Influența activităților umane asupra radioactivității naturale a mediului

1.Notiuni introductive.Definitia radioactivitatii.

Radioactivitatea naturala– a fost descoperita de fizicianul francez Henri Becquerel(1852-1908) in timp ce studia radiatiile X.El cerceta dac radiatiile emise de un corp fluorescent traversand o hartie neagra sunt capabile sa impresioneze o placa fotografica.Experimentele lui au fost continuate de Marie Curie care a descoperit ca proprietatea de a emite in mod spontan radiatii o au si alte subst. Cum ar fi uraniul ,radiul,poloniul.

Fizicianul ernst Rutheford a descoperit ca in timpul dezintegrarii radioactive a unor nuclee radioactive se emit si radiatii care sunt deviate in camp electric magnetic.Deci aceste radiatii sunt alcatuite din particule cu sarcina electrica fiind numite Radiatii α si β.

Radioactivitatea este o proprietate a nucleelor atomice de a se dezintegra spontan prin emisia unor radiatii alfa, beta, gama. Unele nuclee emit spontan din interiorul lor particule sau radiatii care exista sau apar in procesele care se petrec acolo. Prin urmare, asemenea nuclee sunt instabile sau radioactive.

Pentru a putea intelege radiatia ionizata, este util sa intelegem structura atomului. Un atom se compune dintr-un nucleu (incarcat pozitiv) in jurul caruia orbiteaza electroni (incarcati negativ).

In mod normal, numarul sarcinilor pozitive din nucleu (protoni) este egal cu numarul electronilor din jurul nucleului si atomul este neutru din punct de vedere electric. Daca un electron este expulzat de pe orbita atomului, rezulta un electron negativ liber si un ion incarcat pozitiv. Radiatia ionizanta este radiatia care are suficienta energie pentru ca in urma interactiei sale cu un atom sa poata expulza un electron de pe orbita atomului, formand ioni; de aici si numele sau. In nucleul atomului se gasesc neutroni si protoni. Toti atomii aceluiasi element au acelasi numar de proton; numarul de neutroni poate insa diferi. Atomii aceluiasi element care au un numar diferit de neutroni se numesc izotopi. In unii atomi, nucleul este instabil; asta inseamna ca el are un exces de energie. Acestia sunt atomii radioactivi. Ei elibereaza surplusul de energie prin dezintegrare. Dupa eliberarea intregului surplus de energie, atomii devin stabili si nu mai sunt radioactivi. Timpul necesar pentru dezintegrarea unei jumatati dintr-o proba de substanta radioactiva se numeste timp de injumatatire.

2.Principalele activitati care duc la modificarea radioactivitatii naturale a mediului

Radioactivitatea naturala, componenta a mediului inconjurator, este determinata de prezenta in sol, aer, apa, vegetatie, organisme animale, precum si in om a substantelor radioactive de origine terestra, existente in mod natural din cele mai vechi timpuri. Radiatiilor emise de aceste surse naturale se adauga si radiatia cosmica extraterestra. Fiecare dintre noi este expus radiatiilor naturale, iar, in functie de o serie de factori locali, doza este mai mare in zonele cu radioactivitate naturala crescuta, in localitatile situate la altitudine mare etc. Prin diversele sale activităţi, gospodăreşti sau tehnologice, omul contribuie la modificarea radioactivităţii naturale a mediului şi la expunerea la radiaţii a populaţiei aflate în zona unor astfel de activităţi. Principalele activităţi prin care se modifică radioactivitatea mediului sunt:

Exploatările miniere (de cărbune, uraniu sau oricare alt tip), exploatările petroliere şi de gaze naturale. Prin astfel de activităţi tehnologice, izotopii radioactivi naturali aflaţi în adâncul pământului sunt aduşi la suprafaţă. Aici, ei pot intra în circuitul elementelor chimice din biosferă sau pot staţiona sub formă de depozite de materiale, ridicând nivelul de radioactivitate din zonă peste cel normal. În tabelul următor sunt redate activităţile specifice medii pe Glob (As) ale cărbunelui, datorate diferiţilor izotopi radioactivi naturali şi limitele de variaţie ale aceloraşi activităţi specifice la cărbunele extras din ţară:

Izotopul radioactiv As pe Glob (Bq/kg) As în România (Bq/kg)

40K 50 30-650

238U 20 1-100

232U 20 1-50

226Rn - 1-150

Turba este produsă şi exploatată în zonele cu mlaştini. Turba uscată conţine 238U în concentraţii variind între 40-10.000 Bq/kg. Cenuşile de turbă sunt bogate în uraniu şi trebuie stocate pe termen lung, ceea ce contribuie la modificarea radioactivităţii mediului.

Radioactivitatea gazelor naturale datorată radonului este de circa 1kBq/m3.

Minerii sunt expuşi la o iradiere suplimentară consistentă faţă de cea normală, mai ales datorită radonului acumulat în galeriile subterane care, chiar în cazul unei ventilaţii eficiente, se află în concentraţii mai mari decât în aerul de la suprafaţă.

Când se începe exloatarea unui depozit de petrol sau gaz, aflat la adâncime sub pământ, sau în subsolul mărilor şi oceanelor, o parte din gaz este eliminată în atmosferă. Gazele, ca şi ţiţeiul şi cărbunele, conţin izotopi radioactivi care sunt redistribuiţi şi concentraţi în atmosferă.

Producerea de energie electrică în centralele electrice pe bază de combustibil fosil (cărbune, petrol, gaz) sau turbă. Toate tipurile de combustibili conţin izotopi radioactivi naturali, în concentraţii naturale. Prin arderea combustibilului în centrală, are loc o concentrare a izotopilor radioactivi naturali în produsele de ardere, care scapă în atmosferă (gaz, fum), difuzează sub acţiunea curenţilor atmosferici sau se depun pe solul, apele şi vegetaţia aflate în zona vecină centralei. Impactul asupra mediului în timpul arderii oricărui combustibil este corelat cu emisiile în mediu (solide, lichide, gazoase). Produsele rezultate din arderea cărbunelui, sunt:

- zgura, care se depune pe fundul furnalului şi reprezintă “cenuşa grea”;

- “cenuşa uşoară” sau “cenuşa zburătoare”, care scapă din filtrele coşurilor de evacuare şi ajunge în atmosferă, de unde se depune pe sol;

- gaze fierbinţi şi volatile.