Ô nhiễm bức xạ

Ô nhiễm bức xạ là sự lắng đọng của các chất phóng xạ trên bề mặt hoặc trong chất rắn, chất lỏng hoặc chất khí (bao gồm cả trong cơ thể con người), nơi chúng có mặt một cách không mong muốn hoặc không được mong đợi.

Sự ô nhiễm này là mối đe dọa do sự phân rã phóng xạ của các chất gây ô nhiễm, các chất này có thể gây hại như bức xạ ion hóa (bao gồm cả α, β và γ tia) và neutron tự do. Mức độ nguy hiểm phụ thuộc vào nồng độ của các chất gây ô nhiễm, năng lượng của bức xạ phát ra, loại bức xạ và khoảng cách giữa chất ô nhiễm với các cơ quan trong cơ thể. Điều quan trọng là sự ô nhiễm gây ra nguy cơ bức xạ và hai thuật ngữ “bức xạ” và “ô nhiễm” không thể thay thế cho nhau.

Các nguồn gây ô nhiễm bức xạ có thể được chia thành hai nhóm: tự nhiên và do hoạt động của con người. Sau khi xảy ra các vụ thử nghiệm vũ khí hạt nhân trong khí quyển hoặc tai nạn lò phản ứng hạt nhân, không khí, đất, con người, thực vật và động vật trong khu vực lân cận sẽ bị ô nhiễm bởi nhiên liệu hạt nhân và các sản phẩm phân hạch. Một lọ chất phóng xạ như uranyl nitrate bị đổ có thể làm dơ sàn nhà và bất kỳ giẻ lau nào được sử dụng để lau vết tràn. Các trường hợp ô nhiễm bức xạ quy mô lớn bao gồm Đảo san hô Bikini, Nhà máy Rocky Flats ở Colorado, thảm họa hạt nhân Fukushima Daiichi, thảm họa Chernobyl và khu vực xung quanh cơ sở Mayak ở Nga.

Nguyên nhân gây ra ô nhiễm

Các nguồn gây ô nhiễm bức xạ có thể là tự nhiên hoặc do hoạt động của con người tạo ra.

Ô nhiễm bức xạ có thể có nhiều nguyên nhân khác nhau. Nó có thể là kết quả của việc giải phóng khí phóng xạ, chất lỏng hoặc hạt. Ví dụ, nếu một vụ tai nạn như Goiânia xảy ra (do sự thiếu hiểu biết), khi một hạt nhân phóng xạ được sử dụng trong y học hạt nhân bị rơi, vật liệu có thể lan truyền qua cộng đồng khi họ tiếp xúc.

Ô nhiễm bức xạ cũng có thể là kết quả của một số quá trình nhất định, như việc giải phóng xenon phóng xạ trong quá trình tái xử lý nhiên liệu hạt nhân. Trong trường hợp chất phóng xạ không được kiểm soát, nó có thể được pha loãng để đạt đến nồng độ an toàn.

Bụi phóng xạ hạt nhân là sự phân bố ô nhiễm bức xạ do các vụ nổ hạt nhân trong khí quyển từ năm 1950 đến 1980.

Trong các tai nạn hạt nhân, biện pháp về loại và lượng phóng xạ được giải phóng, ví dụ như từ các sự cố ngăn chặn lò phản ứng, được gọi là thuật ngữ 'nguồn'. Ủy ban điều tiết hạt nhân của Hoa Kỳ định nghĩa đây là 'Loại và lượng chất phóng xạ hoặc chất độc hại thải ra môi trường sau một vụ tai nạn'.

Ô nhiễm không bao gồm chất phóng xạ còn sót lại tại một địa điểm sau khi ngừng hoạt động. Do đó, chất phóng xạ được niêm phong và chỉ định không phải là sự nhiễm bẩn, mặc dù các đơn vị đo lường có thể tương tự nhau.

Biện pháp ngăn chặn

Biện pháp ngăn chặn là phương pháp chủ yếu để ngăn chặn sự thải ra môi trường hoặc tiếp xúc với chất phóng xạ hoặc sự nuốt phải chúng bởi con người.

Việc phân biệt giữa chất phóng xạ và ô nhiễm phóng xạ là rất quan trọng. Khi các vật liệu phóng xạ tập trung ở mức có thể phát hiện bên ngoài các thùng chứa, khu vực bị ảnh hưởng thường được xem là 'bị ô nhiễm'.

Có nhiều kỹ thuật để chứa các chất phóng xạ để không cho chúng lan ra ngoài vùng chứa và gây ô nhiễm. Đối với chất lỏng, điều này thường được thực hiện bằng cách sử dụng các thùng chứa có độ kín cao, thường được kết hợp với hệ thống bể lắng để phát hiện rò rỉ bằng phương pháp đo phóng xạ hoặc phương pháp thông thường.

