Free Press

W marcu 2011 r., w związku z wielkim trzęsieniem ziemi Tohoku i wynikającym z niego tsunami, doszło do wypadku w elektrowni jądrowej Fukushima Daiichi na wschodnim wybrzeżu Japonii. Wypadek ten uwolnił radionuklidy cezu 134Cs i 137Cs do oceanu obok elektrowni, narażając życie morskie na kontakt z materiałami radioaktywnymi.

Dla naukowców 134Cs i 137Cs służyły jako marker wskazujący szlaki migracyjne. Jeśli, na przykład, tuńczyk błękitnopłetwy z Pacyfiku miał wykrywalny poziom 134Cs (który rozpada się stosunkowo szybko), wskazywało to, że niedawno migrował z Japonii. Zapewniło to ważny wgląd w dynamikę migracji tuńczyka na Pacyfiku.

Co to jest promieniowanie?

Z definicji promieniowanie to energia w postaci fal lub naenergetyzowanych cząstek. Dwa rodzaje to:

• Promieniowanie jonizujące: ma tak dużo energii, że może wybić elektrony z atomów i stworzyć jon, czyli atom niezrównoważony. Proces ten może zmieniać żywe komórki i powodować mutacje w DNA oraz uszkodzenia w tkankach, co stanowi zagrożenie dla zdrowia ludzi. Przykłady obejmują aparaty rentgenowskie, promienie kosmiczne i radioaktywne pierwiastki jądrowe.

• Promieniowanie niejonizujące: nie ma wystarczającej energii, aby spowodować jonizację, ale może przemieszczać atomy wokół siebie. Przykłady obejmują fale radiowe, mikrofale i światło widzialne.

Skąd pochodzi narażenie na promieniowanie?

Promieniowanie zawsze było naturalną częścią naszego środowiska, a jego źródła znajdują się w glebie, wodzie i powietrzu. Źródła stworzone przez człowieka obejmują górnictwo, wytwarzanie energii, medycynę nuklearną, zastosowania wojskowe i produkty konsumenckie. Według National Council on Radiation Protection and Measurements (NCRP) przeciętna osoba w USA jest narażona na średnią roczną dawkę promieniowania wynoszącą 620 miliremów (6,2 milisiwerta), która nie jest uważana za szkodliwą.2

Termin promieniowanie tła odnosi się do promieniowania, które jest zawsze obecne w środowisku, głównie ze źródeł naturalnych i w niewielkiej części ze źródeł stworzonych przez człowieka. Użyj tego osobistego kalkulatora rocznej dawki promieniowania z U.S. Nuclear Regulatory Commission, aby sprawdzić, jaka jest Twoja osobista ekspozycja.

Co to jest rozpad promieniotwórczy i okres połowicznego rozpadu?

Rozpad promieniotwórczy jest definiowany jako proces, w którym radionuklid uwalnia energię (w postaci cząstek alfa, cząstek beta lub promieni gamma) w czasie, przekształcając się w inny stan, aż do momentu, gdy pierwiastek jest ponownie stabilny. Rozpadając się, radionuklidy mogą całkowicie przekształcić się w inne pierwiastki. Okres połowicznego rozpadu to szybkość, z jaką nuklid promieniotwórczy rozpada się do połowy swoich pierwotnych atomów i jest mierzony w czasie, począwszy od zaledwie sekund, minut lub milionów lat.3

Jak materiały promieniotwórcze wpływają na ludzi?

Silność oddziaływania promieniowania zależy od narażenia na promieniowanie, zarówno przewlekłego (narażenie ciągłe przez długi okres czasu), jak i ostrego (narażenie krótkotrwałe). Materiały radioaktywne, które uwalniają energię w postaci promieniowania jonizującego, mogą powodować uszkodzenia żywych komórek poprzez zmianę stanu atomów wewnątrz materiału genetycznego, co z kolei powoduje mutacje DNA. Ważny jest jednak rodzaj narażenia (wewnętrzne vs. zewnętrzne), dawka, okres półtrwania radionuklidu, miejsce jego koncentracji w organizmie oraz sposób jego metabolizowania przez organizm.

Eksperci nie zgadzają się co do dokładnej definicji i stopnia narażenia na „niską dawkę”, ale normy ochrony dla USA konserwatywnie zakładają, że każde narażenie na promieniowanie niesie ze sobą pewne ryzyko, a ryzyko wzrasta wraz z dawką.3

Czym są izotopy cezu?

137Cs i 134Cs są radionuklidami produkowanymi w wyniku rozszczepienia jądra atomowego do stosowania w urządzeniach medycznych i miernikach, a także jest jednym z produktów ubocznych procesów rozszczepienia jądra atomowego w reaktorach jądrowych i testach broni jądrowej.

137Cs i 134Cs były już obecne w środowisku przed katastrofą jądrową w Fukushimie z powodu prób jądrowych w latach 50. i 60. ubiegłego wieku, przerobu paliwa jądrowego w latach 80. oraz awarii w Czarnobylu w 1986 roku. Wypadek w 2011 roku uzupełnia jednak te ustalone źródła, a długi okres połowicznego zaniku 137Cs (30,04 lat) oznacza, że będzie on utrzymywał się w środowisku przez dość długi czas w porównaniu z okresem połowicznego zaniku 134Cs (2,07 lat).

Jak radiolokacja wpływa na ryby?

Obawy związane z 137Cs w środowisku morskim wynikają z jego pobrania i dyfuzji do tłuszczu zawartego w tkance biologicznej ryb oraz możliwości bioakumulacji w sieci pokarmowej. Wykazano, że ryby morskie pozyskują Cs zarówno z fazy wodnej, jak i z diety.5

Z pięćdziesięciu tuńczyków błękitnopłetwych pobranych w 2012 r. u zachodnich wybrzeży USA, mniejsze tuńczyki błękitnopłetwe (niedawni migranci z Japonii) miały 134Cs (0,7 ± 0,2 Bq/kg) i podwyższony poziom 137Cs (2,0 ± 0,5 Bq/kg) w białej tkance mięśniowej, podczas gdy większość większych, starszych ryb nie miała 134Cs, a jedynie poziomy tła 137Cs. Dla naukowców radionuklidy te służą jako marker wskazujący szlaki migracyjne. Jeśli, na przykład, tuńczyk błękitnopłetwy z Pacyfiku miał wykrywalne poziomy 134Cs (który rozpada się stosunkowo szybko), wskazywało to, że niedawno migrował z Japonii.

Więcej informacji

Promieniowanie

• Słownik terminów promieniotwórczych
• Pochodzenie, właściwości i skutki zdrowotne radioaktywnego cezu
• Mapa rozproszenia aerozolu radioaktywnego w Fukushimie opracowana przezNOAA
• Nationwide Environmental Radiation Monitoring (RadNet)
• U.S. Food and Drug Administration update on Fukushima radiation

Relevant Literature

• Smith, JN, et al. 2015. Arrival of the Fukushima radioactivity plume in North American continental waters (Przybycie pióropusza radioaktywności z Fukushimy do wód kontynentalnych Ameryki Północnej). PNAS, 112: 1310-1315.
• Buesseler, KO. 2014. Fukushima i radioaktywność oceanów. Oceanography 27(1):92-105.
• Neville, DR, et al. 2014. Trace Levels of Fukushima Disaster Radionuclides in East Pacific Albacore. Environ. Sci. Technol., 48 (9), pp 4739-4743.
• Fisher, N., et al. 2013. Evaluation of radiation doses and associated risk from the Fukushima nuclear accident to marine biota and human consumers of seafood. PNAS, 110 (26) 10670-10675.
• Fisher, N., et al. 2013. Radioaktywność z Fukushimy w tuńczyku: Implikacje dla zdrowia publicznego i śledzenia migracji. Rapp. Comm. int. Mer Médit., 40.
• Madigan DJ, et al. 2013. Radiocesium in Pacific bluefin tuna Thunnus orientalis in 2012 validates new tracer technique. Environ Sci Technol 47(5): 2287-2294.
• Behrens, E., et al. 2012. Model simulations on the long-term dispersal of 137Cs released into the Pacific Ocean off Fukushima. Environmental Research Letters, 7.
• Buesseler, KO., et al. 2012. Fukushima-derived radionuclides in the ocean and biota off Japan. Proc. Natl. Acad. Sci.,109: 5984-5988.

Informacje o owocach morza

• NOAA FishWatch – Pacific albacore tuna
• NOAA FishWatch – Pacific bluefin tuna
• NOAA FishWatch- Latest Seafood Research
• U.S. Food and Drug Administration – Seafood

1. Madigan, Daniel J., et al. „Radiocesium in Pacific Bluefin Tuna Thunnus orientalis in 2012 validates new tracer technique.” Environmental science & technology 47.5 (2013): 2287-2294.
2. World Nuclear Association
3. Environmental Protection Agency
4. International Bureau of Weights and Measures (BIPM)
5. Mathews, T., Fisher, N. S. „Dominance of dietary intake of metals in marine elasmobranch and teleost fish.” Sci. Total Environ. 2009, 407 (18), 5156-5161.