Чем опасен уран для человека кратко
Обновлено: 04.07.2024
Всего, что хотя бы каким-то образом связано с радиацией, у нас принято бояться. Что неудивительно — после Чернобыльской трагедии такие страхи вполне можно понять. Однако, это вовсе не значит, что каждый такой страх обоснован. Часто страхи порождает незнание, которое превращает их чуть ли не в суеверия. Вот и об уране ходит множество мифов, корнями уходящих в седую старину (большинство, очевидно, тянется из Советского Союза): многим он кажется чем-то ужасным и радиоактивным. Но эти мифы не так уж и сложно развеять — стоит лишь копнуть чуть глубже. Давайте разбираться вместе.
Немного истории
Природная окись урана известна человечеству с древности. Ее использовали, например, в качестве краски для стекла и керамики — так посуда и украшения становились водостойкими. Кстати, и сегодня есть места, где производится урановое стекло — например, в Чехии. Не стоит бояться загадочного свечения изделий из этого стекла — это всего лишь последствие того, что группировки уранила способны поглощать ультрафиолет, а после этого сами испускают свет — уже в видимом диапазоне. Ничего радиоактивного!
Впервые нашел уран немецкий ученый Мартин Генрих Клапрот в конце 18 века, его посчитали обычным металлом. Однако уже в 1840 году обнаружилось, что открытие Клапрота — это вовсе не металл, а оксид — оксид урана. В 1841 году Эжен Мелькиор Пелиго выделил уран в чистом виде.
Еще через 55 лет французский физик Антуан Анри Беккерель благодаря урану открыл лучи, которые позже и назвали радиоактивными. Именно открытие Беккереля определило дальнейшую судьбу урана и то, какое применение ему нашло человечество.
С того времени уран оброс множеством мифов и предрассудков. Мы поговорили с Владимиром Бондаренко — профессором, заведующим кафедрой горной инженерии и образования Национального технического университета "Днепровская политехника" (г. Днепр) и попросили его подтвердить или опровергнуть самые часто встречающиеся мифы об уране. " Заблуждений об уране существует много ", — рассказал нам профессор Бондаренко. — " Часто они необоснованы и ненаучны. В основном страхи эти происходят от незнания ".
Вот что из этого получилось:
Миф 1. Добыча урана — это катастрофа для экологии
" Это неправда. Все зависит от используемого метода добычи. Если использовать старые методы открытых горных работ, то вредные факторы есть – образуется очень много пыли. Но так в мире сейчас никто не работает (возможно, только Россия). Сейчас уран добывают современным методом подземного выщелачивания. И цель этой технологии – минимизировать какое-либо влияние на окружающую среду.
Все процессы происходят под землей, как правило — между двумя водоизоляционными горизонтами (или слоями пород). По той геологии, что есть в Украине, это глины — а они являются водоупорами, не пропускают воду. Потом идет та структура, которая называется песок, и в песке находится уран в своих проявлениях. Ниже опять идут водоупоры. Поэтому все происходит между этими двумя изолированными гидроизоляционными слоями. Таким образом в процессе добычи ничего не попадает на поверхность и вглубь . В том числе, в те воды, которые являются питьевыми или снабжающими поверхность для растений и так далее ".
Для справки. Существует три способа добычи урановой руды:
- Первый способ — открытый — когда урановая руда находится близко к поверхности земли. При таком способе бульдозерами вырывают карьер, руду извлекают экскаваторами и везут ее к комплексу по переработке.
- Второй способ – подземный – используется при глубоком залегании руды. Этот способ дороже и его применяют при высокой концентрации урана в породе: бурят вертикальную шахту (глубиной до 2 км), от которой отходят горизонтальные выработки. В них (в горизонтах) шахтеры долбят породу, а затем поднимают руду наверх на специальных грузовых лифтах. Дальше руду везут на переработку. Это напоминает добычу угля. После окончания работ каждый слой заливают бетоном и готовят новый. В слоях работает мощная вентиляция, а люди стоят по щиколотку в воде — она нужна при сверлении породы, так как подавляет пыль.
