Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki
R7L5Q8P4Ub0lj
Zdjęcie przedstawia zielone pole po którym chodzi postać w kombinezonie ochronnym, trzymająca metalową skrzynkę. W tle widać słupy wysokiego napięcia i kominy elektrowni atomowej.

Promieniowanie i energia atomowa

Pokojowe zastosowanie energii atomowej polega przede wszystkim na jej wykorzystaniu w elektrowniach jądrowych
Źródło: James Qube, pixabay, domena publiczna.

Promieniowania nie da się uniknąć. W przyrodzie istnieje promieniowanie naturalne, którego źródłami są przede wszystkim izotopy ulegające samorzutnemu rozpadowi (np. polon, radon, frans, rad, aktyn). Jednak źródłem promieniowania jest także wiele materiałów obecnych m.in. w ścianach domów, pokarmie, wodzie czy powietrzu. Inne jego źródła to np. banan, mleko, 5‑letnie dziecko czy też osoba dorosła. Nie musisz się jednak martwić – zwykła dawka takiego promieniowania nie jest groźna dla ludzi.

W celu zrozumienia poniższego materiału znajdź w dostępnych Ci źródłach lub przypomnij sobie z innych lekcji, np. fizyki, od jak dawna ludzkość zdaje sobie sprawę z istnienia promieniowania. Kto prowadził pierwsze badania na ten temat? Zastanów się w jakich dziedzinach możemy korzystać z dobrych stron promieniowania. Pomyśl również, jakie zdarzenia, katastrofy i działania wojenne pokazały wyniszczającą siłę tych niewidzialnych gołym okiem oddziaływań na poziomie atomowym.

Nauczysz się
  • charakteryzować zjawisko promieniotwórczości;

  • wymieniać rodzaje promieniotwórczości;

  • rozpoznawać zagrożenia wynikające z nadmiernego promieniowania;

  • opisywać typowe reakcje organizmów żywych na napromieniowanie.

iy3ObA7God_d5e191

1. Promieniotwórczość oraz rodzaje źródeł promieniowania

PromieniotwórczośćpromieniotwórczośćPromieniotwórczość jest zjawiskiem samoistnej przemiany jednych jąder atomowych w inne – jest to ich zdolność do rozpadu promieniotwórczego.

Ciekawostka

Kto pierwszy zaobserwował, że niektóre pierwiastki świecą w ciemności?

Francuski chemik i fizyk Antoine Henri Becquerel [czyt.: antła ąri bekerel] jako pierwszy zaobserwował, że związki uranu świecą w ciemności i są w stanie zaczernić kliszę fotograficzną. To również on jako pierwszy założył, że uran wysyła nieznane wcześniej, niewidoczne promieniowanie. Później małżeństwo Maria Skłodowska-Curie [czyt.: kiri] oraz Piotr Curie ustalili, że polon i rad również wysyłają takie promieniowanie. Wszyscy troje w 1903 r. otrzymali Nagrodę Nobla za badania nad promieniotwórczością.

Wyróżnia się dwa rodzaje promieniotwórczości – naturalnąsztuczną.

Rodzaje promieniotwórczości

Promieniotwórczość naturalna

Promieniotwórczość sztuczna

Zjawisko promieniotwórczości, które normalnie i stale istnieje na Ziemi, jest niezależne od działalności człowieka. Promieniowanie naturalne pochodzi od pierwiastków radioaktywnych obecnych w przyrodzie i najbliższym otoczeniu człowieka – glebie, skałach, powietrzu i wodzie. Promieniotwórczość naturalna została odkryta przez A. H. Becquerela, co stanowiło niezwykle istotny krok w rozwoju fizyki. Dokładnego zbadania promieniowania naturalnego podjęli się Maria Skłodowska‑Curie1Maria Skłodowska‑Curie i jej mąż Piotr Curie, którzy odkryli pierwiastki rad i polon oraz rozwinęli teorię promieniotwórczości.

Promieniotwórczość izotopów niewystępujących w naturalnym środowisku Ziemi. Tego rodzaju zjawisko może wytwarzać również aparatura skonstruowana przez człowieka (np. aparatura rentgenowska). W 1934 r. Irena Joliot‑Curie (córka państwa Curie) i jej mąż Fryderyk odkryli promieniotwórczość sztuczną, przeprowadzając doświadczenie polegające na bombardowaniu atomów glinu jądrami helu. W wyniku tego działania powstały atomy fosforu.

