes nie je celkom jasné, ako to táto "superbaktéria" dokáže, aj ke? mnohé z jej fínt už poznajú. Každopádne je to baktéria ve?mi nádejná. Pri genetickom pozmenení by mohla napríklad pomôc? s likvidáciou vysoko rádioaktívneho odpadu. Odhalenie presného mechanizmu jej obrany pred radiáciu by zas mohlo pomôc? ?u?om v boji proti rakovine alebo v budúcnosti pri medziplanetárnych pilotovaných letoch.

Urán a produkty jeho rozpadu ako je radón však nie sú jedinými zdrojmi prírodnej radiácie okolo nás. Rádioaktívne žiarenie (vrátane ?astíc) na nás neustále dopadá vo forme tzv. kozmického žiarenia aj z vesmíru. Ve?ká vä?šina tohto žiarenia pochádza z nášho Slnka, zvyšok z ostatných oblastí Galaxie a ve?mi malá ?as? aj z medzigalaktického priestoru.

Naša atmosféra a magnetické pole Zeme nám zabezpe?ujú ochranu vo?i prevažnej vä?šine tohto žiarenia, avšak jeho malá ?as? predsa len preniká až na povrch Zeme a prispieva tak k prirodzenej radiácii. ?ím vyššie stúpame, tým vyššia dávka kozmického žiarenia nás zasiahne. Výraznejšie rás? však za?ína až vo výške zna?ne prevyšujúcej najvyššie hory sveta, kde atmosféra za?ína rednú?. Z tohto dôvodu napr. piloti lietadiel a letušky, ktorí trávia vo ve?kých výškach zna?nú ?as? ?asu, dostanú z kozmického žiarenia o nie?o vä?šiu priemernú dávku než "prízemný" ?lovek. Kozmické žiarenie je tiež dôležitým faktorom pri plánovaní dlhotrvajúcich pilotovaných medziplanetárnych misií.

Obr. 5: Rozdelenie priemernej dávky radiácie, ktorú dostáva ?lovek z jednotlivých zdrojov. Prirodzená radiácia tvorí až 85 percent celkovej dávky, ktorú ?lovek dostane zo svojho okolia - z pôdy a materiálu budov (ke?že aj tehly, pórobetón ?i betón obsahujú rádioaktívne látky) dostane ?lovek 18 % celkovej dávky, z kozmického žiarenia 14 %, od radónu (presakujúceho z pôdy) až 42 % (ak býva v nevhodne izolovanom a vetranom dome tak môže by? aj vyššia), a z vody a potravy ?alších 11 %. Z umelých zdrojov prispieva štrnástimi percentami medicína (najmä roentgenové vyšetrenia), a jadrový priemysel (elektrárne a odpad zo skúšok jadrových zbraní) prispieva jedným jediným percentom.

Zdroj: World Nuclear Association

2. mylný názor: Okolie ?ernoby?u je úplne m?tvou rádioaktívnou zónou bez života!

Havária v ?ernoby?skej jadrovej elektrárni v roku 1986 bola bezpochyby najvä?šou a najsmutnejšou haváriou v histórii mierového využitia jadrovej energie. Má na svedomí desiatky priamych obetí a nepriame dôsledky ožiarenia ich zabili ?alšie stovky. Niektoré údaje o desiatkach tisíc obetí sú však úplne zavádzajúce, pretože ich autori napr. vôbec neberú do úvahy, že na rakovinu a podobné choroby ?udia umierali aj pred haváriou. Je to o to smutnejšie, ke? si uvedomíme, že nezlyhala technika, ale že haváriu spôsobilo neodborné ovládanie reaktoru personálom (paradoxne pri testovaní nového bezpe?nostného systému manuálne a neodborne odstavili sedem ?alších systémov).

V každom prípade však táto katastrofa nebola pre životné prostredie taká ni?ivá, ako sa odborníci pôvodne domnievali, ke? videli ako les v bezprostrednom okolí reaktoru umiera na následky ožiarenia. Vo vysídlenej zóne však nielenže dnes život existuje, ale dokonca sa mu ve?mi dobre darí.

