الفلك

ما مقدار الإشعاع حول كوكب المشتري أعلى منه في تشيرنوبيل بعد الانفجار؟

ما مقدار الإشعاع حول كوكب المشتري أعلى منه في تشيرنوبيل بعد الانفجار؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أفترض أن مستويات الإشعاع أعلى في كوكب المشتري ، لكن ما مقدار ذلك؟ هل كان مسبار جونو قادرًا على "العمل" على سطح تشيرنوبيل في $ 12 ، 000 ، { rm Roentgen / hr} $?

بعد مشاهدة المسلسل القصير تشيرنوبيل ، شعرت بالفضول حول كيفية مقارنة مستويات الإشعاع بمستويات حول كوكب المشتري (بشكل عام) ، وما يجب أن يتحمله مسبار جونو على وجه الخصوص ، لكن لم أتمكن من مقارنة الأرقام التي وجدتها بشكل مباشر.

في حادث تشيرنوبيل ، تسبب انفجار المفاعل في سقوط قطع من الجرافيت على أسطح مبنى المفاعل ، ووصفوا أنهم لا يستطيعون دفعها بآلات التحكم عن بعد لأن الإشعاع يتلف الدوائر.

في السلسلة ، القيمة المعطاة للأسقف الأكثر خطورة هي $ 12 ، 000 ، { rm Roentgen / hour} $.

قبو إشعاع مسبار Juno عبارة عن صندوق من التيتانيوم به $ { rm 1.75 سم} دولار سميكة الجدران ، ويقول المقال

لكن هذا المدار سيعرض مسبارًا غير محمي لجرعة إشعاعية تزيد عن20 مليون راد[...] على مدار مهمتها.

تم التخطيط للمهمة لمدة 14 شهرًا أرضيًا ، لكن المسبار يقضي فترات قصيرة فقط حول كوكب المشتري.

ربما يكون لدى شخص ما فكرة عن كيفية ملء الفجوات والمساعدة في إجراء مقارنة.


دعونا أولاً نقدر بسرعة ما إذا كانت الأرقام الواردة في مسلسلات HBO التلفزيونية منطقية: وفقًا لـ gesundheit.ch/strahlung ، تعرض المصفون إلى 2 دولار ldots 20 { rm Sv} دولار الذي يقارن بجرعة الحياة $ حوالي 100 { rm mSv} دولار للناس العاديين. أتذكر من تعليمي أنه كان من المفترض أن ينفق كل عامل فقط $ { rm 40 ثانية} دولار على سطح المفاعل. على افتراض جرعة من $ {2 rm Sv} دولار في $ { rm 40 ثانية} دولار يتوافق مع $ { rm 180Sv / h} $، لذا فإن قيمة $ { rm 12 ، 000R / ساعة = 120Sv / h} $ من المنطقي.

من ناحية أخرى ، فإنك تعطي الجرعة الممتصة من 20 دولارًا cdot 10 ^ 6 { rm rad} = 2 cdot 10 ^ 5 { rm Gy} $ وهو الكمية المادية. ومع ذلك ، فإن جرعة مكافئة في سيفرت يحدد مقدار تأثير بيولوجي (من إيداع جول من الطاقة الإشعاعية في كيلوغرام من الأنسجة البشرية) ، انظر https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK230653/

$ { rm 1 Sv} $ هي كمية الإشعاع اللازمة لإنتاج نفس التأثير على الأنسجة الحية مثل $ { rm 1Gy} $ عالية الاختراق $ { rm 200 كيلوفولت} دولار الأشعة السينية

فقط إذا كنا بشكل غير صحيح لنفترض أن تركيبة الإشعاع على سطح تشيرنوبيل في أبريل 1986 وعلى مسار رحلة جونو قابلة للمقارنة ، يمكننا المضي قدمًا في عملية الضرب التبادلي من خلال ضبط $ { rm 1 Sv = 1 Gy} $.

لكن هذا الافتراض (الخاطئ) ليس كافيًا ، فنحن بحاجة أيضًا إلى إطار زمني لتجربة Gedanken الخاصة بك: إذا افترضنا أن جرعة الإشعاع ستظل ثابتة (ويعرف أيضًا باسم تعرض قلب المفاعل) عند الحد الأدنى من $ { rm 120 Sv / h} $، تعطينا الرياضيات $ 2 cdot 10 ^ 5 frac { rm J} { rm kg} / (120 frac { rm J} { rm kg cdot h}) = 1 ، 666.7 { rm h} $ وهو ما يزيد قليلاً عن 69 يومًا من بقاء مسبار جونو على سطح مفاعل نووي محترق. من الناحية الواقعية ، أفترض أن المسبار سيتوقف عن العمل قبل ذلك بكثير.

قراءة متعمقة

قد تجد أيضًا العرض التقديمي تدفقات الجسيمات المشحونة وجرعات الإشعاع في مسار المركبة الفضائية الأرض والمشتري وأوروبا بواسطة إم في بودزولكو وآخرون. مثيرة للاهتمام والتي تعطي تقديرات قليلة جدًا لجرعة الإشعاع حول كوكب المشتري.


الطاقة النووية

بعد أكثر من ثلاثة عقود من وقوع أسوأ كارثة نووية في العالم في تشيرنوبيل ، بيتر مارتن و توم سكوت قم بزيارة منطقة الاستبعاد المحيطة بالمصنع لرسم خريطة لمستويات الإشعاع باستخدام تقنية جديدة قائمة على الطائرات بدون طيار

إنه أبريل 2019 ومجموعة منا من جامعة بريستول بالمملكة المتحدة ، يتم قيادتهم عبر منطقة الحظر المحيطة بمحطة تشيرنوبيل للطاقة النووية (ChNPP) في حافلة صغيرة محملة بجميع أنواع أجهزة الكشف عن الإشعاع والطائرات بدون طيار ومعدات الحماية. على الرغم من كوننا على بعد ساعتين فقط شمال كييف ، إلا أن محيطنا لا يمكن أن يكون أكثر اختلافًا عن صخب العاصمة الأوكرانية. لا تتقاطع المناظر الطبيعية ذات الغطاء النباتي الكثيف إلا من خلال الطرق السريعة متعددة المسارات المليئة بالحفر - وهي عودة إلى أوقات أكثر ازدهارًا عندما تقوم بالرحلة أكثر من مجرد مجموعة علمية أو حفلة سياحية.

نظرًا لأن سائقنا المحلي ينحرف بالحافلة من جانب واحد من الطريق إلى الجانب الآخر ، يصبح من الواضح بشكل متزايد مدى اختلاف منطقة التداعيات النووية هذه عن تلك المحيطة بمحطة فوكوشيما دايتشي للطاقة النووية في اليابان ، والتي قمنا بزيارتها على نطاق واسع منذ وقوع الحادث هناك في 2011. بينما كانت السلطات اليابانية ترفع بثبات أوامر الإجلاء من منطقة الحظر الأصلية لفوكوشيما ، لا تزال المنطقة المحيطة بـ ChNPP مهجورة في معظمها ، وتتولى الطبيعة زمام الأمور.

في أعقاب حادث تشيرنوبيل في أبريل 1986 ، تم إجلاء حوالي 49000 شخص من مدينة بريبيات القريبة (3 كيلومترات من المصنع) إلى قرى مختلفة في منطقة كييف - على الرغم من أن هذا الإخلاء بدأ بعد 36 ساعة فقط من الانفجار. على مدى الأيام العشرة التالية ، تم توسيع منطقة الحظر تدريجياً إلى دائرة نصف قطرها 30 كم من الموقع ، وخلال الأشهر اللاحقة ، تم إجلاء 67000 شخص آخر من منازلهم في نهاية المطاف. في الواقع ، يُعتقد أن حوالي 200000 تم نقلهم نتيجة للحادث.

اليوم ، لا تزال منطقة الحظر تشكل مساحة تبلغ حوالي 2600 كيلومتر مربع في أوكرانيا. على الرغم من مرور أكثر من ثلاثة عقود على وقوع الحادث ، إلا أن هناك عددًا قليلاً جدًا من سكان المنطقة (يُطلق عليهم اسم ساموسلي - أولئك الذين رفضوا الإخلاء أو عادوا سراً). في الواقع ، في عام 2016 ، قُدر أن إجمالي عدد السكان كان أقل من 200 شخص.

منذ وقوع الحادث الذي وقع في المفاعل النووي رقم 4 في ChNPP ، تم بذل الكثير من العمل لحماية بقاياه ومنع المزيد من النشاط الإشعاعي من الانطلاق في البيئة. يصبح الجهد الأخير واضحًا عندما نقترب من مدينة الأشباح بريبيات على طول طريق الحقبة السوفيتية ويهيمن المشهد المهيب لمأوى الحبس الآمن الجديد على الأفق. بعد تدهور هيكل الحبس الأصلي الذي تم تشييده على عجل فوق قلب المفاعل المكشوف بعد وقت قصير من وقوع الكارثة ، تم الانتهاء من هذا المبنى الجديد الذي يشبه القبة في عام 2018 من قبل فريق دولي من المهندسين ، وسيوفر غطاء يجب أن يستمر على الأقل. قرن.

