PROJECT Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΡΑ ΙΕΝΕΡΓΕΙΑ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ

Transcript

1 1 Ο ΕΠΑΛ ΚΟΡΩΠΙΟΥ PROJECT Α ΛΥΚΕΙΟΥ ΡΑ ΙΕΝΕΡΓΕΙΑ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Τµήµα ΑΠ 6 Υπεύθυνες Καθηγήτριες: Ζώρζου ήµητρα Τζαβέλλα Μαρία ΚΟΡΩΠΙ 2012

2 Οµάδα Μαθητών: 1. Αγγελής Ευάγγελος 2. Αναγνωστάκης Αλκιβιάδης 3. Αντωνίου Ιωάννης 4. Ατζαµόγλου Στέφανος 5. Γεώργας Ηλίας 6. Γεωργούλας Αναστάσιος 7. ανιήλογλου Κωνσταντίνος 8. έσπος Γεώργιος 9. Ζαχαριάδης Μάρκος 10. Καντζίκης Γεώργιος 11. Καραµέτο Ραφαήλ 12. Κοτσιράι Κλεράντο 13. Λεβαντής Αντώνιος 14. Μπαντράς Νικόλαος 15. Μπουρλής Ηλίας 16. Ντούνης Βασίλειος 17. Τσάκος Παντελεήµων 18. Τσεβάς Βασίλειος 19. Τσιάπαλη Αγγελική 20. Ψύλλας Ιωακείµ 2

3 Κεφάλαιο 1 Ιστορία Ραδιενέργειας Το φαινόµενο της Ραδιενέργειας παρατηρήθηκε για πρώτη φορά από τον Γάλλο φυσικό Ανρί Μπεκερέλ το 1896, όταν πρόσεξε πως το θειικό κάλιοουρανίλιο εκπέµπει συνεχώς ακτινοβολία που µοιάζει µε τις ακτίνες Χ και προσβάλλει τη φωτογραφική πλάκα. Τις ίδιες ακτίνες, που αρχικά ονοµάσθηκαν "ακτίνες Μπεκερέλ" ή "ακτίνες ουρανίου", εκπέµπουν και άλλες ενώσεις του ουρανίου. Το φαινόµενο αυτό της αυθόρµητης εκποµπής ενέργειας χωρίς εξωτερικό αίτιο ήρθε και τάραξε τις τότε κρατούσες αντιλήψεις στη Φυσική διότι φαινοµενικά ερχόταν σε αντίθεση µε το θεµελιώδες αξίωµα της διατήρησης της ενέργειας. Αργότερα όµως, µε τη συστηµατική µελέτη του φαινόµενου διαπιστώθηκε πως δεν συνέβαινε κάτι τέτοιο. Το 1898 το ζεύγος Κιουρί (Πιέρ Κιουρί και Μαρία Σκλοντόφσκα) αποµόνωσαν το χηµικό στοιχείο ράδιο -που είναι ραδιενεργό σε µεγαλύτερο βαθµό από το 3

4 ουράνιο- καθώς και άλλες ουσίες εκµεταλλευόµενοι την ιδιότητα των εκπεµποµένων ακτινών να καθιστούν αγώγιµο τον αέρα. Έτσι δια µετρήσεως της ραδιενέργειας κατάφεραν να καταδείξουν πως ο πισσουρανίτης και κάποια άλλα ορυκτά παρουσιάζουν περισσότερη ραδιενέργεια από το καθαρό µέταλλο ουράνιο, που λαµβάνεται µετά από κατεργασία αυτού του ορυκτού. Έτσι, το ζεύγος Κιουρί κατάφερε να αποµονώσει το στοιχείο πολώνιο, (όνοµα που δόθηκε από τη Μαρία Κιουρί προς τιµή της πατρίδας της), και που χηµικά συγγενεύει µε το Βισµούθιο. Στη συνέχεια το ζεύγος µε τη συνεργασία του Μπεµόντ πέτυχε την αποµόνωση µετά από συστηµατικές ανακρυσταλλώσεις µιας δεύτερης ουσίας λίαν εντόνως ραδιενεργού του ραδίου, η οποία συγγενεύει προς το Βάριο και που αποµονώθηκε υπό µορφή χλωριούχου και βρωµιούχου άλατος. Αργότερα ο Ντεµπιέρν αποµόνωσε από τον πισσουρανίτη και τρίτη ραδιενεργή ουσία που την ονόµασε ακτίνιο και που συγγενεύει µε το Θόριο. Τις ακτινοβολίες εκ των ενώσεων του θορίου µελέτησε επισταµένα ο βαρόνος Έρνεστ Ράδερφορντ. 4

5 Το 1902 οι Ράδερφορντ και Σόντυ αντελήφθησαν τελικά ότι η πηγή της εκπεµπόµενης ενέργειας είναι η µερική διάσπαση των ατόµων, κατά την οποία και εκσφενδονίζεται τεµάχιο του πυρήνα τους µε µεγάλη ταχύτητα, µεταστοιχειούµενο σε άλλο άτοµο. Σήµερα, εκτός των ραδιενεργών ουσιών που απαντώνται στη Φύση, κατορθώθηκε και η τεχνητή παρασκευή ραδιενεργών στοιχείων µε συνέπεια να διακρίνουµε τη ραδιενέργεια σε φυσική και σε τεχνητή. 5