- Третий способ — скважинное подземное выщелачивание — отличается от предыдущих. Через 6 скважин, пробуренных в рудное тело, туда закачивают щелочной раствор, а после этого бурят еще одну скважину в центре и через нее уже выкачивают на поверхность раствор, насыщенный солями урана. Его пропускают через специальные сорбционные колонны, в которых соли урана собираются на специальной смоле. Смолу снова обрабатывают серной кислотой. Это происходит до тех пор, пока концентрация урана в растворе не станет достаточной.
Однако это пока еще не уран, а его оксид. Получение чистого урана — сложная цепочка химических реакций и превращений. Да и мало просто выделить чистый металл. Сам по себе уран не несет такой ценности, и чтобы его применять на АЭС, его нужно обогатить. Все это уже происходит позже — не на руднике.
Миф 2. На месте добычи урана остается мертвая земля
" Это тоже неправда. Даже во время проведения работ на поверхности безопасно. Например, в Казахстане (я связан с Казахстаном тем, что там учится мой аспирант, как раз изучающий метод подземного выщелачивания), очень много таких объектов, месторождений. И вот пока они на глубине 50-70 метров производят выщелачивание, на поверхности стоит лес. И зона отдыха ".
Для справки. Действительно, сегодня воздействие процесса добычи урана на окружающую среду — минимально. После добычи задействованную территорию рекультивируют (конечно, если есть такая потребность — в случае с лесом, который стоит на поверхности и во время добычи, она и вовсе отпадает). Наиболее эффективно рекультивация проходит при методе подземного выщелачивания — тогда окружающая среда терпит меньше всего урона и восстановить ее не составляет труда.
Миф 3. Рядом с местом добычи урана опасно жить
" Это неправда и исключено, потому что все процессы происходят под землей. Конечно, многое зависит от качества работ: чтобы не было нарушения скважин, чтобы они "по дороге" под землей не проникли в водоносный горизонт. Но вероятность этого минимальная ".
Для справки. Уран, как мы знаем, — это радиоактивный элемент. Но насколько сильна его радиоактивность? Можем расслабиться — излучение от урана идет слабое. Объяснение кроется в том, что природный уран содержит три изотопа: 234, 235 и 238, и более 99 процентов урана в природе содержится в виде изотопа уран-238, который практически не опасен для человека. Он считается долгоживущим: его период полураспада составляет 4,5 млрд лет.
Учитывая этот немалый срок, можно сказать, что излучает он слабо — его альфа-частицы не проходят через кожу человека. Интересно, что академик Курчатов, работавший в советское время с ураном, после контакта с металлом просто протирал руки платком. Лучевой болезнью он не страдал — такой контакт вполне безобиден. Более того, когда-то соединения урана можно было даже просто купить в аптеке — как уранат натрия. Сам по себе уран имеет крайне слабую радиоактивность.
Миф 4. Работа на урановой добыче — путь к смерти
" Нет, это не отвечает действительности, потому что то, что мы извлекаем, находится ближе к фоновому режиму. Это то, что мы в повседневной жизни испытываем, когда сидим на граните, например. Гранит фонит — то есть имеет естественный фон. В случае с добычей урана — тоже не более того. Добыча ведь как происходит: мы достаем эти крупицы, а потом, когда мы их уже доставляем на соответствующие заводы, вот там повышается концентрация. Именно химические заводы, на которых и происходит повышение концентрации, требуют определенного режима. А здесь ничего подобного нет. Мы растворили, отправили и все.
Тот уран, что мы извлекаем из-под земли — это уран в рассеянном виде. Там его граммы на тонну породы. При таких концентрациях его можно в руках держать — и ничего не произойдет ".
