방사능 오염 : 유형, 원인, 결과 - 환경

방사능 오염 환경에서 원하지 않는 방사성 원소의 결합으로 정의된다. 이것은 자연적 (환경에 존재하는 방사성 동위 원소) 또는 인공적 (인간에 의해 생성 된 방사성 요소) 일 수 있습니다.

방사능 오염의 원인 중에는 군사 목적으로 수행되는 핵 실험이 있습니다. 이것들은 공기를 통해 수 킬로미터를 이동하는 방사성 비를 생성 할 수 있습니다.

핵 탐사. 출처 : Nevada Site Office의 사진 제공

원자력 발전소 사고는 방사능 오염의 또 다른 주요 원인입니다. 일부 오염원은 우라늄 광산, 의료 활동 및 라돈 생산입니다.

이러한 유형의 환경 오염은 환경과 인간에게 심각한 결과를 초래합니다. 생태계의 영양 사슬이 영향을 받고 사람들은 사망을 초래하는 심각한 건강 문제를 겪을 수 있습니다.

방사능 오염의 주요 해결책은 예방입니다. 방사성 폐기물과 필요한 장비의 취급 및 보관을위한 안전 프로토콜이 마련되어 있어야합니다.

방사능 오염의 주요 문제가있는 곳 중에는 히로시마와 나가사키 (1945), 후쿠시마 (2011), 우크라이나의 체르노빌 (1986)이 있습니다. 모든 경우에 노출 된 사람의 건강에 미치는 영향은 심각했으며 많은 사망자를 초래했습니다.

방사선의 종류

방사능은 일부 신체가 입자 (체내 방사선) 또는 전자기파의 형태로 에너지를 방출하는 현상입니다. 이것은 소위 방사성 동위 원소에 의해 생성됩니다.

방사성 동위 원소는 불안정한 핵을 가진 동일한 원소의 원자이며 안정된 구조에 도달 할 때까지 분해되는 경향이 있습니다. 원자가 분해되면 원자는 에너지와 방사성 입자를 방출합니다.

방사성 방사선은 원자와 분자의 이온화 (전자 손실)를 일으킬 수 있기 때문에 이온화라고도합니다. 이러한 방사선은 세 가지 유형이 있습니다.

알파 방사선

입자는 매우 짧은 거리를 이동할 수있는 이온화 된 헬륨 핵에서 방출됩니다. 이러한 입자의 침투력은 작기 때문에 종이로 막을 수 있습니다.

베타 방사선

양성자와 중성자의 붕괴로 인해 높은 에너지를 가진 전자가 방출됩니다. 이러한 유형의 방사선은 수 미터를 이동할 수 있으며 유리, 알루미늄 또는 목재 판으로 차단할 수 있습니다.

감마 방사선

그것은 원자핵에서 비롯되는 높은 에너지를 가진 전자기 복사의 일종입니다. 핵은 여기 상태에서 낮은 에너지 상태로 바뀌고 전자기 복사가 방출됩니다.

감마 방사선은 투과력이 높고 수백 미터를 이동할 수 있습니다. 그것을 막으려면 몇 센티미터의 납 또는 최대 1 미터의 콘크리트가 필요합니다.

방사능 오염의 유형

방사능 오염은 원치 않는 방사성 요소를 환경에 통합하는 것으로 정의 할 수 있습니다. 방사성 동위 원소는 물, 공기, 육지 또는 생물에 존재할 수 있습니다.

방사능의 기원에 따라 방사능 오염은 두 가지 유형이 있습니다.

자연스러운

이러한 유형의 오염은 자연에서 발생하는 방사성 요소에서 비롯됩니다. 자연 방사능은 우주선이나 지각에서 발생합니다.

우주 방사선은 우주 공간에서 나오는 고 에너지 입자로 구성됩니다. 이 입자들은 초신성 폭발이 발생할 때, 별과 태양에서 생성됩니다.

방사성 요소가 지구에 도달하면 행성의 전자기장에 의해 굴절됩니다. 그러나 극에서 보호는 그다지 효율적이지 않으며 대기로 들어갈 수 있습니다.

자연 방사능의 또 다른 원천은 지각에 존재하는 방사성 동위 원소입니다. 이 방사성 요소는 지구의 내부 열을 유지하는 역할을합니다.

