اجسام قرارگرفته درمعرض رادیواکتیویته چگونه پاکسازی می‌شوند؟

در ۲۶ آوریل سال ۱۹۸۶، حادثه‌ای در نیروگاه هسته‌ای چرنوبیل اوکراین موجب شد حدود ۳۵۰ هزار نفر از خانه‌های خود فرار کنند، زیرا براثر حادثه مذکور توده‌های ضخیمی از مواد رادیواکتیو به آسمان پرتاب شد. پس از تخلیه، آن‌ها باید لباس‌ها، بدن و هر جسم دیگری را آلودگی‌زدایی می‌کردند تا از قرارگرفتن درمعرض و انتشار مواد رادیواکتیو سمی جلوگیری کنند. بعدا، ناحیه اطراف نیز باید پاک‌سازی می‌شد.

اما چگونه می‌توان اشیاء و افرادی را که درمعرض سطوح خطرناک تشعشع قرار گرفته‌اند، از آلودگی پاک کرد؟ برای پاسخ به این سوال، درک اصول اولیه نحوه عمل رادیواکتیویته (پرتوزایی) مهم است.

به‌نقل از لایوساینس، رادیواکتیویته به این معنا است که انرژی یا جرم اتم‌های یک ماده خاص چنان زیاد است که نمی‌توانند پایدار بمانند. در طول زمان، این ماده اتم‌های ناپایدار اضافی خود را به شکل تشعشع یعنی ذرات زیراتمی که با سرعت نور حرکت می‌کنند، ساطع می‌کند.

همه پرتوها یا مواد رادیواکتیو آلودگی محسوب نمی‌شوند و اغلب در سطوح پایین مضر نیستند. باربارا همریک، فیزیکدان سلامت در مرکز پزشکی ارواین می‌گوید: «مواد رادیواکتیو در همه جای محیط ما وجود دارند. اما ما آن‌ها را آلودگی درنظر نمی‌گیریم، زیرا انتظار داریم در آن‌جا وجود داشته باشند.»

تشعشع به دو شکل یونیزان و غیریونیزان وجود دارد. تابش غیریونیزان انرژی کمتری دارد و شامل مواردی نظیر امواج رایویی، ریزموج‌ها (ميکروويو) و نور خورشید می‌شود که معمولا در حد اعتدال مضر نیستند (البته تا زمانی که برای محافظت دربرابر نور خورشید از ضدآفتاب استفاده کنید). برعکس، پرتو یونیزان (تابش یون‌ساز) به اندازه کافی انرژی دارد که به بدن آسیب برساند. پرتوهای یونیزان این کار را با شکستن پیوندهای نگهدارنده رشته‌های دی‌ان‌ای انجام می‌دهند و این امر به مرگ سلول منجر می‌شود.

دوز سنگین تابش یون‌ساز (برای مثال از سلاح‌های هسته‌ای یا فروپاشی نیروگاه هسته‌ای) می‌تواند موجب سوختگی، تاول، تهوع، ریزش مو و حتی سرطان شود. کارگران نیروگاه‌های هسته‌ای برای محافظت از خود دربرابر این نوع تشعشات، از لباس‌های محافظ مخصوص استفاده می‌کنند.

درحالی‌که تابش یونیزه‌کننده ترسناک است، خود ذرات نمی‌توانند اشیاء یا افراد را آلوده کرده و آن‌ها را رادیواکتیو کنند. مایکل اوجوان، دستیار استاد در دانشگاه شفیلد به لایوساینس گفت: «آن‌ها شبیه اشعه ایکس هستند که از بیماران عبور می‌کنند و آلودگی برجای نمی‌گذارند.» درعوض، اشیاء زمانی آلوده می‌شوند که مواد رادیواکتیو ناخواسته روی آن‌ها بنشیند.

بسیاری از مواد رادیواکتیو یونیزان خطرناک به شکل گردوغبار منتقل می‌شوند. این گرد‌وغبار که گاهی اوقات «غبار هسته‌ای» نامیده می‌شود، می‌تواند روی سطح اجسام مختلف نشسته و آن‌ها را آلوده کند. البته، این گردوغبار به‌راحتی به کمک دست پاک می‌شود. درواقع، بسیاری از روش‌های رفع آلودگی شامل پاک‌کردن اشیاء آلوده یا شستن آن‌ها با آب و صابون است.

