RADIOACTIEVE BESMETTING: SOORTEN, OORZAKEN, GEVOLGEN - MILIEU - 2026

De radioactieve besmetting wordt gedefinieerd als het opnemen van radioactieve ongewenste elementen in de omgeving. Dit kunnen natuurlijk zijn (radio-isotopen aanwezig in de omgeving) of kunstmatig (radioactieve elementen geproduceerd door mensen).

Een van de oorzaken van radioactieve besmetting zijn kernproeven die voor militaire doeleinden worden uitgevoerd. Deze kunnen radioactieve regens veroorzaken die kilometers door de lucht reizen.

Nucleaire explosie. Bron: foto met dank aan National Nuclear Security Administration / Nevada Site Office

Ongevallen in kerncentrales zijn een van de belangrijkste oorzaken van radioactieve besmetting. Enkele bronnen van besmetting zijn uraniummijnen, medische activiteiten en radonproductie.

Deze vorm van milieuverontreiniging heeft ernstige gevolgen voor het milieu en de mens. De trofische ketens van de ecosystemen worden aangetast en mensen kunnen ernstige gezondheidsproblemen krijgen die hun dood tot gevolg hebben.

De belangrijkste oplossing voor radioactieve besmetting is preventie; Er moeten veiligheidsprotocollen zijn voor de behandeling en opslag van radioactief afval, evenals de benodigde apparatuur.

Tot de plaatsen met grote problemen van radioactieve besmetting behoren Hiroshima en Nagasaki (1945), Fukushima (2011) en Tsjernobyl in Oekraïne (1986). In alle gevallen waren de gevolgen voor de gezondheid van blootgestelde personen ernstig en hebben veel doden tot gevolg gehad.

Soorten straling

Radioactiviteit is het fenomeen waarbij sommige lichamen energie uitzenden in de vorm van deeltjes (corpusculaire straling) of elektromagnetische golven. Dit wordt geproduceerd door zogenaamde radio-isotopen.

Radio-isotopen zijn atomen van hetzelfde element die een onstabiele kern hebben en de neiging hebben uiteen te vallen totdat ze een stabiele structuur bereiken. Wanneer ze uiteenvallen, zenden atomen energie en deeltjes uit die radioactief zijn.

Radioactieve straling wordt ook wel ioniseren genoemd, omdat het ionisatie (verlies van elektronen) van atomen en moleculen kan veroorzaken. Deze stralingen kunnen van drie soorten zijn:

Alfa-straling

Deeltjes worden uitgestoten door geïoniseerde heliumkernen die zeer korte afstanden kunnen afleggen. Het penetratievermogen van deze deeltjes is klein, zodat ze kunnen worden tegengehouden door een vel papier.

Beta-straling

Elektronen met een hoge energie worden uitgezonden door het verval van protonen en neutronen. Dit type straling kan enkele meters afleggen en kan worden tegengehouden door glas, aluminium of houten platen.

Gammastraling

Het is een soort elektromagnetische straling met een hoge energie, die afkomstig is uit een atoomkern. De kern gaat van een aangeslagen toestand naar een lagere energietoestand en er komt elektromagnetische straling vrij.

Gammastraling heeft een hoog doordringend vermogen en kan honderden meters afleggen. Om dit te stoppen zijn platen van enkele centimeters lood of tot 1 meter beton nodig.

Soorten radioactieve besmetting

Radioactieve besmetting kan worden gedefinieerd als het opnemen van ongewenste radioactieve elementen in het milieu. Radio-isotopen kunnen aanwezig zijn in water, lucht, land of levende wezens.

Afhankelijk van de oorsprong van radioactiviteit is er sprake van twee soorten radioactieve besmetting:

natuurlijk

Dit type besmetting is afkomstig van radioactieve elementen die in de natuur voorkomen. Natuurlijke radioactiviteit is afkomstig van kosmische straling of van de aardkorst.

Kosmische straling bestaat uit hoogenergetische deeltjes die uit de ruimte komen. Deze deeltjes worden geproduceerd bij supernova-explosies, in sterren en in de zon.

Wanneer radioactieve elementen de aarde bereiken, worden ze afgebogen door het elektromagnetische veld van de planeet. Bij de palen is de bescherming echter niet erg efficiënt en kunnen ze de atmosfeer binnendringen.

Een andere bron van natuurlijke radioactiviteit zijn de radio-isotopen die in de aardkorst aanwezig zijn. Deze radioactieve elementen zijn verantwoordelijk voor het handhaven van de interne warmte van de planeet.