Для справки. Самородков урана в природе не существует. Так, из 1 тонны руды в среднем получается около 1,5 кг урана. Правда также в том, что уран, добытый с рудника, — это далеко еще не ядерное топливо. Это руда с низкой, фоновой радиоактивностью.
Чтобы использовать уран на АЭС — его надо обогатить, то есть повысить концентрацию урана-235 от природной до той, которая нужна для работы ядерного реактора. А уран-238 — это просто тяжелый металл серого цвета. Подойдет для того, чтобы сделать брелок для ключей. Абсолютно безопасный.
Многие слышали страшные истории об урановых рудниках. Еще в Советском Союзе ходили легенды, что в урановых шахтах работают преступники, обреченные на смерть. Бытовали также мифы об обязательном свинцовом нижнем белье для шахтеров. Конечно, ничего подобного не было на самом деле (хотя специальный костюм для работы шахтерам все же необходим). Хотя тогда уран и представлял опасность бОльшую, чем сегодня.
Миф 5. Украине не нужно добывать свой уран, АЭС и так нормально работают
" Мы ведь говорим о том, что хотим быть экономически и энергетически независимой страной. Если от газа мы зависим, от угля тоже практически зависим, а к тому же есть большие проблемы с использованием угля в мире — со временем мы от этого уйдем, потому что это не экологично, приводит к климатическому кризису из-за запредельного продуцирования СО2 в результате сжигания органических продуктов (как уголь, нефть, газ и так далее). А потом — середина осени, а на улице плюс 26 градусов, хотя раньше в это время уже заморозки были.
С атомом нужно жить. Это цивилизация, шаг в прогресс. И даже при альтернативных источниках энергии — как солнечная энергия или ветряная энергия, все равно понадобятся стабильные источники энергии — а среди стабильных наиболее экологичной является именно атомная энергия.
К тому же, атомная энергетика составляет более 50 процентов сейчас в Украине.
В этой сфере мы пока зависимы от России, так как закупаем уран у государства, воюющего с нами. А сейчас, разрабатывая свой уран, хотим выйти на замкнутый цикл внутри Украины. Это супер. Мы сами себя можем обеспечить топливом, и, тем самым, обеспечить энергетическую безопасность ".
Для справки . По выработке энергии одна таблетка урана равна тонне нефти (!) Потому не удивительно, что его и используют как ядерное топливо на АЭС. Самые большие запасы урана имеют Канада, Россия, Казахстан и Австралия. В Украине подтвержденные запасы урана составляют более 200 тысяч тонн, с ними мы входим в первую десятку стран в мире по запасам этого ископаемого. Всего в Украине находится 23 разведанных месторождений урана.
"Мы выяснили, что урановая пыль, попадающая в легкие, поглощается иммунными клетками и вместе с ними распространяется по всему организму. Все это говорит о том, что регулирующим органам нужно тщательно проверять все шахты", — пишут ученые.
Уран, как и многие другие тяжелые металлы, не только радиоактивен, но и токсичен. Его соединения и наночастицы могут накапливаться в печени, легких, почках и других органах, что приводит к массовой гибели клеток внутри них, поломке их ДНК и развитию тяжелых болезней.
Что интересно, до войны в Персидском заливе и интервенции НАТО в Югославию ни общество, ни ученые не обращали особого внимания на это свойство урана. Впоследствии оказалось, что отравление этим металлом примерно в миллион раз опаснее, чем вырабатываемое им излучение – всего грамма урана хватит, чтобы убить среднестатистического человека.
Это привело к исчезновению обедненного урана из зубных пломб, обшивки самолетов и других "гражданских" объектов, и огромному числу исков со стороны экологических организаций и пострадавших мирных жителей к американским военным и горнодобывающим корпорациям.
Гаян Рубасингеге (Gayan Rubasinghege) из Института технологий и горнодобычи в Сокорро (США) и его коллеги открыли еще один канал проникновения урана в организм человека, расследуя необычную историю из жизни штата Нью-Мексико.
