Επιμέλεια: Μακρυλλού Εμμανουέλα Σοφία Επιβλέπουσα καθηγήτρια: Νικολάου Αναστασία

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "Επιμέλεια: Μακρυλλού Εμμανουέλα Σοφία Επιβλέπουσα καθηγήτρια: Νικολάου Αναστασία"

Transcript

1 Πανεπιστήμιο Αιγαίου Σχολή Περιβάλλοντος Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας Πτυχιακή Εργασία Θέμα: «Η ραδιενέργεια ως παράγοντας ρύπανσης του περιβάλλοντος» Επιμέλεια: Μακρυλλού Εμμανουέλα Σοφία Επιβλέπουσα καθηγήτρια: Νικολάου Αναστασία Μυτιλήνη, 2012

2 Πρόλογος Η παρούσα πτυχιακή εργασία εκπονήθηκε στο πλαίσιο της ολοκλήρωσης των σπουδών μου στο Τμήμα Επιστημών της Θάλασσας του Πανεπιστημίου Αιγαίου. Η εργασία αυτή με τίτλο «Ραδιενεργός Ρύπανση του Θαλασσίου Περιβάλλοντος» επιχειρεί να παρουσιάσει διεξοδικά τη ρύπανση του περιβάλλοντος που οφείλεται στη ραδιενέργεια με ιδιαίτερη έμφαση στο θαλάσσιο περιβάλλον σε παγκόσμια κλίμακα. Το θέμα της ραδιενέργειας στάθηκε εξαιρετικά επίκαιρο διότι σχετικά πρόσφατα έγινε ο τρομακτικός σε ένταση, έκταση και διάρκεια σεισμός στην Ιαπωνία (11 Μαρτίου 2011) ο οποίος εκτός των άλλων προκάλεσε τσουνάμι αλλά και την έκρηξη του πυρηνικού αντιδραστήρα Fukushima, 250km βόρεια του Tokyo, με τρομακτικά άγνωστες πλέον συνέπειες για τον πλανήτη. Από την θέση αυτή εκφράζω τις θερμές μου ευχαριστίες στην Κα. Νικολάου Αναστασία για τη συνεργασία, την καθοδήγηση και βοήθεια που μου πρόσφερε στην συγκρότηση και ολοκλήρωση της εργασίας αυτής. Θέλω επίσης να ευχαριστήσω τα μέλη της τριμελούς επιτροπής και συγκεκριμένα την Κα. Καραντανέλλη Μαρία και την Κα. Τράγου Ελίνα που διέθεσαν τον πολύτιμο χρόνο τους για να διαβάσουν και να αξιολογήσουν την εργασία αυτή. Θα ήθελα να ευχαριστήσω τους φίλους και συμφοιτητές μου Ανδρέα, Γιάννη, Ειρήνη, Ματίνα και Σταύρο για την αγάπη τους και την συμπαράσταση τους στην κοινή μας πορεία προς την γνώση. Κλείνοντας οφείλω ένα μεγάλο ευχαριστώ στους γονείς μου Μανώλη και Ειρήνη που με στήριξαν και με ενίσχυσαν πνευματικά και υλικά στα χρόνια των σπουδών μου. 2

3 3 Στους γονείς μου

4 Περίληψη Στην παρούσα πτυχιακή εργασία γίνεται προσπάθεια ανάλυσης, επεξεργασίας και ανάδειξης της ρύπανσης που προκαλείται στο θαλάσσιο περιβάλλον από τη ραδιενέργεια. Σκοπός της συγκεκριμένης εργασίας είναι η παρουσίαση των προβλημάτων από τη χρήση της πυρηνικής ενέργειας σε ευρεία κλίμακα, η ρύπανση που προέρχεται από αυτήν και οι επιπτώσεις των πιθανοτήτων διαρροής από τη μακροχρόνια και μη ασφαλή διαχείριση των ραδιενεργών καταλοίπων. Για την επίτευξη του παραπάνω σκοπού γίνεται διαχωρισμός της εργασίας σε δύο θεωρητικά μέρη, από τα οποία στο μεν πρώτο αναλύεται η ραδιενέργεια και οι πηγές προέλευσής της και στο δεύτερο αναδεικνύεται μέσω εκτενούς παρουσίασης μελετών περιπτώσεων από τη διεθνή βιβλιογραφία η ραδιενεργός ρύπανση και οι πιέσεις που ασκεί στο θαλάσσιο περιβάλλον. Συμπερασματικά παρατηρείται ότι με βάση τα ραδιοϊσότοπα που έχουν μεγάλο χρόνο ημίσειας ζωής είναι δυνατή η εκτίμηση της κατανομής και της έκτασης της ραδιενεργού ρύπανσης. Στο Βόρειο Ατλαντικό ωκεανό παρατηρούνται οι υψηλότερες τιμές ραδιενέργειας στα επιφανειακά νερά. Επίσης τα ραδιοϊσότοπα μεταφέρονται σταδιακά μέσω βιολογικών διεργασιών στα βαθύτερα νερά. Τα προερχόμενα από τις υπόγειες δοκιμές ραδιενεργά υλικά, μεταφέρονται από τα θαλάσσια ρεύματα σε μεγάλες αποστάσεις. Το μεγαλύτερο μέρος του ραδιενεργού νέφους του Chernobyl δέχτηκε η Βαλτική Θάλασσα μέσω των βροχοπτώσεων αλλά και η Μαύρη θάλασσα μέσω και των βροχοπτώσεων και της απορροής από τα ποτάμια. Αναλύσεις δειγμάτων θαλασσινού νερού κυρίως στο Βόρειο Αιγαίο Πέλαγος έδειξαν ότι η συγκέντρωση του Cs-137 είχε αυξηθεί επίσης κατά δέκα φορές περίπου μετά το ατύχημα και ότι μέχρι τα μέσα της δεκαετίας του 1990 διατηρούνταν σε υψηλά επίπεδα. Οι θάλασσες γύρω από τους σταθμούς επανεπεξεργασίας πυρηνικών καυσίμων των εργοστασίων la Hague (Γαλλία) και Sellafield (Ηνωμένο Βασίλειο) είναι οι πλέον επιβαρυμένες με ραδιενεργά υλικά θάλασσες στον κόσμο. Η μεγαλύτερη απόρριψη υγρών αποβλήτων με ανθρωπογενούς προέλευσης ραδιοϊσότοπα και μάλιστα σε πολύ μικρό χρονικό διάστημα πραγματοποιήθηκε μετά το σεισμό (2011) στη Fukushima. 4

5 Περιεχόμενα Εισαγωγή Φυσική του πυρήνα Ιστορική αναδρομή Ιδιότητες του πυρήνα Πυρηνικές δυνάμεις Ενέργεια σύνδεσης και σταθερότητα Ραδιενέργεια Εισαγωγή στη ραδιενέργεια Διάσπαση άλφα διάσπαση βήτα Εκπομπή ακτινοβολίας γ Αλληλεπίδραση ιονιζουσών ακτινοβολιών και ύλης Ρυθμός διασπάσεων Χρόνος ημιζωής Ενεργότητα Μέτρηση ραδιενέργειας Ραδιενεργές οικογένειες Πυρηνικές αντιδράσεις Πυρηνική σχάση Αλυσιδωτές αντιδράσεις Πυρηνικοί αντιδραστήρες σχάσης Πυρηνική σύντηξη Πηγές ραδιενέργειας Φυσικές πηγές ραδιενέργειας Κοσμική ακτινοβολία Ακτινοβολία από τη Γη Άλλες φυσικές πηγές ραδιενέργειας Εσωτερικές φυσικές πηγές ραδιενέργειας Ανθρωπογενείς πηγές ραδιενέργειας Γενικά Πυρηνικά όπλα Η πυρηνική βιομηχανία Πυρηνικά ατυχήματα Ασφάλεια στους πυρηνικούς αντιδραστήρες ισχύος Το μεγάλο πυρηνικό ατύχημα στο Τσερνομπίλ

6 Άλλα σημαντικά πυρηνικά ατυχήματα Ραδιενεργά κατάλοιπα Οι ιδιότητες του νερού Ρύπανση Η έννοια της ρύπανσης Η ρύπανση της θάλασσας Ραδιενεργός ρύπανση του περιβάλλοντος Ρύπανση του ωκεάνιου περιβάλλοντος από ραδιενέργεια Περιπτωσιολογικές μελέτες Case Studies Συμπεράσματα Βιβλιογραφία και βιβλιογραφικές αναφορές Ξένη βιβλιογραφία Ελληνική βιβλιογραφία

7 Κατάλογος Πινάκων Πίνακες Τίτλος Πινάκων Σελίδα Πίνακας 1 Οι τέσσερις αλληλεπιδράσεις στη φύση 14 Πίνακας 2 Τιμές του συντελεστή ποιότητας W R για διάφορα είδη 28 ακτινοβολίας Πίνακας 3 Η σειρά του θορίου 30 Πίνακας 4 Η σειρά ακτινίου 30 Πίνακας 5 Η σειρά ουρανίου 30 Πίνακας 6 Η σειρά του ποσειδωνίου 40 Πίνακας 7 Έκθεση σε κοσμική ακτινοβολία 37 Πίνακας 8 Παγκόσμια μέση τιμή της ενεργού δόσης από φυσική 41 ραδιενέργεια και επί τοις 100 ακτινοβολίας που δέχεται ο άνθρωπος από φυσικές πηγές Πίνακας 9 Αριθμός πυρηνικών δοκιμών στην ατμόσφαιρα 44 Πίνακας 10 Κυριότερα πυρηνικά ατυχήματα σε εγκαταστάσεις παραγωγής 51 ηλεκτρικής ενέργειας Πίνακας 11 Εκλυόμενη ενεργότητα ανά μεγατόνο ισχύος πυρηνικής έκρηξης 54 Πίνακας 12 Μέθοδοι απόθεσης ραδιενεργών καταλοίπων 59 Πίνακας 13 Ραδιενεργός επίπτωση λόγω των πυρηνικών δοκιμών στην 71 ατμόσφαιρα κατά την περίοδο σε kbq/m 2 Πίνακας 14 Φυσικά επίπεδα ραδιενέργειας στην επιφάνεια των θαλασσών 74 Πίνακας 15 Ραδιοϊσότοπα στο θαλάσσιο περιβάλλον Πίνακας 16 Τιμές των συγκεντρώσεων ενεργότητας των ραδιενεργών ουσιών 80 που έχουν απορριφθεί σε διάφορους ωκεανούς της Γης Πίνακας 17 Ανά έτος ποσότητα των πυρηνικών καυσίμων που 87 επανεπεξεργάζονται στον σταθμό Magnox B205 και THORP Πίνακας 18 Προσδιορισμός πηγής ρύπανσης από τον λόγο συγκέντρωσης των 93 ισοτόπων του Καισίου Πίνακας 19 Οι μετρήσεις ενεργότητας Cs-137 σε πλαίσιο 100x50 km από τις ακτές του σταθμού Dai ichi 96 7

8 Κατάλογος Διαγραμμάτων Διαγράμματα Τίτλος Διαγραμμάτων Σελίδα Διάγραμμα 1 Αριθμό των νετρονίων πρωτονίων (διάγραμμα Segre) 15 Διάγραμμα 2 Ενέργεια σύνδεσης ανά νουκλεόνιο συναρτήσει του μαζικού 16 αριθμού Α Διάγραμμα 3 Διάδοση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας 19 Διάγραμμα 4 Ο αριθμός των μητρικών πυρήνων Νο μειώνεται με τον χρόνο 25 Τ, υποδιπλασιάζεται σε διάστημα ενός χρόνου ημιζωής Τ 1/2 Διάγραμμα 5 Η ενεργότητα Α μειώνεται με τον χρόνο Τ, υποδιπλασιάζεται σε 26 διάστημα ενός χρόνου ημιζωής Τ 1/2 Διάγραμμα 6 Πλήθος πυρηνικών δοκιμών στη ατμόσφαιρα και υπογείως 45 Διάγραμμα 7 Μέσες τιμές συγκεντρώσεις ενεργότητα 137 Cs σε επιφανειακά 75 νερά συνιστωσών του θαλάσσιου περιβάλλοντος του πλανήτη κατά το έτος 2000 Διάγραμμα 8 Ετήσια εκπομπή αερίων ραδιοϊσοτόπων σε ΤBq από το la Hague 85 Διάγραμμα 9 Ετήσια απόρριψη υγρών αποβλήτων με ραδιοϊσότοπα σε ΤBq 85 από το la Hague Διάγραμμα 10 Εξέλιξη στην περιεκτικότητα πλουτωνίου, Sr-90 και Cs-137 στα 86 υγρά απόβλητα κατά τα έτη Διάγραμμα 11 Ετήσιες εκπομπές ραδιενεργών ρύπων στην ατμόσφαιρα (α) και οι απορρίψεις υγρών αποβλήτων (β και γ) από το Sellafield σε ΤBq κατά τα έτη 1976 έως Κατάλογος Σχημάτων Σχήματα Τίτλος Σχημάτων Σελίδα Σχήμα 1 Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο: το πρωτόνιο αλληλεπιδρά με το άτομο, με 21 αποτέλεσμα την εξαφάνιση του φωτονίου και την εκπομπή ενός ηλεκτρονίου του ατόμου Σχήμα 2 Σκέδαση Compton: το φωτόνιο ενέργειας E = hv μετά τη σκέδαση με 22 το ηλεκτρόνιο e, έχει ενέργεια E = hv Σχήμα 3 Δίδυμη γένεση: το φωτόνιο γ εξαφανίζεται και παράγονται ένα 22 ηλεκτρόνιο και ένα ποζιτρόνιο Σχήμα 4 Εξαΰλωση 23 Σχήμα 5 Οι ακτίνες Χ όταν πέφτουν πάνω σε ένα άτομο χάνουν την ενέργεια 23 τους Σχήμα 6 Διαδικασία σχάσης 31 Σχήμα 7 Διάγραμμα αλυσιδωτής αντίδρασης με πυρηνική σχάση 32 Σχήμα 8 Τα 4 φράγματα ασφαλείας σε ένα πυρηνικό αντιδραστήρα ισχύος 49 Σχήμα 9 Λειτουργίες ασφαλείας σε πυρηνικό αντιδραστήρα 49 Σχήμα 10 Διασπορά ραδιενέργειας μετά το ατύχημα του Τσερνομπίλ 54 Σχήμα 11 Συγκεντρώσεις Cs-137 στο θαλασσινό νερό από 11 Απριλίου έως 11 Ιουλίου

9 Κατάλογος Εικόνων Εικόνες Τίτλος Εικόνων Σελίδα Εικόνα 1 Ο κατεστραμμένος αντιδραστήρας 4 του πυρηνικού εργοστασίου Τσερνομπίλ 55 και η «σαρκοφάγος» που χτίστηκε για την επικάλυψη του και αποφυγή των διαρροών ραδιενέργειας Εικόνα 2 Περιοχή Hanford 82 Εικόνα 3 Οι ποταμοί Yenisey και Ob 83 Εικόνα 4 Περιοχές Sellafield (A) και La Hague (B) 86 Κατάλογος Χαρτών Χάρτες Τίτλος Χαρτών Σελίδα Χάρτης 1 Παγκόσμια κατανομή ραδιενεργών καταλοίπων στην θάλασσα 80 Χάρτης 2 Ηνωμένες πολιτείες Αμερικής 82 Χάρτης 3 Η πορεία των αποβλήτων από το Sellafield προς τη Βόρεια Θάλασσα 84 και από εκεί στη Νορβηγική Θάλασσα και στον πορθμό Kattegat (Σουηδία - Δανία) και η πορεία από το Lattague στη Βόρεια θάλασσα και στο πορθμό Skagerrak και Kattegat Χάρτης 4 Περιοχή βύθισης ρώσικου πυρηνοκίνητου υποβρυχίου Kursk 89 Χάρτης 5 7 ύποπτα ναυάγια στο Ιόνιο 90 Χάρτης 6 Κατανομή του Cs-137 στις θάλασσες της Ανατολικής Μεσογείου το Χάρτης 7 Μορφή απόθεσης Cs-137 και του βραχύβιου Cs-134 στον Ελληνικό θαλάσσιο χώρο, μετά το ατύχημα στο Chernobyl το

10 Εισαγωγή Ένα από τα σημαντικότερα και κρισιμότερα προβλήματα της εποχής μας είναι η ρύπανση του περιβάλλοντος. Ειδικότερα η θαλάσσια ρύπανση αποτελεί ένα σύνθετο και πολύπλοκο επιστημονικό, τεχνολογικό, οικονομικό και κοινωνικό πρόβλημα αφού: Επηρεάζει στην ανθρώπινη υγεία Καταστρέφει οικοσυστήματα Αδρανοποιεί, βασικούς μηχανισμούς εξισορρόπησης και αποκατάστασης φυσικών διεργασιών Υποβαθμίζει ή και καταστρέφει πηγές τροφίμων και πρώτων υλών Περιορίζει θαλάσσιες δραστηριότητες (αλιεία) Αποστερεί τη δυνατότητα αναψυχής των ανθρώπων Η απεραντοσύνη της θάλασσας δημιούργησε την ψευδαίσθηση ότι η χωρητικότητα της σε ρύπους είναι απεριόριστη. Τα ανθρωπογενούς προελεύσεως απόβλητα όμως, εντοπίζονται σε οποιοδήποτε σημείο των θαλασσών, από τους Πόλους μέχρι τον Ισημερινό και από την παράκτια ζώνη έως τα αβυσσικά βάθη. Ως θαλάσσια ρύπανση ορίζεται η είσοδος ουσιών, μορφών ενέργειας, μικροοργανισμών ή γενετικά τροποποιημένων οργανισμών στο θαλάσσιο περιβάλλον με αποτέλεσμα την αλλοίωση αυτού. Θαλάσσιος ρύπος (pollutant ή contaminant) θεωρείται η ουσία ή η μορφή ενέργειας η οποία όταν απορρίπτεται στο θαλάσσιο περιβάλλον μπορεί να προκαλέσει άμεσα ή έμμεσα σημαντική αλλοίωση των φυσικών, χημικών και βιολογικών παραμέτρων που το χαρακτηρίζουν. Παρά την πληθώρα των ουσιών που έχουν εντοπισθεί στο θαλάσσιο περιβάλλον, η πιο επικίνδυνη κατηγορία είναι οι ραδιενεργές ουσίες και τούτο διότι: Δρουν ύπουλα Για μεγάλα χρονικά διαστήματα Σε μεγάλες αποστάσεις από το σημείο εκκίνησης Η δε προστασία από αυτές είναι πρακτικά αδύνατη Από τη δεκαετία του 1940 και μετέπειτα έχουν ανιχνευθεί σημαντικές ανθρωπογενούς προέλευσης ραδιενεργές ουσίες στα νερά των θαλασσών οι οποίες οφείλονται στις πυρηνικές δοκιμές, τόσο στην ατμόσφαιρα όσο και υποθαλάσσια, σε μια πληθώρα πυρηνικών ατυχημάτων αλλά και στην μη ασφαλή διαχείριση των ραδιενεργών αποβλήτων που προέρχονται από τα χρησιμοποιούμενα πυρηνικά καύσιμα των σταθμών πυρηνικής ενέργειας. Στο πρώτο κεφάλαιο γίνεται μια εκτενής αναφορά της φυσικής του πυρήνα ιστορική αναδρομή, ιδιότητες του πυρήνα, πυρηνικές δυνάμεις και ενέργεια σύνδεσης και σταθερότητα. Το δεύτερο κεφάλαιο αναφέρεται γενικά και με πολλές λεπτομέρειες στο 10

11 φαινόμενο της ραδιενέργειας. Το τρίτο κεφάλαιο ασχολείται με τις πυρηνικές αντιδράσεις (κυρίως σχάσης αλλά και σύντηξης). Το τέταρτο κεφάλαιο αναφέρεται στις πηγές τις ραδιενέργειας τόσο τις φυσικές όσο και της ανθρωπογενείς πηγές ραδιενέργειας. Στο πέμπτο κεφάλαιο γίνεται μια σύντομη αναφορά του νερού στη φύση και τις ιδιότητες του ενώ το έκτο κεφάλαιο ασχολείται εκτενώς με τη ρύπανση και ιδιαίτερα με τη ρύπανση του ωκεάνιου (των θαλασσών) περιβάλλοντος από ραδιενέργεια. Στο έβδομο κεφάλαιο σταχυολογούνται μερικές ειδικές περιπτώσεις ραδιενεργούς ρύπανσης θαλασσών από τις δεκάδες που έχουν καταγραφεί και τα γενικότερα συμπεράσματα στο όγδοο κεφάλαιο. Ακολουθεί μια εκτενής ελληνική και ξένη βιβλιογραφία. 11

12 1. Φυσική του πυρήνα 1.1 Ιστορική αναδρομή Η αντίληψη ότι η ύλη αποτελείται από πολύ μικρά αδιαίρετα σωματίδια ξεκίνησε τον 5 ο με 4 ο π.χ. αιώνα, όταν οι αρχαίοι Έλληνες φιλόσοφοι Λεύκιππος και Δημόκριτος υπέθεσαν ότι η ύλη δεν μπορεί να διαιρείται επ άπειρον, αλλά τεμνόμενη συνεχώς φτάνει σε πολύ μικρά σωματίδια τα οποία δεν μπορούν να διαιρεθούν περαιτέρω. Τα σωματίδια αυτά τα ονόμασαν άτομα, μια λέξη που προέρχεται από το στερητικό α και το ρήμα τέμνω που σημαίνει κόβω ή υποδιαιρώ. Τα άτομα, κατά τον Δημόκριτο ήταν τα έσχατα δομικά υλικά όλων των υλικών πραγμάτων, απειροελάχιστα, ομογενής, συμπαγή και αδιαίρετα. Η ιδέα των ατόμων έμεινε αδρανής για πολλούς αιώνες μέχρι που ο Dalton, στις αρχές του 19 ου αιώνα, στην προσπάθεια του να ερμηνεύσει ορισμένες πειραματικές διαπιστώσεις, αποδέχτηκε την ύπαρξη των ατόμων και διατύπωσε τη δική του ατομική θεωρία. Η ανακάλυψη του ηλεκτρονίου στο τέλος του 19 ου αιώνα - το από τον Thompson, έδειξε ότι τα άτομα δεν είναι αδιαίρετα αλλά αποτελούνται από μια περιοχή με θετικό ηλεκτρικό φορτίο και σωματίδια με αρνητικό, τα ηλεκτρόνια. Τα πειράματα σκέδασης του Rutherford, το 1911, κατέδειξαν ότι το μεγαλύτερο μέρος του ατόμου είναι κενός χώρος και το σύνολο σχεδόν της μάζας του καθώς και το θετικό του φορτίο είναι συγκεντρωμένο σε ένα πολύ μικρό χώρο σε σχέση με το μέγεθος του ατόμου, που ονομάστηκε πυρήνας (nucleus). Με τα πειράματα του Rutherford μετρήθηκαν τα μεγέθη των πυρήνων αρκετών χημικών στοιχείων, ενώ ο πυρήνας του υδρογόνου, που είχε το μικρότερο μέγεθος, χαρακτηρίστηκε ως πρωτόνιο. Η ανακάλυψη του νετρονίου το 1930 από τον Chadwick, έλυσε ένα μυστήριο σχετικά με τη σύνθεση του πυρήνα. Πριν από το 1930, η μάζα του πυρήνα θεωρείται ότι οφειλόταν μόνο στα πρωτόνια και κανείς δεν μπορούσε να εξηγήσει γιατί ο λόγος του φορτίου του πυρήνα προς τη μάζα του δεν ήταν ο ίδιος για όλους τους πυρήνες. Πολύ σύντομα αποκαλύφθηκε ότι όλοι οι πυρήνες, εκτός του υδρογόνου, περιείχαν εκτός από τα θετικά φορτισμένα σωματίδια -τα πρωτόνια- και κάποια άλλα χωρίς ηλεκτρικό φορτίο αλλά με μάζα περίπου ίση με τη μάζα των πρωτονίων. Τα σωματίδια αυτά επειδή ήταν ηλεκτρικά ουδέτερα ονομάστηκαν νετρόνια (από τη λέξη neuter που σημαίνει ουδέτερος τα νετρόνια λέγονται και ουδετερόνια). 1.2 Ιδιότητες του πυρήνα Το πλέον εμφανές χαρακτηριστικό του πυρήνα ενός ατόμου είναι το μέγεθος του, το οποίο είναι έως φορές μικρότερο από το μέγεθος του ατόμου (Young, 1992). Ο πυρήνας μπορεί να αναπαρασταθεί ως σφαίρα, η ακτίνα της οποίας εξαρτάται από τη μάζα του. Η μάζα του πυρήνα με τη σειρά της εξαρτάται από το συνολικό αριθμό, Α, των 12

13 σωματιδίων - πρωτόνια και νετρόνια - του πυρήνα. Ο αριθμός αυτός ονομάζεται μαζικός αριθμός. Οι βασικοί δομικοί λίθοι του πυρήνα, όπως έχει προαναφερθεί, είναι το πρωτόνιο και το νετρόνιο. Το πρωτόνιο αποτελεί το πιο βασικό συστατικό του πυρήνα, αφού από τον αριθμό των πρωτονίων, που ονομάζεται ατομικός αριθμός και συμβολίζεται με Ζ, καθορίζεται και το είδος του ατόμου του χημικού στοιχείου. Το πρωτόνιο είναι θετικά φορτισμένο με ίσο και αντίθετο φορτίο με αυτό του ηλεκτρονίου και μάζα m p = x kg. Το άλλο συστατικό του πυρήνα, το νετρόνιο, απαντάται σε όλα τα άτομα εκτός του υδρογόνου. Είναι ηλεκτρικά ουδέτερο και η μάζα του είναι παραπλήσια με αυτήν του πρωτονίου, m n = x kg. Ο αριθμός των νετρονίων ενός πυρήνα (ή νετρονικός αριθμός) συμβολίζεται με Ν και μπορεί εύκολα να υπολογισθεί αν αφαιρέσουμε αυτό τον μαζικό αριθμό τον αντίστοιχο ατομικό: Ν = Α-Ζ (αφού Α = Ζ+Ν). Τα πρωτόνια και τα νετρόνια ενός πυρήνα αποκαλούνται από κοινού νουκλεόνια. Σε ένα ουδέτερο άτομο, ο συνολικός αριθμός των πρωτονίων είναι ίσος με τον συνολικό αριθμό των ηλεκτρονίων. Κάθε ξεχωριστό είδος πυρήνα -που έχει συγκεκριμένη τιμή του Ζ και του Ν- ονομάζεται νουκλίδιο. Υπάρχουν τρία είδη πυρήνων ανάλογα με τον αριθμό των πρωτονίων τους, τον αριθμό των νετρονίων τους και των αριθμό των νουκλεονίων τους. i. Ισότοποι πυρήνες Τα άτομα που έχουν τον ίδιο αριθμό πρωτονίων αλλά διαφορετικό μαζικό αριθμό ονομάζονται ισότοπα. Στα ισότοπα ενός χημικού στοιχείου δεν αλλάζουν οι χημικές ιδιότητες διότι δεν αλλάζει ο αριθμός των ηλεκτρονίων (αφού είναι ίδιος με τον αριθμό των πρωτονίων), παρουσιάζουν όμως διαφορές ως προς τις φυσικές ιδιότητες (π.χ. σημείο τήξης, σημείο βρασμού, ρυθμός διάχυσης). Παράδειγμα ισοτόπων πυρήνων είναι το κοινό υδρογόνο, το δευτέριο και το τρίτιο. ii. Ισότονοι πυρήνες Οι πυρήνες αυτοί έχουν τον ίδιο αριθμό νετρονίων αλλά διαφορετικό αριθμό πρωτονίων, πρόκειται δηλαδή για διαφορετικά χημικά στοιχεία. Ένα παράδειγμα ισότονων πυρήνων είναι ο άνθρακας ( ) με το άζωτο -15 ( ) και οι δύο πυρήνες έχουν από 8 νετρόνια. iii. Ισοβαρείς πυρήνες Οι ισοβαρείς πυρήνες έχουν τον ίδιο μαζικό αριθμό αλλά διαφορετικό αριθμό πρωτονίων και διαφορετικό αριθμό νετρονίων, όπως για παράδειγμα οι πυρήνες και πρόκειται δηλαδή για διαφορετικά χημικά στοιχεία. 13

14 1.3 Πυρηνικές δυνάμεις Οι τέσσερις μορφές αλληλεπιδράσεων που χαρακτηρίζουν το σύμπαν είναι οι εξής: Η ηλεκτρομαγνητική αλληλεπίδραση Η ασθενής αλληλεπίδραση Η ισχυρή αλληλεπίδραση Η βαρυτική αλληλεπίδραση Πίνακας 1: Οι τέσσερις αλληλεπιδράσεις στη φύση (1fm=10-15 m) (Πηγή: Young, 1992 ) Αλληλεπίδραση Ισχύς Εμβέλεια Ισχυρή 1 Μικρή (~1fm) Ηλεκτρομαγνητική Μακρά ( ) Ασθενής Μικρή (~0.001 fm) Βαρυτική Μακρά ( ) Τόσο η ηλεκτρομαγνητική όσο και η βαρυτική αλληλεπίδραση εξαρτώνται από την απόσταση ( ). Η δύναμη βαρύτητας είναι πολύ ασθενέστερη από την ηλεκτρομαγνητική έχει όμως πρωταρχική σημασία στη δομή των άστρων (αστέρων) και τη συμπεριφορά του σύμπαντος σε μεγάλη κλίμακα, αλλά πιστεύεται ότι δεν παίζει σημαντικό ρόλο στις αλληλεπιδράσεις των σωματιδίων (Young, 1992). Η ισχυρή αλληλεπίδραση ευθύνεται για τη σταθερότητα των νουκλεονίων στον πυρήνα του ατόμου (πυρηνική δύναμη) και είναι περίπου 100 φορές ισχυρότερη από την ηλεκτρομαγνητική όμως εξασθενεί με την απόσταση ταχύτερα από το που εξασθενεί η ηλεκτρομαγνητική. Η ασθενής αλληλεπίδρασης είναι η αλληλεπίδρασης μικρής εμβέλειας και υπεύθυνη για τη διάσπαση β (η οποία αναλύεται στο επόμενο κεφάλαιο). Η ισχυρή αλληλεπίδραση, που ονομάζεται και πυρηνική δύναμη, έχει πολύ μικρή ακτίνα δράσης και ουσιαστικά περιορίζεται μέσα στον χώρο του πυρήνα. Οι πυρηνικές δυνάμεις συγκρατούν τα πρωτόνια και τα νετρόνια σε στενή σύνδεση μέσα στον πυρήνα παρά τις ηλεκτρικές απώσεις μεταξύ των πρωτονίων. Σε άτομα στοιχείων με μικρούς πυρήνες, η ισχυρή αλληλεπίδραση υπερνικά την ηλεκτρική άπωση. Ένας μεγάλος όμως πυρήνας -με πολλά πρωτόνια- δεν είναι τόσο σταθερός. Την ευθύνη για τη σταθερότητα των βαρύτερων πυρήνων αναλαμβάνουν τα νετρόνια τα οποία υπερτερούν σε αριθμό των πρωτονίων, όπως για παράδειγμα στο ουράνιο -238 που έχει 92 πρωτόνια και 146 νετρόνια (Eisberg & Resnick, 1985). Ο κάθε πυρήνας έχει μια ολική στροφορμή που οφείλεται στο σπιν των νουκλεονίων αλλά και στις κινήσεις τους μέσα στον πυρήνα. Η ολική στροφορμή είναι μηδέν στους 14

15 πυρήνες με άρτιο αριθμό πρωτονίων και νετρονίων (άρτιους αριθμούς Ζ και Ν) πράγμα το οποίο υπονοεί ότι η σύζευξη κατά ζεύγη των σωματιδίων με αντίθετα σπιν μπορεί να αποτελεί ένα σημαντικό παράγοντα σταθερότητας στη δομή του πυρήνα. Από τα 2500 περίπου γνωστά νουκλίδια (πυρήνες), λιγότερα από τα 300 είναι σταθερά. τα υπόλοιπα είναι ασταθείς δομές που λέγονται και ραδιενεργές και διασπώνται σε άλλα νουκλίδια με ταυτόχρονη εκπομπή σωματιδίων και ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Ο σημαντικότερος λόγος της ευστάθειας ορισμένων πυρήνων και της αστάθειας κάποιων άλλων είναι ο ανταγωνισμός μεταξύ της ελκτικής πυρηνικής δύναμης και της απωστικής ηλεκτρικής δύναμης. Η πυρηνική δύναμη, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ευνοεί ζεύγη νουκλεονίων και ζεύγη ζευγών. Σε ένα πυρήνα με υπερβολικά πολλά πρωτόνια, οι απωστικές ηλεκτρικές αλληλεπιδράσεις υπερισχύουν έναντι των ελκτικών πυρηνικών αλληλεπιδράσεων, οπότε ο πυρήνας δεν είναι δυνατόν να είναι σταθερός. Σύμφωνα με το διάγραμμα Segre (Διάγραμμα 1) που δείχνει τον αριθμό των νετρονίων συναρτήσει του αριθμού των πρωτονίων για σταθερά νουκλίδια, ο αριθμός των νετρονίων υπερβαίνει τον αριθμό των πρωτονίων κατά έναν ακέραιο αριθμό, που αυξάνει αυξανομένου του ατομικού αριθμού Ζ. Για μικρούς μαζικούς αριθμούς, οι αριθμοί των πρωτονίων και των νετρονίων είναι περίπου ίσοι. Υπάρχουν τέσσερα σταθερά νουκλίδια όπου τόσο ο αριθμός Ζ όσο και ο Ν είναι περιττοί αριθμοί, τα: (ή 1 ), 3 6, 5 10, 7 14 (1+1) (3+3) (5+5) (7+7) Τα νουκλίδια αυτά ονομάζονται περιττά περιττά. Η απουσία άλλων πυρήνων (νουκλιδίων) αυτής της περιττής περιττής σύστασης, δείχνει (καταδεικνύει) τη σημασία του παράγοντα ζευγοποίησης για τον σχηματισμό των σταθερών νουκλιδίων Διάγραμμα 1: Αριθμό των νετρονίων πρωτονίων (διάγραμμα Segre) (Πηγή: ) 15

16 1.4 Ενέργεια σύνδεσης και σταθερότητα Η ολική μάζα (Μ), ενός πυρήνα είναι πάντοτε μικρότερη από την ολική μάζα των σωματιδίων που τον συγκροτούν (Zm p + Nm n ). Αυτό οφείλεται στην ισοδυναμία της (αρνητικής) δυναμικής ενέργειας Ε Β, με ορισμένη μάζα που ονομάζεται έλλειμμα μάζας (και συμβολίζεται με ΔΜ). Αυτή η ενέργεια Ε Β, σχετίζεται με τις ελκτικές δυνάμεις οι οποίες συγκρατούν τα νουκλεόνια μεταξύ τους ονομάζεται ενέργεια σύνδεσης. Το έλλειμμα μάζας ΔΜ είναι: ΔΜ = Zm p + Nm n Μ Ενώ η ενέργεια σύνδεσης από τη γνωστή μαθηματική σχέση του Einstein είναι: Ε Β = ΔΜ x c 2 Τόσο το έλλειμμα μάζας ΔΜ, όσο και η ενέργεια σύνδεσης Ε Β, είναι ποσότητες θετικές αν και η δυναμική ενέργεια είναι πάντοτε αρνητική. Για τον διαχωρισμό, για παράδειγμα των συστατικών του πυρήνα του δευτερίου 2 1 Η ή ), απαιτείται ενέργεια 2,23 MeV, η οποία είναι αρκετά μικρή. Σε όλους σχεδόν τους σταθερούς πυρήνες από τους ελαφρότερους έως τους πλέον βαρείς, η ενέργεια σύνδεσης ανά νουκλεόνιο κυμαίνεται στην περιοχή από 6 έως 9MeV. Η μέγιστη τιμή, 8,8 MeV, όπως φαίνεται και στη γραφική παράσταση που ακολουθεί (Διάγραμμα 2: ενέργεια σύνδεσης ανά νουκλεόνιο συναρτήσει του μαζικού αριθμού Α) αντιστοιχεί στο μαζικό αριθμό Α=62 που αντιπροσωπεύει το στοιχείο νικέλιο (Ni). Η αιχμή στο Α=4 δείχνει μία ιδιαίτερη σταθερότητα που παρουσιάζει η δομή του πυρήνα του στοιχείου ηλίου ο πυρήνας αυτός ονομάζεται και σωματίδιο α. Κάθε πυρήνας έχει ένα σύνολο επιτρεπομένων ενεργειακών σταθμών η ενέργεια της εσωτερικής κίνησης ενός πυρήνα είναι κβαντωμένη που περιλαμβάνει τη θεμελιώδη κατάσταση (κατάσταση με την ελάχιστη ενέργεια) και τις διεγερμένες καταστάσεις. Οι πυρήνες των οποίων ο αριθμός των νετρονίων ή των πρωτονίων είναι 2,8,20,28,50,82 ή 126 (μόνο για πυρήνες με Ν=126 γιατί πυρήνες με Ζ=126 δεν έχουν παρατηρηθεί) έχουν μία ιδιαίτερα σταθερή δομή που σημαίνει ότι έχουν σημαντικά μεγαλύτερη ενέργεια σύνδεσης ανά νουκλεόνιο από τους πυρήνες με παραπλήσιες τιμές στα Ζ και Ν. Τα ισότοπα των πυρήνων στους οποίους ο ατομικός αριθμός Ζ είναι ένας από τους προαναφερθέντες 16 αριθμούς, είναι κατά μέσο όρο σταθερότερα (πχ, 8,,, ) (Young, 1992). Διάγραμμα 2: Ενέργεια σύνδεσης ανά νουκλεόνιο συναρτήσει του μαζικού αριθμού Α (Πηγή: Young, 1992) 16