6 Κεφάλαιο 2 Τι είναι ραδιενέργεια ιαπερατότητα ραδιενεργών ακτίνων α, β, γ.: σωµατίδια α: δεν διαπερνούν πέτασµα από χαρτί σωµατίδια β: δεν διαπερνούν πέτασµα από αλουµίνιο σωµατίδια γ: δεν διαπερνούν πέτασµα από µόλυβδο πάνω από ορισµένο πάχος µέτρων Ραδιενέργεια είναι το φαινόµενο της εκποµπής σωµατιδίων ή ηλεκτροµαγνητικής ακτινοβολίας από τους πυρήνες ορισµένων χηµικών στοιχείων, που γι' αυτό το λόγο ονοµάζονται ραδιενεργά. Από τα περίπου 2500 νουκλίδια που είναι γνωστά στην επιστήµη, λιγότερα από 300 είναι ραδιενεργά. Τα άτοµα των ραδιενεργών στοιχείων φέρουν ασταθείς πυρήνες. Τούτο σηµαίνει πως αυτοί µπορούν να διασπασθούν αυθόρµητα, απελευθερώνοντας πυρηνική ακτινοβολία, που συνήθως λέγεται ακτινοβολία. Η ακτινοβολία συνίσταται σε σωµατίδια άλφα (ή ακτίνες α), σωµατίδια βήτα (ή 6

7 ακτίνες β) και ακτινοβολία γάµµα (ή ακτίνες γ). Η ακτινοβολία γάµµα φέρει συνήθως την περισσότερη ενέργεια από τα προϊόντα των ραδιενεργών διασπάσεων. Γενικά όλα τα προϊόντα της διάσπασης µπορεί να αποδειχτούν επικίνδυνα για την ισορροπία της λειτουργίας του ανθρώπινου οργανισµού. Ο πυρήνας του ατόµου του ραδιενεργού στοιχείου εκπέµποντας ακτίνες α ή β µεταστοιχειώνεται, δηλαδή υφίσταται αλλαγή στον ατοµικό του αριθµό, οπότε ο πυρήνας που εξέπεµψε το σωµατίδιο άλφα ή βήτα, µετατρέπεται σε πυρήνα κάποιου άλλου χηµικού στοιχείου. Ιστορία Το φαινόµενο της Ραδιενέργειας παρατηρήθηκε για πρώτη φορά από τον γάλλο φυσικό Ανρί Μπεκερέλ το 1896, όταν πρόσεξε πως το θειϊκό κάλιοουρανίλιο εκπέµπει συνεχώς ακτινοβολία που µοιάζει µε τις ακτίνες Χ και προσβάλλει τη φωτογραφική πλάκα. Τις ίδιες ακτίνες, που αρχικά ονοµάσθηκαν "ακτίνες Μπεκερέλ" ή "ακτίνες ουρανίου", εκπέµπουν και άλλες ενώσεις του ουρανίου. Το φαινόµενο αυτό της αυθόρµητης εκποµπής ενέργειας χωρίς εξωτερικό αίτιο ήρθε και τάραξε τις τότε κρατούσες αντιλήψεις στη Φυσική διότι φαινοµενικά ερχόταν σε αντίθεση µε το θεµελιώδες αξίωµα της διατήρησης της ενέργειας. Αργότερα όµως, µε τη συστηµατική µελέτη του φαινοµένου διαπιστώθηκε πως δεν συνέβαινε κάτι τέτοιο. Το 1898 το ζεύγος Κιουρί (Πιέρ Κιουρί και Μαρία Σκλοντόφσκα) αποµόνωσαν το χηµικό στοιχείο ράδιο -που είναι ραδιενεργό σε µεγαλύτερο βαθµό από το ουράνιο- καθώς και άλλες ουσίες εκµεταλλευόµενοι την ιδιότητα των εκπεµποµένων ακτίνων να καθιστούν αγώγιµο τον αέρα. Έτσι δια µετρήσεως της ραδιενέργειας κατάφεραν να καταδείξουν πως ο πισσουρανίτης και κάποια άλλα ορυκτά παρουσιάζουν περισσότερη ραδιενέργεια από το καθαρό µέταλλο ουράνιο, που λαµβάνεται µετά από κατεργασία αυτού του ορυκτού. Έτσι, το ζεύγος Κιουρί κατάφερε να αποµονώσει το στοιχείο πολώνιο, (όνοµα που δόθηκε από τη Μαρία Κιουρί προς τιµή της πατρίδας της), και που χηµικά συγγενεύει µε το Βισµούθιο. Στη συνέχεια το ζεύγος µε τη συνεργασία του Μπεµόντ πέτυχε την αποµόνωση µετά από συστηµατικές ανακρυσταλλώσεις µιας δεύτερης ουσίας λίαν εντόνως ραδιενεργού του ραδίου, η οποία συγγενεύει προς το Βάριο και που αποµονώθηκε υπό µορφή χλωριούχου και βρωµιούχου άλατος. Αργότερα ο Ντεµπιέρν αποµόνωσε από τον πισσουρανίτη και τρίτη ραδιενεργή ουσία που την ονόµασε ακτίνιο και που συγγενεύει µε το Θόριο. Τις ακτινοβολίες εκ των ενώσεων του θορίου µελέτησε επισταµένα ο βαρόνος Έρνεστ Ράδερφορντ. Το 1902 οι Ράδερφορντ και Σόντυ αντελήφθησαν τελικά ότι η πηγή της εκπεµπόµενης ενέργειας είναι η µερική διάσπαση των ατόµων, κατά την 7

