تلوث سلسلة الغذاء بالمواد المشعة وطرق قياسها
المقدمة :
إن التزايد المطرد فى استخدام المصادر والنظائر المشعة فى مختلف الأغراض فى حياة الإنسان سواء زراعية – صناعية – عسكرية أو طبية، قد تزيد من فرص التلوث الإشعاعى وكذلك كمية التعرض للأشعة المؤينة خارجياً وداخلياً وعليه تتزايد الحاجة إلى معرفة طرق تقدير العناصر المشعة، وقياس النشاط الإشعاعى فى عينات الغذاء الصلبة والسائلة ومياه الشرب . كذلك تزايد استخدامات التكنولوجيا النووية (سلمياً وعسكرياً) يؤدى بالطبع إلى زيادة احتمالات وقوع الحوادث النووية، والتى تؤدى إلى كوارث تلوث إشعاعي لا يعترف بالحدود الجغرافية، وإنما يشمل العديد من البلاد على مستوى الكون ولعل أبلغ ما حدث فى مفاعل تشرنوبيل فى أبريل 1986 ، فلقد دفع هذا الانفجار بكميات ضخمة من النواتج المشعة إلى الجو فى صورة سحابة هائلة من الغاز والغبار المشع حملتها الرياح فى دورة شملت الكثير من الدول الأوربية حيث وصلت آثار الإشعاع إلى فنلندا والسويد بعد يومين من الحادث ثم وصلت لألمانيا وفرنسا وبريطانيا في 29/4/1986 ثم استدارت السحابة مع الرياح حيث وصلت إلى إيطاليا ثم شمال البحر الأبيض المتوسط خاصة تركيا وقد تم التعرف على كثير من النظائر المشعة والتى كونت هذه السحابة وشملت الاسترانشيوم 90 ، والروثنيوم103، واليود 131، التليريوم 132، السيزيوم 134و137 ، الباريوم 140.
وقد تسببت السحابة المشعة فى تلوث المزارع ومختلف المحاصيل وتبعها تلوث الألبان ولحوم الحيوانات التى تغذت على غذاء ملوث إشعاعياً. ومما يؤسف له أن بعض الدول الأوربية قامت بالتخلص من بعض الأغذية الملوثة إشعاعياً بإرسالها للدول الفقيرة فى العالم الثالث، وهو عمل لا يتسم بالأمانة ولا بالإنسانية. ولقد كان لهذا الحادث وقع سيئ فى كل أنحاء العالم فقد أدى الانفجار إلى وفاة 32 ألف شخص فى الحال، وتم تجهيز13.500 من سكان المنطقة وتعرضت أعداد كبيرة من الأفراد لجرعات مختلفة من الإشعاع خاصة فى الاتحاد السوفيتى السابق والدول المجاورة له ، كذلك فإن نحو مليونى هكتار من الأراضى الزراعية فى أوكرانيا وبيلاروسيا قد أصبحت ملوثة بالإشعاع نتيجة تساقط المواد المشعة مع الأمطار . ولذلك اهتمت الدول بالرقابة البيئية على الواردات للتأكد من عدم تلوثها إشعاعياً وللتأكد من خلوها من النشاط الإشعاعى ووضعت المعايير التى تحكم كمية الملوثات الإشعاعية الطبيعية التى لابد وأن تصاحب بعض الأغذية بحيث ألا تكون الجرعة الإشعاعية المتكاملة والتى يتعرض لها السكان تتعدى المستوى الآمن المتفق عليه دولياً (طبقاً للوكالة الدولية للطاقة الذرية ومنظمة الصحة العالمية والفاو) .ودون أن يعوق هذا الحد حركة الأغذية وتجارة الغذاء بين دول العالم ، وعموماً فقد تم وضع هذا الحد بناءً على دراسات وبحوث علمية فمثلاً يجب ألا يزيد النشاط الإشعاعى للألبان عن 370 بيكريل Becquerel / كجم ألبان ومنتجاته، ويجب ألا يزيد النشاط الإشعاعى لأى نوع من الأطعمة الأخرى عن. 600 بيكريل / كجم (البيكريل يساوى تفكك إشعاعى واحد فى الثانية الواحدة). ويجب أن نعلم أن تلوث الأغذية بالمواد المشعة يمكن أن يحدث نتيجة لمصادر بيئية طبيعية مثل محتوى التربة أو الماء الجوفى من البوتاسيوم 40 ، والثوريوم 232 ، واليورانيوم 238 . ويوضح جدول رقم (1) ، كمثال ما تم رصده من نظائر مشعة انطلقت نتيجة كارثة مفاعل تشرنوبيل عام 1986 . كما يوضح جدول رقم (2) تركيزات بعض العناصر المشعة الطبيعية في التربة .
