راه های مهم بحرانی قابل تصور عبارت اند از:
الف) استفاده از آب آلوده به رادیواکتیو برای مصارف خوراکی: این مستقیم ترین راه برگشت رادیواکتیویته به انسان از طریق آب های سطحی می باشد .این فرایند برگشت به انسان، از طریق دریا وجود ندارد.

( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. )

ب) مصرف غذاهای دریائی آلوده : مصرف غذاهای دریائی (مانند ماهی، خرچنگ دریایی و غیره) بدلیل یک تاخیر زمانی بین رهاسازی آلاینده های رادیواکتیو و برگشت به انسان، یک راه نیمه مستقیم آلودگی^[۱۹] می باشد. با این وجود، عمده ترین مسیر انتقال آلاینده های رادیواکتیو از آب های دریا به انسان را تشکیل می دهد.
ج) آبیاری با آب آلوده: آلودگی سبزیجات، کم و بیش سریع انجام شده و سرعت آن به روش آبیاری، طبیعت خاک و کود مورد استفاده، بستگی دارد. در عمل (غیر از مورد آبیاری چراگاه ها با آب آلوده به تریتیوم) عناصر رادیواکتیو با نیمه عمر طولانی مشکل سازتر هستند.
د) تغذیه جانوران از آب و یا عوامل آلوده: تهیه آب شرب برای احشام از رودخانه، و یا تولید غذای ماکیان با آرد ماهیان آلوده، از جمله این موارد هستند.
ه) استفاده از رسوبات آلوده به عنوان کود: در این صورت راه آلودگی بسیار مستقیم است. در این فرایند تنها مواد رادیواکتیو با نیمه عمر طولانی باید مدنظر قرار گیرند.
روش های ریاضی برای محاسبه میزان آلودگی انسان از مسیرهای مختلف وجود دارد که در این مختصر نمی گنجد (قنادی مراغه و همکاران، ۱۳۸۸).
۱-۱۱-۳- مسیرهای پرتوگیری از خاک
راه های احتمالی برگشت مواد رادیواکتیویته به انسان عبارتند از:
الف) راه مستقیم، مانند استفاده مجدد از زمین های آلوده به مواد رادیواکتیو.
ب ) راه غیر مستقیم، استنشاق گرد و خاکی که دوباره وارد اتمسفر می شود. همچنین با انتقال در زنجیره غذائی (بخصوص از طریق سبزیجات) برگشت رادیواکتیویته به انسان، محتمل است. لازم به ذکر است که بعضی عناصر رادیواکتیو که بر سطح سبزیجات می نشینند، با شستشوی ساده حذف می شوند. برخی دیگر، در بافت گیاه نفوذ کرده و در بعضی اعضای آن به صورت انتخابی جذب شده و ماندگار می شوند. در جریان این فرآیندها، عناصر رادیواکتیو دستخوش تغییر و تبدیل فیزیک و شیمیایی شده و یا حتی در اثر کاهش رادیواکتیویته، ناپدید می شوند (قنادی مراغه و همکاران، ۱۳۸۸).
۱-۱۲- رفتار عناصر رادیواکتیو در محیط زیست
۱-۱۲-۱- رفتار عناصر رادیواکتیو در خاک
خاک توده ای متخلخل، متشکل از ذرات ریز می باشد، که دارای سطح بسیار وسیع در واحد جرم است. مواد آلی و معدنی خاک دارای پتانسیل قابل توجهی برای واکنش شیمیایی، با رادیونوکلئیدها است. مهم ترین آنها، مکانیسم تعویض یونی است، که در آن، مواد جامد با بارمنفی، یون های مثبت در محلول را ربایش می کنند و می توانند بطور برگشت پذیر بدون ایجاد تغییر اساسی در ساختار یک نوع را جایگزین نوع دیگر، کنند. یون هیدروژن که دارای بار مثبت است، در فرایند تعویض یونی در رقابت قرار گرفته و به طور قابل ملاحظه ای تشکیل گونه های بعضی از رادیونوکلئیدها را تحت تاثیر قرار می دهد. در این صورت، میزان جذب رادیونوکلئیدها بطور کامل تابع pH محیط می باشد. این مکانیسم، به ویژه در: خاک رس، زئولیت و کمپلکس آلومینا – سیلیکات، دارای اهمیت است. گروه آخر، دارای منافذ بزرگی در ساختمان کریستالی خود بوده، که آب و یون های فلزی می توانند در آنها انباشته شوند.
این مکانیسم تا حدودی با مواد دیگر مانند اکسید آهن و منگنز (که سطح ذرات خاک را پوشانده اند) نیز اتفاق می افتد. هرچند، مکانیسم های متفاوت تر دیگری مانند ایجاد پیوندهای هیدروژنی و احتمالا اتصالات اکسیژنی (بخصوص در موارد تماس های طولانی مدت) می توانند دارای اهمیت باشند. این برهم کنش بویژه برای اغلب عناصر فلزی، به غیر از قلیایی ها و قلیایی های خاکی (که ترکیبات یونی آنها گرایش به هیدرولیز شدن در pH عملا خنثی حاکم به شرایط طبیعی دارند) اتفاق می افتد.