8 οποία και εκσφενδονίζεται τεµάχιο του πυρήνα τους µε µεγάλη ταχύτητα, µεταστοιχειούµενο σε άλλο άτοµο. Σήµερα, εκτός των ραδιενεργών ουσιών που απαντώνται στη Φύση, κατορθώθηκε και η τεχνητή παρασκευή ραδιενεργών στοιχείων µε συνέπεια να διακρίνουµε τη ραδιενέργεια σε φυσική και σε τεχνητή. 8

9 Κεφάλαιο 3 Ρίψη ατοµικής βόµβας στη Χιροσίµα και το Ναγκασάκι Η ρίψη ατοµικής βόµβας στη Χιροσίµα και το Ναγκασάκι αποτελεί ένα από τα µεγαλύτερα εγκλήµατα κατά της ανθρωπότητας που µε τον τρόµο που προκάλεσε αναδείχτηκε σύµβολο υπέρ της παγκόσµιας ειρήνης και του πυρηνικού αφοπλισµού. Οδήγησε στο τέλος του ευτέρου Παγκοσµίου Πολέµου µε την παράδοση της Ιαπωνίας λίγες µέρες αργότερα. Ο βοµβαρδισµός της Χιροσίµα από τις ΗΠΑ έλαβε χώρα λίγο πριν τη λήξη του Β' Παγκοσµίου πολέµου, στις 6 Αυγούστου 1945 και ήταν η πρώτη πολεµική πυρηνική επίθεση της Ιστορίας. Η βόµβα ήταν τύπου ουρανίου 235, η οποία είχε λάβει το προσωνύµιο "Little Boy" (αγοράκι) στο κέντρο συναρµολόγησης και δοκιµών Αλαµογκόρντο. Τα αποτελέσµατα της έκρηξης δεν ήταν γνωστά εκ των προτέρων, µια και τέτοιου τύπου βόµβα δεν είχε δοκιµαστεί, όπως η βόµβα πλουτωνίου, που ακολούθησε. Τη ρίψη της έκανε ο συνταγµατάρχης Πολ Τίµπετς, κυβερνήτης ενός αεροσκάφους Β29 της Αεροπορίας Στρατού, στο οποίο είχε δώσει το όνοµα της µητέρας του, "Ένολα Γκαίυ". Το Β29 υπέστη ισχυρή ανατάραξη µε την έκρηξη της βόµβας, παρά το γεγονός ότι απείχε ήδη 18 περίπου χιλιόµετρα από το σηµείο της έκρηξης. Υπολογίζεται ότι επιτόπου φονεύθηκαν περίπου άτοµα, οι περισσότεροι άµαχοι. Πολύ περισσότεροι πέθαναν αργότερα ή έπαθαν σηµαντικές βλάβες στην υγεία τους λόγω της ραδιενέργειας. Από την πόλη διασώθηκε µόνον ο θόλος (από µπετόν) και ο σκελετός του κτιρίου που τον στήριζε. Πριν την έκρηξη αυτό ήταν το κτίριο που στέγαζε την "Εµπορική Έκθεση της Περιφέρειας της Χιροσίµα". Ο θόλος υπάρχει και σήµερα, όπως ακριβώς απέµεινε µετά την έκρηξη, και είναι από τα διατηρητέα Μνηµεία Παγκόσµιας Πολιτιστικής Κληρονοµιάς της ΟΥΝΕΣΚΟ. Λίγες µέρες αργότερα, στις 9 Αυγούστου 1945, οι Αµερικανικές δυνάµεις έριξαν τη δεύτερη (και τελευταία µέχρι σήµερα πυρηνική βόµβα εναντίον ανθρώπων) στο Ναγκασάκι. Εδώ η βόµβα ήταν άλλου τύπου και χρησιµοποιούσε ως γόµωση το πλουτώνιο. Αυτή είχε λάβει το προσωνύµιο "Fat Man" (χοντρός) στο εργαστήριο κατασκευής της. Αρχικός στόχος ήταν η ιαπωνική πόλη Κοκούρα (Kokura), επειδή όµως το νησί Κιουσού, στο οποίο βρίσκεται, ήταν καλυµµένο από πυκνή οµίχλη, ο επικεφαλής της αποστολής ταγµατάρχης Σουέινι, ακολουθώντας το σχέδιο, υποχρεώθηκε να στραφεί στον "αναπληρωµατικό" στόχο, την πόλη του Ναγκασάκι. Η έκρηξη ήταν 9