1
Ciekawostka

Promieniowanie kosmiczne jest jednym z rodzajów promieniotwórczości naturalnej i dzieli się na promieniowanie pierwotne oraz wtórne. Pierwotne promieniowanie kosmiczne pada na zewnętrzne warstwy atmosfery Ziemi z prędkością bliską prędkości światła. Zderzenia cząstek promieniowania pierwotnego z jądrami gazów atmosferycznych powodują powstawanie promieniowania kosmicznego wtórnego, które jest strumieniem wysokoenergetycznych elektronów, protonów, mionów i fotonów.

Od rodzajów promieniotwórczości należy odróżnić rodzaje promieniowania, które charakteryzuje poniższa animacja.

R1QFaQ9Pk1ZA4
Film przedstawia działanie promieniowania alfa, beta, gamma.

Biorąc pod uwagę podział promieniotwórczości, można wyróżnić odpowiednie źródła promieniowania. Jak już wspomniano, promieniowanie naturalne pochodzi od pierwiastków radioaktywnych obecnych w przyrodzie i najbliższym otoczeniu człowieka. Można je znaleźć w glebie, skałach, powietrzu i wodzie. Jego źródłem są też ludzie (niezależnie od wieku), a także codziennie spożywane pokarmy (np. owoce i warzywa). Źródłem promieniowania sztucznego są najczęściej różnego rodzaju urządzenia, takie jak stosowane w medycynie aparaty rentgenowskie, akceleratory cząstek (stosowane w radioterapii) oraz reaktory jądrowe wykorzystywane w elektrowniach atomowych (widoczne na poniższym zdjęciu).

R42XFZzqWm9tS
Elektrownia atomowa w Cattenom [czyt.: kateną] – reaktory jądrowe wykorzystywane w elektrowniach atomowych są źródłem promieniowania sztucznego
Źródło: Stefan Kühn, licencja: CC BY-SA 2.0.
iy3ObA7God_d5e257

2. Wojenne zastosowanie energii atomowej

Nieregularnym źródłem promieniowania w przeszłości były wybuchy bomb jądrowych, które stanowią przykład wojennego zastosowania energii jądrowej. Bomb atomowych użyto w walce dwukrotnie podczas II wojny światowej. Stany Zjednoczone zrzuciły je na dwa japońskie miasta: 6 sierpnia 1945 r. na Hiroszimę, a 9 sierpnia na Nagasaki. W wyniku tych ataków śmierć poniosło ponad 100 tysięcy osób, a od tego czasu bomby jądrowe były jedynie testowane przez mocarstwa atomowe na poligonach w różnych zakątkach świata. Warto zaznaczyć, że wybuch bomby atomowej, oprócz silnej dawki promieniowania, uwalnia również inne czynniki rażenia, które można podzielić zbiorczo na natychmiastowe (pojawiające się w ciągu 1 min po wybuchu) oraz późne. Do pierwszej z wymienionych kategorii zalicza się: błysk, falę uderzeniową, promieniowanie cieplne (kulę ognia i impuls cieplny), impuls elektromagnetyczny oraz promieniowanie przenikliwe. Natomiast do drugiej kategorii – promieniowanie wzbudzone, opad radioaktywny oraz deszcz radioaktywny.

Polecenie 1

Obejrzyj oba filmy znajdujące się poniżej i wymień czynniki rażenia.

R6sRvpSbDDdg4
(Uzupełnij).
Polecenie 1

Wymień 2 czynniki rażenia w trakcie wybuchu bomby atomowej.

Rt99gM6JIWdb7
(Uzupełnij).
Źródło: Learnetic S.A., licencja: CC BY 3.0.

Nieregularne źródło promieniowania związane z bronią nuklearną stanowią również jej testy. Test broni jądrowej jest przeprowadzany w celu określenia jej skuteczności i wydajności. Taki eksperyment może dostarczyć informacji o działaniu tego rodzaju broni w różnych warunkach. Ponadto daje on również możliwość przeszkolenia personelu oraz sprawdzenia sprzętu.

