المواد المشعة تتحلل بفعل التفكك، والوقت اللازم لأي نوع من المواد المشعة لكي يتحلل إلى نصف كميته الأصلية يسمى نصف العمر Half life وهو يتباين من جزء من الثانية في بعض المواد إلى بلايين السنين في مواد أخرى. وتقاس الجرعة الإشعاعية بوحدة الريم rem الذي يقيس درجة التلف الحيوي الناتج عن امتصاص الإشعاع النووي. وجميع المواد الموجودة على سطح الارض مشعة بدرجة ما، وكل شيء موجود على سطح الأرض معرض باستمرار إلى قصف إشعاعي خفيف داخلي متبادل بين الخلايا، ومعرض لقصف خارجي من البيئة المحيطة، ومن الأشعة الكونية. والمصدر الرئيسي الداخلي للإشعاع في جسم الإنسان هو البوتاسيوم40 الموجود بالعظام، أما المصدر الرئيسي الخارجي فهو قادم من الفضاء الخارجي ومن أشعة جاما المنبعثة من سطح الأرض.

ومجموع جرعات الإشعاع الطبيعية التي يتعرض لها السكان تزداد مع الارتفاع نتيجة لزيادة صفاء الجو في ذلك الاتجاه لهذا السبب فالطيارين المحلقين على ارتفاعات شاهقة ورواد الفضاء هم أكثر من غيرهم عرضة لهذا الخطر، لذلك فهم مجبرون على ارتداء ملابس خاصة للوقاية منه.

ويزداد تركيز الإشعاع الكوني كذلك مع زيادة درجات العرض نتيجة انجذابه نحو القطبين تحت تأثير مجالهما المغناطيسي. كما أن هناك تباينا مكانيا في شدة الإشعاع المنبعث من الأرض حسب نوع التكوينات الصخرية فصخور الجرانيت تحتوي على كميات من التوريوم واليورانيوم والبوتاسيوم اكبر مما تحتويه الصخور الأخرى. ينتج الإنسان الإشعاع المئين من خلال أجهزة أشعة اكس، ومن المفاعلات النووية. فخلال عملية الانشطار النووي تسلط نيوترونات على النظائر المشعة مما يسبب انشطارها وتولد طاقة كبيرة مع العديد من المواد المشعة الجديدة ذات أنصاف العمر الطويلة مثل البوتاسيوم الذي نصف عمره 24360 سنة. [1]

يوجد اختلاف جوهري بين أشعة X وبين الأشعة المنبعثة من النظائر المشعة. فأشعة x خطرة على الشخص المعرض لها فقط ولا تتراكم في الطبيعة نظرا لأنها تختفي بمجرد أن يتوقف مصدر الطاقة المولد لها فهي مثل الكهرباء تتوقف عن النشاط بمجرد إطفاء الآلة المنتجة لها. أما النظائر المشعة فهي تضيف إلى معدل الإشعاع الطبيعي جرعات متجددة بسبب استمرارها في إطلاق الإشعاع طيلة فترة تحللها الطويلة.

مؤثرات الإشعاع

الضرر الإشعاعي يأخذ العديد من الأشكال بناء على شدة الجرعة ومكان الإصابة في الجسم، إذ تتباين تأثيراته من آثار صغيرة ومؤجلة ( قد لا تظهر إلا بعد مرور العديد من السنوات)، إلى إصابات آنية قاتلة والجدول التالي (1) يوضح الآثار المتوقعة الناتجة عن التعرض لكوارث التسرب من المفاعلات أو التجارب النووية أو الحروب. ويتصف الإشعاع المؤين بخاصية الهجرة وزيادة التركيز في حلقات السلسلة الغذائية، فعلى سبيل المثال، وجد في بيض البط والإوز تركيزات إشعاعية أكبر من 200000 مرة التركيز الموجود في النفايات السائلة المحتوية على الإشعاع قرب مخازن هانفورد الشهيرة للنفايات النووية بولاية واشنطن .[2] ومن المهم فهم بأن التأثير الحيوي للإشعاع ذو علاقة عكسية بمفهوم نصف العمر، فالنظائر ذات نصف العمر القصير تتحلل بسرعة وينبعث منها الإشعاع بمعدلات أكبر من النظائر ذات نصع العمر الطويل، لذلك فإن نظائر بنصف العمر القصير أشد خطورة على الأحياء لكثرة ما تضخه فيهم من إشعاع في وقت قصير.