V oblasti okolo reaktoru paradoxne vznikla prírodná rezervácia, ktorá bujnie životom omnoho lepšie, než ke? bola oblas? obývaná ?u?mi, ktorí ju svojimi aktivitami poškodzovali viac, než ju poškodila radiácia z havárie. Nenachádzajú sa tam žiadne netvory ani mutanti, iba na nieko?kých boroviciach v bezprostrednej blízkosti reaktoru môžeme uvidie? menšie rastové zvláštnosti.

Zo živých tvorov tu naopak nájdeme vzácne a chránené druhy vtáctva a ?ernobylská rezervácia je dokonca pravdepodobne jediným miestom na svete, kde vo?ne žijú zdravé stáda takmer vyhynutého ko?a Przewalského.

To samozrejme nijak neznižuje tragickos? jadrovej katastrofy, avšak jej dlhodobé vplyvy sú menšie, než sa ?akalo. Koniec koncov, úrove? radiácie vo vä?šine zóny je nižšia než jej prirodzená hodnota na mnohých iných miestach na Zemi. Napríklad v priebehu týždennej dovolenky na spomínanej brazílskej pláži Guadapari dostaneme rovnakú dávku radiácie ako za tri roky života v evakuovanom meste Pripja? v ?ernoby?skej "m?tvej" zóne.

Obr. 6: Okolie ?ernoby?u sa po havárii napriek zvýšenej hladine radiácie ve?mi rýchlo regeneruje a dnes je prakticky prírodnou rezerváciou s prekvitajúcim životom a mnohými druhmi chránených živo?íchov.
Foto: www.chernobyl.in.ua

Obr. 7: Aj Hirošima je dnes prekvitajúce a moderné mesto, ktoré sa z totálnej deštrukcie napriek státisícom obetí premenilo na metropolu s viac ako milión obyvate?mi. Nezabúda však na zhodenie atómovej bomby na jej civilné obyvate?stvo. Tento barbarský ?in dodnes pripomína tzv. A-bomb dome (na fotografii v?avo), ktorý je jednou z mála stavieb v meste, ktoré neboli výbuchom úplne zni?ené (mimochodom, táto stavba bola dielom ?eského architekta Jana Letzela). ?udstvo by malo urobi? všetko, aby sa podobná tragédia už nikdy nezopakovala. Napriek všetkému, nie je to dôvod k strachu, predsudkom a odsúdeniu radiácie ako takej.
Foto: Autor

3. mylný názor: Radiácia môže jedine škodi?, na ni? iné nie je dobrá!

Radiácia však môže nielen zabíja?, ale môže i lie?i? a pomáha?. Známym spôsobom boja proti rakovine je ožarovanie nádoru rádioaktívnym žiarením, ktoré aj ke? nemôže zaru?i? úspešný výsledok, výrazne zvyšuje pravdepodobnos? pacientovho vylie?enia.

Rádioaktívne prvky sa však predovšetkým používajú na skoré odha?ovanie chorôb. Je to ve?mi efektívna metóda, ako zisti? zdravie a funk?nos? niektorých orgánov. Konkrétnym príkladom môže by? štítna ž?aza, ktorá v ?udskom tele spracováva z našej potravy jód. Roentgenové alebo iné vyšetrenia nedokážu zisti?, ?i funguje správne, až pokia? jej funkcia nie už nato?ko narušená, že sa to prejaví na jej fyzickom vzh?ade. Poruchu funkcie ale už omnoho skôr vieme odhali? pomocou malej neškodnej dávky rádioaktívneho druhu (tzv. izotopu) jódu, ktorý lekári aplikujú do tela. Jód sa následne dostane len do tej ?asti ž?azy, ktorá je zdravá, pretože len tá si ho z krvi vezme. Pomocou slabého žiarenia potom môžeme izotop jódu sledova? a odhali? tak prípadnú »poruchu«.