يزيد الصمت المخيف والثابت لمنطقة الاستبعاد المحيطة من دهشة فريقنا بهذا الإنجاز الهندسي المذهل الذي يخترق الأشجار الكثيفة. ومع ذلك ، فإن الصمت لم يدم طويلاً ، حيث يصدر فجأة صوت إنذار معدل الجرعة عالي النبرة لأحد مقاييس الجرعات الشخصية. مع استمرار ضبط عتبة الإنذار لتحديد انحراف طفيف فوق النشاط الإشعاعي للخلفية العادية في بريستول ، يصبح من الواضح تمامًا كيف أن الأجزاء المشعة من هذه المنطقة لا تزال قائمة ، حتى بعد 33 عامًا. في بريستول نتوقع 1 - 2 عد في الثانية (أو CPS) على كاشفات الإشعاع لدينا - هنا في تشيرنوبيل نقيس أكثر من 50 CPS.


مستويات الإشعاع في جزر مارشال لا تزال مرتفعة بشكل مقلق

كشف تحليل عينات التربة ورواسب المحيطات والفواكه من جزر مارشال - موقع ما يقرب من 70 اختبارًا للأسلحة النووية خلال الأربعينيات والخمسينيات من القرن الماضي - عن مستويات عالية بشكل مثير للقلق من الإشعاع ، مع بعض المناطق عند مستويات تتجاوز المناطق المتأثرة بفوكوشيما و كوارث تشيرنوبيل.

من عام 1946 إلى عام 1958 ، أجرت الولايات المتحدة 67 تجربة نووية في جزر مارشال ، وهي سلسلة من الجزر المرجانية الواقعة شمال خط الاستواء بين هاواي وأستراليا. أجريت ثلاثة وعشرون من هذه الاختبارات في بيكيني أتول و 44 بالقرب من إنيويتاك أتول ، لكن التساقط انتشر في جميع أنحاء جزر مارشال ، مما عرّض السكان الأصليين هناك لمستويات خطيرة من الإشعاع.

لا يزال جزء كبير من جزر مارشال غير صالح للسكن نتيجة لهذه التجارب النووية ، وليس من الواضح على الفور متى سيتمكن سكان مارشال من العودة إلى منازل أجدادهم. تشير ثلاث دراسات جديدة نُشرت اليوم في Proceedings of the National Academy of Sciences إلى أن عودتها التي طال انتظارها لن تحدث في أي وقت قريب. اكتشف فريق بحثي بقيادة إملين هيوز ومالفين رودرمان من مركز الدراسات النووية بجامعة كولومبيا مستويات غير آمنة من الإشعاع في التربة ورواسب المحيطات والفواكه في هذه المناطق الملوثة.

لا يزال العديد من سكان جزر مارشال قادرين على العودة إلى ديارهم بعد الاختبارات النووية

في الاختبارات لتحديد ما إذا كانت جزر مارشال الشمالية آمنة لإعادة التوطين بعد ...

قبل ثلاث سنوات ، اكتشف نفس الفريق مستويات مثيرة للقلق من أشعة جاما في جزر مارشال ، وبمستويات فاقت توقعات العلماء. تضيف دراسات PNAS الثلاث الجديدة إلى هذا العمل السابق ، الذي يجري القيام به لتحديد أي من جزر مارشال ، إن وجد ، آمن لإعادة التوطين ، والمخاطر المحددة التي قد يواجهها السكان الأصليون العائدون.

في الدراسة الأولى ، قاس الباحثون إشعاع غاما الخلفي في عينات التربة المأخوذة من أربع جزر مرجانية في عامي 2017 و 2018: بيكيني وإنيويتاك ورونجيلاب ويوتيريك. كانت أشعة جاما على جزيرتي بيكيني ونين تتجاوز بكثير الحد الأقصى للتعرض كما هو منصوص عليه في الاتفاقيات بين الولايات المتحدة وجمهورية جزر مارشال. في منطقة البيكيني ، كانت المستويات عالية تصل إلى 648 مليريمًا سنويًا ، وفي Naen كانت تصل إلى 460 مليريم سنويًا. يبلغ التعرض الآمن للإشعاع 100 مليريم سنويًا ، وفقًا لاتفاقية جزر مارشال الأمريكية.

كتب مؤلفو الدراسة أن هذه المستويات "أعلى بكثير" من "المناطق المتأثرة بحادثتي تشيرنوبيل وفوكوشيما". وفقًا للبحث الجديد ، فإن "مستويات الإشعاع في جزيرة بيكيني ، التي كانت بمثابة الجزيرة الرئيسية للسكنى في الجزيرة المرجانية ، قبل وبعد الاختبار ، مرتفعة جدًا بحيث لا يمكن نقلها إلى منطقة بيكيني". بعض الجزر الخارجية "قد لا تكون مناسبة للسكن بمفردها ، ولكن. قد يزور سكان الجزر بحثًا عن الطعام ، خاصة في أوقات الحصاد ".

بالنسبة للورقة الثانية ، استكشف الباحثون فوهة قلعة برافو - موقع أقوى اختبار نووي أجرته الولايات المتحدة على الإطلاق ، والذي حدث في 1 مارس 1954. أدى هذا الانفجار بقوة 15 ميغا طن إلى تبخر الأرض الواقعة تحتها ، مشكلاً فوهة بركان. 1.5 كيلومتر (0.9 ميل) عرضًا و 75 مترًا (246 قدمًا) في بيكيني أتول. كانت التداعيات التي تلت ذلك مكونة من مسحوق مرجاني وماء وجزيئات مشعة. تم اكتشاف آثار الحطام المشع في اليابان والهند وأستراليا وأوروبا وحتى الولايات المتحدة.

أنتج انفجار Castle Bravo أيضًا مواد مشعة استقرت في رواسب المحيط. من سفينة البحث مساح إنديز، جمع الباحثون ما يقرب من 130 عينة أساسية من فوهة برافو Castle Bravo من عام 2017 إلى عام 2018. وأظهر التحليل أنه بعد ستة عقود ، لا تزال مستويات الإشعاع أعلى من المستويات الطبيعية في الجزء العلوي من الرواسب عبر الحفرة بأكملها. استنتج الباحثون بالتالي:

باختصار ، لا يزال هناك تلوث متبقي بالنويدات المشعة في جميع أنحاء حفرة قنبلة برافو ، من المركز إلى الحافة. نجد أن توزيع النويدات المشعة منتظم إلى حد ما عبر الفوهة مع بعض التناقص نحو حافة الفوهة. على الرغم من أن البحيرة تملأ تدريجيًا بمرور الوقت ، فمن المحتمل أن تستمر مستويات التلوث من النظائر المشعة طويلة العمر المتبقية ، مثل البلوتونيوم والأمريسيوم ، لعدة قرون. تسببت تجارب الأسلحة النووية في حدوث تغيير جذري في تكوين الرواسب. دراسات إضافية لتحديد التأثير على الحياة في فوهات البحيرة ، خاصة في الأعماق العميقة ، ستكون ذات قيمة.

الورقة الثالثة عبارة عن تحليل للفاكهة الموجودة في جزر مارشال ، وهي جوز الهند وفاكهة الباندانوس. يتميز السيزيوم 137 بعمر نصف يبلغ حوالي 30 عامًا ، ويتم امتصاصه بسهولة بواسطة النباتات ، مما يمثل خطرًا محتملاً على الصحة. للأسف ، تم العثور على 11 جزيرة بها جوز الهند وثمار الباندان ذات النشاط الإشعاعي الذي يتجاوز الحدود التي وضعتها العديد من البلدان والمنظمات الدولية ، بما في ذلك منظمة الأطباء الدوليين لمنع الحرب النووية (IPPNW). مرة أخرى ، تجاوزت بعض المستويات القيم الموجودة بالقرب من فوكوشيما وتشرنوبيل.

"استنادًا إلى النتائج التي توصلنا إليها ، نستنتج أنه لضمان النقل الآمن إلى Bikini و Rongelap Atolls ، هناك المزيد من المعالجة البيئية. يبدو أنه ضروري لتجنب التعرض الضار المحتمل للإشعاع "، كتب المؤلفون في الدراسة.