Od pierwszego ataku z wykorzystaniem bomby atomowej w 1945 r. miało miejsce ok. 2000 próbnych wybuchów jądrowych, przeprowadzonych głównie przez dwa mocarstwa – Stany Zjednoczone i ZSRR, pozostające ze sobą w stanie tzw. zimnej wojny. Należy jednak zaznaczyć, że testy jądrowe stanowią istotny element procesu tworzenia tego rodzaju broni, stąd też były one przeprowadzane przez prawie wszystkie kraje nią dysponujące. Oprócz USA i Rosji (spadkobiercy ZSRS), zalicza się do nich również: Wielką Brytanię, Francję, Chiny, Indie, Pakistan, Koreę Północną oraz Izrael, który to dysponuje bronią jądrową, jednak nigdy oficjalnie nie przeprowadził jej testów, ani nie potwierdził samego faktu jej posiadania.

Ciekawostka

Skąd wiadomo, jak broń atomowa oddziaływała na ludność?

Niektóre kraje łączyły próby broni jądrowej z testami jej oddziaływania na ludzi. W trakcie zimnej wojny Związek Radziecki przeprowadzał je m.in. na poligonach w miejscowości Tockoje, Semipałatyńsku i Nowej Ziemi. Do testów angażowano z reguły żołnierzy ze specjalnych, tajnych jednostek wojskowych i więźniów gułagów. Natomiast Stany Zjednoczone wykonywały próby polegające najczęściej na umieszczaniu żołnierzy w niewielkich odległościach od epicentrum, w płytkich okopach oraz organizowaniu ich przemarszu przez strefę 0 w kilkanaście minut po wybuchu. Francja i Wielka Brytania natomiast wykorzystywały do testów atomowych wyspy i atole znajdujące się w pobliżu ich poligonów na Pacyfiku. W wyniku eksperymentów doprowadzono nie tylko do nieodwracalnych zmian w środowisku, ale również narażono życie i zdrowie żołnierzy oraz mieszkańców tych terytoriów.

Jedne z najbardziej znanych zdjęć, związanych zarówno z wojennym atakiem atomowym, jak i prowadzonymi testami, znajdziesz w galerii poniżej.

Ze względu na zagrożenia wiążące się z testami atomowymi, 10 września 1996 r. Zgromadzenie Ogólne ONZ przyjęło traktat o całkowitym zakazie prób z bronią jądrową (CTBT). Jednak nie wszedł on w życie, gdyż jego tekst nie został ratyfikowany przez wszystkie państwa w nim wymienione.

Na świecie istnieją jednak różne inicjatywy ograniczające przeprowadzanie prób jądrowych. Są one głównie efektem zawierania traktatów międzynarodowych w tym zakresie. Wśród metod ograniczających i/lub zakazujących testów możemy wymienić m.in. strefy wolne od broni jądrowej, zakazy prób w konkretnych miejscach, np. w dnie morza, w przestrzeni kosmicznej.

iy3ObA7God_d5e318

3. Pokojowe zastosowanie energii atomowej
– elektrownie jądrowe

Pokojowe zastosowanie energii atomowej polega przede wszystkim na jej wykorzystaniu w elektrowniach jądrowych. Wiele osób jest sceptycznie nastawionych do tego rodzaju źródła energii, gdyż obawia się katastrof związanych z awariami reaktorów. Należy jednak pamiętać, że nie każda awaria elektrowni musi oznaczać katastrofę. Historia zna tylko dwa bardzo poważne w skutkach wydarzenia tego rodzaju. Pierwsze miało miejsce 26 kwietnia 1986 r. w Czarnobylu (Ukraina), kiedy to w wyniku błędu operatorów doszło do przegrzania reaktora. Wskutek tego nastąpił wybuch wodoru, pożar oraz rozprzestrzenienie substancji promieniotwórczych. Wówczas skażeniu uległ obszar od 125 000 do 146 000 km² pogranicza Białorusi, Ukrainy i Rosji, a wyemitowana z uszkodzonego reaktora chmura radioaktywna rozprzestrzeniła się po całej Europie. W efekcie skażenia ewakuowano i przesiedlono ponad 350 000 osób.

