Využití radionuklidů v ekologii

Radioaktivní záření si díky svým vlastnostem získalo pozornost nejen v průmyslu ale i ve vědě. V ekologii nacházejí radionuklidy a jejich záření uplatnění především k indikaci a analýze škodlivých látek v půdě i v ovzduší.

Těmito metodami je možno včas upozornit na nebezpečí poškození životního prostředí. Sledování radioaktivity v okolí jaderných elektráren a jiných zařízení jaderného průmyslu je na vysoké úrovni. Včasná kontrola radioaktivity však může přispět i k ochraně před radioaktivitou z přírodních zdrojů.

V oblasti anorganických sloučenin se laboratoř zaměřuje na akumulaci těžkých kovů i radionuklidů. Specifickou částí studia anorganických sloučenin jsou radionuklidy. Z chemického hlediska se neliší od příslušných neradioaktivních prvků, proto je rostliny nedokáží rozeznat. Důležitou vlastností radionuklidů je jejich vyzařování radioaktivního záření.

Proto jsou pro životní prostředí nebezpečné v mnohem nižších koncentracích. Jejich odstranění z půdy je problematické, proto se laboratoř zaměřuje především na jejich stabilizaci v půdě. Sleduje se transport rostlinami a možnosti opětovné kontaminace povrchových vrstev půdy. V laboratoři se hlavní zájem soustřeďuje především na akumulaci uranu a thoria, prvků v současnosti hojně využívaných v jaderné energetice. Testuje se schopnost rostlin přijímat tyto prvky, ukládat je ve svém těle a reagovat na změnu podmínek kultivace.

Monitorovací systém SCOMO

V tomto článku je popsán nově konstruovaný monitorovací systém určený ke kontinuálnímu monitorování gama aktivity v povrchových vodách pro účely posílení připravenosti k odezvě na radiační mimořádnou událost ČR. Citlivost systému je nastavena tak, aby systém splňoval legislativní požadavky pro havarijní monitorování aktivity gama v povrchových vodách. Aby systém mohl být za havarijní situace přínosný, musí být jeho provoz ochráněn před následky havárie jaderné elektrárny, mezi které patří především výpadek obecných dodávek elektrické energie a všeobecná panika vedoucí k chybám lidské obsluhy přístrojů.

Čtěte také: OPŽP a odpady

Prvním dílčím cílem je vyvinout stanici na monitorování umělé gama aktivity v povrchových vodách, a to stanici autonomní (nezávislou na dodávkách elektrické energie a na lokálních dodavatelích datových přenosů), automatickou (fungující bez lidské obsluhy) a odolnou vůči poruchám i za extrémních klimatických a hydrologických poměrů a schopnou při běžných provozních podmínkách splnit požadavky vyhlášky č. 360/2016 Sb. vzhledem k detekčním limitům 137Cs, který je všeobecně považován za optimální marker radioaktivní kontaminace při jaderné havárii.

Druhým dílčím cílem projektu je pak z několika monitorovacích stanic tohoto typu sestavit monitorovací minisíť pokrývající místa ČR, která jsou z hlediska zasažení radioaktivním spadem klíčová. Projekt je realizován ve spolupráci Státního ústavu radiační ochrany a Nuvia, a. s.

Monitorovací stanice SAGMA

Při výběru konstrukční koncepce SAGMA a při zohlednění požadavků na detekční citlivost, autonomnost a na automatický provoz, bylo přistoupeno ke konstrukci monitorovací stanice na bázi ponorné sondy. Jedině tato konstrukční varianta umožňuje provozovat přístroj v režimu autonomního energetického napájení pomocí solárního panelu a dlouhodobý bezobslužný provoz zařízení. Další výhodou této varianty jsou mimořádně nízké náklady na výrobu monitorovací stanice.