منهجية:
اعتمدت على بعض المواقع المذكورة بالمراجع وبعض الكتب في كتابة هذا التقرير.
الموضوع:
كشف وقياس الإشعاع :
يعتمد الكشف عن الإشعاعات على حدوث ظاهرة التأين أو إثارة ذرات أو جزيئات مادة الكاشف عند سقوط الإشعاعات عليها . فمثلاً عند سقوط جسيمات ألفا وبيتا على المادة يتكون من عدد من الأزواج الأيونية أو موجات كهرومغناطيسية فى المادة ويتناسب عدد هذه الأزواج الأيونية مع طاقة الجسيمات الساقطة على مادة الكاشف حيث تزيد بزيادتها وتقل بنقصانها أو انخفاضها ، وعند تجمع الإلكترونات أو الأيونات الناتجة عن التأيين وقياس الشحنة الكهربائية الناتجة عن هذه الأزواج (أو التيار الكهربائى الناتج) يمكن معرفة عدد الجسيمات الساقطة وطاقتها . ويستخدم أنواع متعددة من الكاشف تتوقف على نوع الإشعاع الساقط (ألفا – بيتا – جاما) ، شدة الإشعاع ، طاقة الإشعاع ، وشكل المصدر المشع نفسه والتى يمكن تلخيص أنواعها فى الآتى :
1- تأين فى الغازات الموجودة فى أجهزة Gmtube .
2- تأين أو تهيج فى مادة الكاشف (الصلبة والسائلة) .
3- كواشف الجرمانيوم والجهاز المتعدد القنوات .
ومن المعروف أن أبسط طرق الكشف عن الإشعاع الجامى هو الكواشف الوميضية وتمتاز هذه الكواشف بكفاءتها العالية بالنسبة لكواشف أخرى مثل الكواشف الغازية حيث تستجيب المواد الوميضية للإشعاع المؤين الساقط عليها عبر تفاعلها مع الجسيمات المشحونة الناتجة ويتحول جزء صغير من الطاقة الحركية للجسيمات المشحونة إلى طاقة ضوئية ويتبدد الجزء المتبقى من طاقة الجسيمات على شكل اهتزازات للنسق البللورى للمادة أو فى صورة حرارة . وتعتمد الاستجابة الوميضية لمادة البلورة على نوع الجسيم الساقط ونوع المادة الوميضية ذاتها وتكون الاستجابة مثالية (ارتفاع النبضة يتناسب مع الطاقة) إذا كانت العلاقة خطية بين حجم النبضة ومستوى الإشعاع الناتج . وتعتبر المواد الوميضية غير العضوية أفضل من حيث الاستجابة الخطية وهى الأكثر ملاءمة للكشف عن الإشعاع الجامى خصوصاً بلورة يوديد الصوديوم المنشط بالثاليوم ، ويرجع ذلك إلى كبر كثافتها وكبر عددها الذرى مما يزيد كفاءة الكشف وتصل كفاءة الكواشف الوميضية بالنسبة لأشعة جاما إلى 100 مرة أكبر من عدادات جيجر – موللر ، وتعتمد هذه الكفاءة على طاقة فوتون جاما الساقط وكذا على أبعاد البلورة الوميضية .
