Promieniotwórczość

Promieniotwórczość, radioaktywność, zjawisko samoistnej przemiany jednych jąder atomowych w inne. Głównymi procesami odpowiedzialnymi za promieniotwórczość są: rozpad beta, rozpad alfa, wychwyt elektronu, spontaniczne rozszczepienie.
Intensywność procesu promieniotwórczości opisuje się podając aktywność danej substancji (aktywność źródła promieniotwórczego). Zmiany czasowe aktywności charakteryzuje, właściwy danemu izotopowi promieniotwórczemu, czas połowicznego zaniku.

Odkrycie promieniotwórczości; praca naukowa małżeństwa Curie;

Pod koniec ubiegłego wieku fizyk Henri Becquerel badał w Paryżu preparaty uranu. Zajęcie się tymi badaniami zostało zainspirowane odkryciem miesiąc wcześniej tajemniczych promieni X przez F. Roentgena. W trakcie badań Becquerel pozostawił przypadkowo w zamkniętej szufladzie błony fotograficzne obok soli uranu. Po otwarciu szuflady stwierdził ze zdziwieniem, że błona jest zaczerniona - czyli musiała zostać naświetlona promieniami wyemitowanymi przez sole uranu. Zajęty jednakże innymi badaniami zaproponował zbadanie tego zjawiska Polce, Marii Skłodowskiej-Curie, poszukującej w tym samym czasie w Paryżu tematu pracy doktorskiej.
Dwa lata później Maria Skłodowska-Curie ogłosiła, że nie tylko uran wysyła zagadkowe promienie, ale również tor, i oficjalnie wprowadziła pojęcie "promieniotwórczości".
Jak się w późniejszych latach okazało, źródłem tego promieniowania są przemiany jąder atomowych.
Można, więc powiedzieć, że promieniotwórczość (inaczej radioaktywność) to samorzutna przemiana jądra atomowego, której towarzyszy emisja promieniowania.
W dalszej swojej pracy Maria Skłodowska-Curie stwierdziła, że rudy uranu, występujące w przyrodzie (na przykład blenda smolista UO2) wykazują większą radioaktywność, niż wynikałoby to z zawartości w nich uranu. Postawiła, więc śmiałą hipotezę, że musi w tych rudach występować inna substancja promieniotwórcza prócz uranu. W tym momencie przerywając własne badania naukowe, w jej prace włączył się mąż, Piotr Curie, uważał, bowiem, że temat staje się coraz bardziej ciekawy.
Ich wspólna praca przyniosła w 1898 roku wyizolowanie dwóch nowych pierwiastków, polonu i radu. (W układzie okresowym od dawna czekały na nich wolne miejsca "zarezerwowane" jeszcze przez Mendelejewa.)
Rzeczywiście rad promieniował wiele tysięcy razy silniej niż uran. Promienie te powodowały reakcje chemiczne na kliszach fotograficznych, jonizowały powietrze, pobudzały inne substancje do świecenia, (czyli do fluorescencji), działały intensywnie na tkankę organiczną, hamując wzrost komórek, a nawet powodując ich zamieranie.
Niestety, nie zdawano sobie wtedy sprawy ze szkodliwości dużych dawek promieniowania na organizm człowieka. Nie stosowano żadnych specjalnych środków bezpieczeństwa, czyli tzw. ochrony radiologicznej. Dlatego do dnia dzisiejszego (sic!) notatki Marii Skłodowskiej-Curie są skażone i emitują promieniowanie.
Sama uczona również poniosła w końcu konsekwencje zdrowotne swych badań (białaczka), chociaż wszyscy obecnie uważają, że musiała charakteryzować się nieprzeciętnie silnym organizmem, gdyż jak na tak ogromne pochłonięte dawki, choroba ujawniła się stosunkowo późno (zmarła w wieku 67 lat).
Badania te i związane z nimi odkrycia spotkały się z dużym uznaniem wśród ówczesnych ludzi nauki do tego stopnia, że uhonorowano je w 1903 roku wspólną nagrodą Nobla (z dziedziny fizyki) dla małżeństwa Curie oraz Becquerela. Nawiasem mówiąc Roentgen również otrzymał Nagrodę Nobla jako pierwszy w historii nauki w 1901 roku.
Pierwsze sztuczne (niewystępujące w przyrodzie) substancje promieniotwórcze wytworzyli I. i F. Joliot-Curie ( promieniotwórczość sztuczna).
Promienie gamma, rodzaj promieniowania elektromagnetycznego o bardzo małej długości fali i dużej przenikliwości. Wysyłane jest przez niektóre izotopy promieniotwórcze, które dzięki temu można wykryć i zlokalizować w różnych narządach, tkankach, komórkach i płynach ustrojowych.
Gamma promieniowanie, strumień kwantów gamma. W otaczającym nas środowisku istnieje naturalne tło promieniowania gamma, którego źródłem są pierwiastki gamma promieniotwórcze zawarte w skorupie ziemskiej oraz promieniowanie kosmiczne.
Widmo promieniowania gamma pierwiastków promieniotwórczych ma charakter dyskretny, tj. obserwuje się oddzielne linie widmowe, energia odpowiadająca tym liniom pozwala identyfikować promieniującą substancję.
Alfa promieniowanie, strumień cząsteczek alfa
Alfa cząstka, α - jądro atomu helu 4He emitowane przez niektóre substancje promieniotwórcze w trakcie rozpadu alfa. Cząsteczki alfa produkowane są również w wielu reakcjach jądrowych. Cząsteczka alfa zbudowana jest z 2 protonów i 2 neutronów, ma, więc ładunek elektryczny równy +2 ładunku elementarnego. Spin cząsteczki alfa wynosi 0, a masa 4,0027 j.m.a..