17 2. Ραδιενέργεια 2.1 Εισαγωγή στη ραδιενέργεια Ένα πολύ μεγάλο ποσοστό από τα 2500 γνωστά νουκλίδια (Young, 1992) παρουσιάζουν αστάθεια, δηλαδή κάποια στιγμή μπορεί να εκπέμψουν ένα ή και περισσότερα σωματίδια από τα συστατικά τους αυθόρμητα χωρίς εξωτερική επίδραση και να μετατραπούν σε άλλους πυρήνες με ταυτόχρονη εκπομπή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Η μετατροπή αυτή ονομάζεται ραδιενεργός διάσπαση και το φαινόμενο είναι αποτέλεσμα της ύπαρξης διεγερμένου πυρήνα ο οποίος τείνει να επανέλθει στη θεμελιώδη του κατάσταση. Για αρκετά μεγάλη τιμή του Ζ, οι ηλεκτρικές απωστικές δυνάμεις ανάμεσα στα πρωτόνια του πυρήνα υπερισχύουν των ελκτικών πυρηνικών δυνάμεων με αποτέλεσμα ο πυρήνας να διασπάται. Επιπλέον εάν ο λόγος του αριθμού των νετρονίων προς τον αριθμό των πρωτονίων (Ν/Ζ) δεν είναι κατάλληλος, ο πυρήνας είναι ασταθής ακόμη και αν οι τιμές των Ζ και Α (Α=Ζ+Ν) δεν υπερβαίνουν τα παραπάνω όρια (Ζ > 83, Α > 209) (Young, 1992). Το φαινόμενο της αυθόρμητης διάσπασης των πυρήνων, δηλαδή της φυσικής ραδιενέργειας, όπως ονομάστηκε αργότερα, παρατηρήθηκε για πρώτη φορά από τον Γάλλο φυσικό Henri Becquerel το Αυτός παρατήρησε ότι το θειικό καλιοουρανίλιο, ένα άλας του ουρανίου, εξέπεμπε συνεχώς ακτινοβολία η οποία μαύριζε τη φωτογραφική πλάκα. Η ακτινοβολία αυτή έμοιαζε με τις ακτίνες Χ, που είχαν ανακαλυφθεί λίγο νωρίτερα, το 1895, από τον Röntgen. Ο Becquerel παρατήρησε ότι την ίδια ακτινοβολία εξέπεμπαν και άλλες ενώσεις του ουρανίου. Οι ακτίνες αυτές αρχικά ονομάστηκαν ακτίνες Becquerel ή ακτίνες ουρανίου. Η εντατική έρευνα που έγινε από το ζεύγος Marie και Pierre Curie οι οποίοι από το 1898 απομόνωσαν το στοιχείο ράδιο που είναι σε μεγαλύτερο βαθμό ραδιενεργό από το ουράνιο και πολλούς άλλους επιστήμονες κατά τις δύο επόμενες δεκαετίες, αποκάλυψε ότι οι εκπεμπόμενες ακτινοβολίες αποτελούνται από θετικά, αρνητικά ή ουδέτερα σωματίδια. Οι ακτινοβολίες αυτές απέκτησαν τις ονομασίες άλφα (α), βήτα (β) και γάμμα (γ) αντίστοιχα πριν εξακριβωθεί οριστικά η φύση τους. Η ιδιότητα, που έχουν ορισμένοι πυρήνες ατόμων να μετατρέπονται αυθόρμητα, δηλαδή χωρίς εξωτερική επέμβαση, σε άλλους πυρήνες με ταυτόχρονη εκπομπή ακτινοβολίας (δέσμη σωματιδίων) ονομάζεται φυσική ραδιενέργεια. Το δε φαινόμενο που λέγεται ραδιενεργός διάσπαση ή μετάπτωση ή μεταστοιχείωση ή αποσύνθεση (decay), μπορεί να συμβεί είτε αυθόρμητα στη φύση (φυσική ραδιενέργεια) είτε να προέλθει από πυρήνες που έχουν παραχθεί τεχνητά από πυρηνικές αντιδράσεις στα εργαστήρια και στους επιταχυντές. Ο ραδιενεργός πυρήνας που απαντάται στη Γη σε μεγαλύτερη αφθονία είναι το ουράνιο ( 92 ). Ο πυρήνας αυτός υφίσταται μία σειρά 14 διασπάσεων μέχρι να καταλήξει στο 206 σταθερό ισότοπο του μολύβδου -206 ( 82 ). Στη φύση, όλοι σχεδόν οι ραδιενεργοί πυρήνες 17

18 απαντώνται υπό μορφή τεσσάρων ραδιενεργών οικογενειών ή σειρών, που παίρνουν το όνομα του προγεννήτορα (μητρικού) πυρήνα. Είναι η σειρά του θορίου (Th), του ακτινίου (Ac), του ουρανίου (U) και του ποσειδωνίου (Np). 2.2 Διάσπαση άλφα διάσπαση βήτα Οι πιο συνηθισμένοι τρόποι ραδιενεργού διάσπασης είναι η εκπομπή σωματιδίου άλφα (α) ή βήτα (β). Το σωματίδιο α είναι ταυτόσημα με τον πυρήνα του ηλίου ( ), που σημαίνει δύο πρωτόνια και δύο νετρόνια συζευγμένα με μηδενικό συνολικό σπιν. Η εκπομπή σωματιδίου α συμβαίνει κυρίως σε πυρήνες πολύ μεγάλου μεγέθους που ως εκ τούτου είναι ασταθείς. Όταν ένας πυρήνας εκπέμπει ένα σωματίδιο α, τόσο η τιμή του Ζ όσο και του Ν ελαττώνονται κατά δύο οπότε η τιμή του Α (όπου Α=Ζ+Ν) μειώνεται κατά 4 και ο πυρήνας μετατοπίζεται πλησιέστερα προς μια σταθερή περιοχή του διαγράμματος Segrè (Διάγραμμα 1). Οι βαρείς πυρήνες διασπώνται εκπέμποντας σωματίδια α και όχι μεμονωμένα νουκλεόνια διότι η εκπομπή α είναι η πιο ευνοϊκή ενεργειακά. Τα σωματίδια β είναι ταχέως κινούμενα ηλεκτρόνια ή ποζιτρόνια. Συγκεκριμένα το σωματίδιο βήτα μείον (β - ) είναι ταυτόσημο με το ηλεκτρόνιο. Δεν είναι προφανές ότι ένας πυρήνας μπορεί να εκπέμψει ένα ηλεκτρόνιο αφού δεν υπάρχουν ηλεκτρόνια στον πυρήνα. Η εκπομπή όμως ενός σωματιδίου β - οφείλεται στον μετασχηματισμό ενός νετρονίου σε ένα πρωτόνιο, ένα ηλεκτρόνιο και ένα άλλο σωματίδιο που λέγεται αντινετρίνο. Ακόμα και ένα ελεύθερο νετρόνιο, δηλαδή ένα νετρόνιο που βρίσκεται έξω από τον πυρήνα διασπάται σε ένα πρωτόνιο, ένα ηλεκτρόνιο και ένα αντινετρίνο. Αυτό το ελεύθερο νετρόνιο έχει διάρκεια ζωής 12 min (Οικονόμου, 1975) έως 15min (Young, 1992) κατά μέσο όρο. Η διάσπαση β - συμβαίνει συνήθως σε πυρήνες στους οποίους ο λόγος του αριθμού των νετρονίων προς τον αριθμό των πρωτονίων, Ν / Ζ, είναι πολύ μεγάλος, πράγμα που τους καθιστά ασταθείς. Στη διάσπαση β - η τιμή του Ν ελαττώνεται κατά μία μονάδα και η τιμή του Ζ αυξάνεται κατά μία μονάδα με αποτέλεσμα ο μαζικός αριθμός Α να μην μεταβάλλεται. Τόσο κατά την εκπομπή σωματιδίων α όσο και κατά την εκπομπή σωματιδίων β -, ο ατομικός αριθμός Ζ του πυρήνα μεταβάλλεται με αποτέλεσμα τη μεταστοιχείωση του, δηλαδή τη μετατροπή του αρχικού πυρήνα σε πυρήνα άλλου στοιχείου. 2.3 Εκπομπή ακτινοβολίας γ Μετά την διάσπαση α ή β ο πυρήνας που προκύπτει (θυγατρικός), βρίσκεται μερικές φορές σε διεγερμένη κατάσταση οπότε στη συνέχεια αποδιεγείρεται φθάνοντας στη θεμελιώδη του στάθμη με την εκπομπή ενός φωτονίου του οποίου η ενέργεια είναι ίση με τη διαφορά των δύο σταθμών (0,1 έως 10 MeV περίπου). Το φωτόνιο αυτό συχνά ονομάζεται 18

19 φωτόνιο ακτινοβολίας γάμμα (γ) ή απλά ακτινοβολία γ. Η ακτινοβολία αυτή είναι ηλεκτρομαγνητικής φύσεως και μάλιστα μικρότερου μήκους κύματος και μεγαλύτερης διεισδυτικής ικανότητας από τις ακτίνες χ. Σημειώνεται ότι η ενέργεια των φωτονίων γ, που εκπέμπονται από τον πυρήνα, είναι εκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από την ενέργεια των ακτίνων χ που εκπέμπονται από το άτομο κατά την μετάπτωση ηλεκτρονίων από υψηλότερη σε χαμηλότερη στάθμη (Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005). Τα φωτόνια γ δεν διαθέτουν φορτίο ή μάζα και κατά συνέπεια η εκπομπή τους από ένα πυρήνα δεν οδηγεί σε αλλαγή των χημικών ιδιοτήτων του πυρήνα αλλά μόνο στην απώλεια ενός ορισμένου ποσού ενέργειας (Σκούλλος, 2009). 2.4 Αλληλεπίδραση ιονιζουσών ακτινοβολιών και ύλης Ο όρος ακτινοβολία χαρακτηρίζει τη ροή των σωματιδίων που εκτοξεύονται από κάποια πηγή με μεγάλη ταχύτητα αλλά και κυμάτων όπως είναι τα κύματα που συνδέονται με τις θερμικές και φωτεινές ακτίνες ή με τις ακτίνες χ και γ. Οι ακτινοβολίες διακρίνονται σε ιονίζουσες (ή ιοντίζουσες) και σε μη ιονίζουσες. Ιονίζουσες αποκαλούνται οι ακτινοβολίες που μπορούν άμεσα ή έμμεσα να σχηματίζουν ιόντα. Οι ακτινοβολίες αυτές καθώς διέρχονται μέσα από την ύλη, διασπούν τους μοριακούς δεσμούς από τα άτομα ή τα μόρια ελευθερώνοντας ηλεκτρόνια και σχηματίζοντας ιόντα. Οι ιονίζουσες ακτινοβολίες αποτελούνται από φωτόνια (ακτίνες χ και γ) ή από σωματίδια (α, β, νετρόνια) (Βεργανελάκης, 1989). Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία διαδίδεται με την ταχύτητα του φωτός (στο κενό περίπου 3x10 8 m/s) και περιλαμβάνει, όπως φαίνεται και στο διάγραμμα που ακολουθεί, τα ραδιοφωνικά κύματα, τα μικροκύματα, το υπέρυθρο, το ορατό το υπεριώδες φως καθώς και τις ακτίνες χ και γ (Young, 1992). Διάγραμμα 3: Διάδοση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας (Πηγή: 19

20 Η ενέργεια των σωματιδίων μειώνεται σταδιακά. Μια μικρή μείωση κάθε φορά που ιονίζουν κάποιο άτομο ή συγκρούονται με κάποιο πυρήνα. Λόγω της μεγάλης ορμής που έχουν τείνουν να διατηρήσουν την κατεύθυνση της κίνησης τους δηλαδή η τροχιά τους μέσα στο υλικό είναι περίπου ευθύγραμμη μέχρι που χάνουν όλη τους την ενέργεια και σταματούν. Η μέση τιμή της απόστασης που διανύουν σε ένα υλικό ονομάζεται εμβέλεια (ή διεισδυτικότητα μέσα στην ύλη). Η εμβέλεια των σωματιδίων α που εκπέμπονται από ραδιενεργούς πυρήνες είναι μικρή. Απορροφώνται από φύλλο χαρτιού ή φύλλο αλουμινίου πάχους 0.04 mm ενώ η εμβέλεια τους στον αέρα όταν η ενέργεια τους είναι 3 MeV είναι περίπου 3 cm και το σωματίδιο α παράγει στην περίπτωση αυτή περίπου 4000 ζεύγη ιόντων ανά χιλιοστό (mm) διαδρομής (Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005). Σους βιολογικούς ιστούς τα σωματίδια α μπορεί να φθάσουν μέχρι 0.06 mm δηλαδή ουσιαστικά δεν διαπερνά το δέρμα ωστόσο θεωρείται επικίνδυνη για το αναπνευστικό σύστημα των ζωντανών οργανισμών (Σκούλλος, 2009). Τα σωματίδια β έχουν μεγαλύτερη ικανότητα να διεισδύουν μέσα στην ύλη από ότι τα σωματίδια α. Σωματίδιο β της ίδιας ενέργειας π.χ. 3MeV με το α έχει εμβέλεια μέσα στον αέρα πάνω από 10 m και παράγει 4 ζεύγη ιόντων ανά χιλιοστό διαδρομής. Ο κύριος μηχανισμός επιβράδυνσης των σωματιδίων β που έχουν ενέργειες μικρότερες του 1 MeV είναι ο ιονισμός των ατόμων του υλικού. Σωματίδια β μεγαλύτερης ενέργειας (>1ΜeV) χάνουν ενέργεια για έναν ακόμη λόγο: το ηλεκτρικό πεδίο των πυρήνων της ύλης προκαλεί μεταβολή της ταχύτητας τους. Κάθε ηλεκτρικό φορτίο που επιταχύνεται ή που επιβραδύνεται, εκπέμπει ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία και επομένως καθώς κινούνται τα σωματίδια β στο ηλεκτρικό πεδίο των πυρήνων εκπέμπουν ακτινοβολία χ που είναι γνωστή ως ακτινοβολία πέδηση ή bremsstrahlung. Η διεισδυτική ικανότητα των σωματιδίων β μέσα στην ύλη είναι περίπου 100 φορές μεγαλύτερη από την αντίστοιχη των σωματιδίων α ίσης ενέργειας. Μπορεί να διεισδύσουν σε βάθος 20mm στην επιδερμίδα του ανθρώπου ενώ η πορεία τους ανακόπτεται από ένα φύλλο αλουμινίου. Με μικρές διαφορές παρόμοια πράγματα συμβαίνουν και με τα ποζιτρόνια, η δε ακτίνα διαδρομής τους είναι περίπου ίσον με αυτήν των ηλεκτρονίων. Όταν ένα ποζιτρόνιο επιβραδύνει αρκετά και πλησιάσει ένα ηλεκτρόνιο τότε εξαϋλώνεται με αυτό και δίνει ακτινοβολία γ (Βεργανελάκης, 1989). Η ακτινοβολία γ, σε αντίθεση με τα σωματίδια α και β, δεν ιονίζει απευθείας την ύλη με αποτέλεσμα να παρουσιάζει μεγαλύτερη διεισδυτική ικανότητα μέσα σε αυτήν. 20

21 Η εκπομπή ακτίνων γ αλλά και ακτίνων χ αποτελείται από φωτόνια τα οποία δεν έχουν μάζα ούτε φορτίο. Διαθέτουν όμως αρκετή ενέργεια ώστε να απομακρύνουν τα ηλεκτρόνια από τα άτομα της ύλης στα οποία προσπίπτουν και να τα μετατρέψουν σε θετικά φορτισμένα ιόντα. Τα φωτόνια πρακτικά διεισδύουν σε κάθε απροστάτευτο ιστό με αποτέλεσμα τα φορτισμένα σωματίδια ηλεκτρόνια και θετικά ιόντα να παρεμβάλλονται στα ζωντανά κύτταρα, να παρεμποδίζουν τις βιολογικές διαδικασίες και να προκαλούν διάφορες ασθένειες. Οι δε ακτίνες χ, καθώς απορροφώνται από τους ιστούς, διασπούν τους μοριακούς δεσμούς και δημιουργούν εξαιρετικά ενεργής ελεύθερες ρίζες που με τη σειρά τους μπορεί να διαταράξουν τη μοριακή δομή των πρωτεϊνών καθώς και τη δομή του γενετικού υλικού (Σκούλλος, 2009). Τα φωτόνια γ αλληλεπιδρούν με την ύλη με τρείς τρόπους (Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005): το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο το φαινόμενο ή σκέδαση Compton η δίδυμη γένεση ή παραγωγή ζεύγους Στο φωτοηλεκτρικό φαινόμενο, το φωτόνιο που αλληλεπιδρά με το άτομο εξαφανίζεται και η ενέργεια του μεταφέρεται σε ένα από τα ηλεκτρόνια του ατόμου με αποτέλεσμα την εκπομπή του ηλεκτρονίου με ταχύτητα v (Σχήμα 1). Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο είναι ο κύριος τρόπος αλληλεπίδρασης ακτινοβολίας γ και χ σχετικά χαμηλής ενέργειας και ενισχύεται σημαντικά σε υλικά που έχουν μεγάλο ατομικό αριθμό Ζ. Το φαινόμενο ή σκέδαση Compton προκύπτει από αλληλεπίδραση φωτονίου γ με ηλεκτρόνιο του υλικού. Το φωτόνιο γ μεταφέρει μέρος της κινητικής του ενέργειας στο ηλεκτρόνιο οπότε προκύπτει φωτόνιο μικρότερης ενέργειας το οποίο εκτρέπεται κατά γωνία θ σε σχέση με το προσπίπτον φωτόνιο (Σχήμα 2). Σχήμα 1: Φωτοηλεκτρικό φαινόμενο: το πρωτόνιο αλληλεπιδρά με το άτομο, με αποτέλεσμα την εξαφάνιση του φωτονίου και την εκπομπή ενός ηλεκτρονίου του ατόμου (Πηγή: Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005) 21

22 Σχήμα 2: Σκέδαση Compton: το φωτόνιο ενέργειας E = hv μετά τη σκέδαση με το ηλεκτρόνιο e, έχει ενέργεια E = hv (Πηγή: Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005) Η δίδυμη γένεση ή παραγωγή ζεύγους (pair production) είναι το φαινόμενο κατά το οποίο ένα φωτόνιο γ εξαφανίζεται και στη θέση του γεννώνται ένα ηλεκτρόνιο και ένα ποζιτρόνιο. Η διαδικασία αυτή συμβαίνει στο έντονο ηλεκτρικό πεδίο του πυρήνα κοντά στα πρωτόνια. Τόσο το ηλεκτρόνιο όσο και το ποζιτρόνιο έχουν μεγάλη κινητική ενέργεια και κινούμενα με μεγάλη ταχύτητα αλληλεπιδρούν με τα ηλεκτρόνια των ατόμων του υλικού και μέχρι να σταματήσουν, παράγουν μεγάλο αριθμό ζευγών θετικών ιόντων και ελεύθερων ηλεκτρονίων. Σχήμα3: Δίδυμη γένεση: το φωτόνιο γ εξαφανίζεται και παράγονται ένα ηλεκτρόνιο και ένα ποζιτρόνιο (Πηγή: Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005) Το ποζιτρόνιο όταν επιβραδυνθεί σε πολύ χαμηλές ενέργειες και συναντήσει ηλεκτρόνιο, αλληλεπιδρά με αυτό. Τα δύο σωματίδια εξαφανίζονται και στη θέση τους εμφανίζονται δύο φωτόνια. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται εξαΰλωση. 22

23 Σχήμα 4: Εξαΰλωση (Πηγή: Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005) Η ακτινοβολία γ έχει την ικανότητα να διαπεράσει το σώμα των ζωντανών οργανισμών και απαιτεί αρκετά εκατοστά μολύβδου ή σκυροδέρματος ή στρώμα ύδατος πάχος ενός μέτρου κατ ελάχιστο για να ανακοπεί η πορεία της (Σχήμα 5) (Σκούλλος, 2009). Σχήμα 5: Οι ακτίνες Χ όταν πέφτουν πάνω σε ένα άτομο χάνουν την ενέργεια τους με τρείς τρόπους: a) μέσω του φωτοηλεκτρικού φαινομένου (όλη η ενέργεια του φωτονίου δίδεται σε ένα ηλεκτρόνιο). b) Μέσω του φαινομένου Compton (μέρος της ενέργειας δίδεται σε ένα ηλεκτρόνιο και μέρος πηγαίνει στο σκεδαζόμενο φωτόνιο) c) μέσω της παραγωγής ζευγών (το φωτόνιο μετασχηματίζεται σε ένα ηλεκτρόνιο και ένα ποζιτρόνιο) (Πηγή: Σκούλλος, 2009). Εκπεμπόμενες δέσμες νετρονίων αποτελούν επίσης σωματιδιακή ακτινοβολία. Τα νετρόνια επειδή είναι ηλεκτρικά ουδέτερα σωματίδια, παράγουν μόνο έμμεσα ιονισμό. Το νετρόνιο μετασχηματίζεται στον ελεύθερο χώρο με χρόνο υποδιπλασιασμού min. Κατά τον μετασχηματισμό του νετρονίου προκύπτει ένα πρωτόνιο και ένα ηλεκτρόνιο μαζί με ένα αντινετρίνο (Σκούλλος, 2009). Τα νετρόνια δεν αλληλεπιδρούν με τα ηλεκτρόνια παρά μόνο με τον πυρήνα του ατόμου του υλικού. Επειδή όμως η αλληλεπίδραση αυτή έχει μικρή πιθανότητα, τα νετρόνια έχουν μεγάλη διαδρομή όταν διέρχονται μέσα στην ύλη. 2.5 Ρυθμός διασπάσεων Το φαινόμενο της ραδιενεργούς διάσπασης είναι στοχαστικό, όπως είναι όλα τα ατομικά και πυρηνικά φαινόμενα. Για ένα και μόνο ασταθή πυρήνα δεν μπορούμε να πούμε πότε θα 23

24 διασπασθεί, μπορούμε όμως να προσδιορίσουμε την πιθανότητα διάσπασης. Για ένα μεγάλο πλήθος Ν ορισμένου είδους πυρήνων ο ρυθμός διασπάσεων είναι ανάλογος του αριθμού των μητρικών πυρήνων N(t) που επιβιώνουν τη χρονική στιγμή t λ (1) Όπου η σταθερά αναλογίας λ είναι χαρακτηριστική του είδους των ραδιενεργών πυρήνων, ονομάζεται σταθερά διάσπασης και έχει διαστάσεις (χρόνος) -1. Το αρνητικό πρόσημο στη σχέση (1) μπαίνει γιατί σε κάθε διάσπαση καταστρέφεται ένας μητρικός πυρήνας και παράγεται ένας θυγατρικός. Η σχέση (1) εκφράζει το θεμελιώδη νόμο των ραδιενεργών διασπάσεων και επιβεβαιώνεται από όλες τις πειραματικές μετρήσεις. Με ολοκλήρωση της σχέσης (1): Ν(t) = N o e -λt (2) Όπου Νο είναι ο αριθμός των μητρικών πυρήνων τη χρονική στιγμή t = 0 και Ν(t) ο αριθμός των μητρικών πυρήνων που επιβιώνουν μέχρι την στιγμή t. Έτσι, η πιθανότητα επιβίωσης ενός πυρήνα επί χρόνο t είναι e -λt. Η γραφική παράσταση της σχέσης Ν(t) = N o e -λt φαίνεται στο διάγραμμα που ακολουθεί: 2.6 Χρόνος ημιζωής Ο χρόνος υποδιπλασιασμού ή χρόνος ημιζωής, Τ 1/2, ορίζεται ως χρόνος που απαιτείται για να διασπασθούν μισοί από τους αρχικούς μητρικούς πυρήνες. Στη συνέχεια οι μισοί από τους πυρήνες που απομένουν, διασπώνται κατά τη διάρκεια ενός δεύτερου χρονικού διαστήματος ίσου με Τ 1/2 και ούτω καθεξής, οπότε ο αριθμός των πυρήνων που απομένουν μετά από διαδοχικά χρονικά διαστήματα ίσα με Τ 1/2 είναι Νο Νο Νο Για να βρούμε τη μαθηματική σχέση που συνδέει το χρόνο υποδιπλασιασμού, Τ 1/2, με τη σταθερά διάσπασης, λ, θέτουμε Ν = Νο στην εξίσωση Ν = Νο e -λt Οπότε έχουμε : Και λογαριθμίζοντας κατά μέλη ως προς Τ 1/2 για t = Τ 1/2, έχουμε: Και επειδή ln2 = 0,693 τελικά Πολλοί πυρήνες μπορούν να διασπαστούν με περισσότερους από έναν τρόπους (π.χ. εκπομπή σωματιδίου α και εκπομπή φωτονίου). Κάθε τρόπος διάσπασης i έχει συγκεκριμένη πιθανότητα άρα και συγκεκριμένη σταθερά διάσπασης, λ i, που είναι χαρακτηριστική του 24

25 τρόπου διάσπασης. Επιπλέον, κάθε τρόπος διάσπασης i είναι στατιστικά ανεξάρτητος των υπολοίπων. Επομένως, η συνολική σταθερά διάσπασης λ, που δίνει την ανά μονάδα χρόνου πιθανότητα να διασπαστεί ο πυρήνας ανεξάρτητα του τρόπου διάσπασης είναι: Διάγραμμα 4: Ο αριθμός των μητρικών πυρήνων Νο μειώνεται με τον χρόνο Τ, υποδιπλασιάζεται σε διάστημα ενός χρόνου ημιζωής Τ 1/2 (Πηγή: Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005). 2.7 Ενεργότητα Η ενεργότητα, Α, (activity) ενός δείγματος από ένα είδος ραδιενεργών πυρήνων είναι ο αριθμός των διασπάσεων που συμβαίνουν στην ποσότητα αυτή ανά μονάδα χρόνου. - (διότι = λdt) Άρα Α = Αοe -λt όπου Αο είναι η ενεργότητα για t = 0 και λ η συνολική σταθερά διάσπασης. Στο σχήμα που ακολουθεί φαίνεται η συνάρτηση της ενεργότητας με τον χρόνο. Επειδή ο αριθμός των διασπάσεων είναι ανάλογος με τον αριθμό των ραδιενεργών πυρήνων που έχουν απομείνει, η ενεργότητα, Α, ελαττώνεται με τον χρόνο. 25

26 Στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων, (S.I.), η μονάδα μέτρησης της ενεργότητας είναι το 1Becquerel (σύμβολο 1 Bq) που ορίζεται: 1Bq = 1διάσπαση / s Επειδή το Bq είναι μικρή μονάδα, για τον λόγο αυτό χρησιμοποιούνται τα πολλαπλάσια του: 1kBq = 10 3 Bq, 1MBq = 10 6 Bq, 1TBq = Bq Παλαιότερη μονάδα ενεργότητας, η οποία όμως συνεχίζει να χρησιμοποιείται, είναι το Curie (σύμβολο Ci), το οποίο είναι ίσο με τη ραδιενέργεια που εκπέμπεται από ένα καθαρό ραδιενεργό δείγμα με μέσο ρυθμό αποδιέγερσης 3,7 x διασπάσεις ανά δευτερόλεπτο που σημαίνει 1Ci = 3,7 x διασπάσεις / s. ορισμός αυτός προέρχεται ιστορικά από το γεγονός ότι ο ρυθμός αυτός των 3,7 x διασπάσεων ανά sec αντιστοιχεί περίπου στο ρυθμό αποδιεγέρσεων που εμφανίζει 1g ραδίου 226 ( 226 Ra). Επομένως η σχέση που συνδέει το Curie με το Becquerel είναι: 1Ci = 3,7 x Bq Το Curie είναι προφανώς μεγάλη μονάδα και γι αυτό χρησιμοποιούνται τα υποπολλαπλάσια του: 1mCi = 10-3 Ci, 1μCi = 10-6 Ci, 1pCi = Ci Οι πηγές ραδιενέργειας που χρησιμοποιούνται στα πανεπιστημιακά εργαστήρια αλλά και στη βαθμονόμηση ανιχνευτών ακτινοβολίας είναι της τάξεως των μci. Επίσης το επίπεδο της φυσικής ραδιενέργειας στην επιφάνεια της θάλασσας είναι της τάξεως των pci (όπου 1 pci = Ci). Διάγραμμα 5: Η ενεργότητα Α μειώνεται με τον χρόνο Τ, υποδιπλασιάζεται σε διάστημα ενός χρόνου ημιζωής Τ 1/2 (Πηγή: Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005) 26

27 2.8 Μέτρηση ραδιενέργειας Για την εκτίμηση των συνεπειών της ραδιενέργειας αναφέρονται στην συνέχεια ορισμένοι βασικοί όροι, με τους οποίους περιγράφεται η ένταση και το αποτέλεσμα της ραδιενέργειας (Young, 1992, Clouvas et al.,2001, Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005): 1. Ένταση ραδιενεργού πηγής Χαρακτηρίζεται από τον ρυθμό διασπάσεων με μονάδα μέτρησης το 1 Curie (1Ci) όπου 1Ci = 3,7 x διασπάσεις ανά δευτερόλεπτο. Η ένταση της ραδιενεργού πηγής με μονάδα μέτρησης στο Διεθνές Σύστημα Μονάδων S.I. το 1 Becquerel (1 Bq) όπου 1Bq = 1διάσπαση / s άρα 1Ci = 3,7 x Bq 2. Επίδραση ραδιενέργειας στον ακτινοβολούμενο χώρο Το μέγεθος αυτό δίνει πληροφορίες για την επίδραση των ακτινοβολιών, κυρίως ακτινοβολιών Χ και γ στο χώρο και ορίζεται ως πηλίκο των ιόντων που απελευθερώνονται από την ακτινοβολία μέσα σε ορισμένη μάζα αέρα προς τη μάζα αυτή ( όπου dq η απόλυτη τιμή του υλικού φορτίου των ιόντων). Η νέα μονάδα μέτρησης στο σύστημα S.I. είναι το 1C/kg, που είναι ποσότητα ακτινοβολίας η οποία παράγει ιόντα συνολικού φορτίου 1Coulomb (1C) σε μάζα αέρα 1 kg. 3. Απορροφούμενη ενέργεια ή δόση ακτινοβολούμενου δέκτη (D) Για βιολογικούς σκοπούς είναι πιο σημαντικό να είναι γνωστή η ποσότητα της ραδιενέργειας που απορροφάται από έναν ιστό ή έναν οργανισμό. Η απορροφούμενη δόση ή απλώς δόση συμβολίζεται με D και δίνεται από τη σχέση: D =. Η τιμή της απορροφούμενης δόσης εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά της ακτινοβολίας (ένταση, συχνότητα) που δέχεται το υλικό και από το ίδιο το υλικό πάνω στο οποίο προσπίπτει. Μονάδα μέτρησης στο S.I. είναι το 1J/kg που ονομάζεται 1Gray (1Gy), δηλαδή: 1Gy = 1J/kg (ιστών) ή 1Gy = 6,24 x ev / kg (ιστών) Επειδή η απορροφούμενη δόση 1 Gy είναι μεγάλη ως προς τις βιολογικές επιπτώσεις, στην πράξη χρησιμοποιούνται τα υποπολλαπλάσια του: 1mGy = 10-3 Gy, 1μGy = 10-6 Gy Στην περίπτωση ενός βιολογικού οργανισμού, οι συνέπειες μιας ακτινοβολία δεν εξαρτώνται αποκλειστικά από την απορροφούμενη δόση αλλά και από το είδος της ακτινοβολίας (Χ, γ, ηλεκτρόνια, ποζιτρόνια, πρωτόνια, νετρόνια). 27

28 4. Το Ισοδύναμο Δόσης (Ι.Δ.) Επειδή οι ακτινοβολίες δεν προκαλούν τις ίδιες επιπτώσεις, διότι ίσα ποσά ενέργειας από διαφορετικά είδη ακτινοβολίας προκαλούν διαφορετικής έντασης αποτελέσματα, για αυτό και η απορροφούμενη δόση δεν αποτελεί από μόνη της επαρκές μέτρο για την εκτίμηση βιολογικών αποτελεσμάτων. Για τον λόγο αυτό καθιερώθηκε μια άλλη μονάδα μέτρησης: το ισοδύναμο δόσης 1rem (Roentgen Equivalent Man). Για παράδειγμα μία δόση 5 rem αντιστοιχεί σε 5 Rad γ σωματιδίων ή 0,5 rad νετρονίων (Φυτιάνος, 1996). Γενικά κάθε ακτινοβολία χαρακτηρίζεται από έναν παράγοντα ποιότητας (ή συντελεστή ποιότητας ή συντελεστή στάθμισης quality factor) ως προς τις επιπτώσεις της. Ο παράγοντας αυτός είναι σταθερός και ίδιος για όλο το σώμα που απορρόφησε την ακτινοβολία (Clouvas et al.,2001, Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005). Μονάδα μέτρησης του ισοδύναμου δόσης είναι το 1 Sievert (1Sv) όπου: 1 Sv = 1 Gy x (W R ) Το μεν Gy (Gray) της απορροφούμενης δόσης δίνουν την ενέργεια που εναποθέτει η ακτινοβολία ανά kg ιστού τα δε Sv (Sievert) της ισοδύναμου δόσης είναι μέτρο διακινδύνευσης από την εναπόθεση αυτής της ενέργειας από συγκεκριμένη ακτινοβολία. Δεδομένου ότι η δόση 1Sv είναι μεγάλη, χρησιμοποιούνται στην πράξη τα υποπολλαπλάσια αυτής της μονάδας: 1 m Sv = 0,001 Sv, 1μ Sv = 10-6 Sv, 1n Sv = 10-9 Sv Στον πίνακα που ακολουθεί δίνονται οι τιμές του συντελεστή ποιότητας W R (Clouvas et al.,2001, Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005): Πίνακας 2: Τιμές του συντελεστή ποιότητας W R για διάφορα είδη ακτινοβολίας (Πηγή: Clouvas et al.,2001, Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005). Είδος ακτινοβολίας φάσμα ενεργειών W R Συντελεστής ποιότητας Φωτόνια οποιασδήποτε ενέργειας (Χ και γ) 1 Σωματίδια β - (ηλεκτρόνια οποιασδήποτε ενέργειας) 1 Θερμικά νετρόνια με ενέργεια μικρότερη των 10 kev 3-5 Πρωτόνια ταχέα νετρόνια (10 kevέως 100 kev) 10 Σωματίδια α, θραύσματα, βαρείς πυρήνες 20 Νετρόνια με ενέργειες 100keV 2 ΜeV 20 Επιπλέον, επειδή ο χρόνος κατά τη διάρκεια του οποίου αποδίδεται η ενέργεια στην ύλη, είναι σημαντικός, οι παρακάτω έννοιες είναι εξίσου χρήσιμες διότι εκφράζουν τον ρυθμό ακτινοβολίας: Ρυθμός έκθεσης (exposure rate) σε r/h ή (C/kg)/h (ανά ώρα) Ρυθμός απορροφούμενης δόσης σε Rad/h ή Gy /h (ανά ώρα) Ρυθμός ισοδύναμου δόσης σε Rem /h ή Sv /h 28

