Radioactivitatea de origine artificiala

Radioactivitatea de origine artificiala

Tratamente medicale

Instalatiile de radiatii X (Röntgen) folosite in spitale si in clinici sunt, probabil, cele mai cunoscute surse de radiatie artificiala. Ele sunt folosite intr-o larga varietate de procedee de diagnostic, de la simple radiografii ale toracelui la studii dinamice complicate ale inimii. O radiografie a toracelui va transfera plamanului un echivalent al dozei de 20 µSv. Pacientilor li se pot administra si radionuclizi cu scopuri de investigatie, unul dintre cei mai mult folositi fiind tehnetiul-99 m, care are un timp de injumatatire scurt si se foloseshte la o gama larga de examinari, cum ar fi tomografii ale creierului sau ale oaselor.

Radiatiile se mai utilizeaza si in scopuri terapeutice. Una dintre principalele metode de tratare a cancerului este, in mod paradoxal, aceea de a radia puternic tesuturile maligne, impiedicand astfel functionarea celulelor tumorii. In terapia externa sunt utilizate in mod frecvent radiatii X de mare energie sau radiatii gamma date de sursele de cobalt-60. Sunt necesare doze absorbite foarte puternice si pot fi prescrise cateva zeci de gray. Se mai folosesc fascicule de neutroni sau alte radiatii ionizante. In scopuri terapeutice radionuclizi se pot administra, asa cum este cazul iodului-131, pentru tratamentul cancerului tiroidian.

Desi folosirea in medicina a radiatiilor ofera pacientilor beneficii directe enorme, ea contribuie prin intermediul lor la doza pe care o primeste populatia ca intreg. Se estimeaza ca echivalentul dozei efectiv mediu datorit procedurilor medicale este de 250 µSv pe an. Difernta fata de o estimare anterioara de 500 µSv se datoreste in primul rand unei aprecieri mai bune si nu umei reduceri a expunerii. Petru o populatie de 56 de milioane aceasta reprezinta o doza colectiva in jurul a 14000 Sv-om. S-ar putea modifica aceasta doza totala reducand doza la pacienti individuali sau frecventa tratamentelor radiologice, dar cu grija pentru a nu micsora beneficiile asupra pacientilor.

Procedurile medicale pot produce, indirect, vatamari la descendentii actualilor pacienti. Astfel, un interes deosebit este centrat pe marimea numita doza semnificativa genetic, in mod special in legatura cu folosirea diagnosticelor cu radiatii. Aceasta marime ar fi doza care, daca ar fi data fiecarui membru al populatiei, ar produce aceleasi defecte ereditare ca si dozele primite in mod real de catre persoanele individuale. In cazul radiologiei de diagnostic doza semnificativa genetic se determina in functie de dozele primite de gonadele pacientilor, precum si de numarul de copii care vor fi procreati ulterior; ea reprezinta astfel un indicator al grijii cu care sunt protejate organele de reproducere in timpul procedurilor medicale, precum si al cantitatii de radiografii efectuate in tara asupra femeilor gravide si a copiilor.

Valoarea dozei semnificative genetic a fost in Romania de 120 µSv in anul 1977 in comparatie cu 140 µSv in 1957, dar se urmareste pe mai departe reducerea ei. Pentru comparatie, doza semnificativa genetic anuala produsa de radiatia naturala este de aproximativ 1000 µSv. In conceptul de echivalent al dozei efectiv a fost luat in consideratie riscul defectelor ereditare.

Depuneri radioactive de la experientele cu arme nucleare

Radioactivitatea artificiala este raspandita in toata lumea ca rezultat al experientelor in atmosfera cu arme nucleare. De exemplu, pe pamant s-au depus aproape 3 tone de plutoniu-239. In urma experientelor apare o mare varietate de radionuclizi; de acea, de interes principal din punct de vedere al dozei sunt carbonul-14; strontiu-90 si cesiul-137.

O buna parte din radioactvitate este initial injectata in paturile superioare ale atmosferei, de unde este transferata incet in paturile inferioare si de aici mult mai rapid spre pamant.

Atat procesul cat si materialul se numesc depunere radioactiva. De la tratatul din anul 1963 de interzicere a experientelor nucleare in atmosfera, activitatea radioactiva din atmosfera superioara a decrescut notabil, desi scaderea este opriota din cand in cand de experientele efectuate de tarile nesemnate ale tratatului.