지구 맨틀의 주요 방사성 원소는 우라늄, 토륨 및 칼륨입니다. 지구는 짧은 방사능주기를 가진 원소를 잃었지만 다른 것들은 수십억 년의 수명을 가지고 있습니다. 후자 중에서 우라늄 ₂₃₅ , 우라늄 ₂₃₈ , 토륨 ₂₃₂ 및 칼륨 _{40이 두드러집니다} .

우라늄 ₂₃₅ , 우라늄 ₂₃₈ 및 토륨 ₂₃₂ 는 별을 생성하는 먼지에 존재하는 3 개의 방사성 핵을 형성합니다. 분해 될 때 이러한 방사성 그룹은 더 짧은 반감기를 가진 다른 요소를 발생시킵니다.

라듐은 우라늄 ₂₃₈ 의 붕괴로 형성되고 라돈 (기체 방사성 원소)이 형성됩니다. 라돈은 자연 방사능 오염의 주요 원인입니다.

인공

이 오염은 의학, 광업, 산업, 원자력 테스트 및 발전과 같은 인간 활동에 의해 생성됩니다.

1895 년 독일의 물리학 자 Roëntgen은 우연히 인공 방사선을 발견했습니다. 연구원은 X 선이 진공관 내부의 전자 충돌에서 비롯된 전자기파임을 발견했습니다.

인공 방사성 동위 원소는 핵 반응이 발생하여 실험실에서 생성됩니다. 1919 년에 최초의 인공 방사성 동위 원소가 수소에서 생성되었습니다.

인공 방사성 동위 원소는 다른 원자의 중성자 충격으로부터 생성됩니다. 이것들은 핵을 관통함으로써 그들을 불안정하게 만들고 에너지로 충전합니다.

인공 방사능은 의학, 산업 및 군사 활동과 같은 다양한 분야에서 수많은 응용 분야를 가지고 있습니다. 많은 경우에 이러한 방사성 요소는 환경에 잘못 방출되어 심각한 오염 문제를 야기합니다.

원인

방사능 오염은 일반적으로 방사성 요소의 잘못된 취급으로 인해 다른 출처에서 발생할 수 있습니다. 가장 일반적인 원인 중 일부는 다음과 같습니다.

핵 테스트

미국 펜실베니아의 원자력 발전소. 출처 : 저자 Centers for Disease Control and Prevention 's Public Health 페이지 참조

주로 군사 무기 개발을 위해 다양한 실험 핵무기의 폭발을 의미합니다. 우물을 파고 연료를 추출하거나 일부 인프라를 구축하기 위해 핵폭발도 수행되었습니다.

핵 테스트는 대기 (지구 대기 내), 성층권 (지구 대기 외부), 수중 및 지하 일 수 있습니다. 대기 중은 수 킬로미터에 걸쳐 분산되는 다량의 방사능 비를 생성하기 때문에 가장 오염이 많습니다.

방사성 입자는 수원을 오염시키고 땅에 닿을 수 있습니다. 이 방사능은 먹이 사슬을 통해 다양한 영양 수준에 도달하고 작물에 영향을 미치므로 인간에게 도달 할 수 있습니다.

간접 방사능 오염의 주요 형태 중 하나는 우유를 통한 것이므로 어린이에게 영향을 미칠 수 있습니다.

1945 년 이후 전 세계적으로 약 2,000 건의 핵 실험이 수행되었습니다. 남아메리카의 특정 사례에서 방사능 낙진은 주로 페루와 칠레에 영향을 미쳤습니다.

원자력 발전기 (원자력로)

현재 많은 국가에서 원자로를 에너지 원으로 사용하고 있습니다. 이 원자로는 일반적으로 핵분열 (원자핵 파괴)에 의해 제어 된 핵 연쇄 반응을 생성합니다.

오염은 주로 원자력 발전소에서 방사성 원소가 누출되어 발생합니다. 1940 년대 중반부터 원자력 발전소와 관련된 환경 문제가있었습니다.

원자로에서 누출이 발생하면 이러한 오염 물질이 공기를 통해 수백 킬로미터를 이동하여 인근 지역 사회에 영향을 미치는 물, 토지 및 식량 공급원을 오염시킬 수 있습니다.