10 ακόµη σφοδρότερη από την προηγούµενη και σχεδόν διέλυσε το Β29 του Σουέινι, το οποίο µόλις που πρόλαβε να προσγειωθεί στην Οκινάβα. Ωστόσο, λόγω της γεωγραφικής θέσεως του Ναγκασάκι, τα αποτελέσµατά της στο έδαφος ήταν λιγότερο καταστροφικά από αυτά της βόµβας στη Χιροσίµα. Ωστόσο, οι συνέπειες της ραδιενέργειας δεν ήταν λιγότερο βαρείες από αυτές της προηγούµενης βόµβας. Οι δύο αυτές ρίψεις έγιναν µε προσωπική απόφαση του τότε Προέδρου των ΗΠΑ Χάρι Τρούµαν. Για να πραγµατοποιηθούν, ο διοικητής της µοίρας της Αεροπορίας Στρατού Σπατζ, στην οποία ανήκαν τα αεροσκάφη, ζήτησε έγγραφη τη διαταγή από την πολιτική ηγεσία "αρνούµενος να σκοτώσει ίσως άτοµα µε προφορικές µόνον εντολές". Η διαταγή πράγµατι του στάλθηκε εγγράφως µε τις υπογραφές του Υπουργού Εσωτερικών Τζορτζ Μάρσαλ και του Υπουργού Στρατιωτικών Χένρι Στίµσον. Η τελική, ωστόσο, απόφαση, σύµφωνα µε το Σύνταγµα των ΗΠΑ, έπρεπε να ληφθεί µόνον από τον Πρόεδρο, ο οποίος και την έλαβε, µε την αιτιολογία ότι οι ρίψεις αυτές θα έφερναν γρήγορο τέλος στον πόλεµο στο θέατρο του Ειρηνικού και ότι τα θύµατα από τις βόµβες θα ήταν λιγότερα από τις απώλειες σε µια ενδεχόµενη απόβαση στην Ιαπωνία ή από τη συνέχιση του πολέµου. Η εκτίµηση αυτή, όµως, έχει ισχυρά αµφισβητηθεί και υποστηρίζεται η άποψη ότι η ρίψη των ατοµικών βοµβών ήταν µια επίδειξη δύναµης από τις ΗΠΑ προς τον υπόλοιπο κόσµο και κυρίως προς τη Σοβιετική Ένωση. Ως τέτοια, προλείανε το έδαφος για την έναρξη του Ψυχρού Πολέµου. Ο αρχικός αριθµός των θυµάτων που πέθαναν ακαριαία από τη ρίψη των βοµβών υπολογίζεται σε περίπου στη Χιροσίµα και στο Ναγκασάκι. Όµως οι ολέθριες συνέπειες της πυρηνικής ακτινοβολίας τους επόµενους τέσσερις µήνες αύξησαν τον αριθµό των νεκρών σε 90, ,000 στη Χιροσίµα και στο Ναγκασάκι. Μέχρι το 1950 ο απολογισµός των θυµάτων είχε φτάσει τα θύµατα. Οι δυο βόµβες είχαν κατασκευαστεί στα πλαίσια του Σχεδίου Μανχάταν, του αµερικανικού προγράµµατος για την κατασκευή ατοµικής βόµβας. Το πρόγραµµα ήταν σε λειτουργία όταν έπεσαν οι βόµβες και είχε και άλλες σχεδόν έτοιµες, στα τελευταία στάδια συναρµολόγησης. Υπήρξε η πρόταση από αµερικανούς επιτελείς να εκτελεστούν κι άλλοι ατοµικοί βοµβαρδισµοί της Ιαπωνίας είναι άγνωστο όµως αν κάτι τέτοιο τελικά θα συνέβαινε, καθώς η Ιαπωνία παραδόθηκε στους συµµάχους στις 15 Αυγούστου 1945, δυο µέρες πριν την ολοκλήρωση της κατασκευής της επόµενης βόµβας. 10

11 Το πυρηνικό "µανιτάρι" που σχηµατίστηκε µετά την έκρηξη στη Χιροσίµα. 11

12 Το πυρηνικό "µανιτάρι" ύψους 18 χιλιοµέτρων που σχηµατίστηκε από την έκρηξη στο Ναγκασάκι. 12

13 Κεφάλαιο 4 Το ατύχηµα στο Τσερνοµπίλ Ο Πυρηνικός Σταθµός Παραγωγής Ενέργειας του Τσερνοµπίλ βρίσκεται στο εγκαταλελειµµένο πλέον χωριό Πρυπιάτ της Ουκρανίας. Στις 26 Απριλίου του 1986 σηµειώθηκε στο εργοστάσιο το πυρηνικό ατύχηµα του Τσερνοµπίλ και είχε ως αποτέλεσµα τον άµεσο θάνατο δεκάδων και την εκτεταµένη επιβάρυνση του περιβάλλοντος µε ραδιενέργεια. Το εργοστάσιο λειτουργούσε ως τον εκέµβριο του 2000 εξαιτίας µεγάλης ενεργειακής ζήτησης στην Ουκρανία. Το ατύχηµα συνέβη στη 01:26 ώρα Μόσχας, ξηµερώµατα του Σαββάτου 26 Απριλίου Εκείνη την ώρα στο εργοστάσιο βρίσκονταν περίπου 200 εργαζόµενοι των οποίων οι ενασχολήσεις σχετίζονταν µε την οµαλή λειτουργία των πυρηνικών αντιδραστήρων 1, 2 και 3, καθώς και µε το πρόγραµµα ελέγχου που λάµβανε χώρα στον αντιδραστήρα 4 όπου και σηµειώθηκε η έκρηξη. Σε απόσταση ενός χιλιοµέτρου υπήρχαν άλλοι εργάτες οι οποίοι δούλευαν σε νυχτερινή βάρδια για την κατασκευή των αντιδραστήρων 5 και 6 που επρόκειτο να λειτουργήσουν το Φθινόπωρο της ίδιας χρονιάς. Σηµειώθηκαν δύο εκρήξεις στο κτίριο του αντιδραστήρα Νο 4. Το αποτέλεσµα τους ήταν η διάνοιξη µιας τρύπας στην οροφή του κτιρίου και η εκτόξευση γραφίτη, σκυροδέµατος και συντριµµιών. Σαν αποτέλεσµα αυτών, ο πυρήνας του αντιδραστήρα βρέθηκε σε επαφή µε το εξωτερικό περιβάλλον. Μεγάλο µέρος του ουρανίου που χρησιµοποιούνταν ως καύσιµο έφυγε στον αέρα µαζί µε υπερουράνια στοιχεία και προϊόντα της σχάσης από τον πυρήνα του αντιδραστήρα, παρασυρόµενα από τον καπνό του οποίου η στήλη έφτασε σε ύψος το ένα χιλιόµετρο. Πυρκαγιά ξέσπασε στην οροφή πάνω από τον στρόβιλο του αντιδραστήρα. Επίσης φλόγες υπήρχαν στο εσωτερικό του κτιρίου µαζί µε ατµούς και σκόνη. 13