خاک می تواند در اثر عملیات کشاورزی یا حفر تونل توسط حیوانات و حشرات (مانند کرم خاکی) بصورت انبوه جابجا شود. در این فرایند، در یک دوره زمانی چند ساله، حتی مواد غیر قابل حل در سطح و اعماق زمین، در عمل بصورت یکنواخت توزیع می شوند.
تخریب و تجزیه بقایای بافت های موجودات زنده، گستره وسیعی از ترکیبات با وزن مولکولی از چند صد تا چند صد هزار را بوجود می آورند. این ترکیبات، اغلب به علت دارا بودن گروه های متعدد عامل کربوکسیلیک و فنولیک، دارای خاصیت اسیدی می باشند. آنها می توانند به عنوان عامل احیا کننده برای یون های فلزی با ظرفیت بالا، عمل کنند. ممکن است آنها: غیر قابل حل، قابل حل در محیط های قلیایی تا شرایط اسیدی ضعیف (اسید هیومیک) و یا قابل حل در تمام pH ها (اسید فولیک)، باشند. حتی آنهایی که قابل حل هستند، به شدت توسط سطوح جامد از نوع آلی یا معدنی، جذب می شوند. خاصیت پلی اسیدی، آنها را به عوامل کمپلکس دهنده قوی برای یون های فلزی حساس به لیگاند اکسیژن تبدیل می کند. در محلول، این کمپلکس­ها می­توانند با ایجاد مانع در مقابل فرایند تبادل یونی مهاجرت رادیونوکلئیدها را تسهیل کرده و یا با جذب بر روی جامدات یا لخته و رسوب کردن، از حرکت آنها جلوگیری کنند. یون های فلزی (بخصوص یون های چند ظرفیتی) باعث ارتقا فرایند لخته شدن، می گردند. این خاصیت از یک عنصر رادیواکتیو به عنصر دیگر و شرایط محیطی، تغییر می کند.
تاثیر کلی فرایند جذب (حتی در حالت برگشت پذیری) ایجاد کندی حرکت آب حاوی مواد نسبت به خود آن، است. هرچه میزان جذب بیشتر باشد، مقدار تاخیر بیشتر خواهد بود. مقدار این جذب نه تنها به pH، بلکه به پتانسیل احیایی بعضی از رادیونوکلئیدها نیز بستگی دارد. مقدار گزارش شده برای نسبت توزیع، عبارتند از: صد برای استرانسیوم، چندین هزار برای سزیم، هفت هزار برای رادیوم و حدود صدهزار برای پلوتونیوم.
مرتبه تحرک نسبت معکوس با مرتبه جذب دارد، که برای تعداد کمی از مهترین رادیونوکلئیدها به صورت زیر است:
آمرسیوم ≈ پلوتونیوم < سزیوم < استرانسیوم < ید
به هر حال، با در نظر گرفتن طبیعت خاک و مدت زمان تماس با ذرات جاذب، سزیم می تواند کم تحرک­ترین عنصر باشد. بعد از انفجارات هسته ای، بررسی ها نشان داد که میزان نفوذ عناصررادیواکتیو حاصل شده، در خاک ۳۰ سانتی متر بوده است و حداکثر میزان استرانسیوم نشست کرده، در این ناحیه قرار دارد.
بنابر این، موادی که در مایعات رادیواکتیویته محلول هستند، به هنگام ورود به خاک با اجزای آن (به خصوص با خاک رس و مواد آلی موجود در آن) واکنش می دهند. براساس تحقیقات به عمل آمده، انتخاب بعضی از عناصر معدنی توسط یون ها برای واکنش، به اثبات رسیده است. همچنین، تمام واکنش های جذب سطحی، فقط با نوع کاتیونیک انجام می شوند. از سوی دیگر، عناصر رادیواکتیو می توانند از نظر: فیزیکی، فیزیک و شیمیایی و بیوشیمی (بسته به مشخصه های آنها و شرایط محیطی) دچار تغییر و تبدیل شوند. تمام این مکانیسم های تاخیر در جابجایی مواد رادیواکتیو نسبت به حلال را، سبب می شوند. با توجه به اینکه این تاخیر، کاهش رادیواکتیویته مواد دفع شده را به دنبال دارد، می تواند در فرایند تاخیر در بازگشت به انسان، مفید واقع شود. ارزیابی دقیق این تاخیر برای برآورد پی آمدهای احتمالی بعدی برای انجام عملیات دفع، بسیار حائز اهمیت است.
مطابق آنچه ذکر شد، شاره های مایع بعد از ورود به خاک قدری پخش شده و به این ترتیب رقیق می شوند. سرعت حرکت و تغییر مکان شاره ها تابع عوامل: زمین شناسی، مشخصه های تخلخل و نفوذپذیری خاک، ترکیب شیمیایی محلول، وجود سایر منابع آبدار، است. در اینجا نیز (مانند مورد هوا) شناخت کامل و دقیق شرایط پخش در خاک، قبل از اقدام جهت هرگونه تصمیم برای تخلیه، ضرورت دارد (قنادی مراغه و همکاران، ۱۳۸۸).
۱-۱۲-۲- رفتار رادیونوکلئیدها در حیوانات و گیاهان
رسوبات بر روی برگ گیاهان ممکن است از طریق منافذ برگ ها به درون بافت آنها نفوذ نمایند. همچنین رسوبات بر سطح زمین ممکن است توسط باد یا قطرات باران بر روی گیاه پاشیده و جذب آن شوند. قسمتی از این رسوبات ، در آب حل شده و از طریق ریشه گیاهان جذب می شوند.