29 Η έκθεση του ανθρώπου στην ακτινοβολία και οι αντίστοιχες δόσεις διακρίνονται σε ολόσωμες και σε μεμονωμένων ιστών ή οργάνων. Σαν παράδειγμα αναφέρεται ότι ο ρυθμός της ολόσωμης ισοδύναμου δόσης στη Θεσσαλονίκη από την έκθεση σε εξωτερική φυσική ραδιενέργεια είναι 40 n Sv /h (Clouvas et al.,2001). Η δόση αυτή συνεπάγεται ετήσια δόση 40 x24 x365 = n Sv = 0,3504 m Sv Στην Αθήνα οι δόσεις από εξωτερική έκθεση σε φυσική ραδιενέργεια είναι οι μισές περίπου από τις αντίστοιχες της Θεσσαλονίκης ενώ στις Σέρρες και στην Καβάλα οι δόσεις είναι διπλάσιες. Η φυσική ραδιενέργεια, οι πηγές της και η γεωγραφική της κατανομή εξετάζονται σε επόμενο κεφάλαιο. 2.9 Ραδιενεργές οικογένειες Σχεδόν όλοι οι ραδιενεργοί πυρήνες (νουκλίδια) απαντώνται υπό τη μορφή τεσσάρων ραδιενεργών οικογενειών ή σειρών που λαμβάνουν το όνομα συνήθως του μητρικού πυρήνα. Τα μέλη κάθε οικογένειας συνδέονται μεταξύ τους με μια συνεχή σειρά αποδιεγέρσεων α και β -. Σε κάθε σειρά υπάρχει ένα μακρόβιο ισότοπο με μέσο χρόνο ζωής συγκρίσιμο προς την ηλικία του σύμπαντος, εκτός από τη σειρά του ποσειδωνίου (Np). H σειρά του ποσειδωνίου (Np) δεν υπάρχει πια διότι το στοιχείο αυτό, με χρόνο ημιζωής 2.2 x 10 6 έτη, που έχει απομείνει σήμερα βρίσκεται σε τόσο μικρές ποσότητες που δεν μπορούν πλέον να παρατηρηθούν. Η σειρά του θορίου (Th) αρχίζει με το και λήγει με το. Στον πίνακα φαίνονται οι χρόνοι ημιζωής των ραδιενεργών πυρήνων (νουκλιδίων). Κάτω από κάθε πυρήνα βρίσκεται ο θυγατρικός του Η σειρά του ακτινίου (Ac) που αρχίζει με το και λήγει με το Η σειρά του ουρανίου (U) που αρχίζει με το ουράνιο-238 ( ) και λήγει με το 29

30 Πίνακας 3: Η σειρά του θορίου (Πηγή: Πίνακας 4: Η σειρά ακτινίου (Πηγή: IVITY_IV_.pdf) CTIVITY_IV_.pdf) Πίνακας 5: Η σειρά ουρανίου (Πηγή: IVITY_IV_.pdf) Η σειρά του ποσειδωνίου (Np) που αρχίζει με το και λήγει με το (βισμούθιο). Πίνακας 6: Η σειρά του ποσειδωνίου (Πηγή: Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005) Σειρά ποσειδωνίου Νουκλίδιο Χρόνος ημιζωής 241 Pu 13 έτη 241 Am 458 έτη 237 Np 2,2 x 10 6 έτη 233 Pa 27,4 ημέρες 233 U 1,62 x 10 5 έτη 229 Th 7,3 x 10 3 έτη 225 Ra 14,8 ημέρες 225 Ac 10 ημέρες 221 Fr 4,8 λεπτά 217 At 0,018 δευτερόλεπτα 213 Bi 47 λεπτά 213 Po 4 x 10-6 δευτερόλεπτα 209 Tl 2,2 λεπτά 209 Pb 3,3 ώρες 209 Bi Ευσταθές (σταθερό) 30

31 3. Πυρηνικές αντιδράσεις 3.1 Πυρηνική σχάση Η πυρηνική σχάση είναι μία διεργασία διάσπασης κατά την οποία ένας ασταθής πυρήνας διασπάται σε δύο θραύσματα με συγκρίσιμες μάζες αντί να εκπέμψει σωματίδια ή β - (φυσική ραδιενέργεια) (Young, 1992). Η σχάση ανακαλύφθηκε το 1939 από τους Hahn (βραβείο Nobel χημείας το 1951) και Straussman, οι οποίοι βομβάρδισαν ουράνιο (Ζ = 92) με νετρόνια και παρατήρησαν ότι η εκπεμπόμενη ακτινοβολία δεν συνέπιπτε με την ακτινοβολία από οποιαδήποτε γνωστό ραδιενεργό νουκλίδιο. Μετά από σχολαστική χημική ανάλυση κατέληξαν ότι είχαν ανακαλύψει ένα ραδιενεργό ισότοπο του βαρίου (Ζ = 56). Αργότερα βρέθηκε και ραδιενεργό ισότοπο του κρυπτού (Ζ = 36). Οι Meitner και Frisch έδωσαν την ορθή εξήγηση για τα αποτελέσματα αυτά, ότι δηλαδή οι πυρήνες του ουρανίου είχαν διασπαστεί σε δύο βαρέα θραύσματα τα λεγόμενα θραύσματα σχάσης. Μαζί με αυτά εμφανίζονταν δυο ή τρία ελεύθερα νετρόνια. Και τα δύο ισότοπα του ουρανίου, τόσο το συνηθισμένο ισότοπο ουράνιο-238 (99,3%), όσο και το σπάνιο ουράνιο ουράνιο-235 (0,7%) καθώς και μερικά άλλα νουκλίδια υφίστανται σχάση όταν βομβαρδίζονται με νετρόνια. Κατά τον βομβαρδισμό αυτών των ισότοπων, παράγεται ένας ασταθής πυρήνας με μεγαλύτερο μαζικό αριθμό ο οποίος διασπάται σε δύο μεγάλα και περίπου ίσης μάζας τεμάχια ενώ ταυτόχρονα παράγονται και μερικά δευτερογενή νετρόνια. Στο σχήμα 6 που ακολουθεί απεικονίζεται μία διαδικασία σχάσης. Κατά την ενσωμάτωση του νετρονίου στον πυρήνα του ουρανίου-235 ( ) δημιουργείται ο εξαιρετικά ασταθής πυρήνας ουράνιο-236 ( ). Ο ασταθής αυτός πυρήνας υφίσταται ισχυρή παραμόρφωση ώστε να δημιουργηθεί μία στένωση (λαιμός) στο μέσον αυτού και να χωρισθεί, λόγω ηλεκτρικής άπωσης, σε δύο θραύσματα με ταυτόχρονη εκπομπή νετρονίων. Σχήμα 6: Διαδικασία σχάσης (Πηγή: Young, 1992) 31

32 Τα προϊόντα της σχάσης ενός νουκλιδίου δεν είναι πάντοτε τα ίδια. Μπορεί να αποτελούνται κάθε φορά από διαφορετικά στοιχεία, που συνήθως βρίσκονται στη μέση του περιοδικού πίνακα, καθώς και επίσης από διαφορετικό αριθμό νετρονίων, συνήθως από 2 έως 11 (Αλεξόπουλος, 1963). Δύο τυπικά παραδείγματα από τους πολλούς τρόπους σχάσης του ουρανίου 235 είναι τα εξής: Η ενέργεια που εκλύεται κατά την σχάση, δηλαδή η ολική ενέργεια των θραυσμάτων είναι τεράστια, περίπου 200 MeV, σε σχέση με την ενέργεια των σωματιδίων α και β - (που εκπέμπονται κατά τη φυσική ραδιενέργεια) που είναι της τάξεως των μερικών MeV. 3.2 Αλυσιδωτές αντιδράσεις Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, εάν βομβαρδίσουμε έναν πυρήνα ουρανίου-235 ( ) με ένα νετρόνιο, θα συμβεί σχάση και ταυτόχρονη εκπομπή δευτερογενών νετρονίων τα οποία διαφεύγουν στο περιβάλλον. Εάν όμως υπάρχουν και άλλοι πυρήνες ουρανίου-235 στο περιβάλλον του αρχικού πυρήνα τότε υπάρχει μεγάλη πιθανότητα τα δευτερογενή νετρόνια να ενσωματωθούν σε άλλους πυρήνες ουρανίου-235 και να τους διασπάσουν πριν διαφύγουν στο περιβάλλον. Επομένως εάν η ποσότητα του υπό διάσπαση υλικού είναι τόση ώστε τουλάχιστον των νετρονίων των παραγόμενων σε κάθε σχάση να ενσωματώνεται σε άλλον πυρήνα ουρανίου-235 και να προκύπτει νέα σχάση η αντίδραση θα συνεχίζεται χωρίς να απαιτείται συνεχής βομβαρδισμός με νετρόνια εκ των έξω. Αυτές οι αυτοσυντήρητες αντιδράσεις ονομάζονται αλυσιδωτές αντιδράσεις ενώ ελάχιστη και αναγκαία ποσότητα υλικού για μια τέτοια αντίδραση ονομάζεται κρίσιμη ποσότητα. Όταν η διατιθεμένη ποσότητα του υλικού είναι μεγαλύτερη της κρίσιμης και αρχίζει η αντίδραση, αυτή θα συνεχίσει με γεωμετρικά αυξανόμενη ταχύτητα μέχρι να καταλήξει τελικά σε έκρηξη του συνόλου (Αλεξόπουλος, 1963). Στο Σχήμα 7 που ακολουθεί, απεικονίζεται μία αλυσιδωτή αντίδραση πυρηνικής σχάσης ουρανίου-235 (Young, 1992). 32

33 Σχήμα 7: Διάγραμμα αλυσιδωτής αντίδρασης με πυρηνική σχάση (Πηγή: Young, 1992) 33

34 3.3 Πυρηνικοί αντιδραστήρες σχάσης Ο πυρηνικός αντιδραστήρας είναι ένα σύστημα στο οποίο χρησιμοποιείται μία ελεγχόμενη αλυσιδωτή (ή όπως αλλιώς λέγεται αλυσωτή) πυρηνική αντίδραση για την απελευθέρωση ενέργειας. Κατά τη σχάση ενός πυρήνα ουρανίου-235 παράγονται 2 ή 3 ελεύθερα νετρόνια. Η πιθανότητα απορρόφησης νετρονίου από ένα πυρήνα είναι πολύ μεγαλύτερη για τα νετρόνια χαμηλής ενέργειας (μικρότερης από 1eV) απ ότι για τα νετρόνια μεγαλύτερης ενέργειας (γύρω στο 1MeV) που ελευθερώνονται στη σχάση. Σε ένα πυρηνικό αντιδραστήρα τα νετρόνια αυτά επιβραδύνονται καθώς συγκρούονται με τους πυρήνες του περιβάλλοντος υλικού που ονομάζεται επιβραδυντής, οπότε στη συνέχεια μπορούν να προκαλέσουν άλλες σχάσεις. Στους πυρηνικούς αντιδραστήρες οι επιβραδυντές είναι συνήθως νερό ή γραφίτης. Ο ρυθμός της αντίδρασης ελέγχεται με την εισαγωγή ή απόσυρση ράβδων ελέγχου που κατασκευάζονται από στοιχεία (π.χ. Κάδμιο) των οποίων οι πυρήνες απορροφούν νετρόνια χωρίς να συμβεί περαιτέρω αντίδραση (Young, 1992). Η πιο γνωστή εφαρμογή των πυρηνικών αντιδραστήρων είναι η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Η ενέργεια από τη σχάση εμφανίζεται σαν κινητική ενέργεια των θραυσμάτων σχάσης με άμεσο αποτέλεσμα τη θέρμανση των στοιχείων με το καύσιμο υλικό και του νερού που το περιβάλλει. Η θερμότητα αυτή χρησιμεύει για την παραγωγή ατμού που κινεί τους ατμοστρόβιλους οι οποίοι με τη σειρά τους κινούν της ηλεκτρικές γεννήτριες για την παραγωγή του ηλεκτρικού ρεύματος. Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες σχάσεις έχουν και άλλες πολλές εφαρμογές και κυρίως για τη παραγωγή τεχνητών ραδιοϊσοτόπων για ιατρικές, βιομηχανικές και ερευνητικές εφαρμογές. Σε επόμενο κεφάλαιο αναφέρονται αναλυτικά αυτές οι εφαρμογές. 3.4 Πυρηνική σύντηξη Πυρήνες που έχουν μεγάλο ατομικό βάρος και βρίσκονται προς το τέλος του Περιοδικού Πίνακα υφίστανται, όπως έχει προαναφερθεί, σχάση και καταλήγουν σε πυρήνες μεσαίου ατομικού βάρους που αποτελούν περισσότερο ευσταθή μορφή γιατί έχουν σχετικά μεγάλο έλλειμμα μάζας. Επομένως, επειδή κατά την σχάση παράγονται πυρήνες με μεγαλύτερο έλλειμμα μάζας, έχουμε μετατροπή μάζας σε ενέργεια (Αλεξόπουλος, 1963). Ανάλογη μετάβαση από λιγότερο σταθερή μορφή σε σταθερότερη μορφή συμβαίνει και με πυρήνες που βρίσκονται στην αρχή του Περιοδικού Πίνακα και συγκεκριμένα του υδρογόνου. Τέσσερις πυρήνες υδρογόνου υφίστανται σύντηξη και δίνουν έναν πυρήνα ηλίου. Επειδή το ήλιο έχει σχετικά μεγάλο έλλειμμα μάζας, θα μετατρέπεται κατά τη σύντηξη μάζας σε ενέργεια (Αλεξόπουλος, 1963). Για να πραγματοποιηθεί η σύντηξη, πρέπει οι πυρήνες να προσεγγίσουν αρκετά μεταξύ τους ώστε να βρεθούν εντός της εμβέλειας της πυρηνικής δύναμης δηλαδή θα πρέπει να 34

35 υπερνικήσουν την ηλεκτρική άπωση που οφείλεται στα ηλεκτρικά τους φορτία. Οι πυρήνες θα πρέπει να αποκτήσουν πολύ μεγάλη κινητική ενέργεια και αυτό συμβαίνει όταν το υδρογόνο βρίσκεται σε πολύ υψηλή θερμοκρασία, οπότε οι πυρηνικές αντιδράσεις που πραγματοποιούνται ονομάζονται θερμοπυρηνικές αντιδράσεις. Τέτοιες θερμοπυρηνικές αντιδράσεις πραγματοποιούνται στον ήλιο και γενικότερα στους θερμούς αστέρες όπου συντήκεται το υδρογόνο λόγω της υψηλής θερμοκρασίας και μετατρέπεται σε ήλιο, με αποτέλεσμα οι αστέρες να ακτινοβολούν διαρκώς χωρίς να ψύχονται. Κάποιο από αυτή την ακτινοβολία από τον Ήλιο και τους αστέρες, φθάνει στη Γη και αποτελεί τη λεγόμενη κοσμική ακτινοβολία (Young, 1992). Σε πολλά ερευνητικά εργαστήρια καταβάλλονται έντονες και επίπονες προσπάθειες για την επίτευξη ελεγχόμενων αντιδράσεων σύντηξης, που ενδεχομένως να αποτελέσουν τεράστιες νέες πηγές ενέργειας. Σε αυτές τις πολύ υψηλές θερμοκρασίες, της τάξεως των 10 8 βαθμών Kelvin, που πραγματοποιείται η σύντηξη, τα ελαφρά άτομα είναι πλήρως ιονισμένα και η προκύπτουσα κατάσταση της ύλης ονομάζεται πλάσμα. Οι προοπτικές για την πυρηνική σύντηξη του υδρογόνου προς ήλιο είναι πολύ μεγάλες αφού με την εξαΰλωση 1kg μάζας μπορεί να παραχθεί τόση ενέργεια όσοι παράγεται από 10 εκατομμύριων χιλιόγραμμα ορυκτών καυσίμων (Σκούλλος, 2009). Παρά το αξιόλογο χρονικό διάστημα της σχετικής έρευνας που ξεπερνά τα 40 χρόνια, η διαδικασία της πυρηνικής σύντηξης εξακολουθεί να βρίσκεται σε εργαστηριακό επίπεδο ενώ ακόμα και οι πλέον αισιόδοξες προοπτικές τοποθετούν την ενεργειακή αξιοποίηση της πυρηνικής σύντηξης μετά το 2050 (Σκούλλος, 2009). 35

36 4. Πηγές ραδιενέργειας Η ραδιενέργεια εκλύεται στο περιβάλλον από φυσικές πηγές που υπήρχαν πριν από την εμφάνιση της ζωής στη Γη καθώς και από πηγές που κατασκεύασε ο άνθρωπος κατά τη διάρκεια του εικοστού αιώνα. Ο άνθρωπος εκτίθεται σε ραδιενέργεια φυσική ή τεχνητή είτε από πηγές που βρίσκονται στο περιβάλλον του, οι λεγόμενες εξωτερικές πηγές, είτε από ραδιενεργές ουσίες που καταλήγουν στο εσωτερικό του σώματος με την αναπνοή και τις τροφές και ονομάζονται εσωτερικές πηγές (Σιμόπουλος, 1989, Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005). Η προέλευση των πηγών της φυσικής ραδιενέργειας ανάγεται στη δημιουργία του σύμπαντος αλλά και στις μεταβολές που εξακολουθούν να συμβαίνουν στον αστρικό χώρο. Επομένως η φυσική ακτινοβολία έχει προέλευση κοσμική αφού η Γη βομβαρδίζεται συνεχώς με ιοντίζοντα σωματίδια από το διάστημα αλλά και γήινη από τα ραδιενεργά ισότοπα που υπάρχουν στο φλοιό της Γης (Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005). Οι πηγές τεχνητής ραδιενέργειας κατασκευάστηκαν από τον άνθρωπο ύστερα από τις γνώσεις που απέκτησε για τη δομή και τους νόμους που διέπουν (κυβερνούν) τον κόσμο των ατόμων και των πυρήνων (Σιμόπουλος, 1989). Οι ανθρωπογενείς πηγές της ραδιενέργειας είναι πολλές και οι χρήσεις τους ποικίλες. Ο άνθρωπος κατασκεύασε πηγές χρήσιμες στην Ιατρική για διαγνωστικούς αλλά και θεραπευτικούς σκοπούς, πηγές για την παραγωγή ενέργειας, πηγές για τεχνολογικές και βιομηχανικές εφαρμογές στην έρευνα και στον έλεγχο προϊόντων αλλά και τα καταστρεπτικά πυρηνικά όπλα. Συνοψίζοντας, οι ανθρωπογενείς πηγές της ραδιενέργειας περιλαμβάνουν (Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005): Τις δοκιμές των πυρηνικών όπλων και τις ατομικές βόμβες Την πυρηνική βιομηχανία Τις ιατρικές εφαρμογές Τα πυρηνικά ατυχήματα Τα συμβατικά καύσιμα Τα δομικά υλικά 4.1 Φυσικές πηγές ραδιενέργειας Κοσμική ακτινοβολία Τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας βομβαρδίζονται συνεχώς με ιονίζοντα σωματίδια τα οποία είναι προϊόντα των συνεχών μεταβολών που συμβαίνουν στο διάστημα και τον ήλιο. Η ακτινοβολία αυτή ονομάζεται κοσμική και περιλαμβάνει κυρίως πρωτόνια 89% ενώ το 10% είναι σωματίδια α και το υπόλοιπο 1% είναι ιόντα βαρέων ατόμων νετρόνια και φωτόνια (Σκούλλος, 2009, Χριστοπούλου - Μαυρομιχάλη, 2009). Τα σωματίδια αυτά που 36

37 παρουσιάζουν ένα ευρύ ενεργειακό φάσμα από 10 6 ev έως ev (Χριστοπούλου - Μαυρομιχάλη, 2009) καταφθάνουν στο εξωτερικό όριο της γήινης ατμόσφαιρας ομοιόμορφα από όλες τις κατευθύνσεις με μεγάλες ταχύτητες (Σιμόπουλος, 1989). Καθώς εισέρχονται στην ατμόσφαιρα, αλληλεπιδρούν με τα άτομα και τα μόρια του αέρα με αποτέλεσμα να δημιουργείται δευτερογενής ακτινοβολία γ, νετρόνια και ηλεκτρόνια. Ένα μέρος αυτής της δευτερογενής ακτινοβολίας καθώς και ελάχιστα από τα κοσμικά σωματίδια καταλήγουν στην επιφάνεια της Γης αφού η ατμόσφαιρα απορροφά το μεγαλύτερο ποσοστό(σιμόπουλος, 1989). Τα μέρη που είναι πιο κοντά στους πόλους δέχονται περίπου 4 φορές περισσότερη ακτινοβολία από τα μέρη που είναι πιο κοντά στον Ισημερινό και το γεγονός αυτό οφείλεται στο μαγνητικό πεδίο της Γης, το οποίο εκτρέπει τα φορτισμένα σωματίδια προς τους πόλους καθώς αυτά πλησιάζουν την επιφάνεια της Γης (Σιμόπουλος, 1989, Clouvas et al.,2001, Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005). Αξιοσημείωτες μεταβολές της έντασης της κοσμικής ακτινοβολίας σημειώθηκαν κατά τη διάρκεια της γεωλογικής ιστορίας της Γης λόγω των αναστροφών του μαγνητικού της πεδίου (Σκούλλος, 2009). Η ένταση της κοσμικής ακτινοβολίας που φθάνει στη Γη μεταβάλλεται επίσης και με το χρόνο. Πιο σημαντική όμως είναι η μεταβολή της κοσμικής ακτινοβολίας σε σχέση με το υψόμετρο. Σε υψόμετρο 1600 m η δόση που δέχεται ο άνθρωπος από την κοσμική ακτινοβολία είναι περίπου διπλάσια από την αντίστοιχη δόση στην επιφάνεια της θάλασσας. Αυξημένη επίσης είναι η δόση που δέχεται ο άνθρωπος κατά τη διάρκεια μιας αεροπορικής πτήσης σε ύψος 11 χιλιόμετρα. Σε ένα τέτοιο ταξίδι διάρκειας 10 ωρών μπορεί να πάρει κάποιος τα 2% περίπου της μέσης ετήσιας δόσης από φυσική ραδιενέργεια στην επιφάνεια της Γης (Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005). Στον Πίνακα 7, που ακολουθεί, φαίνεται η μέση ετήσια δόση από την κοσμική ακτινοβολία, σε mgy, συναρτήσει του υψομέτρου. Πίνακας 7: Έκθεση σε κοσμική ακτινοβολία (Πηγή: Σκούλλος, 2009). Θέση (υψόμετρο) Μέση ετήσια δόση (mgy) Επιφάνεια θάλασσας, εύκρατη ζώνη 0,20 0, m 0,40 0, m 0,80 1, m km Διαπλανητικός χώρος Από την αλληλεπίδραση της πρωτογενούς κοσμικής ακτινοβολίας κυρίως των νετρονίων, με άτομα του ατμοσφαιρικού αέρα, κυρίως αζώτου, προκαλούνται πυρηνικές αντιδράσεις που οδηγούν στην παραγωγή ελαφρών ραδιενεργών πυρήνων (όπως π.χ. ήλιο-3, βηρύλλιο-7, 37

38 άνθρακας-14, νάτριο-22). Το ραδιενεργό ισότοπο C-14 (άνθρακας-14) είναι πολύ σημαντικό διότι εισέρχεται στην τροφική αλυσίδα των οργανισμών, αφού προσλαμβάνεται ως CO 2 από τα φυτά για να πραγματοποιηθεί η φωτοσύνθεση και στη συνέχεια μέσω της διατροφής, ως γλυκόζη, προσλαμβάνεται από τα ζώα και τον άνθρωπο (Σκούλλος, 2009) Ακτινοβολία από τη Γη Τόσο στο υπέδαφος όσο και στην επιφάνεια της Γης υπάρχουν φυσικά ραδιενεργά ισότοπα τα οποία εκπέμπουν ακτινοβολίες α, β, και γ. Η μόνη αξιόλογη εξωτερική ακτινοβολία που δέχεται ο άνθρωπος από τη Γη και τα οικοδομικά υλικά είναι η ακτινοβολία γ (Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005). Στο υπέδαφος της Γης έχουν βρεθεί πάνω από 40 ραδιενεργά ισότοπα (Σιμόπουλος, 1989, Σκούλλος, 2009) τα οποία διακρίνονται στα αρχέγονης προέλευσης στα δευτερογενής και στα κοσμογενούς προέλευσης (Φλώρου, 2000). Τα περισσότερα από αυτά τα ραδιοϊσότοπα προέρχονται από διαδοχικές διασπάσεις άλλων ραδιενεργών ισοτόπων και κατατάσσονται σε τρεις σειρές: Σειρά Ουρανίου Σειρά Θορίου Σειρά Ακτινίου Μια τέταρτη σειρά που υπήρχε στη φύση η σειρά του Ποσειδωνίου (Np - 237) εξαφανίστηκε διότι είχε σχετικά μικρό χρόνο υποδιπλασιασμού (Φλώρου, 1992, Παπαευθυμίου et al., 2004). Εκτός όμως από το στερεό φλοιό της Γης, το ουράνιο και τα άλλα ραδιενεργά ισότοπα απαντώνται και στα φυσικά ύδατα, συμπεριλαμβανομένων και των πόσιμων, αλλά και στην ατμόσφαιρα κάθε περιοχής, συνεπώς και οι διάφοροι ζωντανοί οργανισμοί περιέχουν στο σώμα τους πολύ μικρές ποσότητες ουρανίου και άλλων ραδιοϊσοτόπων. Από τα αρχέγονης προέλευσης έχουν απομείνει μόνο τα ραδιοϊσότοπα με χρόνους ημιζωής μεγαλύτερης από 10 8 y (έτη), όπως το Κ-40 και το Rb 87 των οποίων οι συγκεντρώσεις ενεργότητας στο θαλασσινό νερό αντιπροσωπεύουν ποσοστά 90% και 1% αντίστοιχα (Φλώρου, 2000). Όπως είναι φυσικό, η εκπεμπόμενη ραδιενεργός ακτινοβολία από το υπέδαφος, μεταβάλλεται από τόπο σε τόπο ανάλογα με την περιεκτικότητα του σε φυσικά ραδιενεργά κοιτάσματα. Έτσι, σε ορισμένες περιοχές οι ετήσιες βιολογικές δόσεις μπορεί να είναι μέχρι και 500 φορές μεγαλύτερες από τη μέση τιμή (Σιμόπουλος, 1989). Σχετικά πρόσφατα οι επιστήμονες ανακάλυψαν ότι η σπουδαιότερη πηγή ραδιενέργειας που φθάνει στον άνθρωπο από τη Γη είναι το αέριο ραδόνιο. Το ραδόνιο 222, που είναι αδρανές αέριο, άχρωμο και άοσμο, παράγεται από τη ραδιενεργό διάσπαση του ραδίου 226 με διάσπαση α. Επομένως από τα υλικά που περιέχουν ουράνιο 238 καθώς και τα 38

39 θυγατρικά νουκλίδια, όπως το ράδιο 226, κοντά στην επιφάνεια της Γης αλλά και σε ορυχεία, διαφεύγει το αέριο ραδόνιο και διαχέεται στην ατμόσφαιρα. Τα δομικά υλικά ορυκτής προέλευσης όπως είναι η πέτρα, το μπετόν και ο γύψος, περιέχουν μικρές ποσότητες ραδίου και εκλύουν αέριο ραδόνιο το οποίο διασκορπίζεται στο περιβάλλον του κτισμένου χώρου. Ραδόνιο επίσης ανέρχεται από το εσωτερικό της Γης στους εσωτερικούς χώρους των κτιρίων διαμέσου διαφόρων οδών, όπως π.χ. μέσα από οπές ή σχισμές μεταξύ δαπέδου και σωληνώσεων. Σε δομημένους χώρους με δομικά υλικά από σχιστόλιθο ή πέτρες από φωσφορικά πετρώματα, η δόση ραδιενέργειας μπορεί να είναι μεγαλύτερη αφού η συγκέντρωση του ουρανίου σε αυτά τα υλικά είναι μεγαλύτερη από τη μέση. Η δόση επομένως από τη συγκέντρωση ραδονίου στον κτισμένο χώρο εξαρτάται από τα δομικά υλικά και από και από τον εξαερισμό των χώρων αυτών αφού όσο περισσότερος είναι ο εξαερισμός τόσο μικρότερες είναι οι συγκεντρώσεις του ραδονίου ( Αντωνόπουλος - Ντόμης, 2005). Τα θυγατρικά του νουκλίδια, είναι στερεά χημικά στοιχεία τα οποία επικάθονται στα σωματίδια σκόνης και στα μικρά σταγονίδια υγρασίας που αιωρούνται στην ατμόσφαιρα. Τόσο το ραδόνιο όσο και τα θυγατρικά του νουκλίδια εισέρχονται μέσω της εισπνοής στους πνεύμονες. Ένα μικρό μέρος του διαλύεται στο αίμα και διασκορπίζεται σε ολόκληρο το σώμα. Ένα άλλο μέρος επιστρέφει στην ατμόσφαιρα με την εκπνοή ενώ το υπόλοιπο διασπάται μέσα στους πνεύμονες. Η βιολογική βλάβη των πνευμόνων προκαλείται κυρίως από τα σωματίδια α που εκπέμπουν τα θυγατρικά νουκλίδια του ραδονίου. Η συγκέντρωση επομένως του ραδονίου στην ατμόσφαιρα εξαρτάται από την ποσότητα του ουρανίου στο έδαφος κάθε περιοχής (Clouvas et al.,2001, Σκούλλος, 2009) Άλλες φυσικές πηγές ραδιενέργειας Ο άνθρωπος στην καθημερινή του ζωή αντιμετωπίζει και άλλες πηγές ραδιενέργειας από τη Γη, οι οποίες όμως είναι μικρότερης σημασίας. Η πιο σημαντική προέρχεται από το κάρβουνο, το οποίο όταν καίγεται ελευθερώνει τα ραδιενεργά ισότοπα που περιέχει. Αυτά είτε φεύγουν με τον καπνό, είτε παραμένουν στη στάχτη. Υπολογίζεται ότι τα εργοστάσια ηλεκτροπαραγωγής με καύση κάρβουνου συνεισφέρουν στο σύνολο τους στην ετήσια δόση 0,001mSv ενώ η συνολική συνεισφορά από την καύση του κάρβουνου για θέρμανση είναι περίπου 0,05mSv το χρόνο (Σιμόπουλος, 1989). Η γεωθερμική ενέργεια που ελευθερώνεται με τη μορφή ατμού ή ζεστού νερού είναι άλλος ένας τρόπος με τον οποίο φθάνει η ραδιενέργεια από το εσωτερικό της Γης στην επιφάνεια της. Η χρήση της γεωθερμικής ενέργειας για παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας προξενεί τριπλάσια ραδιενεργό ρύπανσης ανά μονάδα παραγωγής έναντι της αντίστοιχης με χρήση κάρβουνου για ηλεκτροπαραγωγή. Η διάδοση της γεωθερμικής ενέργειας είναι όμως 39

40 πολύ περιορισμένη και συνεπώς η συμμετοχή της στη φυσική ραδιενέργεια είναι μικρή (Σιμόπουλος, 1989). Επίσης τα φωσφατικά ορυκτά που χρησιμοποιούνται για λιπάσματα περιέχουν επίσης ραδιενεργά ισότοπα σε πολύ μικρές όμως ποσότητες. Παρά το γεγονός ότι έχουν πολύ μικρή συμμετοχή στη φυσική ραδιενέργεια λαμβάνονται υπόψη γιατί συνεισφέρουν στην εσωτερική ραδιενέργεια (η οποία αναλύεται στη συνέχεια), αφού μέσω των λιπασμάτων περνάνε στην τροφική αλυσίδα (Σιμόπουλος, 1989) Εσωτερικές φυσικές πηγές ραδιενέργειας Ραδιενεργά ισότοπα εισέρχονται στον ανθρώπινο οργανισμό με την εισπνοή και τις τροφές. Ανάλογα με το είδος των ραδιοϊσοτόπων, κατακρατούνται από ορισμένα όργανα του σώματος για κάποιο χρονικό διάστημα και από τη θέση αυτή ακτινοβολούν τη γύρω περιοχή. Τα κυριότερα φυσικά ραδιενεργά ισότοπα που εισέρχονται και έχουν ανιχνευθεί στο ανθρώπινο σώμα είναι (Σιμόπουλος, 1989): Ο άνθρακας 14 Το ραδόνιο 222 Το ραδόνιο 220 Το κάλιο 40 Σημαντική φυσική εσωτερική πηγή ραδιενέργειας είναι το ραδιενεργό κάλιο 40 που βρίσκεται στο φυσικό κάλιο σε ποσοστό 0,0118% (Αντωνόπουλος - Ντόμης, 2005) και φθάνει στον άνθρωπο μέσω της τροφικής αλυσίδας. Το ποσοστό του καλίου στη Γη δεν εξαρτάται από τη γεωγραφική θέση. Τα ραδιενεργά κοιτάσματα που περιέχουν ουράνιο 238 και θόριο 232 αποτελούν επίσης εσωτερικές φυσικές πηγές ραδιενέργειας αφού τα προϊόντα της αλυσίδας διάσπασης τους εισέρχονται στον άνθρωπο και τα ζώα μέσω της τροφικής αλυσίδας και της αναπνοής. Το ράδιο-226 στη σειρά διάσπασης του U-238 είναι χημικά παρόμοιο με το ασβέστιο με αποτέλεσμα να συσσωρεύονται στα οστά. Τα ραδιενεργά ισότοπα μόλυβδος 210 και πολώνιο 210 συγκεντρώνεται ιδιαίτερα στα ψάρια και τα θαλασσινά (Σιμόπουλος, 1989). Στον Πίνακα 8 φαίνεται τόσο το ποσοστό επί τοις 100 ραδιενεργού ακτινοβολίας όσο και η παγκόσμια μέση τιμή ενεργού δόσης από φυσική ραδιενέργεια. Η συνολική δόση των 2,2 msv y -1 (y -1 = ανά έτος ) οφείλεται κατά 40% σε εξωτερική και κατά 60% περίπου σε εσωτερική έκθεση ενώ εμφανίζει τυπικό εύρος τιμών από 1 έως 10 msv περίπου (UNSCEAR, 2000). 40

41 Πίνακας 8: Παγκόσμια μέση τιμή της ενεργού δόσης από φυσική ραδιενέργεια και επί τοις 100 ακτινοβολίας που δέχεται ο άνθρωπος από φυσικές πηγές (Πηγή: UNSCEAR, 2000). Πηγή φυσικής Ποσοστό % Ενεργός δόση (msv y -1 ) ραδιενέργειας Εξωτερικές πηγές - κοσμική ακτινοβολία 18 41% 0,4 - γήινη ακτινοβολία 23 0,5 Εσωτερικές πηγές - μέσω αναπνοής 45 1,0 - μέσω διατροφής 14 59% 0,3 Σύνολο 100 2,2 4.2 Ανθρωπογενείς πηγές ραδιενέργειας Γενικά Η επινόηση από τον άνθρωπο των τεχνητών τρόπων απελευθέρωσης της τεράστιας ποσότητας της ενέργειας που περικλείεται στον πυρήνα του ατόμου, οδήγησε στην κατασκευή των πυρηνικών αντιδραστήρων αλλά και των πυρηνικών όπλων. Στις 2 Δεκεμβρίου 1942 μία ομάδα επιστημόνων με επικεφαλής τον Ενρίκο Φέρμι, πέτυχε την πρώτη αυτοσυντηρούμενη αλυσιδωτή αντίδραση στο Πανεπιστήμιο του Σικάγου (Η.Π.Α). Η ημερομηνία αυτή αναφέρεται ως την έναρξη της πυρηνικής εποχής (Σιμόπουλος, 1989). Οι πρώτοι αντιδραστήρες που κατασκευάστηκαν μετά την επιτυχία αυτού του πειράματος είχαν καθαρά ερευνητικό χαρακτήρα. Το κύριο προϊόν των πυρηνικών αντιδράσεων ήταν δέσμες νετρονίων που χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη των ιδιοτήτων των υλικών και γενικότερα στην έρευνα. Πολύ σύντομα άρχισε και η παραγωγή ραδιοϊσοτόπων στους πυρηνικούς αντιδραστήρες για ιατρικές εφαρμογές (Σιμόπουλος, 1989). Οι αυξανόμενες ανάγκες για παραγωγή ενέργειας με γρήγορο και φθηνό τρόπο είχε σαν αποτέλεσμα την κατασκευή και λειτουργία πυρηνικών εργοστασίων, όπου η (πυρηνική) ενέργεια που παραγόταν εύκολα σε ειδικούς αντιδραστήρες, μετατρεπόταν σε ηλεκτρικό ρεύμα. Παράλληλα, η μελέτη των δυνατοτήτων που παρείχε η χρήση της πυρηνικής ενέργειας αλλά και οι επιπτώσεις της στο περιβάλλον και τους ανθρώπους, είχε σαν αποτέλεσμα την ανάπτυξη προγραμμάτων ατομικών δοκιμών σε διάφορες περιοχές του κόσμου στον Ειρηνικό ωκεανό, στο Βόρειο παγωμένο ωκεανό στην έρημο της Νεβάδα των ΗΠΑ. Η χρήση της πυρηνικής ενέργειας αναπτύχθηκε με γρήγορους ρυθμούς, κυρίως μεταξύ των ετών , όταν κατασκευάσθηκαν πλήθος πυρηνικών εργοστασίων για παραγωγή ηλεκτρικού ρεύματος και όπλων. Η διαρροή ραδιενέργειας που έλαβε χώρα κυρίως σε ατυχήματα εργοστασίων και εκλύθηκε από τις ατομικές δοκιμές, είχε σαν αποτέλεσμα την παρουσία νέων τεχνητών ραδιοϊσοτόπων καθώς και την αύξηση των επιπέδων των φυσικών ραδιοϊσοτόπων. Επιπλέον 41