Radionuclizii care intervin in depunerile radioactive sunt inhalati direct sau inclusi in hrana si ambele procese au ca efect o expunere interna a corpului. Radionuclizii care emit radiatii gamma, atunci cand sunt depozitati pe sol produc iradierea externa. In Romania echivalentul dozei efectiv este in prezent de circa 10 µSv pe an, scazand de la un maxim de 80 µSv la inceputul anilor '60; daca experientele nu vor fi reluate pe scara mare, se asteapta inca o reducere a dozei. Doza anuala colectiva corespunzatoare este de 580 Sv-om. Nu se poate face nimic in legatura cu dozele primite de oameni, din cauza experientelor care au avut deja loc.

Deversari in mediu

Industria energetica nucleara deverseaza substante radioactive in mediu inconjurator; in cantitati mai mici un aport il au unitatile de cercetare si spitalele.

Uraniul, este preparat mai intai sub forma de conbustibil, pe urma folosit in reactori si aopi este reprocesat. In fiecare din cele trei stadii se deverseaza in mod controlat radioactivitatein aer si in apele de suprafata. Deversarile sunt supuse unor restrictii legale. Doza primita de populatie depinde de natura si de activitatea radionuclizilor eliberati, precum si de modul in care sunt dispersati in mediu si de resedinta, modul de viata si obiceiurile alimentare ale persoanelor in cauza. Informatiile pe care le prezentam aici se refera la concetratiile de la inceputul anilor '90. Deoarece conditiile se schimba de la an la an, totusi, valorile au fost rotunjite pentru a evita sugerarea unei precizii nejustificate.

Deversarile radioactive in aer in timpul prepararii combustibilului dau nastere la o doza colectiva de 0,1 Sv-om pe an pentru populatia Romaniei, iar doza anuala pentru persoanele care traiesc langa uzinele de preparare se considera a fi mai mica decat 5 µSv. Deversarile in apa au si ele ca rezultat o doza colectiva anuala de circa 0,1 Sv-om si o doza maxima pentru persoanele din zona respectiva ce nu depaseste 50 µSv pe an.

Gazele radioactive si aerosolii deversati in aer de reactorii dau populatiei Roamniei o doza colectiva de 4 Sv-om pe an, iar doza anuala pentru persoanele din zona cele mai expuse este apreciata la mai putin de 100 µSv pe an. Deversarile de apa din bazinele speciale in care este tinut, pe amplasamente reactorilor, combustibilul folosit produce o doza maxima de pana la 350 µSv e an pentru localnici si o doza colectiva in Romania de circa 0,1 Sv-om prin consumarea pestelui care contine radionuclizii cesiului.

Se apreciaza ca doza colectiva pe care o primeste populatia Romaniei datorita deversarilor in aer in timpul reprocesarii combustibilului este in jur a 2 Sv-om pe an, iar doza anuala maxima individuala nu depaseste 200 µSv. Deversarile de deseuri radioactive lichide adauga la doza colectiva 70 Sv-om pe an si o doza anuala pentru localnicii cei mai expusi mai mica de 840 µSv, din nou prin consumarea pestelui care contine radionuclizi.

Astfel, doza colectiva primita de populatia Marii Britanii de la toate rezidurile deversate controlat de industria energetica nucleara este de 80 Sv-om pe an, ceea ce ar implica o doza medie de 1,5 µSv pe an pentru fiecare individ daca doza ar fi uniform distribuita pe intreaga populatie. O valoare reprezentativa pentru doza primita de persoanele cele mai mult expuse din tara este in jurul a 1 mSv.

Aceste deversari sunt controlate si se reduc in continuare. Totusi, reducerea lor ar necesita cheltuieli in plus si reprezinta una dintre indatorarile factorilor de decizie sa stabileasca daca se impun reduceri mai mari. Motivatiile unor astfel de decizii sunt discutate in capitolul 6.

Mai exista deversari controlate de natura minora, in aer si in apele de suprafata, provocate de diferite institutii de cercetare, de aparare, industriale si medicale. Chiar daca dozele colective sau individuale provocate de ele sunt neglijabile, ele sunt supuse acelorasi constrangeri legale ca si deversarile provenite din programul energetic nuclear.

Anumite deseuri cu activitate mica provenind de la toate institutiile sun ingropate in amplasamente anume alese. In trecut erau inecate in mare. Dozele individuale si colective care ar aparea de aici sunt neglijabile.