رادیونوکلئیدهای موجود در گیاهان، از طریق تغذیه حیوانات علف خوار وارد بدن آنها می شوند. مقداری از مواد جذب بدن آنها، و بقیه از طریق مدفوع دفع و دوباره به خاک بر می گردند.
میزان جذب عناصر رادیواکتیو مختلف در بدن حیوانات به صورت زیر است:
آمرسیوم< پلوتونیوم < سزیم < استرانسیوم ≈ ید
(دامنه جذب از نزدیک به ۱/۰% تا ۱۰۰%می باشد)
ارجحیت نشست انتخابی مواد رادیواکتیو فوق در اعضای بدن حیوانات و انسان ها به ترتیب:
ید در تیروئید، استرانسیوم در استخوان، پلوتونیوم و آمرسیوم در استخوان و کبد است. سزیم تقریبا به طور یکنواخت در تمام بافت های عضلانی بدن، با ارحجیت تجمع در بافت ماهیچه ها، پخش می شود. مواد رادیواکتیو با آهنگ متفاوت به تدریج دفع میشوند.
ورود مواد رادیواکتیو به بافت و بخصوص شیر حیواناتی که چرخه غذائی انسان را تشکیل می دهند، برای آلودگی انسان از طریق تغذیه، اهمیت دارد. ید، سزیم و استرانسیوم به سهولت، به شیر (که منبع اصلی تغذیه و مواجهه انسان است) منتقل می شوند. برای سزیم مسیر ثانویه، از طریق مصرف گوشت وجود دارد. پلوتونیوم و آمرسیوم در شیر وارد نشده و در گوشت تجمع نمی کنند. بیشترین تجمع آنها در کبد و جگر بوده، که مسیر انتقال به انسان از طریق زنجیره غذائی راتشکیل می دهند. اثر نامطلوب مواجهه آنها نسبت به پلوتونیوم طبیعی (که از طریق مصرف دخانیات وارد بدن انسان می شود) کمتر است (قنادی مراغه و همکاران، ۱۳۸۸).
۱-۱۳- پایش پسماندهای منتشر شده در محیط
در کلیه کشورهای جهان، دفع مواد رادیواکتیو طبق آئین نامه و مقرراتی زیر نظر یک تشکل نظارتی- کنترلی، انجام می شود. این تشکل، معمولا زیر مجموعه سازمان انرژی اتمی و یا وزارت بهداشت و درمان است. وظیفه این تشکل، تطبیق توصیه های کمیسیون بین المللی حفاظت در برابر پرتو^[۲۰] در قالب مقررات برای تعیین حدود در استفاده و دفع مواد رادیواکتیو است. همچنین، این تشکل باید برای رعایت این حدود برای کاهش پرتوگیری مردم تا حد امکان، نظارت داشته باشد. در این شرایط، ضرورت دارد که این تشکل از پروژه های دفع مواد رادیواکیتو در راستای صدور اجازه و پایش انتشار، و مشخص کردن راه های برگشت به انسان، مطلع شود.
توصیه ها، قوانین و مقررات ملی و بین المللی، کنترل انتشار مواد رادیواکتیو در نقطه تخلیه را مقرر می کنند. بعلاوه نظارت مستمر محیط، منطبق با طبیعت عملیات، باید انجام شود. مسئولین تاسیسات هسته ای در چهارچوب توسعه کارخانه، ملزم به ارائه گزارش حاوی اطلاعات دقیق در رابطه با تاثیر ساخت و بهره برداری از واحد جدید بر سلامت مردم، گیاهان و جانوران اطراف آنها به مقامات ذیصلاح هستند. مجموع این اقدامات، باید مورد توافق مسئولین بهره بردار و مرجع قانونی قرار گیرد (قنادی مراغه و همکاران، ۱۳۸۸).
۱-۱۳-۱- پایش اتمسفر
پایش رادیواکتیویته هوا در محل تاسیسات هسته ای، باید با شناخت شاخصه های هواشناسی، طبق روش هنجار (یا متداول) با ثبت سرعت و جهت باد (بخصوص برای بادهای ضعیف) انجام شود. اندازه گیری گرادیان عمودی دما، شناخت شاخصه های هواشناسی را تکمیل می کند.
در عمل، پایش رادیواکتیویته هوا در نقطه انتشار و در کانال تخلیه آلاینده های گازی در اتمسفر و در محیط، با دستگاه های ثابت، سیار و نمونه برداری های مختلف انجام می شود.
برای پایش در نقطه انتشار، به آشکارساز سازگار برای اندازه گیری عناصر رادیواکتیو با در نظر گرفتن حالت فیزیکی آنها (گازها و ذرات) نیاز است؛ که با اندازه گیری رادیواکتیویته ویژه هوا و برآورد حجم تخلیه توسط دبی متر، امکان محاسبه کل تخلیه و استفاده از این سیستم بعنوان یک زنگ خطر، فراهم می شود.
بطور کلی، پایش در محیط می تواند با بهره گرفتن از ایستگاه های ثابت یا سیار انجام پذیرد. هدف اصلی دستگاه های ثابت، بررسی رقیق سازی مناسب آلاینده ها و برآورد دز موثر دریافتی توسط جمعیت بحرانی است. تجهیزات می تواند مختصر (دزیمتر، پلاک نمونه برداری رسوبات) یا برعکس، شامل تعداد زیادی دستگاه پیشرفته به شرح ذیل باشند:

