Борис Булюбаш

© Вокруг Света

ЭкологияМир

15555

09.02.2009, 16:21

Семь бед от обедненного урана

Низкая радиоактивность и отсутствие гамма-излучения ещё не повод считать вещество безопасным.

Как известно, радиоактивность была открыта в 1896 году Анри Беккерелем, а первым источником радиоактивного излучения стал уран или, если быть точным, урановая соль. В известном смысле Беккерелю повезло: его дед, Антуан Сезар Беккерель, был широко известен своими исследованиями минералов и собрал большую коллекцию образцов. Тот кусок урана, который принес Анри Беккерелю славу, был позаимствован им из коллекции деда.

Уже в первые десятилетия двадцатого столетия, после впечатляющих открытий Марии и Пьера Кюри и Эрнеста Резерфорда, явление радиоактивности стало восприниматься как один из символов формирования новой, квантово-релятивистской картины мира. Для физиков радиоактивные элементы уран и радий за короткое время стали самыми важными химическими элементами. А уже в 1921 году поэт Андрей Белый написал пророческие строки:

Мир рвался в опытах Кюри
Атомной, лопнувшею бомбой
На электронные струи
Невоплощенной гекатомбой.

Для научного сообщества эти строчки были лишь необузданной фантазией поэта, однако всего через семнадцать лет, в 1938 году, Отто Ган и Фриц Штрассман открыли деление ядер урана. А ещё через два года стартовал знаменитый манхэттенский проект, завершившийся в 1945 году взрывом атомных бомб — над Хиросимой и Нагасаки. В одной из этих двух бомб в качестве делящегося материала использовался изотоп урана 235U (во второй бомбе использовался изотоп плутония).

Накопление изотопа 235U в количествах, достаточных для создания атомной бомбы, потребовало от создателей атомного оружия гигантских усилий. Действительно, в одном килограмме природного урана содержится 992,7 г изотопа 238U и всего лишь 7,2 г высокорадиоактивного изотопа 235U. Извлечение из урановой руды этого изотопа осуществляется в весьма сложном технологическом цикле, при этом остающийся уран (состоящий в основном из 238U) известен как «обедненный уран»; первоначально его относили к неизбежным отходам атомной промышленности.

Обедненный уран менее радиоактивен, чем собственно урановая руда, и период полураспада изотопа 238U составляет 4,5 млрд лет. Однако в качестве «отхода» он пробыл недолго: военные быстро обратили внимание на его исключительные физические свойства — высокую плотность (19,1 г/см3) и значительную твердость (около 300 по шкале Виккерса). Кроме того, у обедненного урана высокая температура плавления (1132 °С). Всё это делает его ценным сырьем при изготовлении брони и бронебойных снарядов. Весьма существенной оказывается ещё одна его характеристика — большое численное значение сечения захвата нейтронов. Благодаря этому обедненный уран весьма эффективен в качестве защиты от радиации.

Процедура обогащения урана — то есть извлечения из урановой руды изотопа 235U — давно вышла на промышленный уровень, и страны с развитой атомной энергетикой располагают в настоящее время тысячами тонн обедненного урана. Из-за этого обедненный уран относительно дешев, а большой же расход боеприпасов в условиях военных действий делает дешевизну важным фактором. Неудивительно, что в последнее время использование обедненного урана в военных конфликтах сильно увеличилось. Согласно оценкам Программы ООН по окружающей среде (UN Environment Programme, UNEP), только в ходе войны в Ираке на территории страны в виде осколков осталось 1700 т этого вещества. Ещё около тридцати тысяч снарядов с обедненным ураном было выпущено в ходе военных действий в Югославии. Это означает, что после артиллерийских обстрелов в югославской почве осталось в общей сложности от десяти до пятнадцати тонн обедненного урана.

Обычно считается, что никакой опасности для живых организмов радиация обедненного урана не представляет. Во-первых, он является источником только альфа-излучения, а пробег альфа-частиц в плотных средах не превышает десятка микрон. Во-вторых, его радиоактивность исчезающе мала, о чем свидетельствует огромное численное значение периода полураспада атомов изотопа 238U.