Expunere profesionala

Radiatia de origine artificiala este larg folosita in intreaga industrie, in primul rand pentru controlul proceselor si al calitatii produselor, in scopuri diagnostice in stomatologie si in medicina veterinara si, in sfarshit, ca mijloc important de studiu in colegii, universitati si altele. In consecinta exista un numar considerabil de mare de persoane expuse la radiatie ionizata in procesul muncii lor, in plus fata de cele din medicina sau din industria energetica nucleara. Numarul total de persoane din Romania catalogate ca lucrand cu radiatii este de aproximativ 35000.

Echivalentul dozei efectiv pe care il poate primi o persoana care lucreaza cu radiatii este limitat prin lege: practic, nu poate depasi 50 mSv pe an. Putine persoane primesc doze apropiate de aceasta limita, iar majoritatea primete o mica fractiune din ea. De exemplu, doza medie a personalului mediacal este de

circa 0,7 mSv pe an, a persoanlului din industria nucleara este de 2,5 mSv pe an, iar a radiologilor din industrie de circa 1,4 mSv pe an. Tendinta generala a acestor doze medii a fost de descrestere. Media generala a dozei primite de personalul din mediul radioactiv este de circa 1,4 mSv pe an.

In afara de acest personal din industria nucleara, mai exista 200000 de persoane, in special mineri si persona nevigant aerian, care sunt expusela nivele la nivele ridicate de radiatie naturala. Cei mai expusi dintre aceshtia sunt minerii din minele necarbonifere, care primesc in medie annual doze de circa 26 mSv.

Doza colectiva provenind din toata expunerea profesionala la radiari ionizate este de circa 450 Sv-om pe an; la care industria nucleara contribuie cu 20%, iar doza anuala mediata pe intreaga populatie a Romaniei este de corca 8 µSv.

Alte surse radioactive

Multe persoane sun expuse la radiatia ionizata provenita de la serie de surse artificiale sau de la surse naturale in conditii artificiale. Intre aceste surse se include ceasurile luminate cu substante radioactive , receptoarele de televiziune si calatoriile cu avionul constituie un apanaj al vietii moderne. In aceasta categorie se include de asemenea expunerea populatiei la radioactivitatea naturala dispersata in mediul de cenusa evacuata in atmosfera in timpul arderii carbunelui. Se apreciaza ca aceasta radioactivitate da nastere unei doze medii anuale de circa 4 µSv si unei doze colective de circa 240 Sv-om. Dozele primite de la purtatori de ceasuri sunt in scadere, pe masura ce se folosesc radionuclizi mai putini periculosi, iar dozele datorite televizoarelor sunt reduse deoarece tuburile sunt bine ecranate; surplusul de doza pe care o primesc, insa, persoanele aflate in avion din partea radiatiilor cosmice va creste proportional cu cresterea numarului de calatorii. Un control al dozelor este posibil, cel putin pentru cele provocate de unele dintre aceste surse.

Doza medie primita de populatie din partea acestor surse este de circa 11 µSv pe an, astfel incat doza colectiva primita de intreaga populatie este de 600 Sv-om.

Doze totale

In Romania doza totala data de radiatie de originea artificiala este in medie de 280 µSv pe an. Procedurile medicale constituie de departe cele mai importante surse de expunere a populatiei.

In comparatie cu estimarile anterioare, cifra ce reprezinta procedurile medicale s-a redus la jumatate, in primul rand datorita unei estimari mai bun. Si cifra pentru deversarile in mediu s-a redus la jumatate, in special datorita unor deversari reduse. Celelalte cifre nu s-au modificat in mod semnificativ.

Accidentul de la Cernobil

In timpul testului de la Cernobil au fost indepartate simultan un numar prea mare de tije de control, care au fost apoi reintroduse in reactor tot simultan, in timpul procedurii de oprire a reactorului in regim de urgenta. Aceasta procedura a determinat o crestere atat de dramatica a nivelului energetic, incat reactorul a fost distrus. O eroare similara, dar cu consecinte mult mai putin grave, se produsese deja intr-un reactor de acelasi tip in Lituania, in anul 1983. Aceasta experienta nu a fost insa transmisa si personalului operational de la Cernobil.