الجدول (1) الاثار المتوقعة الناتجة عن التعرض لجرعات متباينة من الاشعاع .

التلوث من المفاعلات النووية

تختار مواقع المفاعلات النووية لتكون قريبة من مراكز الاستهلاك الكبيرة لأجل التقليل من معدلات الفاقد في الطاقة الكهربائية التي تتناسب طرديا مع زيادة المسافة من المفاعل. إن قرب مواقع المفاعلات من المراكز السكانية مع عدم وجود ضمانات على سلامة أداء المعدات على مدار الساعة يوفر المعطيات الكاملة لإمكانية حدوث كارثة في أي لحظة، فعلى سبيل المثال، احتراق مفاعل تشيرنوفيل في يوم السبت 26 أبريل عام 1986 نتيجة خطأ في التشغيل أدى إلى تعطل آلية تبريد قلب المفاعل فارتفعت درجة حرارته اليورانيوم بالمفاعل الرابع إلى درجة الاشتعال فقتل 134 داخل المفاعل، أما الضحايا من المدنيين فقد وصلت 93 ألف حالة، وخسارة مليارات الدولارات في عمليات فقدان الإنتاج وفي عمليات مقاومة الحريق. والمثال الثاني الأحدث من اليابان ففي 11 مارس 2011 تسبب زلزال بشرق المحيط الهادي بقوة 9 ريختر عطل آلية التبريد في قلب المفاعل فارتفعت درجة حرارة قلب المفاعل الأول والثاني والثالث إلى درجة الانصهار، فأنتشر التلوث الإشعاعي وأجبر السلطات على الأمر بتهجير السكان من مدينة أوكوما بالكامل البالغ عددهم في حدود 12 ألف نسمة، ولم يسمح لهم بالعودة إلا بعد مايو 2013.

ولكي تنهي الحرب العالمية الثانية ألقت الولايات المتحدة القنبلة النووية الأولى في العالم يوم 6 أغسطس 1945 فقضت على 140 ألف نسمة في لحظات فدمرت هيروشيما، وبعد ثلاثة أيام ضربت بقنبلة ثانية أقوى من الأولى مدينة ناجازاكي قاتلة 74 ألف نسمة، مما أصاب الحكومة بالذهول والاستسلام بدون شروط.

البحار والمحيطات ليست بمنأى عن حوادث المفاعلات حيث تجوبها عشرات الغواصات المسيرة بالوقود النووي، فهي معرضة لخطر الغرق والانفجار في أي لحظة. ففي سنة 1986 غرق في أعماق الأطلسي أحد الغواصات النووية السوفيتية وعلى متنها عشرات الصواريخ النووية، وسبق هذا الحادث غرق الغواصة الأمريكية تريتشر في شمال الأطلسي سنة 1963. وسجلت البحار آخر حادثة غرق للغواصة الروسية غورسيك المزودة بمفاعلين ومحملة بالصواريخ النووية في الجزء القطبي من بحر الشمال في أواخر التسعينات من القرن الماضي. ومن المعلوم أن تعرض الغواصات الغارقة بسبب عطل في آلية التحكم يعرضها لضغط الأعماق مما يؤدي إلى انفجارها وانتشارها إلى أجزاء متناثرة مما يتسبب في تلوث البيئة البحرية بدون حدود. إن احتمال التلوث الإشعاعي للمحيطات يزداد خلال الحروب حتى على افتراض عدم استعمال السلاح النووي من أساسه.

