Domov
Novinky
Projekt
Archív ?lánkov
Optimalizácia
Návody
Galéria
Stiahnite si
Odkazy
Diskusné fórum
Fórum - archív
Vyh¾adávanie
TO-DO
Kontakt

BOINC.SK


Od 1.1.2002


Astronomick
snmok
da

APOD






Page Rank
 
 
Máme sa bᝠrádioaktivity? (alebo Štyri najrozšírenejšie mylné názory o rádioaktivite)

1. mylný názor: niè, èo neprišlo do styku s jadrovými zbraòami alebo elektráròami, nie je rádioaktívne!


Aj keï rádioaktívne žiarenie (radiácia) môže by niekedy ve¾mi nebezpeèné, ba i smrte¾né, je prirodzenou súèasou nášho životného prostredia. A bola òou odjakživa! Dokonca èím ïalej do minulosti sa pozrieme, tým rádioaktívnejšia naša Zem bola. Je to dané tým, že rádioaktívne atómy boli súèasou hmoty, z ktorej vznikla naša slneèná sústava. Pochádzajú z dávno màtvych hviezd, ktoré predtým, než vzniklo Slnko, ukonèili svoj život ohromnou explóziou (tzv. supernovy) a rozhodili tak podstatnú èas svojej hmoty do okolitého vesmíru. Tá sa následne zamiešala do materiálu, z ktorého neskôr vzniklo Slnko.

Poèas tohto výbuchu bola v centre hviezdy taká vysoká teplota (a teda aj energia), že vznikli aj ve¾mi ažké prvky ako železo, zlato, èi olovo. Energie tam dokonca bolo to¾ko, že príroda mohla nakopi ešte väèšie "hrudy" a vznikli extrémne ažké atómové jadrá.

Avšak tak ako sa nám príliš ve¾ký hrad z piesku zaène rúca, tak aj tieto jadrá sú už nad urèitou hranicou nestále a v priebehu èasu sa rozpadajú – inými slovami, jadrá sú rádioaktívne. Pri svojom rozpade totiž uvo¾òujú èastice 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, prièom najznámejším z nich je urán. Úroveò 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 neïaleko 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. Smrte¾ná dávka pre èloveka 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 nebezpeènos rôznych druhov radiácie.

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

 

Prírodný jadrový reaktor

Jadrové reaktory skonštruované ¾uïmi v posledných desaroèiach však nie sú zïaleka 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, keï všeobecná úroveò radiácie bola vyššia než dnes a v niektorých oblastiach planéty sa sústredilo to¾ko 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 ve¾mi 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 ¾udí o zhruba dve miliardy rokov. Na obrázku je pozostatok po jednom z pätnástich prírodných reaktorov neïaleko afrického mesta Oklo.

Zdroj: Office of Civilian Radioactive Waste Management

 

Prekvapujúce zistenia lekárov

Sústredenie prírodných rádioaktívnych prvkov na niektorých miestach na Zemi je i v súèasnosti 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 vïaka prvku radónu (plynný rozpadový produkt uránu), ktorý je vyplavovaný tamojšími prameòmi.

Prekvapujúcim faktom však zostáva, že sa v tejto oblasti nezistil vyšší výskyt rakoviny ani leukémie než kdeko¾vek inde na svete. Lekárske výskumy potvrdili odolnos miestnych obyvate¾ov voèi zvýšenej hladine radiácie!

 


 

Obr. 3: Príroda v okolí iránskeho mesta Ramsar je jednou z prírodne najrádioaktívnejších oblastí na svete. Prekvapujúco táto skutoènos jej ani tunajším obyvate¾om nespôsobuje žiadne zdravotné problémy.

Foto: www.farhangsara.com



Podobné výsledky priniesli výskumy iných vysoko rádioaktívnych oblastí na Zemi, ako napríklad rádioaktívna pláž Guarapari v Brazílii, Yaagjiang v Èíne, alebo pláž Kerala v Indii (pláže sú èastým miestom zvýšenej prírodnej radiácie z toho dôvodu, že rieky, ktoré pozdåž svojich tokov vymývajú obèas aj rádioaktívne horniny, ich následne ukladajú najmä pri svojich ústiach do oceánov èi 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 voèi pôde a sú nevhodne vetrané. Tam sa potom radón môže neprirodzene koncentrova a znaène prevýši prirodzenú radiáciu.

