Skażenie promieniotwórcze

Wstęp

Inwazja Rosji na Ukrainę w 2022 r. oraz reakcja całego cywilizowanego świata na ten konflikt na nowo rozbudziła obawy przed III wojną światową oraz groźbą wojny atomowej. Rosja w swoim arsenale posiada ponad 1500 głowic atomowych dalekiego zasięgu a biorąc pod uwagę niewielkie sukcesy na froncie ryzyko ich użycia jest wysokie.

Prowadzony przez The Bulletin of Atomic Scientists, organizację zajmującą się kwestiami globalnego bezpieczeństwa Zegar Zagłady obecnie wskazuje 90 sekund do północy oznaczającej samozaładę gatunku ludzkiego. Najbliżej od 1947 roku kiedy został utworzony.

Aby zacząć rozmawiać na temat skażenia promieniotwórczego należy w pierwszej kolejności zrozumieć czym jest promieniowanie, skąd się bierze i jak działa.

Czym jest promieniowanie jądrowe

Wg Wikipedii promieniowanie jądrowe jest emisją cząstek (promieniowanie alfa i beta) lub promieniowania elektromagnetycznego (promieniowanie gamma) przez jądra atomów. Promieniowanie zachodzi podczas przemiany promieniotwórczej lub w wyniku przejścia wzbudzonego jądra do stanu niższej energii. Rodzaj wysyłanego promieniowania oraz jego energia zależy od rodzaju reakcji jądrowej. ¹

Promieniowanie jądrowe to min:

• promieniowanie alfa – strumień jąder helu (2 protony i 2 neutrony) o ładunku elektrycznym dodatnim. Ten typ promieniowania jest najłatwiejszy do zatrzymania, może to zrobić nawet kartka papieru lub naskórek. Jego zasięg to kilka centymetrów od źródła promieniowania.
• promieniowanie beta – strumień elektronów lub pozytonów poruszających się z prędkością zbliżoną do prędkości światła w próżni. Jest bardziej przenikliwe od promieniowania alfa i o większym zasięgu rzędu metrów od źródła promieniowania. Jako osłony przed tym promieniowaniem stosuje się szkło lub aluminium. Nie stosuje się ołowiu, mimo że zatrzyma on strumień promieniowania ale stanie się źródłem wtórnego promieniowania rentgenowskiego
• promieniowanie gamma – wysokoenergetyczna forma promieniowania elektromagnetycznego trudna do zatrzymania.
• promieniowanie neutronowe – wolne neutrony które przez kontakt z materią tworzą zjonizowane cząstki

Rozszczepienie atomu – tak powstaje promieniowanie

Promieniowanie jądrowe jest swoistym efektem ubocznym np. w reakcji rozszczepienia atomów – reakcji wykorzystywanej we wszystkich pracujących reaktorach atomowych. Reaktorach syntezy termojądrowej które są wciąż w fazie eksperymentalnej, oraz w przypadku bomby jądrowej.

Rozszczepienie atomu polega na rozpadzie jądra atomu (np. uranu) na co najmniej dwa fragmenty o zbliżonych masach w wyniku zderzenia jądra z neutronem (jest to jeden z wariantów, ale najpowszechniejszy więc na tym się skupię). Towarzyszy temu emisja promieniowania gamma oraz wolnych neutronów, które zderzając się z kolejnymi jądrami atomów powodują ich rozszczepienie (reakcja łańcuchowa). Produkty rozszczepienia są silnie jonizujące. Obrazowym porównaniem może być potraktowanie neutronu jak pocisku który rozstrzaskuje cel, w tym przypadku jądro atomu.