De belangrijkste radioactieve elementen in de aardmantel zijn uranium, thorium en kalium. De aarde heeft elementen verloren met korte radioactieve perioden, maar andere hebben een levensduur van miljarden jaren. Onder de laatste vallen uranium ₂₃₅ , uranium ₂₃₈ , thorium ₂₃₂ en kalium _{40 op} .

Uranium ₂₃₅ , uranium ₂₃₈ en thorium ₂₃₂ vormen drie radioactieve kernen die aanwezig zijn in het stof dat sterren creëert. Deze radioactieve groepen geven bij desintegratie aanleiding tot andere elementen met een kortere halfwaardetijd.

Radium wordt gevormd uit het verval van uranium ₂₃₈ en hieruit wordt radon (een gasvormig radioactief element) gevormd. Radon is de belangrijkste bron van natuurlijke radioactieve besmetting.

Kunstmatig

Deze vervuiling wordt veroorzaakt door menselijke activiteiten, zoals medicijnen, mijnbouw, industrie, kernproeven en energieopwekking.

In 1895 ontdekte de Duitse natuurkundige Roëntgen per ongeluk kunstmatige straling. De onderzoeker ontdekte dat de röntgenstralen elektromagnetische golven waren die voortkwamen uit de botsing van elektronen in een vacuümbuis.

Kunstmatige radio-isotopen worden in het laboratorium geproduceerd door het optreden van kernreacties. In 1919 werd de eerste kunstmatige radioactieve isotoop gemaakt van waterstof.

Kunstmatige radioactieve isotopen worden geproduceerd door neutronenbombardementen op verschillende atomen. Deze slagen erin om, door de kernen te penetreren, ze te destabiliseren en op te laden met energie.

Kunstmatige radioactiviteit heeft tal van toepassingen op verschillende gebieden, zoals geneeskunde, industriële en militaire activiteiten. In veel gevallen komen deze radioactieve elementen per ongeluk in het milieu terecht, wat tot ernstige vervuilingsproblemen leidt.

Oorzaken

Radioactieve besmetting kan afkomstig zijn van verschillende bronnen, meestal als gevolg van verkeerde omgang met radioactieve elementen. Enkele van de meest voorkomende oorzaken worden hieronder genoemd.

Nucleaire testen

Kerncentrale in Pennsylvania, Verenigde Staten. Bron: zie pagina voor auteur Centers for Disease Control and Prevention's Public Health

Het verwijst naar de ontploffing van verschillende experimentele kernwapens, voornamelijk voor de ontwikkeling van militaire wapens. Er zijn ook nucleaire explosies uitgevoerd om putten te graven, brandstof te winnen of infrastructuur te bouwen.

Kernproeven kunnen atmosferisch zijn (binnen de atmosfeer van de aarde), stratosferisch (buiten de atmosfeer van de planeet), onder water en ondergronds. De atmosferische zijn het meest vervuilend, aangezien ze een grote hoeveelheid radioactieve regen produceren die over meerdere kilometers wordt verspreid.

Radioactieve deeltjes kunnen waterbronnen verontreinigen en de grond bereiken. Deze radioactiviteit kan via voedselketens verschillende trofische niveaus bereiken en gewassen aantasten en zo de mens bereiken.

Een van de belangrijkste vormen van indirecte radioactieve besmetting is via melk, en daarom kan het kinderen treffen.

Sinds 1945 zijn er wereldwijd zo'n 2.000 kernproeven uitgevoerd. In het specifieke geval van Zuid-Amerika heeft radioactieve neerslag vooral Peru en Chili getroffen.

Kernenergie-generatoren (kernreactoren)

Veel landen gebruiken momenteel kernreactoren als energiebron. Deze reactoren produceren gecontroleerde nucleaire kettingreacties, meestal door kernsplijting (het breken van een atoomkern).

Vervuiling vindt voornamelijk plaats door lekkage van radioactieve elementen uit kerncentrales. Sinds het midden van de jaren veertig zijn er milieuproblemen in verband met kerncentrales.

Wanneer er lekken optreden in kernreactoren, kunnen deze verontreinigende stoffen honderden kilometers door de lucht bewegen, wat resulteert in vervuiling van water, land en voedselbronnen die nabijgelegen gemeenschappen hebben getroffen.

Radiologische ongevallen

Ze komen meestal voor in verband met industriële activiteiten als gevolg van onjuiste omgang met radioactieve elementen. In sommige gevallen gaan de operators niet goed met de apparatuur om en kunnen er lekken naar de omgeving ontstaan.

