كيف يؤثر الإشعاع النووي على الصحة

ما هو مستوى الإشعاع "الخطير"؟ ما مدى ضرر الإشعاع على الصحة؟ ما هي العواقب المباشرة والطويلة المدى للتعرض لجرعات منخفضة من الإشعاع؟

قبل مقال مجلة ساينتفيك أمريكان، هناك بعض التحديثات حتى مساء الجمعة.

وكانت الحكومة اليابانية قد رفعت تصنيف كارثة فوكوشيما من المستوى الرابع إلى المستوى الخامس على المقياس الدولي المكون من سبعة مستويات. والمستوى الرابع يعني وقوع حادث له عواقب محلية، في حين أن المستوى الخامس يعني عواقب على منطقة واسعة. تم تسجيل مستوى خطر قدره 4 في عام 5 في جزيرة ثري مايل في ولاية بنسلفانيا حيث انصهر قلب المفاعل. وفي تشيرنوبيل، تم تعريف الخطأ على أنه المستوى 4.

وتمكن مهندسو شركة طوكيو للكهرباء من توصيل خطوط الكهرباء بنظام التبريد، مما أتاح تجديد التبريد في أحد المفاعلات. ويربط الكابل الذي يبلغ طوله كيلومترا شبكة الكهرباء المحلية بالمفاعل رقم 2. كما سيتم تشغيل الكهرباء بعد الانتهاء من رش مياه البحر على المفاعل رقم 3. وبحسب الشركة، فإنه بمجرد توصيل الكهرباء سيتم تشغيل عدة مضخات سوف يتدفق الماء إلى المفاعلات والبرك التي يوجد بها الوقود النووي، مما يؤدي إلى خفض الحرارة داخل المفاعل.
وقالت الهيئة الدولية للطاقة الذرية إن المفاعلات مستقرة الآن، رغم أنه لا يزال هناك خطر من تفاقم الأمور.

بقلم نينا باي، موقع ساينتفيك أمريكان.

الأزمة المتطورة المحيطة بمحطة فوكوشيما دايتشي للطاقة في اليابان بعد تعرضها لأضرار بالغة جراء الزلزال الذي وقع في 11 مارس/آذار 2011 والتسونامي الذي أعقبه، يطرح تساؤلات مثيرة للقلق بشأن الآثار الصحية للتعرض للإشعاع الإشعاعي: ما هو المستوى "الخطير" من الإشعاع؟ ما مدى ضرر الإشعاع على الصحة؟ ما هي العواقب المباشرة والطويلة المدى للتعرض لجرعات منخفضة من الإشعاع؟

ورغم إطلاق البخار المشع من المفاعلات لتقليل الضغط داخلها، ورغم تسرب الإشعاع عقب الانفجارات التي حدثت في المحطة، إلا أن الزيادات الحادة في مستوى الإشعاع لم تطول. أعلى مستوى إشعاع تم الإبلاغ عنه حتى الآن كان في انفجار إشعاعي منبعث من المفاعل 3 يوم 15 مارس الساعة 10:22 بتوقيت اليابان، ووصل مستواه إلى 400 ملي سيفرت (وحدة امتصاص الإشعاع في الجسم). وينخفض ​​مستوى الإشعاع بشكل حاد عند الابتعاد عن المنشآت المتضررة. ووفقا للتقارير، فإن مستويات الإشعاع في طوكيو، على بعد حوالي 220 كيلومترا جنوب غرب محطة الطاقة، لم ترتفع كثيرا عن المعدل الطبيعي.

تقول سوزان م. لانجهورست، عالمة الفيزياء الصحية ومسؤولة السلامة الإشعاعية بجامعة واشنطن في سانت لويس بالولايات المتحدة: «نحن لا نقترب من مستويات الإشعاع المثيرة للقلق».

وبحسب أبيل جونزاليس، نائب رئيس اللجنة الدولية للحماية من الإشعاع، التي حققت في كارثة تشيرنوبيل التي حدثت عام 1986، فإن المعلومات الواردة الآن من اليابان حول مستويات الإشعاع المتسرب تفتقد معلومات في أحسن الأحوال، لذا فإن التكهنات الجامحة بشأن "سيناريوهات الرعب" لا تزال غير ذات صلة.

وتعتمد الآثار الصحية للإشعاع على مستواه ونوع الإشعاع ومدة التعرض.

مستوى الإشعاع:

يمتص الشخص العادي ما متوسطه 0.2 إلى 0.3 مللي سيفرت من الإشعاع الخلفي كل عام. وينتج إشعاع الخلفية من مزيج من الإشعاع الكوني القادم من الفضاء والانبعاثات الصادرة عن مواد البناء والمواد المشعة الطبيعية في البيئة.