Однако в настоящее время опасность того или иного технологического фактора принято определять в первую очередь в статистических исследованиях. Многочисленные же исследования такого рода не позволяют сделать однозначный вывод о радиоактивной безопасности обедненного урана, и специалисты продолжают обсуждать механизмы его возможного радиационного воздействия на человеческий организм. Не говоря уж о том, что высокая химическая токсичность в естественных условиях может оказаться в миллионы раз более опасной, чем его радиоактивность.

Некоторые эксперты считают, что радиоактивность попадающего в окружающую среду обедненного урана может стать причиной онкологического заболевания у тех, кто вступал в какой-либо контакт с урановыми частицами. Так, в опубликованном в мае 2008 году тематическом обзоре Национального исследовательского совета США (US National Research Council) приводятся результаты исследований Джона Уайза из университета Южного Мэна в Портланде (University of Southern Maine in Portland). Согласно Уайзу, пылевые частицы обедненного урана могут вызывать мутации в хромосомах клеток легочной ткани человека. Предполагается даже, что генетические повреждения могут быть связаны с пока ещё неустановленным механизмом взаимного усиления химической токсичности урана и его слабой радиоактивности.

Армейские специалисты к подобным утверждениям относятся скептически, ссылаясь на отсутствие убедительных эпидемиологических данных. Напоминая, что обедненный уран обладает низкой радиоактивностью, они говорят о незначительности эффектов облучения и считают дополнительные исследования в этом направлении неоправданным расточительством. К примеру, исследование трехлетней давности, проведенное Альбертом Маршаллом из Национальной лаборатории Сандиа в Нью-Мексико (Sandia National Laboratories), показало, что даже те военнослужащие, которые получили относительно большую дозу радиации во время войны в Персидском заливе в 1990–91 годах, заболевали раком легких лишь на 1% чаще по сравнению с теми, кто облучению подвержен не был.

Признать право на истину только за одной из двух сторон было бы, однако, непростительной ошибкой, и в этой ситуации несколько авторитетных и влиятельных организаций — Лондонское Королевское общество (The Royal Society of London for the Improvement of Natural Knowledge), правительственное ведомство США по делам ветеранов (US Department of Veteran Affairs), а также руководство ЮНЕП — призвали к продолжению исследований по выяснению влияния обедненного урана на организм человека.

Не дожидаясь начала таких исследований, Крис Басби, сотрудник Института питания растений и наук о почве в Брауншвейге и университета Ольстера, предложил, совместно с директором своего института Эвальдом Шнугом, весьма оригинальную модель возможного влияния обедненного урана на человеческий организм. По мнению Басби и Шнуга, попадающие в организм человека атомы урана становятся своеобразными антеннами-излучателями. Они поглощают фотоны фонового гамма-излучения и затем переизлучают полученную энергию в виде быстрых электронов, то есть интенсивного бета-излучения.

Механизм переизлучения Басби и Шнуг связывают с фотоэлектрическим эффектом. Именно за счет фотоэффекта атомы захватывают гамма-кванты с энергией до 100 КэВ; в атоме фотон передает свою энергию электрону, электрон же попадает в окружающую среду. Способность атомов захватывать гамма-кванты растет как четвертая степень номера химического элемента в периодической таблице Менделеева. Номер урана — 92, а это означает, что это вещество весьма эффективно поглощает фотоны с последующим излучением фотоэлектронов. Например, оно в 450 раз эффективнее атомов кальция.

По словам Басби и Шнуга, возможный вклад фотоэффекта в радиационное воздействие обедненного урана до сих пор никто не пытался оценить. А такое воздействие может оказаться весьма опасным, ведь атомы урана активно связываются с фосфатными группами нуклеотидов в молекуле ДНК, и это обстоятельство становится особенно важным, поскольку в организме человека уран находится в растворенном состоянии (в пище или в воде), что повышает мобильность частиц урановой пыли и увеличивает их способность добираться до тех самых мест, где возможны максимальные повреждения генетического материала.