Ioniserende straling kan worden gegenereerd en kan schade toebrengen aan industriële werknemers of apparatuur of kan in de atmosfeer terechtkomen.

Uraniumwinning

Uranium is een element dat voorkomt in natuurlijke afzettingen in verschillende delen van de planeet. Dit materiaal wordt veel gebruikt als grondstof om energie op te wekken in kerncentrales.

Wanneer deze uraniumafzettingen worden geëxploiteerd, worden radioactieve restelementen gegenereerd. De geproduceerde afvalstoffen komen naar de oppervlakte waar ze zich ophopen en kunnen door wind of regen worden verspreid.

Het geproduceerde afval genereert een grote hoeveelheid gammastraling, die zeer schadelijk is voor levende wezens. Ook wordt er veel radon geproduceerd en kan vervuiling van waterbronnen aan de grondwaterspiegel door uitspoeling optreden.

Radon is de belangrijkste besmettingsbron voor arbeiders in deze mijnen. Dit radioactieve gas kan gemakkelijk worden ingeademd en de luchtwegen binnendringen en longkanker veroorzaken.

Medische activiteiten

In de verschillende toepassingen van de nucleaire geneeskunde worden radioactieve isotopen geproduceerd die vervolgens moeten worden weggegooid. Laboratoriummaterialen en afvalwater zijn doorgaans verontreinigd met radioactieve elementen.

Evenzo kan radiotherapie-apparatuur radioactieve besmetting veroorzaken bij zowel operators als patiënten.

Radioactieve stoffen in de natuur

Radioactieve stoffen in de natuur (NORM) komen normaal gesproken voor in het milieu. Ze produceren over het algemeen geen radioactieve besmetting, maar verschillende menselijke activiteiten hebben de neiging om ze te concentreren en ze worden een probleem.

Enkele bronnen van concentratie van NORM-materialen zijn de verbranding van minerale steenkool, van aardolie afgeleide brandstoffen en de productie van meststoffen.

In gebieden waar afval en diverse vaste afvalstoffen worden verbrand, kan ophoping van kalium ₄₀ en radon ₂₂₆ optreden . In gebieden waar houtskool de belangrijkste brandstof is, zijn deze radio-isotopen ook aanwezig.

Fosfaatgesteente dat als meststof wordt gebruikt, bevat hoge niveaus van uranium en thorium, terwijl radon en lood zich ophopen in de olie-industrie.

Gevolgen

Over de omgeving

Waterbronnen kunnen vervuild zijn met radioactieve isotopen, waardoor verschillende aquatische ecosystemen kunnen worden aangetast. Evenzo worden deze vervuilde wateren geconsumeerd door verschillende organismen die worden aangetast.

Wanneer bodemverontreiniging optreedt, raken ze verarmd, verliezen ze hun vruchtbaarheid en kunnen ze niet worden gebruikt voor landbouwactiviteiten. Bovendien tast radioactieve besmetting de voedselketens in ecosystemen aan.

Zo worden planten via de bodem besmet met radio-isotopen en gaan deze over op herbivoren. Deze dieren kunnen mutaties ondergaan of sterven als gevolg van radioactiviteit.

Roofdieren worden aangetast door verminderde beschikbaarheid van voedsel of door besmet te zijn door het consumeren van dieren beladen met radio-isotopen.

Over mensen

Ioniserende straling kan dodelijk letsel veroorzaken bij mensen. Dit komt doordat radioactieve isotopen de structuur van het DNA waaruit cellen bestaan, beschadigen.

Radiolyse (afbraak door straling) vindt plaats in cellen, zowel van het DNA als van het water dat erin zit. Dit resulteert in celdood of het optreden van mutaties.

Mutaties kunnen verschillende genetische afwijkingen veroorzaken die kunnen leiden tot erfelijke defecten of ziekten. Een van de meest voorkomende ziekten is kanker, vooral van de schildklier, omdat het jodium fixeert.

Evenzo kan het beenmerg worden aangetast, wat verschillende soorten bloedarmoede en zelfs leukemie veroorzaakt. Ook kan het immuunsysteem worden verzwakt, waardoor het gevoeliger wordt voor bacteriële en virale infecties.

Andere gevolgen zijn onvruchtbaarheid en misvorming van foetussen van moeders die aan radioactiviteit zijn blootgesteld. Kinderen kunnen leer- en groeiproblemen hebben, maar ook kleine hersenen.

Soms kan de schade celdood veroorzaken, waardoor weefsels en organen worden aangetast. Als vitale organen worden aangetast, kan de dood het gevolg zijn.

