핵 낙진이 생태계에 미치는 영향

Nuclear fallout effects on an ecosystem

이 기사는 체르노빌을 생태계에 미치는 핵낙진 영향에 대한 사례 연구로 사용한다.

체르노빌

관계자들은 1986년 체르노빌 참사 이후 잠재적 핵 낙진이 어떻게 생겼는지 이미지를 만들기 위해 수문학적 자료를 이용했다.[1] 이 방법을 사용하여 주변 지역의 방사성핵종 분포를 결정할 수 있었고, 원자로 자체에서 방출되는 것을 발견했다.[1] 이러한 배출물은 연료 입자, 방사능 가스 및 에어로졸 입자를 포함한다.[1] 연료 입자는 원자로 내의 뜨거운 연료와 냉각수의 격렬한 상호작용에 기인했고,[2] 이들 입자에 세륨, 지르코늄, 란타넘, 스트론튬이 붙어 있었다.[3] 이 모든 원소들은 낮은 변동성을 가지고 있는데, 이는 그들이 대기 중으로 응축되어 증기로서 존재하는 것보다 액체나 고체 상태로 머무르는 것을 선호한다는 것을 의미한다.[4]

  • 세륨과 란타넘은 세포막의 악화로 인해 해양 생물에 돌이킬 수 없는 손상을 입힐 수 있으며, 생식능력에 영향을 줄 뿐만 아니라 신경계를 마비시킬 수도 있다. [5]
  • 비핵 동위원소의 스트론튬은 안정적이고 무해하지만 방사성 동위원소인 Sr90.가 대기 중으로 방출되면 빈혈, 암, 산소 부족을 초래할 수 있다.[5]
  • 에어로졸 입자에는 태아 발달에 문제를 일으킬 수 있는 독성 원소 텔루륨과 불안정하고 믿을 수 없을 정도로 반응하며 독성이 강한 세슘의 흔적이 있었다.[6][6]
  • 또한 에어로졸 입자에서도 농축 우라늄-235가 발견되었다.[7]
  • 가장 많이 검출된 방사성 가스는 냄새도 없고 색깔도 없고 맛도 없는 고귀한 기체 라돈으로 대기권이나 물체로도 이동할 수 있다.[8] 라돈은 또한 폐암과 직결되어 있으며, 대중들 사이에서 폐암의 두 번째 주요 원인이다.[8]

이들 원소는 모두 반감기로도 알려진 방사성 붕괴를 통해서만 악화된다.[3] 이전에 논의된 핵종의 반감기는 몇 시간에서 수십 년까지 다양하다.[3] 이전 원소들의 가장 짧은 반감기는 Zr이다95. Zirconium의 동위원소인 Zr은 붕괴하는데 1.4시간이 걸린다.[3] 가장 긴 것은 Pu인데235, 부패하는 데 약 24,000년이 걸린다.[3] 이러한 입자와 원소의 초기 방출은 다소 컸지만, 체르노빌에서의 초기 사건 이후 적어도 한 달 동안 여러 차례의 저준위 방출이 있었다.[3]

국소효과

주변의 야생동물과 동물원은 체르노빌의 폭발로 큰 영향을 받았다. 주변 경관에 풍부한 침엽수는 방사선 피폭에 대한 생물학적 민감성 때문에 많은 영향을 받았다. 최초 폭발이 있은 후 며칠 안에 반경 4km의 많은 소나무가 죽었고, 감소는 되었지만 여전히 120km 떨어진 곳에서는 유해한 영향이 관찰되고 있다.[9] 많은 나무들이 생육에 방해를 경험했고, 번식이 불능화되었으며, 형태학적 변화에 대한 여러 관찰이 있었다. 뜨거운 입자들이 또한 이 숲에 떨어져서, 구멍과 구멍들이 나무에 태워지게 했다. 주변 토양은 방사성핵종으로 뒤덮여 있어 실질적인 새로운 성장을 막았다. 아스펜, 버치, 알더, 오크 나무와 같은 낙엽수는 침엽수보다[why?] 방사선 피폭에 더 강한 내성을 가지고 있지만 면역성은 없다. 이 나무들에서 보이는 손상은 소나무에서 보는 것보다 덜 가혹했다. 괴사와 생조직의 사망, 기존 나무의 잎사귀 등으로 인해 많은 새로운 낙엽성장이 누렇게 변하여 떨어져 나갔다. 낙엽수 복원력은 그들이 되돌아올 수 있게 해주었고 그들은 대부분 소나무인 침엽수들이 한때 서 있던 곳에 모여들었다.[9] 초본 식물도 방사능 낙진의 영향을 받았다.[9] 세포의 색깔 변화, 엽록소 돌연변이, 꽃이 피는 것의 부족, 성장 우울증, 초목의 죽음에 대한 많은 관찰들이 있었다.[9]