14 14

15 Κεφάλαιο 5 Ραδιενέργεια σε νερό και τρόφιµα στην Ιαπωνία Μικρές ποσότητες ραδιενεργού ιωδίου ανιχνεύθηκαν σήµερα στο νερό βρύσης στο Τόκιο και σε άλλες πέντε ιαπωνικές περιφέρειες εντείνοντας τους φόβους για τη διαρροή από τον πυρηνικό σταθµό της Φουκουσίµα. Νωρίτερα οι ιαπωνικές αρχές είχαν ανακοινώσει ότι ανίχνευσαν ραδιενέργεια στο γάλα και το σπανάκι των περιοχών που βρίσκονται γύρω από τον πυρηνικό σταθµό. Οι αντιδραστήρες της Φουκουσίµα άρχισαν να διαρρέουν ραδιενέργεια από τις 11 Μαρτίου, αµέσως µετά τον ισχυρό σεισµό των 9 Ρίχτερ και το φονικό τσουνάµι. Ένας, πάντως, από τους έξι αντιδραστήρες της Φουκουσίµα που χτυπήθηκαν από το τσουνάµι δείχνει, πλέον, να σταθεροποιείται. Οι Ιάπωνες µηχανικοί ανέφεραν ότι υπάρχει µερική επιτυχία της επιχείρησης ψύξης του αντιδραστήρα 3, αφού επί τρεις ώρες βυτιοφόρα έριχναν µε αντλίες νερό στον πιο επικίνδυνο αντιδραστήρα της Φουκουσίµα. Νωρίτερα ένα ηλεκτρικό καλώδιο συνδέθηκε µε τον αντιδραστήρα 2 για να τεθούν σε λειτουργία τα συστήµατα ψύξης, αλλά η παροχή ρεύµατος δεν έχει ακόµα αποκατασταθεί, όπως ανακοίνωσε η ιαπωνική Υπηρεσία Πυρηνικής Ασφαλείας. Την ίδια ώρα, οι οροφές των κτιρίων όπου στεγάζονται οι αντιδραστήρες αριθµός 5 και 6 στο πυρηνικό εργοστάσιο στη Φουκουσίµα διατρήθηκαν για να αποφευχθούν εκρήξεις υδρογόνου. «Αυξηµένα επίπεδα ραδιενέργειας ανιχνεύτηκαν στο γάλα και το σπανάκι στις επαρχίες Φουκουσίµα και Ιµπαράκι, οι οποίες βρίσκονται κοντά στον πυρηνικό σταθµό που έχει υποστεί εκτεταµένες ζηµιές από το σεισµό και το τσουνάµι» δήλωσε σήµερα ο εκπρόσωπος της ιαπωνικής κυβέρνησης Γιούκιο Εντάνο. Ο Εντάνο υπογράµµισε, ωστόσο, ότι τα επίπεδα αυτά δεν είναι επικίνδυνα για την υγεία και κάλεσε τον πληθυσµό να είναι ψύχραιµος ανακοινώνοντας τα αποτελέσµατα των ελέγχων που πραγµατοποιήθηκαν σε δείγµα ειδών διατροφής. «Ακόµα κι αν κάποιος καταναλώνει µολυσµένο γάλα για ένα χρόνο, η δόση της ραδιενέργειας που θα δεχθεί είναι ίση µε την ακτινοβολία µιας αξονικής τοµογραφίας στο νοσοκοµείο», τόνισε ο κυβερνητικός εκπρόσωπος. Το υπουργείο Υγείας έδωσε εντολή στις τοπικές αρχές να ερευνήσουν για να εξακριβώσουν την ακριβή προέλευση των µολυσµένων τροφίµων, σε ποιές περιοχές διανεµήθηκαν και στη συνέχεια να σταµατήσουν τις πωλήσεις και να λάβουν τα απαραίτητα µέτρα. Οι ιαπωνικές αρχές συνέστησαν, ακόµη, στον πληθυσµό που εγκαταλείπει την περιοχή κοντά στον πυρηνικό σταθµό της Φουκουσίµα, τη λήψη ιωδίου. Το ιώδιο µπορεί να χρησιµοποιηθεί ως προληπτικό µέτρο προστασίας από τον καρκίνο του θυρεοειδούς σε περίπτωση έκθεσης σε ραδιενέργεια. Στο µεταξύ νέα σεισµική δόνηση µεγέθους 6,1 βαθµών σηµειώθηκε στην επαρχία Ιµπαράκι, η 15

16 οποία βρίσκεται σε απόσταση µικρότερη των 100χλµ βορειοανατολικά του Τόκιο. Οι νεκροί από τον σεισµό των 9 Ρίχτερ και το φονικό τσουνάµι, σύµφωνα µε τις ιαπωνικές αρχές αναµένεται να ξεπεράσουν τις 10 χιλιάδες ενώ οι άστεγοι τις 400 χιλιάδες. Έλεγχος ατόµου για µόλυνση µε ραδιενέργεια 16