Preventie

Radioactieve besmetting is erg moeilijk te beheersen als deze eenmaal optreedt. Daarom moeten de inspanningen gericht zijn op preventie.

Radioactief afval

Opslag van radioactief afval. Bron: D5481026

Het beheer van radioactief afval is een van de belangrijkste vormen van preventie. Deze moeten worden opgesteld volgens de veiligheidsvoorschriften om besmetting van de mensen die ermee omgaan te voorkomen.

Radioactief afval moet worden gescheiden van andere materialen en proberen het volume ervan te verminderen om gemakkelijker te kunnen worden verwerkt. In sommige gevallen wordt dit afval behandeld om het om te zetten in meer hanteerbare vaste vormen.

Vervolgens moet radioactief afval in geschikte containers worden geplaatst om verontreiniging van het milieu te voorkomen.

De containers worden opgeslagen op geïsoleerde locaties met beveiligingsprotocollen of ze kunnen ook diep in de zee worden begraven.

Kerncentrales

Een van de belangrijkste bronnen van radioactieve besmetting zijn kerncentrales. Daarom wordt aanbevolen om ze op ten minste 300 km afstand van stedelijke centra te bouwen.

Het is ook belangrijk dat medewerkers van kerncentrales voldoende zijn opgeleid om apparatuur te bedienen en ongevallen te voorkomen. Evenzo wordt aanbevolen dat de bevolking in de buurt van deze faciliteiten zich bewust is van de mogelijke risico's en handelwijzen in geval van een nucleair ongeval.

Bescherming van personeel dat met radioactieve elementen werkt

De meest effectieve preventie tegen radioactieve besmetting is dat personeel wordt opgeleid en voldoende wordt beschermd. Het moet mogelijk zijn om de tijd dat mensen aan radioactiviteit worden blootgesteld, te verkorten.

De voorzieningen moeten deugdelijk zijn geconstrueerd, waarbij poriën en scheuren waar radio-isotopen zich kunnen ophopen, moeten worden vermeden. Er moeten goede ventilatiesystemen aanwezig zijn, met filters die voorkomen dat afval de omgeving verlaat.

Medewerkers dienen voldoende bescherming te hebben, zoals schermen en beschermende kleding. Bovendien moeten de gebruikte kleding en uitrusting periodiek worden ontsmet.

Behandeling

Er zijn enkele stappen die kunnen worden genomen om de symptomen van radioactieve besmetting te verlichten. Deze omvatten bloedtransfusies, versterking van het immuunsysteem of beenmergtransplantatie.

Deze behandelingen zijn echter palliatief omdat het erg moeilijk is om radioactiviteit uit het menselijk lichaam te verwijderen. Er worden momenteel echter behandelingen uitgevoerd met chelerende moleculen die radio-isotopen in het lichaam kunnen isoleren.

Chelatoren (niet-toxische moleculen) binden aan radioactieve isotopen om stabiele complexen te vormen die uit het lichaam kunnen worden verwijderd. Er zijn chelatoren gesynthetiseerd die in staat zijn tot 80% van de verontreiniging te elimineren.

Voorbeelden van plaatsen die besmet zijn met radioactiviteit

Omdat kernenergie is gebruikt bij verschillende menselijke activiteiten, hebben zich verschillende ongevallen als gevolg van radioactiviteit voorgedaan. Om de getroffenen de ernst hiervan te laten kennen, is een schaal van nucleaire ongevallen vastgesteld.

De International Nuclear Accident Scale (INES) werd in 1990 voorgesteld door de International Atomic Energy Organization. De INES heeft een schaal van 1 tot 7, waarbij 7 duidt op een ernstig ongeval.

Hieronder staan ​​voorbeelden van ernstigere radioactieve besmetting.

Hiroshima en Nagasaki (Japan)

Op basis van de studies van Albert Einstein werden in de jaren 40 van de 20e eeuw kernbommen ontwikkeld. Deze kernwapens werden tijdens de Tweede Wereldoorlog door de Verenigde Staten gebruikt.

Op 6 augustus 1945 ontplofte een met uranium verrijkte bom boven de stad Hiroshima. Dit veroorzaakte een hittegolf van ongeveer 300.000 ° C en een grote uitbarsting van gammastraling.

Vervolgens werd een radioactieve neerslag geproduceerd die door de wind werd verspreid, waardoor de besmetting verder weg werd genomen. Ongeveer 100.000 mensen stierven door de explosie en 10.000 anderen werden gedood door radioactiviteit in de volgende jaren.