Beta promieniowanie, strumień cząstek beta.
Beta cząstka, β, elektron (negaton) lub pozyton, nazwę tę stosuje się jedynie przy rozpadzie beta.
Beta rozpad, rozpad jądra promieniotwórczego, w wyniku, którego z jądra emitowany jest (rozpad beta minus) elektron (negaton) i antyneutrino elektronowe lub (rozpad beta plus) pozyton i neutrino elektronowe.
W pierwszym przypadku liczba atomowa Z nowo powstałego jądra jest większa o jeden od Z jądra macierzystego, w drugim - zmniejsza się o jeden. Liczba masowa jądra A nie ulega zmianie w rozpadzie beta. Odkryto też odwrotny rozpad beta, tzn. reakcję zmiany Z jądra wywołaną oddziaływaniem neutrina (lub antyneutrina) z emisją cząstki beta jako produktu reakcji.
Rozpad β obserwuje się również dla cząstek elementarnych, np. rozpad neutronu na proton, elektron i antyneutrino elektronowe. Ze względu na emisję dwóch ciał (cząstka beta i neutrino) z jądra w rozpadzie beta obserwuje się ciągłe widmo energii emitowanych cząstek beta o, typowej dla danego rozpadu, energii maksymalnej. Rozpady beta zachodzą poprzez oddziaływanie słabe
Rozpad promieniotwórczy, zjawisko spontanicznej przemiany jądra atomowego danego izotopu w inne jądro. Podstawową własnością rozpadu promieniotwórczego jest brak wpływu fizykochemicznych czynników zewnętrznych na proces.
Ze względu na rodzaj przemiany zachodzącej w jądrze i towarzyszące mu zjawiska wyróżnia się: rozpad alfa, rozpady beta (beta plus lub beta minus), wychwyt elektronu, rozszczepienie jądra atomowego i inne, np. rozpad protonowy, hipotetyczny rozpad podwójny beta itp.
Ogólne zasady rozpadu promieniotwórczego odnoszą się również do przejść izomerycznych (izomeria jądrowa) zachodzących bez przekształcenia się jądra w jądro innego izotopu. Niezależnie od rodzaju procesu fizycznego prowadzącego do rozpadu promieniotwórczego zjawisko podlega prawu rozpadu promieniotwórczego.
Skażenie promieniotwórcze wewnętrzne, zanieczyszczenie organizmu (np. człowieka) izotopami promieniotwórczymi niebędącymi naturalnymi składnikami organizmu (napromieniowanie). W warunkach normalnych w organizmie znajdują się naturalne substancję promieniotwórcze (dominuje izotop 40K, znajdujący się w stałej proporcji do stabilnego potasu, 1 g K zawiera 31,7 Bq 40K, w organizmie człowieka aktywność 40K wynosi ok. 3 kBq).
Izotopy promieniotwórcze wnikające do organizmu podlegają procesom biochemicznym identycznym jak trwałe izotopy tego samego pierwiastka, niektóre podlegają akumulacji w wybranych tkankach (np. jod wychwytywany jest przez tarczycę, stront i pluton gromadzony jest w kościach itp.), średni czas trwania skażenia opisuje tzw. czas biologicznego połowicznego zaniku krótszy od fizycznego czasu połowicznego zaniku.
Dawka równoważna powstająca przy skażeniu promieniotwórczym wewnętrznym danym izotopem promieniotwórczym (wyrażona w siwertach) zależy od drogi wchłonięcia substancji promieniotwórczych (zjedzenie, inhalacja) oraz ich formy fizykochemicznej (wielkość cząsteczek, postać chemiczna itp.).