17 Κεφάλαιο 6 Ραδιενέργεια κινητών τηλεφώνων "Οι εταιρείες κινητής τηλεφωνίας χρηµατοδότησαν µε $ µια οµάδα ερευνητών µε επικεφαλής τον DR.GEORGE KARLOS για να διεξάγουν έρευνα σχετικά µε την επίδραση των κινητών τηλεφώνων στον ανθρώπινο οργανισµό. Μετά από έναν χρόνο έρευνας, τα πρώτα αποτελέσµατα δεν άρεσαν. ιέκοψαν τη χρηµατοδότηση και προσπάθησαν να µην δηµοσιευτούν τα αποτελέσµατα. Οι ερευνητές συµφώνησαν µεταξύ τους να γνωστοποιήσει ο καθένας µεµονωµένα τα αποτελέσµατα από την δική του έρευνα, και όχι σαν οµάδα, για την αποφυγή κυρώσεων. Τα κινητά τηλέφωνα εκπέµπουν ραδιενέργεια σε απόσταση 7 εκατοστών όταν η κεραία είναι σηκωµένη. Η µεγαλύτερη ποσότητα ενέργειας εκπέµπεται στην περιοχή γύρω από την κεραία. Απαγορεύεται η χρήση κινητών σε παιδιά ηλικίας µέχρι 18 χρονών (οπότε "ολοκληρώνεται" η ανάπτυξη). Όταν το κινητό χρησιµοποιείται από παιδιά ηλικίας µέχρι 12 ετών, η ραδιενέργεια επηρεάζει το 100% του εγκεφάλου µε βαρύτατες βλάβες (καρκίνο εγκεφάλου, ρήξη του ακουστικού νεύρου, µείωση ακοής κλπ). Όταν χρησιµοποιείται από παιδιά 13 ετών µέχρι 18 ετών, η ραδιενέργεια επηρεάζει το 50% του εγκεφάλου. Εάν ένα παιδί χρησιµοποιεί κινητό από την ηλικία των 16 ετών, µετά 10 χρόνια (δηλαδή σε ηλικία 26 ετών) θα εµφανιστούν συµπτώµατα καρκίνου µε ποσοστό 70% στους ενήλικες. Η ραδιενέργεια επηρεάζει το 1/4% του εγκεφάλου (καρκίνο, ρήξη ακουστικού κλπ). Όταν κρεµάµε το κινητό, συνήθως στο γοφό, τότε η ραδιενέργεια περνάει από το κόκαλο της λεκάνης στο νωτιαίο µυελό, περνά στην κοιλιακή χώρα και διασπά το DNA το οποίο δεν το αφήνει να επανασυνδεθεί. Το ίδιο συµβαίνει και στον εγκέφαλο, αφού το DNA επανασυνδέεται µόνο σε αυτές τις δύο περιοχές του σώµατος. Αυτό δηµιουργεί καρκίνο στον εγκέφαλο, καρκίνο στα οστά, καρκίνο στο έντερο, καρκίνο στο συκώτι. 17

18 Η ραδιενέργεια που εκπέµπει το κινητό δηµιουργεί ανικανότητα στους άντρες διότι επηρεάζει τις αντρικές ορµόνες, τις οποίες µετατρέπει σε οιστρογόνα (γυναικείες ορµόνες). Έτσι, κάνει αδύνατο το σπέρµα και µειώνει την ταχύτητα, µε συνέπεια να µην µπορεί να γονιµοποιήσει. Στις έρευνες που έγιναν, οι άντρες που χρησιµοποιούσαν κινητό είχαν πρόβληµα σεξουαλικό και τεκνοποίησης. Μέχρι τώρα, δεν γνωρίζουµε τις συνέπειες που θα έχουµε µετά από χρόνια από την χρήση των κινητών. Όµως, οι επιστήµονες (γιατροί, φυσικοί, πυρηνικοί κλπ) πιστεύουν ότι τα κινητά τηλέφωνα θα δηµιουργήσουν µια καινούργια αρρώστια, άγνωστη προς το παρόν. Σύµφωνα µε όλους τους επιστήµονες που ασχολήθηκαν µε τις επιδράσεις του κινητού τηλεφώνου στον ανθρώπινο οργανισµό, το κινητό πρέπει να χρησιµοποιείται το πολύ µέχρι 3 λεπτά το µήνα και να µην µιλάµε παραπάνω από 1,5 λεπτό τη φορά." 18

19 Κεφάλαιο 7 Ραδιενέργεια και ιατρική Ο Wilhelm Rontgen ανακάλυψε τις ακτίνες-x το 1896 στο Wurzburg της Γερµανίας κατά τη διάρκεια πειραµάτων στα οποία µελετούσε τι συνέβαινε όταν ενεργητικά ηλεκτρόνια χτυπούσαν έναν στόχο µέσα σε έναν αερόκενο σωλήνα. Ήταν η συνηθισµένη ενασχόληση των πειραµατικών φυσικών εκείνη την εποχή. Κι ενώ ο ίδιος ο Rontgen έπλασε το "Χ" για την άγνωστη ακτινοβολία, οι µυστήριες αυτές "ακτίνες Rontgen" διευκρινίστηκαν γρήγορα και χρησιµοποιήθηκαν για ιατρικούς λόγους. Η απεικόνιση µάλιστα του ανθρώπινου σώµατος µε τις ακτίνες-x, είναι τώρα µία από τις πολλές µεθόδους που χρησιµοποιούνται για να ανιχνευτεί µια ασθένεια, και συγκεκριµένα, για να προσδιορίσει κακοήθη ασθένεια ή καρκινικούς όγκους. Σε λιγότερο από ένα έτος µετά από την ανακάλυψή τους, από τον Wilhelm Rontgen το 1895, οι επιστήµονες είχαν διαπιστώσει ότι οι ακτινοβολίες ακτίνων-x, θα µπορούσαν να βοηθήσουν και στην θεραπεία των κακοηθών όγκων και του καρκίνου. Οι σύγχρονες γενεές έχουν ωφεληθεί από αυτές όχι µόνο µε την ανίχνευση του καρκίνου, αλλά οι ακτίνες-χ δίνουν επίσης και τα µέσα για τη θεραπεία της: την ακτινοθεραπεία. Η χρήση τους όµως εµπεριέχει και κινδύνους για τον ασθενή, εξαιτίας της σοβαρής πιθανότητας προσβολής υγιών κυττάρων δίπλα από τα άρρωστα καρκινικά κύτταρα. Κι αυτό γιατί η υψηλή ενέργεια των ακτινών Χ µπορεί να καταστρέψει υγιή κύτταρα και να προκαλέσει ανεπιθύµητες παρενέργειες. Τα µειονεκτήµατα αυτά µπορούν να ξεπεραστούν µε τη χρήση δεσµών από ιόντα, νετρόνια ή ακόµα και αντισωµατίδια. Η νέα µέθοδος, που τα τελευταία χρόνια διευρύνεται συνεχώς, βασίζεται στην καταστροφή του DNA των καρκινικών κυττάρων και όχι των διπλανών τους υγιών κυττάρων. Με τον τρόπο αυτό εµποδίζεται η ανάπτυξη και ο πολλαπλασιασµός τους. 19