Reaktor jądrowy. Miejscem przemysłowego wykorzystania reakcji rozszczepienia atomów jest reaktor atomowy w elektrowniach. Szybkość rozszczepienia atomów w reaktorach zachodzi pod pełną kontrolą poprzez wykorzystanie stref wypełnionych naprzemiennie paliwem, chłodziwem i moderatorem którego zadaniem jest spowalnianie neutronów. Oprócz tego stosuje się również substancje zatrzymujące neutrony w prętach kontrolnych do kontroli mocy reaktora. im więcej neutronów zostanie pochłoniętych przez pręty kontrolne tym mniej reakcji rozszczepienia następuje i reaktor ma mniejszą moc. Ciepło wytwarzane podczas reakcji rozszczepienia odbierane jest przez wodę która albo w postaci pary albo w stanie nadkrytycznym przekazywana jest to turbin generujących energię elektryczną. Towarzysząca rozpadowi jąder emisja promieniowania jonizującego powoduje napromieniowanie reaktora.

Broń jądrowa.

Niestety ludzkość nie byłaby sobą gdyby nie udało jej się zrobić broni ze wszystkiego… i tak z doskonałego i bezpiecznego źródła energii zbudowano bombę którą zdetonowano 16 lipca 1945 w ramach eksperymentu Trinity w stanie Nowy Meksyk w USA. A kilkanaście dni później użyto takiej broni bojowo w Hiroshimie (6 sierpnia 1945 bomba Little Boy) i Nagasaki (9 sierpnia 1945, bomba Fat Man).

Wyróżniamy kilka typów broni jądrowej:

• bomba atomowa – klasyczna bomba atomowa działa podobnie do reaktora jądrowego pracującego w elektrowni. Z tą różnicą, że w bombie reakcja łańcuchowa rozszczepiania jąder atomów jest niekontrolowana przez pręty kontrolne a zachodzi w sposób bardzo gwałtowny co prowadzi do bardzo szybkiej emisji energii i eksplozji.
• bomba wodorowa – zwana również bombą termojądrową. Podstawą jej działa jest fuzja lekkich atomów wodoru lub helu w cięższe cząsteczki co emituje olbrzymie ilości energii.
• bomba neutronowa – to odmiana bomby wodorowej pozbawiona ekranu odbijającego neutrony w której energia powstaje w wyniku syntezy deuteru i trytu (izotopy wodoru). Siła wybuchu oraz skażenie promieniotwórcze bomby neutronowej jest znacznie mniejsza niż poprzednich rodzajów. Siłą rażącą jest promieniowanie neutronowe. Jest to tzw. „bomba czysta”.
• bomba kobaltowa – jej zadaniem jest jak największe skażenie radiologiczne terenu
• brudna bomba – nietypowa odmiana broni jądrowej wykorzystująca klasyczne materiały wybuchowe do rozrzucenia radioaktywnych substancji. Broń o tyle niebezpieczna że możliwa do wykonania przez organizacje terrorystyczne mające dostęp do np. odpadów radioaktywnych ²

Bezpośrednie skutki detonacji bomby jądrowej to przede wszystkim fala uderzeniowa, której prędkość dochodzi do 1600 km/h, niszcząca wszystko na swojej drodze na bardzo dużym obszarze. Następnie promieniowanie cieplne o olbrzymiej temperaturze i promieniowanie jonizujące.

Bomby detonowane nad ziemią charakteryzują się znacznie większą falą uderzeniową (Little Boy został zdetonowany 240 metrów nad ziemią), natomiast eksplozje naziemnie ogromnym opadem radioaktywnym który skaża znaczny teren.

Przykładowo bomba atomowa o mocy 100 kt zdetonowana 1450m (dla zmaksymalizowania fali uderzeniowej o ciśnieniu 5 psi i minimalizacji opadu radioaktywnego) nad ziemią będzie miała ³:

• kulę ognia o średnicy ok. 380m
• średnicę promieniowania gamma oraz szybkich neutronów ok. 1.1km (dawka śmiertelna)
• falę uderzeniową o ciśnieniu 5 psi o promieniu 3,3 km (zawalenie się budynków)
• falę uderzeniową o ciśnieniu 1 psi o promieniu ok 9,2 km (wypadnięcie szyb z budynków)
• falę cieplną o średnicy ok. 4,4 km (poparzenia 3 stopnia)

Opad radioaktywny

Ochrona przed falą uderzeniową oraz falą gorąca jest praktycznie niemożliwe jeśli nie jesteś ukryty w specjalnie zaprojektowanym schronie – jeśli znajdujesz się w strefie rażenia zginiesz w ułamku sekundy nawet o tym nie wiedząc.

