Многие люди боятся радиации, считая её невидимой, рукотворной и смертоносной силой, и этот страх часто лежит в основе противодействия ядерной энергетике. На самом деле большая часть радиации является естественной, и без неё жизнь на Земле была бы невозможна.
В ядерной энергетике и ядерной медицине мы просто использовали радиацию для собственного использования, точно так же, как мы используем огонь или медицинские свойства растений, которые также обладают способностью причинять вред. В отличие от некоторых токсинов, встречающихся в природе, люди эволюционировали, чтобы жить под воздействием низких доз радиации, и только относительно высокие дозы для нас действительно вредны. Хорошей аналогией для этого является парацетамол — одна таблетка может вылечить головную боль, но если вы выпьете целую пачку за один раз, это может вас убить.
Изображение: Africa Studio/Shutterstock
Большой Взрыв, произошедший почти 14 миллиардов лет назад, породил излучение в виде атомов, известных как первичные радионуклиды (первичное значение с начала времен). Теперь они являются частью всего во Вселенной. Некоторые из них имеют очень длительный физический период полураспада, мера того, сколько времени требуется, чтобы половина их радиоактивности распалась: для одной радиоактивной формы тория он составляет 14 миллиардов лет, для одной формы урана — 4,5 миллиарда, а одной формы калия — 1,3 миллиарда.
Первичные радионуклиды до сих пор присутствуют в горных породах, минералах и почвах. Их распад является источником тепла в недрах Земли, превращая её расплавленное железное ядро в конвекционную динамо-машину, которая поддерживает магнитное поле, достаточно сильное, чтобы защитить нас от космического излучения, которое в противном случае уничтожило бы жизнь на Земле. Без этой радиоактивности Земля постепенно остыла бы и превратилась в мёртвый каменный шар с холодным железным шаром в ядре, и жизнь на ней просто бы не существовала.
Излучение из космоса взаимодействует с элементами в верхних слоях атмосферы Земли и некоторыми поверхностными минералами, образуя новые «космогенные» радионуклиды, включая формы водорода, углерода, алюминия и других хорошо известных элементов. Большинство из них распадаются быстро, за исключением одной радиоактивной формы углерода, период полураспада которой составляет 5700 лет, что позволяет археологам использовать его для радиоуглеродного датирования.
Первичные и космогенные радионуклиды являются источником большей части окружающего нас излучения. Радиация поглощается растениями из почвы и содержится в таких продуктах, как бананы, бобы, морковь, картофель, арахис и бразильские орехи. Пиво, например, содержит радиоактивную форму калия, но лишь около десятой части того, что содержится в морковном соке.
Изображение: unsplash.com
Радионуклиды из пищи в значительной степени проходят через наш организм, но некоторые остаются в нём в течение определённого периода времени (период их биологического полураспада — это время, в течение которого наш организм их удаляет). Та же самая радиоактивная форма калия при распаде испускает высокоэнергетические гамма-лучи, которые покидают человеческий организм, гарантируя, что все мы слегка радиоактивны.
Жизнь с радиоактивностью
Исторически сложилось так, что мы не обращали внимания на присутствие радиоактивности в окружающей среде, но наши тела естественным образом эволюционировали, чтобы жить с ней. Наши клетки разработали защитные механизмы, которые стимулируют восстановление ДНК в ответ на повреждение радиацией.
Естественная радиоактивность была впервые обнаружена французским ученым Анри Беккерелем (Henri Becquerel) в 1896 году. Первые искусственные радиоактивные материалы были получены Марией и Пьером Кюри (Marie и Pierre Curie) в 1930-х годах и с тех пор используются в науке, промышленности, сельском хозяйстве и медицине.
Например, лучевая терапия по-прежнему является одним из важнейших методов лечения рака. Чтобы повысить эффективность терапевтического излучения, исследователи в настоящее время пытаются модифицировать раковые клетки, чтобы сделать их менее способными к самовосстановлению.
Мы используем радиоактивный материал как для диагностики, так и для лечения в «ядерной медицине». Пациентам вводят определённые радионуклиды в зависимости от того, где в организме требуется лечение или диагностика. Иод-131, например, накапливается в щитовидной железе, тогда как радий накапливается главным образом в костях. Испускаемое излучение используется для диагностики раковых опухолей. Радионуклиды также используются для лечения рака путём нацеливания испускаемого ими излучения на опухоль.
Наиболее распространённым медицинским радиоизотопом является 99mTc (технеций), который ежегодно используется в 30 миллионах процедур по всему миру. Как и многие другие медицинские изотопы, он создан человеком из исходного радионуклида, который сам по себе образуется в результате деления урана в ядерном реакторе.
Боязнь радиации может стимулировать использование ископаемого топлива
Несмотря на преимущества, которые предлагают нам ядерные реакторы, люди опасаются радиации, которую они создают либо из-за ядерных отходов, либо из-за аварий, таких как «Чернобыль» или «Фукусима». Но очень мало людей погибло из-за производства ядерной энергии или аварий по сравнению с другими источниками первичной энергии.
Специалисты обеспокоены тем, что страх перед радиацией наносит ущерб стратегиям смягчения последствий изменения климата. Например, Германия в настоящее время производит около четверти своей электроэнергии из угля, но считает ядерную энергетику опасной и закрывает свои оставшиеся атомные электростанции.
Но современные реакторы создают минимум отходов. Эти отходы, наряду с унаследованными отходами старых реакторов, могут быть иммобилизованы в цементе и стекле и захоронены глубоко под землёй. Радиоактивные отходы также не выделяют углекислого газа, в отличие от угля, газа или нефти.
Теперь у нас есть понимание того, как безопасно использовать радиацию и задействовать её на благо себе и нашей планете. Слишком сильно опасаясь этого и отказываясь от атомной энергетики как основного источника энергии, мы рискуем дольше полагаться на ископаемое топливо. Именно это, а не радиация, подвергает нас и планету наибольшей опасности.