Druga katastrofa wydarzyła się w 2011 r. w elektrowni jądrowej Fukushima (Japonia), a była ona spowodowana tsunami wywołanym trzęsieniem ziemi u wybrzeży wyspy Honsiu. Awarie elektrowni w Czarnobylu oraz w Fukushimie zostały sklasyfikowane na 7. (najwyższym) poziomie w skali INES, którą wykorzystuje się do zobrazowania zagrożenia i skutków katastrofy dla ludności. Ponad 99% wszystkich zdarzeń w elektrowniach jądrowych klasyfikuje się na poziomie 0 ('Odstępstwo'), 1 ('Anomalia') i 2 ('Incydent'), a więc jako niewpływające na bezpieczeństwo ludzi (zobacz ilustrację poniżej). Awarie elektrowni w Czarnobylu i Fukushimie to jedyne awarie, które w okresie ostatnich 50 lat zostały sklasyfikowane na poziomie 7.

R1OKWirtHbpID
Skala INES – nie każda awaria elektrowni jądrowej oznacza katastrofę. Skala INES służy do określania, z jak poważną awarią mamy do czynienia
Źródło: Andrzej Bogusz, licencja: CC BY 3.0.

Schemat w kształcie piramidy, składający się z poziomych prostokątów.
To skala INES. Prostokąty oznaczone od zera do liczby trzy to Incydent. Prostokąty od numeru 4 do 7 to Awaria. Zero: bez znaczenia dla bezpieczeństwa (poniżej skali), 1 anomalia (zielony), 2 incydent (jasnozielony),
3 poważny incydent (jaskrawożółty), 4 awaria z lokalnymi skutkami (jasnopomarańczowy), 5 awaria z rozległymi skutkami (ciemnopomarańczowy), 6 poważna awaria (ceglany), 7 wielka awaria (czerwony).

Należy pamiętać, że wielkie katastrofy, takie jak te w Czarnobylu i Fukushimie, zdarzają się na świecie bardzo rzadko. W związku z tym duża liczba krajów korzysta z elektrowni atomowych, aby zapewnić sobie stałe oraz relatywnie tanie i bezpieczne źródło energii elektrycznej.

W poniższej tabeli został zaprezentowany bilans energetyki jądrowej na świecie w latach 2020‑2021Indeks górny 222 Indeks górny koniec.

111

1. Reaktory włączone do sieci elektroenergetycznych

Kraj

Blok jądrowy

Model
reaktora

Typ
reaktora

Moc
netto [MWe]

Włączenie
do sieci

Rozpoczęcie budowy

Czas
budowy
[lata]

2021

1

Indie

Kakrapar 3

PHWR‑700

PHWR

630

10.01.2021

22.11.2010

10,1

2

Pakistan

Karaczi 2

Hualong One

PWR

1014

18.03.2021

20.08.2015

5,5

3

Chiny

Tianwan 6

ACPR‑1000

PWR

1000

11.05.2021

7.09.2016

4,7

4

Chiny

Hongyanhe 5

ACPR‑1000

PWR

1061

25.06.2021

29.03.2015

6,2

5

ZEA

Barakah 2

APR‑1400

PWR

1345

14.09.2021

16.04.2013

8,3

6

Chiny

Shidao Bay 1

HTR‑PM

HTGR

200

20.12.2021

09.12.2012

9,0

Razem 6 reaktorów o sumarycznej mocy

5250

MWe

2020

1

Chiny

Fuqing 5

Hualong One

PWR

1000

27.11.2020

7.05.2015

5,5

2

Białoruś

Ostrowiec 1

WWER V‑491

PWR

1110

3.11.2020

8.11.2013

6,9

3

Rosja

Leningrad 2 2

WWER V‑491

PWR

1066

22.10.2020

15.04.2010

10,5

4

ZEA

Barakah 1

APR‑1400

PWR

1345

19.08.2020

19.07.2012

8,1

5

Chiny

Tianwan 5

ACPR‑1000

PWR

1000

8.08.2020

27.12.2015

4,6

Razem 5 reaktorów o sumarycznej mocy

5521

MWe

2. Reaktory wyłączone na stałe

Kraj

Blok jądrowy

Model
reaktora

Typ
reaktora

Moc
netto [MWe]

Wyłączenie
z sieci

Włączenie
do sieci

Okres
pracy
[lata]

2021

1

USA

Indian Point 3

WH 4LP

PWR

1030

30.04.2021

27.04.1976

45,0

2

Wlk. Bryt.

Dungeness B‑1

AGR

GCR

545

7.06.2021

3.04.1983

38,2

3

Wlk. Bryt.