Natomiast jeżeli znajdziesz wystarczająco daleko od centrum wybuchu i przeżyłeś bezpośrednie skutki eksplozji Twoim największym zagrożeniem staje się opad radioaktywny. Wybuch jądrowy, w zależności od użytej mocy bomby oraz metody jej detonacji wywoła opad o masie sumarycznej nawet tysięcy ton osiadający w postaci pyłu na wszystkim w czasie nawet do kilkunastu dni po wybuchu w zależności od wielkości ziarna pyłu (cięższe opadną szybciej i bliżej centrum wybuchu). Obszar skażony może mieć powierzchnię setek kilometrów kwadratowych w zależności od wiatru. Im bliżej centrum wybuchu tym skażenie jest większe, ale trzeba liczyć się z tym że w całej strefie wystąpienia opadu radioaktywnego jest zagrożenie dla życia.

Skażenie vs napromieniowanie

Opad radioaktywny to mieszanina ok 300 izotopów o różnej energii promieniowania emitujące promieniowanie beta i gamma, pozostałości niespalonego materiału rozszczepialnego, gleba, woda i powietrze ⁴. Skażenie opadem polega na pokryciu organizmów, przedmiotów i całych obszarów pyłem radioaktywnym emitującym promieniowanie jonizujące powodując ich napromieniowanie. Skażenie można zlikwidować poprzez odpowiednią dekontaminację

Napromieniowanie to wchłonięcie przez materię promieniowania jonizującego które przekazuje swoją energię materii jonizując ją. W przypadku żywych organizmów uszkadzając lub niszcząc komórki doprowadzając do choroby popromiennej lub śmierci. Co ważne – wbrew powtarzanej w popkulturze opinii (filmy, gry, książki itp…) napromieniowanie promieniowaniem beta lub gamma nie wywołuje promieniowania wtórnego, oznacza to że napromieniowany przedmiot lub organizm nie stanie się źródłem promieniowania (oświetlony światłem widzialnym przedmiot sam nie zaczyna świecić). Jedną z metod sterylizacji żywności jest właśnie jej napromieniowanie.

Należy zapamiętać – skażenie radioaktywne zawsze powoduje napromieniowanie, ale napromieniowanie nie zawsze oznacza skażenie ⁵.

Ochrona przed napromieniowaniem

Najważniejsze to uniknąć skażenia pyłem radioaktywnym, aby to zrobić należy jak najszybciej po eksplozji znaleźć schronienie, idealny byłby dedykowany ku temu schron. Jeśli nie masz w swojej okolicy takiego to dobrym ukryciem jest piwnica, zwłaszcza taka która nie posiada okien wychodzących nad powierzchnię ziemi i posiadająca strop poniżej gruntu. W budynkach wielopiętrowych, oprócz piwnic bezpieczne są również środkowe kondygnacje i pomieszczenia nie posiadające żadnych okien jak łazienki i przedpokoje.

Każdy materiał będący na drodze promieniowania przenikliwego stanowi barierę, im materiał ten gęstszy tym bariera skuteczniejsza, np. 30 cm warstwa ziemi osłabi promieniowanie 10 krotnie. Podobnie jak 35 cm cegieł, 20 cm betonu 50-80 cm gazobetonu i aż 90 cm drewna ⁴.

Dlatego też jeśli pomieszczenie w którym się chronisz posiada okna należy je jak najszybciej wzmocnić którymś z materiałów.