 

 

 


 

Obr. 4: Brazílska pláž Guarapari s mestom so 70 tisícmi obyvate¾mi je stošesdesiatkrát rádioaktívnejšia než vysídlené mesto Pripja pri Èernobyle. ¼udia sa tam však bez následkov chodia s ob¾ubou kúpa alebo tiež lieèi reumu.

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

Superbaktéria

Prekvapivo vysoká odolnos ¾udí voèi radiácii v niektorých oblastiach sveta však ešte stále nie je niè v porovnaní s tým, ako dokonale príroda vybavila niektoré iné tvory. Napríklad škorpióny prežijú až nieko¾kostonásobne vyššiu dávku než èlovek.

Vedcov však doslova šokovalo, keï v roku 1956 pri experimente sterilizovali rádioaktívnym žiarením konzervy s mäsom. Napriek tomu, že použitá dávka žiarenia by spo¾ahlivo zabila všetko živé, na mäse sa zakrátko objavil nevysvetlite¾ný èervený povlak. Ako sa následne zistilo, boli to baktérie, ktoré vedci pomenovali Deinococcus Radiodurans. Tie dokážu preži dokonca aj desatisícnásobne vyššiu dávku radiácie než èlovek.

Vedcom ešte dodnes nie je celkom jasné, ako to táto "superbaktéria" dokáže, aj keï mnohé z jej fínt už poznajú. Každopádne je to baktéria ve¾mi nádejná. Pri genetickom pozmenení by mohla napríklad pomôc s likvidáciou vysoko rádioaktívneho odpadu. Odhalenie presného mechanizmu jej obrany pred radiáciu by zas mohlo pomôc ¾uïom v boji proti rakovine alebo v budúcnosti pri medziplanetárnych pilotovaných letoch.

Radiácia z neba

Urán a produkty jeho rozpadu ako je radón však nie sú jedinými zdrojmi prírodnej radiácie okolo nás. Rádioaktívne žiarenie (vrátane èastíc) na nás neustále dopadá vo forme tzv. kozmického žiarenia aj z vesmíru. Ve¾ká väèšina tohto žiarenia pochádza z nášho Slnka, zvyšok z ostatných oblastí Galaxie a ve¾mi malá èas aj z medzigalaktického priestoru.

Naša atmosféra a magnetické pole Zeme nám zabezpeèujú ochranu voèi prevažnej väèšine tohto žiarenia, avšak jeho malá èas predsa len preniká až na povrch Zeme a prispieva tak k prirodzenej radiácii. Èím vyššie stúpame, tým vyššia dávka kozmického žiarenia nás zasiahne. Výraznejšie rás však zaèína až vo výške znaène prevyšujúcej najvyššie hory sveta, kde atmosféra zaèína rednú. Z tohto dôvodu napr. piloti lietadiel a letušky, ktorí trávia vo ve¾kých výškach znaènú èas èasu, dostanú z kozmického žiarenia o nieèo väèšiu priemernú dávku než "prízemný" èlovek. Kozmické žiarenie je tiež dôležitým faktorom pri plánovaní dlhotrvajúcich pilotovaných medziplanetárnych misií.

 

 

Obr. 5: Rozdelenie priemernej dávky radiácie, ktorú dostáva èlovek z jednotlivých zdrojov. Prirodzená radiácia tvorí až 85 percent celkovej dávky, ktorú èlovek dostane zo svojho okolia - z pôdy a materiálu budov (keïže aj tehly, pórobetón èi betón obsahujú rádioaktívne látky) dostane èlovek 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 ïalších 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 Èernoby¾u je úplne màtvou rádioaktívnou zónou bez života!


Havária v Èernoby¾skej jadrovej elektrárni v roku 1986 bola bezpochyby najväèšou a najsmutnejšou haváriou v histórii mierového využitia jadrovej energie. Má na svedomí desiatky priamych obetí a nepriame dôsledky ožiarenia ich zabili ïalšie 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 ¾udia umierali aj pred haváriou. Je to o to smutnejšie, keï si uvedomíme, že nezlyhala technika, ale že haváriu spôsobilo neodborné ovládanie reaktoru personálom (paradoxne pri testovaní nového bezpeènostného systému manuálne a neodborne odstavili sedem ïalších systémov).