20 Οι επιστήµονες βλέποντας εδώ και χρόνια τα µειονεκτήµατα των ακτίνων-χ αποφάσισαν την πειραµατική στην αρχή, που όµως γίνεται ολοένα και διευρυνόµενη, χρήση εναλλακτικών δεσµών όχι από ηλεκτροµαγνητική ακτινοβολία (Χ ή γ), αλλά από σωµατίδια. Έτσι όταν χρησιµοποιούνται δέσµες από πρωτόνια, νετρόνια και ιόντα παρουσιάζουν σηµαντικά πλεονεκτήµατα σε σχέση µε τη θεραπεία µέσω ακτινών Χ, αλλά η κλινική τους εφαρµογή δεν έχει ακόµη εξαπλωθεί παρά µόνο σε µεγάλα κέντρα της Αµερικής και Ευρώπης.. Οι δέσµες από σωµατίδια χάνουν ένα µεγάλο ποσοστό της ενέργειάς τους πριν φθάσουν στον κακοήθη όγκο. Η απώλεια αυτής της ενέργειας γίνεται σε ένα βάθος το οποίο εξαρτάται απολύτως από την ενέργεια των σωµατιδίων. Αυτό σηµαίνει ότι οι όγκοι µπορούν να στοχοποιηθούν µε µεγαλύτερη ακρίβεια, επιτρέποντας τη µεταφορά µεγαλύτερης δόσης ακτινοβολίας και συντοµεύοντας µε αυτό τον τρόπο τη θεραπευτική διαδικασία. Υπάρχει στην επιστηµονική κοινότητα µια ευρύτερη συµφωνία ότι οι δέσµες σωµατιδίων προσφέρουν δυνατότητες καλύτερων κλινικών αποτελεσµάτων σε σχέση µε τις ακτίνες Χ, κυρίως στο να περιοριστεί η δηµιουργία δευτερογενών όγκων από την ίδια τη θεραπευτική διαδικασία. Το πρόβληµα βέβαια είναι η δυσκολία παραγωγής και το επακόλουθο υψηλό κόστος των δεσµών από σωµατίδια σε σχέση µε τις ακτίνες-χ. Η ευρύτερα διαδεδοµένη µορφή θεραπείας µε σωµάτια είναι η θεραπεία µε πρωτόνια, η οποία προτάθηκε από τον Robert Wilson, διευθυντή του Fermilab, το Η πρώτη επέµβαση έγινε το 1954, στις εγκαταστάσεις του επιταχυντή σωµατιδίων του Πανεπιστηµίου Μπέρκλεϋ στην Καλιφόρνια. Από τότε περίπου ασθενείς έχουν υποβληθεί σε αυτού του είδους τη θεραπεία. Από αυτούς, οι φιλοξενήθηκαν στον επιταχυντή του Πανεπιστηµίου του Χάρβαρντ. Το πρόγραµµα µεταφέρθηκε το 2003 στο Νοσοκοµείο της Βοστόνης, που είναι το δεύτερο στον κόσµο κέντρο θεραπείας µε πρωτόνια σε νοσοκοµείο. 20

