Naše země září! Kolik radioaktivity na nás číhá v zemině?

Před radioaktivitou se nelze schovat. Není to ani potřeba. Naše těla si s malými dávkami umí dobře poradit. Kolik radioaktivity se skrývá v zemi, po které chodíme?

Radioaktivita, která se dá naměřit v naší zemině, se dá rozdělit do dvou zásadních druhů – přirozená a umělá. Následky ionizujícího záření jsou u obou typů pro živý organismus identické – takže například alfa záření z přirozených nuklidů vyvolává stejné změny, jako alfa záření z uměle vzniklých radionuklidů. Přesto se vyplatí oba druhy aktivity rozlišovat. Přirozené a „umělé“ ionizující záření totiž pochází z různých radionuklidů, které se pak samozřejmě v našich tělech chovají (vzato biologicky) různým způsobem. Některé z nich se pevně zabudovávají do skeletu a mohou tam naplno uplatnit svou škodlivost. Jiných se umí náš organismus zbavit. 

Přirozené radionuklidy

Přirozené radionuklidy, které nacházíme v zemině, pocházejí z doby před vznikem Sluneční soustavy. Do dneška se zachovaly jen proto, že se rozpadají jen velice pomalu. Vyšší koncentrace těchto radionuklidů nacházíme například v žulách.

Přirozená radioaktivita zeminy je způsobena hlavně izotopem draslíku (K-40). Dalšími přirozenými radioaktivními prvky, které se nalézají v zemi, jsou uran a thorium a produkty jejich rozpadu.

Koncentrace registrovaných rozpadů těchto radionuklidů nezávisí na hloubce. Nachází se prakticky v celé zemské kůře. Draslík-40 se podílí na její aktivitě zpravidla 300 becquerely na kilogram hlíny. Uran, thorium a jejich produkty jen asi 10 – 30 Bq/kg. (Becquerell – jednotka, která udává, kolik radioaktivních rozpadů se dá zaregistrovat v dané látce během 1 sekundy.)

Ze zeminy se tyto přirozené radionuklidy dostávají do vody, do rostlin – a tím i do potravního řetězce nás, lidí. Nejčastěji se přitom jedná o radionuklid K-40 (draslík). Ten se pak z největší části podílí také na naší tělesné radioaktivitě. Každý z nás totiž sám září. Průměrná aktivita běžného lidského těla se pohybuje kolem 5000 – 10 000 Bq (radioaktivních rozpadů za vteřinu).

Uměle vzniklé radionuklidy

V zemině ale nalézáme ještě jiné izotopy. Nejsou přírodní. Vznikly při nadzemních jaderných pokusech nebo haváriích jaderných elektráren. Jedním z nich je césium-137. Podílí se na celkovém záření od 20 Bq/kg hlíny (v oblastech nezasažených Černobylem) do 100 Bq/kg hlíny v oblastech, které trpěly v roce 1986 po havárii na černobylské jaderné elektrárně radioaktivním deštěm.

Tyto umělé radionuklidy jsou rozděleny nerovnoměrně. Nacházíme je jen do hloubky zhruba půl metru.

Většina z nás má nejspíš havárii na reaktoru č. 4 v Černobylu spojenou s největší a nejmasivnější katastrofou posledních desetiletí. Rozptýlila nejen v Evropě, ale dokonce po celé zeměkouli radioaktivní materiál z poškozené ukrajinské atomové elektrárny. Málokdo ale možná tuší, že daleko větší zamoření naší planety způsobily nadzemní jaderné pokusy, které probíhaly v padesátých až šedesátých letech.

Tyto pokusy probíhaly sice ve vzdálených a víceméně neobydlených oblastech, způsobily ale (hlavně díky globálním procesům v atmosféře) přesto masivní jaderný fallout na severní polokouli.

V našich oblastech odpovídal 2500 Bq/m2 radioaktivního stroncia-90 a 4000 Bq/m2 cesia-137. Malá část radioaktivního záření připadala na plutonium.

Valnou většinu těchto prvků v hlíně nacházíme dodnes, i když jejich aktivita samozřejmě za poslední desetiletí poklesla. Dnes se na našem radioaktivním pozadí podílejí dávkou kolem 5 mikrosievertů.  

Na obrázku vidíte časový průběh zátěže obyvatel střední Evropy, způsobený v posledních 50 letech cesiem-137. Tento „umělý“ radioaktivní izotop vznikal jak při jaderných pokusech, tak při havárii na jaderné elektrárně v Černobylu.

Nejvyšší zátěž byla registrována v letech 1963 až 1967. Celková zátěž je odhadována na 4,4 mSv. (O tom, co vyjadřuje jednotka mSv, pojednával minulý blog.)

V šedesátých letech se pohybovala nejvyšší zátěž z cesia-137 kolem 0,28 mSv za rok. Ve stejné době působilo stroncium-90 zátěží kolem 2,4 mSv za rok.

Po havárii Černobylské jaderné elektrárny se složení radioizotopů v zemině změnilo. Zatímco se izotopy, pocházející z nadzemních atomových pokusů v posledním desetiletí postupně „vyzářily“, přibyly v roce 1986 zásluhou ukrajinské katastrofy nové – cesium-134, cesium-137 a jód-131. Zasloužily se o zátěž kolem 0,1 – 0,3 mSv.

Nejnovější masivní havárie jaderné elektrárny se odehrála v japonské Fukušimě. Už v březnu 2011 se na území střední Evropy daly zaregistrovat radionuklidy, které se při ní dostaly do atmosféry. Jejich koncentrace byla ale minimální. Jednalo se o nepatrné zlomky zátěže, kterou vidíte na vrchním grafu.