Vlastní konstrukce zařízení SAGMA sestává z ponorné sondy a z vnější řídící jednotky vybavené zdrojem elektrického napájení a systémem přenosu dat. Popsaný gamaspektrometrický systém je schopen detekovat energie fotonů v rozsahu 50 až 1900 keV, do kterého spadá většina gama emitujících radionuklidů. Přenos dat z multikanálového analyzátoru do řídící jednotky je uskutečňován pomocí připojení typu Ethernet.

Řídící jednotka sestává z počítače vybaveného komerčním SW Gamwin 2019 na zpracování gamaspektrometrického signálu a z komunikačního modulu, který umožňuje odesílání dat přes GPRS nebo přes satelitní telefon. Napájení solárním panelem, případně kombinací solárního panelu a větrné turbíny je sdruženo s lithiovou baterií o kapacitě 900 Ah schopnou zajistit provoz SAGMA po dobu 14 dnů.

Čtěte také: Využití vody z nádobí

Využití radionuklidů v různých oblastech

Ionizující záření našlo uplatnění v nepřeberném množství různých aplikací. Používané radionuklidy se získávají buď z materiálů vykazujících přírodní radioaktivitu, nebo se připravují ozařováním v reaktorech nebo urychlovačích. Kromě toho je možné radionuklidy získat i z vyhořelého paliva jaderných reaktorů.

• Průmyslová defektoskopie: výrobek se prozařuje zářením gama a na jeho opačné straně se umístí kazeta s filmem.
• Hlásiče kouře a požáru: čidlo obsahuje radioaktivní zářič a, který v čistém vzduchu udržuje slabý proud mezi elektrodami.
• Měření tloušťky materiálu: záření b prochází měřeným materiálem a je jím pohlcováno v závislosti na tloušťce vrstvy.

Radioaktivní a rentgenové záření se začalo využívat v medicíně téměř ihned po jejich objevu a dnes patří využívání nukleární medicína k významným lékařským oborům. Moderní zemědělství a potravinářská výroba používají k různým účelům ionizující záření již několik desítek let ve výzkumu i v praxi.

Nejznámější aplikací přírodní radioaktivity v archeologii je metoda zjišťování stáří předmětů z organických materiálů měřením aktivity radioizotopu uhlíku 6C14. Neutronová a rentgenová aktivační analýza slouží k ověřování pravosti nebo zjišťování původu uměleckých předmětů. Vodohospodáři využívají radionuklidy k měření průtoků v řekách i vodovodních potrubích. Ozařováním je možno ošetřit také odpadní vody obsahující některé nebezpečné látky ještě před přivedením do běžných čističek odpadních vod. V geologickém průzkumu se už dávno využívá tzv. radioaktivní karotáž. Ionizující záření slouží také při bezpečnostní detekci na letištích, prověřuje se jím složení materiálů ukládaných na skládky, využívá se v restaurátorských dílnách atd.

Recyklace vyhořelého jaderného paliva

Vyhořelé palivo může být zdrojem užitečných a důležitých radionuklidů. Vyvinout a realizovat metody recyklace a vyvinout transmutory řízené urychlovačem je náročné. Při malém využívání jaderné energie, kdy je dostatek čerstvého paliva a jeho cena je nízká, se recyklace a spalování transuranů ekonomicky příliš nevyplatí.

V případě intenzivního využívání jaderné energetiky ve světě i u nás bude potřeba řešit také využití vyhořelého jaderného paliva, které se tak z odpadu změní v cennou energetickou surovinu. Jak jsme si ukázali, možnosti uzavřených palivový cyklů jsou v principu známy. K hromadnému využívání jejich technologií je však třeba řadu detailů teprve rozpracovat. Stejně jako u jiných typů odpadového hospodářství i zde se vyskytuje řada environmentálních rizik, která je nutné velice pečlivě sledovat a snižovat.

Čtěte také: Odpad a recyklace v Česku

tags: #vyuziti #radionuklidu #v #ekologii

Oblíbené příspěvky:

• Výroba stanoviště pro dravce
• Identifikace hmyzu s tykadly
• Substrát vs. kompost: Který je lepší?
• Dopady plastového znečištění moří
• Ekologická Soutěž - Pravidla