Местные индейцы-навахо, как отмечают ученые, уже несколько десятилетий жалуются на частые случаи развития диабета, а также проблем со работой легких и сердца, причины чего были не ясны для медиков и самих индейцев.
Экологи заметили, что чаще всего с подобными проблемами сталкивались те группы "первых народов" Америки, которые жили неподалеку от так называемого "пояса Гранта" – особого уголка их резерваций, где в середине прошлого века активно разрабатывались урановые месторождения.
Наследие холодной войны
Сотни шахт, построенных в этой части Нью-Мексико в 1948 году, были закрыты в конце 1970 годов после того, как у шахтеров начали массово появляться раковые опухоли. Эти рудники, как отмечают ученые, были фактически заброшены и оставлены на произвол судьбы без должной консервации и ликвидации всех утечек радиоактивных материалов.
Отвалы "пустой" породы и сами рудники, как предположили ученые, могут вырабатывать огромные количества радиоактивной и токсичной урановой пыли, которая может попадать в организм индейцев и вызывать их "необъяснимые" проблемы со здоровьем.
Они проверили эту теорию, разместив несколько фильтров-ловушек в окрестностях двух заброшенных шахт, Джэкпайл и Сент-Энтони, летом прошлого года. Получив пробы пыли, ученые изучили ее химический и изотопный состав и обработали ей культуры клеток легких.
Одна из урановых шахт в штате Нью-Мексико, вызывающая проблемы со здоровьем у местных индейцев
Как оказалось, и тот, и другой рудник вырабатывал большое число наночастиц самых разных соединений урана. Их состав и размеры, что интересно, был совершенно разным для того и другого месторождения. Все эти частицы хорошо проникали в легочную ткань, где они поглощались клетками иммунной системы.
Вместе с ними, как объясняют экологи, они могли распространяться по всем уголкам организма, поражая сердце, сосуды, легкие и все остальные органы тела. Это, как считают ученые, объясняет то, почему индейцы страдают от огромного числа болезней легких, сердца и сосудов.
Большие различия в химическом и минеральном составе урановой пыли, а также в ее характере действия на организм, не позволят выработать единую стратегию борьбы с подобными загрязнениями. Фактически, уровень угрозы для каждой шахты придется определять на месте, что еще больше усложнит ликвидацию этих "следов" холодной войны, заключают ученые.
Острая урановая интоксикация. Поражение организма ураном
Природный уран (238U) является родоначальником радиоактивного ряда, состоящего из 9 элементов, испускающих а-частицы, и 7 элементов, испускающих бета-частицы. Некоторые изотопы, кроме того, обладают у-излучением. Однако биологическое действие 238U обусловлено главным образом токсическими свойствами его как химического элемента, тогда как развитие лучевых поражений происходит в течение длительного времени и при условии попадания в организм значительных количеств веществ.
В химическом отношении 238U является активным элементом, образует большое число легко- и труднорастворимых соединений. Поэтому токсический эффект урана находится и прямой связи от растворимости его соединений, что в одинаковой мере проявляется при любом пути поступления его в организм. Выведение из организма человека и животных труднорастворимых соединений (четырехфтористый уран, двуокись урана, окись — закись урана) происходит очень медленно —в течение нескольких лет с двумя периодами полувыведения в 120 и 360 сут; 86% урана от задержанного количества во всем организме откладывается в костях и 6,5%—в почках [Закутинский Д. И. и др., 1962]. Выделение инкорпорированного вещества в основном осуществляется через почки.
Острая урановая интоксикация характеризуется тяжелыми функциональными и морфологическими изменениями почек, печени, сердечно-сосудистой системы, в меньшей степени— органов кроветворения и костной ткани. Причем в практическом отношении важно отметить, что, по сравнению с 6-валентным ураном, 4-валентный уран в большей мере откладывается в печени и меньше в почках.