21 Το πρώτο είναι στην πανεπιστηµιακή κλινική Λόµα Λίντα, στην Καλιφόρνια, ενώ κατασκευάζονται άλλα έξι και έχουν σχεδιαστεί είκοσι σε όλο τον κόσµο. Τώρα τελευταία σχεδιάζεται η επιτάχυνση των πρωτονίων να γίνεται από δέσµες λέιζερ που θα αντικαταστήσουν τους τεράστιους επιταχυντές, µε αποτέλεσµα να έχουµε στο εγγύς µέλλον σε κάθε χειρουργείο και µια πηγή παραγωγής πρωτονίων. Η εκτίµηση είναι ότι απέχουµε δέκα χρόνια από αυτή την ηµέρα. Μια νεότερη µορφή θεραπείας µε χρήση σωµατιδίων είναι αυτή µε δέσµες από ιόντα. Τα βαριά ιόντα, όπως αυτά του άνθρακα, έχουν µεγαλύτερη σχετική βιολογική δραστικότητα από τα πρωτόνια και θεωρούνται πιο αποτελεσµατικά στην καταπολέµηση όγκων σε µεγάλο βάθος, όπου δεν µπορεί να τους προσβάλει η ακτινοβολία. Αυτό οφείλεται στο ότι ο ρυθµός απώλειας ενέργειας ενός σωµατιδίου αυξάνεται µε τη µάζα του. Ιόντα του στοιχείου ήλιον χρησιµοποιήθηκαν από το 1957 έως το 1992 σε ασθενείς στον επιταχυντή Μπέβελακ στο Μπέρκλεϋ, ενώ ιόντα νέου χρησιµοποιήθηκαν σε 430 ασθενείς. Την καλύτερη απόδοση έχουν τα ιόντα των στοιχείων από το βόριο µέχρι τον άνθρακα. Ήδη δύο εργαστήρια στην Ιαπωνία και ένα στη Γερµανία χρησιµοποιούν ιόντα άνθρακα, ενώ δύο ακόµη τέτοια εργαστήρια σχεδιάζονται στην Ιταλία και τη Χαϊδελβέργη. Αυτά τα προγράµµατα έχουν ενισχυθεί από τις µελέτες που γίνονται στις ιατρικές µηχανές πρωτονίων και ιόντων στο CERN της Γενεύης. Τα φορτισµένα σωµάτια δεν είναι τα µόνα που έχουν θεραπευτική χρήση εναντίον του καρκίνου. Τα νετρόνια είναι σωµάτια χωρίς ηλεκτρικό φορτίο. Στην περίπτωση δεσµών από ταχύτατα κινούµενα νετρόνια, η απώλεια ενέργειας οφείλεται στην αλληλεπίδραση των νετρονίων µε τον πυρήνα των ατόµων παρά σε ιονισµό, ο οποίος προκαλεί καταστροφή στα κύτταρα που δεν µπορεί να επιδιορθωθεί από το σώµα. Τα νετρόνια µπορούν γι' αυτό τον ρόλο να είναι πιο δραστικά από τα πρωτόνια ή τα ιόντα. Από το 1970 πάνω από ασθενείς έχουν υποβληθεί σε τέτοια θεραπεία στο Fermilab. Μια νέα µορφή θεραπείας είναι η εσωτερική θεραπεία µε αδρόνια. Ένα τέτοιο παράδειγµα είναι η λήψη από τον οργανισµό µιας χηµικής ένωσης του στοιχείου βορίου, η οποία συσσωρεύεται στον καρκινοπαθή ιστό. Μια δέσµη από αργά νετρόνια, που παράγεται από αντιδραστήρα ή επιταχυντή, κατευθύνεται προς τον όγκο, όπου τα άτοµα το βορίου διασπώνται σε άτοµα λιθίου και σωµάτια άλφα (πυρήνες ηλίου). Αυτά τα φορτισµένα σωµάτια καταστρέφουν τα γειτονικά τους κύτταρα, αλλά δεν έχουν αρκετή ενέργεια, µε αποτέλεσµα να δρουν µόνο σε µια συγκεκριµένη περιοχή συνεπώς δεν επηρεάζουν τα υγιή κύτταρα. 21

22 Τέλος, αν και ακόµη είναι σε πρώιµο στάδιο, µια µικρή εταιρεία στις ΗΠΑ έχει στραφεί στην αντιύλη σαν πιθανό µέσο θεραπείας. Η εταιρεία PBar Medical χρησιµοποιεί ήδη δέσµες αντιπρωτονίων στο CERN για να εξερευνήσει τα αποτελέσµατα των αντιπρωτονίων στους ιστούς και την έµβια ύλη. 22

23 Κεφάλαιο 8 Η Ζωή µε τη Ραδιενέργεια Πώς αλλάζει η ζωή µετά το πυρηνικό ατύχηµα; Άνθρωποι, ζώα και φυτά, έδαφος και υπέδαφος, όλα υφίστανται αλλοιώσεις, άµεσες ή σε βάθος χρόνου. Η ρίψη των ατοµικών βοµβών στη Χιροσίµα και στο Ναγκασάκι και τα ατυχήµατα σε πυρηνικά εργοστάσια, µε χαρακτηριστικότερο του Τσερνοµπίλ, παρείχαν στους επιστήµονες τη δυνατότητα να µελετήσουν τις επιδράσεις της ιονίζουσας ακτινοβολίας και στον άνθρωπο. Φαίνεται δε ότι τα µαθήµατα του Τσερνοµπίλ θα αποδειχθούν χρήσιµα και στην περίπτωση της Φουκουσίµα. 23

24 Ανανέωση Χλωρίδας και Πανίδας Με γενετικές ανωµαλίες ή χωρίς, η χλωρίδα και η πανίδα στη ζώνη αποκλεισµού έχουν προσαρµοστεί στα νέα δεδοµένα. Και όχι µόνο: χωρίς τον άνθρωπο και τον πολιτισµό του τα ζώα ζουν ανενόχλητα και αυξάνονται σε αριθµούς. Είναι χαρακτηριστικό το γεγονός ότι οι αριθµοί των αγριογούρουνων έχουν οκταπλασιαστεί σε σχέση µε την εποχή πριν από το ατύχηµα και τώρα το µόνο που φοβούνται αυτά τα ζώα είναι οι αρχαίοι θηρευτές τους, οι λίγκες, οι οποίοι έχουν εµφανίσει επίσης τεράστια αύξηση του αριθµού τους. 24

25 Κεφάλαιο 9 Στατιστική επεξεργασία 25

26 26

27 27

28 28