Борис Булюбаш

© Вокруг Света

ЭкологияМир

18896

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

18896

09.02.2009, 16:21

URL: https://www.babr24.info/?ADE=50678

Bytes: 11749 / 11638

Версия для печати

Скачать PDF

Поделиться в соцсетях:

Также читайте эксклюзивную информацию в соцсетях:
- Телеграм
- ВКонтакте

Связаться с редакцией Бабра:
[email protected]

Другие статьи в рубрике "Экология"

Фенольное озеро в Улан-Удэ: закопает ли «Росатом» доверие?

Столица Бурятии, кажется, готова распрощаться с экологической бомбой – фенольным озером в центре города. «Росатом» представил обновлённый проект по уничтожению отстойника, но это отнюдь не исключает повторения ошибок соседней Иркутской области. Автор: Аксель Дронов Фото из альбома "Улан-Удэ.

Есения Линней

ЭкологияЭкономика и бизнесБурятия

1605

31.07.2025

Очередной эксперимент над мусором в Красноярском крае: вместо дела — исследование за миллионы

Люди годами жалуются на мусорные горы у домов, на переполненные контейнеры, на то, что отходы вывозят нерегулярно или не вывозят вовсе. А в ответ им — «давайте измерим мусор». Не поставим баки, не наладим график, не построим перерабатывающий завод. А измерим.

Анна Моль

ЭкологияЭкономика и бизнесКрасноярск

6264

31.07.2025

Непрошенные гости Байкала: итоги викторины Бабра

Бабр не раз рассказывал читателям об удивительных эндемиках Байкала – организмах, которые обитают исключительно в озере и нигде больше. Но есть и такие виды, которые попали в водоём случайно и теперь вредят его экосистеме. Телеграм-канал «Бурятия. Бабр.

Есения Линней

ЭкологияНаука и технологииБайкал Бурятия Иркутск

4479

29.07.2025

Иркутские леса в 2025 году: когда посадки не перекрывают катастрофу

В Иркутской области всё ещё горят леса, развиваются очаги вредителей, а прогнозы на второе полугодие — далеко не оптимистичные.

Анна Моль

ЭкологияГеоИркутск

5379

29.07.2025

Железногорск без жидких РАО. Что стоит за запуском нового модуля переработки ядерного топлива

В Железногорске Красноярского края запустили промышленный модуль переработки отработавшего ядерного топлива — без образования жидких радиоактивных отходов. Звучит как прорыв, и в известном смысле это действительно так.

Анна Моль

ЭкологияЭкономика и бизнесКрасноярск

4322

28.07.2025

Когда отчёты расходятся с реальностью: как живёт Иркутская область с мусором, запахом и пылью

На этой неделе в Иркутской области подвели итоги года. Министры один за другим отчитывались о проделанной работе. В зале — слайды, таблицы, проценты. Министр природных ресурсов и экологии Светлана Трофимова с удовлетворением сообщила: по всем ключевым экологическим показателям есть прогресс.

Анна Моль

ЭкологияЖКХПолитикаИркутск

7626

25.07.2025

Защитить нельзя уничтожить: Сергей Тен и закон «Об охране озера Байкал»

Если бы работа межфракционной группы «Байкал», возглавляемой депутатом Госдумы Сергеем Теном, оценивалась по количеству заседаний и фотоотчетов, ее можно было бы назвать образцовой. Но когда речь заходит о реальных действиях по защите уникального озера, картина оказывается удручающей.

Лилия Войнич

ЭкологияОбществоПолитикаИркутск Байкал

9209

24.07.2025

Нейросеть следит за мусором, «РостТех» — за тарифами, а красноярцы — за бардаком

В Красноярске за мусором теперь следит искусственный интеллект. На шести проблемных контейнерных площадках — в Солонцах, на правом и левом берегах города — появились «умные» камеры.

Анна Моль

ЭкологияЖКХЭкономика и бизнесКрасноярск

7720

24.07.2025

Микропластиковая чума 3.0. Байкал, сети, продукты и пластиковые пакеты за 9.99

Микропластик перестал быть темой научных журналов. Он везде: в воде, в воздухе, в еде, в организме человека. Его находят в Байкале, в Ангаре, в замёрзших озёрах Якутии, в организме новорождённых и в сердечной ткани взрослых.

Анна Моль

ЭкологияНаука и технологииЗдоровьеИркутск Россия Байкал

8761

23.07.2025

«Свинарник под каждым кустом»: почему Иркутск захлёбывается в мусоре

В Иркутске за полгода убрали больше 1800 несанкционированных свалок. Почти семь тысяч тонн мусора вывезли из дворов, лесов и с обочин. Работы ведутся по контрактам — с подрядчиками, управляющими компаниями, но, как ни странно, город чище не становится.

Анна Моль

ЭкологияОбществоЖКХИркутск

8743

23.07.2025

Мусорные контейнеры, шины и уголовные дела. Как Ирбейский район оказался в центре громкой истории

Контейнеры должны были появиться в шести сельсоветах Ирбейского района Красноярского края. Их заказали по муниципальному контракту ещё в октябре 2021 года.

Анна Моль

ЭкологияЭкономика и бизнесРасследованияКрасноярск

6643

22.07.2025

«Убедите нас, что всё хорошо». Как Минэкологии Красноярского края хочет покупать телевизионные сюжеты

7 июля на сайте госзакупок появилась заявка с формулировкой, которая звучит почти невинно: «Создание и размещение информационных материалов о деятельности в области обращения с отходами на телеканале, вещающем на территории Красноярского края». Начальная цена — 733 тысячи рублей.

Анна Моль

ЭкологияПолитикаЖКХКрасноярск

7250

21.07.2025

Лица Сибири

Габидулина (Заозерная) Татьяна

Дмитриев Владимир

Абрусевич Андрей

Цыденов Баяр

Кайнова Валентина

Анисимов Сергей

Гупалов Виктор

Щекина Анна

Тетерина Оксана

Очиров Бато