Естественно, что в случае попадания вещества в дыхательные пути тяжелые острые изменения и отдаленные последствия возникают в легких.
Принято считать, что поражение почек отражает тяжесть поражения ураном всего организма, поэтому изучению этого органа было посвящено большинство морфологических исследований в области патологической анатомии урановой интоксикации.
При остром поражении со смертельными исходами макроскопически в почках обнаруживаются участки некротизированной ткани в кортико-медуллярной зоне и общая сглаженность границы между корковым и мозговым веществом. В особенно тяжелых случаях зона некроза может захватывать всю толщу коркового вещества. Для ранних этапов острой урановой интоксикации характерно сочетание сосудистых нарушений и дистрофических изменений эпителия извитых канальцев, прогрессирующих по мере накопления в почках токсического вещества.
Вначале дистрофические изменения обнаруживаются в дистальных участках проксимальных отделов извитых канальцев и в области перехода их в нисходящую часть петли нефрона (петля Генле), а затем и в других отделах нефрона [Новикова А. П., 1959]. Это свидетельствует о прямой связи между особенностями гистолокализации урана и начальными изменениями в почке.
Информация на сайте подлежит консультации лечащим врачом и не заменяет очной консультации с ним.
См. подробнее в пользовательском соглашении.
Уран — один из самых загадочных химических элементов. В нем скрыто столько энергии, что небольшой кусочек этого металла равен по мощности одной тонне нефти. Именно из-за этого уран используется в качестве ядерного топлива на атомных станциях уже много лет.
Открыли, но не боялись
Многие люди думают, что уран — радиоактивное и опасное вещество. Однако это не совсем так. Чистого урана в природе не существует. В конце 18 века был обнаружен уран, содержащийся как примесь в металле. И его назвали в честь планеты. В то время радиоактивные свойства элементов еще не были обнаружены и уран даже использовали для изготовления посуды.
Только через несколько лет после обнаружения металла ученые смогли выделить чистый уран. А перед началом Второй мировой войны открыли феномен распада ядер урана. Это и положило начало всемирной добыче элемента. Если облучить ядра нейтронами, то, захватывая свободный нейтрон, ядро начинает разделяться и выбрасывать колоссальное количество энергии.
Так выглядит уран в виде металла
Такие разные изотопы
Этот элемент может существовать в нескольких модификациях. Самый долгоживущий изотоп — уран-238. Период его полураспада превышает 4,5 миллиарда лет. Из-за такой продолжительности можно сделать вывод, что излучение у него слабое, а альфа-частицы не способны пройти даже сквозь кожу человека.
Большая часть урана в природе находится в состоянии изотопа уран-238, который не представляет опасности для человека, но и для энергетики не подходит. Применяется в промышленности больше уран-235, так как только это вещество может запустить мощную цепную ядерную реакцию.
Как добыть
Добыча урана — дело сложное. Крупных месторождений металла почти нет, хотя на земле уран встречается чаще, чем серебро. Поэтому основная добыча топлива производится в шахтах глубиной до 1 км. Больше всего месторождений урана в Канаде и России, но их качество сильно разнится. В России из тонны руды выход урана получается всего 1,5 кг.
Урановые шахты
Урановую руду можно добыть тремя способами: открытый (работы ведутся на земле), под землей (бурение шахт) и выщелачивание. Для последнего бурят скважины по углам шестиугольника, через которые нагнетают серную кислоту. Далее пробуривается еще одно центральное отверстие, через которою урановые соединения извлекают.
Сам уран получают путем обработки руд и проведения химических реакций. Полученный металл необходимо обогатить, то есть увеличить в нем дозу урана-235. Для этого процесса была создана газовая центрифуга, где под центробежной силой элемент разделяется на металл и легкий изотоп. Впоследствии элемент требует утилизации, но зачастую это может уничтожить отдельные водоемы.
Читайте также: