Jaderná fyzika a energetika

Článků v rubrice: 372

Etika a rizika radiace

Radiace je již několik desetiletí vnímána jako škodlivá, a to dokonce i ve velmi malých množstvích. Proto se od 50. let 20. století na jaderná zařízení a provozy uplatňují velice přísná opatření, která mají za cíl snížit množství člověkem přijímaných dávek na minimum. Zatímco světový průměr dávky, kterou člověk obdrží z přírodního pozadí během celého svého života, se pohybuje okolo 150 mSv, na některých místech naší planety je to dokonce 1000 mSv. (Pro porovnání: v oblastech kontaminovaných následkem černobylské havárie je to 210 mSv.) Je tedy zřejmé, že tato dávka se liší v závislosti na lokalitě.

Fotogalerie (6)
Nejradioaktivnější místo na světě: Ramsar, Írán, jižní pobřeží Kaspického moře (zdroj Wikimedia Commons)

V důsledku havárie jaderné elektrárny Černobyl v roce 1986 bylo přestěhováno více než 270 000 lidí z oblastí, kde průměrná dávka z černobylského spadu se v období let 1986 až 1995 pohybovala v rozmezí 6‑60 mSv. V důsledku černobylské havárie byly stanoveny principy radiační ochrany, které vedly k četným zákazům, regulacím či nepraktickým doporučením založených na lineární bezprahové teorii. Tyto nové principy radiační ochrany přitom vedou ke strachu laické veřejnosti z účinků radiace a k velice nákladným technologickým a monitorovacím opatřením při nakládání s radioaktivním materiálem.

Přírodní a umělé zdroje záření

Přírodní ozáření představuje majoritní podíl na celkovém ozáření obyvatelstva. Průměrná dávka, kterou člověk za rok obdrží z přírodního pozadí je přibližně 2,2 mSv a liší se podle lokality na Zemi. Zdrojem přírodního ozáření je jak záření z vesmíru, tak i radionuklidy obsažené v půdě, budovách, vodě, vzduchu a dokonce i v nás samých. Pro představu – přírodní radionuklidy obsažené v našem těle se podílejí na celkovém ozáření asi 9 % a největší dávky od přírodního pozadí jsou způsobeny radonem v budovách, kam proniká z geologického podloží.

 

Umělé ozáření pochází převážně z lékařských, průmyslových a vojenských aplikací. Avšak podíl člověkem vyrobené radiace na celkové dávce, kterou člověk během roku dostane (průměrně 0,5 mSv/rok) představuje méně než 15 %. Převážná většina má svůj původ v medicínských a lékařských zobrazovacích zařízeních jako jsou rentgen, CT a jiné. Pouze přibližně 0,4 % připadá na jiné zdroje, jako jsou průmyslová zařízení, havárie jaderných elektráren nebo testy jaderných zbraní. Nejvyšší dávku (0,18 mSv za rok) pocházející z vojenských jaderných testů mohl člověk dostat během let 1961‑1962, kdy vrcholila Studená válka a jaderné testy v atmosféře. „Největší jaderná katastrofa v dějinách“ v elektrárně v Černobylu způsobila roční příjem dávky v roce 1987 pouhých 0,04 mSv. V porovnání s přírodním pozadím se jedná o velmi zanedbatelné množství.

Lineární bezprahová teorie (Linear No‑Threshold, LNT)

Lineární bezprahová teorie předpokládá lineární vztah mezi absorbovanou dávkou a újmou způsobenou ionizujícím zářením. Jako důsledek předpokladů této teorie byl přijat koncept úvazku efektivní dávky, který byl zaveden počátkem 60. let minulého století. Úvazek byl v tomto smyslu chápán jako časový integrál dávkového příkonu za nekonečné časové období; později UNSCEAR zavedl úvazek efektivní dávky za určité časové období, obvykle za 50 let.

 

Lineární bezprahový model je ve své podstatě založen na principu škodlivosti jakéhokoliv množství ionizujícího záření na biologický organismus a je dnes uplatňován v převážné většině standardů a doporučení týkajících se radiační ochrany.

Pro přijetí definice úvazku efektivní dávky a kolektivní dávky bylo tedy nutné akceptovat následující předpoklady:

  • lineární bezprahový vztah mezi absorbovanou dávkou a individuálním rizikem
  • škodlivost ionizujícího záření v jakémkoliv množství (ve smyslu vzniku stochastických účinků; tzn. vniku zhoubných nádorů, genetických změn)
  • časovou nerozlišitelnost dávky (např. stejný vliv velké dávky po krátkou dobu jako malé dávky po dlouhou dobu)

Na první pohled je zřejmé, že některé z těchto předpokladů jsou ve své podstatě nesmyslné a vedou k některým absurdním závěrům jako např.:

 

1. Člověk, který byl u výbuchu jaderné bomby v Hirošimě má stejné riziko úmrtí jako člověk, který 50 let žije v oblasti s lehce nadprůměrnou radiací (např. v ČR)

Skutečnost: vliv na člověka v ČR je zanedbatelný.