تم العثور على فراشة ضخمة بحجم الطيور تعيش في منطقة إشعاع تشيرنوبيل

أصدرت عدة مصادر إعلامية روسية تقارير مروعة وصورًا صادمة لفراشة ضخمة بحجم طائر وجدت حية وتبدو مزدهرة في منطقة تشيرنوبيل المحظورة - وهي واحدة من أخطر الأماكن وأكثرها إشعاعًا على وجه الأرض. هل يجب أن تحصل الأرواح الشجاعة التي تحاول العودة إلى منازلها بالقرب من المفاعل الفاشل على شبكات أكبر؟

ما هو حجم الفراشة الكبيرة؟

"تم رصد فراشة بجناحيها بحجم طائر صغير في منطقة استبعاد تشيرنوبيل من قبل موظفي المنطقة & # 8217s الإشعاع ومحمية المحيط الحيوي البيئية ، الذين أبلغوا عن المواجهة على صفحة المنظمة & # 8217s على Facebook."

بينما مات آلاف الأشخاص أو تأثروا بالإشعاع المنبعث أثناء وبعد كارثة محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية في عام 1986 ، يراقب العلماء منطقة الحظر حول بقايا المحطة - وهي "منطقة عزل" تمتد 30 كم (19 ميل) في جميع الاتجاهات من المصنع حيث يمكن لعمال الصيانة البقاء لمدة خمس ساعات فقط في اليوم - لنفترض أنها أصبحت محمية طبيعية مشعة حيث نجت النباتات والحيوانات وازدهرت في كثير من الحالات بسبب نقص البشر. مجموعة واحدة لم تفعل ذلك هي الحشرات. اختفت جميع اللافقاريات تقريبًا من منطقة الاستبعاد ، مما تسبب في بحث بعض الحيوانات والطيور عن طعام آخر أو التحرك. هذا هو السبب في أن الفراشة بحجم الطائر التي تم رصدها في المنطقة مؤخرًا جعلت الناس متحمسين لوجودها ولكنهم قلقون بشأن حجمها الذي يبدو متحورًا. (انظر الصور هنا & # 8212 في الصورة في الأعلى ليست تلك الموجودة في تشيرنوبيل.) لحسن الحظ ، قفز علماء الحشرات بسرعة مع شرح.

"زار مكتب قسم العلوم ضيفًا غير متوقع & # 8211 شريط أزرق فراشة نادر (كاتوكالا فراكسيني). لا يزال يطلق على شريط الطلب الأزرق. الفراشة مدرجة في الكتاب الأحمر لأوكرانيا (الأنواع المعرضة للخطر).

هذه الحشرة هي واحدة من أكبر ممثلي الفراشات التي تعيش في أوكرانيا وبشكل عام في أوروبا. يمكن أن يصل طول جناحه الأمامي إلى 45 ملم ويصل طول جناحيه أثناء الطيران إلى 110 ملم. الفراشة جميلة في الرحلة.

الشريط الأزرق & # 8211 نشط في الليل ، يطير إلى النور. يمكنك رؤية العلماء ′ ′ على ضوء & # 8220.
عندما يتوقف المطر ، سيتم نقل الفراشة إلى شجرتها المفضلة & # 8211 شجر الحور. "

أصدر Chornobyl Radiation and Ecological Biosphere Reserve بيانًا على وسائل التواصل الاجتماعي يحدد الفراشة على أنها معروفة باللون الأزرق السفلي (كاتوكالا فراكسيني). مع امتداد الأجنحة إلى 4.33 بوصة أثناء الطيران ، غالبًا ما يتم الخلط بين الأجنحة الزرقاء والطيور في المناطق التي لا تزال تعيش فيها. من الأنواع التي كانت أراضيها تغطي أوروبا في يوم من الأيام ، انقرضت الآن تقريبًا في المملكة المتحدة وأنواع مهددة في أوكرانيا.

هل يجب على العاملين في تشيرنوبيل حماية أنفسهم من هذه الفراشات الضخمة؟

لماذا ، عندما تبقى أنواع الحشرات الأخرى بعيدًا عن منطقة الاستبعاد ، هل عادت هذه الفراشة الوحشية؟ على الرغم من أنه قد يبدو وكأنه جزء سفلي أزرق طبيعي ، إلا أن الباحثين لا يعرفون ما إذا كان قد تأثر سلبًا أو حتى تحور بسبب الإشعاع. اختفت الحشرات في البداية من منطقة كارثة فوكوشيما في اليابان عام 2011 ، لكن الفراشات عادت منذ ذلك الحين وتظهر عليها علامات الشذوذ. على وجه الخصوص ، تكون الفراشات الزرقاء ذات العشب الباهت أصغر حجمًا وتنمو بشكل أبطأ ولديها معدلات وفيات أعلى من ذي قبل. بعد مرور ما يقرب من 30 عامًا ومع وجود المزيد من التقارير الإعلامية الحرة والمفتوحة عنها ، يُعرف الكثير عن آثار تلك الكارثة أكثر من تشيرنوبيل ، التي لا تزال تعاني من السرية الحكومية.

يقول العلماء في تشيرنوبيل وفوكوشيما إنهم يدرسون الضرر الإشعاعي على الحياة البرية للاستعداد بشكل أفضل للكوارث المستقبلية. هذا ليس بالراحة على الإطلاق. في حين أنه قد يكون من المثير بالنسبة لهم أن تعيش فراشة ضخمة بحجم طائر في منطقة مشعة ، لا يزال هناك الكثير من جزر الكناري الميتة في منجم الفحم هذا.


متعلق ب

جاغلافاك أمير الحشرات

المغناطيسية الحيوانية

أسماك أخرى في البحر

بعض أنواع الطيور ، حسبما أفادوا في مجلة Functional Ecology ، يبدو أنها تكيفت مع البيئة المشعة من خلال إنتاج مستويات أعلى من مضادات الأكسدة الوقائية ، مع تقليل الضرر الجيني المقابل. وقال الدكتور موسو إنه بالنسبة لهذه الطيور ، يبدو أن التعرض المزمن للإشعاع هو نوع من "الانتقاء غير الطبيعي" الذي يقود التغيير التطوري.

قد تكون الجرعات العالية من الإشعاع التي ينتجها السيزيوم والسترونتيوم والنظائر المشعة الأخرى قاتلة. ومع ذلك ، لا تزال الجرعات الصغيرة داخل وحول Novoshepelych تسبب طفرات أو مشاكل جسدية أخرى ، ولكنها قد تدفع أيضًا الكائنات الحية للتكيف.

يرفض الدكتور موسو فكرة أن المنطقة هي نوع من عدن ما بعد المروع. لكن الدراسة الأخيرة أعطته وقفة ، كما قال ، لأنها تُظهر نوع التكيف الذي قد يسمح لبعض المخلوقات - شافينش وأثداء كبيرة في هذه الحالة ، وإن لم تكن طيور السنونو أو روبينز - بالازدهار في المنطقة. وقال الدكتور موسو مع ذلك ، يبقى أن نرى ما إذا كانت هذه الأنواع مزدهرة حقًا.

تشير النتائج أيضًا إلى أنه في بعض الحالات قد يكون لمستويات الإشعاع تأثير عكسي - فالطيور في المناطق ذات التعرض العالي للإشعاع قد تظهر تكيفًا أكبر ، وبالتالي ضررًا وراثيًا أقل ، من تلك الموجودة في المناطق ذات مستويات الإشعاع المنخفضة.

يمكن لدراسات موسو للحيوانات في منطقة الاستبعاد أن تساعدنا في فهم أفضل لكيفية تأثير الإشعاع المؤين على البشر. الإشعاع المؤين قوي جدًا لدرجة أنه يزيل الإلكترونات من أي ذرة تصادفه ، لذلك يتعرض الشخص المعرض لخطر الإصابة بمجموعة من الأمراض ، من إعتام عدسة العين والسرطان إلى تلف الجهاز العصبي المركزي.

من الممكن أيضًا أن تكون نتائج موسو مفيدة في استعداداتنا لرحلات الفضاء البشرية طويلة المدى. إن الإشعاع الخطير الذي نواجهه في الفضاء مؤين - لذا ربما في يوم من الأيام ، يمكن لأبحاث تشيرنوبيل أن تساعد في ابتكار طرق جديدة لحماية رواد الفضاء من الإشعاع المتراكم على مدار عدة أشهر.


تشير الدراسة إلى أن النشاط الإشعاعي في أجزاء من جزر مارشال أعلى بكثير من تشيرنوبيل

الائتمان: CC0 المجال العام

فكر في أكثر المناظر الطبيعية إشعاعًا على هذا الكوكب ، وقد يتبادر إلى الذهن أسماء تشيرنوبيل وفوكوشيما.

ومع ذلك ، تشير الأبحاث التي نُشرت يوم الاثنين إلى أنه ينبغي إضافة أجزاء من جزر مارشال في وسط المحيط الهادئ ، حيث أجرت الولايات المتحدة 67 تجربة نووية خلال الحرب الباردة ، إلى القائمة.

في دراسة تمت مراجعتها من قبل الأقران ، أفاد باحثو جامعة كولومبيا أن التربة في أربع جزر من جزر مارشال تحتوي على تركيزات من النظائر النووية تتجاوز بكثير تلك الموجودة بالقرب من محطتي تشيرنوبيل وفوكوشيما للطاقة النووية. في إحدى الجزر ، تم الإبلاغ عن أن هذه المستويات أعلى بمقدار 1000 مرة.

