ما هي أسباب التلوث الإشعاعي ؟ و ما هي أكبر الكوارث النووية ؟

التلوث الإشعاعي هو مصطلح حديث ظهر بعد تعرف العلماء على بعض المواد المشعة ومعرفة العلماء طرق تخصيب اليورانيوم والبلوتونيوم، ثم تطورت التجارب لتدخل مرحلة التطبيق وليتم إنتاج القنابل النووية الأولى، في هذا الموضوع سنشرح لك معنى وكيفية حدوث التلوث الإشعاعي وآثاره المختلفة على الإنسان والبيئة والكائنات الحية، ثم سنفرد فقرات منفصلة لأهم الكوارث النووية التي حلت على البيئة مثل تسربات مفاعل تشرنوبل السامة والقنبلة النووية التي ألقتها أمريكا على اليابان في هيروشيما ثم قنبلة ناجازاكي.

تعرف على مفهوم التلوث الإشعاعي وعلى أخطر حوادثه

ما هو التلوث الإشعاعي؟

يعد التلوث الإشعاعي أخطر أنواع التلوث المعروف للبشرية، والذي توقع البعض أن يكون هو نهاية البشر نتيجة خطأ ما أثناء إجراء بعض التجارب أو نتيجة قيام حرب عالمية نووية تنهي حضارتنا في يوم من الأيام.

التلوث الإشعاعي خطر في حد ذاته لأنه يدمر كل ما هو حي بشكل غير قابل للعكس. فالإشعاعات الناتجة عن بعض العناصر المشعة تقوم بقتل الخلايا الحية أو الأسوأ إحداث تشوهات بها نتيجة تغيير الدي إن إيه الخاص بالكائن الحي أو الخلية مما يحرمها من بعض إمكانياتها ككائن حي كالتغذي أو التكاثر. لا يقتصر التلوث الإشعاعي على كونه قاتل في لحظة وقوعه ولكن بسبب عمر تحلل العناصر البطيء نسبيًا والذي يضمن وجود العناصر المشعة في الهواء والتربة والمياه لفترات طويلة قد تصل إلى مئات السنين.

اليورانيوم والبلوتونيوم

يعتبر اليورانيوم والبلوتونيوم من أشهر العناصر المشعة لما ارتبط باسمهما من جرائم ضد الإنسانية مثل هيروشيما وناجازاكي. أول قنبلة نووية تستهدف مدنيين كان استقبالها من نصيب اليابان في الحرب العالمية الثانية من عدوها الولايات المتحدة. قنبلة واحدة أنهت الحرب وتركت دمارًا في محيط مكانها يمتد إلى 5 كيلومتر في التربة والمياه ويمتد أبعد من ذلك عبر انتقال الجزيئات المشعة في الهواء. وجهت القنبلة أنظار العالم إلى الكارثة المكتشفة حديثًا وهى استخدام وتسخير العناصر المشعة في إحداث إشعاع يمكن التحكم به وبدء انفجار متسلسل تؤدي نهايته إلى دمار جزء من الكرة الأرضية بشكل يمنع إمكانية وجود حياة بالقرب منها.

كيف يحدث النشاط الإشعاعي؟

النشاط الإشعاعي يعرف علميًا بأنه انحلال المادة المشعة مع مرور الوقت وخسارة كتلتها في صورة إشعاعات جاما وبيتا وألفا. اكتشف الإشعاع بحد ذاته بالمصادفة عندما كان العالم أنتوني هنري بيكريل في مختبره عام 1896 وذلك أثناء عمله على تجارب تتعلق بتصوير الأشعة السينية وإظهارها على صفائح فوتوجرافية مصنعة من كبريتات التوتيا والكالسيوم وأملاح أخرى نادرة، فخلال تجاربه لاحظ أن الصفائح تتأثر في الظلام رغم عدم وجود إضاءة تسبب ذلك. تلك الإشعاعات سميت حينها بإشعاعات اليورانيوم لأنه وجد أنها تصدر من أملاح اليورانيوم فقط.

تجارب ماري كوري وزوجها

تابعت ماري كوري العالمة الحاصلة على نوبل في الفيزياء والكيمياء لمرتين بمساعدة زوجها التجارب على العناصر المشعة وتوصلا إلى استنتاج أن اليورانيوم هو سبب الحصول على تلك الإشعاعات واكتشفا العلاقة الطردية بين شدة النشاط الإشعاعي وكمية اليورانيوم الموجودة في الأملاح التي تجري التجربة بها. اكتشفا سويًا العديد من العناصر الأخرى كالثوريوم والراديوم وهو عنصر يعد نشاطه الإشعاعي أقوى من اليورانيوم بمليون مرة، واكتشف رذرفورد بعدها غاز الرادون المشع بواسطة التحليل الطيفي.

إسهامات بيكريل

كتب الفيزيائي الفرنسي أنطوان هنري بيكريل في وصف النشاط الإشعاعي بأنه انحلال تلقائي للمادة تتحول فيها الكتلة المتمثلة في ذرات العنصر إلى إشعاع ألفا وبيتا وجاما. وضح بيكريل أن الإشعاع مختلف عن تحول شكل المادة خلال التفاعلات الكيميائية ففي حالة الإشعاع تكون العملية مستمرة بغض النظر عن الضغط والحرارة وأنها معتمدة على نوع العنصر المشع وأنه في حالة الإشعاع فإن الطاقة المنطلقة تكون هائلة. ويقاس النشاط الإشعاعي بوحدة البيكريل نسبةً له وهو عدد الإشعاعات التي ينتجها العنصر المشع في الثانية الواحدة، وجدت بعض الوحدات الأخرى للقياس ولكن ظل البيكريل هو الوحدة الشائعة لفترة طويلة.

خصائص الإشعاعات

بعض الإشعاعات أخطر من مثيلاتها فمثلاً إشعاع ألفا يمكن إيقافه بواسطة ورقة، أما إشعاع بيتا فيلزم صفيحة من الرصاص أو الألومنيوم لإيقافه، والجاما يلزم لإيقافها حاجز سميك من مادة مصمتة مثل الرصاص. من الخصائص الهامة للمواد المشعة أن إشعاعها ثابت مع مرور الوقت ولا يعتمد سوى على كتلة ونوع العنصر المشع، وخلال مسار التحلل يمكن قياس ما يحدث من خلال معرفة الوقت الذي يتطلبه الأمر ليفقد العنصر نصف كتلته. تعرف الفترة اللازمة لكي يخسر العنصر نصف كتلته بفترة نصف العمر وهى الوحدة المتفق عليها لقياس النشاط الإشعاعي للعناصر المختلفة فنجد أنه يشار لليورانيوم بأنه يحتاج من 69 سنة إلى أكثر من بضعة ملايين من السنين على حسب النظير المشع الذي نتحدث عنه.

كيف يؤثر الإشعاع؟

يتم تحديد درجة الخطر الذي يسببه التلوث الإشعاعي بتركيز الملوثات كالأشعة بيتا وجاما وألفا في البيئة. الطاقة الإشعاعية المنطلقة وقت الانفجار ونوع الإشعاع وما يتبقى من العنصر المشع نفسه ليظل مصدرًا نفس الإشعاعات القاتلة بمرور الوقت.

يؤثر الإشعاع على كل ما يطاله من أجسام وكائنات حية، فيمكن أن يتأثر الإنسان والحيوان والمياه والتربة والهواء وكل ما يطاله الإشعاع. ومن الكوارث البيئية التي حدثت بسبب الإشعاع هيروشيما وناجازاكي وتسربات مفاعل فوكوشيما ومفاعل تشيرنوبل.

كيف يتم منع الإشعاع؟

الطريقة الوحيدة لمنع التلوث الإشعاعي هي بعزل المصدر المشع كما يحدث في الصناعات التي تحتاج إلى إجراء تجارب نووية كما في صناعات الوقود النووي. قد يحدث الإشعاع بشكل طبيعي في البيئة نتيجة تواجد عناصر مشعة مثل اليورانيوم والثوريوم ولكن عادة ما تكون تلك النسب ضعيفة التأثير على البيئة وذلك لأنه عادة ما تتواجد تلك العناصر بتركيزات منخفضة. لا تزيد نسب تلك العناصر إلا عن طريق التعدين بحثًا عن اليورانيوم أو التنقيب عن البترول والغاز.

الهجوم النووي على اليابان

يعرف الهجوم النووي الذي شنته الولايات المتحدة على اليابان خلال نهاية الحرب العالمية الثانية لإخضاع الحكومة اليابانية باسم قنبلتي هيروشيما وناجازاكي، شُن الهجوم باستخدام قنابل نووية في يوم 6 أغسطس عام 1945 في هيروشيما ثم تلاها انفجار قنبلة أخرى في يوم 9 أغسطس من نفس الشهر عقب طلب الولايات المتحدة استسلام الامبراطورية اليابانية بدون أي شروط. راح ضحية تلك القنابل ما يقرب من 200,000 شخص بحلول نهاية عام 1945، مات حوالي نصف هذا العدد في وقت الانفجار ومات بقيتهم متأثرين بالجراح وبالتلوثات الإشعاعية التي سببت لهم العديد من حالات سرطان الدم وحالات السرطان الأخرى في مختلف أجزاء الجسم.

ما هي مكونات وتأثير قنبلة هيروشيما؟

حملت قنبلة مدينة هيروشيما قرابة 60 كيلوغرام من اليورانيوم ونتج انفجار بقوة 13 كيلوطن من التي إن تي وبالرغم من الآثار المدمرة للقنبلة إلا أن النظير المستخدم في أول قنبلة هو (يورانيوم 235) حيث يتحول حوالي 1.4% من مجموع كتلته محدثًا الانفجار المقصود، انتشرت على الفور الحرائق في المدينة وتم تدمير حوالى 12 كيلومتر مربع من مساحة المدينة نتيجة الانفجار وحده ودمرت أغلب أجزاء المدينة.

قنبلة ناجازاكي

أما عن خسائر القنبلة الثانية في ناجازاكي فقد كانت حوالي 80,000 قتيل بتأثير الانفجار والتلوث الإشعاعي اللاحق للقنبلة. كانت مدينة ناجازاكي هامة لليابان من حيث كونها من أكبر الموانئ البحرية الموجودة في الإمبراطورية اليابانية كلها وتأثيرها المساعد لليابان في حربها ضد الولايات المتحدة، فقد كانت تحتوي على مصانع ميتسوبيشي للصلب والذخيرة وكانت تمتلك العديد من السفن وأحواض بناء وتفريغ السفن بالإضافة لمخازن الذخائر والقطع الحربية الأخرى. فكرت الولايات المتحدة في أنه بتفجير ناجازاكي سترغم اليابان على الاستسلام نتيجة فقدها واحدة من أهم مصانع الذخيرة والتي كانت تستخدم وقتها في هجوم بيرل هاربر الشهير الذي حدث في أمريكا وبسببه تصاعدت وتيرة الحرب بين البلدين.

ما الذي تسبب في مأساة ناجازاكي؟

ما جعل الكارثة مدمرة بالنسبة لناجازاكي هو كونها مشيدة من الخشب بشكل كبير وكون أغلب مبانيها التجارية خشبية أو مصنوعة من مواد شبيهة لا يمكنها تحمل الانفجارات. ومما زاد موقف الجرحى سوءًا هو موت أغلب الأطباء والممرضين في الانفجار الذي حدث في وسط المدينة، وحتى قبلها كانت تشن الولايات المتحدة الهجمات على المستشفيات فدمرت العديد من المستشفيات ودمرت كلية الطب بناجازاكي والمستشفى التابعة لها.

كانت قنبلة ناجازاكي مختلفة قليلاً عن سابقتها فقد استخدم يورانيوم 239 وسببت انفجارًا بقوة 21 كيلوطن من الـ TNT، لحسن الحظ حمت الجبال المجاورة للمدينة والتلال السكان من التدمير التام ولكن ما حدث من تدمير كان كافيًا لمحو أكثر من 70% من المدينة.