Khi vật liệu có nguy cơ trở thành không khí, việc sử dụng hộp đựng găng tay là một kỹ thuật phổ biến trong các phòng thí nghiệm nguy hiểm và các hoạt động xử lý trong nhiều ngành công nghiệp. Hộp đựng găng tay được duy trì dưới áp suất âm nhẹ và khí thải được lọc qua các bộ lọc hiệu suất cao, được kiểm soát bằng thiết bị X quang để đảm bảo chúng hoạt động hiệu quả.

Quản lý và giám sát ô nhiễm

Ô nhiễm phóng xạ có thể tồn tại trên bề mặt hoặc trong khối lượng vật liệu hoặc không khí, và các kỹ thuật chuyên môn được áp dụng để đo lường mức độ ô nhiễm thông qua phát hiện bức xạ phát ra.

Ảnh hưởng đến sức khỏe từ ô nhiễm

Ảnh hưởng sinh học của ô nhiễm

Ô nhiễm phóng xạ theo định nghĩa là phát ra bức xạ ion hóa, có thể chiếu xạ vào cơ thể con người từ nguồn bên ngoài hoặc bên trong.

Chiếu xạ từ bên ngoài

Điều này xảy ra khi bức xạ từ các nguồn ô nhiễm nằm ngoài cơ thể con người. Nó có thể xảy ra ở vùng gần cơ thể hoặc có thể làm nổi bật trên bề mặt da. Mức độ rủi ro sức khỏe phụ thuộc vào thời gian tiếp xúc và loại và mức độ bức xạ. Các loại bức xạ thâm nhập như tia gamma, tia X, neutron hoặc hạt beta mang lại nguy cơ lớn nhất từ bên ngoài. Bức xạ thấp như hạt alpha thì rủi ro từ bên ngoài thấp hơn do lớp vỏ bảo vệ của da. Xem thêm về đơn vị sievert để biết thông tin chi tiết về cách tính toán này.

Chiếu xạ từ bên trong

Ô nhiễm phóng xạ có thể tiếp xúc với cơ thể con người thông qua không khí hoặc qua thực phẩm và đồ uống bị nhiễm bẩn, và sẽ chiếu xạ vào bên trong cơ thể. Khoa học và nghệ thuật đo lường liều bức xạ từ bên trong là những phép đo quan trọng.

Các tác động sinh học của các hạt nhân phóng xạ thâm nhập vào cơ thể phụ thuộc vào hoạt động của chúng, sự phân phối sinh học và tốc độ loại bỏ. Hiệu ứng này cũng phụ thuộc vào tính chất hóa học, kích thước của hạt và cách nó xâm nhập. Một số loại hạt nhân phóng xạ có thể lan truyền khắp cơ thể và nhanh chóng bị loại bỏ, ví dụ như trường hợp của nước triti.

Một số cơ quan tập trung vào các yếu tố hạt nhân phóng xạ cụ thể và do đó các dạng biến thể của chúng. Hành động này có thể dẫn đến tỷ lệ loại bỏ thấp hơn nhiều. Ví dụ, tuyến giáp hấp thu một tỷ lệ lớn iod từ bất kỳ nguồn nào đi vào cơ thể. Iod phóng xạ-131, một sản phẩm phân hạch phổ biến, có thể gây suy giáp và tử vong do ung thư tuyến giáp ở trẻ em sau thảm họa Chernobyl.

Nguy cơ phóng xạ được Ủy ban Bảo vệ Bức xạ Quốc tế (ICRP) dự đoán rằng một liều hiệu quả của một sievert (100 rem) có thể tăng nguy cơ phát triển ung thư lên đến 5,5%. Nguy cơ này bao gồm cả liều bức xạ từ bên trong và bên ngoài cơ thể.

ICRP nhấn mạnh rằng các hạt nhân phóng xạ tích tụ trong cơ thể sẽ chiếu xạ các mô trong khoảng thời gian dựa trên thời gian bán hủy vật lý và khả năng sinh học lưu giữ của chúng. Điều này có thể dẫn đến việc tăng liều bức xạ cho các mô trong nhiều tháng hoặc nhiều năm sau khi tiếp xúc.

ICRP đưa ra định nghĩa về hai loại liều bức xạ cho liều cam kết cá nhân:

Liều lượng tương đương cam kết, H_T(t), là tích phân thời gian của tỷ lệ liều lượng tương đương mà một cá nhân sẽ nhận được trong một mô hoặc cơ quan cụ thể sau khi tiếp xúc với chất phóng xạ, theo định nghĩa của Người tham chiếu. Đây liên quan đến liều trong một mô hoặc cơ quan cụ thể, tương tự như liều lượng tương đương bên ngoài.

Liều lượng cam kết hiệu quả, E(t), là tổng của các sản phẩm của liều lượng tương đương với các cơ quan hoặc mô đã cam kết và yếu tố trọng lượng mô thích hợp W_T, trong đó t là thời gian tích hợp trong nhiều năm sau khi tiếp xúc. Thời gian cam kết là 50 năm đối với người lớn và 70 năm đối với trẻ em. Đây liên quan đến liều lượng cho toàn bộ cơ thể, tương tự như liều hiệu quả bên ngoài.