42 ο σύγχρονος άνθρωπος έχει αφήσει το ίχνος του με την αύξηση των συγκεντρώσεων των ραδιενεργών στοιχείων τόσο στους ωκεανούς όσο και στα ιζήματα. Οι ανθρωπογενείς πηγές ραδιενέργειας, η οποία μπορεί να παραχθεί σε μεγάλες ποσότητες και να διασπαρεί εύκολα σε μεγάλες αποστάσεις στο περιβάλλον, περιλαμβάνουν: i. Τα πυρηνικά όπλα Τις δύο ατομικές βόμβες Τις πυρηνικές δοκιμές Τα πυρηνικά οπλικά συστήματα ii. Την πυρηνική βιομηχανία Παραγωγή πυρηνικού καυσίμου (εξόρυξη, χημική επεξεργασία) Λειτουργία πυρηνικών εγκαταστάσεων Παραγωγή ραδιενεργών καταλοίπων Διαχείριση ραδιενεργών καταλοίπων iii. Τις ιατρικές εφαρμογές Ακτινογραφίες στην ιατρική και οδοντιατρική Χρήση ραδιοϊσοτόπων στη διαγνωστική ιατρική Χρήση ραδιοϊσοτόπων στη θεραπευτική ιατρική iv. Τα πυρηνικά ατυχήματα Σε πυρηνικούς αντιδραστήρες Σε πυρηνικά υποβρύχια και πυρηνοκίνητα πλοία v. Τα συμβατικά καύσιμα vi. Τα δομικά υλικά (Φλώρου, 2000, Clouvas et al.,2001, Aarkrog,2003, Αντωνόπουλος Ντόμης, 2005) Στο θαλάσσιο περιβάλλον και ειδικότερα στο θαλάσσιο περιβάλλον των ΗΠΑ, τα ανθρωπογενούς προέλευσης ραδιονουκλίδια μεταφέρθηκαν για πρώτη φορά το 1944 μέσω του ποταμού Columbia (ο οποίος πηγάζει από τα βραχώδη όρη και εκβάλλει στον Ειρηνικό ωκεανό). Τα ραδιονουκλίδια αυτά προέρχονταν από τα πειράματα που έγιναν για την κατασκευή της πρώτης ατομικής βόμβας. Λίγο αργότερα, το 1945, τεχνητά ραδιονουκλίδια μεταφέρθηκαν στη θάλασσα διαμέσου της ατμόσφαιρας μετά την έκρηξη των δύο ατομικών βομβών στη Χιροσίμα η πρώτη (στις 6 Αυγούστου 1945) και στο Ναγκασάκι η δεύτερη (στις 9 Αυγούστου 1945) της Ιαπωνίας (Φερεντίνος & Παπαθεοδώρου, 2002). Τα ραδιονουκλίδια εισερχόμενα στο θαλάσσιο περιβάλλον ανακατανέμονται εξαιτίας φυσικών, χημικών και βιολογικών διαδικασιών σε τρείς διαφορετικές μορφές: ιοντική, κολλοειδή και σωματιδιακή. 42

43 Πυρηνικά όπλα Η μεγάλη απελευθέρωση ενέργειας, που παρατηρείται στις πυρηνικές αντιδράσεις σχάσης και σύντηξης, οδήγησε στη μελέτη, κατασκευή και παραγωγή πανίσχυρων όπλων. Στα πυρηνικά όπλα που ονομάζονται ατομικές βόμβες η αλυσιδωτή αντίδραση είναι ανεξέλεγκτη (μη ελεγχόμενη) και όχι ελεγχόμενη όπως στους πυρηνικούς αντιδραστήρες. Περισσότερο όμως καταστροφικά θεωρούνται τα πυρηνικά όπλα σύντηξης που είναι πιο γνωστά ως θερμοπυρηνικά όπλα ή βόμβες υδρογόνου. Η χρήση πυρηνικών όπλων για πολεμικούς σκοπούς έγινε δύο φορές. Η πρώτη, στις 6 Αυγούστου 1945, όταν οι ΗΠΑ στα πλαίσια του Β Παγκοσμίου Πολέμου έριξαν μία ατομική βόμβα τύπου ουρανίου στην Ιαπωνική πόλη Χιροσίμα και η δεύτερη έγινε τρείς ημέρες αργότερα, στις 9 Αυγούστου, με μία ατομική βόμβα τύπου πλουτωνίου στην πόλη Ναγκασάκι της ίδιας χώρας (15 και 21 κιλοτόνων αντίστοιχα). Η χρήση των πυρηνικών όπλων με τη μορφή των πυρηνικών δοκιμών ξεκίνησε το 1945 από τις ΗΠΑ και είχε ως αποτέλεσμα την Παγκόσμια Ραδιενεργό Επίπτωση (Global Fallout). Η πρώτη πυρηνική δοκιμή έγινε συγκεκριμένα στις 16 Ιουλίου 1945 σε μια ερημική τοποθεσία της πολιτείας New Mexico των ΗΠΑ και επακολούθησαν οι δύο ατομικές βόμβες στην Ιαπωνία. Μετά από δύο προκαταρτικές δοκιμές, το 1951 και το 1953, αναπτύχθηκε η πρώτη θερμοπυρηνική βόμβα υδρογόνου η οποία μπορούσε να μεταφερθεί από αεροσκάφη. Η πρώτη θερμοπυρηνική έκρηξη πραγματοποιήθηκε από τις ΗΠΑ την 1 Μαρτίου 1954 στην κοραλλιογενή (ατόλη) νήσο Μπικίνι του Ειρηνικού ωκεανού. Η έκρηξη (15 μεγατόνων) έγινε σε μικρό ύψος και μετά από την αρχική ραγδαία ανύψωση, μέρος του ραδιενεργού νέφους κινήθηκε αναπάντεχα ξανά προς τα κάτω, σχηματίζοντας μια μακριά λωρίδα που σκέπασε τα νησιά Marshall, μεριά από τα οποία κατοικούνταν από ντόπιο πληθυσμό (Rotblat, 1981). Η συνεχής ανάπτυξη και τελειοποίηση των όπλων αυτών απετέλεσε και συνέχισε να αποτελεί ένα θανάσιμο κίνδυνο για την ανθρωπότητα. Η ισχυρότερη πυρηνική δοκιμή έγινε από την πρώην Σοβιετική ένωση το 1961 με μία βόμβα υδρογόνου 50 μεγατόνων. Ένα αξιόλογο βήμα έγινε το 1963, με την υπογραφή από τις τρείς κυριότερες πυρηνικές δυνάμεις την πρώην Σοβιετική Ένωση, τις ΗΠΑ και την Αγγλία της συνθήκης απαγόρευσης πυρηνικών δοκιμών στην ατμόσφαιρα οπότε αντικαταστάθηκαν από τις υπόγειες. Η Γαλλία και η Κίνα δεν υπέγραψαν την συνθήκη και συνέχισαν τις πυρηνικές δοκιμές στην ατμόσφαιρα μέχρι το Στον Πίνακα 9 που ακολουθεί, φαίνεται το πλήθος των πυρηνικών δοκιμών στην ατμόσφαιρα κατά την περίοδο (Κρητίδης, 1989, Αντωνόπουλος - Ντόμης, 2005). 43

44 Πίνακας 9: Αριθμός πυρηνικών δοκιμών στην ατμόσφαιρα (Πηγή: Κρητίδης, 1989, Αντωνόπουλος - Ντόμης, 2005) Χώρα Περίοδος Πλήθος δοκιμών ΗΠΑ Πρώην Σοβιετική Ένωση Μεγάλη Βρετανία Γαλλία Κίνα Σύνολο Οι δοκιμές των πυρηνικών όπλων στην ατμόσφαιρα αποτέλεσαν την μεγαλύτερη ανθρωπογενή πηγή ραδιενέργειας στο περιβάλλον. Στα σωματίδια σκόνης και νερού που αιωρούνταν στην ατμόσφαιρα, επικάθησαν τα προϊόντα της πυρηνικής σχάσης. Τα πιο βαριά εναποτέθηκαν στην επιφάνεια της Γης στην περιοχή της έκρηξης, ενώ τα ελαφρύτερα σωματίδια παρέμειναν αιωρούμενα και με την πάροδο του χρόνου διασκορπίστηκαν στην ατμόσφαιρα όλης της Γης, με αποτέλεσμα την αύξηση της ανά άτομο δόσης ραδιενέργειας σε παγκόσμιο επίπεδο. Υπολογίζεται ότι από τις δοκιμές αυτές, το πλουτώνιο που διέφυγε τη σχάση και από τις αντιδράσεις του ουρανίου 238 με νετρόνια προέκυψε παγκόσμια διασπορά 8 περίπου τόνων πλουτωνίου (Αντωνόπουλος - Ντόμης, 2005). Η ετήσια δόση από τις πυρηνικές δοκιμές μειώνεται συνεχώς από το 1963, μετά τη συνθήκη απαγόρευσης των πυρηνικών εκρήξεων στην ατμόσφαιρα και σύμφωνα με τον ΟΗΕ (UNSCEAR, 1982) ήταν 0,130 msv το ,067 msv το ,040 msv το ,005 msv από το 1980 και μετά Στα πυρηνικά οπλικά συστήματα περιλαμβάνονται οι πυρηνικές κεφαλές πυραύλων και κατευθυνόμενων βλημάτων οι οποίες αποτελούν τα κυρίως στρατηγικά πυρηνικά όπλα της σύγχρονης εποχής. Το πυρηνικό οπλοστάσιο των ΗΠΑ έφθασε στο μέγιστο του το 1967 με πυρηνικές κεφαλές 30 διαφορετικών τύπων ενώ της πρώην Σοβιετικής ένωσης έφθασε στις πυρηνικές κεφαλές το 1988 (Εγκυκλοπαίδεια Πάπυρος Larousse Britannica, Τόμος 44, σελ 220, Εκδοτικός οργανισμός Πάπυρος, 2007). Στο Διάγραμμα 6 (UNSCEAR, 2000) που ακολουθεί απεικονίζεται το πλήθος των πυρηνικών δοκιμών που έγιναν στην ατμόσφαιρα από το 1945μέχρι το 1962, 543 συνολικά και το πλήθος των υπόγειων δοκιμών από το 1957 μέχρι το 1998, 1876 δοκιμές συνολικά. Είναι αξιοσημείωτο ότι η Ινδία έκανε την πρώτη της πυρηνική δοκιμή το 1974 και ακολούθησαν άλλες 5 το Λίγο αργότερα και μέσα στο ίδιο έτος (1998) το Πακιστάν έκανε 6 δοκιμές (UNSCEAR, 2000). 44

45 Διάγραμμα 6: Πλήθος πυρηνικών δοκιμών στη ατμόσφαιρα (543) και υπογείως (1876) (Πηγή: UNSCEAR, 2000) Η πυρηνική βιομηχανία Η πυρηνική βιομηχανία συμβάλλει στην αύξηση της ραδιενέργειας του περιβάλλοντος ως εξής: Κατά την παραγωγή του πυρηνικού καυσίμου Κατά τη λειτουργία των πυρηνικών εγκαταστάσεων Με την παραγωγή ραδιενεργών καταλοίπων Με τη διαχείριση των ραδιενεργών καταλοίπων Στους πυρηνικούς αντιδραστήρες το καύσιμο αποτελείται από πυρήνες που μπορούν να υποστούν σχάση. Στους περισσότερους αντιδραστήρες ως καύσιμο χρησιμοποιείται το στοιχείο ουράνιο. Η περιεκτικότητα όμως του καυσίμου των πυρηνικών αντιδραστήρων σε U-235 μπορεί να αυξηθεί τεχνητά συνήθως μέχρι 3% (Young, 1992) ή 2-4% (Σιμόπουλος, 1989), με μία διαδικασία που ονομάζεται εμπλουτισμός. Τα ορυκτά (ουρανιούχα κοιτάσματα) από τα οποία εξορύσσεται το ουράνιο, περιέχουν το στοιχείο αυτό σε αναλογία 0,1έως 0,5% κατά βάρος (Αντωνόπουλος - Ντόμης, 2005). Κατά την εξόρυξη του ορυκτού εκλύονται (απελευθερώνονται) μεγάλες ποσότητες από το αέριο ραδόνιο. Μετά την εξόρυξη το ορυκτό μεταφέρεται στο «μύλο ουρανίου» όπου πρώτα τεμαχίζεται, μετά κονιορτοποιείται και τέλος υποβάλλεται σε κατάλληλη χημική επεξεργασία και διαχωρίζεται από το υπόλοιπο ορυκτό. Το τελικό προϊόν που περιέχει το ουράνιο σε αναλογία 70-90% κατά βάρος μεταφέρεται στο εργοστάσιο εμπλουτισμού όπου με κατάλληλες διεργασίες αφαιρούνται ποσότητες από το ουράνιο 238 (U-238) ώστε στο τελικό προϊόν να αυξηθεί το ποσοστό του σχάσιμου ουρανίου 235 (U-235). Αυτό το τελικό προϊόν αυξημένης περιεκτικότητας σε U-235 ονομάζεται εμπλουτισμένο ουράνιο και αποτελεί το 45

46 καύσιμο των πυρηνικών αντιδραστήρων ενώ με πάρα πολύ μεγάλο εμπλουτισμό χρησιμοποιείται στις ατομικές βόμβες. Το προϊόν της επεξεργασίας εμπλουτισμού είναι υπό την μορφή οξειδίου του ουρανίου σε σχήμα μικρών δισκίων. Τα δισκία τοποθετούνται σε μεταλλικούς σωλήνες με λεπτά τοιχώματα που σχηματίζουν τις σχάσιμες ράβδους. Το υπόλοιπο μέρος του ορυκτού, είναι άχρηστο κατάλοιπο και ονομάζεται «ουρά του ουρανίου» (tailing). Στις ουρές παραμένει σχεδόν όλο το Rn-226 (ραδόνιο) και το μητρικό του Th 230 (θόριο), που είναι ραδιενεργά ισότοπα της σειράς του ουρανίου 238. Οι «ουρές» μετά την αποξήρανση τους, καλύπτονται με χώμα πάχους 30cm ενώ το έδαφος σταθεροποιείται με φύτευση γρασιδιού που περιορίζει την εκροή ραδονίου σε ανεκτά όρια. Είναι όμως ανεπαρκές όχι μόνο μακροπρόθεσμα αλλά ακόμα και βραχυπρόθεσμα αφού μια δυνατή βροχή μπορεί να παρασύρει μέρος της μάζας των «ουρών» (Αντωνόπουλος - Ντόμης, 2005). Για να συμβεί η αλυσιδωτή αντίδραση της σχάσης του U-235, πρέπει να βομβαρδιστεί με νετρόνια που να έχουν κατάλληλες ταχύτητες δηλαδή χαμηλές ενέργειες της τάξης του 1 ev (Young, 1992). Η επιβράδυνση των παραγόμενων νετρονίων, για να αποκτήσουν τις κατάλληλες ταχύτητες, πραγματοποιείται με ένα υλικό που ονομάζεται επιβραδυντής πάνω στους πυρήνες του οποίου συγκρούονται και μεταφέρουν μέρος της ενέργειας τους (Σιμόπουλος, 1989, Παπάζογλου, 1989, Young, 1992). Το σύστημα καυσίμου επιβραδυντής αποτελεί την καρδιά του αντιδραστήρα. Η ενέργεια από τις σχάσεις που πραγματοποιούνται εκεί, εμφανίζεται σαν κινητική ενέργεια των θραυσμάτων σχάσης και το πιο άμεσο αποτέλεσμα είναι η θέρμανση των στοιχείων με το καύσιμο υλικό και του νερού που τα περιβάλλει. Η πιο γνωστή εφαρμογή των πυρηνικών αντιδράσεων είναι η παραγωγή ηλεκτρική ενέργειας. H θερμότητα που εκλύεται από τις πυρηνικές αντιδράσεις μεταφέρεται στο νερό το οποίο θερμαίνεται μέχρι του σημείου βρασμού οπότε μετατρέπεται σε ατμό. Ο ατμός περιστρέφει τους ανεμοστρόβιλους οι οποίοι με τη σειρά τους κινούν τις ηλεκτρικές γεννήτριες που παράγουν την ηλεκτρική ενέργεια (Young, 1992). Μετά από χρονικό διάστημα λειτουργίας του αντιδραστήρα, ένα ποσοστό του σχάσιμου υλικού έχει διασπασθεί και χρειάζεται να ανανεωθεί. Επειδή το υλικό αυτό περιέχει ακόμα ποσότητα U-235 αλλά και Pu-239, ακολουθεί η φάση της επανεπεξεργασίας όπου διαχωρίζονται τα U-235 και Pu-239 από τα προϊόντα της σχάσης. Αυτά τα προϊόντα της σχάσης αποτελούν τον κύριο όγκο των ραδιενεργών καταλοίπων και η ασφαλής διαχείρισή τους αποτελεί το τελευταίο στάδιο της λειτουργίας ενός πυρηνικού αντιδραστήρα. Κίνδυνοι από τη ραδιενέργεια εμφανίζεται σε όλα τα στάδια του κύκλου του πυρηνικού καυσίμου. Οι σημαντικότεροι όμως κίνδυνοι που αφορούν το κοινωνικό σύνολο εντοπίζονται στα ακόλουθα στάδια (Σιμόπουλος, 1989): Λειτουργία αντιδραστήρα 46

47 Επανεπεξεργασία Αποθήκευση ραδιενεργών καταλοίπων Πρέπει να σημειωθεί ότι τόσο κατά την κανονική ομαλή λειτουργία ενός πυρηνικού αντιδραστήρα πραγματοποιούνται ελεγχόμενες υγρές και αέριες εκροές ραδιενεργών προϊόντων στο περιβάλλον. Οι κανονισμοί ακτινοπροστασίας και αδειοδότησης των πυρηνικών αντιδραστήρων επιβάλλουν τέτοιο σχεδιασμό και διαδικασίες λειτουργίας ώστε οι εκροές ραδιενεργών προϊόντων στο περιβάλλον μα μην προκαλούν στο ευρύ κοινό δόσεις μεγαλύτερες από τα προκαθορισμένα όρια και ειδικότερα για τα άτομα που ζουν κοντά στους πυρηνικούς σταθμούς να είναι της τάξης του 0,001 msv ανά έτος (0.001 msv y -1 ), (UNSCEAR, 2000, Αντωνόπουλος - Ντόμης, 2005). Οι πυρηνικοί αντιδραστήρες σχάσης έχουν εκτός από την ηλεκτροπαραγωγή, και πολλές άλλες και ποικίλες εφαρμογές. Μεταξύ αυτών είναι (Young, 1992, Clouvas et al.,2001, Αντωνόπουλος - Ντόμης, 2005, Σκούλλος, 2009): Η παραγωγή ραδιοϊσοτόπων για ιατρικές, ερευνητικές και βιομηχανικές εφαρμογές Η παραγωγή δεσμών νετρονίων - Για τη μελέτη της πυρηνικής και κρυσταλλικής δομής των στερεών σωμάτων - Για την φασματοσκοπία (τα νετρόνια αλληλεπιδρούν με τα άτομα ενός δείγματος προκαλώντας εκπομπή ακτινοβολίας γ, της οποίας η φασματική ανάλυση παρέχει πληροφορίες για τη φύση και τις ποσότητες των χημικών ουσιών από τις οποίες αποτελείται αυτό το δείγμα π.χ. αναλύσεις ορυκτών, κάρβουνου, τσιμέντου). Η τεχνική της γ ραδιογραφίας (ή ακτινογραφία γάμμα) η οποία χρησιμοποιείται - Στις διατάξεις ελέγχου αποσκευών στα αεροδρόμια - Στον προσδιορισμό ρωγμών ή άλλων ελαττωμάτων σε χυτοσιδηρά αντικείμενα ή συγκολλήσεων στους αγωγούς μεταφοράς πετρελαίου ή φυσικού αερίου - Στον προσδιορισμό της ποσότητας και της διαμέτρου των σιδερένιων ράβδων οπλισμού σε κατασκευές από μπετόν χωρίς να παραχθεί η κατασκευή - Στον έλεγχο υλικών που έχουν μεγάλο πάχος (διότι οι ακτίνες γ έχουν μεγάλη διεισδυτικότητα στην ύλη). Εφαρμογές σε βιομηχανικές παραγωγές, σε συστήματα αυτόματου ελέγχου και σε συστήματα μη καταστρεπτικού ελέγχου ποιότητας υλικών χωρίς τη διακοπή της παραγωγής (π.χ. παραγωγή ελασμάτων χάλυβα, χαρτιού, υφασμάτων, πλαστικών, στη μέτρηση του ύψους του τηγμένου μετάλλου στις υψικαμίνους των χαλυβουργείων) Οι ραδιενεργοί ιχνηθέτες (π.χ. για τον εντοπισμό διαρροών σε μη προσπελάσιμες σωληνώσεις) Αποστειρώσεις με ακτινοβολία γ (σαν πηγή χρησιμοποιείται το ραδιοϊσότοπο κοβάλτιο - 60) - Αποστείρωση ιατρικών υλικών 47

48 - Συντήρηση προϊόντων διατροφής - Αποστειρώσεις ανθρωπίνων ιστικών μοσχευμάτων Εφαρμογές στη γεωργία και την αγροτική παραγωγή - Στείρωση εντόμων (με μέσο αποτέλεσμα την αδυναμία παραγωγής του είδους) - Ανάπτυξη νέων ποικιλιών στα φυτά, οι οποίες θα είναι ανθεκτικές σε διάφορες ασθένειες καθώς και σε μη ιδανικές περιβαλλοντικές συνθήκες - Προσδιορισμός των θρεπτικών συστατικών του εδάφους και συνεπώς τη μείωση της χρήσης λιπασμάτων - Προσδιορισμός νερού - Αύξηση παραγωγής αυγών στην πτηνοτροφία με χρήση Ca 40 Εφαρμογές στην αρχαιολογία με τη ραδιοχρονολόγηση με άνθρακα 14 Εφαρμογές στη συντήρηση έργων τέχνης (με την καταστροφή των εντόμων που καταστρέφουν τις εικόνες) Πυρηνικά ατυχήματα Ασφάλεια στους πυρηνικούς αντιδραστήρες ισχύος Στους πυρηνικούς αντιδραστήρες ο βαθμός εμπλουτισμού, η ποσότητα και το είδος του επιβραδυντή και η γεωμετρία της καρδιάς είναι τέτοια ώστε, στην κανονική τους λειτουργία, για κάθε νετρόνιο που απορροφάται από το σχάσιμο υλικό στην αντίδραση σχάσης, να δημιουργείται τελικά ένα μόνο νετρόνιο το οποίο θα έχει την κατάλληλη ενέργεια για να προκαλέσει αντίδραση σχάσης. Μια διάταξη σχάσιμου υλικού επιβραδυντή που λειτουργεί με αυτές τις συνθήκες ονομάζεται «κρίσιμη». Αν για κάθε νετρόνιο που απορροφάται σε μια αντίδραση σχάσης δημιουργούνται περισσότερα νετρόνια που προκαλούν σχάση, τότε ο ρυθμός των αντιδράσεων σχάσης αυξάνεται συνεχώς και η διάταξη που λειτουργεί με τέτοιες συνθήκες ονομάζεται «υπερκρίσιμη». Αν, τέλος, για κάθε νετρόνιο που απορροφάται σε κάθε αντίδραση σχάσης παραμένουν λιγότερα κατά μέσο όρο νετρόνια που προκαλούν σχάση, τότε ο ρυθμός των αντιδράσεων σχάσης ελαττώνεται συνεχώς μέχρι να σταματήσει το φαινόμενο και η διάταξη που λειτουργεί με τέτοιες συνθήκες ονομάζεται «υποκρίσιμη» (Παπάζογλου, 1989). Ο έλεγχος της κρισιμότητας στην καρδιά των πυρηνικών αντιδραστήρων επιτυγχάνεται με το σύστημα «ελέγχου και διακοπής λειτουργίας». Το σύστημα αυτό στις περισσότερες περιπτώσεις έχει τη μορφή «ράβδων ελέγχου», οι οποίες αποτελούνται από υλικό που απορροφά νετρόνια και μπορούν, με ελεγχόμενο τρόπο, οι ράβδοι αυτοί να εισέρχονται ή να εξέρχονται από την καρδιά του αντιδραστήρα. 48

49 Η ραδιενέργεια που συγκεντρώνεται στο πυρηνικό καύσιμο, αποτελεί ένα σημαντικό κίνδυνο για την υγεία και το περιβάλλον και πρέπει να εμποδιστεί η απελευθέρωση της και η διασπορά της. Για το σκοπό αυτό υπάρχουν τέσσερα φράγματα μεταξύ της ραδιενέργειας και του περιβάλλοντος: Το κρυσταλλικό πλέγμα του καυσίμου Το περίβλημα των ράβδων καυσίμων Το περίβλημα του πρωτεύοντος κυκλώματος Του περίβλημα του αντιδραστήρα Η προστασία φραγμάτων αυτών εξασφαλίζεται από τις λειτουργίες που εκτελούνται από τα συστήματα ασφαλείας (Παπάζογλου, 1989): Έλεγχος αντιδραστικότητας και διακοπή λειτουργίας Απαγωγή θερμότητας ραδιενεργού διάσπασης Προστασία ακεραιότητας περιβλήματος Απαγωγή ραδιενέργειας από την ατμόσφαιρα του περιβλήματος Ο κίνδυνος από τους πυρηνικούς αντιδραστήρες ισχύος οφείλεται στη μεγάλη ποσότητα ραδιενεργών υλικών που βρίσκονται συγκεντρωμένα στην καρδιά του αντιδραστήρα και στη δυνατότητα έκλυσης σημαντικού μέρους τους στο περιβάλλον. Μια τέτοια έκλυση προϋποθέτει τη διάσπαση και των τεσσάρων φραγμάτων που χωρίζουν τους ραδιενεργούς πυρήνες από το περιβάλλον (Σχήμα 8). Τα πυρηνικά ατυχήματα σε πυρηνικούς αντιδραστήρες ισχύος οφείλονται σε μια διαταραχή της ισορροπίας μεταξύ του ρυθμού παραγωγής θερμότητας στο πυρηνικό καύσιμο και του ρυθμού απαγωγής της θερμότητας αυτής. Η διαταραχή αυτή μπορεί να συμβεί όταν: Ο ρυθμός παραγωγής θερμότητας στο καύσιμο του αντιδραστήρα αυξάνεται πέρα από τη μέγιστη ικανότητα απαγωγής του ψυκτικού κυκλώματος Η ψυκτική ικανότητα του ψυκτικού κυκλώματος υστερεί λόγω μηχανικού προβλήματος ως προς τον κανονικό ρυθμό παραγωγής θερμότητας στην καρδιά του αντιδραστήρα Σχήμα 8: Τα 4 φράγματα ασφαλείας σε ένα πυρηνικό αντιδραστήρα ισχύος (Πηγή: Παπάζογλου, 1989). 49 Σχήμα 9: Λειτουργίες ασφαλείας σε πυρηνικό αντιδραστήρα (Πηγή: Παπάζογλου, 1989)

50 Δημιουργείται κάποια διαρροή στο ψυκτικό κύκλωμα με αποτέλεσμα να υπάρχει απώλεια ψυκτικού μέσου. Καθώς η καρδιά του αντιδραστήρα τήκεται, το λιωμένο καύσιμο που βρίσκεται σε θερμοκρασία 2700 ο C πηγαίνει στον πυθμένα του δοχείου πίεσης και αν υπάρχει εκεί νερό, το εξατμίζει, διαφορετικά προσβάλει απ ευθείας τον πυθμένα του δοχείου πίεσης που αποτελείται από χάλυβα (Σχήμα 8). Ο χάλυβας τήκεται και μαζί με το λιωμένο καύσιμο πέφτουν στο δάπεδο του περιβλήματος του αντιδραστήρα που αποτελείται από στρώμα σκυροδέματος πάχους 3m. Κατά τη διάρκεια της διαδρομής του λιωμένου καυσίμου από την αρχική του θέση προς το δάπεδο του περιβλήματος παράγονται μεγάλες ποσότητες υδρατμών αλλά και άλλων αερίων διοξειδίου του άνθρακα (CO 2 ) και υδρογόνου (Η 2 ), ενώ ένα μέρος των ραδιενεργών πυρήνων του καυσίμου διαμερίζεται σε πάρα πολλά μικρά σωματίδια τα οποία αναμειγνύονται με τα διάφορα αέρια και ελευθερώνονται στο χώρο του περιβλήματος με τη μορφή αερολύματος. Η υψηλή θερμοκρασία αλλά και η πίεση των αερίων στον χώρο του περιβλήματος, μπορεί να οδηγήσει στην ρήξη του οπότε να διαφύγει ραδιενέργεια προς το περιβάλλον. Οι τρόποι με τους οποίους μπορεί να επέλθει ρήξη του περιβλήματος είναι οι εξής (Παπάζογλου, 1989): i. Έκρηξη ατμού ii. Έκρηξη υδρογόνου iii. Υπερπίεση από τα αέρια iv. Παράκαμψη του περιβλήματος v. Εισχώρηση στο έδαφος (melt through Η ραδιενέργεια που εκλύεται, διαχέεται στο περιβάλλον με ταχύτητα και κατεύθυνση που εξαρτώνται από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες, με σημαντικούς παράγοντες την κατεύθυνση και την ένταση των ανέμων που επικρατούν κατά το χρονικό διάστημα της έκλυσης. Εάν η έκρηξη συνοδεύεται από πυρκαγιά, τότε η φωτιά μεταφέρει τα ραδιενεργά υλικά σε αρκετά μεγάλο ύψος λόγω των ανοδικών ρευμάτων, με αποτέλεσμα να μεταφέρονται τα ραδιοϊσότοπα σε μεγάλες αποστάσεις από το σημείο του ατυχήματος ενώ μέρος αυτόν συσσωρεύονται στα σύννεφα της βροχής. Το εκλυόμενο αερόλυμα αποτελεί το λεγόμενο ραδιενεργό νέφος το οποίο ακτινοβολεί προς το περιβάλλον. Η συγκέντρωση των ραδιοϊσοτόπων στο νέφος ελαττώνεται με την πάροδο του χρόνου καθώς αυτά: Διαχέονται στον αέρα Εναποτίθενται στο έδαφος Υφίστανται ραδιενεργό μετάπτωση σε σταθερούς πυρήνες Οι συνέπειες ενός πυρηνικού ατυχήματος εξαρτώνται: Από την ποσότητα της ραδιενέργειας που εκλύεται 50

51 Από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες που επικρατούν κατά τη διάρκεια της έκλυσης Από την κατανομή του πληθυσμού γύρω από το σταθμό Από τα μέτρα έκτατης ανάγκης που λαμβάνονται Το πρώτο πυρηνικό ατύχημα συνέβη το 1952 στον Καναδά, το οποίο ήταν μικρής κλίμακας χωρίς θύματα ή αξιόλογη ρύπανση. Από τότε έχουν καταγραφεί τουλάχιστον 25 μικρής ή μεσαίας σημασίας ατυχήματα και ένα πολύ μεγάλης (Τσερνομπίλ το 1986) (Σκούλλος, 2009). Πρόσφατα (Φουκουσίμα, Ιαπωνία στις 11 Μαρτίου 2011) μεγάλο πυρηνικό ατύχημα το οποίο όμως οφειλόταν σε φυσικά αίτια σεισμός και τσουνάμι που επακολούθησε θεωρήθηκε δε ότι προκάλεσε τη μεγαλύτερη ραδιενεργό ρύπανση στη θάλασσα (Buesseler et al. 2011). Στον Πίνακα 10 που ακολουθεί, παρουσιάζονται τα κυριότερα πυρηνικά ατυχήματα σε εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας μέχρι το έτος 2000 (Σκούλλος, 2009). Πίνακας 10: Κυριότερα πυρηνικά ατυχήματα σε εγκαταστάσεις παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας (Πηγή: Σκούλλος, 2009) Τόπος / Ημερομηνία Συνέπειες ΗΠΑ, 29 Μαρτίου 1979 Μερική τήξη του πυρήνα του αντιδραστήρα στον πυρηνικό σταθμό Three Mile Island ΗΠΑ, 4 Αυγούστου 1984 Ατύχημα στον πυρηνικό σταθμό Browns Ferry. Δεκατρείς εργάτες εκτίθενται σε υψηλές δόσεις ραδιενέργειας Ουκρανία, 26 Απριλίου 1986 Έκρηξη στη μονάδα 4 του πυρηνικού σταθμού του Τσερνομπίλ. Η μεγαλύτερη βιομηχανική καταστροφή της ιστορίας Γερμανία, 4 Μαΐου 1986 Διαρροή ραδιενέργειας από τον πυρηνικό σταθμό Hamm - Üntrop Ιαπωνία, 17 Σεπτεμβρίου 1988 Διαρροή στον πυρηνικό σταθμό Τοκαχάμα. Ραδιενεργά αέρια διαφεύγουν στην ατμόσφαιρα Ισπανία, 2 Δεκεμβρίου 1988 Φωτιά στον πυρηνικό σταθμό Vandelos Καναδάς, 20 Φεβρουαρίου 1990 Οκτώ εργαζόμενοι εκτίθενται σε ραδιενέργεια στον πυρηνικό σταθμό Point - Lepreau Γαλλία, 29 Σεπτεμβρίου 1990 Διαρροή νατρίου στον αντιδραστήρα Superphenix στην Greys-Malville. Τα συνεχή προβλήματα οδήγησαν στο οριστικό κλείσιμο του σταθμού αυτού. Σουηδία, 8 Σεπτεμβρίου 1991 Ραδιενεργός ατμός διαφεύγει από τον πυρηνικό σταθμό Μπαρσεμπεκ Καναδάς 10 Δεκεμβρίου 1996 Απώλεια ψυκτικού στον πυρηνικό σταθμό Pickering. Τέσσερις αντιδραστήρες παραμένουν κλειστοί στο Pickering μετά τα αποτελέσματα ανεξάρτητης μελέτης που τους 51

52 έκρινε ανασφαλείς Ιαπωνία, 12 Μαρτίου 1997 Έκρηξη και πυρκαγιά στο σταθμό επανεπεξεργασίας πυρηνικών καυσίμων και πυρηνικών αποβλήτων στο Τοκάι Μούρα Ιαπωνία, 29 Σεπτεμβρίου 1999 Διαρροή ραδιενέργειας σε μονάδα επεξεργασίας πυρηνικών καυσίμων στο Τοκάι Μούρα δεκάδες άτομα προσβάλλονται από ραδιενέργεια Εκτός από τους πυρηνικούς αντιδραστήρες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας, ατυχήματα έχουν συμβεί και (Γεράνιος, 2003): Σε πειραματικούς αντιδραστήρες παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας (π.χ. το 1961 στο Idaho των ΗΠΑ) Σε στρατιωτικούς αντιδραστήρες παραγωγής πλουτωνίου (- 1958, Kysthtym, Ουράλια Όρη, Ρωσία με εκατοντάδες θύματα) Σε πυρηνοκίνητα υποβρύχια Κυρίως η Ρωσία αλλά και η ΗΠΑ και άλλες χώρες της δύσης, πυρηνικά υποβρύχια ενδεικτικά αναφέρονται τα παρακάτω περιστατικά (Σκούλλος, 2009): , το αμερικάνικο USS Scorpion βυθίστηκε από βλάβη στο σύστημα ψύξης της καρδιάς του αντιδραστήρα , το ρώσικο υποβρύχιο Κομσομόλετς βυθίστηκε στη θάλασσα Μπάρεντς μετά από πυρκαγιά , κατά τη διάρκεια επισκευών στη χερσόνησο Κόλα της βόρειας Ρωσίας, έγινε έκρηξη σε ένα ρωσικό υποβρύχιο , Μάιος. Το Βρετανικό πυρηνοκίνητο υποβρύχιο HMS Tireless παρουσίασε διαρροή ψυκτικού στον πυρηνικό αντιδραστήρα ενώ έπλεε νότια της Μάλτας , Αύγουστος. Το ρώσικο πυρηνοκίνητο υποβρύχιο Kursk προσάραξε στον πυθμένα της θάλασσας Μπάρεντς Από τη βύθιση πλοίων μεταφοράς πυρηνικών αποβλήτων Από την πτώση και βύθιση στη θάλασσα πυρηνικών κεφαλών από αεροσκάφη Από την πτώση δορυφόρου με πλουτώνιο 52