المأساة لا تزال مستمرة

حتى الآن تعاني المدينتين من تلوث أضر بكافة أشكال الحياة، تلوثت التربة والمياه مما أدى لنشوء أورام وتشوهات في الكائنات التي كانت تقع على بعد أكبر من 5 كيلومتر من الانفجار. ماتت أغلب الحالات التي نجت من الانفجار إما بسبب اللوكيميا (سرطان الدم) أو بسبب سرطانات أخرى.

انفجار مفاعل فوكوشيما

لن نبتعد كثيرًا عن اليابان، فقد حدثت كارثة نووية جديدة فيها، فلم تمر أكثر من سبعين عامًا على الأولى لتتكرر المأساة ولكن هذه المرة لخطأ علمي وليس لحرب، حيث حدث فشل في تبريد قلب مفاعل نووي يدعي فوكوشيما، حيث أدى ضعف التبريد ومشاكل التحكم في الضغط إلى زيادة حرارة قلب المفاعل نتج عنها انصهاره وزيادة في نشاطه الإشعاعي.

حدثت الكارثة في يوم 11 مارس عام 2011 عقب حدوث زلزال وموجات مد عملاقة أثرت على أجهزة تبريد المفاعلات النووية في المحطة، وبعد توقف أنظمة التبريد الأولية بدأت المولدات بالعمل لتولد الطاقة الكهربية اللازمة لتوربينات التبريد بالعمل وتبريد المفاعل في ظل تلك الظروف الصعبة، وعند فشلها بعد ساعة بدأت البطاريات بالعمل ولكنها توقفت أيضًا بعد 8 ساعات فقط مما اضطر الجيش إلى أن يخلي المنطقة المحيطة للمفاعل بنطاق 10 كيلومتر، وقدرت نسبة الإشعاع التي تعرض لها الأفراد داخل نطاق الخطر بنسب عالية من التلوث الإشعاعي وأثرت على نسبة كبيرة منهم ودعت وقتها السلطات الجميع إلى إغلاق النوافذ وتغطية الجلد من التعرض المباشر للهواء المحمل بالإشعاعات لحماية أنفسهم. وقد صرحت بعدها الحكومة اليابانية بأنها قد خففت من الضغط على قلب المفاعل وتعاملت مع الموقف بحيث تضمن أقل الخسائر، ولكن حينها كانت الخسائر قد تجاوزت المسموح فقد ماتت جميع الكائنات الحية في نطاق 1 كيلومتر وتلوثت مياه البحر بالإشعاعات التي ستظل موجودة لمئات السنين وستحتاج على الأقل إلى 100 عام لتعود إلى نسب يمكن احتوائها.

انفجار مفاعل تشرنوبل

في الاتحاد السوفيتي حدث نفس الأمر ولكن بآليات مختلفة، فقد انصهر المفاعل رقم واحد في تشرنوبل في أوكرانيا الحالية بالقرب من مقاطعة كييف عام 1982 حيث انصهر قلب المفاعل الأول ولم يتم الإعلان عن تلك الحادثة وقتها ولم تكن تلك هي الكارثة، بل ما حدث بعدها نتيجة تكرار نفس الأخطاء. ففي عام 1982 انصهر قلب المفاعل الأول وظل فترة حتى تم إرجاعه للعمل والخدمة عام 1985.

وفي عام 1986 انفجر مفاعل تشرنوبل في شهر أبريل نتيجة خطأ في تشغيل أجهزة التبريد التي تعطل جزء كبير منها ليلاً ولم يستطع العمال أن يستعيدوا السيطرة على نظم التبريد فازداد ضغط المفاعل ووقع انفجار كبير أودى بحياة أغلب العمال.

أدى الانفجار إلى تطاير سقف المفاعل وانطلاق حوالى 8 طن من الوقود النووي إلى السماء، وعند تدخل قوات إطفاء الحريق لم يكونوا على علم بمدى إشعاعية الانفجار وقاموا بمحاولة إنقاذ من تبقى وقتها مغفلين أن ما تسرب هو من عناصر اليورانيوم والبلوتونيوم المشعين مما تسبب في وفاة حوالى 40 عامل من عمال إطفاء الحرائق وعمال المحطة، وبعد التكتم على خبر الحادثة أعلن الاتحاد السوفيتي أن تشرنوبل منطقة محظور الدخول إليها وأن كارثة حقيقية قد وقعت هناك وبدأت عمليات نقل المواطنين من نطاق الكارثة.