الخاتمه:
لقد تم التوصل من هذا التقرير إلى:
أن التزايد المطرد فى استخدام المصادر والنظائر المشعة فى مختلف الأغراض فى حياة الإنسان سواء زراعية – صناعية – عسكرية أو طبية، قد تزيد من فرص التلوث الإشعاعى وكذلك كمية التعرض للأشعة المؤينة خارجياً وداخلياً وعليه تتزايد الحاجة إلى معرفة طرق تقدير العناصر المشعة، وقياس النشاط الإشعاعى فى عينات الغذاء الصلبة والسائلة ومياه الشرب .
المراجع :
1- مجموعة محاضرات الأستاذ الدكتور/ أنس النجار فى مجابهة الحوادث الإشعاعية الدورة التدريبية فة مجابهة الحوادث الإشعاعية – المركز الإقليمي للنظائر المشعة (1992) .
2- الأمان النووي – الأستاذ الدكتور / ممدوح فتحي عبد الصبور مجلة أسيوط للدراسات البيئية – جامعة أسيوط ( 1997 ) .
3- المؤتمر العربي الرابع للاستخدامات السلبية للطاقة الذرية هيئة الطاقة الذرية العربية – تونس ( 1998 ) .
4- مصادر التلوث الإشعاعي ومساراته في البيئة – الأستاذ الدكتور / ممدوح فتحي عبد الصبور ندوة الإشعاع ماله وما علية – مركز الدراسات والبحوث البيئية بجامعة أسيوط( أبريل 1999) .
5- تلوث البيئة وصحة الإنسان – الأستاذ الدكتور / ممدوح فتحي عبد الصبور مكتبة النهضة المصرية – القاهرة 2000
6- A.M.EL-naggar. (1996): the Chernobyl
المقدمة :
إن التزايد المطرد فى استخدام المصادر والنظائر المشعة فى مختلف الأغراض فى حياة الإنسان سواء زراعية – صناعية – عسكرية أو طبية، قد تزيد من فرص التلوث الإشعاعى وكذلك كمية التعرض للأشعة المؤينة خارجياً وداخلياً وعليه تتزايد الحاجة إلى معرفة طرق تقدير العناصر المشعة، وقياس النشاط الإشعاعى فى عينات الغذاء الصلبة والسائلة ومياه الشرب . كذلك تزايد استخدامات التكنولوجيا النووية (سلمياً وعسكرياً) يؤدى بالطبع إلى زيادة احتمالات وقوع الحوادث النووية، والتى تؤدى إلى كوارث تلوث إشعاعي لا يعترف بالحدود الجغرافية، وإنما يشمل العديد من البلاد على مستوى الكون ولعل أبلغ ما حدث فى مفاعل تشرنوبيل فى أبريل 1986 ، فلقد دفع هذا الانفجار بكميات ضخمة من النواتج المشعة إلى الجو فى صورة سحابة هائلة من الغاز والغبار المشع حملتها الرياح فى دورة شملت الكثير من الدول الأوربية حيث وصلت آثار الإشعاع إلى فنلندا والسويد بعد يومين من الحادث ثم وصلت لألمانيا وفرنسا وبريطانيا في 29/4/1986 ثم استدارت السحابة مع الرياح حيث وصلت إلى إيطاليا ثم شمال البحر الأبيض المتوسط خاصة تركيا وقد تم التعرف على كثير من النظائر المشعة والتى كونت هذه السحابة وشملت الاسترانشيوم 90 ، والروثنيوم103، واليود 131، التليريوم 132، السيزيوم 134و137 ، الباريوم 140.