Dungeness B‑2

AGR

GCR

545

7.06.2021

29.12.1985

35,4

4

Taiwan

Kuosheng 1

BWR‑6

BWR

985

2.07.2021

21.05.1981

40,1

5

Pakistan

Kanupp‑1

Candu‑137 MW

PHWR

90

1.08.2021

18.10.1971

49,8

6

Wlk. Bryt.

Hunterston B‑1

AGR

GCR

490

26.11.2021

6.02.1976

45,8

7

Rosja

Kursk 1

RBMK‑1000

LWGR

925

19.12.2021

19.12.1976

45,0

Razem 7 reaktorów o sumarycznej mocy

4610

MWe

2020

1

Szwecja

Ringhals 1

AA‑I

BWR

881

31.12.2020

14.10.1974

46,2

2

Rosja

Leningrad 2

RBMK‑1000

LWGR

925

10.11.2020

11.07.1975

45,3

3

USA

Duane Arnold 1

BWR‑4

BWR

601

12.10.2020

19.05.1974

46,3

4

Francja

Fessenheim 2

CP0

PWR

880

30.06.2020

7.10.1977

42,7

5

USA

Indian Point

WH‑4LP

PWR

998

30.04.2020

26.06.1973

46,8

6

Francja

Fessenheim 1

CP0

PWR

880

22.02.2020

6.04.1977

42,8

Razem 6 reaktorów o sumarycznej mocy

5165

MWe

3. Rozpoczęte budowy nowych reaktorów

Kraj

Blok jądrowy

Model
reaktora

Typ
reaktora

Moc
netto [MWe]

Rozpoczęcie budowy

1

Turcja

Akkuyu 3

WWER/V‑509

PWR

1114

10.03.2021

2

Chiny

Changjiang 3

Hualong One

PWR

1100

31.03.2021

3

Chiny

Tianwan 7

WWER/V‑491

PWR

1100

19.05.2021

4

Indie

Kudankulam 5

WWER/V‑412

PWR

917

29.06.2021

5

Rosja

BREST‑OD‑300

BREST‑OD‑300

FBR

300

08.06.2021

6

Chiny

Changjiang SMR 1

ACP100

PWR/SMR

125

13.07.2021

7

Chiny

Xudabao 3

WWER/V‑491

PWR

1100

28.07.2021

8

Indie

Kudankulam 6

WWER/V‑412

PWR

917

20.12.2021

Razem 8 reaktorów o sumarycznej mocy

6673

MWe

2020

1

Chiny

San'oa 1

Hualong One

PWR

1117

31.12.2020

2

Chiny

Taipingling 2

Hualong One

PWR

1116

15.10.2020

3

Chiny

Zhangzhou 2

Hualong One

PWR

1126

4.09.2020

4

Turcja

Akkuyu 2

WWER/V‑509

PWR

1114

8.04.2020

Razem 4 reaktory o sumarycznej mocy

4473

MWe

2

Funkcjonowanie elektrowni atomowych daje społeczeństwu wiele korzyści, do których zalicza się:

  • zagwarantowanie dostaw energii dla dużej liczby ludności,

  • brak emisji szkodliwych pyłów i gazów, co skutkuje ograniczeniem degradacji środowiska,

  • ograniczenie eksploatacji paliw kopalnych (np. węgla kamiennego i brunatnego),

  • zmniejszenie ilości odpadów oraz powierzchni ich składowania - powoduje to niestety problem ze składowaniem stosunkowo niewielkiej liczby radioaktywnych odpadów, które są źródłem promieniowania zagrażającego nie tylko ludziom, ale również środowisku.

Ze względu na wymienione wyżej korzyści, w Polsce już od dawna dąży się do wybudowania takiej elektrowni. W roku 1982 w miejscu zlikwidowanej wsi Kartoszyno nad Jeziorem Żarnowieckim rozpoczęto budowę Elektrowni Jądrowej Żarnowiec. W zamyśle władz polskich miała ona stanowić pierwszy krok w realizacji polskiego programu energetyki jądrowej, który obejmował jeszcze wybudowanie Elektrowni Jądrowej 'Warta' w miejscowości Klempicz w województwie wielkopolskim. Zmieniające się warunki polityczne oraz długotrwałe protesty, które wzmogły się szczególnie po awarii w Czarnobylu, spowodowały wstrzymanie budowy. Koncepcja powrotu do energetyki jądrowej pojawiła się oficjalnie w 2005 r., kiedy to Rada Ministrów uchwaliła dokument „Polityka Energetyczna Polski do 2025 r.”. Od tamtej pory każde z kolejnych rozporządzeń projektujących polską politykę energetyczną zakłada prace nad budową takiej elektrowni.