Podobné vyšetrenia existujú aj pre iné orgány, ako napr. p?úca, hrubé ?revo, žalúdok, mozog at?. Používa sa na to viacero izotopov rôznych prvkov (v závislosti na skúmanom orgáne), pri?om však všetky majú jedno spolo?né – ich žiarenie je slabé a ve?mi rýchlo sa v tele rozpadajú. Len ve?mi málo prispievajú k prirodzenej dávke radiácie, ktorú dostávame z prírody. V?aka nim môžeme zisti? chorobné zmeny v orgánoch skôr, než sa rozrastú a poškodia orgán tak, že už je na lie?bu neskoro.

Obr. 8: Nukleárnej medicíny sa nemusíme bá?, je rovnako bezpe?ná ako napr. roentgen a pritom môže zachráni? život tým, že dokáže omnoho detailnejšie vyšetri? funkciu orgánov. Predovšetkým však dokáže zisti? chorobné zmeny v orgánoch skôr, než sa rozrastú a poškodia orgán tak, že už je na lie?bu neskoro.

Foto: West Virginia University Hospitals

?alšou nedocenenou a pritom podstatnou úlohou rádioaktivity je skuto?nos?, že hrá nenahradite?nú rolu vo vývoji života. Hybnou silou tohto vývoja sú predovšetkým malé a postupné mutácie v organizmoch, z ktorých prirodzeným výberom zostanú len tie, ktoré sú pre organizmus prospešné. Mutácie sú spôsobené malými zmenami v DNA molekule, ktorá nesie informáciu o celom organizme. Práve prirodzená rádioaktivita je ve?mi dôležitá pri vzniku týchto mutácií. Bez nej by takmer neexistovala evolúcia. Organizmy by sa nedokázali dostato?ne rýchlo prispôsobova? meniacemu sa okolitému prostrediu a životným podmienkam a vymreli by. Bez radiácie by život na Zemi najpravdepodobnejšie ustrnul na úrovni baktérií až dodnes.

Ke?že urán a ?alšie rádioaktívne prvky majú vysokú hmotnos?, najviac ich nájdeme hlboko v zemskom jadre, do ktorého vplyvom gravitácie po?as vývoja Zeme klesli. Teplo, ktoré tieto prvky pri svojom rozpade uvo??ujú, nie je nijak zanedbate?né. Odhaduje sa, že dnešný výkon prirodzeného rádioaktívneho rozpadu prvkov na Zemi je rovný cca 24 TeraWattom, ?o je viac než polovica všetkého tepla, ktoré Zem produkuje (zvyšok generujú napr. slapové sily od Slnka a Mesiaca). Je to asi 27 tisíckrát viac než elektrický výkon oboch v sú?asnosti pracujúcich blokov jadrovej elektrárne v Mochovciach. V minulosti bolo zahrievanie jadra Zeme ešte intenzívnejšie. Keby nebolo tohto zdroja tepla, zemské jadro by už dávno vychladlo, prestalo by rotova? vo?i zvyšku Zeme a tým by planéta stratila ochranné magnetické pole, ktoré ju chráni pred slne?ným vetrom a kozmickým žiarením. Ve? krásne polárne žiary nie sú ni?ím iným než práve týmito agresívnymi ?asticami, ktoré zemské magnetické pole odklonilo do vysokých zemepisných šírok.

Rovnako by bez tepla z radiácie vyhasla vulkanická ?innos? (tak ako sa to stalo už na Marse, Merkúre a pravdepodobne aj Venuši), ktorá hrá dôležitú rolu napr. aj pri obohacovaní a dopl?ovaní našej atmosféry o plyny a zemskej kôry zas o nerasty a horniny.

Neby? teda prirodzenej radiácie, tak nielenže by sa život nevyvinul do dnešnej podoby, ale s najvä?šou pravdepodobnos?ou by bol už dávno vyhubený smrtiacim žiarením z kozmu.

4. mylný názor: Jadrové elektrárne sú jediné elektrárne uvo??ujúce rádioaktívne látky!