جميع الجزر الأربع غير مأهولة حاليًا ، وثلاث من الجزر الأربع - بيكيني وإنجيبي ورونيت - في جزر مرجانية حيث أجريت التجارب النووية. لكن إحدى الجزر ، ناين ، التي تبلغ مساحتها أقل من فدان ، تقع في رونجيلاب أتول ، على بعد حوالي 100 ميل.

وجد الباحثون تركيزات من البلوتونيوم 238 في ناين ، مما يزيد من احتمال استخدام الجزيرة كمنصة إغراق لم يتم الإبلاغ عنها. قالت إيفانا نيكوليتش ​​هيوز ، مؤلفة مشاركة في البحث وأستاذة مشاركة في الكيمياء في جامعة كولومبيا ، إن البلوتونيوم 238 هو نظير مشع مرتبط بالنفايات النووية وليس بشكل عام مع التداعيات.

المكان الآخر الوحيد الذي اكتشف الفريق هذا النظير كان في رونيت ، حيث دفنت الولايات المتحدة نفايات نووية من اختبار القنبلة تحت قبة خرسانية متسربة.

"لا يمكننا أن نقول على وجه اليقين أن (الإغراق في Naen) هو ما حدث ،" قال نيكوليتش ​​هيوز ، الذي يدير مشروع K يساوي 1 في كولومبيا - وهو برنامج متعدد التخصصات مخصص لتثقيف الجمهور حول التكنولوجيا النووية. "ولكن لا ينبغي أن يعيش الناس على Rongelap حتى يتم معالجة هذا الأمر."

النتائج المنشورة في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم، أعاد إشعال الجدل حول مراقبة الحكومة الأمريكية لصحة السكان في جزر مارشال وتأكيداتها بأن السكان المحليين يواجهون مخاطر قليلة من النشاط الإشعاعي.

أعلن بعض الباحثين أن Rongelap آمن لإعادة السكن. لكن دراسة كولومبيا تشير إلى أنه في الوقت الحالي ، لا يعود الناس إلى جزر رونجيلاب أو جزر البيكيني ، حيث توجد ناين وبيكيني ، حتى يتم تنظيف مناطق معينة بشكل أكثر شمولاً. وقد عاد بالفعل أكثر من 600 شخص إلى أجزاء من جزيرة إنيويتاك المرجانية - حيث تقع رونيت وإنجيبي.

قال جيمس ماتايوشي ، رئيس بلدية رونجيلاب أتول: "نحن قلقون بشأن ما يتم استهلاكه في ناين وعلى أي مستوى". قال إنه لا يحب فكرة أن الناس يجمعون الطعام من ناين والجزر القريبة منه ، لأنه لا يعرف نوع الخطر الذي يشكله على صحة ناخبيه.

البعض الآخر ليسوا متأكدين من صحة نتائج الدراسة.

قال تيري هاميلتون ، الباحث الرئيسي في وزارة الطاقة الأمريكية في قضايا إشعاع جزيرة مارشال ، إنه على الرغم من أن نهج فريق كولومبيا بدا معقولًا نظرًا لتكاليف متابعة مثل هذا البحث في جزء بعيد من العالم ، إلا أنه كان قلقًا من أن منهجيتهم ومعداتهم قد بالغت في تقدير الإشعاع الذي كانوا يكتشفونه.

رفضت نيكوليك هيوز وزوجها إملين هيوز ، عالمة فيزياء الجسيمات بجامعة كولومبيا والمدير المشارك لمشروع K يساوي 1 ، الادعاءات بأن منهجيتهما كانت معيبة. وقالوا إن القصد من دراساتهم هو تزويد سكان جزر مارشال بتقييم مستقل - لا يعتبر البحث مشتبهًا فيه لأنه تم إجراؤه من قبل حكومة مسؤولة عن التلوث.

قال جان بييا ، عالم فيزياء إشعاع متقاعد عمل مع الأكاديمية الوطنية للعلوم لكنه لم يشارك في البحث: "يوفر العمل معلومات أساسية قيمة لصانعي السياسات المحليين". وأضاف أن النتائج قد ترجح مسألة إعادة التوطين في كلتا الحالتين.

وقال بييا "ضمنيًا ، أعتقد أن هذه النتائج قد تحذر جهود العودة ، بسبب القراءات التي تم العثور عليها". من ناحية أخرى ، أشارت إلى أن المعلومات التي تفيد بأن بعض الجزر غير المأهولة فقط لديها مستويات تتجاوز معايير السلامة المتفق عليها يمكن أن تعني "قد تكون العودة إلى بعض الأماكن أسهل".

القنابل النووية الـ 67 التي فجرتها الولايات المتحدة بين عامي 1946 و 1958 خلفت تلوثًا واسع النطاق في جزر مارشال ، وهي مجموعة من 29 جزيرة مرجانية في منتصف الطريق بين أستراليا وهاواي. على الرغم من أن الولايات المتحدة أجرت 6٪ فقط من تجاربها للقنابل النووية هنا ، إلا أن التفجيرات وسحب الفطر أنتجت أكثر من نصف إجمالي إنتاج الطاقة من جميع الاختبارات الأمريكية.

كانت أكبر قنبلة قلعة برافو. تم تفجيرها في صباح 1 مارس 1954 ، وكانت أقوى 1000 مرة من أي من القنابل التي ألقيت على مدينتي هيروشيما أو ناجازاكي اليابانيتين.

تلقت جزر مارشال المرجانية الشمالية في رونجيلاب وإنيويتاك وبيكيني وأوتريك أكثر التداعيات الإشعاعية من الاختبارات.

قامت السلطات الأمريكية بنقل الأشخاص الذين يعيشون في Enewetak و Bikini ، حيث تم الاختبار ، في أواخر الأربعينيات. تلك الموجودة في Rongelap و Utirik - على بعد أكثر من مائة ميل من مواقع الاختبار - تمت إزالتها بعد ثلاثة أيام من تساقط الثلوج من Castle Bravo.

تسبب التداعيات ، التي اعتقد بعض سكان الجزر خطأً أنها ثلوج ، في حروق جلدية ، وتساقط الشعر ، وغثيان ، وفي النهاية ، سرطان لدى العديد من الأشخاص الذين تعرضوا لها.

منذ ذلك الحين ، لم تثق جزر مارشال عمومًا في ضمانات الحكومة الأمريكية للسلامة. في Bikini و Rongelap ، عاد السكان إلى جزرهم بعد أن أخبرتهم الولايات المتحدة أنها آمنة. في كلتا الحالتين ، تم إجلاء الناس.

لسنوات ، عملت حكومة الولايات المتحدة ، بمساعدة تقنية من مختبر لورانس ليفرمور الوطني التابع لوزارة الطاقة ، على تقليل الإشعاع في جزيرة رونجيلاب - إزالة التربة من حول القرية وتطبيق البوتاسيوم في المناطق التي يزرع فيها الطعام ، مما يعمل على منع النباتات من تناول الإشعاع.

يمكن أن يتعرض الناس للإشعاع عن طريق استنشاق الغبار أو شرب المياه الملوثة ، لكن الدراسات وجدت أن الطعام هو الطريقة الأساسية التي يتعرض بها سكان جزر مارشال للإشعاع - حتى لو كانت إشعاع الخلفية والتربة منخفضة نسبيًا.

في عام 1992 ، دخلت الولايات المتحدة وجمهورية جزر مارشال في مذكرة تفاهم تنص على أنه لا يمكن إعادة توطين جزيرة رونجيلاب المرجانية ، التي تم إجلاؤها في عام 1954 ومرة ​​أخرى في عام 1985 ، إلا عندما انخفضت مستويات التعرض للإشعاع - جميع مصادر التعرض - إلى أقل من 100 مليريم في السنة. هذا المعيار ، كما لاحظ نيكوليك هيوز ، أقل صرامة بكثير من المعايير في الولايات المتحدة - حيث أنشأت وكالة حماية البيئة حدًا قدره 15 مليريم سنويًا لعامة السكان الذين يعيشون بالقرب من مستودع النفايات النووية في جبل يوكا المقترح ، خلال 10000 سنة الأولى.

لتوفير تقييم مستقل للسلامة ، فحص فريق كولومبيا مستويات التلوث في مصادر الغذاء في جزر مارشال ، بالإضافة إلى مستويات وتركيب النظائر المشعة في فوهة كاسل برافو. نشرت الأكاديمية الوطنية للعلوم يوم الاثنين جميع الدراسات الثلاث - حول إشعاع الخلفية ، والغذاء ، ورواسب الحفرة.