وقد تسببت السحابة المشعة فى تلوث المزارع ومختلف المحاصيل وتبعها تلوث الألبان ولحوم الحيوانات التى تغذت على غذاء ملوث إشعاعياً. ومما يؤسف له أن بعض الدول الأوربية قامت بالتخلص من بعض الأغذية الملوثة إشعاعياً بإرسالها للدول الفقيرة فى العالم الثالث، وهو عمل لا يتسم بالأمانة ولا بالإنسانية. ولقد كان لهذا الحادث وقع سيئ فى كل أنحاء العالم فقد أدى الانفجار إلى وفاة 32 ألف شخص فى الحال، وتم تجهيز13.500 من سكان المنطقة وتعرضت أعداد كبيرة من الأفراد لجرعات مختلفة من الإشعاع خاصة فى الاتحاد السوفيتى السابق والدول المجاورة له ، كذلك فإن نحو مليونى هكتار من الأراضى الزراعية فى أوكرانيا وبيلاروسيا قد أصبحت ملوثة بالإشعاع نتيجة تساقط المواد المشعة مع الأمطار . ولذلك اهتمت الدول بالرقابة البيئية على الواردات للتأكد من عدم تلوثها إشعاعياً وللتأكد من خلوها من النشاط الإشعاعى ووضعت المعايير التى تحكم كمية الملوثات الإشعاعية الطبيعية التى لابد وأن تصاحب بعض الأغذية بحيث ألا تكون الجرعة الإشعاعية المتكاملة والتى يتعرض لها السكان تتعدى المستوى الآمن المتفق عليه دولياً (طبقاً للوكالة الدولية للطاقة الذرية ومنظمة الصحة العالمية والفاو) .ودون أن يعوق هذا الحد حركة الأغذية وتجارة الغذاء بين دول العالم ، وعموماً فقد تم وضع هذا الحد بناءً على دراسات وبحوث علمية فمثلاً يجب ألا يزيد النشاط الإشعاعى للألبان عن 370 بيكريل Becquerel / كجم ألبان ومنتجاته، ويجب ألا يزيد النشاط الإشعاعى لأى نوع من الأطعمة الأخرى عن. 600 بيكريل / كجم (البيكريل يساوى تفكك إشعاعى واحد فى الثانية الواحدة). ويجب أن نعلم أن تلوث الأغذية بالمواد المشعة يمكن أن يحدث نتيجة لمصادر بيئية طبيعية مثل محتوى التربة أو الماء الجوفى من البوتاسيوم 40 ، والثوريوم 232 ، واليورانيوم 238 . ويوضح جدول رقم (1) ، كمثال ما تم رصده من نظائر مشعة انطلقت نتيجة كارثة مفاعل تشرنوبيل عام 1986 . كما يوضح جدول رقم (2) تركيزات بعض العناصر المشعة الطبيعية في التربة .
منهجية:
اعتمدت على بعض المواقع المذكورة بالمراجع وبعض الكتب في كتابة هذا التقرير.
الموضوع:
كشف وقياس الإشعاع :
يعتمد الكشف عن الإشعاعات على حدوث ظاهرة التأين أو إثارة ذرات أو جزيئات مادة الكاشف عند سقوط الإشعاعات عليها . فمثلاً عند سقوط جسيمات ألفا وبيتا على المادة يتكون من عدد من الأزواج الأيونية أو موجات كهرومغناطيسية فى المادة ويتناسب عدد هذه الأزواج الأيونية مع طاقة الجسيمات الساقطة على مادة الكاشف حيث تزيد بزيادتها وتقل بنقصانها أو انخفاضها ، وعند تجمع الإلكترونات أو الأيونات الناتجة عن التأيين وقياس الشحنة الكهربائية الناتجة عن هذه الأزواج (أو التيار الكهربائى الناتج) يمكن معرفة عدد الجسيمات الساقطة وطاقتها . ويستخدم أنواع متعددة من الكاشف تتوقف على نوع الإشعاع الساقط (ألفا – بيتا – جاما) ، شدة الإشعاع ، طاقة الإشعاع ، وشكل المصدر المشع نفسه والتى يمكن تلخيص أنواعها فى الآتى :
1- تأين فى الغازات الموجودة فى أجهزة Gmtube .