Warto wspomnieć również o tym, że w styczniu 2007 r. powołano specjalną komisję sejmową ds. energetyki jądrowej. Ponadto Polska Grupa Energetyczna SA wytypowała w 2011 r. trzy potencjalne lokalizacje pierwszej elektrowni jądrowej: Żarnowiec (powiat pucki), wieś Gąski (powiat koszaliński) oraz wieś Choczewo (powiat wejherowski).

02 lutego 2021 roku Rada Ministrów przyjęła kolejny dokument pt. „Polityka Energetyczna Polski do 2040 roku”. We wskazanym roku, połowa energii w Polsce ma pochodzić ze źródeł zeroemisyjnych, w szczególności z pierwszej elektrowni jądrowej i morskiej energetyki wiatrowej. Pierwszy blok jądrowy ma zostać uruchomiony w 2033 roku, a kolejne co 2‑3 lataIndeks górny 333 Indeks górny koniec. W dalszym ciągu bierze się pod uwagę kilka jego możliwych lokalizacji.

3
iy3ObA7God_d5e452

4. Zagrożenia wynikające z nadmiernego napromieniowania

Choć promieniowania nie można uniknąć, to jednak jego zbyt duża dawka, przekraczająca 200 mSvsiwert (Sv)Sv pochłoniętych jednorazowo, ma szkodliwy wpływ na organizmy żywe - zarówno na ludzi, jak i na zwierzęta. Często może prowadzić do zmian w funkcjonowaniu komórek oraz w materiale genetycznym. Nie wszystkie przemiany w budowie i funkcjonowaniu materiału genetycznego ujawniają się od razu. Skutki przyjęcia zbyt dużej dawki promieniowania są widoczne czasami po dłuższym okresie, nawet po wielu latach. Wówczas mamy do czynienia z tzw. zmianami późnymi.

Biologiczne skutki związane z napromieniowaniem można podzielić na dwie grupy.

  • Somatyczne – występujące bezpośrednio po napromieniowaniu organizmu. Należą do nich: złe samopoczucie, mdłości, wyczerpanie, wymioty, biegunka a w ekstremalnych przypadkach – śmierć. W dłuższej perspektywie bezpośrednimi skutkami napromieniowania są: białaczka, nowotwory złośliwe kości i skóry, zaćma, zaburzenia pracy przewodu pokarmowego, bezpłodność.

  • Genetyczne – związane z mutacjami materiału genetycznego (DNA). Skutki oddziaływania małych dawek promieniowania (pochłoniętych jednorazowo) ujawniają się w postaci zmutowanych organizmów dopiero w kolejnych pokoleniach. Z kolei duże dawki skutkują najczęściej prawie natychmiastową śmiercią.

Z efektami pochłonięcia konkretnych dawek promieniowania można się zapoznać dzięki poniższej aplikacji.

1
RHqv1amwHWo7A
Efekty pochłonięcia różnych dawek promieniowania
Źródło: Małgorzata Gajecka, Aleksandra Ryczkowska, Michał Szymczak, licencja: CC BY 3.0.

Aplikacja interaktywna prezentująca efekty pochłonięcia przez człowieka różnych dawek promieniowania przy założeniu, że opis dotyczy jedynie ogólnych prawidłowości, ponieważ każdy organizm reaguje w rzeczywistości nieco inaczej. Obszar interfejsu składa się z suwaka wyskalowanego w siwertach i wyróżnionych czternastu wartościach. Umieszczenie wskaźnika na konkretnej wartości powoduje wyświetlenie opisu w polu poniżej. Zestawienie danych z aplikacji prezentuje tabela.