كيف تم التعامل مع كارثة تشرنوبل؟

اضطرت القوات الأوكرانية إلى مكافحة الحريق النووي لمدة عشرة أيام متواصلة مستخدمين الطرق التقليدية لإطفاء الحريق ولكن ذلك لم يفيد فبدأ الاتحاد السوفيتي في إرسال قوات الجيش للسيطرة على الموقف وبالفعل وصلت قوات تابعة للجيش وقامت بردم موقع المفاعل بالرصاص والخرسانة والحديد لمنع الإشعاعات من التسرب إلى أماكن أخرى.

كانت تلك المهزلة بحق أكبر كارثة نووية حلت على الكوكب فقد قدر حجم الانبعاثات الصادرة منه بحوالي 200 قنبلة هيروشيما والتي امتد تأثيرها ليس على أوكرانيا أو الاتحاد السوفيتي فحسب بل على أوروبا بأكملها فتأثرت ألمانيا وروسيا وظهر التأثير في مناطق بعيدة كالسويد.

نتائج كارثة تشرنوبل

بعد التحكم في المفاعل وتغطيته ظهرت كارثة أكبر مما سبق ألا وهي قرب المحطة النووية من نهر دنيبر وتسرب المادة المشعة إلى التربة يعني وصولها بشكل مؤكد إلى النهر، ذلك النهر الذي يغذي ملايين البشر بالمياه الصالحة للشرب، ليس هذا وحسب بل يعني هذا أيضًا دمار مخزون المياه الجوفية وبقاؤه مشعًا إلى الأبد دون وسيلة فعالة لإصلاح ما حدث. فقامت قوات الجيش في وقتها ببناء غرفة من الخرسانة والحديد والرصاص تحت المفاعل بحيث تضمن عدم تسرب باقي المواد المنصهرة المشعة إلى التربة ومنها إلى النهر والمياه الجوفية.

حصيلة القتلى لكارثة تشرنوبل ليست بحجم هيروشيما ولكن التأثيرات البيئية هائلة وما زالت موجودة إلى يومنا هذا، ومازال العالم يتذكر أكثر من 2000 مدني قتلوا خلال الكارثة وحوالى 8000 شخص من أوكرانيا وحدها، بالإضافة إلى تلوث مئات الآلاف بالإشعاعات وإصابتهم بالأمراض السرطانية نتيجة تلوث أجسامهم بالإشعاعات بعد الكارثة. ليس هذا فحسب ولكن ماتت أعداد غير معلنة من عمال المناجم الذين اشتركوا في إزالة الأجزاء المشعة وتطهير المنطقة من جثث الحيوانات التي ماتت نتيجة الإشعاع.

ما بعد الكارثة

لم يتعلم الاتحاد السوفيتي الدرس وظل مفاعل تشرنوبل يعمل إلى عام 1991 عندما انفجرت غرفة التوربينات التي تقوم بتبريد المفاعلات مجددًا ولكن لحسن الحظ لم تنفجر أي من المفاعلات النووية مجنبةً الاتحاد السوفيتي العديد من الأضرار والكوارث التي لم تكن في الحسبان.

في عام 2000 توقف المفاعل نهائيًا ومن وقتها والعالم الحديث يتراجع عن استخدام القوى النووية لأضرارها التي لا نستطيع التحكم بها بشكل فعال بعد، فقامت العديد من الدول في أوروبا بإيقاف عدد من مفاعلاتها النووية مع وضع خطط للاستغناء بشكل نهائي عن الطاقة النووية لإنتاج الطاقة الكهربية واستخدام طرق مستدامة ومتجددة أكثر سلامة وأقل تلويثًا للبيئة كطاقة الرياح والطاقة الشمسية.