أظهرت دراسة الغذاء وجود مزيج من المستويات العالية والمتغيرة من التلوث على الفاكهة التي تم اختبارها في جزر بيكيني ونين ورونجيلاب. في الواقع ، في جميع الجزر الثلاث ، احتوت الفاكهة على إشعاع أعلى من مستويات الأمان التي حددتها روسيا وأوكرانيا وبيلاروسيا واليابان ، والتي لديها معايير أكثر صرامة للحد من ابتلاع الجسيمات المشعة من الولايات المتحدة. في Bikini و Naen ، تجاوزت بعض الفواكه معايير الولايات المتحدة الأكثر مرونة.

في دراسة الحفرة ، وجد الفريق مستويات عالية من الإشعاع في الرواسب تحت الماء في فوهة البركان ، بينما لاحظ أيضًا عددًا مذهلاً من الكائنات الحية - بما في ذلك خيار البحر ، الذي يعتبر طعامًا شهيًا في العديد من مناطق العالم.

من الغريب أن مستويات النظائر المشعة الموجودة في تربة جزيرة ناين - التي تقع على بعد حوالي 100 ميل - كانت تقريبًا مماثلة لتلك التي تم العثور عليها في موقع انفجار Castle Bravo.

في العام الماضي ، قام فريق إعداد التقارير من مرات لوس انجليس سافروا مع باحثي كولومبيا والغواصين أثناء أخذهم عينات من فوهة البركان التي يبلغ عرضها ميلًا واحدًا تقريبًا - مع ملاحظة خاصة للكائنات الأكبر ، مثل أسماك قرش النمر والمطرقة ، التي غالبًا ما كانت تظهر خارج الظلمة.

موقع الحفرة ، الذي يمكن القول إنه أحد أكثر الندوب المادية تدميراً للحرب الباردة ، هو موقع سلمي بشكل خادع. تعد جزيرة نام ، المتاخمة للموقع والتي تم تفجيرها إلى النصف خلال عملية برافو ، موطنًا لخرشوف الخرشنة الخيالية وسرطان البحر بجوز الهند العملاق وهي موقع تعشيش للسلاحف البحرية. شوهدت المئات من السلاحف البحرية التي فقست للتو وهي تتسرب عبر الشاطئ في البحيرة.

"لقد رأينا بأن الكثير من هذه النظم البيئية قد تعافت (منذ الانفجار) ، لذلك من المهم مراقبة هذه النظم البيئية لمعرفة كيف يؤثر الإشعاع المتبقي عليها وعلى المخلوقات التي تعيش هناك" ، قالت جيما ساهويل ، خريج كلية بارنارد لعام 2019 والذي شارك في البحث ولكن لم يتم إدراجه كمؤلف.

بدمج نتائج جميع الدراسات - بما في ذلك دراسة عام 2016 التي نظرت في إشعاع الخلفية على جزر بيكيني وإنيويتاك ورونجيلاب وأوتيريك - ذكر فريق كولومبيا أن العديد من المواقع التي تم إشعاعها سابقًا في جزر مارشال بدت آمنة بشكل عام لإعادة احتلالها ، طالما لأن الناس لا يعتمدون فقط على الأغذية المزروعة محليًا. المواقع الأخرى ، ومع ذلك ، تحتاج إلى إصلاح.

قال هاميلتون من لورنس ليفرمور إن دراسة فوهة البركان بدت مشروعة وأن تحليل الطعام أكد نتائجه الخاصة. لكنه أثار الشكوك حول خلفية الفريق ونتائج التربة على Naen و Bikini.

وفقًا لهاملتون ، فإن البروتوكول القياسي لأخذ قياسات أشعة جاما الخارجية هو حمل جهاز يدوي على ارتفاع متر واحد فوق سطح الأرض. كلما اقترب المرء من الأرض ، زادت مستويات الإشعاع. للتمكن من مقارنة الدراسات عبر الزمان والمكان ، يجب على الباحثين اتباع نفس البروتوكول حتى يتمكنوا من مقارنة النتائج مباشرة.

وقال "ليس من الواضح ما إذا كان هذا قد تم" ، مضيفًا أن الشركة المصنعة للأجهزة التي استخدمها فريق كولومبيا - نظام الكشف عن Ludlum - لاحظت المبالغة المزمنة في تقدير الإشعاع عند مستويات منخفضة.

قال هيوز إن الفريق حمل الأجهزة على ارتفاع متر واحد ، ولاحظ نيكوليك هيوز تباينًا شديدًا في ملاحظاتهم.

وقالت: "إن المبالغة في التقدير المتسقة لم تكن لتنتج الأنماط التي نراها".

عارض هاملتون أيضًا فرضية الفريق حول كيفية اكتشاف البلوتونيوم 238 أثناء أخذ عينات من Naen.

وأشار إلى أن عينتهم ربما تكون قد تلوثت أثناء التحليل. وقال إنه من الممكن أيضًا أن يكون النظير قد تم ترحيله في تداعيات انفجار Castle Bravo - أو الاختبارات اللاحقة - في بيكيني.

كما أعرب ستيفن سيمون ، الذي يعمل الآن في المعهد الوطني للسرطان ، لكنه أدار تحليلاته الخاصة التي كلفت بها حكومة مارشال في الثمانينيات والتسعينيات من القرن الماضي ، عن شكوكه.

قال سايمون ، الذي أعرب منذ فترة طويلة عن موقف الولايات المتحدة القائل بعدم وجود تهديدات إشعاعية خطيرة في جزر مارشال ، إن دراسات كولومبيا كانت مقلدة رخيصة للعمل المكثف الذي أجراه هو وعلماء آخرون سابقًا. وقال إن المؤلفين أغفلوا ذكر هذا العمل في أوراقهم الحالية.

قال هيوز إنه استشهد باثنتين من دراسات سيمون - وإن لم تكن كلها 60 - وأشار إلى أنه على الرغم من أن سايمون وفريقه جمعوا بياناتهم الخاصة ، إلا أنهم اعتمدوا بشدة على البيانات والتقارير الأمريكية ، مما جعل عملهم مشكوكًا فيه في أعين مارشال.

المقارنات في الدراسات التي تم إصدارها يوم الاثنين - بما في ذلك النتائج التي تشير إلى أن مستويات البلوتونيوم في أجزاء من جزر مارشال أعلى بـ 15 إلى 1000 مرة من تلك التي تم أخذ عينات منها بالقرب من محطتي الطاقة في تشيرنوبيل وفوكوشيما - من المؤكد أنها ستثير الدهشة.

لكن مؤلفي الدراسة لاحظوا أن هناك فرقًا كبيرًا بين جزر مارشال والمواقع الملوثة البارزة الأخرى. في تشيرنوبيل وفوكوشيما ، هناك جهود حكومية نشطة لإبعاد الناس عن المفاعلات الملوثة ، في حين أن جزر مثل بيكيني ونين يمكن الوصول إليها بسهولة من قبل جزر مارشال ، الذين اعتادوا ركوب الزوارق من جزيرة إلى أخرى لجمع الفواكه والمواد الغذائية الأخرى.

قال هيوز: "يستحق سكان مارشال تقييمًا مستقلاً من الخبراء بشأن سلامة جزرهم ، بدءًا من جمع البيانات الأولية وصولاً إلى التحليل النهائي والاستنتاجات" ، معربًا عن أسفه أنه حتى عمله يمكن اعتباره موضع شك من قبل سكان جزر مارشال.


كيف يتم قياس التعرض للإشعاع؟

تمت مراقبة حوالي 150 شخصًا يعيشون أو يعملون حول المنشآت النووية اليابانية المتضررة بحثًا عن التعرض للإشعاع المحتمل ، ووجد أن 23 شخصًا بحاجة إلى العلاج. كيف يتم قياس مدى تعرضهم؟

وفقًا للجنة التنظيمية النووية الأمريكية (NRC) ، يشير مصطلح "التعرض" إلى كمية الإشعاع ، مثل الأشعة السينية وأشعة جاما والنيوترونات وجسيمات ألفا وبيتا الموجودة في الهواء. Exposure, usually expressed in units of roentgens, is measured by Geiger counters and similar devices. A Geiger counter registers how much the gas it contains gets ionized by incoming particles of radiation, and converts that information into an electronic signal.

People don't absorb all the radiation they're exposed to, however most of it passes straight through their bodies. A small amount of the energy carried by radiation gets absorbed by bodily tissues, and that absorbed amount is measured in units of "radiation absorbed dose" (rad). Radiation affects different people in different ways, but a rule of thumb used by safety crews is that a single roentgen of gamma- or x-ray exposure typically produces an absorbed dose of approximately 1 rad. By measuring the radiation level around a person's body using a Geiger counter, a safety officer can approximate that person's absorbed dose.