W razie skażenia pyłem, należy jak najszybciej pozbyć się ubrania oraz dokładnie umyć ciało wodą. Im szybciej to zrobisz tym mniejszą dawkę promieniowania otrzymasz.

Najgroźniejsza sytuacja jest gdy radioaktywny pył dostanie się do wnętrza organizmu, do płuc poprzez wdychanie skażonego powietrza lub układu trawiennego przez spożycie skażonej żywności/wody.

Opad radioaktywny emituje największe promieniowanie w pierwszych godzinach od wybuchu, dlatego też należy do minimum ograniczyć aktywność na zewnątrz schronienia. Stosowanie ubioru ochronnego oraz masek z pewnością ograniczy ryzyko skażenia, ale nie napromieniowania.

Wpływ promieniowania na organizmy żywe

Wpływ promieniowania zależy od przyjętej przez organizm dawki.

Dawkę promieniowania określamy w Grejach Gy, gdzie 1Gy to 1 J energii przyjęty na 1 kg masy ciała. 1 Gy = 100 rad.

Promieniowanie jonizujące wnikające do ustroju żywego powoduje radiolizę wody zawartej w tkankach. Uwolnione w jej wyniku rodniki tlenowe i wodorotlenowe utleniają pary zasad purynowych i pirymidynowych oraz rozrywają łańcuchy kwasów nukleinowych (DNA i RNA), powodując uszkodzenie cząsteczki. Skutkiem tego oddziaływania są mutacje genetyczne lub martwica komórek ⁶.

W przypadku jednorazowego przyjęcia promieniowania w dużej dawce mówimy o ostrej chorobie popromiennej której skutki w zależności od dawki promieniowania to:

• 0,5 – 2 Gy – ogólne osłabienie, zmniejszenie liczby limfocytów (depresja narządów limfatycznych). Śmiertelność: 0%
• 2 – 4 Gy – uszkodzenie szpiku, śmiertelność: do 25%
• 4 – 8 Gy – uszkodzenie nabłonka przewodu pokarmowego z pojawieniem się owrzodzeń, krwawe biegunki, zaburzenie gospodarki elektrolitowej, skaza krwotoczna. Śmiertelność 50 – 100%.
• 8 – 50 Gy – uszkodzenie przewodnictwa nerwowego, drgawki, utrata przytomności. Widoczne oparzenia skóry. Śmiertelność: 100%
• > 50 Gy – zablokowanie aktywności enzymatycznej w wyniku bezpośredniego rozerwania wiązań chemicznych białek enzymatycznych przez kwanty promieniowania jonizującego (tzw. efekt tarczy), natychmiastowa śmierć ⁶.

Przykładowo w katastrofie w Czarnobylskiej elektrowni jądrowej, w bloku nr 4, poziom promieniowania ocenia się na 20 Gy/h, gdzie dawka 5 Gy przyjęta w 5 godzin jest śmiertelna. Oznacza to że pracownicy elektrowni przyjęli śmiertelną dawkę w kilka minut. ⁷

Istnieje również przewlekła postać choroby popromiennej, będąca skutkiem długotrwałego przyjmowania niewielkich dawek promieniowania, ujawnia się po kilku lub kilkunastu latach min. zwiększoną zapadalnością na nowotwory.

Czy promieniowanie można poczuć? Tak, duże dawki promieniowania spowodują oparzenia skóry.

Żywność i woda

Żywność

Pod żadnym pozorem nie wolno jeść skażonej pyłem radioaktywnym żywności, by nie dopuścić do dostania się skażenia do wewnątrz własnego organizmu. Nie znaczy to że żywność taka nadaje się wyłącznie do utylizacji – przed spożyciem wystarczy ją dokładnie oczyścić a najlepiej umyć, tak by całkowicie pozbyć się zalegającego na niej pyłu, fakt że zostały wcześniej pokryte radioaktywnym pyłem nie stanowi zagrożenia dla zdrowia ⁴.