방사선 사고

일반적으로 방사성 원소의 부적절한 취급으로 인해 산업 활동과 관련하여 발생합니다. 경우에 따라 작업자가 장비를 적절하게 취급하지 않아 환경으로의 누출이 발생할 수 있습니다.

이온화 방사선은 산업 근로자, 장비에 해를 끼치거나 대기로 방출 될 수 있습니다.

우라늄 채굴

우라늄은 지구의 여러 지역에있는 자연 퇴적물에서 발견되는 원소입니다. 이 물질은 원자력 발전소에서 에너지를 생산하는 원료로 널리 사용됩니다.

이러한 우라늄 광상이 이용되면 방사성 잔류 원소가 생성됩니다. 생성 된 폐기물은 축적 된 표면으로 방출되어 바람이나 비에 의해 분산 될 수 있습니다.

생성 된 폐기물은 다량의 감마선을 생성하여 생명체에게 매우 해 롭습니다. 또한 높은 수준의 라돈이 생성되고 침출에 의한 지하수 표의 수원 오염이 발생할 수 있습니다.

라돈은이 광산 노동자들의 주요 오염원입니다. 이 방사성 가스는 쉽게 흡입되어 호흡기를 침범하여 폐암을 유발할 수 있습니다.

의료 활동

방사성 동위 원소는 다양한 핵 의학 응용 분야에서 생성되며 폐기해야합니다. 실험실 재료와 폐수는 일반적으로 방사성 원소로 오염됩니다.

마찬가지로 방사선 치료 장비는 환자뿐만 아니라 작업자에게도 방사능 오염을 일으킬 수 있습니다.

자연의 방사성 물질

자연의 방사성 물질 (NORM)은 일반적으로 환경에서 찾을 수 있습니다. 그들은 일반적으로 방사능 오염을 생성하지 않지만, 다른 인간 활동은 그들을 집중시키는 경향이 있으며 문제가되고 있습니다.

NORM 물질의 일부 농축 원은 광물 석탄, 석유 유래 연료 및 비료 생산의 연소입니다.

쓰레기와 각종 고형 폐기물이 소각되는 지역에서는 칼륨 ₄₀ 과 라돈 ₂₂₆ 이 축적 될 수 있습니다 . 목탄이 주요 연료 인 지역에서도 이러한 방사성 동위 원소가 존재합니다.

비료로 사용되는 인산염 암석에는 높은 수준의 우라늄과 토륨이 포함되어 있으며, 석유 산업에서는 라돈과 납이 축적됩니다.

결과

환경에 대하여

수원은 방사성 동위 원소로 오염되어 다양한 수생 생태계에 영향을 미칠 수 있습니다. 마찬가지로, 이러한 오염 된 물은 영향을받는 다양한 유기체에 의해 소비됩니다.

토양 오염이 발생하면 가난 해지고 비옥 해지며 농업 활동에 사용할 수 없습니다. 또한 방사능 오염은 생태계의 먹이 사슬에 영향을 미칩니다.

따라서 식물은 토양을 통해 방사성 동위 원소로 오염되어 초식 동물로 전달됩니다. 이 동물들은 방사능의 결과로 돌연변이를 겪거나 죽을 수 있습니다.

육식 동물은 식량 가용성이 감소하거나 방사성 동위 원소를 함유 한 동물을 섭취하여 오염되는 영향을받습니다.

인간에 대해

이온화 방사선은 인간에게 치명적인 해를 끼칠 수 있습니다. 이것은 방사성 동위 원소가 세포를 구성하는 DNA의 구조를 손상시키기 때문에 발생합니다.

방사선 분해 (방사선에 의한 분해)는 세포, DNA와 세포에 포함 된 물 모두에서 발생합니다. 이것은 세포 사멸 또는 돌연변이의 발생을 초래합니다.

돌연변이는 유전 적 결함이나 질병으로 이어질 수있는 다양한 유전 적 이상을 유발할 수 있습니다. 가장 흔한 질병 중에는 암, 특히 갑상선이 요오드를 고치기 때문에 암입니다.