توصي اللجنة التنظيمية النووية الأمريكية بأن يتجنب الجمهور التعرض لأكثر من 1 مللي سيفرت سنويًا بما يتجاوز إشعاع الخلفية. وتحدد الولايات المتحدة مستوى العاملين الذين يعملون بالقرب من الإشعاع المشع بـ 50 مللي سيفرت سنويًا، على الرغم من أن عددًا قليلًا جدًا منهم يقترب من هذا المستوى. لا يوجد حد أعلى مطلق ينطبق على المرضى الذين يتلقون العلاج الإشعاعي. ويقول لانغهورست إن مسؤولية تحديد إيجابيات وسلبيات استخدام الإشعاع في مثل هذا العلاج تقع على عاتق الطاقم الطبي اعتمادا على تشخيص المرض ونوع العلاج. على سبيل المثال، قد يعرض التصوير المقطعي المحوسب الشخص لأكثر من 1 مللي سيفرت من الإشعاع.

يقول لانغهورست إن مرض الإشعاع (أو متلازمة الإشعاع الحادة) يحدث عندما يتعرض الجسم بأكمله لجرعة بمستوى 3 سيفرت، أي 3,000 مرة ضعف الحد الموصى به للعامة سنويًا. تذكر المراكز الأمريكية لمكافحة الأمراض أن أعراض مرض الإشعاع والغثيان والقيء والإسهال، يمكن أن تظهر بعد بضع دقائق إلى بضعة أيام من التعرض للإشعاع. قد تستمر فترة المرض الشديد، والتي تسبب، من بين أمور أخرى، فقدان الشهية والتعب والحمى ومشاكل في المعدة والأمعاء وحتى نوبات الغيبوبة، من ساعات إلى أشهر.

نوع الإشعاع:

الإشعاع الذي يثير القلق الآن في اليابان هو الإشعاع المؤين الذي ينشأ عن التحلل التلقائي للذرات الثقيلة مثل اليود 131 والسيزيوم 137. ويسمى الإشعاع مؤين لأنه يحتوي على طاقة كافية لتأين الذرات (أي لتغيير شحنتها). ، عادة عن طريق إزالة الإلكترونات). مثل هذا التأين للذرات والجزيئات في الأنسجة الحية يمكن أن يكون خطيرًا.

هناك أنواع مختلفة من الإشعاعات المؤينة. أشعة جاما والأشعة السينية (الأشعة السينية) هي إشعاع كهرومغناطيسي، أو ضوء غير مرئي، قادر على اختراق الجسم. يتكون إشعاع ألفا وأشعة بيتا من جسيمات ذات نفاذية منخفضة ويمكن في بعض الأحيان حجبها حتى باستخدام لوح من الورق المقوى. ومع ذلك، إذا تم استنشاق مادة مشعة إلى الرئتين أو ابتلاعها داخل الجسم، فإن جسيمات ألفا وهذه الخلايا التي تكون طاقتها أقل هي التي تكون أكثر خطورة. والسبب في ذلك هو أن معظم أشعة جاما والأشعة السينية تمر عبر الجسم دون التأثير على الأنسجة (لأن معظم الجسم على المستوى دون الذري هو في الواقع مساحة فارغة). وعلى العكس من ذلك، فإن جزيئات ألفا والخلية التي لا تستطيع اختراق الأنسجة ستفقد طاقتها عن طريق اصطدامها بالذرات الموجودة في الجسم، وبالتالي ستسبب المزيد من الضرر.

في فوكوشيما، المواد المشعة التي تم اكتشافها، اليود 131 والسيزيوم 137 تنبعث منها أشعة غاما وأشعة بيتا. وهذه الذرات المشعة هي نتاج التفاعلات الانشطارية المستخدمة لتوليد الكهرباء في المفاعل.

قامت الحكومة اليابانية بإجلاء 180,000 ألف شخص من منازلهم في دائرة نصف قطرها 20 كيلومترًا من محطة فوكوشيما دايتشي للطاقة. وتوصي الأشخاص الموجودين في دائرة نصف قطرها 30 كيلومترًا بالبقاء في المنزل أو في مكان مغلق، وإغلاق النوافذ، وتغيير الملابس، وغسل الجلد المكشوف عند قدومهم من الخارج. وتهدف هذه التدابير إلى تقليل خطر استنشاق وابتلاع المواد المشعة التي تنبعث منها إشعاعات في الخلية.

مدة التعرض:

قد تكون جرعة قصيرة وعالية جدًا من الإشعاع (والتي تؤثر لبضع دقائق) أكثر ضررًا من نفس كمية الإشعاع التي يمتصها الجسم مع مرور الوقت. وفقًا للجمعية النووية العالمية، فإن التعرض مرة واحدة للإشعاع عند مستوى 1 سيفرت يمكن أن يسبب مرض إشعاعي عابر وانخفاض عدد خلايا الدم البيضاء، ولكن ليس الموت. جرعة واحدة بمستوى 5 سيفرت ستقتل نصف الأشخاص الذين يتعرضون لها خلال شهر واحد. مستوى 10 سيفرت يقتل خلال أسابيع.