نفايات المفاعلات النووية

تستخدم المفاعلات التجارية أكاسيد اليورانيوم كوقود مخزن في أنابيب فولاذية، وبداخل المفاعل يحصل الانشطار النووي باعثا طاقة حرارية تحول إلى طاقة بخارية تدور توربينات لتوليد الكهرباء، ولأسباب تقنية ليس كل الوقود القابل للانشطار يحرق وينتهي أثره. وأهم مشكلة مازالت تبحث عن حل في الاستخدام النووي هي كيفية التخلص السليم من النفايات النووية، فاستخدام 1000 جرام من اليورانيوم يخلف حوالي 999 جرام من النفايات المشعة بحد ذاتها، وبإمكانه جعل المواد الحاوية لها مشعة هي الأخرى وعلى ذلك، عندما يحين الوقت لاستبدال البطاريات القديمة الحاوية على الوقود النووي من قلب المفاعل والتي يبقى بها كميات من الوقود غير المستعمل، لذلك فالناحية الاقتصادية تفرض ضرورة إعادة تكريره وتخصيبه لإعادة استخدامه من جديد، ولكن المشكلة أن هذه المواد مشعة وشديدة الخطورة. وخلال تشغيل المفاعل تتراكم المواد المشعة في جهاز التبريد (الماء أو الغاز) حيث تتسرب الإشعاعات من عناصر الوقود بالانتشار أو نتيجة عطب في الواقي المعدني. كما تتكون مواد مشعة في الماء بواسطة نشاطات النيوترون حيث يستبدل أيون الهيدروجين H بأيون التوريتوم T لذلك يسمى (بالماء المترتيوم). والترتيوم عنصر مشع نصف عمره 12.36 سنة وعادة يتم التخلص من هذا الماء بحقنه في آبار عميقة تحت الأرض يمكن أن تتلوث منها البيئة، وهناك خطر آخر يأتي من غاز الكربتون₈₅ الذي يلفظ إلى الجو من المفاعل.[3]

 معظم المخلفات ذات الإشعاع العالي جاءت نتيجة برامج الأبحاث النووية، إذ تمتلك الدول النووية ملايين الجالونات من مواد الإشعاع وتجد صعوبة في تخزينها ومن المحتمل تعرضها للتسرب كما حصل بالفعل لمخازن هانفورد بولاية واشنطون الأمريكية عندما تسربت آلاف الجالونات من المخزن الرئيسي، مما دفع بالإدارة المسئولة إلى تصميم خزانات مقاومة للتسرب.[4]

إلى حد الآن لم يتوصل العلماء إلى أسلوب مقنع ونهائي للتخلص من النفايات النووية، وإنما هناك عدة طرق مرحلية تحاول كسب الوقت إلى أن تتمكن البحوث من إيجاد ذلك الحل ومن بين هذه الحلول نذكر ما يلي:

1- التبريد بالماء: حيث يتم وضع السائل المشع في براميل معدنية مغلفة بتوابيت خرسانية سميكة وتغمر في أحواض مملوءة بالماء. وعندما ترتفع درجة حرارة الماء يضخ إلى حوض آخر معرض  للتبريد الجوي، ويستبدل بماء آخر مبرد لأجل الإبقاء على درجة حرارة التوابيت دائما تحت 40 درجة مئوية.

2- التبريد الهوائي : بوضع التوابيت الخرسانية متباعدة لكي تسمح بمرور الهواء الذي بدوره يبدد الحرارة.

3- التخزين في التكوينات الملحية Salt Beds : من محاسن تكوينات الملح الجيولوجية أنها سهلة الذوبان في الماء، ووجود  هذه التكوينات دليل واضح على غياب الماء عنها وبإمكان الملح أن يلتحم بسرعة في حالة تصدعه. وعلى ذلك، توفر تكوينات الملح مواقع مناسبة للتخلص من النفايات النووية، فهي محمية من الضغوط الجيولوجية التي ربما تسبب تصدعات في تكوينات صخرية أخرى، بشرط أن تكون بعيدة عن التركزات السكانية، كما يجب التأكد من خلو المساحات المجاورة من الحفر العميقة.

4- التكوينات الجرانيتية العميقة : تستخدم طبقات الجرانيت الواقعة على عمق 3 إلى 4 آلاف قدم في تخزين توابيت النفايات النووية لما لها من ميزات الجفاف وسهولة التحامها في حالة تصدعها بسبب شدة الضغط. أما الطبقات الأقل عمقا فهي في أغلب الحالات متصدعة وتسمح بمرور الماء.

5- حفر أنفاق عميقة في قاع البحر تطمر فيها النفايات النووية، إلا أن هذه الطريقة مكلفة جدا.

 مخاطر التلوث من التجارب النووية والحروب

أجريت أول تجربة نووية بعد الحرب العالمية الثانية عام 1946 في جزيرة بكيني الواقعة ضمن أرخبيل مارشال بالمحيط الهادي، حيث أخليت الجزيرة من السكان ثم ضربت بقنبلة نووية، وشاهد عملية التفجير 42000 جندي أمريكي تعرض جميعهم للتلوث من الغبار الإشعاعي الذي كان يتساقط عليهم كالمطر. وخلال الفترة 1949-1956 أجرت الولايات المتحدة 60 تفجيرا نوويا بالمنطقة، مما عرض سكان جزر مارشال لمخاطر التلوث الإشعاعي المؤين الأمر الذي لم يدركه أصحاب القرار في ذلك الوقت وإلا لما كانوا يعرضون جنودهم لهذا الخطر، حيث كان الجنود يتمركزون على مقربة من موقع الانفجار لمشاهدة روعة الحدث والتمتع برؤية الفطر الذي يصعد من سطح الأرض إلى عنان السماء.

أقام الأمريكيون منطقة تجارب أخرى بشمال مدينة لاسفيغاس مما عرض نحو 250000 جندي للتلوث الإشعاعي في نيفادا لدرجة استخدم فيها الجنود المكانس لكنس الغبار المتساقط  على ملابسهم، حيث كانوا لا يعرفون شيئا عن المخاطر المرتبطة بهذا الغبار. وكان يختار لإجراء التجربة الوقت الذي تحب فيه رياح غربية لكي تساعد على تبديد غبار الانفجار. وهكذا كانت الرياح الغربية تعمل على نشر التلوث على كامل الولايات المتحدة تقريبا، فماتت قطعان الضأن التي كانت ترعى على مقربة من منطقة التجارب سنة 1953، ومات أغلب من تعرض للغبار المحمل بإشعاع جاما وتركز اليود المشع بحليب الأمهات والأبقار. وتظهر أعراض التلوث الإشعاعي في شكل تقيؤ حاد ودوار الرأس، وبعد أشهر يبدأ تساقط شعر الرأس والتشوهات الجلدية في شكل ندوب وبثور ويكثر سرطان البنكرياس واللوكيميا، ولم يصدق الناس أن الحكومة الأمريكية هي من تسبب في هذه المصائب التي لحقت بهم.

استخدم الروس أهالي كازاخستان كحقل تجارب لتفجيراتهم النووية، وهناك تعرضت قرية (كارو) الواقعة بالقرب من منطقة التجارب إلى تلوث إشعاعي لأكثر من 600 قنبلة نووية أجريت على السطح وتحت الأرض وفي الجو. وفي سنة 1956 فجر الروس قنبلة هيدروجينية تسببت في انفجار المباني بالمزارع الجماعية التي كانت تحيط بمنطقة التجارب وتحتوي على 100000 نسمة. ومع قلة التوعية تزداد مخاطر التعرض للإشعاع فنتيجة لشدة انفجارات التجارب على السطح تتكون منخفضات واسعة لا تلبث أن تمتلئ بمياه الأمطار يستخدمها الأهالي في سقاية قطعان الماشية ويسبح فيها الأطفال بدون علم لما ينتظرهم من مخاطر الماء المشع. وفي السنوات الأخيرة زاد عدد المواليد غير الطبيعيين فاقدي الأطراف وبعض الأعضاء الداخلية، ولن تجد شخصا واحدا بصحة جيدة بالمنطقة، وزادت حالات الانتحار بين السكان الذين يفقدون الأمل في تحسن أوضاعهم الأمر الذي لم يكن معروفا لديهم من قبل .[5]

أخطار الاستخدامات العسكرية لليورانيوم المنضب

يوجد اليورانيم في الطبيعة على شكل خليط من ثلاثة نظائر هي اليورانيوم (234) واليورانيم (235) واليورانيم (238)، وأثناء عملية تخصيب اليورانيوم لتحويله إلى وقود نووي أو سلاح نووي يتم الحصول على نتاج ثانوي يطلق عليه اليورانيوم المنضب. إذاً، عبارة اليورانيوم المنضب أو المستنفد لا تعني كما هو شائع، بقايا الوقود النووي الذي استنفدت فوائده ولم يعد صالحا للاستخدام وإنما هو نتاج ثانوي لعملية تخصيب اليورانيوم في المفاعلات .[6]

يستخدم اليورانيوم المنضب في تغليف الذخائر الحربية مما يعطيها فعالية عالية على اختراق الدروع وتدميرها في درجات حرارة عالية تصل إلى أكثر من 4000 درجة مئوية، ونتيجة لارتفاع  درجة الحرارة يتحول معدن اليورانيوم المشع إلى ذرات متناهية في الصغر متبخرة في الهواء يتنفسها كل من يوجد بالموقع. وبهذا الصدد يقول طبيب في الجيش الأمريكي يدعى أساف دراكوفيتش في مؤتمر طبي عقد في باريس يوم 24/1/ 2000، بأنه تعرض لضغوطات من الحكومة الأمريكية من نشر دراسته الخاصة بتعرض عشرات الآلاف من الجنود الأمريكيين والإنجليز للإشعاع المنبعث من قذائف استخدمت حوالي 370 طنا من اليورانيوم المنضب في حرب تحرير الكويت. إن دخول اليورانيوم إلى الرئتين يسبب لهما السرطان، أما دخوله الدم فيؤدي إلى خلل في وظائف الكلى، ولا ينتهي الأمر عند هذا الحد بل تبقى آثار الإشعاع ملوثة التربة في مكان الانفجار لمئات السنين وينتقل الإشعاع إلى موارد المياه السطحية والسفلية مع مياه الأمطار الجارية، وتتلوث النباتات التي تستهلكها الحيوانات كما يتلوث الجو من جراء تصاعد الغبار يفعل العواصف الغبارية، وهذا ما حصل في حرب الخليج الثانية عندما استخدمت القوات الأمريكية هذا السلاح لتدمير أرتال الدبابات العراقية المنسحبة من الكويت فلوثت مساحات كبيرة من صحراء الكويت ومنطقة البصرة في العراق ونظراً للوزن النوعي المرتفع لهذا المعدن فهو أثقل من الحديد بحوالي مرتين ونصف، لذلك يستخدم في صناعة الأجزاء المتينة للطائرات والسفن. أما بالنسبة لأخطاره الصحية، فاليورانيوم من المعادن الثقيلة السامة إذا وجد طريقه إلى جسم الإنسان والحيوان عن طريق الأكل والشرب أو التنفس، كما أن لليورانيوم سمية إشعاعية، فهو يصدر دقائق ألفا المؤينة التي تخترق طبقات الجلد الخارجية وتأثيرها يكون مسرطنا إذا تمكنت من الوصول إلى الخلايا الحساسة عن طريق الأكل والشرب أو التنفس وذلك بتكوين خلايا سرطانية في الرئتين والعظام .[7]

مواضيع ذات صلة

مشكلة الاكتظاظ السكاني بالمدن

التأثيرات البيئية الإيجابية والسلبية للأحياء المعدلة وراثيا

المكافحة الحيوية للحشرات

تدوير المخلفات الصناعية

مشكلة التلوث الصناعي في البلدان النامية (دول الجنوب)

عوامل انتشار التلوث وجعله ظاهرة عالمية

درجات التلوث

المقصود بالتلوث وكيفية حدوثه

إجراءات صيانة التربة والغطاء النباتي ومكافحة التصحر

الزحف العمراني على الأراضي الزراعية والغابية

سوء استعمال تكنولوجيا الري المؤدي إلى غدق التربة وتملحها

انجراف التربة