A more sophisticated measure of radiation exposure, called the effective dose, accounts for the harmfulness of the specific type of radiation present. While the effective and absorbed doses are the same for beta and gamma radiation, for alpha and neutron radiation &ndash types that are especially dangerous for the human body &ndash the effective dose has a larger value than the absorbed dose. A measure of the effective dose therefore gives a concrete scale for determining how dangerous an incident of exposure actually is. Units of effective dose are the "roentgen equivalent man" (rem) and the sievert (Sv), where one Sv equals 100 rem.

An average person receives an effective dose of 0.36 rem every year, 80 percent of which comes from natural sources of radiation, such as radioactive materials in the Earth's crust and mantle and sources in outer space. The remaining 20 percent of an average person's effective dose results from exposure to artificial radiation sources, such as X-ray machines, industrial smoke detectors, and continuing fallout from nuclear weapons tests.

In the United States, the NRC limits occupational radiation exposure to adults working with radioactive material to 5 rem per year. The limit can be raised to 25 rem when there's an emergency that level is still not considered dangerous.

Radiation levels at Fukushima shot up to 0.8 rem per hour after an explosion at one of the nuclear reactors earlier today (March 15). If emergency workers had not been evacuated shortly afterward, they would have gotten their yearly occupational dosage in just over 6 hours.

Though potentially dangerous, that amount still would not have been lethal. According to the NRC, "[It] is generally believed that humans exposed to about 500 rem of radiation all at once will likely die without medical treatment. Similarly, a single dose of 100 rem may cause a person to experience nausea or skin reddening (although recovery is likely), and about 25 rem can cause temporary sterility in men. However, if these doses are spread out over time, instead of being delivered all at once, their effects tend to be less severe."

This article was provided by Life's Little Mysteries, a sister site to LiveScience. Follow Natalie Wolchover on Twitter @nattyover


Chernobyl radiation could be linked to rising number of thyroid cancers in Belgian children

Exposure to radioactive fallout from the April 1986 Chernobyl nuclear accident in Belgium may have increased the incidence of thyroid cancer in those exposed as children, according to new research published in the journal Acta Chirurgica Belgica.

Thyroid cancer is usually rare among children, with less than one new case per million diagnosed each year. However, after the Chernobyl accident a striking increase in the disease was reported in children and teenagers in the most contaminated areas of Belarus and Ukraine. Now, this new research from Belgium suggests countries further afield were also affected.

Prior to April 1986, surgeons at Mont-Godinne University Hospital, Yvoir, Belgium had seen no cases of thyroid cancer in children. But in 1995, surgeon Luc Michel and colleagues treated four cases of papillary thyroid cancer in patients who were younger than 9 years old at the time of Chernobyl and operated on a further five patients between 2000 and 2002 aged under 12 at the time of the accident.

To examine whether this disturbing trend could be due to exposure to radioactive fallout from Chernobyl, the surgical team collected information on the number of new cases of papillary thyroid cancer in all patients born before April 1986 who were operated on at the hospital for any type of thyroid lesion between April 1986 and April 2015. They also obtained data from a classified Belgian Royal Institute of Meteorology (BRIM) report which revealed that in early May 1986 the average level of atmospheric radioactivity in Belgium rose to twenty times higher than normal, from 3.2 Bq.m-3 to over 70 Bq.m-3 .

36 new cases (19.5%) of papillary thyroid cancer were found among 185 Belgian children aged under 15 at the time of the accident, compared with just 175 cases (8.1%) in 2164 patients aged older than 15 years.

Numerous studies have shown that exposure to certain types of radiation increase the incidence of thyroid cancer in children and adolescents. The authors conclude that it is likely that radiation exposure from Chernobyl has affected residents of countries much further afield than Belarus and Ukraine including Belgium, potentially increasing the incidence of thyroid cancer in those exposed as children over the last 30 years. However, they caution that it is not clear whether these cases reflect an increased incidence in the Belgian population as a whole.


محتويات

Subsurface water was especially affected by radioactivity in the 30-km zone of evacuation (so called “exclusion zone”), surrounding the Chernobyl Nuclear Power Plant, or CNPP (Kovar&Herbert, 1998. [3] The major and most hazardous contaminant from the perspective of hydrological spread was Strontium-90. This nuclide showed the most active mobility in subsurface waters its rapid migration through groundwater aquifer was first discovered in 1988-1989 [4] Other perilous nuclear isotopes included Cesium-137, Cesium-143, Ruthenium-106, Plutonium-239, Plutonium-240, Americium-241 [5] [4] The primary source of contamination was the damaged 4th reactor, which had actually been a crash site and where concentration of Strontium-90 initially exceeded the admissible levels for drinking water in 103-104 times. The reactor remained an epicenter of irradiation even after the emergency personnel built “Sarcophagus”, or “Shelter”, a protective construction aimed to isolate it from the environment. Th e structure proved to be non-hermetic, permeable to rainfall, snow and dew concentrations in many parts of 1000 m2 area [6] [5] Additionally, high amounts of cesium, tritium and plutonium were delivered to groundwater due to leakage of enriched water from the 4th reactor while building of the “Shelter” was in progress [2] [5] As a result, considerable amounts of water condensed inside the “Shelter” and absorbed radiation from nuclides-containing dust and fuels. Although most of this water evaporated, some portions of it leaked to groundwater from the surface layers under the reactor chambers. [5]

Other sources of groundwater contamination included: radioactive waste dumps on the territory of “exclusion zone” cooling water reservoirs connected with aquifer initial radioactive fallout which took place in first hours after the accident and forest fires that led to accelerated spread of contaminated particles on soils of the surrounding area [4] On the whole, the researchers recorded the probability of accumulation of nearly 30% of the overall surface contamination in the underground rock medium. [2] This discovery demonstrates hazardous scales of radionuclides underground migration on the one hand, but the important function of igneous rock as protective shield against further spread of contaminants.

Recent revelations of facts concealed by the Soviet propaganda show that the problem of groundwater radioactive contamination in Chernobyl zone existed long before the actual disaster. The analyses conducted in 1983-1985 showed deviation of radioactive standards in 1,5-2 times, as a result of earlier accidental malfunctions of CNPP in 1982 [5] When the catastrophe occurred, groundwater irradiation was caused due to contamination of lands in the area of the wrecked fourth reactor. Furthermore, subsurface water was contaminated through unconfined aquifer in correlation and proportionally to contamination of soil by isotopes of Strontium and Caesium . [1] Upper groundwater aquifer and most of Artesian aquifers were damaged in first place due to massive surface contamination with radioactive isotopes Strontium-90 and Cesium-137. At the same time, considerable levels of radioactive content were fixed on the periphery of exclusion zone, including part of potable water delivery system. This revelation proved the fact of migration of radioactive contaminants through the groundwater aquifers [2]

After the disaster, the Soviet Government aimed took delayed and inefficient measures at neutralization of consequences of the accident. The issue of groundwater contamination was improperly addressed the first several months after the disaster, leading to colossal financial expenses with negligible result. At the same time, proper monitoring of the situation was mostly absent [3] The primary attempts of disaster relief workers were directed to prevention of surface waters contamination. Large-scale radionuclide content in the underground water was monitored and detected only in April–May 1987, almost a year after the disaster [5]

Unfortunately, hydrological and geological conditions in Chernobyl area promoted rapid radionuclide migration to subsurface water network. These factors include flat terrain, abundant precipitation and highly permeable sandy sediments [4] Main natural factors of nuclides migration in the region can be divided into four groups, including: weather and climate-related (evaporation and precipitation frequency, intensity and distribution) geological (sediment permeability, drainage regimes, forms of vegetation) soil-borne (physical, hydrological and mechanical properties of lands) and lithological (terrain structures and types of rock). [5] In meliorated areas migration processes are additionally influenced by anthropogenic drivers related to human agricultural activities. In this relation, specific parameters and type of drainage regime, melioration practices, water control and sprinkling can substantially accelerate natural tempos of migration of contaminants. For example, artificial drainage leads to substantial increase of absorption and flushing rates. [5] These technological factors are particularly significant for the regions along Pripyat river and Dnieper river, which are almost totally subject to artificial irrigation and drainage within the network of constructed reservoirs and dams.