Příklad: Na základě tohoto nesprávného důsledku bylo např. spočítáno a veřejností přijato, že následkem havárie v Černobylu zemře v USA 53 400 lidí v následujících 50‑ti letech (dávka přijatá všemi obyvateli v USA byla vynásobena koeficientem úmrtnosti při svržení bomby v Hirošimě).

2. Organismu se bude nejlépe dařit v prostředí s nulovou radiací

Skutečnost: buňky v prostředí s nulovou radiací hynou a v prostředí s malou radiací jsou stimulovány.

3. Dávkový příkon obyvatele ČR by neměl podle norem přesáhnout 1 mSv za rok (do tohoto limitu se nezapočítává lékařské a přírodní ozáření)

Skutečnost: každý člověk v ČR obdrží od přírodního pozadí průměrně dávku pohybující se okolo 3,7 mSv ročně.

Závěry z této teorie (jakékoliv množství radiace škodí atd.) tedy vedou ke strachu z radiace, tzv. radiofóbii. Proč tedy panuje přesvědčení, že zvýšení normální úrovně radiace byť i o 1 % je škodlivé? Toto přesvědčení může mít několik objektivních příčin:

  • Reakce na ztráty na životech po svržení jaderných bomb na Hirošimu a Nagasaki během 2. světové války.
  • Psychologické prostředky, které během Studené války udržovaly veřejný strach z jaderných zbraní a tím pádem i mír.
  • Průmyslové lobby, které bojuje za využívání fosilních paliv.
  • Politický zájem využívaný ve volebních kampaních.

Příkladem špatných závěrů může být veřejně známý závěr, že lidstvo má dostatek jaderných zbraní k vyhlazení života na Zemi. Pokud vezmeme do úvahy, že během let 1945 až 1980 bylo provedeno 541 atmosférických testů jaderných zbraní o celkové síle odpovídají 440 megatun TNT, pak do atmosféry byly uvolněny cca 3 tuny plutonia a uvolněný spad do dnešní doby způsobil kumulativní dávku 1 mSv. Při vrcholící Studené válce bylo na světě k dispozici 50000 jaderných bomb o celkové síle 13000 megatun TNT, pak odpálení všech bomb by způsobilo navýšení celkové obdržené dávky za celý život o 30 mSv. Ve srovnání s dávkou 3000 mSv působící po krátkou dobu, která je potřebná k usmrcení člověka, je to doslova výkřik do tmy.

 

Jak jsme si ukázali a ještě také dále ukážeme, některé důsledky, které lze vyvodit z předpokladů lineární bezprahové teorie, jsou naprosto chybné. Pozoruhodné je, že velká část odborníků pracujících v oblasti radiační ochrany poukazuje (bylo prezentováno ve více než 2000 vědeckých článcích) na nesprávnost a nepraktičnost této teorie uplatňované při tvorbě norem, principů a doporučení již několik desetiletí. Avšak jejich hlas není vůbec brán v zřetel a ve společnosti dále panuje radiofóbie.

Hormesis teorie

Teorie hormese (hormesis teorie) je v protikladu s lineární bezprahovou teorií a je založena na stimulativních a ochranných mechanismech organismů vůči malým dávkám radiace. Zdá se, že organismy jsou na určité množství radiace zvyklé a připravené, či s ním dokonce počítají. Z obr. 1 je patrné, že určitý interval velmi nízkých dávek může být pro organismy stimulativní.

 

Správnost této teorie byla demonstrována např. na lidských buňkách, které v prostředí bez radiace trpí 70 miliony spontánními rozpady DNA za rok, zatímco v prostředí s přírodní radiací se tento průměr zvýší o pouhých 5 DNA rozpadů za rok.

Tato teorie je sice známa již několik desetiletí, ale až v posledních několika letech si vědci a odborná veřejnost začínají uvědomovat, že jejich zatvrzelé postoje vůči obecné škodlivosti radiace způsobují neefektivní vynakládání prostředků a jsou tím pádem neetické. Proto se začínají objevovat názory na přehodnocení celé teorie radiační ochrany a snahy nastavit určité prahové množství radiace, které je pro organismy ještě neškodné.

Samozřejmě, že tato změna názoru bude velice nelibě vnímána jak laickou veřejností, tak i určitými skupinami, kterým vyhovuje současný stav či z něho mají profit, a proto nejsou ani nebudou ochotné ze svého postoje ustoupit (např. ekologové, plynařská lobby apod.). Tato situace vede k některým iracionálním postojům veřejnosti týkající se stavby a provozu jaderných elektráren, jak jsme se v posledních letech mohli přesvědčit v Německu. Prostředky se poté vkládají do produkce velice drahých zdrojů energií, jakými jsou sluneční a větrné elektrárny. Dále pak musejí být technologická zařízení pod neustálým drobnohledem, jejich stavba podléhá neuvěřitelným bezpečnostním opatřením a jejich návrh je nesmyslně předražen. Ani monitoring radiace v potravinách, ovzduší, vodě apod. nekonzumuje malé finanční a lidské zdroje, které jsou povětšinou vynakládány z veřejných prostředků.