Op 9 augustus 1945 ontplofte een tweede atoombom in de stad Nagasaki. Deze tweede bom was verrijkt met plutonium en was krachtiger dan de Hiroshima.

In beide steden hadden de overlevenden van de explosie tal van gezondheidsproblemen. Zo is het risico op kanker onder de bevolking tussen 1958 en 1998 met 44% gestegen.

Momenteel zijn er nog gevolgen van de radioactieve besmetting van deze bommen. Aangenomen wordt dat meer dan 100.000 mensen die door straling zijn getroffen, leven, inclusief degenen die in de baarmoeder waren.

In deze populatie zijn er hoge percentages leukemie, sarcomen, carcinomen en glaucoom. Een groep kinderen die in de baarmoeder werden bestraald, vertoonde chromosoomafwijkingen.

Tsjernobyl (Oekraïne)

Het wordt beschouwd als een van de ernstigste nucleaire ongevallen in de geschiedenis. Het gebeurde op 26 april 1986 in een kerncentrale en is niveau 7 bij INES.

Werknemers voerden een test uit die een stroomstoring simuleerde en een van de reactoren oververhit raakte. Dit veroorzaakte de waterstofexplosie in de reactor en meer dan 200 ton radioactief materiaal werd in de atmosfeer gegooid.

Tijdens de explosie stierven meer dan 30 mensen en de radioactieve neerslag verspreidde zich kilometers in de omtrek. Aangenomen wordt dat meer dan 100.000 mensen stierven als gevolg van de radioactiviteit.

De incidentie van verschillende soorten kanker is met 40% gestegen in de getroffen gebieden van Wit-Rusland en Oekraïne. Een van de meest voorkomende soorten kanker is zowel schildklierkanker als leukemie.

Condities die verband houden met de ademhalings- en spijsvertering zijn ook waargenomen als gevolg van blootstelling aan radioactiviteit. Van de kinderen die in de baarmoeder waren, had meer dan 40% immunologische tekortkomingen.

Er zijn ook genetische afwijkingen, een toename van ziekten van het voortplantings- en urinewegstelsel en vroegtijdige veroudering.

Fukushima Daiichi (Japan)

Kerncentrale van Fukushima, Japan. Bron: Digital Globe

Dit ongeval was het gevolg van een aardbeving met een kracht van 9 op 11 maart 2011 in Japan. Vervolgens vond een tsunami plaats die de koel- en elektriciteitssystemen van drie van de reactoren van de kerncentrale van Fukushima uitschakelde.

In de reactoren hebben zich meerdere explosies en branden voorgedaan en zijn er stralingslekken ontstaan. Dit ongeval werd aanvankelijk geclassificeerd als niveau 4, maar vanwege de gevolgen ervan werd het later verhoogd tot niveau 7.

De meeste radioactieve besmetting ging naar het water, voornamelijk naar de zee. Bij deze installatie staan ​​momenteel grote opslagtanks voor vervuild water.

Deze vervuilde wateren worden beschouwd als een risico voor de ecosystemen van de Stille Oceaan. Een van de meest problematische radio-isotopen is cesium, dat gemakkelijk in water beweegt en zich kan ophopen bij ongewervelde dieren.

De explosie veroorzaakte geen directe sterfgevallen door straling en de blootstelling aan radioactiviteit was lager dan die van Tsjernobyl. Sommige werknemers hadden echter binnen enkele dagen na het ongeval DNA-wijzigingen.

Evenzo zijn genetische veranderingen gedetecteerd bij sommige populaties van aan straling onderworpen dieren.

Referenties

1. Greenpeace International (2006) De ramp in Tsjernobyl, gevolgen voor de menselijke gezondheid. Managementsamenvatting. 20 pagina's
2. Hazra G (2018) Radioactieve vervuiling: een overzicht. De holistische benadering van milieu 8: 48-65.
3. Pérez B (2015) Onderzoek naar milieuverontreiniging door natuurlijke radioactieve elementen. Scriptie om de graad in natuurkunde aan te vragen. Faculteit Wetenschappen en Ingenieurswetenschappen, Pontificia Universidad Católica del Perú. Lima, Peru. 80 pagina's
4. Bears J (2008) Radioactieve milieuverontreiniging in de neotropen. Bioloog 6: 155-165.
5. Siegel en Bryan (2003) Milieugeochemie van radioactieve besmetting. Sandia National Laboratories, Albuquerque, VS. 115 pagina's
6. Ulrich K (2015) De effecten van Fukushima, de neergang van de nucleaire industrie, neemt toe. Greenpeace rapport. 21 pagina's