2- تأين أو تهيج فى مادة الكاشف (الصلبة والسائلة) .
3- كواشف الجرمانيوم والجهاز المتعدد القنوات .
ومن المعروف أن أبسط طرق الكشف عن الإشعاع الجامى هو الكواشف الوميضية وتمتاز هذه الكواشف بكفاءتها العالية بالنسبة لكواشف أخرى مثل الكواشف الغازية حيث تستجيب المواد الوميضية للإشعاع المؤين الساقط عليها عبر تفاعلها مع الجسيمات المشحونة الناتجة ويتحول جزء صغير من الطاقة الحركية للجسيمات المشحونة إلى طاقة ضوئية ويتبدد الجزء المتبقى من طاقة الجسيمات على شكل اهتزازات للنسق البللورى للمادة أو فى صورة حرارة . وتعتمد الاستجابة الوميضية لمادة البلورة على نوع الجسيم الساقط ونوع المادة الوميضية ذاتها وتكون الاستجابة مثالية (ارتفاع النبضة يتناسب مع الطاقة) إذا كانت العلاقة خطية بين حجم النبضة ومستوى الإشعاع الناتج . وتعتبر المواد الوميضية غير العضوية أفضل من حيث الاستجابة الخطية وهى الأكثر ملاءمة للكشف عن الإشعاع الجامى خصوصاً بلورة يوديد الصوديوم المنشط بالثاليوم ، ويرجع ذلك إلى كبر كثافتها وكبر عددها الذرى مما يزيد كفاءة الكشف وتصل كفاءة الكواشف الوميضية بالنسبة لأشعة جاما إلى 100 مرة أكبر من عدادات جيجر – موللر ، وتعتمد هذه الكفاءة على طاقة فوتون جاما الساقط وكذا على أبعاد البلورة الوميضية .
الخاتمه:
لقد تم التوصل من هذا التقرير إلى:
أن التزايد المطرد فى استخدام المصادر والنظائر المشعة فى مختلف الأغراض فى حياة الإنسان سواء زراعية – صناعية – عسكرية أو طبية، قد تزيد من فرص التلوث الإشعاعى وكذلك كمية التعرض للأشعة المؤينة خارجياً وداخلياً وعليه تتزايد الحاجة إلى معرفة طرق تقدير العناصر المشعة، وقياس النشاط الإشعاعى فى عينات الغذاء الصلبة والسائلة ومياه الشرب .
المراجع :
1- مجموعة محاضرات الأستاذ الدكتور/ أنس النجار فى مجابهة الحوادث الإشعاعية الدورة التدريبية فة مجابهة الحوادث الإشعاعية – المركز الإقليمي للنظائر المشعة (1992) .
2- الأمان النووي – الأستاذ الدكتور / ممدوح فتحي عبد الصبور مجلة أسيوط للدراسات البيئية – جامعة أسيوط ( 1997 ) .
3- المؤتمر العربي الرابع للاستخدامات السلبية للطاقة الذرية هيئة الطاقة الذرية العربية – تونس ( 1998 ) .
4- مصادر التلوث الإشعاعي ومساراته في البيئة – الأستاذ الدكتور / ممدوح فتحي عبد الصبور ندوة الإشعاع ماله وما علية – مركز الدراسات والبحوث البيئية بجامعة أسيوط( أبريل 1999) .
5- تلوث البيئة وصحة الإنسان – الأستاذ الدكتور / ممدوح فتحي عبد الصبور مكتبة النهضة المصرية – القاهرة 2000
6- A.M.EL-naggar. (1996): the Chernobyl
بارك الله فيكِ عزيزتي على هذا الموضوع القيم
Recherches fondamentales) وهي البحوث التي تهدف في الغالب إلى فهمالواقع وتقديم تفسيرات نظرية للظواهر، والوصول إلى حقائق علمية تؤدي إلى وضع قوانين علمية تساهم في تعميق المعرفة الإنسانية ليس إلا.