Závěr

Nabízí se otázka, zda je morální vynakládat úsilí a finanční prostředky na kontrolu, vymáhání a dodržování radiačních limitů a směrnic, které jsou založeny na evidentně nesprávné lineární bezprahové teorii.Podle Jaworowského by bylo možné využít prostředky ušetřené díky nastavení nových limitů a kritérií ochrany proti záření mnohem efektivnějším způsobem. Poukazuje na to, že je zvláštní, proč si západní svět, vzhledem k současným normám na ochranu obyvatel proti radiaci, cení lidského života na 2,5 mld. USD, zatímco na boj se smrtelnými nemocemi jakými jsou spalničky nebo záškrt nejsou vynakládány prostředky vyšší než 50‑90 USD na osobu. Je zjevné, že říznutím Occamovy břitvy do lineární bezprahové teorie by mnoho lidí přišlo o tučné zdroje příjmů a proto se této změně brání všemi možnými prostředky. Můžeme jít ještě dále a zkusit spekulovat, zda události v poslední době (panika po Fukušimě) s tímto přímo nesouvisí a zda k této hře nejsou používána média, aby šířila falešnou a nenávistnou propagandu.

 

Zdroje

Physics Today: Radiation risk and ethics, Zbigniew Jaworowski (on‑line),
http://media.cns‑snc.ca/uploads/branch_data/branches/Toronto/radiation/JaworowskiPhysicsToday1999.pdf

 

Wikipedia: Hormesis (on‑line),
http://en.wikipedia.org/wiki/Hormesis

Tip pro vás

Další informace o skutečných účincích nízkých dávek radioaktivity

 

http://nuclearradiophobia.blogspot.cz/p/linear‑no‑threshold‑model‑lnt‑is.html
http://www.taishitsu.or.jp/radiation/ramsar‑e.html


Tento článek vychází z publikace Radiation risk and ethics (Z. Jaworowski, 1999) a vznikl v rámci předmětu Fyzika a lidské poznání na FJFI ČVUT.

P. Zahradník, K. Fantínová
Poslat odkaz na článek

Opište prosím text z obrázku

Nejnovější články

America First – i v termojaderné fúzi!

Spojené státy pojaly ušlechtilý úmysl být první zemí na světě, která postaví termojadernou elektrárnu! Ve světle poněkud rozpačitého přístupu státních institucí USA k termojaderné fúzi v minulosti musí mnohého odvážná myšlenka překvapit. Ovšem v poslední době se blýskalo na lepší časy.

Vylepšování Jaderné elektrárny Temelín

Od 13. března do 11. května 2020 byl první temelínský blok v plánované odstávce pro výměnu paliva. Technici však vždy odstávku využijí také k dalším činnostem - k důkladným kontrolám a modernizacím. Temelín vyrábí elektřinu pro pětinu České republiky už 19 let!

Jak funguje produkce radionuklidů pro medicínu v době koronakrize

Nemocnice na celém světě řeší nejen COVID-19, ale i běžný provoz (i když mnohde v omezené míře). Moderní medicínu si neumíme představit bez nukleární medicíny a jejích pomocníků - radionuklidů. Produkce radionuklidů pro medicínu tedy musí pokračovat i v době pandemické krize.

Hledání hmotnosti neutrina

Částice, o níž se kdysi předpokládalo, že je nehmotná, hmotnost má. Je pravděpodobně 500 000 krát menší než elektron, případně ještě menší. Nový horní limit hmotnosti neutrina je 1,1 elektronvoltu. (Elektronvolt je kinetická energie, kterou získá elektron urychlený ve vakuu napětím jednoho voltu.

Kuriózní pojídání arsenu

Určité empirické zkušenosti s jedovatými látkami pocházejí již z doby prehistorické, ale první písemné zmínky o nich najdeme ve starém Egyptě. Vražedné a sebevražedné prostředky se těšily velké pozornosti také v antickém Řecku a Římě, avšak svého vrcholu dosáhlo travičství až v době renezance.

Nejnovější video

Bez jaderné energie se ve vesmíru daleko nedostaneme

Krátké výstižné video z dílny Mezinárodní agentury pro atomovou energii ve Vídni ukazuje využití jaderné energie a jaderných technologií při výzkumu vesmíru. Ne každý ví, že jádro pohání vesmírné sondy už po desetiletí. Zopakujme si to. (Film je v angličtině.)

close
detail