At the same time, both natural and artificial factors of migration have specific prioritization for different contaminants. The primary way of Strontium-90 transportation to the groundwater is its infiltration from contaminated soils and subsequent transition through the porous surfaces of unconfined aquifer. [7] The scholars also fixed two additional alternative ways of migration of this radionuclide. The first one is “technogenous” transition, caused by poor construction of wells for water withdrawal or insufficient quality of materials used for their shells. During electric pumping of deep-laying artesian water, the stream unprotected passes through contaminated layers of upper aquifers and absorbs radioactive particles before getting into a well. This way of contamination was experimentally verified at the Kiev water intake wells. [2] Another abnormal way of radionuclides migration are weak zones of crystalline rocks. The researches of Center of Radio-ecological Studies of the National Academy of Sciences of Ukraine showed that crustal surface has unconsolidated zones characterized by increased electric productivity, as well as higher moisture and emanation capacity. [2]

As to Cesium-137, this nuclide demonstrates lower migration potential in Chernobyl soils and aquifers. Its mobility is hampered by such factors as: clay minerals which fixate radionuclides in rock, absorption and neutralization of isotopes through ion-exchange with other chemical components of water partial neutralization by vegetation metabolic cycles overall radioactive decay. [4] Heavy isotopes of Plutonium and Americium have even lower transportation capacity both in and outside the exclusion zone. However, their hazardous potential should not be discarded considering extremely long half-life and unpredictable geo-chemical behavior [5]

Groundwater transportation of radionuclides belongs to the key pathways of contamination of lands engaged in agricultural production. In particular, due to vertical migration with rises of water levels, radioactive particles infiltrate soils and subsequently get into plants through the absorption system of their roots. This leads to internal irradiation of animals and people during consumption of contaminated vegetables [1] This situation is aggravated by a predominantly rural type of settlement in the Chernobyl area, with most of population engaged in active agricultural production. It makes the authorities either remove the contaminated areas near Chernobyl from agricultural activities or spend funds for excavation and treatment of surface layers. [7] These problems of damage to initially intact soils puts a heavy burden primarily on Ukrainian and especially Belorussian economy. Nearly one-quarter of the entire territory of Belarus was seriously contaminated with isotopes of Cesium. The authorities were obliged to exclude nearly 265 thousands hectares of cultivated lands from agricultural use till present day. Although complex chemical and agro-technological measures led to limited decrease of radionuclide content in food produced on contaminated territories, the problem remains largely unresolved [8] Apart from economical damage, agricultural contamination via groundwater pathways is detrimental for biophysical security of the population. Consumption of food containing radionuclides became the major source of radioactive exposure of people in the region [9] Thus agricultural damage eventually means direct and long-lasting threat to the public health.

The health impacts of groundwater contamination for population of Ukraine, Belarus and bordering states are usually perceived as extremely negative. The Ukrainian government initially implemented a costly and sophisticated remediation program. However, in view of limited financial resources and other more urgent health problems caused by the disaster, these plans were abandoned [10] Not least, such a decision owed to the research results of domestic scholars showing that groundwater contamination does not contribute to the overall health risks substantially in regard to other active pathways of radioactive exposure in the “exclusion zone”, [2] [4] In particular, radioactive contamination of unconfined aquifer, which is usually considered a serious threat, has fewer economical and health impact in Chernobyl because subsurface water in “exclusion zone” is not used for household and drinking needs. The probability of using this water by local residents is excluded by a special status of Chernobyl area and relevant administrative prohibitions. The only group directly and inevitably exposed to health threats are emergency workers engaged in water drainage practices related to Chernobyl Nuclear Power Plant reactors deactivation and waste disposal operations. [7]

As to contamination of confined aquifer, which is a source of technical and household water supply for Pripyat city (the largest city in Chernobyl area), it also does not pose immediate health threat due to permanent monitoring of water delivery system. In case any indexes of radioactive content exceed the norm, withdrawal of water from local boreholes will be suspended. Yet such situation poses a certain economic risk due to high expenditures necessary for ensuring alternative water supply system . [7] At the same time, lethal doses of radiation in unconfined aquifer retain substantial prospective danger due to their considerable capacity of migration to confined aquifer and subsequently to surface water, primarily in the Pripyat River. This water can furthermore enter tributaries of the Dnieprer River and Kiev Reservoir. [7] In this way the number of animals and people using contaminated water for domestic purposes can drastically increase. Considering that Dnieper is one of the key water arteries of Ukraine, in case of breaching of integrity of the “Shelter” or long-lived waste repositories, extensive spill of radionuclides in groundwater can reach the scale of national emergency. According to official position of the monitoring staff, such scenario is unlikely because before getting to the Dnieper the content of Strontium-90 is usually considerably diluted in the Pripyat River and Kiev Reservoir. Yet this assessment is considered inaccurate by some experts due to imperfect evaluation model implemented [7] Thus groundwater contamination led to a paradoxical situation in the realm of public health: direct exposure to radiation by using contaminated subsurface water for household purposes is incomparably less than indirect impact caused by nuclides migration to cultivated lands. In this regard, can be distinguished on-site and off-site health risks from contaminants in groundwater network of the exclusion zone [6] Low on-site risks are produced by direct water takeoff for drinking and domestic needs. It was calculated that even if hypothetical residents use water on the territory of radioactive waste dumps, the risks would be far below admissible levels. Such results can be explained by underground water purification during its hydrological transportation in surface waters, rains and snowmelt [6] Primary health risks are off-site, posed by radionuclide contamination of agricultural lands and caused, among other factors, by groundwater migration through unconfined aquifer. This process eventually leads to internal irradiation of people using food from the contaminated areas.

The urgency to take immediate measures for underground water protection in Chernobyl and Pripyat region was caused by perceived danger of transportation of radionuclides to the Dnieper River, thus contaminating Kiev, the capital of Ukraine, and 9 million other water users downstream. In this regard, on May 30, 1986 the government adopted the Decree on groundwater protection policy and launched a costly program of water remediation. However, these measures proved to be insufficient as they grounded upon incomplete data and absence of efficient monitoring. Without credible information, emergency staff launched “worst case” scenario, expecting maximum contamination density and minimal slowdown indexes. When the updated survey information showed negligible risks of excessive nuclides migration, remediation program was stopped. However, to this moment Ukraine already spent giant monetary funds equal to nearly 20 million dollars for this project, as well as exposed relief workers to needless danger of irradiation. [4]

In 1990-2000s, the focus of protective measures shifted from remediation to construction of protective systems for the complete isolation of contaminated areas along Pripyat River and Chernobyl Nuclear Power Plant from the rest of the region. Since it was done, local authorities were advised to concentrate efforts on the permanent monitoring of the situation. The process of degradation of radionuclides was let to itself under so called “observed natural attenuation” [4]

In face of persistent disintegration of radioactive materials and highly unfavorable radiation background in “exclusion zone”, permanent monitoring was and remains crucial both for deescalation of environmental degradation and preventing humanitarian catastrophes among neighboring communities. Monitoring also allows to reduce parameter uncertainties and improve models of assessment, thus actually leading to more realistic vision of the problem and its scales. [7] Until the late 1990s, methods of data collection for groundwater quality monitoring were of low efficiency and reliability. During installation of monitoring boreholes, the wells were contaminated with “hot fuel” particles from the surface ground, what made initial data inaccurate. Decontamination of boreholes from extraneous polluters could take 1,5–2 years. Another problem was insufficient purging of monitoring wells before sampling. This procedure, necessary for replacement of stale water inside boreholes with new water from aquifer, was introduced by monitoring personnel only in 1992. The importance of purging was immediately proved by substantial growth of Strontium-90 indexes in samples [3] The quality of data was additionally worsened by corrosion of steel components of monitoring wells. Corrosive particles substantially altered radioactive background of aquifer. In particular, excessive content of iron compounds in water got into compensatory reactions with Strontium thus leading to deceptively lower Strontium-90 indexes in samples. In some cases, irrelevant design of well cages also impeded monitoring accuracy. The well constructions implemented by Chernobyl Nuclear Power Plant personnel in early 1990s had 12 meters long screening sections allowing only vertically arranged sampling. Such samples are hard to interpret as an aquifer usually has unequal vertical distribution of contaminants [3] ) Since 1994, the quality of groundwater observation in Chernobyl zone sufficiently improved. New monitoring wells are constructed with poli-vinylcloride materials instead of steel, with shortened screening sections, 1–2 m [3] Additionally, in 1999-2012 there was created an experimental monitoring site in proximity to radioactive waste dumps area westward Chernobyl Nuclear Power Plant, called “Chernobyl Red Forest”. The elements of the new monitoring system include laboratory module, station for unsaturated zone monitoring, network of monitoring boreholes and meteorological station [4] Its primary objectives include monitoring of such processes as: radionuclides extraction from “hot fuel particles” (HFP) dispersed in surface layer their subsequent transition through the unsaturated aquifer, and condition of phreatic (saturation) zone. HFP are particles which emerged from burnt wood and concrete during initial explosion and subsequent fire in the “exclusion zone”. Unsaturated aquifer is provided with water and soil sampler, water containment sensors and tensiometers. Work of an experimental site allows to make real-time surveillance of Strontium-90 migration and condition in aquifer, yet simultaneously raises new questions. The monitoring staff noticed that fluctuations of water levels directly influence the release of radionuclides from sediments, while accumulation of organic matter in sediment correlates with geochemical parameters of aquifer. Additionally, for the first time the researchers detected Plutonium in deep-laying groundwater, which means that this contaminant also has a capacity to migrate in confined aquifer. However, specific means of this migration still remain unknown. [11]