Dawka w [SV]

Efekty

0

Przebywanie w otoczeniu, w którym promieniowanie jest niższe od naturalnego, również może być szkodliwe

0,000001

Roczna dawka otrzymywana w bliskim sąsiedztwie normalnie pracującej elektrowni jądrowej (włączając dawkę tła naturalnego)

0,003

Średnie naturalne tło promieniowania na świecie

0,05

Brak jakichkolwiek efektów

0,1

Brak wpływu na zdrowie, możliwa niewielka liczba mutacji chromosomowych

0,25

Możliwe nudności, okresowe zmiany w obrazie krwi, spadek liczby limfocytów. Niewielkie ryzyko występowania tzw. skutków późnych

0,5

Możliwe wymioty, biegunka, zmiany we krwi, czasowa niepłodność u mężczyzn oraz problemy fizyczne

1

Zmniejszenie odporności na infekcje, wymioty, biegunka, możliwa czasowa niepłodność u kobiet oraz zahamowanie wzrostu kości u dzieci. Umieralność sporadyczna (przy braku leczenia). Duże prawdopodobieństwo wystąpienia skutków późnych (stochastycznych) w przyszłości.

2

OChP (ostra choroba popromienna), mdłości, problemy fizyczne, ciężki przebieg zakażeń. Stosunkowo wysokie prawdopodobieństwo śmierci (około 25% w przeciągu dwóch miesięcy).

3,5

Dawka LD‑50, oznaczająca dawkę śmiertelną dla człowieka. Przeżywa 50% napromieniowanej populacji. Skutki to: konwulsje, wymioty, całkowita niepłodność u kobiet i mężczyzn.

5

Ciężkie zakażenia, żołądkowo‑jelitowa postać OChP, białaczka. Umieralność 80‑100% (nawet w przypadku podjętego leczenia).

10

Pierwsze objawy mózgowo‑naczyniowej postaci OChP, konwulsje, niewydolność oddechowa, śpiączka. Śmiertelność 100% w ciągu 2 tygodni.

20

Rozwinięta postać mózgowo‑naczyniowej OChP, śpiączka. Śmiertelność 100% w ciągu kilku dni.

60

Prawie natychmiastowa śmierć.

Również napromieniowane pożywienie może być przyczyną wielu chorób, ponieważ żywność i woda wystawione na działanie radiacji, same stają się substancjami promieniotwórczymi. W wyniku napromieniowania zmianie nie ulega smak, zapach ani wygląd pożywienia, przez co rozpoznanie skażonej żywności jest bardzo trudne. Używa się do tego specjalistycznych przyrządów, takich jak licznik Geigeralicznik Geigeralicznik Geigera. Również odkażanie skażonej wody oraz żywności jest w warunkach domowych praktycznie niemożliwe, dlatego istotną rolę odgrywa tu odpowiednie zabezpieczenie i przechowywanie, o czym więcej można przeczytać w e‑materiale pt. Ochrona przed skażeniamiPqCSZwHMqOchrona przed skażeniami.

Ciekawostka

Chorobowe zmiany zachodzące w organizmie człowieka wskutek oddziaływania promieniowania na całe lub prawie całe ciało są ogólnie nazywane chorobą popromienną. Tym mianem nie określa się miejscowych skutków oddziaływania promieniowania, takich jak oparzenia czy martwica tkanek.

Polecenie 2

Promieniotwórczość stanowi nie tylko zagrożenie dla organizmów żywych. Zjawisko to, wykorzystane we właściwy sposób, może dać również wiele dobrego. Znajdź w dostępnych Ci źródłach i wypisz poniżej informacje na temat korzystnych skutków zjawiska promieniotwórczości.

R1DYyZmy8wMxP
(Uzupełnij).
iy3ObA7God_d5e513

5. Podsumowanie

  • Promieniotwórczość dzielimy na naturalnąsztuczną.

  • Energia atomowa może być wykorzystana do celów pokojowychwojennych.

  • Polska rozpoczęła prace nad wybudowaniem elektrowni atomowej w latach 80. XX w., jednak zaprzestano ich w roku 1990. Do pomysłu tego powrócono jednak w 2005 roku. Pierwszy blok może powstać około roku 2033.

  • Choć promieniowania nie można uniknąć, to tylko jego zbyt duża dawka, przekraczająca 200 mSv pochłoniętych jednorazowo, ma szkodliwy wpływ na organizmy żywe.

  • Ogólnie skutki związane z napromieniowaniem można podzielić na dwie grupy – somatycznegenetyczne.