53 Το μεγάλο πυρηνικό ατύχημα στο Τσερνομπίλ Το μεγαλύτερο και σοβαρότερο ατύχημα σε πυρηνικό εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας έγινε στον πυρηνικό σταθμό του Τσερνομπίλ της Ουκρανίας στις 26 Απριλίου Οι επιπτώσεις του στην υγεία των ανθρώπων αλλά και στο περιβάλλον ήταν ιδιαίτερα σημαντικές. Το πυρηνικό συγκρότημα του Τσερνομπίλ βρίσκεται κοντά στον ποταμό Πρίπιατ που είναι παραπόταμος του Δνείπερου, ο οποίος εκβάλλει στη Μαύρη θάλασσα 130 km βόρεια από το Κίεβο, την πρωτεύουσα της Ουκρανίας. Σε ακτίνα 30 km από το σταθμό κατοικούσαν έως άνθρωποι σε πόλεις και χωριά. Μέχρι το 1986 ο πυρηνικός σταθμός αποτελείτο από δύο ζεύγη αντιδραστήρων ονομαστικής ισχύος 1000MW ηλεκτρισμού το καθένα, ενώ ένα τρίτο ζεύγος βρίσκονταν υπό κατασκευή. Αν και ο τύπος των συγκεκριμένων αντιδραστήρων είχε ήδη ηλικία 25 ετών και οι μηχανικοί γνώριζαν τα μειονεκτήματα του, ο αντιδραστήρας της Μονάδας 4 του Τσερνομπίλ δεν είχε παρουσιάσει αξιοσημείωτα προβλήματα από το 1983 που πρωτολειτούργησε. Το απομεσήμερο της 25 ης Απριλίου (1986), κατά την προγραμματισμένη διακοπή λειτουργίας της Μονάδας 4, οι χειριστές έκαναν έλεγχο σε έναν από τους στροβίλους του σταθμού δοκιμάζοντας τα συστήματα ασφαλείας τους. Μια σειρά από «θεμελιώδεις παραβιάσεις των κανονισμών ασφαλείας», όπως τουλάχιστον αναφέρουν τα επίσημα πορίσματα, έθεσαν σε αστάθεια τη μονάδα ηλεκτροπαραγωγής. Στις 01:23 της 26 ης Απριλίου τεράστιες ποσότητες ραδιενέργειας διέφυγαν στην ατμόσφαιρα. Λόγω αστοχίας του συστήματος ψύξης της καρδιάς του αντιδραστήρα, τα καύσιμα στοιχεία έσπασαν και η επακόλουθη εκρηκτική δύναμη του ατμού ανασήκωσε την οροφή του αντιδραστήρα, επιτρέποντας την μαζική διαρροή των προϊόντων σχάσης στην ατμόσφαιρα. Το αρχικό ύψος εκτίναξης ξεπέρασε τα 1000 μέτρα. Μια δεύτερη έκρηξη εκσφενδόνισε τεμάχια πυρακτωμένου καυσίμου και γραφίτη από την καρδιά του αντιδραστήρα στον περιβάλλοντα χώρο και επέτρεψε στον εξωτερικό αέρα να εισέλθει βίαια στον αντιδραστήρα, αναγκάζοντας το επιβραδυντικό υλικό από γραφίτη να εκραγεί. Ο γραφίτης καίγονταν εννέα ημέρες προκαλώντας την κύρια έκλυση της ραδιενέργειας στην ατμόσφαιρα. Περίπου 5000 τόνοι βόριου, δολομίτη, άμμου, αργίλου και μολύβδου εναποτέθηκαν με ελικόπτερα στη φλεγόμενη καρδιά του αντιδραστήρα, σε μια προσπάθεια των τοπικών αρχών να σβήσουν τη φλόγα και να περιορίσουν την εκπομπή των ραδιενεργών υλικών. Αργότερα, προς το τέλος του 1986, όταν τα επίπεδα της ραδιενεργού ακτινοβολίας ελαττώθηκαν σημαντικά η Μονάδα 4 καλύφθηκε με μια κατασκευή από τσιμέντο και ατσάλι, την αποκαλούμενη «σαρκοφάγο», ώστε να μη διαφεύγει άλλη ραδιενέργεια (Παπάζογλου,1989, Κρητίδης, 1989, Σκούλλος, 2009). Η συνολική ενεργότητα των βασικότερων ραδιενεργών ισότοπων που διέφυγαν στο περιβάλλον φαίνεται στον Πίνακα 13. Διέφυγαν επίσης μεγάλες ποσότητες ραδιενεργών ευγενών αερίων (Ξένο 133, Κρυπτό - 85), υπερουράνιων στοιχείων και άλλων όπως Καίσιο-134, Τελλούριο-132 (Κρητίδης, 1989). 53

54 Στο Σχήμα 10 που ακολουθεί, φαίνεται η διασπορά της ραδιενέργειας μετά το ατύχημα. Οι ατμοσφαιρικές συνθήκες που επικρατούσαν κατά το δεκαήμερο των συνεχιζόμενων εκλύσεων ραδιενέργειας, οδήγησαν τους ραδιενεργούς ρύπους διαδοχικά στην Σκανδιναβική χερσόνησο, στο βόρειο ασιατικό τμήμα της Ρωσίας, στην κεντρική Ευρώπη και την Αγγλία, στα Βαλκάνια και στη δυτική Τουρκία. Ίχνη του ραδιενεργού νέφους έφθασαν ως τις ΗΠΑ κα την Ιαπωνία (Κρητίδης, 1989). Σχήμα 10: Διασπορά ραδιενέργειας μετά το ατύχημα του Τσερνομπίλ (Πηγή: Κρητίδης, 1989) Πίνακας 11: Εκλυόμενη ενεργότητα ανά μεγατόνο ισχύος πυρηνικής έκρηξης (Πηγή: Κρητίδης, 1989) Ραδιενεργό ισότοπο Εκτιμούμενη συνολική έκλυση (σε Bq από το Τσερνομπίλ στις ) Στρόντιο 89 0,093 Στρόντιο 90 0,0074 Ζιρκόνιο 95 0,15 Ρουθήνιο 103 0,12 Ρουθήνιο 106 0,04 Ιώδιο 131 0,27 Καίσιο 136 0,007 Καίσιο 137 0,033 Βάριο 140 0,17 Δημήτριο 141 0,10 Δημήτριο ,09 Η ραδιενεργός επίπτωση και η ρύπανση των καλλιεργειών ήταν σημαντικά αυξημένη στις περιοχές όπου η διέλευση του ραδιενεργού νέφους συνέπεσε με ισχυρές βροχοπτώσεις. Εκτός 54

55 της Ρωσίας μέγιστες τιμές ραδιενέργειας στο έδαφος μετρήθηκαν σε περιοχές της ανατολικής Σουηδίας, στη βορειανατολική Πολωνία, στη Βαυαρία και στη κεντρική Αυστρία, στη βόρειο Ιταλία και σε ορισμένες περιοχές των Βαλκανίων συμπεριλαμβανομένης και της νοτιοδυτικής Μακεδονίας βορειοδυτικής Θεσσαλίας. Ο κύριος όγκος του ραδιενεργού νέφους εισήλθε στην Ελλάδα (που βρίσκεται σε απόσταση km από το πυρηνικό εργοστάσιο) τις πρωινές ώρες της 2ας Μαΐου Στην ατμόσφαιρα, τη βροχή, το έδαφος, τη βλάστηση και το γάλα ανιχνεύθηκαν: 15 διαφορετικά ισότοπα μικρής διάρκειας ημίσειας ζωής 3 διαφορετικά ισότοπα σχετικά μεγάλης διάρκειας ημίσειας ζωής 1 ισότοπο μεγάλης διάρκειας ημίσειας ζωής Οι μέγιστες τιμές ραδιενέργειας του αέρα παρατηρήθηκαν στις 3 Μαΐου (την επόμενη μέρα) με πρόσθετη συνολική συγκέντρωση γύρω στα 120 Bq m -3 στην ύπαιθρο. Έτσι, για μερικές ημέρες η ραδιενέργεια του αέρα ήταν αισθητά υψηλότερη από αυτή που οφείλεται στη φυσική ραδιενέργεια. Κατά το τέλος του Μαΐου οι τιμές των ραδιοϊσοτόπων από το ατύχημα του Τσερνομπίλ ήταν αμελητέες σε σχέση με τις αντίστοιχες από τη φυσική ραδιενέργεια. Η επιβάρυνση του εδάφους για δεδομένη συγκέντρωση ραδιενέργειας στον αέρα είναι ανάλογη με την ταχύτητα εναπόθεσης (deposition velocity). Η ταχύτητα αυτή εξαρτάται από τις φυσικές και χημικές ιδιότητες των αιωρούμενων σωματιδίων, από τις ατμοσφαιρικές συνθήκες (ιδιαίτερα από την ένταση των βροχοπτώσεων) και από τις ιδιότητες της επιφάνειας εναπόθεσης. Στην Ελλάδα, η ραδιενεργός επίπτωση παρουσίασε σημαντικές διαφορές από περιοχή σε περιοχή. Στις αστικές περιοχές διαπιστώθηκε πολύ γρηγορότερη μείωση της επιφανειακής ραδιενέργειας λόγω έκπλυσης και απορροής αυτής από την άσφαλτο και τα τσιμέντα. Ο κύριος παράγοντας πρόσθετης δόσης ακτινοβολίας για τον πληθυσμό ήταν για όλες τις Ευρωπαϊκές χώρες, η κατανάλωση τροφίμων κυρίως γιατί ένα μέρος της φυτικής παραγωγής βρέθηκε εκτεθειμένο στη ραδιενεργό επίπτωση (Κρητίδης, 1989). Στις εικόνες που ακολουθούν, φαίνεται ο κατεστραμμένος αντιδραστήρας της Μονάδας 4 και η «σαρκοφάγος» που χτίστηκε για την κάλυψη και την αποφυγή των διαρροών ραδιενέργειας Εικόνα 1: Ο κατεστραμμένος αντιδραστήρας 4 του πυρηνικού εργοστασίου Τσερνομπίλ και η «σαρκοφάγος» που χτίστηκε για την επικάλυψη του και αποφυγή των διαρροών ραδιενέργειας (Πηγή: 55

56 Άλλα σημαντικά πυρηνικά ατυχήματα I. Three Mile Island, ΗΠΑ, 1979 Ο σταθμός παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος του Three Mile Island είναι κοντά στο Harrisburg στην πολιτεία Πενσυλβανία των ΗΠΑ. Το ατύχημα στη Μονάδα 2, που έχει ονομαστική ισχύ 900 MWe και ήταν σχεδόν ολοκαίνουργια, συνέβη στις 28 Μαρτίου 1979 όταν ο αντιδραστήρας λειτουργούσε με ισχύ 97%. Το ατύχημα ξεκίνησε με μία δυσλειτουργία στο δευτερεύον ψυκτικό κύκλωμα με αποτέλεσμα την αδυναμία απαγωγής της θερμότητας από το πρωτεύον ψυκτικό μέσο. Αυτό ανάγκασε το σύστημα ελέγχου του αντιδραστήρα να διακόψει αυτόματα η λειτουργία του σταθμού. Η ελλιπής ψύξη της καρδιάς προκάλεσε υπερθέρμανση του πυρήνα του αντιδραστήρα με αποτέλεσμα περισσότερο από ένα τρίτο των καυσίμων του να λιώσει (Σκούλλος, 2009). Το ατύχημα του Three Mile Island προκάλεσε μικρότερες διαρροές ραδιενεργών προϊόντων στο περιβάλλον σε σχέση με το Τσερνομπίλ, έγινε όμως εκκένωση του πληθυσμού της γύρω περιοχής (Γεράνιος, 2003). II. Windscale, Αγγλία, 1957 Το 1957, στον πυρηνικό αντιδραστήρα του Windscale της Αγγλίας, που παρήγαγε πλουτώνιο για την πολεμική βιομηχανία, έγινε ατύχημα με δεκάδες θύματα ενώ η περιοχή γύρω από την εγκατάσταση έκταση 500 km 2, υπέστη ρύπανση. Από τις αρχές απαγορεύτηκε το γάλα στο οποίο είχε ανιχνευθεί μεγάλη ποσότητα Ι 131. Οι δε μεταγενέστερες επιπτώσεις ήταν σοβαρότερες εκείνων που εκτιμήθηκαν αρχικά (Γεράνιος, 2003) III. Fukushima, Ιαπωνία,2011 Στις 11 Μαρτίου 2011 έγινε ισχυρός σεισμός στην Ιαπωνία και επακολούθησε τσουνάμι με αποτέλεσμα εκτός των άλλων, να πλημμυρίσει το πυρηνικό εργοστάσιο παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Dai-ichi Fukushima από νερό ύψος 15 m. Καταστράφηκε το ψυκτικό σύστημα του αντιδραστήρα στη Μονάδα 4 οπότε επακολούθησε πυρκαγιά στο καύσιμο της καρδιάς εκρήξεις υδρογόνου και απελευθέρωση αερίων και ραδιοϊσοτόπων προς την ατμόσφαιρα. Η μέγιστη έκλυση παρατηρήθηκε στις 15 Μαρτίου και σχετικά μεγάλη έκλυση στις 24 Μαρτίου (Buesseler et al. 2011). Εκτός όμως από την έκλυση του ραδιενεργού νέφους στην ατμόσφαιρα, η ψύξη των αντιδραστήρων με θαλασσινό νερό προκάλεσε την άμεση ρίψη ραδιοϊσοτόπων στη θάλασσα. Σε αντίθεση με το πυρηνικό ατύχημα του Τσερνομπίλ, στη Fukushima δεν έγινε έκρηξη της καρδιάς ούτε της οροφής του αντιδραστήρα και έτσι τα περισσότερα ραδιοϊσότοπα που διέφυγαν στην ατμόσφαιρα ήταν κυρίως ραδιενεργά αέρια και ορισμένα προϊόντα σχάσης που εξαερίζονται άμεσα (είναι πτητικά) όπως το Καίσιο 137. Ωστόσο ορισμένα μη πτητικά ραδιοϊσότοπα από τις ράβδους καυσίμου ενδεχομένως διέρρευσαν προς το έδαφος αλλά και προς τη θάλασσα. Από τα δεδομένα που έχουν ληφθεί φαίνεται ότι οι μέγιστες εκλύσεις ραδιοϊσοτόπων προς τη θάλασσα παρατηρήθηκαν ένα μήνα μετά το σεισμό δηλαδή κατά τον μήνα Απρίλιο. Οι συγκεντρώσεις των ραδιοϊσοτόπων και κυρίως του Καισίου 137 παρέμειναν υψηλές μέχρι 56

57 τον Ιούλιο που σημαίνει ότι εξακολουθούσε ο αντιδραστήρας αλλά και τα υπόγεια νερά καθώς και τα παράκτια ιζήματα (ως δευτερογενείς πηγές) να εκλύουν ραδιοϊσότοπα προς τη θάλασσα (Buesseler et al. 2011) Ραδιενεργά κατάλοιπα Μια επιπλέον ανθρωπογενούς φύσεως πηγή ραδιενέργειας προς το περιβάλλον, η οποία παρουσιάζει μεγαλύτερο πρόβλημα από αυτό των πυρηνικών αντιδραστήρων, αποτελούν τα ραδιενεργά κατάλοιπα. Αυτά είναι προϊόντα πυρηνικών αντιδράσεων και χαρακτηρίζονται ως απόβλητα χαμηλής μεσαίας και υψηλής ραδιενέργειας. Στα ραδιενεργά απόβλητα περιλαμβάνονται επίσης και οικοδομικά υλικά, αγωγοί, γυαλιά, ενδύματα τα οποία προέρχονται από σταθμούς πυρηνικής ενέργειας και αντιδραστήρες που χρησιμοποιούνται από βιομηχανίες, πυρηνικά ερευνητικά κέντρα, πανεπιστήμια κα νοσοκομεία (Φυτιάνος, 1996). Η διαχείριση των ραδιενεργών καταλοίπων και η εναπόθεση τους στο περιβάλλον ξηρά, θάλασσα, πάγους, ίσως και στο διάστημα αποσκοπεί στο να προστατευτούν οι άνθρωποι αλλά και το περιβάλλον, και περιλαμβάνει τα εξής βήματα (Σκούλλος, 2009): Α) Τη μείωση του όγκου απόθεσης Β) Την πρακτική και ασφαλή συσκευασία Γ) Την ασφαλή μεταφορά Δ) Την προσωρινή ή μόνιμη αποθήκευση Α) Τα ραδιενεργά απόβλητα υφίστανται συνήθως επεξεργασία που αποβλέπει στη μείωση του όγκου τους για λόγους μεταφοράς, διάθεση αλλά και για οικονομικούς λόγους. Οι μέθοδοι επεξεργασίας που χρησιμοποιούνται εξαρτώνται από τη φυσική κατάσταση των αποβλήτων (Σκούλλος, 2009): Για τα στερεά απόβλητα χρησιμοποιούνται τεχνικές: Της απολύμανσης Του τεμαχισμού Της κοπής Της συμπίεσης Της καύσης Για τα ημιστερεά ή υγρά στερεά απόβλητα εφαρμόζονται τεχνικές που αποβλέπουν στη μείωση της περιεκτικότητας τους σε νερό: Εξάτμιση Φυγοκέντριση Διήθηση Προσρόφηση 57

58 Στερεοποίηση Θρόμβωση καθίζηση κατακάθιση Β) Υπάρχουν δύο μέθοδοι συσκευασίας ραδιενεργών αποβλήτων, η συσκευασία τύπου Α και η συσκευασία τύπου Β. Η πρώτη έχει σχεδιαστεί με τρόπο ώστε να διατηρεί την ακεραιότητα της κάτω από κανονικές συνθήκες μεταφοράς ενώ η δεύτερη είναι επιπλέον σχεδιασμένη και για συνθήκες πιθανού ατυχήματος (Σκούλλος, 2009) Γ) σύμφωνα με την ισχύουσα διεθνή νομοθεσία, οι συσκευασίες που περιέχουν ραδιενεργά απόβλητα μπορούν να μεταφερθούν (Σκούλλος, 2009): Αεροπορικώς Οδικώς με φορτηγά Σιδηροδρομικώς Μέσω θαλασσίων οδών Δ) Η αποθήκευση των ραδιενεργών αποβλήτων περιλαμβάνει την προσωρινή και τη μόνιμη αποθήκευση. Τόσο η προσωρινή όσο και η μόνιμη αποθήκευση αναφέρεται στα απόβλητα χαμηλής και μεσαίας ραδιενέργειας ενώ η μόνιμη στα απόβλητα υψηλής ραδιενέργειας καθώς και στα απόβλητα που περιλαμβάνουν υπερουράνια στοιχεία. Η προσωρινή αποθήκευση των συσκευασμένων αποβλήτων χαμηλής ραδιενέργειας μπορεί να γίνει κοντά στον πυρηνικό σταθμό αλλά σε χώρο που είναι διαχωρισμένος από την υπόλοιπη εγκατάσταση. Η αποθήκευση αυτή συνήθως πραγματοποιείται σε υγρό περιβάλλον-δεξαμενή. Το πλεονέκτημα είναι ότι το υγρό περιβάλλον συντελεί αποτελεσματικά στην απαγωγή της θερμότητας που παράγεται κατά τη διάσπαση των ραδιενεργών χρησιμοποιημένων καυσίμων για περίοδο μερικών μηνών αμέσως μετά την απομάκρυνση τους από τον αντιδραστήρα. Χρησιμοποιείται επίσης και η ξηρή αποθήκευση για απόβλητα πυρηνικών καυσίμων στρατιωτικής προέλευσης. Η μόνιμη και κοντά στην πυρηνική εγκατάσταση αποθήκευση των αποβλήτων χαμηλής ραδιενέργειας περιλαμβάνει την τοποθέτηση των αποβλήτων σε μηχανικούς θόλους ή σε δεξαμενές που συνήθως είναι φτιαγμένες από προκατασκευασμένο σκυρόδεμα. Τα απόβλητα χαμηλής και μεσαίας ραδιενέργειας, τοποθετούνται σε βάθος μέχρι 30 m από την επιφάνεια του εδάφους. Τα απόβλητα συσκευάζονται σε ενισχυμένα με χάλυβα τσιμεντένια δοχεία και έπειτα τοποθετούνται σε ειδικές τάφρους ενώ ο χώρος μεταξύ των δοχείων γεμίζεται με αραιό τσιμέντο. Με τον τρόπο αυτό το κάθε δοχείο παρουσιάζει μεγάλη μηχανική ευστάθεια ενώ το τσιμέντο απορροφά ραδιενέργεια και μειώνει το ποσό της ακτινοβολίας στην επιφάνεια του δοχείου (Σκούλλος, 2009). Ανάμεσα στις πλέον χρησιμοποιούμενες τεχνικές τελικής διάθεσης των ραδιενεργών καταλοίπων περιλαμβάνονται η γεωλογική ταφή και η διάθεση στη θάλασσα. Οι θέσεις που επιλέγονται για τη γεωλογική ταφή εξετάζονται από άποψη (Σκούλλος, 2009): 58

59 Φυσικής ευστάθειας Θερμικής αγωγιμότητας Μηχανικής αντίστασης Χαμηλής διαπερατότητας Χαρακτηριστικά περιοχής Οι δε περιοχές που κατά κανόνα επιλέγονται είναι: Βαθειά σπήλαια σε συμπαγή γρανιτικά πετρώματα Εγκαταλελειμμένα ορυχεία Βαθειά γεωλογικά στρώματα Η εναπόθεση των ραδιενεργών καταλοίπων στον πυθμένα των ωκεανών εμπεριέχει τον κίνδυνο της μεταφοράς των ραδιενεργών στοιχείων στα επιφανειακά νερά με τα θαλάσσια ρεύματα και με τη μετακίνηση των θαλάσσιων οργανισμών. Η πρόταση εναπόθεσης ραδιενεργών καταλοίπων με μεγάλη ημιπερίοδο ζωής στα υποθαλάσσια γεωλογικά στρώματα σε βάθος μεγαλύτερο των 2000 m δεν αποκλείει την περίπτωση ατυχήματος ή σεισμικής καταστροφής. Μπορεί όμως να τοποθετηθούν σε γεωλογικά ρήγματα, ανάμεσα σε ηπειρωτικές πλάκες, τα οποία προβλέπεται ότι με τη σταδιακή μετακίνηση των πλακών, θα κλείσουν και θα σφραγίσουν για πάντα βαθιά στο εσωτερικό της Γης τα απόβλητα. Σε ορισμένες περιπτώσεις επιλέγεται η διάθεση των αποβλήτων υψηλής ραδιενέργειας μέσα σε βαθιά στρώματα πάγου στην Ανταρκτική. Η θερμότητα που προέρχεται από τη διάσπαση των αποβλήτων προκαλεί τήξη του πάγου και βύθιση της συσκευασίας με τα απόβλητα. Διερευνάται επίσης η αποστολή των αποβλήτων υψηλής ραδιενέργειας στο διάστημα όπου τα οχήματα, που θα περιέχουν τα ραδιενεργά απόβλητα, να τίθενται σε διαστημική τροχιά, χωρίς να αποκλείεται όμως και ατύχημα πτώσεις και καταστροφής του οχήματος πάνω στη Γη. Πίνακας 12: Μέθοδοι απόθεσης ραδιενεργών καταλοίπων (Πηγή: Σκούλλος, 2009). Απόβλητα Μέθοδοι Απόβλητα χαμηλής ραδιενέργειας Ταφή στο έδαφος Απόβλητα χαμηλής και μεσαίας ραδιενέργειας Τοποθέτηση σε τσιμεντένιους θαλάμους και ταφή κοντά στο έδαφος (βάθος 30 m) Απόβλητα υψηλής ραδιενέργειας Τοποθέτηση σε ειδικές γεωλογικές αποθήκες Τοποθέτηση σε βαθιές ωκεάνιες λεκάνες Τοποθέτηση στους πάγους Αποστολή στο διάστημα Απόβλητα με υπερουράνια στοιχεία Μεταστοιχείωση (μετατροπή σε απόβλητα μικρότερης ημιζωής) 59

60 5. Οι ιδιότητες του νερού Το νερό (επίθετο του ύδωρ κατά τον Πίνδαρο-λυρικός ποιητής του 5 ου 4 ου π. Χ. αιώνα «ύδωρ νεαρόν» που σημαίνει νερό της πηγής, φρέσκο) σαν χημική ένωση παρουσιάζει ορισμένες χαρακτηριστικές φυσικές και χημικές ιδιότητες. Οι ιδιότητες αυτές είναι πολύ σημαντικές τόσο για το φυσικό όσο και για το βιολογικό περιβάλλον με αποτέλεσμα το νερό να είναι μοναδικό για τη διατήρηση της ζωής. Συγκεκριμένα το νερό χαρακτηρίζεται από τις ακόλουθες ιδιότητες (Φυτιάνος, 1996, Σκούλλος, 1997, Ξένος, 2000, Θεοδώρου, 2004, Νικολάου, 2006, Σκούλλος, 2009): Πυκνότητα στερεού νερού (πάγου) μικρότερη από την πυκνότητα του υγρού νερού Μεγάλη επιφανειακή τάση Πολύ μεγάλη θερμότητα εξάτμισης Μεγάλη διηλεκτρική σταθερά Μεγάλο ιξώδες (εσωτερική τριβή) Μέγιστη πυκνότητα σε θερμοκρασία μεγαλύτερη από το σημείο τήξεως αυτού Πολύ μεγάλη θερμοχωρητικότητα Πολύ μεγάλη θερμότητα τήξης Σχετικά μεγάλης διαπερατότητα στο φώς (διαύγεια) Μεγάλη διαλυτική ικανότητα Πολύ μικρή ηλεκτρολυτική διάσταση Οι ιδιότητες του θαλασσινού νερού είναι παρόμοιες με εκείνες του καθαρού νερού. Το θαλασσινό νερό περιέχει διάφορα άλατα ιχνοστοιχεία και διαλυμένα σε αυτό αέρια. Σε αντίθεση με το γλυκό νερό των ποταμών και των λιμνών, το θαλασσινό νερό εμφανίζει χαρακτηριστική σταθερότητα ως προς την οξύτητα του η οποία κυμαίνεται από 7,5 έως και 8,3 στην κλίμακα ph (Σκούλλος, 1997). Σημαντική επίσης είναι η επίδραση της πίεσης στο ph του θαλασσινού νερού. Η οξύτητα του θαλασσινού νερού οφείλεται στη διάλυση αλάτων διαφόρων οξέων και βάσεων, αλάτων σύμπλοκων μετάλλων και μεταλλοειδών. Στην συμπλοκοποιήση συμμετέχουν και οργανικές ουσίες με πολύπλοκη δομή. Οι αντιδράσεις οξειδοαναγωγής καταλύονται από βακτήρια του νερού ενώ πολλές οργανικές τοξικές ύλες μεταφέρονται με τη μορφή των κολλοειδών ενώ τα ιζήματα είναι εναποθέσεις διαφόρων στερεών και βιογεωχημικών υλικών. Τα νερά αλληλεπιδρούν με την ατμόσφαιρα και τα εδάφη. Τα υδάτινα συστήματα χαρακτηρίζονται από μεταβολικές και φυσικοχημικές μεταβολές (αλλαγές) οι οποίες οφείλονται στις διαφορετικές τιμές της αλατότητας, της θερμοκρασίας και των θρεπτικών υλικών. 60

61 Η συνολική ποσότητα αλογόνων (χλωρίου, βρωμίου, ιωδίου) σε γραμμάρια ανά χιλιόγραμμο θαλασσινού νερού ονομάζεται χλωριότητα (chlorinity). Τόσο η αλατότητα όσο και η χλωριότητα εξαρτώνται από το γεωγραφικό πλάτος, το βάθος και τη γεωμορφολογία του πυθμένα (Σκούλλος, 2009). Μία χαρακτηριστική ιδιότητα του καθαρού νερού είναι η πυκνότητα του η οποία εξαρτάται από τη θερμοκρασία και την πίεση. Η πυκνότητα όμως του θαλασσινού νερού εξαρτάται επί πλέον και από τη χημική του σύσταση και κυρίως όμως από την αλατότητα. Κάθε παράγοντας που μεταβάλει τη θερμοκρασία, την πίεση και την αλατότητα του θαλασσινού νερού επιδρά άμεσα και στην πυκνότητα του. Η αύξηση της θερμοκρασίας προκαλεί ελάττωση της πυκνότητας με αποτέλεσμα η πυκνότητα του θαλασσινού νερού στις πολικές περιοχές να είναι μεγαλύτερη από την αντίστοιχη στις τροπικές. Με την αύξηση της αλατότητας αυξάνεται και η πυκνότητα και μάλιστα η προσθήκη 1 άλατος αυξάνει την πυκνότητα κατά 8 (Σκούλλος, 1997). Οι θάλασσες αφού είναι πυκνότερες από τις λίμνες και τα ποτάμια (καθαρό νερό), συμπεριφέρονται διαφορετικά σε ότι αφορά τα ρεύματα πυκνότητας και τις διάφορες φυσικοχημικές και βιολογικές ισορροπίες που εξελίσσονται εκεί (Σκούλλος, 2009). Η αύξηση της πίεσης προκαλεί επίσης αύξηση της πυκνότητας, επομένως η πυκνότητα μιας θαλάσσιας μάζας αυξάνεται συναρτήσει του βάθους. Είναι γνωστό ότι η μέγιστη πυκνότητα του καθαρού (γλυκού) νερού επιτυγχάνεται στους 4 ο C (3,98 ο C). Για το θαλασσινό όμως νερό, η θερμοκρασία μέγιστης πυκνότητας εξαρτάται από την αλατότητα του. Έτσι λοιπόν για θαλασσινό νερό με αλατότητα 17, η θερμοκρασία μέγιστης πυκνότητας είναι 0 ο C ενώ στο όριο των υφάλμυρων υδάτων αλατότητα 24,7 η θερμοκρασία μέγιστης πυκνότητας συμπίπτει με το σημείο πήξεως που είναι 1,332 ο C. Είναι δε φανερό ότι όταν η αλατότητα είναι μεγαλύτερη του 24,7 δεν επιτυγχάνεται μέγιστη πυκνότητα. Με άλλα λόγια, ενώ η πυκνότητα του γλυκού νερού ελαττώνεται καθώς αυτό ψύχεται κάτω από τους 4 ο C, δεν συμβαίνει το ίδιο και με την πυκνότητα του θαλασσινού νερού η οποία αντιθέτως αυξάνεται. Το θαλασσινό νερό συνεχίζει να γίνεται πυκνότερο καθώς ψύχεται κάτω από τους 4 ο C. Το φαινόμενο αυτό αποκτά ιδιαίτερη σημασία για τους υδρόβιους οργανισμούς. Στα γλυκά νερά (λίμνες, ποτάμια) όσο και αν είναι το βάθος, κοντά στον πυθμένα η θερμοκρασία δεν κατεβαίνει ποτέ κάτω από τους 4 ο C (αφού στη θερμοκρασία αυτή το καθαρό γλυκό νερό, παρουσιάζει τη μέγιστη πυκνότητα του άρα είναι και βαρύτερο). Στα μεγάλα βάθη των ωκεανών επικρατούν θερμοκρασίες χαμηλότερες των 4 ο C ενώ στις πολικές περιοχές οι θερμοκρασίες των θαλάσσιων υδάτων πλησιάζουν το σημείο πήξεως, που είναι κάτω του μηδενός, κοντά στους -2 ο C (επειδή το θαλασσινό νερό παγώνει σε χαμηλότερη θερμοκρασία από το καθαρό νερό). Το θαλασσινό νερό παρουσιάζει βραδεία αντίδραση ως προς τις μεταβολές της θερμοκρασίας. Αυτό σημαίνει ότι αργεί να θερμανθεί ή να ψυχθεί δηλαδή μπορεί να 61

62 αποθηκεύσει μεγάλα ποσά θερμότητας τα οποία μεταφέρονται με τα θαλάσσια ρεύματα. Η ιδιότητα αυτή του θαλασσινού νερού μεγάλη θερμοχωρητικότητα μετριάζει τις ακραίες θερμικές καταστάσεις στις παράκτιες περιοχές συμβάλλοντας με τον τρόπο αυτό στο παγκόσμιο κλίμα δημιουργώντας τάσεις ομοιόμορφης κατανομής της θερμοκρασίας. Επίσης προστατεύονται και οι υδρόβιοι οργανισμοί από τις απότομες και μερικές φορές δραστικές μεταβολές της θερμοκρασίας. Η εξάτμιση του θαλασσινού νερού, ιδιαίτερα στα μικρά γεωγραφικά πλάτη (τροπικές περιοχές), αφαιρεί τη θερμότητα που έχει συσσωρευτεί λόγω της έντονης ηλιακής ακτινοβολίας και την αποδίδει στο περιβάλλον με τη μορφή της συμπύκνωσης των υδρατμών σε μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη. Επομένως η πολύ μεγάλη θερμότητα εξάτμισης -είναι η θερμότητα που πρέπει να απορροφηθεί από 1g μιας υγρής ουσίας για να μετατραπεί σε αέριαενεργεί ρυθμιστικά στη μεταφορά θερμότητας και νερού στην ατμόσφαιρα. Λόγω της εξάτμισης αυξάνεται και η πυκνότητα των επιφανειακών νερών με αποτέλεσμα τα νερά αυτά, ως πυκνότερα, να βυθίζονται. Το ιξώδες είναι ιδιότητα που έχουν τα υγρά σώματα να παρουσιάζουν αντίσταση στη ροή και δείχνει το ποσό παχύρευστο είναι ένα υγρό. Στο θαλάσσιο περιβάλλον η τιμή του ιξώδους επηρεάζεται από τη θερμοκρασία και την αλατότητα. Με την αύξηση της θερμοκρασίας η τιμή του ιξώδους ελαττώνεται ενώ αυξάνεται με την αύξηση της αλατότητας και συνεπώς και με την αύξηση της πυκνότητας. Το ψυχρό θαλασσινό νερό έχοντας μεγαλύτερο ιξώδες από το θερμό δυσχεραίνει την κολύμβηση αλλά αυξάνει την επίπλευση των οργανισμών ενώ αντίθετα στο σχετικά μικρότερου ιξώδους θερμό νερό, οι οργανισμοί τείνουν να βυθιστούν. Έτσι το πλαγκτόν των θερμών νερών για να διατηρείται σε αιώρηση και να μη βυθίζεται έχει αναπτύξει προσαρμογές που αυξάνουν την τριβή του, με το νερό (Θεοδώρου, 2004). Το ιξώδες επιδρά και στην ανταλλαγή υδάτινων μαζών που έχουν διαφορετικές φυσικές και χημικές ιδιότητες. Η δε μεταβολή στις φυσικοχημικές ιδιότητες μιας υδάτινης μάζας έχει άμεσο αντίκτυπο και στους υδρόβιους οργανισμούς που βρίσκονται εκεί. Για παράδειγμα ένας τοπικός εμπλουτισμός σε θρεπτικά λόγω μεταφοράς υδάτινων μαζών, προκαλεί αύξηση πρωτογενούς δευτερογενούς παραγωγής. Το θαλασσινό νερό μπορεί να θεωρηθεί ως ρυθμιστικό διάλυμα δεδομένου ότι υπάρχουν σε αυτό διάφορα ανιόντα ασθενών οξέων. Το CO 2 όμως είναι εκείνο που προσδίδει στο θαλασσινό νερό τη ρυθμιστική αυτή ικανότητα η οποία είναι πολύ σημαντική για τους θαλάσσιους οργανισμούς αφού η επιβίωση τους απαιτεί σταθερή τιμή ph. Υπενθυμίζεται ότι ρυθμιστικά ονομάζονται τα διαλύματα των ασθενών οξέων και των αλάτων αυτών στα οποία όταν προστεθεί νερό, οξύ ή βάση σε μικρές αλλά υπολογίσιμες ποσότητες, δεν μεταβάλλεται το ph τους. Η κατανομή του ph συναρτήσει του βάθους παρουσιάζει έντονη διακύμανση στα πρώτα 100m με μέγιστη τιμή 8,2 έως 8,3. Από τα 200 έως και 1200m το ph μειώνεται φθάνοντας σε τιμές 7,5-7,7 με ένα ενδιάμεσο μέγιστο στα 7,9 σε βάθος περίπου 400 m. Στα 62