Jak pisałem wcześniej – skażenie równa się napromieniowanie, ale napromieniowanie nie równa się skażenie. Oznacza to że napromieniowaną żywność można bezpiecznie jeść, zwłaszcza że promieniowanie gamma jest używane w przemyśle spożywczym do sterylizacji i konserwacji żywności.

Woda

Pył radioaktywny nie przedostanie się do zakrytych studni oraz ujęć głębinowych, dlatego też jeśli po wybuchu wciąż będzie działała sieć wodociągowa, woda przez nią dostarczana będzie bezpieczna.

Pył natomiast skazi zbiorniki i cieki otwarte. Z racji tego że jest stosunkowo ciężki i słabo rozpuszczalny w wodzie, szybko opadnie na dno. Niewielkie ilości rozpuszczonych w wodzie substancji radioaktywnych częściowo zostanie zakumulowana przez osady denne i rośliny wodne. Pozostała część będzie rozpuszczona w olbrzymich ilościach wody przez co nie będą decydowały o zagrożeniu dla zdrowia. ⁴

Czyli woda ze zbiorników otwartych, pobrana z wierzchnich warstw, najlepiej kilka/kilkanaście dni po wystąpieniu opadu będzie bezpieczna do spożycia, lecz warto będzie ją dodatkowo przefiltrować.

Jak długo pozostać w ukryciu

W zasadzie aż mierzalny poziom promieniowania będzie na bezpiecznie niskim poziomie, co bez posiadania dozymetru jest niemożliwe do ocenienia. Najlepiej czekać aż zostanie to zakomunikowane przez służby ratunkowe.

W zależności od użytej bomby, jej mocy oraz sposobu detonacji (nadziemna czy naziemna), siły wiatru oraz ew. przeszkód terenowych opad radioaktywny może być niebezpieczny od kilkunastu dni po długie lata.

EMP – Electro Magnetic Pulse

Impuls elektromagnetyczny wyemitowany podczas eksplozji bomby atomowej. Nie jest bezpośrednim zagrożeniem dla organizmów żywych, ale poprzez indukowanie wysokiego napięcia w urządzeniach elektrycznych i elektronicznych doprowadza do ich uszkodzenia lub zniszczenia.

Wybuchło… i co dalej?

Jeśli należysz do szczęśliwców którzy znaleźli się poza epicentrum wybuchu i udało Ci się przeżyć falę uderzeniową, falę cieplną oraz falę promieniowania gamma postępuj jak niżej:

1. Zachowaj zimną głowę! Panika i decyzje podejmowane pochopnie są Twoim największym wrogiem w tym momencie
2. Jak najszybciej znajdź schronienie przed opadem radioaktywnym. Jeśli jesteś we własnym domu weź plecak ewakuacyjny oraz udaj się do piwnicy. Jeśli nie masz piwnicy postaraj się znaleźć schronienie w środkowych kondygnacjach jak podano na rys. 3 oraz w miarę możliwości zabezpiecz dodatkowo pomieszczenie poprzez zamknięcie okien, drzwi, dopływów powietrza. Wyłącz nawiewy i klimatyzację. Jak masz możliwość zasłoń dodatkowo okna i drzwi. Pamiętaj że czas działa na Twoją niekorzyść, znajdź schronienie w możliwie najkrótszym czasie, dosłownie w ciągu minut!
3. Jeśli zdarzenie zaskoczyło Cię na zewnątrz, natychmiast po znalezieniu schronienia zmień ubranie oraz umyj ciało w celu pozbycia się pyłu radioaktywnego.
4. Nasłuchuj komunikatów radiowych i postępuj zgodnie z zaleceniami służb
5. Jeśli musisz opuścić schronienie stosuj stroje ochronne (nada się do tego nawet jednorazowy skafander lakierniczy lub chociażby koc/pled którym się przykryjesz a po wszystkim wyrzucisz), zasłoń usta i nos – jak nie masz maski przeciwgazowej to możesz zastosować maseczki przeciwpyłowe budowlane, ostatecznie nawet mokry ręcznik. Pamiętaj by po powrocie usunąć zanieczyszczone stroje i odkazić ciało. Pamiętaj że strój ma Cię ochronić przed skażeniem pyłem a nie promieniowaniem.
6. Przygotuj się na dłuższy pobyt w miejscu ukrycia, jeśli nie musisz to nie wychodź na zewnątrz, każda ekspozycja na pył zwiększa ryzyko przyjęcia niebezpiecznej dawki promieniowania.
7. Wykonuj polecenia służb ratunkowych, jeśli zostanie zarządzona ewakuacja poddaj się jej. Ewakuacja zostanie przeprowadzona do miejsca o mniejszym lub nawet zerowym poziomie skażenia.