В своей статье, которая должна быть опубликована в сборнике трудов Института питания растений и наук о почве, Басби и Шнуг пишут: «Проведенные нами расчеты показывают, что для здоровья человека такого рода фантомные фотоэлектроны существенно опаснее химической токсичности урановых частиц и что активность урана как источника фотоэлектронов может в 1500 раз превышать его активность как источника альфа-частиц».

Ганс-Георг Менцель, председатель комитета по радиационным дозам Международной комиссии радиологической защиты (International Commission on Radiological Protection’s committee on radiation doses), считает, что к теории Басби и Шнуга следует отнестись внимательно. В то же самое время он полагает, что в целом эта теория не вполне адекватно описывает происходящее в организме человека. Эти сомнения не помешали Менцелю обсудить идеи Басби и Шнуга в Санкт-Петербурге, на недавнем заседании возглавляемого им комитета. По его словам, некоторые члены комитета «намереваются собрать релевантные данные и провести собственные расчеты для выяснения реального уровня опасности от эффекта, описанного Басби и Шнугом».

Выяснить отношение к данной проблеме представителей разных британских организаций попытались и сотрудники редакции журнала New Scientist. Любопытно, что и в министерстве обороны (Ministry of defence), и в Агенстве по охране здоровья (Health Protection Agency) им ответили, что проверка гипотезы о вкладе фотоэффекта в радиационное воздействие обедненного урана в их планы не входит.

Но Робин Форест из британского Управления атомной энергетики (Atomic Energy Authority) в Калэме отреагировал на их просьбы более содержательно: «Возникает ощущение, что на уровне крошечных частичек урана фотоэффект вполне может объяснить некоторые радиологические проблемы, — сказал он и добавил: — Я надеюсь, что организации, ответственные за радиологическую защиту, исследуют этот вопрос более тщательно».

На дополнительные исследования рассчитывает и специалист в области радиационной биофизики Марк Хилл из Оксфордского университета (University of Oxford). «В действительности нам необходимы более детальные вычисления и оценки доз излучения в реальных ситуациях — как при наличии урана, так и при его отсутствии», — говорит Марк Хилл. Он, однако, не считает фактор фотоэффекта таким же важным, каким его полагают Басби и Шнуг.

Сомнения Хилла в первую очередь связаны с необходимостью учитывать не только фотоэффект, но и эффект Комптона. Ещё в 1923 году американский физик Артур Комптон установил, что при рассеянии на электронах фотоны изменяют свою частоту и направление движения. Особенно важно, считает Марк Хилл, что, в отличие от ситуации с фотоэффектом, рассеянные фотоны фонового излучения не будут поглощаться атомами вещества. С учетом же эффекта Комптона уран захватывает фотоны всего лишь в 4,5 раза эффективнее кальция и интенсивность излучения вторичных электронов будет не такой высокой. Если окажется, что Хилл прав, то модель Басби–Шнуга потеряет всю свою привлекательность. Однако вопрос о совместном эффекте низкой радиоактивности и других видов излучения останется открытым.

Велик соблазн списать и все опасения общественных организаций, и результаты проведенных исследований всего лишь на проявления пресловутой «радиофобии». Но в любом случае очень важно, чтобы эти дискуссии и подобные дискуссии напоминали политикам и военным об ответственности за используемые ими технологии.

Борис Булюбаш

© Вокруг Света

ЭкологияМир

15555

09.02.2009, 16:21

URL: https://babr24.com/?ADE=50678

bytes: 11749 / 11638

Поделиться в соцсетях:

Экслюзив от Бабра в соцсетях:
- Телеграм
- ВКонтакте

Связаться с редакцией Бабра:
[email protected]

Другие статьи в рубрике "Экология"

Охрана Байкальской природной территории и санитарные рубки: комплексный доклад Рослесхоза

Руководитель Рослесхоза Иван Советников направил комплексный доклад о состоянии лесов и мерах по охране Байкальской природной территории (БПТ) председателю Правительственной комиссии по вопросам охраны озера Байкал – вице-премьеру Виктории Абрамченко.

Анна Моль

ЭкологияПолитикаИркутск Байкал Бурятия

2540

28.03.2024

Инсайд. Большой «распил» на экологии Байкала

Уже второй раз на известном сибирском портале выходит статья про Байкальского межрегионального природоохранного прокурора с нескрываемым желанием возмездия за все известные миру грехи. Поверьте, не она накопила наши экологические проблемы и в чисто правовом понимании сокращений не было.