63 δε μεγάλα βάθη το ph σταθεροποιείται ανάλογα με τις συνθήκες που επικρατούν εκεί. Ημερήσια διακύμανση του ph παρατηρείται στα επιφανειακά υδάτινα στρώματα, η οποία οφείλεται στην ελάττωση της περιεκτικότητας του νερού σε CO 2 λόγω της πραγματοποιούμενης φωτοσύνθεσης. Η διαύγεια του καθαρού νερού είναι σχετικά μεγάλη. Η διαπερατότητα και η απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας αποτελούν σημαντικούς παράγοντες της υδάτινης οικολογίας αφού συνδέονται άμεσα με πολλά φαινόμενα κυρίως όμως της φωτοσύνθεσης, της θέρμανσης και της όρασης. Η δε όραση αποτελεί πρωταρχική αίσθηση για τους επιφανειακούς οργανισμούς. Το θαλασσινό νερό, ιδιαίτερα όταν υπάρχουν χαμηλές συγκεντρώσεις θρεπτικών και συνεπώς μικρής βιολογικής παραγωγικότητας, είναι κατά κανόνα εξαιρετικά διαυγές. Το βάθος που διεισδύει το φώς στη θάλασσα εξαρτάται όχι μόνο από τη διαύγεια του θαλασσινού νερού αλλά και από το μήκος κύματος του φωτός. Έτσι στην ανοιχτή θάλασσα, όπου η διαύγεια είναι μεγάλη, οι κυανές ακτίνες εισχωρούν βαθύτερα και επειδή σκεδάζονται από τα μόρια του νερού, προσδίδουν σε αυτό το μπλε χρώμα. Η ένταση του φωτός μέσα στην υδάτινη στήλη εξασθενεί λόγω απορρόφησης από μικροσκοπικούς φυτοπλαγκτονικούς οργανισμούς και από ανόργανα και οργανικά αιωρούμενα σωματίδια αλλά και λόγω πολλαπλών ανακλάσεων (σκέδασης) πάνω στα αιωρούμενα σωματίδια. Όσο περισσότερο θολά μικρότερη διαύγεια είναι τα νερά, τόσο μεγαλύτερη είναι η απορρόφηση και η σκέδαση. Τα παράκτια ύδατα κατά κανόνα είναι θολά και παρουσιάζουν κιτρινοπράσινο χρώμα αφού τα πράσινα και τα κίτρινα μήκη κύματος του φωτός παρουσιάζουν μεγαλύτερη διείσδυση. Το 50% της ηλιακής ακτινοβολίας απορροφάται, στο επιφανειακό θαλάσσιο στρώμα πάχους 10cm. Μέχρι τα 10m βάθους απορροφάται το μεγαλύτερο μέρος της ηλιακής ακτινοβολίας ενώ μέχρι τα 100 m φθάνει μόλις το 2%.τα σχετικά μεγάλου μήκος κύματος ερυθρό και υπέρυθρο (που προκαλεί θέρμανση) απορροφώνται στο επιφανειακό στρώμα πάχους 1 m ενώ τα μικρότερα μήκους κύματος κυανό και πράσινο εισχωρούν βαθύτερα. Επομένως τόσο η θέρμανση του θαλασσίου περιβάλλοντος όσο και η φωτοσύνθεση που κάνουν οι θαλάσσιοι φυτικοί οργανισμοί, είναι διεργασίες που συμβαίνουν στο επιφανειακό θαλάσσιο στρώμα το οποίο ονομάζεται εύφωτη ζώνη (Θεοδώρου, 2004). 63

64 6. Ρύπανση 6.1. Η έννοια της ρύπανσης Κάθε μεταβολή, η οποία μπορεί να προκαλέσει βραχυπρόθεσμη ή μακροπρόθεσμη αλλοίωση ή φθορά στον άνθρωπο, ως άτομο ή ως κοινωνία, και στο περιβάλλον του, στην υλική ή πολιτιστική του περιουσία και ν ελαττώσει τις ευκαιρίες για την παρούσα ή τις μελλοντικές γενιές για ανάπτυξη ή αναψυχή, χαρακτηρίζεται σαν ρύπανση (Σκούλλος, 2009). Ο ορισμός όμως αυτός είναι πολύ γενικός και καλύπτει όλες τις μορφές της ρύπανσης και όχι μόνο τη χημική (δηλαδή αυτή που οφείλεται στις τοξικές ουσίες) αλλά και την ενεργειακή, τη βιολογική, την αισθητική ακόμη και την ηθική και πολιτιστική ρύπανση και την υποβάθμιση της ποιότητας της ζωής. Οι ρυπάνεις μπορεί να είναι άμεσες ή έμμεσες. Άμεσες είναι αυτές που ο καθένας μπορεί να αντιληφθεί ενώ έμμεσες είναι αυτές που προκαλούνται ως παρενέργειες άλλων δραστηριοτήτων μέσω βιολογικών, φυσικών ή χημικών διεργασιών σε δεύτερο ή τρίτο στάδιο πχ ο ευτροφισμός σαν ρύπανση δευτερογενούς μορφής. Οι μορφές τις ρύπανσης διακρίνονται σε φυσικές και ανθρωπογενείς. Οι φυσικές ρυπάνσεις περιλαμβάνουν (Σκούλλος, 2009): Τις εκρήξεις των ηφαιστείων Τις λάσπες και τα ιζήματα από εδαφική διάβρωση Τις υποθαλάσσιες αναβλύσεις πετρελαίου Τις διαρροές πετρελαίου από υπεδάφια κοιτάσματα Τις υποθαλάσσιες αναβλύσεις λάβας Την παραγωγή τοξικών αερίων στο υπολίμνιο των λιμνών Τις πυρκαγιές που οφείλονται σε καύσωνες Τους σεισμούς Τα οργανικά υλικά (πχ φύλλα) Οι ανθρωπογενείς ρυπάνσεις είναι οι εξής: Η αστική ρύπανση, την οποία δημιουργεί ο άνθρωπος με την παρουσία του και τις βιολογικές του λειτουργίες (λύματα πόλεων, σκουπίδια) Βιομηχανική και εμπορική ρύπανση, που αναφέρεται στη βιομηχανική παραγωγή και μεταφορά προϊόντων Αγροτική ρύπανση, που συνδέεται έμμεσα με τις προηγούμενες και προέρχεται από την εκτεταμένη χρήση φυτοφαρμάκων και παρασιτοκτόνων 64

65 Ως προς τη φύση των ρύπων, οι ρυπάνσεις διακρίνονται σε χημικές (οφείλονται σε διάφορες χημικές ουσίες) και σε ενεργειακές. Οι ενεργειακές ρυπάνσεις μπορεί να προέρχονται από (Σκούλλος, 2009): Ακτινοβολίες Δονήσεις Θορύβους (ηχητική ρύπανση) Θερμότητα (θερμική ρύπανση) Ραδιενέργεια Οι πηγές της ρύπανσης μπορεί να είναι: Σημειακές πηγές (point sources) - Σταθερής θέσης - Μετακινούμενης θέσης Μη σημειακές πηγές (non point sources) ή παντορροϊκές Ως σημειακές πηγές ρύπανσης χαρακτηρίζονται όλες οι πηγές που εκβάλλουν ρύπους σε εντοπισμένα σημεία τα οποία μπορεί να είναι είτε σταθερής θέσης (πχ τα άκρα σωλήνων, αγωγών, τάφρων, αποχετευτικών δικτύων που καταλήγουν σε υδάτινους αποδέκτες, υψικαμίνων και καπνοδόχων των οποίων τα καυσαέρια αποβάλλονται προς την ατμόσφαιρα) είτε μετακινούμενης θέσης (πχ τα δεξαμενόπλοια). Στις σημειακές πηγές ρύπανσης ανήκουν οι βιομηχανικές μονάδες, οι μονάδες επεξεργασίας λυμάτων, τα ενεργά ή εγκαταλελειμμένα ορυχεία, οι πετρελαιοπηγές και τα δεξαμενόπλοια (τάνκερ). Οι μη σημειακές πηγές ρύπανσης που λέγονται και παντορροϊκές, είναι πηγές που δεν μπορούν να εντοπιστούν σε κανένα σημείο απορροής. Οι πηγές αυτές περιλαμβάνουν τους δρόμους των πόλεων, τις αγροτικές και τις επιφανειακές γενικότερα απορροές αλλά και τα ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα. Με βάση τους αποδέκτες ή τους φορείς στους οποίους εκδηλώνονται, οι ρυπάνσεις διακρίνονται σε τρία είδη: 1) Η ρύπανση της ατμόσφαιρας, όταν οι ρύποι ελευθερώνονται στον αέρα 2) Ρύπανση του εδάφους, όταν οι ρύποι εναποτίθενται στο έδαφος 3) Ρύπανση των υδάτων, όταν οι ρύποι εισέρχονται στα ύδατα, η οποία με τη σειρά της διακρίνονται σε: i. Ρύπανση επιφανειακών υδάτων, δηλαδή ποταμών και λιμνών ii. Ρύπανση υπογείων υδάτων 65

66 iii. Ρύπανση της θάλασσας Τα σημαντικότερα προβλήματα ρύπανσης εντοπίζονται Κατά μήκος των ακτών Γύρω από μεγάλα αστικά και βιομηχανικά κέντρα Σε περιοχές που γειτνιάζουν με εκβολές ποταμών που δέχονται τα απόβλητα πυκνοκατοικημένων ή έντονα καλλιεργημένων περιοχών. 6.2 Η ρύπανση της θάλασσας Ιδιαίτερα σημαντική είναι η ρύπανση της θάλασσας διότι (Σκούλλος, 2009): Οι θάλασσες και οι ωκεανοί καλύπτουν πάνω από το 70% του πλανήτη Η θάλασσα είναι ο τελικός αποδέκτης των ρυπάνσεων που συμβαίνουν στην ατμόσφαιρα, μέσω των ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων, και στο έδαφος, μέσω της απορροής. Οι χρόνοι παραμονής των ουσιών στη θάλασσα είναι ιδιαίτερα μεγάλοι Από την ατμόσφαιρα οι ρύποι διαλύονται στους υδρατμούς και στο νερό της βροχής ή προσροφώνται σε σωματίδια σκόνης και κατακάθονται στα εδάφη, στα επιφανειακά νερά ή στη θάλασσα. Οι ρύποι που εναποτίθενται στην ξηρά, αφού παραμείνουν εκεί για κάποιο χρονικό διάστημα, διαλύονται οι παρασύρονται από τις επιφανειακές απορροές και καταλήγουν στη θάλασσα. Η χρονική διάρκεια της ρύπανσης εξαρτάται από τον τρόπο αποικοδόμησης του ρύπου. Οι τρόποι αποικοδόμησης είναι οι εξής (Σκούλλος, 2009): Εξάτμιση Αραίωση, διάχυση, διασπορά Γαλακτωματοποίηση Οξείδωση Βιοαποικοδόμηση Προσρόφηση σε σωματίδια Κατάποση από το ζωοπλαγκτόν Ιζηματοποίηση Το πόσο μεγάλη έκταση μπορεί να καταλάβει η ρύπανση μέσα στη θάλασσα εξαρτάται από πολλούς παράγοντες μεταξύ των οποίων (Σκούλλος, 2009): Από το είδος του ρύπου Από την ποσότητα των ρύπων Από την ταχύτητα και τη διάρκεια εκροής Από τη συγκέντρωση των ρύπων κατά την εκροή Από την ταχύτητα και την κατεύθυνση του αέρα, των κυμάτων και των θαλασσίων ρευμάτων Από το βάθος μέσα στον υδάτινο αποδέκτη απόρριψης ή το βάθος του αγωγού εκροής Από την τοπογραφία και τη σύσταση του πυθμένα 66

67 Οι κυριότερες αιτίες ρύπανσης της θάλασσας είναι οι εξής (Σκούλλος, 2009): Η μεταφορά επικίνδυνων φορτίων Η διακίνηση πετρελαιοκηλίδων Ο καθαρισμός των πετρελαιοκηλίδων Η εκμετάλλευση φυσικών πόρων, πχ η άντληση πετρελαίου από το βυθό Η εκβολή δικτύων αποχέτευσης και βιομηχανικών αποβλήτων Η απόρριψη στερεών απορριμμάτων ή καταλοίπων από βιομηχανική και κατασκευαστική δραστηριότητα Η τουριστική και εμπορική δραστηριότητα Η κατάληψη σημαντικών θαλασσίων εκτάσεων για άλλες δραστηριότητες πχ ιχθυοκαλλιέργειες Η υπερβολική αλιεία Οι υποθαλάσσιες πυρηνικές δοκιμές Η ρύπανση μέσω ατμοσφαιρικών κατακρημνισμάτων Οι εναποθέσεις ραδιενεργών καταλοίπων στους πυθμένες των θαλασσών Η κατασκευαστική δραστηριότητα στη θάλασσα πχ γέφυρες, σήραγγες (tunnels) Η θερμική ρύπανση από τα θερμά νερά ψύξεως των παραθαλάσσιων βιομηχανιών και εργοστασίων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας Η ρύπανση από φυσικά αίτια, πχ σεισμοί, εκρήξεις υποθαλάσσιων ηφαιστείων Οι τρόποι εισαγωγή και οι μηχανισμοί διακίνησης των ρύπων στη θάλασσα είναι (Σκούλλος, 2009): Η ατμόσφαιρα και οι άνεμοι Οι μηχανικές διαβρώσεις, πχ η δράση των κυμάτων, η οξείδωση των λιμενικών έργων Οι υποθαλάσσιες αναβλύσεις Οι υποθαλάσσιες εκρήξεις ηφαιστείων Η διάλυση παλαιών ιζημάτων Φυσικοί δρόμοι διακίνησης των ρύπων (ποτάμια, παγετώνες) Ανθρωπογενείς δρόμοι διακίνησης των ρύπων (αγωγοί, οχετοί, πλοία) Οι θαλάσσιοι οργανισμοί, οι οποίοι δρουν με πολλούς τρόπους: Με τη μετακίνηση τους, μεταφέροντας αξιόλογα ποσά ρύπων αλλού Με τις απεκκρίσεις τους Με τα ανόργανα συστατικά του σκελετού τους Με τα οργανικά συστατικά του σώματος τους που αποσυντίθενται και μπαίνουν σε διάφορους κύκλους 67

68 Οι ανοιχτές θάλασσες αλλά κυρίως οι ωκεανοί, που καλύπτουν 361 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα από τα 510 εκατομμύρια τετραγωνικά χιλιόμετρα που είναι η έκταση της επιφάνειας της Γης (Σκούλλος, 1997, Aarkrog, 2003) και έχουν όγκο από το 1350 έως 1410 εκατομμύρια κυβικά χιλιόμετρα (Σκούλλος, 1997), θεωρούνται σχετικά καθαρές περιοχές. Η πιο σημαντική περιβαλλοντική επιβάρυνση καταγράφεται κατά μήκος των θαλασσίων δρόμων που χρησιμοποιούν τα πλοία ανά τον κόσμο και ιδιαίτερα σε περιπτώσεις ναυαγίων και συγκρούσεων. Με τα πλοία μεταφέρονται υγρά καύσιμα αλλά και διάφορα επικίνδυνα φορτία είτε χύδην είτε συσκευασμένα (Σκούλλος, 2009). Η συμμετοχή της ατμόσφαιρας στη ρύπανση των θαλασσών είναι επίσης σημαντική αφού οι ατμοσφαιρικοί ρύποι διασπείρονται στην επιφάνεια της Γης με τα ατμοσφαιρικά κατακρημνίσματα. Κατά το παρελθόν, όπως αναφέρθηκε και σε προηγούμενο κεφάλαιο, οι θάλασσες και οι ωκεανοί αποτέλεσαν πεδίο πολλαπλών πυρηνικών δοκιμών. Το αποτέλεσμα ήταν η απελευθέρωση τεράστιων ποσοτήτων ραδιενέργειας και η καταστροφή των τοπικών οικοσυστημάτων. Εκτός αυτού στο θαλάσσιο περιβάλλον απορρίπτεται νόμιμα ή παράνομα μεγάλες ποσότητες ραδιενεργών καταλοίπων καθώς και πολλές άλλες τοξικές ουσίες από τις βιομηχανίες (Σκούλλος, 2009). Οι ρύποι προξενούν βλάβες στους θαλάσσιους οργανισμούς διότι παρεμβαίνουν άμεσα ή έμμεσα στις βιοχημικές τους διεργασίες. Οι επιπτώσεις των ρύπων στους θαλάσσιους οργανισμούς μπορεί να είναι ακαριαία θανατηφόρες ή να δρουν βαθμιαία για εβδομάδες ή και μήνες με αποτέλεσμα τελικά την αστάθεια ολόκληρης της βιοκοινότητας. Οι επιπτώσεις αυτές εξαρτώνται από την ευαισθησία των οργανισμών στην ποσότητα, την τοξικότητα και τη διάρκεια ζωής των ρύπων. Οι ρύποι όμως δεν είναι τοξικοί για όλους τους οργανισμούς. Σαν παράδειγμα αναφέρεται το αργό πετρέλαιο το οποίο δυσχεραίνει την επιβίωση των ζωοπλαγκτονικών ειδών διότι, λόγω μεταβολής του ιξώδους του νερού, προκαλεί προβλήματα στην πλεύση τους. Επίσης το πετρέλαιο φράσσει τα ευαίσθητα εξαρτήματα της τροφοληψίας τους με αποτέλεσμα να δυσκολεύεται η διατροφή τους (Θεοδώρου, 2004). Ταυτόχρονα όμως το αργό πετρέλαιο είναι βιοαποικοδομήσιμο, δηλαδή διασπάται μέσω φυσικών διεργασιών σε απλούστερες χημικές ενώσεις οι οποίες αποτελούν τροφή για τα βακτήρια και τους φυτοπλαγκτονικούς οργανισμούς. Υπάρχουν τουλάχιστον 90 είδη από θαλάσσιους μικροοργανισμούς και μύκητες που βιοαποικοδομούν μερικά συστατικά πετρελαίου (Φυτιάνος, 1996). Μέσω της τροφικής αλυσίδας οι απλούστερες χημικές ενώσεις μεταφέρονται στα ανώτερα επίπεδα της τροφικής πυραμίδας. Ένα δεύτερο παράδειγμα είναι κάποιες συνθετικές οργανικές ενώσεις (πχ αλογονωμένοι υδρογονάνθρακες, πολυχλωριομένα διφαινύλια, παρασιτοκτόνα, διαλυτικά, συντηρητικά ξυλείας) η παρουσία των οποίων ακόμη και σε πολύ μικρές συγκεντρώσεις μπορεί να εξασθενήσει τη φωτοσυνθετική ικανότητα σε ορισμένα είδη διατόμων. Τα βαρέα μέταλλα (υδράργυρος, κάδμιο, χαλκός, μόλυβδος, κλπ) και οι συνθετικές οργανικές ενώσεις δεν αποσυντίθενται από φυσικές, χημικές ή βιολογικές 68

69 διεργασίες με αποτέλεσμα να παραμένουν ως ρύποι για μεγάλα χρονικά διαστήματα στο θαλάσσιο περιβάλλον, σε αντίθεση με τα θρεπτικά ανόργανα συστατικά τα οποία αποτελούν τροφή για τους θαλάσσιους οργανισμούς και συνεπώς έχουν μικρότερη χρονική παρουσία στο θαλάσσιο περιβάλλον. Οι ρυπάνσεις που οφείλονται σε παθογόνους μικροοργανισμούς είναι οι μόνες που αποκαλούνται μολύνσεις (Σκούλλος, 2009). Παθογόνοι ονομάζονται οι μικροοργανισμοί που είναι ικανοί να μολύνουν ή να μεταφέρουν ασθένειες. Πολλά είδη παθογόνων μικροοργανισμών δύνανται να επιβιώσουν στα υδάτινα περιβάλλοντα και να διατηρήσουν τις μολυσματικές τους ιδιότητες για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Οι μικροοργανισμοί αυτοί είναι βακτήρια, ιοί, μύκητες και πρωτόζωα. Για την περιγραφή των οργανικών θαλάσσιων ρύπων χρησιμοποιούνται οι παράμετροι BOD, COD και TOD I. Το BOD (Biological Oxygen Demand) είναι το οξυγόνο που απαιτείται για την βιομηχανική αποικοδόμηση των οργανικών ρύπων. II. Το COD (Chemical Oxygen Demand) είναι το χημικά απαιτούμενο οξυγόνο για την οξείδωση των οργανικών ρύπων σε διοξείδιο του άνθρακα, νερό νιτρικά ιόντα και οξείδια μετάλλων. III. Το TOD (Total Oxygen Demand) είναι το συνολικά απαιτούμενο οξυγόνο για την οξείδωση και το βιολογικό μεταβολισμό. Συνοψίζοντας, οι ομάδες των επικίνδυνων ουσιών που καταλήγουν στη θάλασσα είναι (Σκούλλος, 2009): Τα πετρελαιοειδή Τα βαρέα μέταλλα (Hg, Cd, Cu, Pb, κλπ) Οι συνθετικές οργανικές ενώσεις (παρασιτοκτόνα, πολυχλωριομένα διφαινύλια κλπ) Οι ραδιενεργές ουσίες (ραδιοϊσότοπα) Από τις τέσσερις αυτές ομάδες η πλέον επικίνδυνη είναι τα ραδιοϊσότοπα διότι δρουν ύπουλα, για μεγάλα χρονικά διαστήματα και σε μεγάλες αποστάσεις από το σημείο παραγωγής τους ενώ η προστασία του ανθρώπου και του περιβάλλοντος γενικότερα από αυτά είναι πρακτικά αδύνατη. 6.3 Ραδιενεργός ρύπανση του περιβάλλοντος Η μεταφορά ραδιενεργών υλικών από την ατμόσφαιρα στην επιφάνεια της Γης είναι γνωστή ως «ραδιενεργός επίπτωση» (radioactive deposition) ενώ παράλληλα και συχνότερα για τα υλικά που προέρχονται από πυρηνικές εκρήξεις χρησιμοποιείται και ο όρος fallout (επίπτωση) (Κρητίδης, 1989α). 69

70 Ο τόπος και ο χρόνος κατά τον οποίο τα ραδιενεργά προϊόντα μιας πυρηνικής έκρηξης θα φθάσουν στο έδαφος εξαρτάται από πολλούς παράγοντες και ένας από αυτούς είναι το ύψος στο οποίο γίνεται η έκρηξη. Όσο μεγαλύτερο είναι το ύψος αυτό, τόσο μεγαλύτερο μέρος από τα παραγόμενα ραδιενεργά υλικά, τα οποία αρχικά βρίσκονται σε αέρια κατάσταση, ανυψώνεται στα ανώτερα και ανώτατα στρώματα της ατμόσφαιρας. Με την πάροδο του χρόνου καθώς ελαττώνεται η θερμοκρασία της πυρακτωμένης σφαίρας, αρχίζει η συνένωση των ραδιενεργών υλικών σε μικροσκοπικά σωματίδια λόγω συμπύκνωσης και συσσωμάτωσης. Επειδή το μέγεθος αυτών των σωματιδίων είναι πολύ μικρό, η πτώση τους προς στην επιφάνεια της Γης γίνεται πολύ αργά και ένα σημαντικό μέρος μπορεί να παραμείνει στην ατμόσφαιρα για αρκετούς μήνες ή και χρόνια. Κατά το διάστημα αυτό τα ραδιενεργά σωματίδια μετακινούνται από τα ρεύματα του ατμοσφαιρικού αέρα. Ειδικότερα δε αυτά που φθάνουν σε πολύ μεγάλα ύψη, στην στρατόσφαιρα, διαχέονται σε όλο το ημισφαίριο στο οποίο έγινε η έκρηξη. Η ραδιενεργός επίπτωση που ακολουθεί την ευρύτατη αυτή διασπορά ονομάζεται «παγκόσμιος» ή και «καθυστερημένη» (global / delayed fallout) (Κρητίδης, 1989α). Όσο χαμηλότερα πραγματοποιείται η πυρηνική έκρηξη, τόσο μεγαλύτερο μέρος από τα υλικά που αποτελούν το ραδιενεργό νέφος, προέρχονται από την επιφάνεια της Γης (αφού η έκρηξη γίνεται κοντά στο έδαφος οπότε τεράστιες ποσότητες χώματος και άλλων υλικών αναρροφώνται προς τα πάνω) λόγω της τεράστιας αναρρόφησης που συνοδεύει την ανύψωση της πυρηνικής σφαίρας και σχηματίζει τη χαρακτηριστική εικόνα του μανιταριού. Στην περίπτωση αυτή τα σωματίδια είναι αρκετά μεγάλα και πέφτουν λόγω βαρύτητας πολύ πιο γρήγορα σε διάστημα ωρών μέχρι και ημερών, στην επιφάνεια της Γης. Κατά την παραμονή τους στην ατμόσφαιρα, τα σωματίδια αυτά, μεταφέρονται επίσης σε κάποιες αποστάσεις από τα χαμηλότερα αέρια ρεύματα. Οι αποστάσεις όμως αυτές είναι της τάξεως των εκατοντάδων χιλιομέτρων. Στη περίπτωση αυτή η ραδιενεργός επίπτωση ονομάζεται «τοπική» ή και «άμεση». Συνήθως εναποτίθενται τοπικά πάνω από το 50% της συνολικής ενεργότητα. Η κατεύθυνση και η έκταση που καλύπτει η άμεση (τοπική) ραδιενεργός επίπτωση εξαρτώνται από τις μετεωρολογικές συνθήκες, κυρίως από την κατεύθυνση και ταχύτητα των ανέμων, αλλά και από την ύπαρξη και την ένταση των βροχοπτώσεων (Rotblat, 1981). Η ραδιενεργός επίπτωση στο έδαφος μετριέται με την ενεργότητα που μεταφέρεται ανά μονάδα επιφάνειας και εκφράζεται σε Bq/m 2, ενώ για τη θάλασσα σε Bq/L (ανά λίτρο). Το κύριο αποτέλεσμα της μεγάλης καθυστέρησης στην κάθοδο της παγκόσμιας ραδιενεργού επίπτωσης είναι ότι όλα τα βραχύβια ραδιενεργά υλικά (με πολύ μικρούς χρόνους ημιζωής) έχουν διασπασθεί και η ραδιενέργεια, όταν φθάσει στο έδαφος, έχει εξασθενίσει ώστε ο εξωτερικός κίνδυνος από την ακτινοβολία γ να είναι μικρότερος του εσωτερικού κινδύνου από την ακτινοβολία β. Σε αυτήν την περίπτωση ο κίνδυνος προέρχεται 70

71 από την κατανάλωση τροφών στις οποίες έχουν μεταφερθεί ραδιενεργές ουσίες μέσω της τροφικής αλυσίδας μετά την εναπόθεση των ουσιών αυτών στο έδαφος (Rotblat, 1981). Στα πρώτα στάδια της ραδιενεργού επίπτωσης ένας σημαντικός κίνδυνος προκαλείται από το Ιώδιο 131 που έχει χρόνο υποδιπλασιασμού περίπου 8 ημέρες. Χρειάζονται περίπου 4 εβδομάδες για να μειωθεί η ενεργότητα του κατά 10 φορές. Μέσω της τροφικής αλυσίδας, κυρίως από το γάλα των αγελάδων που βόσκησαν σε ρυπασμένα λιβάδια, εισέρχεται το Ιώδιο 131 στον άνθρωπο. Γάλα με σημαντικά υψηλή συγκέντρωση Ιωδίου 131 έχει βρεθεί χιλιάδες χιλιόμετρα μακρυά από τις περιοχές των πυρηνικών δοκιμών (Rotblat, 1981). Στην πολύ καθυστερημένη ραδιενεργό επίπτωση οι ραδιενεργές ουσίες που προξενούν τα μεγαλύτερα προβλήματα είναι το Στρόντιο 90 και το Καίσιο 137. Οι χρόνοι υποδιπλασιασμού τους είναι τόσο μεγάλοι περίπου 29 και 30 χρόνια αντίστοιχα ώστε η καθυστέρηση στην εναπόθεση τους μειώνει ελάχιστα την ενεργότητα τους. Το Στρόντιο 90 συγκεντρώνεται στα οστά και τα δόντια, ενώ το Καίσιο 137 στους μαλακούς ιστούς. Οι ακτινοβολίες β και γ που εκπέμπονται από τα στοιχεία αυτά μπορεί να μεταφέρουν σημαντικά υψηλές εσωτερικές δόσεις. Το Στρόντιο 90 εισέρχεται στον ανθρώπινο οργανισμό με την κατανάλωση του γάλακτος και του κρέατος ενώ το Καίσιο 137 με την κατανάλωση αλιευμάτων και λαχανικών (Rotblat, 1981). Στον Πίνακα 13 που ακολουθεί φαίνεται η εκτιμούμενη συνολική επίπτωση του Καισίου 137 και του Στροντίου 90 κατά την περίοδο σε διάφορες περιοχές της Γης (UNSCEAR, 1982). Πίνακας 13: Ραδιενεργός επίπτωση λόγω των πυρηνικών δοκιμών στην ατμόσφαιρα κατά την περίοδο σε kbq/m 2 (Πηγή: UNSCEAR, 1982). Περιοχή εκτίμησης Καίσιο 137 Στρόντιο 90 1 Μέση τιμή Γης 3,1 2 2 Μέση τιμή βορείου ημισφαιρίου 3,4 2,2 3 Βόρειος Εύκρατος Ζώνη (40 ο 50 ο ) 5,2 3,2 4 Μέση τιμή Νοτίου ημισφαιρίου 0,86 0,55 5 Νότιος Εύκρατος Ζώνη 1,4 0,9 Η διαφορά που παρατηρείται μεταξύ των δύο ημισφαιρίων οφείλεται στο γεγονός ότι οι περισσότερες πυρηνικές δοκιμές έγιναν στο Βόρειο ημισφαίριο σε συνδυασμό με τη μικρή επικοινωνία μεταξύ των αερίων μαζών των δύο ημισφαιρίων. Οι μέγιστες τιμές στις εύκρατες ζώνες οφείλονται στην αυξημένη μετακίνηση στρατοσφαιρικών αερίων μαζών προς την τροπόσφαιρα σε αυτά τα γεωγραφικά πλάτη. 71

72 6.4 Ρύπανση του ωκεάνιου περιβάλλοντος από ραδιενέργεια Ο ωκεανός θεωρείται ως ένα ενοποιημένο σύστημα που αποτελείται από: o Το θαλασσινό νερό o Τα ιζήματα του πυθμένα o Τα πετρώματα της χέρσου και του ωκεάνιου φλοιού και βρίσκεται σε αλληλεπίδραση με την ατμόσφαιρα (Νικολάου, 2006). Στο ωκεάνιο σύστημα μεταφέρονται οργανικά και ανόργανα συστατικά τα οποία βρίσκονται είτε σε σωματιδιακή είτε σε διαλυτή μορφή. Η σωματιδιακή ύλη καταλήγει στο ίζημα μέσω κατακρήμνισης. Παρά την πληθώρα των χημικών ουσιών που έχουν εντοπισθεί στο ωκεάνιο περιβάλλον, τα ραδιενεργά θεωρούνται ως τα περισσότερο επικίνδυνα αφού, όπως έχει προαναφερθεί δρουν ύπουλα, για μεγάλα χρονικά διαστήματα, σε μεγάλες αποστάσεις από το σημείο εκκίνησης τους και η προστασία από αυτά είναι πρακτικά αδύνατη (Σκούλλος, 2009). Ορισμένες δραστηριότητες του ανθρώπου προκαλούν αύξηση των συγκεντρώσεων ραδιενέργειας στο περιβάλλον γενικότερα και κατατάσσονται σε δύο κατηγορίες (Κρητίδης, 1989α): Δραστηριότητες που επιφέρουν ανακατανομή των φυσικών ραδιενεργών στοιχείων χωρίς να συνδέονται με την παραγωγή νέων. Σαν παραδείγματα αναφέρονται: - Οι οικοδομικές δραστηριότητες που επιφέρουν αύξηση της συγκέντρωσης του ραδονίου και των θυγατρικών παραγώγων αυτού στον αέρα των εσωτερικών χώρων - Η παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας σε θερμοηλεκτρικούς σταθμούς που χρησιμοποιούν ορυκτά καύσιμα, όπου διασπείρεται στην ατμόσφαιρα τέφρα με αυξημένες συγκεντρώσεις στοιχείων από την οικογένεια του ουρανίου-238 Οι παραπάνω δραστηριότητες μπορεί να οδηγήσουν σε αξιόλογη αύξηση των συγκεντρώσεων φυσικής ραδιενέργειας σε τοπικό επίπεδο. Δραστηριότητες οι οποίες επιφέρουν τη διασπορά των τεχνητών ραδιοϊσοτόπων, τα οποία είναι προϊόντα σχάσης ή ενεργοποίησης πυρήνων. Μερικά παραδείγματα είναι τα εξής (Φλώρου, 2000, Aarkrog, 2003). - Οι θερμοηλεκτρική σταθμοί παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με χρήση πυρηνικών καυσίμων - Οι εγκαταστάσεις επανεπεξεργασίας πυρηνικών καυσίμων - Οι δοκιμές πυρηνικών όπλων στην ατμόσφαιρα και υποθαλάσσια. - Ορισμένες μονάδες πυρηνικής ιατρικής - Τα πυρηνικά ατυχήματα - Η διάθεση (αποθήκευση και απόρριψη) ραδιενεργών καταλοίπων - Τα πυρηνοκίνητα πλοία και υποβρύχια. 72

73 Οι δραστηριότητες αυτής της κατηγορίας οδηγούν σε ευρύτατη διασπορά ραδιενεργών ουσιών καθώς και σε ρύπανση μεγάλων θαλάσσιων εκτάσεων (πχ από τις εγκαταστάσεις στο Sellafield του Ηνωμένου Βασιλείου), σε ρύπανση ολόκληρης ηπείρου (πχ από το ατύχημα στο Chernobyl το 1986), και σε ρύπανση ολόκληρου του πλανήτη (από τις πυρηνικές δοκιμές). Η συμπεριφορά και η κατανομή των ραδιοϊσοτόπων στο θαλασσινό νερό δεν εξαρτάται μόνο από την απλή διάλυση και διάχυση τους στη μάζα του νερού αλλά και από τις περίπλοκες τοπογραφικές μετεωρολογικές συνθήκες και τις μεταβολές στην αλατότητα, χλωριότητα και ph του νερού. Τα ραδιοϊσότοπα εισερχόμενα στο θαλάσσιο περιβάλλον ανακατανέμονται λόγω φυσικών, χημικών αλλά και βιολογικών διαδικασιών και επιπλέον διασπείρονται σε αυτό τρείς διαφορετικές μορφές: Σε ιοντική μορφή Σε κολλοειδή μορφή Σε σωματιδιακή κατάσταση Το θαλασσινό νερό από τη φύση του είναι ραδιενεργό αφού περιέχει Κάλιο 40, προϊόντα φυσικής διάσπασης ουρανίου και θορίου, καθώς και τρίτιο (Η - 3) λόγω της κοσμικής ακτινοβολίας (Φυτιάνος, 1996). Τα ραδιοϊσότοπα που συναντώνται στον θαλάσσιο χώρο, όπως έχει ήδη προαναφερθεί σε προηγούμενο κεφάλαιο, ταξινομούνται ανάλογα με την προέλευση του σε φυσικά και τεχνητά (ή ανθρωπογενούς προελεύσεως). Τα φυσικά ραδιοϊσότοπα διακρίνονται σε αρχέγονης προέλευσης, δευτερογενούς (προϊόντα φυσικής διάσπασης ουρανίου) και κοσμικής προέλευσης (Φλώρου, 2000). Από τα αρχέγονης προέλευσης, έχουν απομείνει μόνο εκείνα με χρόνους ημιζωής μεγαλύτερους από 10 8 έτη όπως το Κάλιο-40 και Ρουβίδιο-87 των οποίων οι συγκεντρώσεις ενεργότητας στο θαλασσινό νερό αντιπροσωπεύουν το 90% και 1% αντίστοιχα της συνολικής ενεργότητας του θαλασσινού νερού (Φλώρου, 2000). Ενώ από τα δευτερογενή έχουν απομείνει το ουράνιο-234, θόριο-230, παλλάδιο-231 και ράδιο-226 (Φλώρου, 2000). Τα πιο σημαντικά από τα κοσμογενούς προέλευσης φυσικά ραδιοϊσότοπα τα οποία παράγονται συνεχώς και με σταθερούς ρυθμούς από την αλληλεπίδραση της κοσμικής ακτινοβολίας με τα συστατικά της ατμόσφαιρας και του εδάφους είναι τα βηρίλιο-7, τρίτιο (υδρογόνο-3) και άνθρακας-14 (Papastefanou et al., 1995). Στον Πίνακα 14 που ακολουθεί δίδονται τα φυσικά επίπεδα ραδιενέργειας (επίπεδα φυσικής ραδιενέργειας) στην επιφάνεια των θαλασσών (Φυτιάνος, 1996). 73

74 Πίνακας 14: Φυσικά επίπεδα ραδιενέργειας στην επιφάνεια των θαλασσών (Πηγή: Φυτιάνος, 1996). Ραδιονουκλεοτίδια Συγκεντρώσεις (Bql -1 ) Κάλιο K 11,84 Τρίτιο 3 Η 0,022 0,11 Ρουβίδιο Rb 1,07 Ουράνιο U 0,04 Ουράνιο U 0,007 Άνθρακας C (0,0037 0,37) x 10-2 Ράδιο Ra (0,037 0,25) x 10-2 Μόλυβδος Pb 0,18 x 10-2 Ουράνιο U (0,15 0,17) x 10-2 Πολώνιο Po (0,022 0,15) x 10-2 Ράδιο Ra 0,07 x 10-2 Θόριο Th (0,007 0,11) x 10-3 Θόριο Th (0,022 0,050) x 10-4 Θόριο Th (0,004 0,29) x 10-4 Πρέπει να σημειωθεί ότι το πλήθος των φυσικών ραδιονουκλιδίων (ραδιοϊσοτόπων) είναι περίπου 260 από τα οποία τα 25 παρουσιάζουν πολύ μεγάλους χρόνους ημιζωής ενώ το πλήθος των τεχνητής προελεύσεως υπερβαίνει τα 2300 (Young, 1992, Παπαευθυμίου et al., 2004). Υπάρχουν τριών τύπων ραδιοϊσότοπα που εισάγει ο άνθρωπος στο υδάτινο περιβάλλον (Σκούλλος, 2009): Τα πυρηνικά καύσιμα (πχ ουράνιο 235, πλουτώνιο - 233) Τα προϊόντα σχάσεως που δημιουργούνται στις πυρηνικές εκρήξεις ή κατά την παραγωγή πυρηνικής ενέργειας (πχ στρόντιο 90, καίσιο 137, βάριο - 140). Τα προϊόντα ενεργοποίησης που προέρχονται από βομβαρδισμό με νετρόνια των αντιδραστήρων και των πυρηνικών όπλων αλλά και των φυσικών συστατικών του περιβάλλοντος (πχ ψευδάργυρος 65 και σίδηρος 55). Τα ανθρωπογενούς προελεύσεως (τεχνητά) ραδιοϊσότοπα που έχουν ανιχνευθεί στο θαλάσσιο περιβάλλον κατατάσσονται γενικά σε δύο κατηγορίες (Livingston and Provinec, 2000): Σε εκείνα που παρουσιάζουν πραγματική ή δυνητική ραδιολογική σημασία για την ανθρώπινη υγεία και τα οικοσυστήματα, όπως πχ τα: 74