Praca domowa

Polecenie 3

Na poniższej mapie zaznaczono niektóre elektrownie atomowe znajdujące się w pobliżu Polski, wraz z ich odległością od granicy oraz mocą. Na podstawie informacji zdobytych w czasie lekcji oraz znalezionych w innych źródłach spróbuj przewidzieć skutki, jakie wiązałyby się dla Polski w przypadku awarii (6 lub 7 w skali INES) w jednej z pobliskich elektrowni.

RfysHQwjRM0Wi
Elektrownie jądrowe w okolicach Polski
Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., Alexrk2 (http://commons.wikimedia.org), licencja: CC BY-SA 3.0.

Mapa Europy. Tereny należące do Szwecji, Republiki Czeskiej, Słowacji, Węgier oraz Ukrainy zaznaczone kolorem pomarańczowym. Na terenie wspomnianych państw zaznaczone są lokalizacje niektórych elektrowni atomowych znajdujących się w pobliżu Polski. Elektrownie oznaczone są znacznikiem w postaci białego koła z czarnym okręgiem. Przy znaczniku znajduje się informacja o odległości od granicy z Polską oraz Nazwa elektrowni wraz informacją o generowanej mocy.

Szwecja: Oskarshamn 2307 MWe, znajduje się 298 km od granicy.

Republika Czeska: Temelin 2000 MWe, znajduje się 192 km od granicy. Dukovany 1600 MWe, znajduje się 119 km od granicy.

Słowacja: Bohunice 1600 MWe, znajduje się 138 km od granicy. Machovce 880 Mwe, znajduje się 133 km od granicy.

Węgry: Paks 1600 MWe, znajduje się 300 km od granicy.

Ukraina: Chmielnicki 2000 MWe, znajduje się 184 km od granicy. Równe 2880 MWe, znajduje się 134 km od granicy.

Rsce9A8xmigsK
(Uzupełnij).
Polecenie 4

Odszukaj w wiarygodnych źródłach internetowych więcej informacji nt. polskiego programu budowy elektrowni atomowej i napisz, na jakim jest etapie.

RJp6j92aFrklz
(Uzupełnij).
iy3ObA7God_d5e576

6. Słownik

Maria Salomea Skłodowska‑Curie04.07.1934Passy (Francja)07.11.1867Warszawa (Polska)
RGaJYQ6JMnLZ3
Maria Skłodowska–Curie
Źródło: a.nn, edycja: Aleksandra Ryczkowska, domena publiczna.

Maria Salomea Skłodowska‑Curie

Maria Skłodowska-Curie urodziła się w Warszawie, w 1891 r. wyjechała do Paryża, aby podjąć studia na Sorbonie. Wraz z mężem Pierre'em Curie opracowali teorię promieniotwórczości, techniki rozdzielania izotopów promieniotwórczych. Odkryła dwa nowe pierwiastki – rad i polon. Została dwukrotnie wyróżniona Nagrodą Nobla: w 1903 r. – w dziedzinie fizyki oraz w 1911 r. – w dziedzinie chemii.

licznik Geigera
Definicja: licznik Geigera

urządzenie opracowane w 1928 r., służące do detekcji (wykrywania) promieniowania jądrowego

RLrYz4Oe7kIRU
Licznik Geigera
Źródło: Tomorrow Sp. z o.o., THOR's hammer and Geiger counter (flickr).
promieniotwórczość
Definicja: promieniotwórczość

zjawisko samoistnej przemiany jednych jąder atomowych w jądra innego rodzaju, połączonej z emisją cząstek

siwert (Sv)
Definicja: siwert (Sv)

jednostka pomiaru dawki równoważnej umożliwiająca ocenę skutku biologicznego narażenia radiacyjnego organizmu żywego

iy3ObA7God_d5e740

7. Zadania

Ćwiczenie 1
R1ELhnfvIWdK6
zadanie interaktywne
zadanie
Źródło: Michał Banaś, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 2
R1BqmTrqmyQPV
zadanie interaktywne
Zadanie
Źródło: Michał Banaś, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 3
RCT1rJkph0BFd
zadanie interaktywne
Zadanie
Źródło: Michał Banaś, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 4
RSITBntDZkQq0
zadanie interaktywne
Zadanie
Źródło: Michał Banaś, licencja: CC BY 3.0.
Ćwiczenie 5
R1WnZvUe2CNZn
zadanie interaktywne
Zadanie
Źródło: Michał Banaś, licencja: CC BY 3.0.