Dnešné jadrové elektrárne produkujú vysoko rádioaktívny a koncentrovaný odpad, ktorý je skuto?ne nebezpe?ný a ktorý je drahé a náro?né skladova?. Naš?astie sa veda hýbe napred a dnes už poznáme omnoho dokonalejšie možnosti výroby elektrickej energie z jadra. Nové typy reaktorov sú schopné nielen vyrába? energiu, ale budú zárove? schopné likvidova? vä?šinu sú?asného jadrového odpadu! Tam leží blízka budúcnos? jadrovej energie - ktorej mimochodom ve?mi ú?inne bráni v rozvoji loby zo strany ropných a uho?ných koncernov. Tá vzdialenejšia bude pravdepodobne smerova? nie k štiepeniu prvkov ako to robíme dnes, ale k ich zlu?ovaniu tak ako sa to deje v centre nášho Slnka. Najvä?ší reaktor totiž máme priamo na oblohe, zlu?uje sa v ?om vodík na hélium. Výhodou je omnoho vyššia ú?innos? výroby energie, neporovnate?ne nižšia nebezpe?nos? produkovaného odpadu (?o sa týka objemu a aj pol?asu rozpadu, teda obdobia nebezpe?nosti), a takmer nevy?erpate?né zásoby paliva, ke?že palivom bude morská voda (presnejšie ?ažký vodík v nej obsiahnutý). Komer?né nasadenie takého reaktora sa o?akáva okolo roku 2050, japonskí vedci už vyvinuli funk?ný prototyp a vo Francúzsku existuje ve?ké medzinárodné centrum pre vývoj tohto typu reaktora (projekt ITER).

Jadrové elektrárne však z?aleka nie sú jediné, ktoré uvo??ujú rádioaktívne látky. Ešte viac uránu, tória a draslíku chrlia totiž elektrárne tepelné! Je to spôsobené tým, že v uhlí, tak ako všade inde v prírode, sú taktiež obsiahnuté rádioaktívne prvky. Ke? ho spálime, tieto prvky sa uvo?nia do atmosféry alebo zostanú skoncentrované v popole. Ke?že ?udstvo dnes v tepelných elektrár?ach spa?uje viac než štyri miliardy ton uhlia ro?ne, sú sú?asné jadrové elektrárne v porovnaní s nimi púhymi potrimiskármi, ak sa pozrieme na ne z h?adiska množstva uvo??ovaných rádioaktívnych prvkov. V dnešnej dobe každý rok uvo?nia tepelné elektrárne 15 tisíc ton rádioaktívnych prvkov, ktoré sa následne dostávajú do atmosféry alebo zamorujú okolie skládok. ?udia žijúci v blízkosti tepelných elektrární ?i skládok popol?eka tak dostávajú vyššiu dávku radiácie, ako keby žili pri plote jadrovej elektrárne.

Obr. 9: Tepelné elektrárne spa?ujúce uhlie uvo??ujú do okolia vä?šie množstvo rádioaktívneho uránu, tória a draslíku ako jadrové elektrárne.

Foto: www.herald-dispatch.com

Omnoho škodlivejšie sú však ohromné množstvá škodlivých plynov a taktiež chemických jedovatých látok (ako napr. ortu?, arzén alebo olovo), ktoré sa spa?ovaním uhlia uvo??ujú.

Juraj Kotuli? Bunta, Ph.D

(autor dva roky pracoval v Tokai-mure v Laboratóriu pre výskum radia?ného rizika, Japonská agentúra pre atómovú energiu, kde sa venoval po?íta?ovým simuláciám vplyvu radiácie na ?udský organizmus, predovšetkým na ?udskú DNA molekulu a vznik rakoviny)

Poznámka: tento ?lánok v originálnej verzii vyšiel v ?asopise 21. Století, pre potreby boinc.sk ho autor preložil, upravil a doplnil.

Komentáre a diskusia k ?lánku

Oklo - Natural Nuclear Reactors
A Natural History of Chernobyl
Coal Combustion - Nuclear Resourse or Danger
Radón na Slovensku
Annual Terestrial Radiation Doses in the World
Nuclear Medicine
Nuclear Fusion Reactor - Project ITER