포유류는 전파에 매우 민감한 부류로 체르노빌 주변 지역에서 쥐를 관찰한 결과 개체수가 감소했다.[9] 그러나 설치류의 이동 패턴은 손상된 개체수를 다시 한 번 증가시켰다.[9] 영향을 받은 소형 설치류 중 혈액과 간에서 문제가 증가하는 것으로 관찰되었는데, 이는 방사선 피폭과 직접적인 상관관계가 있다.[9] 간경변, 확대된 스플렌, 조직 지질의 과산화물 산화 증가, 효소 수치의 감소와 같은 문제들이 방사능 폭발에 노출된 설치류에 모두 존재했다.[9] 더 큰 야생동물들은 별로 나아지지 않았다. 대부분의 가축들은 안전한 거리에서 이동했지만 체르노빌 방사능으로부터 6km 떨어진 외딴 섬에 위치한 말과 소는 목숨을 아끼지 않았다.[9] 갑상선 항진증, 성장 저해, 그리고 물론 죽음은 섬에 남겨진 동물들을 괴롭혔다.[9]

때로는 '제외지대'로 일컬어지는 체르노빌의 인구 감소로 생태계가 회복될 수 있게 됐다.[9] 제초제, 살충제, 비료 등의 사용이 줄어든 것은 농업활동이 적기 때문이다.[9] 식물과 야생동물의 생물 다양성이 증가했고,[9] 동물 개체수도 증가했다.[9] 하지만, 방사선은 지역 야생 동물들에게 계속해서 영향을 준다.[9]

글로벌 효과

강우, 풍류, 체르노빌에서의 초기 폭발과 같은 요인들은 핵 낙진이 북아메리카의 일부뿐만 아니라 유럽, 아시아 전역으로 퍼지게 했다.[10] 이러한 다양한 방사성 원소의 확산이 이전에 언급되었을 뿐만 아니라, 뜨거운 입자로 알려진 것에도 문제가 있었다.[10] 체르노빌 원자로는 단순히 에어로졸 입자, 연료 입자, 방사능 가스를 배출하는 것이 아니라 방사성핵종과 함께 융합된 우라늄 연료의 추가 배출이 있었다.[10] 이 뜨거운 입자들은 수천 킬로미터 동안 퍼질 수 있고 액체 뜨거운 입자로 알려진 빗방울의 형태로 농축된 물질을 생산할 수 있다.[10] 이러한 입자들은 낮은 수준의 방사선 영역에서도 잠재적으로 위험했다.[10] 각각의 뜨거운 입자의 방사능 수치는 상당히 높은 방사선 용량인 10 kBq까지 상승할 수 있다.[10] 이 액체 상태의 뜨거운 입자 방울은 크게 두 가지 방법으로 흡수될 수 있다; 음식이나 물을 통한 섭취와 흡입이다.[10]

참조

  1. ^ a b c Nesterenko, Vassily B.; Yablokov, Alexey V. (2009). "Chapter I. Chernobyl Contamination: An Overview". Annals of the New York Academy of Sciences. 1181 (1): 4–30. Bibcode:2009NYASA1181....4N. doi:10.1111/j.1749-6632.2009.04820.x. ISSN 1749-6632. S2CID 86142366.
  2. ^ "Chernobyl Chernobyl Accident Chernobyl Disaster - World Nuclear Association". www.world-nuclear.org. Retrieved 2019-04-18.
  3. ^ a b c d e f "Chapter II The release, dispersion and deposition of radionuclides - Chernobyl: Assessment of Radiological and Health Impact". www.oecd-nea.org. Retrieved 2019-04-18.
  4. ^ "11.5: Vapor Pressure". Chemistry LibreTexts. 2014-11-18. Retrieved 2019-04-18.
  5. ^ a b "Strontium (Sr) - Chemical properties, Health and Environmental effects". www.lenntech.com. Retrieved 2019-04-18.
  6. ^ a b "ChemiCool Periodic Table of Elements and Chemistry". Choice Reviews Online. 48 (7): 48–3877-48-3877. 2011-03-01. doi:10.5860/choice.48-3877. ISSN 0009-4978.
  7. ^ Murphy, D.M.; Froyd, K.D.; Apel, E.; Blake, D.; Blake, N.; Evangeliou, N.; Hornbrook, R.S.; Peischl, J.; Ray, E.; Ryerson, T.B.; Thompson, C.; Stohl, A. (April 2018). "An aerosol particle containing enriched uranium encountered in the remote upper troposphere". Journal of Environmental Radioactivity. 184–185: 95–100. doi:10.1016/j.jenvrad.2018.01.006. PMID 29407642.
  8. ^ a b "Radon". National Institute of Environmental Health Sciences. Retrieved 2019-04-18.
  9. ^ a b c d e f g h i j k l m n o Smith, Jim; Beresford, Nicholas A. (2005). Chernobyl — Catastrophe and Consequences SpringerLink. Springer Praxis Books. doi:10.1007/3-540-28079-0. ISBN 978-3-540-23866-9.
  10. ^ a b c d e f g Nesterenko, Vassily B.; Yablokov, Alexey V. (2009). "Chapter I. Chernobyl Contamination: An Overview". Annals of the New York Academy of Sciences. 1181 (1): 4–30. Bibcode:2009NYASA1181....4N. doi:10.1111/j.1749-6632.2009.04820.x. ISSN 1749-6632. S2CID 86142366.