Podsumowanie

Jak widzisz skażenie radiologiczne wygląda troszkę inaczej niż przedstawiane w popkulturze, da się je przetrwać a stosując się do zawartej w tym tekście wiedzy i wskazówek da się to zrobić z minimalnym narażaniem życia i zdrowia.

Pamiętaj że najważniejsze jest zachować spokój, to jest podstawa przetrwania każdej sytuacji kryzysowej o czym pisałem choćby w artykule o Piramidzie Maslowa. Przygotowany zawczasu plecak ewakuacyjny oraz ewentualne miejsce ewakuacji wraz z zapasami żywności, wody i sprzętu zwiększają Twoje szanse wielokrotnie.

Ważne jest również byś nie przyjmował samodzielnie leków typu płyn Lugola ani tabletek z jodkiem potasu. Jeśli nie będzie takich zaleceń pod żadnym pozorem nie powinieneś tego robić gdyż możesz sobie bardziej zaszkodzić niż pomóc. Dostępny w sprzedaży płyn Lugola jest najczęściej nieoczyszczony o przeznaczony wyłącznie do stosowania zewnętrznego, jego spożycie może być niebezpieczne.

Podobnie ma się z jodkiem potasu:

Profesor Leszek Królicki, konsultant krajowy w dziedzinie medycyny nuklearnej oraz kierownik Zakładu Medycyny Nuklearnej Warszawskiego Uniwersytetu Medycznego zaznaczył w rozmowie z PAP, że jodku potasu nie należy przyjmować na zapas. Biorąc go „profilaktycznie”, można sobie tylko zaszkodzić. Łatwo zaburzyć pracę tarczycy, doprowadzając do poważnych problemów kardiologicznych, które z kolei mogą prowadzić nawet do udaru mózgu i śmierci. Śmierci na własne życzenie, spowodowanej głupotą i niedoinformowaniem. ⁸

Warto też monitorować poziom promieniowania w Polsce na stronie Państwowej Agencji Atomistyki

---

1. https://pl.wikipedia.org/wiki/Promieniowanie_j%C4%85drowe
2. https://pl.wikipedia.org/wiki/Bro%C5%84_j%C4%85drowa
3. https://nuclearsecrecy.com/nukemap/
4. Ochrona przed promieniowaniem opadu lokalnego, Przegląd komunalny 1/2008, S. Rabiej
5. https://promieniowanie.blogspot.com/2014/05/skazenie-napromieniowanie-czym-sie.html
6. https://pl.wikipedia.org/wiki/Choroba_popromienna
7. https://pl.wikipedia.org/wiki/Katastrofa_w_Czarnobylskiej_Elektrowni_J%C4%85drowej#Promieniowanie
8. https://fpg24.pl/nuklearna-panika-rozkreca-biznes-na-lekach-antyradiacyjnych/

---

Podoba Ci się moja praca i chciałbyś dołożyć cegiełkę do utrzymania bloga? Wpadnij na Patronite Beans&Ammo

---