마찬가지로 골수가 영향을 받아 다양한 유형의 빈혈과 심지어 백혈병을 유발할 수 있습니다. 또한 면역 체계가 약화되어 박테리아 및 바이러스 감염에 더 민감해질 수 있습니다.

다른 결과 중에는 불임과 방사능에 노출 된 산모의 태아 기형이 있습니다. 아이들은 작은 두뇌뿐만 아니라 학습 및 성장 문제를 겪을 수 있습니다.

때때로 손상은 조직과 기관에 영향을 미치는 세포 사멸을 유발할 수 있습니다. 중요한 장기가 영향을 받으면 사망에이를 수 있습니다.

예방

방사능 오염은 일단 발생하면 통제하기가 매우 어렵습니다. 이것이 예방에 노력을 집중해야하는 이유입니다.

방사성 폐기물

방사성 폐기물 저장. 출처 : D5481026

방사성 폐기물 관리는 예방의 주요 형태 중 하나입니다. 이를 취급하는 사람의 오염을 방지하기 위해 안전 규정에 따라 배치해야합니다.

방사성 폐기물은 다른 물질과 분리하여 처리가 용이하도록 부피를 줄여야합니다. 어떤 경우에는 이러한 폐기물을 처리하여보다 조작 가능한 고체 형태로 전환합니다.

그 후 방사성 폐기물은 환경 오염을 방지하기 위해 적절한 용기에 넣어야합니다.

컨테이너는 보안 프로토콜이있는 격리 된 장소에 보관되거나 바다 깊숙이 묻힐 수도 있습니다.

원자력 발전소

방사능 오염의 주요 원인 중 하나는 원자력 발전소입니다. 따라서 도심에서 최소 300km 떨어진 곳에 지을 것을 권장합니다.

원자력 발전소 직원이 장비를 작동하고 사고를 예방할 수 있도록 적절한 교육을받는 것도 중요합니다. 마찬가지로 이러한 시설 주변의 주민들은 원자력 사고 발생시 발생할 수있는 위험과 조치 방법을 알고 있어야합니다.

방사성 요소로 작업하는 인력 보호

방사능 오염에 대한 가장 효과적인 예방은 직원이 교육을 받고 적절한 보호를받는 것입니다. 사람들이 방사능에 노출되는 시간을 줄이는 것이 가능해야합니다.

방사성 동위 원소가 축적 될 수있는 구멍과 균열을 피하면서 시설을 적절하게 건설해야합니다. 폐기물이 환경 밖으로 나가는 것을 방지하는 필터와 함께 좋은 환기 시스템이 있어야합니다.

직원은 스크린 및 보호 복과 같은 적절한 보호 조치를 취해야합니다. 또한 사용 된 의복과 장비는 주기적으로 오염을 제거해야합니다.

치료

방사능 오염 증상을 완화하기 위해 취할 수있는 몇 가지 조치가 있습니다. 여기에는 수혈, 면역 체계 강화 또는 골수 이식이 포함됩니다.

그러나 이러한 치료법은 인체에서 방사능을 제거하기가 매우 어렵 기 때문에 완화 적입니다. 그러나 현재 체내에서 방사성 동위 원소를 분리 할 수있는 킬레이트 분자로 치료가 진행되고 있습니다.

킬 레이터 (무독성 분자)는 방사성 동위 원소에 결합하여 신체에서 제거 할 수있는 안정적인 복합체를 형성합니다. 최대 80 %의 오염을 제거 할 수있는 킬 레이터가 합성되었습니다.

방사능으로 오염 된 장소의 예

원자력은 다양한 인간 활동에 사용되어 왔기 때문에 방사능으로 인한 다양한 사고가 발생했습니다. 피해를 입은 사람들이 이것의 심각성을 알기 위해 규모의 원자력 사고가 확립되었습니다.

국제 원자력 사고 척도 (INES)는 1990 년 국제 원자력기구에 의해 제안되었습니다. INES의 척도는 1에서 7까지이며 7은 심각한 사고를 나타냅니다.

더 심각한 방사능 오염의 예는 다음과 같습니다.

히로시마와 나가사키 (일본)

핵폭탄은 알버트 아인슈타인의 연구를 바탕으로 20 세기 40 년대에 개발되기 시작했습니다. 이 핵무기는 제 2 차 세계 대전 중에 미국에서 사용되었습니다.