Ярослава Грин

ЭкологияЭкономика и бизнесБайкал Иркутск Бурятия

6494

25.03.2024

Помощь братскому народу: как Бурятия помогает Монголии в борьбе с дзудом

На протяжении нескольких месяцев животноводы Монголии страдают от сильной зимней бескормицы скота или так называемого белого дзуда, который погубил уже около пяти миллионов домашних животных.

Денис Большаков

ЭкологияПолитикаОбществоБурятия Монголия Россия

5167

22.03.2024

ФГИС состояния окружающей среды: новый инструмент или коррупционная возможность для РЭО?

Федеральная государственная информационная система (ФГИС) состояния окружающей среды, которую утвердило правительство РФ, представляет собой новый инструмент сбора, обработки и анализа данных о состоянии окружающей среды в стране.

Анна Моль

ЭкологияЭкономика и бизнесИркутск Байкал

5036

21.03.2024

Тайны Байкала: грязевые вулканы подтверждают активность разлома и угрозу землетрясений

Научная экспедиция, проведенная учеными Института земной коры и Лимнологического института СО РАН в рамках исследования акватории Байкала, обнаружила новые грязевые вулканы.

Анна Моль

ЭкологияНаука и технологииГеоИркутск Байкал

14895

19.03.2024

Развитие лесных питомников в Иркутской области: нацпроект «Экология»

В Иркутской области проблема ареалов лесов становится всё более актуальной.

Анна Моль

ЭкологияИркутск

6691

15.03.2024

Расширение проекта «Чистый воздух»: 16 городов Сибири присоединились к эксперименту по квотированию выбросов

Президент Владимир Путин поручил провести эксперимент по квотированию выбросов в рамках проекта «Чистый воздух».

Анна Моль

ЭкологияПолитикаЭкономика и бизнесИркутск

6617

14.03.2024

Оценка антропогенного воздействия на Байкал: новая Методика от Минприроды

Методика расчета интегрального индекса антропогенного воздействия на Байкальской природной территории разработана Министерством природных ресурсов и экологии Российской Федерации.

Анна Моль

ЭкологияПолитикаИркутск Байкал

8228

13.03.2024

«Саженцев не хватает»: монгольский эколог рассказал о реализации программы «Миллиард деревьев»

Монголия продолжает работать над национальной программой по борьбе с опустыниванием «Миллиард деревьев», которая была инициирована президентом страны Ухнаагийн Хурэлсухом. Эколог монгольской горнодобывающей компании «Эрдэнэс Тавантолгой» Б.

Денис Большаков

ЭкологияПолитикаОбществоМонголия

6719

12.03.2024

Прибайкальский национальный парк: и снова ответственность лежит на плечах волонтеров

На острове Огой, расположенном в проливе Малое Море на Байкале, прошел субботник, организованный волонтерами.

Анна Моль

ЭкологияОбществоИркутск Байкал

7572

11.03.2024

Перемены в законодательстве: как новые правила способствуют охране окружающей среды

1 марта 2024 года вступили в силу ряд изменений в федеральном экологическом законодательстве Российской Федерации. Эти изменения затрагивают различные сферы, включая недропользование, охрану окружающей среды и защиту животных.

Анна Моль

ЭкологияПолитикаБратья меньшиеИркутск Россия

9831

06.03.2024

Оскар Бычков и его борьба за чистую планету: в поисках решений для раздельного сбора мусора

Оскар Бычков, второклассник из Иркутска, не только учится в школе, но и активно занимается охраной окружающей среды. Ему очень небезразличны проблемы, связанные с загрязнением нашей планеты.

Анна Моль

ЭкологияОбществоИркутск

9257

04.03.2024

Лица Сибири

Штерман Ирина

Деренко Николай

Гринберг Игорь

Лебедь Владислав

Новиков Александр

Стрельченко Мария

Горбенко Константин

Жалсараев Анатолий

Билалов Борис

Баданов Юрий