V každom prípade však táto katastrofa nebola pre životné prostredie taká nièivá, ako sa odborníci pôvodne domnievali, keï videli ako les v bezprostrednom okolí reaktoru umiera na následky ožiarenia. Vo vysídlenej zóne však nielenže dnes život existuje, ale dokonca sa mu ve¾mi dobre darí.

 

Prírodná rezervácia pri reaktore

V oblasti okolo reaktoru paradoxne vznikla prírodná rezervácia, ktorá bujnie životom omnoho lepšie, než keï bola oblas obývaná ¾uïmi, ktorí ju svojimi aktivitami poškodzovali viac, než ju poškodila radiácia z havárie. Nenachádzajú sa tam žiadne netvory ani mutanti, iba na nieko¾kých boroviciach v bezprostrednej blízkosti reaktoru môžeme uvidie menšie rastové zvláštnosti.

Zo živých tvorov tu naopak nájdeme vzácne a chránené druhy vtáctva a èernobylská rezervácia je dokonca pravdepodobne jediným miestom na svete, kde vo¾ne žijú zdravé stáda takmer vyhynutého koòa Przewalského.

To samozrejme nijak neznižuje tragickos jadrovej katastrofy, avšak jej dlhodobé vplyvy sú menšie, než sa èakalo. Koniec koncov, úroveò radiácie vo väèšine 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 Èernoby¾skej "màtvej" zóne.

 

 

Obr. 6: Okolie Èernoby¾u sa po havárii napriek zvýšenej hladine radiácie ve¾mi rýchlo regeneruje a dnes je prakticky prírodnou rezerváciou s prekvitajúcim životom a mnohými druhmi chránených živoèíchov.
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 obyvate¾mi. Nezabúda však na zhodenie atómovej bomby na jej civilné obyvate¾stvo. Tento barbarský èin dodnes pripomína tzv. A-bomb dome (na fotografii v¾avo), ktorý je jednou z mála stavieb v meste, ktoré neboli výbuchom úplne znièené (mimochodom, táto stavba bola dielom èeského architekta Jana Letzela). ¼udstvo 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 niè iné nie je dobrá!

Radiácia však môže nielen zabíja, ale môže i lieèi a pomáha. Známym spôsobom boja proti rakovine je ožarovanie nádoru rádioaktívnym žiarením, ktoré aj keï nemôže zaruèi úspešný výsledok, výrazne zvyšuje pravdepodobnos pacientovho vylieèenia.

Ako odhali chorý orgán?

Rádioaktívne prvky sa však predovšetkým používajú na skoré odha¾ovanie chorôb. Je to ve¾mi efektívna metóda, ako zisti zdravie a funkènos niektorých orgánov. Konkrétnym príkladom môže by štítna ž¾aza, ktorá v ¾udskom tele spracováva z našej potravy jód. Roentgenové alebo iné vyšetrenia nedokážu zisti, èi funguje správne, až pokia¾ jej funkcia nie už nato¾ko narušená, že sa to prejaví na jej fyzickom vzh¾ade. 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 èasti ž¾azy, 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. p¾úca, hrubé èrevo, žalúdok, mozog atï. Používa sa na to viacero izotopov rôznych prvkov (v závislosti na skúmanom orgáne), prièom však všetky majú jedno spoloèné – ich žiarenie je slabé a ve¾mi rýchlo sa v tele rozpadajú. Len ve¾mi málo prispievajú k prirodzenej dávke radiácie, ktorú dostávame z prírody. Vïaka nim môžeme zisti chorobné zmeny v orgánoch skôr, než sa rozrastú a poškodia orgán tak, že už je na lieèbu neskoro.

 

 

Obr. 8: Nukleárnej medicíny sa nemusíme bá, je rovnako bezpeèná 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 lieèbu neskoro.

Foto: West Virginia University Hospitals

 

Hybná sila evolúcie

Ïalšou nedocenenou a pritom podstatnou úlohou rádioaktivity je skutoènos, že hrá nenahradite¾nú 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 ve¾mi dôležitá pri vzniku týchto mutácií. Bez nej by takmer neexistovala evolúcia. Organizmy by sa nedokázali dostatoène 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.