The researchers forecast that in case of inviolated protection of nuclear waste dumps in exclusion zone, the concentration of Strontium-90 up to 2020 will be much lower in subsurface water than admissible maximum indexes. Also, contamination of the Pripyat River as the most vulnerable surface water route by underground tributaries is unlikely in the next 50 years [2] At the same time, the number of monitoring wells is still insufficient and needs expansion and modification. Also, the boreholes are distributed within the exclusion zone unevenly, without consideration of hydrological and radioactive specifics of the area (Kovar&Herbert, 1998 [3]

Chernobyl accident revealed complete unpreparedness of the local authorities to the resolution of environment-related issues of a nuclear disaster. Groundwater management is no exception. Without accurate real-time data and adjusted emergency management plans, the government spent enormous funds for groundwater remediation, which later proved to be needless. At the same time, really crucial top-priority measures, such as reliable isolation of the damaged 4th reactor, were performed on a poor-quality level. If the “Shelter” had been constructed without deficiencies as completely hermetic and isolating the 4th reactor from contact with external aerial, soil and groundwater mediums, it would make much greater contribution to prevent entering nuclides in and their migration throughout groundwater network [5] Taking these failures into account, the following are lessons learned from Chernobyl tragedy for groundwater management:


Chernobyl all-time worst nuclear accident

After one reactor at the Chernobyl nuclear power plant caught fire and exploded in 1986, the whole site was encased in a concrete sarcophagus. Photo: Vladimir Repik/Reuters

The 1986 Chernobyl and 2011 Fukushima nuclear power plant accidents both share the notorious distinction of attaining the highest accident rating on the International Atomic Energy Agency (IAEA) scale of nuclear accidents. No other reactor incident has ever received this Level 7 “major accident” designation in the history of nuclear power. Chernobyl and Fukushima earned it because both involved core meltdowns that released significant amounts of radioactivity to their surroundings.

Both of these accidents involved evacuation of hundreds of thousands of residents. Both still have people waiting to return to their homes. And both left a legacy of large-scale radioactive contamination of the environment that will persist for years to come, despite ongoing cleanup efforts.

So the tendency is to think of these accidents as similar events that happened in different countries, 25 years apart.

But the IAEA scale isn’t designed to measure public health impact. In terms of health ramifications, these two nuclear accidents were not even in the same league. While Fukushima involved radioactivity exposures to hundred of thousands of people, Chernobyl exposed hundreds of millions. And millions of those received substantially more exposure than the people of Fukushima.

On the occasion of the 30th anniversary of the April 26, 1986 Chernobyl accident in Ukraine, we do well to reflect on the health burden it caused – and compare it with what we expect to see from Japan’s Fukushima nuclear accident. As I report in my book “Strange Glow: The Story of Radiation,” from a public health standpoint, there’s really no comparison between the two events.

Chernobyl reactor No. 4 building. Photo credit: Vadim Mouchkin, IAEA/Flickr

Higher doses of radiation, more health harm

Chernobyl was by far the worst reactor accident of all time. A total of 127 reactor workers, firemen and emergency personnel on site sustained radiation doses sufficient to cause radiation sickness (over 1,000 mSv) some received doses high enough to be lethal (over 5,000 mSv). Over the subsequent six months, 54 died from their radiation exposure. And it’s been estimated that 22 of the 110,645 cleanup workers may have contracted fatal leukemias over the next 25 years.

In contrast, at Fukushima, there were no radiation doses high enough to produce radiation sickness, even among the reactor core workers. Two Fukushima workers who had leaky respirators received effective doses of 590 mSv and 640 mSv. That’s above the Japanese occupational limit for conducting lifesaving rescue work (250 mSv), but still below the threshold for radiation sickness (1,000 mSv). Due to their exposure, the two workers’ lifetime cancer risks will increase about 3 percent (from the 25 percent background cancer risk rate to about 28 percent), but they are unlikely to experience other health consequences.

Beyond just the plant workers, over 572 million people among 40 different countries got at least some exposure to Chernobyl radioactivity. (Neither the United States nor Japan was among the exposed countries.) It took two decades to fully assess the cancer consequences to these people. Finally, in 2006, an international team of scientists completed a comprehensive analysis of the dose and health data and reported on the cancer deaths that could be attributed to Chernobyl radioactivity.

Their detailed analysis included countrywide estimates of individual radiation doses in all 40 exposed countries, and regionwide estimates for the most highly contaminated regions of the most highly contaminated countries (Belarus, Russian Federation and Ukraine).

Using statistical models, the scientists predicted a total of 22,800 radiation-induced cancers, excluding thyroid cancers, among this group of 572 million people. Thyroid cancer warranted separate special scrutiny, as we will discuss presently this hormonally important gland is uniquely affected by a specific radioactive isotope, iodine-131.

So that’s 22,800 non-thyroid cancers in addition to the approximately 194 million cancer cases that would normally be expected in a population of that size, even in the absence of a Chernobyl accident. The increase from 194,000,000 to 194,022,800 is a 0.01 percent rise in the overall cancer rate. That’s too small to have any measurable impact on the cancer incidence rates for any national cancer registries, so these predicted values will likely remain theoretical.

A doctor checks the thyroid glands of Belarussian children. Photo credit: Reuters

Chernobyl’s iodine-131 thyroid effects far worse

Unfortunately, at Chernobyl, the one type of cancer that could have easily been prevented was not. The population surrounding Chernobyl was not warned that iodine-131 – a radioactive fission product that can enter the food chain – had contaminated milk and other locally produced agricultural products. Consequently, people ate iodine-131-contaminated food, resulting in thyroid cancers.

For the local population, iodine-131 exposure was a worst-case scenario because they were already suffering from an iodine-deficient diet their iodine-starved thyroids sucked up any iodine that became available. This extremely unfortunate situation would not have happened in countries such as the United States or Japan, where diets are richer in iodine.

Thyroid cancer is rare, with a low background incidence compared to other cancers. So excess thyroid cancers due to iodine-131 can be more readily spotted in cancer registries. And this, in fact, has been the case for Chernobyl. Beginning five years after the accident, an increase in the rate of thyroid cancers started and continued rising over the following decades. Scientists estimate that there will ultimately be about 16,000 excess thyroid cancers produced as a result of iodine-131 exposure from Chernobyl.

At Fukushima, in contrast, there was much less iodine-131 exposure. The affected population was smaller, local people were advised to avoid local dairy products due to possible contamination and they did not have iodine-deficient diets.

Consequently, typical radiation doses to the thyroid were low. Iodine-131 uptake into the thyroids of exposed people was measured and the doses were estimated to average just 4.2 mSv for children and 3.5 mSv for adults – levels comparable to annual background radiation doses of approximately 3.0 mSv per year.

Contrast this to Chernobyl, where a significant proportion of the local population received thyroid doses in excess of 200 mSv – 50 times more – well high enough to see appreciable amounts of excess thyroid cancer. So at Fukushima, where iodine-131 doses approached background levels, we wouldn’t expect thyroid cancer to present the problem that it did at Chernobyl.

Nevertheless, there has already been one report that claims there is an increase in thyroid cancer among Fukushima residents at just four years post-accident. That’s earlier than would be expected based on the Chernobyl experience. And the study’s design has been criticized as flawed for a number of scientific reasons, including the comparison methods used. Thus, this report of excess thyroid cancers must be considered suspect until better data arrive.

Health effects of the Chernobyl disaster are still felt 30 years on. Photo credit: Garanich/Reuters

Chernobyl has no comparison

In short, Chernobyl is by far the worst nuclear power plant accident of all time. It was a totally human-made event – a “safety” test gone terribly awry – made worse by incompetent workers who did all the wrong things when attempting to avert a meltdown.

Fukushima in contrast, was an unfortunate natural disaster – caused by a tsunami that flooded reactor basements – and the workers acted responsibly to mitigate the damage despite loss of electrical power.

April 26, 1986 was the darkest day in the history of nuclear power. Thirty years later, there is no rival that comes even close to Chernobyl in terms of public health consequences certainly not Fukushima. We must be vigilant to ensure nothing like Chernobyl ever happens again. We don’t want to be “celebrating” any more anniversaries like this one.

Timothy J. Jorgensen, Director of the Health Physics and Radiation Protection Graduate Program and Associate Professor of Radiation Medicine, Georgetown University

This article was originally published on The Conversation. Read the original article.


شاهد الفيديو: Exploring IO - The Most Volcanically Active World . 4K UHD (يونيو 2022).


تعليقات:

  1. Benroy

    لنكن.

  2. Kolichiyaw

    أحب هذا

  3. Damuro

    هذه ببساطة رسالة لا تضاهى)

  4. Basar

    واعتقدت أنني كنت أول من قرأ ... (هذا هو الحال دائمًا) يقال جيدًا - موجزة ومريحة للقراءة والإدراك.

  5. Kajizil

    في! مثيري الشغب المطلقون ، لديهم فوضى من البريد العشوائي هنا))))



اكتب رسالة