Poluarea Solului cu Materiale Radioactive

Introducere:

Vreme de decenii, radiatiile ionizate au constituit doar o curiozitate de laborator, cunoscuta numai catorva initiati. Descoperirea radioactivitatii artificiale si apoi aceea a fisiunii uraniului, in deceniul al patrulea al acestui secol, au dat un puternic imbold cercetarilor de fizica nucleara. Pentru marele public, energia nucleara a iesit insa din anonimat abia dupa aruncarea celor doua bombe atomice in 1945 asupra Japoniei. Constuirea reactorilor nucleari si posibilitatea de a utiliza aceste instalatii pentru a produce energie electrica in cantitate mare, au transferat apoi problema cercetarii radiatiilor, si odata cu aceasta si problema protectiei contra radiatiilor, in plin domeniu industrial si economic. Cresterea necontenita a numarului de reactori nucleari si a puterii acestora necesita aplicarea unor masuri de securitate pentru a evita eventualele accidente si consecintele lor ca de exemplu cel de la Windscale, Anglia in octombrie 1957 cand au fost eliminate in mod accidental in atmosfera importante substante radioactive care au produs contaminarea solului, a productiei agricole si a apei potabile din intreaga regiune.

Prin poluare, sau contaminare, radioactiva, se intelege prezenta nedorita sau accidentala, a materialelor radioactive, in interiorul sau la suprafata unor factori de mediu (cum sunt apa, aerul, solul) sau in organisme vii situatie in care se depaseste continutul radioactiv natural propriu al produsului respectiv.

Principalele elemente ce contribuie la poluarea radioactiva sunt clasificate si dupa gradul de radioactivitate dupa cum urmeaza:

Grupa de radiotoxicitate foarte mare: 90Sr, 226Ra, 210Po, 239Pu

Grupa de radiotoxicitate mare: 45Ca, 89Sr, 140Ba, 131I, U natural

Grupa de radiotoxicitate medie: 24Na, 32P, 60Co, 82Br, 204 Tl, 22Na, 42K, 55Fe

Grupa de radiotoxicitate mica: 3H, 14C, 51Cr, 201Tl

Poluarea radioactiva artificiala:

1. Industria nucleara

Principalele surse de poluare radioactiva legate de industria nucleara sunt:

- reactoarele nucleare de mare putere din industria electronucleara

- extractia si prepararea minereurilor de uraniu, precum si instalatiile de obtinere a combustibililor nucleari

- instalatiile de retratare a combustibililor nucleari uzati (iradiati)

2. Centrale electronucleare (CEN)

Dupa interzicerea pe plan mondial a testelor cu arma nucleara, principalele surse de poluare radioactiva a mediului ambiant de datoreaza reactoarelor nucleare de putere utilizate in centralele electronucleare, la producerea energiei electrice. Deocamdata aceasta cale de dovedeste a fi cea mai importanta pentru rezolvarea crizei de energie, fapt pentru care in lume, energia electrica furnizata de CEN a crescut de la 20 GW in 1970 la 2000 GW in anul 2000.

Deficienta acestor tehnologii consta in faptul ca in mod inevitabil, ele sunt insotite de acumularea unor cantitati uriase de produse de fisiune in totalitate radioactive precum si cantitati importante de . Se apreciaza ca un reactor nuclear cu o putere de 1000 MW, prin functionare timp de un an, produce o cantitate de deseuri radioactive cu o activitate de 13,52 Ci, dintre care 98% sunt produse de viata lunga, iar printre ei se afla si , precum si 0,003% produse de fisiune in stare gazoasa ( , ) sau volatile ( ).

Principalele surse de poluare pot aparea cu ocazia deschiderilor periodice a reactoarelor pentru schimbarea partiala a combustibilului nuclear uzat, precum si cu prilejul golirii circuitelor de racire a reactoarelor si a curatirii cu fluide.

3. Caderi consecutive de pulberi din accidentarea unor reactoare nucleare

O alta sursa riscanta de poluare o constituie accidentarea unor reactoare nucleare din cadrul centralelor electronucleare. Un exemplu il constituie explozia unuia din reactoarele nucleare din cadrul centralei electronucleare de la Cernobal. Sub influenta vanturilor, norul de pulberi si gaze radioactive a fost dirijat mai intai din Ucraina spre Tarile Scandinave, apoi spre Europa Centrala. In imediata apropiere a centralei de la Cernobal, accidentul a provocat iradieri foarte puternice care au provocat arsuri grave, iar unii oameni au murit.

Comportamentul substantelor radioactive in sol:

Poluarea radioactiva a solului se realizeaza in special prin caderi atmosferice

( precipitatii) sau prin intermediul apelor. Gradul de poluare depinde in mod esential de natura geologica a solului dat, de porozitatea si permeabilitatea rocilor componente precum si de prezenta unei retele hidrografice. Si in acest caz, pe langa circulatia, repartitia si dispersia radioelemtelor in sol, se produce o concentrare biologica prin acumularea lor in tesuturile trofice, o serie de studii efectuate in Marea Britanie aratand ca se concentreaza de 21 de ori mai mult in plantele furajere decat in sol si de 714 de ori mai mult in carnea de oaie.

Lanturi alimentare

Din sol, elementele radioactive ajung la om pe cale indirecta, respectiv prin lanturile alimentare formate dintr-o serie de specii vegetale si animale, care se hranesc intre ele, depinzand unele de altele.

Cele mai importante cai de transfer prin intermediul lanturilor alimentare sunt: apa de baut, laptele si alimentele de natura vegetala si animala, inclusiv cele acvatice ( pestele, crustaceele, molustele). Laptele si produsele lactate (unt, branza) provenite de la animale hranite cu ierburi supuse precipitatiilor atmosferice poluate cu radioelemente sunt si ele contaminate.

Alimentele de natura vegetala se polueaza cu radioelemente care provin din sol, prin irigare si in urma precipitatiilor atmosferice. Ele sunt consumate direct de om sau ajung la el prin intermediul lantului alimentar, deci dupa ce au fost consumate de catre acesta. Patrunderea radiolelementelor in plante depinde considerabil de compozitia si textura solului, precum si de natura pielitei frunzelor si de capacitatea fiecarui element de a o traversa. De exmplu, din solutiile cu continut de si , pe cand solul va opri cesiul, lasand sa treaca strontiul, pielita vegetala va face invers: lasa sa treaca cesiul adus pe cale aeriana, absorbindu-l in frunze.

Geochimia uraniului in sol

Uraniul este cel mai greu element care apare in mediu in mod natural si este dispersat in intreaga crusta terestra. In ciuda nr sau atomic mare (Z=92), nu este un element rar. Numarul lui par demonstreaza raspandirea lui mult mai mare in natura, in comparatie cu elementele vecine cu numar de ordine impar. Abundenta sa relativa este comparabila cu cea a staniului, molibdenului sau wolframului. Este un element litofil, cu o afinitate crescuta pentru oxigen.

Caracterul puternic oxifil al uraniului, determina formarea compusilor tetravalenti numai in conditiile in care oxigenul este in deficit, deci in zonele profunde ale scoartei terestre sau in prezenta unor reducatori puternici.