1945 년 8 월 6 일, 우라늄이 풍부한 폭탄이 히로시마시에서 폭발했습니다. 이로 인해 약 300,000 ° C의 열파가 발생하고 감마선이 크게 폭발했습니다.

그 후 바람에 의해 확산 된 방사성 낙진이 발생하여 오염을 더 멀리 떨어 뜨 렸습니다. 폭발로 약 10 만 명이 사망하고 다음 해에 1 만 명 이상이 방사능으로 사망했습니다.

1945 년 8 월 9 일, 나가사키시에서 두 번째 핵폭탄이 폭발했습니다. 이 두 번째 폭탄은 플루토늄이 풍부했고 히로시마 폭탄보다 더 강력했습니다.

두 도시에서 폭발의 생존자들은 수많은 건강 문제를 겪었습니다. 따라서 인구의 암 위험은 1958 년과 1998 년 사이에 44 % 증가했습니다.

현재 이러한 폭탄의 방사능 오염의 결과는 여전히 있습니다. 자궁에 있던 사람들을 포함하여 10 만 명 이상의 사람들이 방사선의 영향을받은 것으로 간주됩니다.

이 인구에는 높은 비율의 백혈병, 육종, 암종 및 녹내장이 있습니다. 자궁에서 방사선을받은 어린이 그룹은 염색체 이상을 나타 냈습니다.

체르노빌 (우크라이나)

역사상 가장 심각한 원자력 사고 중 하나로 간주됩니다. 1986 년 4 월 26 일 원자력 발전소에서 발생했으며 INES에서는 레벨 7입니다.

작업자들은 정전과 원자로 중 하나가 과열 된 것을 시뮬레이션하는 테스트를 수행했습니다. 이로 인해 원자로 내부의 수소 폭발이 발생했으며 200 톤 이상의 방사성 물질이 대기 중으로 던져졌습니다.

폭발 중에 30 명 이상이 사망하고 방사성 낙진이 수 킬로미터에 걸쳐 퍼졌습니다. 방사능의 결과로 10 만 명 이상이 사망 한 것으로 추정됩니다.

벨로루시와 우크라이나의 영향을받은 지역에서 다양한 유형의 암 발병률이 40 % 증가했습니다. 가장 흔한 유형의 암 중 하나는 갑상선암과 백혈병입니다.

방사능 노출로 인해 호흡기 및 소화계와 관련된 상태도 관찰되었습니다. 자궁에 있던 어린이의 경우 40 % 이상이 면역 결핍을 보였습니다.

또한 유전 적 이상, 생식계 및 비뇨 계 질환의 증가, 조기 노화가있었습니다.

후쿠시마 다이 이치 (일본)

일본 후쿠시마 원자력 발전소. 출처 : Digital Globe

이 사고는 2011 년 3 월 11 일 일본을 강타한 규모 9의 지진의 결과입니다. 그 후 쓰나미가 발생하여 후쿠시마 원자력 발전소의 3 개 원자로의 냉각 및 전력 시스템이 비활성화되었습니다.

원자로에서 여러 차례의 폭발과 화재가 발생했으며 방사선 누출이 발생했습니다. 이 사고는 처음에는 레벨 4로 분류되었지만 그 결과로 나중에 레벨 7로 올라갔습니다.

대부분의 방사능 오염은 물, 주로 바다로 이동했습니다. 현재이 공장에는 오염 된 물을 저장할 수있는 대형 저장 탱크가 있습니다.

이러한 오염 된 물은 태평양 생태계에 대한 위험으로 간주됩니다. 가장 문제가되는 방사성 동위 원소 중 하나는 물에서 쉽게 이동하고 무척추 동물에 축적 될 수있는 세슘입니다.

폭발은 직접적인 방사선 사망을 일으키지 않았으며 방사능 노출 수준은 체르노빌보다 낮았습니다. 그러나 일부 근로자는 사고 후 며칠 이내에 DNA 변형을 경험했습니다.

유사하게, 방사선에 노출 된 일부 동물 집단에서 유전 적 변화가 발견되었습니다.

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방사능 오염 : 유형, 원인, 결과 - 환경 - 2025