75 Sr-90, Cs-137, Pu-238, Pu ( ), Am 241 Σε εκείνα τα οποία μπορεί να χρησιμοποιηθούν σαν ραδιενεργοί ιχνηθέτες, χρήσιμοι στη μελέτη θαλασσίων, όπως πχ τα: H-3, C-14, Tc-99 (Τεχνήτιο-99), I-129, Cs-137, Cs-134 Η περίπτωση του Καισίου-137 (Cs-137), το οποίο περιλαμβάνει και στις δύο παραπάνω κατηγορίες ταξινόμησης, παρουσιάζει ιδιαίτερο περιβαλλοντικό ενδιαφέρον λόγω (Lujaniene et al.,2004): Της τάξης μεγέθους του χρόνου ημιζωής του Της κινητικότητας του και της βιοδιαθεσιμότητας του στο θαλάσσιο περιβάλλον Της ιδιότητας του να βιοσυσσωρεύεται σε ιστούς και να βιομεγενθύνεται μέσω της τροφικής αλυσίδας Της ευδιαλυτότητας του και του διατηρητικού του χαρακτήρα στο θαλάσσιο περιβάλλον Της δυνατότητας για χρήση του ως ραδιενεργού ιχνηθέτη κίνησης και ανάμιξης θαλασσίων μαζών και γενικότερα μελέτης οικολογικών διεργασιών σε θαλάσσια οικοσυστήματα Το Διάγραμμα 7 που ακολουθεί, αποτελεί ιστογραμμική απεικόνιση των τιμών συγκέντρωσης ενεργότητας του Cs-137 σε επιφανειακά νερά διαφόρων θαλασσίων περιοχών κατά το έτος Διάγραμμα 7: Μέσες τιμές συγκεντρώσεις ενεργότητα 137 Cs σε επιφανειακά νερά συνιστωσών του θαλάσσιου περιβάλλοντος του πλανήτη κατά το έτος 2000 (Πηγή: Livingston and Provinec, 2000). 75

76 Η ταχύτητα διασποράς και κατανομής του 137 Cs στην υδάτινη στήλη και καταβύθισης του στον πυθμένα είναι κατά πολύ μικρότερη από αυτής των ραδιοϊσοτόπων που ενσωματώνονται στα σωματίδια του νερού (πχ των ισοτόπων του Pu και του Ru). Παραμένει επομένως μεγάλο χρονικό διάστημα στην υδάτινη στήλη και εξαπλώνεται εκτενώς με την κίνηση των θαλασσίων μαζών. Πολλά φυσικά και τεχνητά ραδιοϊσότοπα που βρίσκονται σε επιφανειακά νερά στη θάλασσα, προσροφώνται σε αιωρούμενα σωματίδια και πιθανώς να μεταφέρονται προς τα βαθύτερα μέρη σε χρόνο ανάλογο με τον χρόνο απόθεσης αυτών των σωματιδίων και χρόνο διατήρησης των ραδιοϊσοτόπων σε αυτά. Έχουν βρεθεί στον Ειρηνικό ωκεανό αβυσσικοί οργανισμοί οι οποίοι περιείχαν ραδιοϊσότοπα μικρής ημιζωής που προέρχονταν από τις πυρηνικές δοκιμές. Τα βαρέα ραδιοϊσότοπα παρουσιάζουν χαμηλή διαλυτότητα στο νερό και έχουν τάση να προσροφώνται στην αιωρούμενη σωματιδιακή ύλη με αποτέλεσμα να συσσωρεύονται στα ιζήματα. Τα λεπτόκοκκα ιζήματα, που έχουν συνολικά μεγαλύτερη επιφάνεια, προσροφούν περισσότερα βαρέα ραδιοϊσότοπα από ότι τα χονδρόκοκκα. Το θαλασσινό νερό των ωκεανών παρουσιάζει ραδιενέργεια περίπου 12,6 Bq/l (μπεκερέλ ανά λίτρο), η άμμος Bq/kg ενώ η λάσπη Bq/kg. Επομένως η θαλάσσια άμμος περιοχών με υψηλά επίπεδα φυσικής ραδιενέργειας περιέχει ακόμα περισσότερη ραδιενέργεια. Στις παραλίες των περιοχών Espirito Santo και Rio de Janeiro της Βραζιλίας καθώς και στην Kerala της Νότιοδυτικής Ινδίας η έκθεση σε ραδιενέργεια είναι 20 μgy/h (ανά ώρα) (Φυτιάνος, 1996, Θεοδώρου, 2004). Η αντίστοιχη δόση ραδιενέργειας από τα ιζήματα της θαλάσσιας περιοχής κοντά στον πυρηνικό σταθμό Sellafield (Ηνωμένο Βασίλειο) είναι 0,46 μgy/h (Θεοδώρου, 2004). Η συνολική ενεργότητα του Καισίου-137 στο θαλάσσιο περιβάλλον για το έτος 2000 εκτιμήθηκε σε 0,35 E Bq (δηλαδή 0,35x10 18 Bq) ενώ η συνεισφορά της Παγκόσμιας ραδιενεργού επιπτώσεις σε 69%, εκείνης των πυρηνικών ατυχημάτων πλην του Chernobyl σε 21%, η συνεισφορά των εγκαταστάσεων επεξεργασίας πυρηνικών καυσίμων σε 7% και η συνεισφορά από το πυρηνικό ατύχημα του Chernobyl σε 3% (Aarkrog, 2003). Η υδάτινη στήλη σε ωκεάνιο περιβάλλον παρουσιάζει τη μεγαλύτερη σταθερότητα και ομοιομορφία στην κατανομή τιμών συγκεντρώσεως ενεργότητας του Καισίου-137. Η υδάτινη στήλη όμως των παράκτιων περιοχών, των θαλάσσιων περιοχών όπου εκβάλουν ποταμοί και των κλειστών θαλασσών (όπως είναι πχ η Μαύρη Θάλασσα και η Μεσόγειος) παρουσιάζει μεγαλύτερες διακυμάνσεις και εντονότερη ανομοιομορφία στην κατανομή των τιμών αυτών λόγω της επίδρασης των γειτονικών χερσαίων οικοσυστημάτων (Provinec et al., 2003b). Το Καίσιο-137 στην ωκεάνια στήλη είναι ένα ραδιοϊσότοπο με διατηρητικό χαρακτήρα και συμπεριφέρεται σαν μέρος της θαλάσσιας μάζας στην οποία βρίσκεται «εν διαλύσει» (Livingston and Provinec, 2000). Η ιδιότητα του αυτή όπως έχει προαναφερθεί, το καθιστά 76

77 εργαλείο ιχνηθέτησης διεργασιών του θαλασσίου περιβάλλοντος όπως κίνησης και ανάμειξης θαλασσίων μαζών. Αν και ιχνοστοιχείο το Καίσιο-137, συμμετέχει με μικρή συνεισφορά στην αλατότητα του θαλασσινού νερού. Η διακίνηση του Καισίου-137 στην οριζόντια διάσταση του ωκεάνιου περιβάλλοντος γίνεται υδροδυναμικά λόγω της ευδιαλυτότητας του ενώ στη κατακόρυφη διάσταση τον πρωτεύοντα ρόλο στην διακίνηση έχουν οι βιογεωχημικές διεργασίες όπως η τροφοδυναμική μεταφορά, η νυχθήμερη και εποχιακή μετανάστευση του ζωοπλαγκτού και η απέκκριση ή η αποσύνθεση του (Φλώρου, 2001). Οι χρόνοι παραμονής του Καισίου-137 στην υδάτινη στήλη κυμαίνονται από 10 έως 15 έτη και είναι 100 φορές μεγαλύτεροι από τους αντίστοιχους χρόνους άλλων ραδιοϊσοτόπων όπως για παράδειγμα των Ρουθηνίου-103 και Ρουθηνίου-106 τα οποία είναι ισότοπα ενεργής αντίδρασης με τα σωματίδια του θαλασσινού νερού (particle reactive isotopes) (Φλώρου, 1992, Livingston and Provinec, 2000). Το Καίσιο-137 από την υδάτινη στήλη εισέρχεται στα ιζήματα με μηχανισμούς παρόμοιους με εκείνους που συναντώνται στο έδαφος όπως: o Καθίζηση o Προσρόφηση o Απορρόφηση o Ιοντοανταλλαγή o Συσσωμάτωση σε κρύσταλλο o Διάλυση σε κολλοειδή μορφή ενώ δεσμεύεται ευκολότερα σε αρχικά ιζήματα καθώς και σε ιζήματα που είναι πλούσια σε οργανικά υλικά. Μηχανισμοί βιοαναμόχλευσης οδηγούν το Καίσιο 137 σε βαθύτερα στρώματα του θαλασσίου πυθμένα. Μπορεί όμως οι μηχανισμοί αυτοί να προκαλέσουν ταυτόχρονα ανταγωνιστικούς μηχανισμούς επαναιώρησης και να τα επανεισάγουν, έστω και μερικώς από το θαλάσσιο ίζημα στην υδάτινη στήλη (Bradshaw et al., 2006). Από τη μελέτη των τιμών συγκέντρωσης ενεργότητας του Καισίου-137 στα ιζήματα του θαλάσσιου πυθμένα, μπορεί να υπολογισθούν οι τιμές συγκέντρωσης ενεργότητα και άλλων ραδιοϊσοτόπων των οποίων ο άμεσος προσδιορισμός με μετρήσεις είναι δυσχερής όπως πχ του Στροντίου-90 (Φλώρου, 1992). Στη θάλασσα καταλήγουν ραδιενεργές ουσίες που περιέχονται στα νερά ψύξης και σε άλλα υγρά απόβλητα από πυρηνικούς αντιδραστήρες. Από πυρηνοκίνητα πλοία και υποβρύχια διαρρέουν επίσης κάποια ραδιενεργά υλικά. Τα εργοστάσια επεξεργασίας ραδιενεργών καταλοίπων διοχετεύουν επίσης άμεσα ή έμμεσα στις θάλασσες μεγάλες ποσότητες υγρών αποβλήτων που περιέχουν κάποιες ποσότητες ραδιενέργειας. Το 1995 άρχισαν να διενεργούνται έρευνες για 23 «ύποπτα» ναυάγια πλοίων στη Μεσόγειο σε καιρό νηνεμίας, με διάφορες σημαίες ευκαιρίας, με αποτέλεσμα χιλιάδες τόνοι 77

78 ραδιενεργών αποβλήτων να έχουν καταλήξει στο βυθό της Μεσογείου (Φυτιάνος, 1996, Σκούλλος, 2009). Τα εργοστάσια επεξεργασίας πυρηνικών αποβλήτων της βόρειας Ευρώπης απορρίπτουν στη Βόρεια Θάλασσα, στη Θάλασσα της Μάγχης και κυρίως στην Ιρλανδική θάλασσα τα απόβλητα τους. Η Βαλτική και η Μαύρη Θάλασσα έχουν επηρεασθεί περισσότερο από το ατύχημα του Chernobyl. Στον Πίνακα 15 που ακολουθεί παρουσιάζονται τα ραδιοϊσότοπα που έχουν ανιχνευθεί στο θαλάσσιο περιβάλλον, ο χρόνος ημιζωής τους, το είδος της ακτινοβολίας που εκπέμπουν και οι συντελεστές συσσώρευσης αυτών στα οστρακόδερμα και στα ψάρια (Φυτιάνος, 1996). Οι ποσότητες μέσης και χαμηλής ραδιενέργειας αποβλήτων που έχουν εναποτεθεί στο Βορειοανατολικό Ατλαντικό ωκεανό (Βόρεια θάλασσα, Θάλασσα Μάγχης, Ιρλανδική θάλασσα) υπολογίζονται σε 660ΤBq (660x10 12 Bq) για εκπομπή ακτινοβολίας α και 38ΡBq (38x10 15 Bq) για ακτινοβολία β και γ για την περίοδο 1948 έως 1982 (Φυτιάνος, 1996). Σύμφωνα με τη συμφωνία του Λονδίνου το 1972 απαγορεύεται η εναπόθεση αποβλήτων υψηλής ραδιενέργειας. Σαν υλικά υψηλής ραδιενέργειας χαρακτηρίστηκαν εκείνα που περιέχουν ανά τόνο υλικού: - Περισσότερο από 10 6 Ci (ή 37 ΡBq = 37000ΤBq) Τρίτιο Ci (ή 37 ΤBq) εκπομπή ακτινοβολίας β και γ Ci (ή 3,7ΤBq) στρόντιο 90 και καίσιο Ci (ή 0,037 ΤBq) εκπομπή ακτινοβολίας α με ημιπερίοδο ζωής πάνω από 50 χρόνια (Φυτιάνος, 1996) Ο χάρτης 1 απεικονίζει την παγκόσμια κατανομή σημείων απόρριψης αποβλήτων σε διάφορες θαλάσσιες περιοχές της Γής (Foyn, 2001). Τα ανθρωπογενούς προελεύσεως ραδιοϊσότοπα εισήλθαν για πρώτη φορά στη θάλασσα το Τα ραδιοϊσότοπα αυτά προέρχονται από πειράματα για την κατασκευή της πρώτης ατομικής βόμβας και εισήλθαν στον θαλάσσιο χώρο των Ηνωμένων Πολιτειών (Ειρηνικός ωκεανός) μέσω του ποταμού Columbia. Μετά την έκρηξη της πρώτης ατομικής βόμβας τεχνητά ραδιοϊσότοπα εισήλθαν στη θάλασσα μέσω της ατμόσφαιρας (Φερεντίνος και Παπαθεοδώρου, 2002α). Πέρα από τη μεταφορά ρύπων μέσω της ατμόσφαιρας ποταμών ή οχετών, συχνά γίνονται και απ ευθείας απορρίψεις σε λίμνες, ποτάμια αλλά κυρίως στη θάλασσα. Οι απορρίψεις μπορεί να είναι λάσπες από εκσκαφές και εκβαθύνσεις λιμανιών ή εισόδους/εξόδους ποταμών είτε αφορούν τοξικούς ρύπους (συμπεριλαμβανομένων και των ραδιενεργών) οι οποίοι απορρίπτονται συνήθως κλεισμένοι μέσα σε διαφόρου αντοχής δοχεία που μετά όμως την πάροδο των ετών μπορεί να προκαλέσουν προβλήματα λόγω διάβρωσης και διαρροών. 78

79 Πίνακας 15: Ραδιοϊσότοπα στο θαλάσσιο περιβάλλον (Πηγή: Φυτιάνος, 1996). Συντελεστές συσσώρευσης Στοιχείο Ημιπερίοδο ζωής (έτη) Είδος Ακτινοβολίας Οστρακόδερμα Ψάρια 1. Φυσική ραδιενέργεια 3 Η 12,3 β 14 C 5760 β 40 K 1,3 x 10 9 β 87 Rb 4,7 x β 210 Po 0,38 α 234 U 2,5 x 10 5 α 235 U 7,1 x 10 8 α 238 U 4,5 x 10 9 α 2.Υπερουράνια στοιχεία 238 Pu 86 α Pu α Pu 6600 α Pu 13,2 α Am 458 α, γ 3. Προϊόντα σχάσης σε πυρηνικούς αντιδραστήρες 85 Kr 10,6 β Sr 0,14 β 1 0,2 90 Sr 28,0 β 1 0,2 90 Y 0,007 β Y 0,16 β Nb 0,10 β-γ Zr 0,18 β-γ Ru 0,11 β-γ Ru 1,0 β-γ J 0,02 β-γ Cs 30,0 β-γ Ce 0,78 β-γ Προϊόντα ενεργοποίησης 32 P 0,04 β Cr 0,08 Κ-γ

80 54 Mn 0,86 Κ-γ Fe 2,7 Κ Co 0,74 Κ-γ Co 5,3 β-γ Zn 0,67 Κ-β-γ Ag 0,69 β-γ Cs 2,1 β-γ Η πρώτη απευθείας απόρριψη ραδιενεργών καταλοίπων πραγματοποιήθηκε στον Ανατολικό Ειρηνικό Ωκεανό (Χάρτης 1) το 1946, 80 km περίπου έξω από τις ακτές της Καλιφόρνιας των ΗΠΑ. Στον Πίνακα 16 που ακολουθεί φαίνονται οι τιμές των συγκεντρώσεων ενεργότητας των ραδιενεργών ουσιών που έχουν απορριφθεί στους διάφορους ωκεανούς της Γης (IAEA International Atomic Energy Agency Διεθνές Πρακτορείο Ατομικής Ενέργειας) Χάρτης 1: Παγκόσμια κατανομή ραδιενεργών καταλοίπων στην θάλασσα (Πηγή: Foyn, 2001). Πίνακας 16:Τιμές των συγκεντρώσεων ενεργότητας των ραδιενεργών ουσιών που έχουν απορριφθεί σε διάφορους ωκεανούς της Γης (Πηγή: Foyn, 2001). Παγκόσμια κατανομή ραδιενεργών καταλοίπων στην θάλασσα Βόρειο-ανατολικός Ατλαντικός Ωκεανός 42,32 ΡBq Βόρειο-δυτικός Ατλαντικός Ωκεανός 2,94 ΡBq Αρκτικός Ωκεανός 38,37 ΡBq Βόρειο-ανατολικός Ειρηνικός Ωκεανός 0,55 ΡBq Δυτικός Ειρηνικός ωκεανός 0,89 ΡBq 80

81 Η πλειονότητα των απ ευθείας απορρίψεων περιλαμβάνει στερεά ραδιενεργά κατάλοιπα σε διάφορες μορφές και ποικίλης προέλευσης και μόνο το 1,44% της συνολικής ενεργότητα οφείλεται σε χαμηλού επιπέδου υγρών καταλοίπων. Το 95% της συνολικής απόρριψης σε θαλάσσιο περιβάλλον όπως φαίνεται και από τον Πίνακα 19 έχει γίνει στον Βορειοανατολικό Ατλαντικό Ωκεανό και στον Αρκτικό Ωκεανό (Χάρτης 1). Οι περισσότερες απορρίψεις στον Βορειοανατολικό Ατλαντικό περιλαμβάνουν χαμηλού επιπέδου ραδιενεργά στερεά κατάλοιπα σε βάθος 1500 έως 5000 m. Οι απορρίψεις όμως στον Αρκτικό ωκεανό, περιλαμβάνουν διάφορα είδη καταλοίπων από αντιδραστήρες που έχουν απορριφθεί σε βάθος σχεδόν 300m στη θάλασσα Κάρα μέχρι και 20m βάθος σε κάποια φιόρδ στη Novaya Zemlya. Οι περισσότερες απορρίψεις στον Αρκτικό ωκεανό πραγματοποιήθηκαν από την πρώην Σοβιετική Ένωση και δεν ανακοινώθηκαν διεθνώς. Οι απορρίψεις αυτές στον Αρκτικό ωκεανό διαφέρουν σημαντικά από αντίστοιχες απορρίψεις σε άλλα μέρη του πλανήτη καθώς περιλαμβάνουν υψηλού επιπέδου ραδιενεργά κατάλοιπα που προέρχονται από πυρηνικούς αντιδραστήρες. Η πυρηνική βιομηχανία της πρώην Σοβιετικής Ένωσης χρησιμοποιούσε τα νερά από παρακείμενους ποταμούς για την ψύξη των συστημάτων των πυρηνικών αντιδραστήρων και στη συνέχεια τα νερά αυτά επανεισάγονταν στα ποτάμια και κατέληγαν στη θάλασσα, και συγκεκριμένα στον Αρκτικό Ωκεανό (Foyn, 2001). 81

82 7. Περιπτωσιολογικές μελέτες Case Studies Οι λειτουργίες των πυρηνικών αντιδραστήρων καθώς και των υπόλοιπων εγκαταστάσεων των θερμοηλεκτρικών σταθμών παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με χρήση πυρηνικών καυσίμων εκλύουν (απελευθερώνουν) στην ατμόσφαιρα μικρές ποσότητες ραδιενεργών υλικών από τον κύκλο της καύσης. Ταυτόχρονα όμως απορρίπτονται σε παρακείμενους υδάτινους αποδέκτες υγρά απόβλητα που περιέχουν μεγαλύτερες ποσότητες ραδιενεργών ουσιών, αφού για τις διεργασίες των εγκαταστάσεων αυτών απαιτούνται μεγάλες ποσότητες νερού ψύξης. 1) Μεταξύ των ετών 1943 έως 1956 κατασκευάστηκαν στο Hanford Nuclear Site κοντά στην πόλη Richland του νομού Washington των ΗΠΑ (Χάρτης 2) 8 αντιδραστήρες για την παραγωγή πλουτωνίου. Για την ψύξη των εγκαταστάσεων αντλούσαν νερό από τον γειτονικό (παρακείμενο) ποταμό Columbia ο οποίος εκβάλλει στον Ειρηνικό ωκεανό το οποίο αφού διερχόταν από την καρδιά του αντιδραστήρα, στη συνέχεια περνούσε μέσα από μια μικρή ψυκτική λίμνη όπου καθυστερούσε για λίγο πριν επιστρέψει στον ποταμό. Ο ποταμός αυτός δεχόταν ροή νετρονίων και ραδιοϊσοτόπων. Επιπλέον τα μεταλλικά τμήματα της κατασκευής του αντιδραστήρα υφίστανται διάβρωση από τα ραδιενεργά υλικά των υδάτων ψύξης. Στα παράκτια ύδατα των εκβολών του ποταμού αυτού αλλά και στα ιζήματα όσο και στους υδάτινους οργανισμούς της περιοχής ανιχνεύτηκαν τα: P-32, Cr-31, Mn-54 και Zn-65 (Foyn,1981). Σήμερα το Hanford ως Hanford Waste Treatment Plant είναι το μεγαλύτερο εργοστάσιο επανεπεξεργασίας πυρηνικών καυσίμων του Δυτικού Ημισφαιρίου. Τα δε παραγόμενα απόβλητα αποθηκεύονται με αποτέλεσμα το εργοστάσιο αυτό να αποτελεί μέγιστο κίνδυνο από τη διαρροή ραδιοϊσοτόπων (από τα αποθηκευμένα απόβλητα) για τον ποταμό Columbia ο οποίος είναι φυσικό σύνορο ανάμεσα στους νομούς Washington (βόρεια) και Oregon (νότια) (Χάρτης 2). Ο νομός Oregon εξαρτάται άμεσα από τα νερά του ποταμού Columbia (για ηλεκτρική ενέργεια, άρδευση, αλιεία, μεταφορές και ψυχαγωγία). Εικόνα 2: Περιοχή Hanford (Πηγή: Χάρτης 2: Ηνωμένες πολιτείες Αμερικής (κυκλωμένες είναι οι νομοί Washington και Oregon) (Πηγή: 82

83 Κατά το έτος 1985 τα αποθηκευμένα απόβλητα του Hanford ήταν m 3 ενώ μία αντίστοιχη εγκατάσταση επανεπεξεργασίας πυρηνικών καυσίμων στο Savannah River Site κοντά στον ποταμό Savannah στη Νότια Καρολίνα των ΗΠΑ είχε για το ίδιο έτος,83000 m 3 αποθηκευμένα ραδιενεργά απόβλητα. Τα ραδιενεργά απόβλητα που συγκεντρώνονται στο Hanford και στο Savannah προέρχονται από διάφορους θερμοηλεκτρικούς σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με πυρηνικά καύσιμα των ΗΠΑ. Το έτος 1998 λειτουργούσαν 434 τέτοιοι σταθμοί μόνο στις ΗΠΑ, τα δε παραγόμενα ραδιενεργά απόβλητα σε ποσοστό 4-5% επανεπεξεργάζονται για να χρησιμοποιηθούν εκ νέου ως πυρηνικά καύσιμα (Foyn, 2001). 2) Στην πρώην Σοβιετική Ένωση τα ραδιενεργά απόβλητα από τα θερμοηλεκτρικά εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με χρήση πυρηνικών καυσίμων και από τις εγκαταστάσεις επανεπεξεργασίας εκβάλλουν στα ποτάμια συστήματα των ποταμών Ob και Yenisey όπου τελικά καταλήγουν στο Βόρειο Παγωμένο Ωκεανό (Αρκτικό Ωκεανό) (Εικόνα 3). Τη χρονική περίοδο περίπου 77 x 10 6 m 3 υγρών ραδιενεργών απόβλητων ενεργότητας 100PBq απερρίφθησαν στον ποταμό Techa. Ο ποταμός αυτός συνδέεται με τον ποταμό Ob μέσω του ποταμού Tomsk όπου βρίσκεται μεγάλος σταθμός Tomsk-7 παραγωγής πλουτωνίου για στρατιωτική χρήση. Και άλλες εγκαταστάσεις όπως το Krasnoyarsk εκβάλλουν (απορρίπτουν) απόβλητα στον ποταμό Yenisey. Επίσης κοντά στις εγκαταστάσεις αποθηκεύονται μεγάλες ποσότητες ραδιενεργών αποβλήτων και επειδή η αποθήκευση γίνεται κοντά στα ποτάμια, αν συμβεί κάποιο ατύχημα κατά τη διαδικασία αποθήκευσης ή συμβεί κάποια διαρροή από τα δοχεία αποθήκευσης, τα απόβλητα καταλήγουν στις θαλάσσιες περιοχές της εκβολής των ποταμών (Foyn, 2001). Εικόνα 3: Οι ποταμοί Yenisey (Α) και Ob (Β) (Πηγή: 83

84 3) Οι σταθμοί επανεπεξεργασίας πυρηνικών καυσίμων στο Cap de la Hague της Γαλλίας και στο Sellafield του Ηνωμένου Βασιλείου (Αγγλίας) συμβάλλουν τα μέγιστα στη ρύπανση του Βορειοανατολικού Ατλαντικού Ωκεανού αφού ραδιοϊσότοπα από αυτές τις δύο εγκαταστάσεις έχουν βρεθεί. Ο πρώτος σταθμός επανεπεξεργασίας πυρηνικών καυσίμων για πολιτικούς και για στρατιωτικούς λόγους ξεκίνησε στο la Hague (ο UP2-400) (Χάρτης 3) το 1966 και λειτούργησε μέχρι το Στο σταθμό αυτό είχαν επεξεργασθεί 9350 τόνοι πυρηνικών καυσίμων. Το 1990 ξεκίνησε τη λειτουργία του ο σταθμός UP-3 και το 1994 ο UP2-800 και μέχρι στιγμής αυτοί οι δύο σταθμοί έχουν επανεπεξεργασθεί περίπου τόνους πυρηνικών καυσίμων. Τα υγρά απόβλητα των σταθμών του la Hague περιλαμβάνουν χαμηλής, μέσης και υψηλής ραδιενέργειας απόβλητα. Η αποθήκευση αυτών γινόταν στο γειτονικό Centre de la Manche (CSM) το οποίο έκλεισε το 1994και δέχονταν απόβλητα από το Κατά τη διάρκεια της περιόδου αυτής ( ) το CSM δέχτηκε δοχεία χωρητικότητας m 3 υγρών αποβλήτων χαμηλής και μέσης ραδιενέργειας. Μετά το κλείσιμο αυτής της αποθήκης, τα υγρά απόβλητα από το σταθμό la Hague καταλήγουν στο κέντρο αποθήκευσης του L Aube στα βορειοανατολικά της Γαλλίας. Η συνολική ενεργότητα των αποβλήτων χαμηλής ραδιενέργειας είναι λιγότερη από 3700 Bq/g και για εκπομπές ακτίνων α λιγότερο από 370 Bq/g. Η συνολική ενεργότητα των αποβλήτων μέσης ραδιενέργειας είναι Bq/g. Όσο για τα απόβλητα υψηλής ραδιενέργειας, στο la Hague παράγονται περίπου 200 m 3 το χρόνο (για κάθε 1000 τόνους επανεπεξεργασμένων πυρηνικών καυσίμων αντιστοιχούν 130 m 3 υγρών αποβλήτων υψηλής ραδιενέργειας). Χάρτης 3:Στο χάρτη φαίνεται η πορεία των αποβλήτων από το Sellafield προς τη Βόρεια Θάλασσα και από εκεί στη Νορβηγική Θάλασσα και στον πορθμό Kattegat (Σουηδία - Δανία) και η πορεία από το Lattague στη Βόρεια θάλασσα και στο πορθμό Skagerrak και Kattegat (Πηγή: Lindahl, P., 2003 ) 84

85 Στα διαγράμματα που ακολουθούν φαίνεται: Η ετήσια εκπομπή αερίων ραδιοϊσοτόπων σε ΤBq από το la Hague (COGEMA, 1998) Η ετήσια απόρριψη υγρών αποβλήτων με ραδιοϊσότοπα σε ΤBq από το la Hague (COGEMA, 1998) Η εξέλιξη στην περιεκτικότητα του πλουτωνίου, του Sr-90 και του Cs-137 στα υγρά απόβλητα κατά τα έτη (στο la Hague) (GRNC, GT-1, 1999, COGEMA, 2000) Διάγραμμα 8: Ετήσια εκπομπή αερίων ραδιοϊσοτόπων σε ΤBq από το la Hague (Πηγή: COGEMA, 1998) Διάγραμμα 9: ετήσια απόρριψη υγρών αποβλήτων με ραδιοϊσότοπα σε ΤBq από το la Hague (Πηγή: COGEMA, 1998) 85

86 Διάγραμμα 10: Εξέλιξη στην περιεκτικότητα πλουτωνίου, Sr-90 και Cs-137 στα υγρά απόβλητα κατά τα έτη (Πηγή: COGEMA, 2000) 4) Η επανεπεξεργασία πυρηνικών καυσίμων πραγματοποιείται στο Sellafield του Ηνωμένου Βασιλείου (Χάρτης 3), το οποίο αρχικά λεγόταν Windscale, από τις αρχές τις δεκαετίας του Η επεξεργασία αυτή γινόταν για να απομονωθεί το πλουτώνιο το οποίο θα χρησιμοποιούνταν για πυρηνικά όπλα (στρατιωτικούς σκοπούς). Το 1957 έγινε πυρηνικό ατύχημα στο Windscale με αποτέλεσμα την ευρεία διασπορά ραδιοϊσοτόπων. Από το 1965 ο σταθμός επανεπεξεργασίας Β205 λειτούργησε κυρίως για εμπορικούς λόγους. Στον πίνακα που ακολουθεί φαίνεται η ανά έτος (από Απρίλιο σε Απρίλιο) ποσότητα των πυρηνικών καυσίμων που επανεπεξεργάζονται στον σταθμό Magnox B205 αλλά και στον σταθμό THORP που ξεκίνησε τη λειτουργία του το Εικόνα 4: Sellafield (A) και La Hague (B) (Πηγή: 86

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΚΑΙ ΟΡΙΣΜΟΙ ΤΗΣ ΡΑ ΙΟΧΗΜΕΙΑΣ

ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΚΑΙ ΟΡΙΣΜΟΙ ΤΗΣ ΡΑ ΙΟΧΗΜΕΙΑΣ ΒΑΣΙΚΕΣ ΑΡΧΕΣ ΚΑΙ ΟΡΙΣΜΟΙ ΤΗΣ ΡΑ ΙΟΧΗΜΕΙΑΣ Ατοµικός αριθµός (Ζ): Μαζικός αριθµός (Α) : Ισότοπα : Ισοβαρή: Νοuκλίδιο: Ολικός αριθµός των πρωτονίων ενός πυρήνα. Χαρακτηρίζει το στοιχείο. Άθροισµα του αριθµού

Διαβάστε περισσότερα

ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ κβαντισμένη h.f h = J s f = c/λ h.c/λ

ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ κβαντισμένη h.f h = J s f = c/λ h.c/λ ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ Άτομα μόρια Από 10-10 m ως 10-6 m Συνήθεις μονάδες: 1 Å (Angstrom) = 10-10 m (~ διάμετρος ατόμου Υδρογόνου) 1 nm = 10-9 m 1 μm = 10-6 m Διαστάσεις βιομορίων. Πχ διάμετρος σφαιρικής πρωτεΐνης

Διαβάστε περισσότερα

Συμπέρασμα: η Η/Μ ακτινοβολία έχει διπλή φύση, κυματική και σωματιδιακή.

Συμπέρασμα: η Η/Μ ακτινοβολία έχει διπλή φύση, κυματική και σωματιδιακή. ΑΤΟΜΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ Άτομα μόρια Από 10-10 m ως 10-6 m Συνήθεις μονάδες: 1 Å (Angstrom) = 10-10 m (~ διάμετρος ατόμου Υδρογόνου) 1 nm = 10-9 m 1 μm = 10-6 m Διαστάσεις βιομορίων. Πχ διάμετρος σφαιρικής πρωτεΐνης

Διαβάστε περισσότερα

Ραδιενέργεια Ένα τρομακτικό όπλο ή ένα μέσον για την έρευνα και για καλλίτερη ποιότητα ζωής; Για πόσο μεγάλες ενέργειες μιλάμε; Κ.-Α. Θ.

Ραδιενέργεια Ένα τρομακτικό όπλο ή ένα μέσον για την έρευνα και για καλλίτερη ποιότητα ζωής; Για πόσο μεγάλες ενέργειες μιλάμε; Κ.-Α. Θ. Ραδιενέργεια Ένα τρομακτικό όπλο ή ένα μέσον για την έρευνα και για καλλίτερη ποιότητα ζωής; Για πόσο μεγάλες ενέργειες μιλάμε; Ραδιενέργεια 1896: Ανακάλυψη από τον Henry Becquerel (βραβείο Nobel 1903)

Διαβάστε περισσότερα

ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ - ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ

ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ - ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΦΥΣΙΚΗΣ Π.Φ. ΜΟΙΡΑ 693 946778 ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ - ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ Η γέννηση της πυρηνικής φυσικής έγινε το 1896, με την ανακάλυψη της ραδιενέργειας από τον Becquerel και την προσπάθεια

Διαβάστε περισσότερα

Niels Bohr ( ) ΘΕΜΑ Α

Niels Bohr ( ) ΘΕΜΑ Α ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗ Niels Bohr (885-962) ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α -Α να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και, δίπλα το γράμμα που

Διαβάστε περισσότερα

1. Ιδιότητες των πυρήνων

1. Ιδιότητες των πυρήνων . Ιδιότητες των πυρήνων To πρότυπο του Rutherford για το άτομο είναι όμοιο με αυτό του ηλιακού μας συστήματος. Το άτομο είναι σχεδόν άδειο στο εσωτερικό του. Ο πυρήνας ενός ατόμου μπορεί να θεωρηθεί σαν

Διαβάστε περισσότερα

λ Ε Πχ. Ένα σωματίδιο α έχει φορτίο +2 όταν επιταχυνθεί από μια διαφορά Για ακτίνες Χ ή ακτινοβολία γ έχουμε συχνότητα

λ Ε Πχ. Ένα σωματίδιο α έχει φορτίο +2 όταν επιταχυνθεί από μια διαφορά Για ακτίνες Χ ή ακτινοβολία γ έχουμε συχνότητα Μονάδες Ενέργειας 1 ev = 1,602 10-19 J 1 fj(= 10-15 J) = 6,241 10 3 ev Πχ. Ένα σωματίδιο α έχει φορτίο +2 όταν επιταχυνθεί από μια διαφορά δυναμικού 1000 V αποκτά ενέργεια 2 kev Για ακτίνες Χ ή ακτινοβολία

Διαβάστε περισσότερα

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ. Στις παρακάτω ερωτήσεις 1-4, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα, το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ. Στις παρακάτω ερωτήσεις 1-4, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα, το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΘΕΜΑ ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗ Στις παρακάτω ερωτήσεις, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα, το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Ο λαµπτήρας φθορισµού:

Διαβάστε περισσότερα

Διάλεξη 4: Ραδιενέργεια

Διάλεξη 4: Ραδιενέργεια Σύγχρονη Φυσική - 216: Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 4/4/16 Διάλεξη 4: Ραδιενέργεια Βασικοί τρόποι αποδιέγερσης Όπως γνωρίζουμε στην φύση υπάρχουν σταθερές πυρηνικές καταστάσεις αλλά

Διαβάστε περισσότερα

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ. Στις παρακάτω ερωτήσεις 1-4, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα, το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ. Στις παρακάτω ερωτήσεις 1-4, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα, το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. Επαναληπτικά Θέµατα ΟΕΦΕ 008 Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΠΙΛΟΓΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Στις παρακάτω ερωτήσεις -, να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα, το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση..