Pentru a stinge focul si a opri astfel eliberarea de materiale radioactive in atmosfera, pompierii au pompat apa ca agent de racire in miezul reactorului, in primele zece ore de dupa producerea accidentului. Aceasta incercare nereusita de a stinge focul a fost apoi abandonata. Din 27 aprilie pana in 5 mai, peste 30 de elicoptere militare au zburat pe deasupra reactorului in flacari. Acestea au aruncat 2 400 tone de plumb si 1 800 tone de nisip, incercand sa inabuse flacarile si sa absoarba radiatiile. Toate aceste eforturi au fost insa inutile, ba chiar au agravat situatia, deoarece sub aceste materiale aruncate caldura s-a intetit. Temperatura din reactor a crescut deci inca o data, la fel ca si cantitatea de radiatii eliberata. In ultima etapa a acestei lupte cu focul, miezul reactorului a fost racit cu azot. Abia pe data de 6 mai s-a reusit astfel ca focul si emisiile radioactive sa fie tinute sub control.

Cei 600 de oameni din echipa de pompieri a centralei, precum si echipa de operare care a fost implicata in lupta cu focul, au alcatuit grupul cel mai sever iradiat. 134 dintre acesti oameni au fost expusi unor doze de radiatii intre 0,7 si 13 Sv. Aceste date inseamna ca, in decurs de numai cateva ore, acesti oameni au fost expusi unui volum de radiatii de pana la 13 000 de ori mai mare decat 1 millisievert. In Uniunea Europeana, 1 millisievert pe an este doza maxima de radiatii la care poate fi expusa populatia care traieste in apropierea unei centrale nucleare.

31 de muncitori au murit la scurta vreme dupa acest accident. In total, aproximativ 800 000 de oameni au fost implicati in operatiunile de curatare de la Cernobil, pana in anul 1989. In prezent, sanatatea acestor oameni inca mai are de suferit de pe urma acestei experiente. Se pare ca 300 000 dintre ei au fost expusi unor doze de radiatii de peste 0,5 Sv. Cati dintre ei au murit pana in prezent din aceasta cauza ? Iata o intrebare controversata.

Pe data de 27 aprilie, la numai 36 de ore de la producerea accidentului, cei 45 000 de locuitori ai localitatii Pripiat, aflata la 4 km departare, au fost evacuati cu autobuzele, iar orasul a ramas nelocuit pana in prezent. Pana la data de 5 mai, toti cei care traiau pe o raza de 30 km in jurul reactorului avariat au fost nevoiti sa isi abandoneze locuintele. In decurs de 10 zile au fost evacuate 130 000 de persoane din 76 de localitati aflate in aceasta regiune. Teritoriul respectiv a fost declarat zona de excludere si este necesar un permis special pentru a putea patrunde in acest perimetru. In ciuda interdictiei oficiale ca aceste zone sa mai fie locuite, cel putin 800 de persoane, in special batrani, s-au intors la casele lor din satele abandonate.

Pe data de 23 mai 1986, mult prea tarziu din punct de vedere medical, au inceput pregatirile pentru a se distribui populatiei iod. Acesta urma sa fie administrat pentru a preveni absorbirea iodului radioactiv de catre tiroida, insa cea mai mare parte a iodului radioactiv fusese deja eliberat in atmosfera in primele zece zile dupa producerea accidentului.

In 1997 a fost lansat The Shelter Implementation Plan (Planul pentru Construirea unui Adapost) de catre tarile din G7 (Grupul celor Sapte), plus Rusia, Uniunea Europeana si Ucraina, impreuna cu Banca Europeana pentru Reconstructie si Dezvoltare (BERD). Noul adapost ar urma sa permita depozitarea substantelor radioactive in conditii de siguranta pentru o perioada de cel putin 100 de ani. Aceasta structura de 20 000 tone va fi utilizata pentru depozitarea tuturor reziduurilor radioactive ramase in reactorul nr. 4 de la Cernobil. Conform surselor oficiale, acest proiect de 768 milioane euro va fi incheiat pana in anul 2008.

La trei ani dupa producerea acestui accident nuclear, guvernul sovietic a stopat construirea reactoarelor nr. 5 si 6 din complexul centralei nucleare Cernobil. Dupa negocieri internationale de durata, intregul complex a fost inchis pe data de 12 decembrie 2000.

Estimarile actuale arata ca acesta a adaugat circa 40 µSv pentru perioada de un an (din mai 1986 pana in aprilie 1987) si un total de aproximativ 20 µSv pentru anii urmatori.