1. 1. آشکارسازهای پیوسته گاز و ذره؛

1. 1. قیف جمع آورنده نزولات جوی؛

1. 1. نمونه بردار حجم بالا با فیلتر ثابت؛

1. 1. سیستم اندازه گیری رادیونوکلئیدها ساطع کننده β وγ ؛

1. 1. سیستم اندازه گیری رادیونوکلئیدها ساطع کننده β وα ؛

1. 1. دزیمتر فردی و محیطی ترمولومینسانس^[۲۱] ؛

1. 1. سیستم طیف سنج گاما با آشکار ساز ژرمانیم بسیار خالص^۲ ؛

1. 1. سیستم سنتیلاسیون مایع؛

1. 1. سیستم اندازه گیری رادیونوکلئید ید؛

1. 1. سیستم اندازه گیری شاخصه های هواشناسی.

دستگاه های سیار دارای تنوع زیادی هستند. آنها می توانند از یک آزمایشگاه کامل تا یک اتومبیل مجهز به یک آشکارساز سوسوزن (شمارنده درخششی^۳) باشند. این دستگاه ها معمولا برای پایش های متداول، مورد استفاده قرار می گیرند. درصورت وقوع حادثه می توان از آنها برای اندازه گیری دقیق در توده آلاینده ها استفاده کرد.
برای تکمیل کنترل های پیوسته، باید پایش متناوب عناصر زنجیره غذائی با نمونه برداری های مرتبط، انجام شود. انتخاب محل ها و عناصر پایش، تابع فرآیندهای تاسیسات هسته ای و اقلیم شناسی منطقه می باشد. برای قابل استناد بودن نتایج، لازم است که موقعیت آنها کاملا مشخص بوده و به طور کامل نمایانگر شاخصه های محیطی باشند. از سوی دیگر، پایش های متناوب باید منطبق با نوع و وسعت فعالیت های تاسیسات هسته ای انجام شود. غیر از موارد خاص (مانند شیر که دارای تناوب کنترل هفتگی است) نمونه برداری در اطراف محل تاسیسات هسته ای منطقی و کافی است (قنادی مراغه و همکاران، ۱۳۸۸).