Διαβάστε περισσότερα

ΠΥΡΗΝΑΣ ΑΤΟΜΟΥ Ο όρος πυρήνας (nucleus) εισάγεται το 1912 από τον Rutherford. Κάθε άτομο αποτελείται από μια περιορισμένη περιοχή όπου συγκεντρώνεται

ΠΥΡΗΝΑΣ ΑΤΟΜΟΥ Ο όρος πυρήνας (nucleus) εισάγεται το 1912 από τον Rutherford. Κάθε άτομο αποτελείται από μια περιορισμένη περιοχή όπου συγκεντρώνεται ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΠΥΡΗΝΑΣ ΑΤΟΜΟΥ Ο όρος πυρήνας (nucleus) εισάγεται το 1912 από τον Rutherford. Κάθε άτομο αποτελείται από μια περιορισμένη περιοχή όπου συγκεντρώνεται το μεγαλύτερο μέρος της μάζας και το

Διαβάστε περισσότερα

Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ Η ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ Η ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΩΝ

Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ Η ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ Η ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΩΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ Η ΔΟΜΗ ΤΟΥ ΠΥΡΗΝΑ Η ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ Η ΒΙΟΛΟΓΙΚΗ ΔΡΑΣΗ ΤΩΝ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΩΝ ? W. Heisenberg: Όλοι οι πυρήνες αποτελούνται αποκλειστικά από νετρόνια (Ν) και πρωτόνια (Ζ) ο συνολικός αριθμός των

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑ ο ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Στις ερωτήσεις - να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Το έτος 2005 ορίστηκε ως έτος Φυσικής

Διαβάστε περισσότερα

Περιεχόµενα Παρουσίασης 2.1

Περιεχόµενα Παρουσίασης 2.1 Πυρηνική Τεχνολογία - ΣΕΜΦΕ Κ ε φ ά λ α ι ο 2 ο Π α ρ ο υ σ ί α σ η 2. 1 1 Περιεχόµενα Παρουσίασης 2.1 1. Αρχή Λειτουργίας των ΠΑΙ : Η Σχάση 2. Πυρηνική Ηλεκτροπαραγωγή ΠΗΣ 3. Πυρηνικά Υλικά και Τύποι

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΑ.Λ. Β ΟΜΑ ΑΣ ΦΥΣΙΚΗ I ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΕΠΑ.Λ. Β ΟΜΑ ΑΣ ΦΥΣΙΚΗ I ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ 1 ΕΠΑ.Λ. Β ΟΜΑ ΑΣ ΦΥΣΙΚΗ I ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ 1 ο Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό καθεµιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1- και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. Σχετικά µε τις ιδιότητες

Διαβάστε περισσότερα

Σχάση. X (x, y i ) Y 1, Y 2 1.1

Σχάση. X (x, y i ) Y 1, Y 2 1.1 Σχάση Το 1934 ο Fermi βομβάρδισε Θόριο και Ουράνιο με νετρόνια και βρήκε ότι οι παραγόμενοι πυρήνες ήταν ραδιενεργοί. Οι χρόνοι ημισείας ζωής αυτών των νουκλιδίων δεν μπορούσε να αποδοθούν σε κανένα ραδιενεργό

Διαβάστε περισσότερα

Μάθημα 5 - Πυρηνική 1) Ειδη διασπάσεων και Νόμος ραδιενεργών διασπάσεων 2) αλφα, 3) βητα, 4) γαμμα

Μάθημα 5 - Πυρηνική 1) Ειδη διασπάσεων και Νόμος ραδιενεργών διασπάσεων 2) αλφα, 3) βητα, 4) γαμμα ΦΥΕ 40 Κβαντική Φυσική Μάθημα 5 - Πυρηνική 1) Ειδη διασπάσεων και Νόμος ραδιενεργών διασπάσεων 2) αλφα, 3) βητα, 4) γαμμα Μαθημα 5.1 - διασπάσεις Λέκτορας Κώστας Κορδάς Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Σ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΕΜΠΤΗ 2 ΙΟΥΝΙΟΥ 2005 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΠΤΑ (7) ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΣΕΜΦΕ-ΕΜΠ 7 ο ΕΞΑΜΗΝΟ 2005-06 ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ Ν. ΓΑΖΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΕΜΠ ΑΘΗΝΑ 2005 0_Eisagogi.doc 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η ατομική θεωρία είναι ένα από τα μεγαλύτερα επιτεύγματα της Φυσικής στον

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α ΘΕΜΑ ο ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ Α Α Ποιο φαινόμενο ονομάζεται διασκεδασμός του φωτός; Πώς εξαρτάται ο δείκτης διάθλασης ενός οπτικού μέσου από το μήκος κύματος; Β Στις παρακάτω ερωτήσεις πολλαπλής

Διαβάστε περισσότερα

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β )

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β ) ΘΕΜΑ Α ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β ) ΚΥΡΙΑΚΗ 13/04/2014 - ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΔΕΚΑΤΡΕΙΣ (13) ΟΔΗΓΙΕΣ ΑΥΤΟΔΙΟΡΘΩΣΗΣ Στις ερωτήσεις Α1

Διαβάστε περισσότερα

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2013

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2013 ΤΑΞΗ: ΜΑΘΗΜΑ: ΘΕΜΑ Α Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ / ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Ηµεροµηνία: Κυριακή 7 Απριλίου 201 ιάρκεια Εξέτασης: ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Στις παρακάτω ερωτήσεις 1 έως 4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό

Διαβάστε περισσότερα

ΜΕΤΑΣΤΟΙΧΕΙΩΣΗ ΠΥΡΗΝΩΝ

ΜΕΤΑΣΤΟΙΧΕΙΩΣΗ ΠΥΡΗΝΩΝ Ραδιενέργεια ΜΕΤΑΣΤΟΙΧΕΙΩΣΗ ΠΥΡΗΝΩΝ Πυρήνες με μεγάλο ατομικό αριθμό διασπώνται (αυθόρμητα ή εξαιτίας εξωτερικής διέγερσης) σε άλλους με διαφορετικό, υπό ταυτόχρονη έκλυση ακτινοβολίας Το φαινόμενο ονομάζεται

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Σ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2001 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και

Διαβάστε περισσότερα

Γενικά χαρακτηριστικά των πυρήνων (Φορτίο, Μάζα, Σταθερότητα) Ισότοπα και Πυρηνικές αντιδράσεις Ραδιενέργεια. Α. Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής

Γενικά χαρακτηριστικά των πυρήνων (Φορτίο, Μάζα, Σταθερότητα) Ισότοπα και Πυρηνικές αντιδράσεις Ραδιενέργεια. Α. Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής Γενικά χαρακτηριστικά των πυρήνων (Φορτίο, Μάζα, Σταθερότητα) Ισότοπα και Πυρηνικές αντιδράσεις Ραδιενέργεια Α. Λιόλιος Μάθημα Πυρηνικής Φυσικής Σύσταση των πυρήνων Οι πυρήνες αποτελούνται από νουκλεόνια

Διαβάστε περισσότερα

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000 Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Ζήτηµα 1ο Στις ερωτήσεις 1-5 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. Σύµφωνα

Διαβάστε περισσότερα

ΑΤΟΜΙΚΗ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ

ΑΤΟΜΙΚΗ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ ΑΤΟΜΙΚΗ ΠΥΡΗΝΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ Περιεχόμενα ΦΩΤΟΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΦΑΙΝΟΜΕΝΟ, ΦΑΣΜΑΤΑ ΕΚΠΟΜΠΗΣ-ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗΣ, ΚΥΜΑΤΟΣΩΜΑΤΙΔΙΑΚΟΣ ΔΥΪΣΜΟΣ, ΑΡΧΕΣ ΚΒΑΝΤΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ... 2 Ερωτήσεις κλειστού τύπου... 2 Ερωτήσεις ανοικτού τύπου...

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΤΑΞΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2003

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΤΑΞΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 2003 ΦΥΣΙΚΗ Γ ΤΑΞΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ 3 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο Στις ερωτήσεις - να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Λέγοντας

Διαβάστε περισσότερα

Μονάδες Η υπεριώδης ακτινοβολία. α. με πολύ μικρό μήκος κύματος δεν προκαλεί βλάβες στα κύτταρα του δέρματος. β. δεν προκαλεί φθορισμό.

Μονάδες Η υπεριώδης ακτινοβολία. α. με πολύ μικρό μήκος κύματος δεν προκαλεί βλάβες στα κύτταρα του δέρματος. β. δεν προκαλεί φθορισμό. ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΥΤΕΡΑ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2006 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΠΤΑ (7) ΘΕΜΑ 1ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε

Διαβάστε περισσότερα

ΑΓ.ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΥ ΠΕΙΡΑΙΑΣ ΤΗΛ , ΟΔΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ. Φως

ΑΓ.ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΥ ΠΕΙΡΑΙΑΣ ΤΗΛ , ΟΔΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ. Φως ΟΔΗΓΙΕΣ ΓΙΑ ΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Κεφάλαιο 1 ο Φως Ο μαθητής που έχει μελετήσει το κεφάλαιο του φωτός πρέπει: Να γνωρίζει πως εξελίχθηκε ιστορικά η έννοια του φωτός και ποια είναι η σημερινή

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2006 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2006 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 6 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1- να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. Σύµφωνα µε την

Διαβάστε περισσότερα

Ο Ο π υ π ρή ρ να ή ς να τ ο τ υ ο ατόµου

Ο Ο π υ π ρή ρ να ή ς να τ ο τ υ ο ατόµου Ο πυρήνας του ατόµου Το 1896 ο Henri Becquerel παρατήρησε ότι ένα ορυκτό που περιείχε ουράνιο εξέπεµπε αόρατη ακτινοβολία. Η ακτινοβολία αυτή ήταν εξαιρετικά διεισδυτική, διαπερνούσε το µαύρο χαρτί - περιτύλιγµα

Διαβάστε περισσότερα

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 23 ΜΑΪΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 23 ΜΑΪΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 23 ΜΑΪΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ 1ο Στις ημιτελείς προτάσεις 1.1 έως 1.4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΤΑΞΗ

ΑΡΧΗ 2ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΤΑΞΗ ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Σ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 5 ΙΟΥΛΙΟΥ 2005 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΠΤΑ (7) ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΘΕΜΑ 1 Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. Σύµφωνα µε την ηλεκτροµαγνητική θεωρία

Διαβάστε περισσότερα

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000

Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2000 Ζήτηµα 1ο Θέµατα Φυσικής Γενικής Παιδείας Γ Λυκείου 2 Στις ερωτήσεις 1-5 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. Σύµφωνα µε το πρότυπο

Διαβάστε περισσότερα

Μονάδες 5. 3. Η υπεριώδης ακτινοβολία. α. με πολύ μικρό μήκος κύματος δεν προκαλεί βλάβες στα κύτταρα του δέρματος. β. δεν προκαλεί φθορισμό.

Μονάδες 5. 3. Η υπεριώδης ακτινοβολία. α. με πολύ μικρό μήκος κύματος δεν προκαλεί βλάβες στα κύτταρα του δέρματος. β. δεν προκαλεί φθορισμό. ΑΡΧΗ ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΥΤΕΡΑ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2006 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΠΤΑ (7) ΘΕΜΑ ο Στις ερωτήσεις -4 να γράψετε

Διαβάστε περισσότερα

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΣΧΕΤΙΚΙΣΤΙΚΗΣ ΥΝΑΜΙΚΗΣ Έλλειµµα µάζας και ενέργεια σύνδεσης του πυρήνα του ατόµου A

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΣΧΕΤΙΚΙΣΤΙΚΗΣ ΥΝΑΜΙΚΗΣ Έλλειµµα µάζας και ενέργεια σύνδεσης του πυρήνα του ατόµου A ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΤΗΣ ΣΧΕΤΙΚΙΣΤΙΚΗΣ ΥΝΑΜΙΚΗΣ Έλλειµµα µάζας και ενέργεια σύνδεσης του πυρήνα του ατόµου A Ένα ισότοπο, το οποίο συµβολίζουµε µε Z X, έχει ατοµικό αριθµό Ζ και µαζικό αριθµό Α. Ο πυρήνας του ισοτόπου

Διαβάστε περισσότερα

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2012. Ηµεροµηνία: Κυριακή 1 Απριλίου 2012 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2012. Ηµεροµηνία: Κυριακή 1 Απριλίου 2012 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΤΑΞΗ: ΜΑΘΗΜΑ: ΘΕΜΑ Α Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ / ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Ηµεροµηνία: Κυριακή 1 Απριλίου 01 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθµό καθεµιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις 1-4 και δίπλα το

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΤΡΙΤΗ 22 MAIΟΥ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΤΡΙΤΗ 22 MAIΟΥ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ 1 o ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΤΡΙΤΗ 22 MAIΟΥ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

Διαβάστε περισσότερα

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΙΣΟΤΟΠΩΝ. Ενότητα 1: Βασικές αρχές γεωχρονολόγησης. Γεωχημεία (Υ 4203) Επικ. Καθ. Χριστίνα Στουραϊτη Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος

ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΙΣΟΤΟΠΩΝ. Ενότητα 1: Βασικές αρχές γεωχρονολόγησης. Γεωχημεία (Υ 4203) Επικ. Καθ. Χριστίνα Στουραϊτη Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΙΣΟΤΟΠΩΝ Ενότητα 1: Βασικές αρχές γεωχρονολόγησης Γεωχημεία (Υ 4203) Επικ. Καθ. Χριστίνα Στουραϊτη Τμήμα Γεωλογίας και Γεωπεριβάλλοντος Περιεχόμενα Ραδιενέργεια Βασικές αρχές γεωχρονολόγησης

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Σ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΕΜΠΤΗ 2 ΙΟΥΝΙΟΥ 2005 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΠΤΑ (7) ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4

Διαβάστε περισσότερα

Γ' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Γ' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Γ' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ ο ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό κάθε µιας από τις παρακάτω ερωτήσεις -4 και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Όταν

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΚΑΙ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 30 ΜΑΪΟΥ 2014 - ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ:

Διαβάστε περισσότερα

Πηγές Πηγές Ταχέων Ηλεκτρονίων internal conversion internal conversion

Πηγές Πηγές Ταχέων Ηλεκτρονίων internal conversion internal conversion Πηγές Ταχέων Ηλεκτρονίων internal conversion Ένας πυρήνας σε διεγερμένη κατάσταση (πχ μετα από β-διάσπαση) που για διάφορους λόγους δεν μπορεί να διασπασθεί μέσω εκπομπής γ ακτινοβολίας. Η ενέργεια διέγερσης

Διαβάστε περισσότερα

Διάλεξη 7: Αλληλεπιδράσεις νετρονίων & πυρηνική σχάση

Διάλεξη 7: Αλληλεπιδράσεις νετρονίων & πυρηνική σχάση Διάλεξη 7: Αλληλεπιδράσεις νετρονίων & πυρηνική σχάση Αλληλεπιδράσεις νετρονίων Το νετρόνιο ως αφόρτιστο νουκλεόνιο παίζει σημαντικό ρόλο στην πυρηνική φυσική και στην κατανόηση των πυρηνικών αλληλεπιδράσεων.

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑ 1 ο ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. Σύμφωνα με την ηλεκτρομαγνητική

Διαβάστε περισσότερα

Πυρηνικές διασπάσεις. Δήμος Σαμψωνίδης (19-11- 2010) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο

Πυρηνικές διασπάσεις. Δήμος Σαμψωνίδης (19-11- 2010) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο Πυρηνικές διασπάσεις Δήμος Σαμψωνίδης (19-11- 2010) Στοιχεία Πυρηνικής Φυσικής & Φυσικής Στοιχειωδών Σωματιδίων 5 ο Εξάμηνο Ενέργεια σύνδεσης & Κοιλάδα σταθερότητας (επανάληψη) Πυρηνικές διασπάσεις Ραδιενέργεια

Διαβάστε περισσότερα

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΩΝ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΕΧΝΗΤΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ

ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΩΝ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΕΧΝΗΤΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΠΥΡΗΝΙΚΗΣ ΦΥΣΙΚΗΣ & ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΩΝ ΦΥΣΙΚΗ & ΤΕΧΝΗΤΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ ΣΤΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Θεόδωρος Μερτζιµέκης tmertzi@phys.uoa.gr ΓΕΝΙΚΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ Ιστοχώρος Διαλέξεων http://users.uoa.gr/~tmertzi/class

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. ΑΡΧΗ ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 22 MAIΟΥ 2007 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΠΤΑ (7) ΘΕΜΑ ο Στις ερωτήσεις -4 να γράψετε στο

Διαβάστε περισσότερα

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ 2/6/2005 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ 2/6/2005 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2005 - Γ' ΛΥΚΕΙΟΥ 2/6/2005 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΘΕΜΑ 1 Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. Το

Διαβάστε περισσότερα

Ο Πυρήνας του Ατόμου

Ο Πυρήνας του Ατόμου 1 Σκοποί: Ο Πυρήνας του Ατόμου 15/06/12 I. Να δώσει μία εισαγωγική περιγραφή του πυρήνα του ατόμου, και της ενέργειας που μπορεί να έχει ένα σωματίδιο για να παραμείνει δέσμιο μέσα στον πυρήνα. II. III.

Διαβάστε περισσότερα

Φυσικοί Νόμοι διέπουν Το Περιβάλλον

Φυσικοί Νόμοι διέπουν Το Περιβάλλον Φυσικοί Νόμοι διέπουν Το Περιβάλλον Απαρχές Σύμπαντος Ύλη - Ενέργεια E = mc 2 Θεμελιώδεις καταστάσεις ύλης Στερεά Υγρή Αέριος Χημικές μορφές ύλης Χημικά στοιχεία Χημικές ενώσεις Χημικά στοιχεία 92 στη

Διαβάστε περισσότερα

Γ' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

Γ' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Επαναληπτικά Θέµατα ΟΕΦΕ 009 Γ' ΤΑΞΗ ΓΕΝ.ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ ο Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό καθεµιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις - και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί

Διαβάστε περισσότερα

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 27 ΜΑΪΟΥ 2005 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6)

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 27 ΜΑΪΟΥ 2005 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6) ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 27 ΜΑΪΟΥ 2005 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6) ΘΕΜΑ 1 ο Στις ημιτελείς προτάσεις 1.1

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ Α. Ι. Οδηγία: Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΘΕΜΑ Α. Ι. Οδηγία: Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΘΕΜΑ Α Ι. Οδηγία: Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. Αν θέλουμε

Διαβάστε περισσότερα

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ

Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ Η ΕΝΕΡΓΕΙΑ ΤΟΥ ΑΤΟΜΟΥ ΤΟΥ ΥΔΡΟΓΟΝΟΥ ΑΣΚΗΣΗ 1 Άτομα αερίου υδρογόνου που βρίσκονται στη θεμελιώδη κατάσταση (n = 1), διεγείρονται με κρούση από δέσμη ηλεκτρονίων που έχουν επιταχυνθεί από διαφορά δυναμικού

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. ΑΡΧΗ ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΕΜΠΤΗ 5 ΜΑΙΟΥ 6 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6) ΘΕΜΑ ο Στις ερωτήσεις -4 να γράψετε στο τετράδιό

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2015 Β ΦΑΣΗ Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ / ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2015 Β ΦΑΣΗ Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ / ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΤΑΞΗ: ΜΑΘΗΜΑ: ΘΕΜΑ Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ / ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ Ηµεροµηνία: Μ. Τετάρτη 8 Απριλίου 2015 ιάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Στις ηµιτελείς προτάσεις Α1 Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον

Διαβάστε περισσότερα

Ε ι σ α γ ω γ ή στo Εργαστήριο Πυρηνικής Φυσικής

Ε ι σ α γ ω γ ή στo Εργαστήριο Πυρηνικής Φυσικής Ε ι σ α γ ω γ ή στo Εργαστήριο Πυρηνικής Φυσικής Γενικές Πληροφορίες - I ιστοσελίδα μαθήματος http://eclass.uoa.gr Κωδικός μαθήματος στο eclass PHYS211 Γενικές Πληροφορίες - II χώρος άσκησης Εργαστήριο

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑΤΑ ΚΑΙ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ 00 ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α-Α3 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη φράση, η οποία συμπληρώνει σωστά την

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1.

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση 1 Η υπέρυθρη ακτινοβολία α συμμετέχει

Διαβάστε περισσότερα

δ. εξαρτάται µόνο από το υλικό του οπτικού µέσου. Μονάδες 4

δ. εξαρτάται µόνο από το υλικό του οπτικού µέσου. Μονάδες 4 ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Σ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΥΤΕΡΑ 7 ΙΟΥΛΙΟΥ 2003 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6) ΘΕΜΑ 1ο Στις ερωτήσεις 1-5 να

Διαβάστε περισσότερα

Α2. Στο πρότυπο του Bohr, ο λόγος της κινητικής προς τη δυναμική ενέργεια του ηλεκτρονίου του ατόμου του υδρογόνου είναι ίσος με: α. β. γ. δ.

Α2. Στο πρότυπο του Bohr, ο λόγος της κινητικής προς τη δυναμική ενέργεια του ηλεκτρονίου του ατόμου του υδρογόνου είναι ίσος με: α. β. γ. δ. ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 01/02/2015 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ ΘΕΜΑ Α Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΙ ΕΙΣ 007 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜ 1o Στις ερωτήσεις 1- να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. 1. Η υπέρυθρη ακτινοβολία

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. ΑΡΧΗ ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 22 MAIΟΥ 2007 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΠΤΑ (7) ΘΕΜΑ ο Στις ερωτήσεις -4 να γράψετε στο

Διαβάστε περισσότερα

Το µοντέλο της υγρής σταγόνας

Το µοντέλο της υγρής σταγόνας Μ.Ζαµάνη 4-11-2010 Το µοντέλο της υγρής σταγόνας Για την ερµηνεία του φαινοµένου της σχάσης θεωρήθηκε ότι ένας πυρήνας που σχάζεται µοιάζει µε σταγόνα υγρού, ασυµπίεστη και οµοιόµορφα φορτισµένη. Η παροµοίωση

Διαβάστε περισσότερα

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.

ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα, που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση. ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΕΜΠΤΗ 25 ΜΑΙΟΥ 2006 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6) ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ 5 ΧΡΟΝΙΑ ΕΜΠΕΙΡΙΑ ΣΤΗΝ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α-Α να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή φράση, η οποία

Διαβάστε περισσότερα

I. ΜΕΤΡΗΣΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΥΠΟΒΑΘΡΟΥ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΤΟΥ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗ

I. ΜΕΤΡΗΣΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΥΠΟΒΑΘΡΟΥ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΤΟΥ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗ I. ΜΕΤΡΗΣΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΥΠΟΒΑΘΡΟΥ ΘΩΡΑΚΙΣΗ ΤΟΥ ΑΝΙΧΝΕΥΤΗ Α. Ακτινοβολία υποβάθρου (Background radiation) Εξαιτίας της κοσµικής ακτινοβολίας που βοµβαρδίζει συνεχώς την ατµόσφαιρα της γης και της ύπαρξης

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΥΤΕΡΑ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2006 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΥΤΕΡΑ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2006 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΕΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΥΤΕΡΑ 3 ΙΟΥΛΙΟΥ 2006 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΘΕΜΑ 1ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης

Διαβάστε περισσότερα

Η ακτινοβολία γ παράγεται από διεγερμένους πυρήνες κατά τη μετάπτωσή τους σε χαμηλότερα ενεργειακά επίπεδα.

Η ακτινοβολία γ παράγεται από διεγερμένους πυρήνες κατά τη μετάπτωσή τους σε χαμηλότερα ενεργειακά επίπεδα. Η/Μ ακτινοβολία ακτίνες γ Η ακτινοβολία γ παράγεται από διεγερμένους πυρήνες κατά τη μετάπτωσή τους σε χαμηλότερα ενεργειακά επίπεδα. Η/Μ ακτινοβολία ακτίνες γ Οι β διάσπαση είναι αργή διαδικασία με χρόνο

Διαβάστε περισσότερα

διατήρησης της μάζας.

διατήρησης της μάζας. 6. Ατομική φύση της ύλης Ο πρώτος που ισχυρίστηκε ότι η ύλη αποτελείται από δομικά στοιχεία ήταν ο αρχαίος Έλληνας φιλόσοφος Δημόκριτος. Το πείραμα μετά από 2400 χρόνια ήρθε και επιβεβαίωσε την άποψη αυτή,

Διαβάστε περισσότερα

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β )

Γ ΤΑΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΙ ΕΠΑΛ (ΟΜΑΔΑ Β ) ΘΕΜ ΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΣ Γ ΤΞΗ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΙ ΕΠΛ (ΟΜΔ Β ) ΚΥΡΙΚΗ 13/04/2014 - ΕΞΕΤΖΟΜΕΝΟ ΜΘΗΜ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΙΔΕΙΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΟΚΤΩ (8) ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ Στις ερωτήσεις 1 4 να γράψετε στο τετράδιο σας τον

Διαβάστε περισσότερα

Ραδιενεργές διασπάσεις. Ραδιονουκλίδια στην ιατρική

Ραδιενεργές διασπάσεις. Ραδιονουκλίδια στην ιατρική Ραδιενεργές διασπάσεις Ραδιονουκλίδια στην ιατρική Νουκλίδια Οι πυρήνες µε διαφορετικό αριθµό πρωτονίων ή/και νετρονίων ονοµάζονται νουκλίδια. Υπάρχουν 1500 περίπου νουκλίδια (φυσικά +τεχνητά). Η ενέργεια

Διαβάστε περισσότερα

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2014

ΟΜΟΣΠΟΝ ΙΑ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΩΝ ΦΡΟΝΤΙΣΤΩΝ ΕΛΛΑ ΟΣ (Ο.Ε.Φ.Ε.) ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2014 ΤΑΞΗ: ΜΑΘΗΜΑ: Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΦΥΣΙΚΗ / ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ ΘΕΜΑ Α Ηµεροµηνία: Κυριακή 13 Απριλίου 2014 ιάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ 1. ύο µονοχρωµατικές ακτινοβολίες Α και Β µε µήκη κύµατος στο κενό

Διαβάστε περισσότερα

Α2. Στο πρότυπο του Bohr, ο λόγος της κινητικής προς τη δυναμική ενέργεια του ηλεκτρονίου του ατόμου του υδρογόνου είναι ίσος με: α. β. γ. δ.

Α2. Στο πρότυπο του Bohr, ο λόγος της κινητικής προς τη δυναμική ενέργεια του ηλεκτρονίου του ατόμου του υδρογόνου είναι ίσος με: α. β. γ. δ. ΜΑΘΗΜΑ / ΤΑΞΗ : ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ / Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΕΙΡΑ: ΘΕΡΙΝΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 01/02/2015 ΕΠΙΜΕΛΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ: ΑΡΧΩΝ ΜΑΡΚΟΣ ΘΕΜΑ Α Οδηγία: Να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό καθεμιάς από τις παρακάτω ερωτήσεις

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΥΡΙΑΚΗ 15 ΜΑΡΤΙΟΥ 2015

ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΥΡΙΑΚΗ 15 ΜΑΡΤΙΟΥ 2015 ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΦΥΣΙΚΗΣ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΥΡΙΑΚΗ 5 ΜΑΡΤΙΟΥ 05 ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α-Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και, δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη φράση η οποία

Διαβάστε περισσότερα

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 24 ΜΑΪΟΥ 2002 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 24 ΜΑΪΟΥ 2002 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 24 ΜΑΪΟΥ 2002 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ : ΦΥΣΙΚΗ ΘΕΜΑ 1ο Στις προτάσεις 1.1-1.4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της αρχικής

Διαβάστε περισσότερα

ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ ΚΑΙ ΥΛΗΣ

ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ ΚΑΙ ΥΛΗΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΕΙΣ ΑΚΤΙΝΩΝ Χ ΚΑΙ ΥΛΗΣ Όταν οι ακτίνες Χ περνούν μέσα από την ύλη (πχ το σώμα του ασθενή) μπορεί να συμβεί οποιοδήποτε από τα 4 φαινόμενα που αναλύονται στις επόμενες σελίδες. Πρέπει να γίνει

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 20 ΜΑΪΟΥ 2015 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 20 ΜΑΪΟΥ 2015 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΘΕΜΑ Α ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΕΤΑΡΤΗ 0 ΜΑΪΟΥ 015 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Στις ερωτήσεις Α1-Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης

Διαβάστε περισσότερα

Πυρηνική Φυσική. Η Φυσική των πρωτονίων, νετρονίων και των πυρηνικών δυνάμεων. Ατομικός πυρήνας

Πυρηνική Φυσική. Η Φυσική των πρωτονίων, νετρονίων και των πυρηνικών δυνάμεων. Ατομικός πυρήνας Πυρηνική Φυσική Η Φυσική των πρωτονίων, νετρονίων και των πυρηνικών δυνάμεων. Ατομικός πυρήνας Τάξεις μεγέθους χώρου και ενέργειας Πυρηνική ακτινοβολία α, β, γ Επίδραση στους οργανισμούς Δοσιμετρία Προστασία

Διαβάστε περισσότερα

Ατομικές θεωρίες (πρότυπα)

Ατομικές θεωρίες (πρότυπα) Ατομικές θεωρίες (πρότυπα) 1. Αρχαίοι Έλληνες ατομικοί : η πρώτη θεωρία που διατυπώθηκε παγκοσμίως (καθαρά φιλοσοφική, αφού δεν στηριζόταν σε καμιά πειραματική παρατήρηση). Δημόκριτος (Λεύκιπος, Επίκουρος)

Διαβάστε περισσότερα

Η απορρόφηση των φωτονίων από την ύλη βασίζεται σε τρεις µηχανισµούς:

Η απορρόφηση των φωτονίων από την ύλη βασίζεται σε τρεις µηχανισµούς: AΣΚΗΣΗ 5 ΦΑΣΜΑΤΟΣΚΟΠΙΑ ΑΚΤΙΝΩΝ-γ (1 o ΜΕΡΟΣ) - Βαθµονόµηση και εύρεση της απόδοσης του ανιχνευτή - Μέτρηση της διακριτικότητας ενέργειας του ανιχνευτή 1. Εισαγωγή Η ακτινοβολία -γ είναι ηλεκτροµαγνητική

Διαβάστε περισσότερα

Ακτίνες επιτρεπόμενων τροχιών (2.6)

Ακτίνες επιτρεπόμενων τροχιών (2.6) Αντικαθιστώντας το r με r n, έχουμε: Ακτίνες επιτρεπόμενων τροχιών (2.6) Αντικαθιστώντας n=1, βρίσκουμε την τροχιά με τη μικρότερη ακτίνα n: Αντικαθιστώντας την τελευταία εξίσωση στη 2.6, παίρνουμε: Αν

Διαβάστε περισσότερα

Πυρηνική Επιλογής. Τα νετρόνια κατανέμονται ως εξής;

Πυρηνική Επιλογής. Τα νετρόνια κατανέμονται ως εξής; Πυρηνική Επιλογής 1. Ποιος είναι ο σχετικός προσανατολισμός των σπιν που ευνοεί τη συνδεδεμένη κατάσταση μεταξύ p και n; Η μαγνητική ροπή του πρωτονίου είναι περί τις 2.7 πυρηνικές μαγνητόνες, ενώ του

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α1-Α4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και, δίπλα, το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή φράση η οποία συμπληρώνει σωστά την ημιτελή

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2010 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 2010 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ 00 ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑ Α Στις ερωτήσεις Α-Α3 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθµό της ερώτησης και δίπλα το γράµµα που αντιστοιχεί στη φράση, η οποία συµπληρώνει σωστά την ηµιτελή

Διαβάστε περισσότερα

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ 2. ΧΡΟΝΟΣ ΥΠΟΔΙΠΛΑΣΙΑΣΜΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ 2. ΧΡΟΝΟΣ ΥΠΟΔΙΠΛΑΣΙΑΣΜΟΥ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ Τμήμα Χημικών Μηχανικών ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 2. ΧΡΟΝΟΣ ΥΠΟΔΙΠΛΑΣΙΑΣΜΟΥ Ιωάννα Δ. Αναστασοπούλου Βασιλική Δρίτσα ΑΔΕΙΑ

Διαβάστε περισσότερα

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ 1. ΜΕΤΑΠΤΩΣΕΙΣ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ 1. ΜΕΤΑΠΤΩΣΕΙΣ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ Τμήμα Χημικών Μηχανικών ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3. ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ 1. ΜΕΤΑΠΤΩΣΕΙΣ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ Ιωάννα Δ. Αναστασοπούλου Βασιλική

Διαβάστε περισσότερα

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 4 ΙΟΥΝΙΟΥ 2002 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 4 ΙΟΥΝΙΟΥ 2002 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Σ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 4 ΙΟΥΝΙΟΥ 2002 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ (6) ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε στο τετράδιό σας

Διαβάστε περισσότερα

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 29 ΜΑΙΟΥ 2004

ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 29 ΜΑΙΟΥ 2004 ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ 29 ΜΑΙΟΥ 2004 ΘΕΜΑ Ο Στις ερωτήσεις -4 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της ερώτησης και δίπλα το γράμμα που αντιστοιχεί στη σωστή απάντηση.. Σύμφωνα με την ηλεκτρομαγνητική

Διαβάστε περισσότερα

19/1/2015 ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ

19/1/2015 ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ Νόμος Πυρηνικής Αποδιέγερσης Ο ρυθμός Αποδιέγερσης είναι ανάλογος του πληθυσμού των πυρήνων λ= σταθερά αποδιέγερσης,τ =1/λ, τ= μέσος χρόνος ζωής 19/1/2015 Νόμος Ραδιενεργής Αποδιέγερσης 19/1/2015

Διαβάστε περισσότερα

ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΜΕ ΤΗΝ ΥΛΗ

ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΜΕ ΤΗΝ ΥΛΗ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗ ΗΛΕΚΤΡΟΜΑΓΝΗΤΙΚΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ ΜΕ ΤΗΝ ΥΛΗ Η σχέση της σ κάθε τρόπου απορρόφησης φωτονίων-γ από το νερό συναρτήσει της ενέργειας των φωτονίων φαίνεται στο σχήμα: ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΤΗΣ ΑΛΛΗΛΕΠΙΔΡΑΣΗΣ

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΕΝΔΟΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑΚΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 3 ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2009 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ: ΕΞΙ (6) ΘΕΜΑ 1ο Α. Στις

Διαβάστε περισσότερα

Σύγχρονη Φυσική - 2012: Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 11/05/15

Σύγχρονη Φυσική - 2012: Πυρηνική Φυσική και Φυσική Στοιχειωδών Σωματιδίων 11/05/15 Διάλεξη 14: Μεσόνια και αντισωματίδια Μεσόνια Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως (διάλεξη 13) η έννοια των στοιχειωδών σωματίων άλλαξε πολλές φορές μέχρι σήμερα. Μέχρι το 1934 ο κόσμος των στοιχειωδών σωματιδίων

Διαβάστε περισσότερα

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ 1. ΦΥΣΙΚΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ Τμήμα Χημικών Μηχανικών

ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ 1. ΦΥΣΙΚΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ Τμήμα Χημικών Μηχανικών ΡΑΔΙΟΧΗΜΕΙΑ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΑΠΟΒΛΗΤΩΝ ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΙΣΟΤΟΠΩΝ Τμήμα Χημικών Μηχανικών ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5. ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΤΩΝ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ 1. ΦΥΣΙΚΗ ΡΑΔΙΕΝΕΡΓΕΙΑ Ιωάννα Δ. Αναστασοπούλου Βασιλική

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ. 3. Ισότοποι ονοµάζονται οι πυρήνες που ανήκουν στο ίδιο χηµικό στοιχείο και έχουν τον ίδιο: α. µαζικό αριθµό β.

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ. 3. Ισότοποι ονοµάζονται οι πυρήνες που ανήκουν στο ίδιο χηµικό στοιχείο και έχουν τον ίδιο: α. µαζικό αριθµό β. ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΤΕΛΟΣ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Σ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΡΙΤΗ 4 ΙΟΥΝΙΟΥ 2002 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙ ΕΙΑΣ: ΦΥΣΙΚΗ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6) ΘΕΜΑ 1 ο Στις ερωτήσεις 1-4 να γράψετε

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΑΡΧΗ ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Γ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΕΣΠΕΡΙΝΩΝ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΚΑΙ Δ ΤΑΞΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΑΡΑΣΚΕΥΗ 0 ΜΑΪΟΥ 204 - ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΦΥΣΙΚΗ ΓΕΝΙΚΗΣ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙΔΩΝ:

Διαβάστε περισσότερα