ومن الأصعب بكثير تقدير آثار التعرض لفترات طويلة لمستوى منخفض من الإشعاع. قد يؤدي تلف الحمض النووي إلى حدوث طفرات قد تؤدي إلى الإصابة بالسرطان، خاصة في الأنسجة التي يكون فيها انقسام الخلايا قويًا، كما هو الحال في الجهاز الهضمي والجهاز التناسلي ونخاع العظام. ولكن نظرا لأن الزيادة في معدل الإصابة بالسرطان صغيرة، فمن الصعب جدا تقديرها دون دراسة عدد كبير جدا من السكان المعرضين للإشعاع. وفقا لانغهورست، فإن تعرض 10,000 شخص لإشعاع 10 مللي سيفرت (0.01 سيفرت) في الجسم كله، سيزيد من معدل الإصابة بالسرطان في كل هؤلاء السكان بمقدار 8 حالات. ومع ذلك، فإن المعدل الطبيعي لحالات السرطان بين سكان بهذا الحجم هو 2,000 إلى 3,300 حالة، لذلك من المستحيل اكتشاف زيادة حقيقية قدرها 8 حالات، على حد قولها.

الدروس المستفادة من تشيرنوبيل:

يقول غونزاليس إن بعض عمال الطوارئ في تشيرنوبيل تعرضوا لمستويات إشعاعية من عدة زيفريتس، ​​وكثير منهم عملوا "شبه عراة" بسبب الحرارة الشديدة. وقد تسبب ذلك في امتصاص مسحوق ناعم ملوث بالإشعاع واختراق جلدهم. وبالمقارنة، فإن العمال اليابانيين مجهزون جيدًا ومحميون على الأقل من ملامسة الجلد المباشرة.

وقامت شركة تيبكو، التي تمتلك المفاعل في اليابان، بإجلاء معظم العمال. بقي 50 عاملاً لضخ مياه البحر لتبريد المفاعلات لمنع المزيد من الانفجارات. من المحتمل أن يتعرض هؤلاء العمال لمستويات عالية من الإشعاع ويعرضون صحتهم لخطر كبير. يقول جونزاليس: "كإجراء احترازي، سأحد من مستوى الإشعاع الذي يتعرض له العمال إلى 0.1 سيفرت، وأغيره في نوبات العمل". يجب على الموظفين حمل أجهزة قياس إشعاع شخصية تحسب كلاً من معدل التعرض للإشعاع في كل لحظة، والمستوى الإجمالي للإشعاع، وإصدار إنذار عند الوصول إلى حد التعرض. ويقول: "إذا تعرض العمال لمستوى قريب من 1 سيفرت، فإن الوضع خطير".

إن آلاف الأطفال الذين أصيبوا بالمرض بعد كارثة تشيرنوبيل لم يتضرروا من الإشعاع المباشر، ولا حتى من استنشاق الجزيئات المشعة، بل من شرب الحليب الملوث بالمواد المشعة. وتغلغل السيزيوم 137، الذي انبعث في انفجار تشيرنوبيل، في العشب الذي أكلته الأبقار، وتراكم التلوث الإشعاعي في حليبها. وهكذا أعطى الآباء غير المدركين لأطفالهم حليبًا ملوثًا. يقول جونزاليس: "ليس هناك شك في أن هذا لن يحدث في اليابان".

إن المهنيين الذين يعملون غالبًا مع المواد المشعة، في المستشفيات أو محطات الطاقة النووية، يلتزمون بالمبدأ التالي: "أدنى تعرض يمكن تحقيقه بشكل معقول". يتم وضع لوائح التعرض بطريقة محافظة متعمدة أقل بكثير من المستويات المعروفة بأنها تسبب مرضًا إشعاعيًا أو يشتبه في أنها تسبب أضرارًا صحية طويلة المدى. وحتى التعرض القصير للإشعاع أعلى من هذه الحدود عدة مرات لا يشكل خطورة بالضرورة.

إن التقارير الإخبارية عن مرور سفينة تابعة للبحرية الأمريكية عبر سحابة مشعة، وتوزيع الحكومة اليابانية لحبوب يوديد البوتاسيوم، وصور الخبراء الذين يرتدون بدلات واقية وهم يوجهون عدادات جيجر نحو رؤوس الأطفال، قد تثير الخوف لدى الجمهور، ولكن هذه وسائل يقول جونزاليس إن تحقيق تعرض منخفض بشكل معقول، يعني زيادة هذه الإجراءات الاحترازية. والفكرة هي دائما أن نكون حذرين بشكل مفرط.