موادی که برای پاک‌کردن آلودگی مورد استفاده قرار می‌گیرند (برای مثال دستمال‌ها، آب و صابون) سپس به زباله‌هایی تبدیل می‌شوند که باید در سیلوهای ساخته‌شده از بتن مسلح ذخیره شوند و هر چند وقت یک بار در اعماق زمین مدفون شوند.

اما اگر با دوزهای بالاتر مواد رادیواکتیو سروکار داشته باشید، اوضاع می‌تواند متفاوت باشد. به‌گفته‌ی اوجوان، اجسام به شدت آلوده با استفاده از مواد شیمیایی قوی نظیر نیتریک اسید و پرمنگنات پاک می‌شوند. این مواد شیمیایی طی فرایندی به نام چنگالش به مواد رادیواکتیو متصل می‌شوند و آن‌ها را خنثی می‌کنند.

در چرنوبیل، نیروهای پاک‌سازی چرنوبیل با استفاده از روش‌های پاکسازی شیمیایی به تصفیه و تمیز کردن آب اطراف رآکتور هسته‌ای کمک کردند. آن‌ها همچنین سازه‌های ضخیمی از بتن و سرب را در اطراف رآکتور ساختند تا از نشت مواد رادیواکتیو به زمین یا منابع آب پیشگیری کنند.

افرادی که درمعرض سطوح بالایی از تشعشعات یونیزان قرار می‌گیرند، باید لایه‌های بیرونی لباس خود را درآوردند. این کار می‌تواند تا ۹۰ درصد از مواد رادیواکتیو را حذف کند. آن‌ها باید سپس خود را با آب و صابون یا دستمال پاک کنند و نباید از نرم‌کننده مو استفاده کنند. علت آن است که در سطح میکروسکوپی، موها مانند مخروط کاج مودار به نظر می‌رسند. نرم‌کننده موها را صاف می‌کند و غبار رادیواکتیو را درون موها به دام می‌اندازد.

اگر امکان رفع آلودگی جسم آلوده با آب یا مواد شیمیایی وجود نداشته باشد، احتمالا بهتر است که آن را در سیلو ذخیره کرد. زمان بسیار زیادی طول می‌کشد تا بسیاری از مواد رادیواکتیو خطرناک به‌طور خودبه‌خود پاک شوند.

همان‌طور که ماده رادیواکتیو ذرات را ساطع می‌کند، انرژی آن کمتر می‌شود. مدت زمانی که طول می‌کشد تا ماده رادیواکتیو نیمی از انرژی خود را از دست بدهد، نیمه‌عمر آن ماده خوانده می‌شود. به‌گفته‌ی همریک، پس از ۱۰ نیمه عمر، ماده رادیواکتیو کمتر از ۰٫۵ درصد از تشعشات اولیه خود را ساطع می‌کند و در آن نقطه ممکن است در بسیاری از موارد ایمن درنظر گرفته شود.

تعداد انگشت‌شماری از مواد رادیواکتیو خطرناک نظیر ید-۱۳۱ نیمه عمر کوتاهی دارند که فقط چند روز طول می‌کشد. اگرچه بسیاری دیگر نیمه‌عمر بسیار طولانی دارند. اورانیوم-۲۳۵ که معمولاً در نیروگاه‌های هسته‌ای استفاده می‌شود، نیمه‌عمری در حدود ۷۱۰ میلیون سال دارد. بنابراین، اگر غبار اورانیوم-۲۳۵ روی لباس مورد علاقه شما نشست، باید بیش از ۷ میلیارد سال صبر کنید تا آلودگی آن رفع شود.

ژاپن درحال آماده‌شدن برای رهاسازی ۵۰۰ استخر شنای المپیک از آب به اقیانوس آرام است که براثر ویرانی نیروگاه هسته‌‌ای فوکوشیما آلوده شده بود. به‌گزارش رویترز، این آب تصفیه و رقیق شده است، اما همچنان حاوی مقادیر اندکی از تریتیوم رادیواکتیو است. نیمه‌عمر تریتیوم ۱۲٫۳ سال است، بنابراین ۱۲۳ سال طول می‌کشد تا آب غیررادیواکتیو درنظر گرفته شود. اما در تصمیمی بحث‌برانگیز، مقامات ژاپنی همراه سایر کارشناسان در سراسر جهان امیدوارند اقیانوس آب مذکور را به اندازه‌ای رقیق کند که کاملا بی‌ضرر شود.