Ako 27 000 Mochoviec

Keïže urán a ïalšie rádioaktívne prvky majú vysokú hmotnos, najviac ich nájdeme hlboko v zemskom jadre, do ktorého vplyvom gravitácie poèas vývoja Zeme klesli. Teplo, ktoré tieto prvky pri svojom rozpade uvo¾òujú, nie je nijak zanedbate¾né. Odhaduje sa, že dnešný výkon prirodzeného rádioaktívneho rozpadu prvkov na Zemi je rovný cca 24 TeraWattom, èo 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 súèasnosti 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 voèi zvyšku Zeme a tým by planéta stratila ochranné magnetické pole, ktoré ju chráni pred slneèným vetrom a kozmickým žiarením. Veï krásne polárne žiary nie sú nièím iným než práve týmito agresívnymi èasticami, ktoré zemské magnetické pole odklonilo do vysokých zemepisných šírok.

Rovnako by bez tepla z radiácie vyhasla vulkanická èinnos (tak ako sa to stalo už na Marse, Merkúre a pravdepodobne aj Venuši), ktorá hrá dôležitú rolu napr. aj pri obohacovaní a doplòovaní 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 najväèšou pravdepodobnosou by bol už dávno vyhubený smrtiacim žiarením z kozmu.


4. mylný názor: Jadrové elektrárne sú jediné elektrárne uvo¾òujúce rádioaktívne látky!


Dnešné jadrové elektrárne produkujú vysoko rádioaktívny a koncentrovaný odpad, ktorý je skutoène nebezpeèný a ktorý je drahé a nároèné 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 zároveò schopné likvidova väèšinu súèasného jadrového odpadu! Tam leží blízka budúcnos jadrovej energie - ktorej mimochodom ve¾mi úèinne bráni v rozvoji loby zo strany ropných a uho¾ných koncernov. Tá vzdialenejšia bude pravdepodobne smerova nie k štiepeniu prvkov ako to robíme dnes, ale k ich zluèovaniu tak ako sa to deje v centre nášho Slnka. Najväèší reaktor totiž máme priamo na oblohe, zluèuje sa v òom vodík na hélium. Výhodou je omnoho vyššia úèinnos výroby energie, neporovnate¾ne nižšia nebezpeènos produkovaného odpadu (èo sa týka objemu a aj polèasu rozpadu, teda obdobia nebezpeènosti), a takmer nevyèerpate¾né zásoby paliva, keïže palivom bude morská voda (presnejšie ažký vodík v nej obsiahnutý). Komerèné nasadenie takého reaktora sa oèakáva okolo roku 2050, japonskí vedci už vyvinuli funkèný prototyp a vo Francúzsku existuje ve¾ké medzinárodné centrum pre vývoj tohto typu reaktora (projekt ITER).

Rádioaktívne je aj uhlie

Jadrové elektrárne však zïaleka nie sú jediné, ktoré uvo¾òujú 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. Keï ho spálime, tieto prvky sa uvo¾nia do atmosféry alebo zostanú skoncentrované v popole. Keïže ¾udstvo dnes v tepelných elektráròach spa¾uje viac než štyri miliardy ton uhlia roène, sú súèasné jadrové elektrárne v porovnaní s nimi púhymi potrimiskármi, ak sa pozrieme na ne z h¾adiska množstva uvo¾òovaných rádioaktívnych prvkov. V dnešnej dobe každý rok uvo¾nia tepelné elektrárne 15 tisíc ton rádioaktívnych prvkov, ktoré sa následne dostávajú do atmosféry alebo zamorujú okolie skládok. ¼udia žijúci v blízkosti tepelných elektrární èi skládok popolèeka tak dostávajú vyššiu dávku radiácie, ako keby žili pri plote jadrovej elektrárne.

 

 

Obr. 9: Tepelné elektrárne spa¾ujúce uhlie uvo¾òujú do okolia väèšie 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 spa¾ovaním uhlia uvo¾òujú.

Juraj Kotuliè Bunta, Ph.D

(autor dva roky pracoval v Tokai-mure v Laboratóriu pre výskum radiaèného rizika, Japonská agentúra pre atómovú energiu, kde sa venoval poèítaèovým simuláciám vplyvu radiácie na ¾udský organizmus, predovšetkým na ¾udskú DNA molekulu a vznik rakoviny)

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

Komentáre a diskusia k èlánku

 

Zaujímavé stránky pre ïalšie štúdium:

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


Vytvoril: Juraj Kotulic Bunta [07. máj 2008 13:57:58] / Upraven: [14. máj 2008 17:23:32] / Poet zobrazen: [9482]