Wyróżnia się: napromieniowanie zewnętrzne, wywołane zewnętrznym polem promieniowania (gamma, rentgenowskiego, beta, neutronów) oraz wewnętrzne, powstałe na skutek przedostania się substancji promieniotwórczych do wnętrza ciała.
W wyniku napromieniowania ciału zostaje przekazana pewna energia, której miarą jest dawka pochłonięta. W przypadku organizmów żywych (człowieka) miarą napromieniowania jest dawka równoważna.
Wyróżnia się dwie drogi wchłonięcia substancji promieniotwórczych prowadzące do napromieniowania wewnętrznego: ingestia (spożycie) lub inhalacja.
Wchłonięte substancje promieniotwórcze przedostają się, zgodnie ze swoimi biochemicznymi właściwościami, do wybranych organów lub tkanek i mogą być w nich akumulowane (np.: izotopy jodu w gruczole tarczowym, strontu w kościach, cezu w tkankach miękkich, plutonu w kościach i wątrobie).
Dla organizmów żywych napromieniowanie powodujące małe dawki równoważne (rzędu mili siwertów) prowadzi do tzw. skutków stochastycznych, tj.: do wzrostu ryzyka chorób nowotworowych (nowotwór) i mutacji. Większe dawki równoważne (rzędu siwertów) prowadzą do tzw. skutków deterministycznych napromieniowania (choroba popromienna, śmierć).
Napromieniowanie powodujące lokalnie (w chorej tkance) śmiertelne dawki stosuje się w terapii nowotworowej. Napromieniowanie promieniowaniem gamma lub beta jeszcze wyższymi dawkami wykorzystywane jest jako metoda sterylizacji narzędzi chirurgicznych, środków opatrunkowych oraz do konserwacji żywności i modyfikowania polimerów (np. termokurczliwe materiały). Jedynie napromieniowanie neutronami może prowadzić do powstania substancji promieniotwórczych w napromieniowanym materiale (aktywacja).

Radioekologia, dział ekologii zajmujący się badaniem obiegu pierwiastków promieniotwórczych naturalnych i sztucznych w środowisku oraz ich wpływem na organizmy żywe. Rozwój radioekologii zapoczątkował prace związane z badaniem opadu promieniotwórczego globalnego (skażenia promieniotwórcze).

Źródła promieniowania
Przez całe życie jesteśmy narażeni na wprawdzie niezbyt intensywne, ale systematyczne oddziaływanie promieniowania na nasz organizm. Różnice w dawkach tego promieniowania zależą od miejsca pobytu i składu mineralnego gruntu oraz wysokości nad poziomem morza.
Źródła promieniowania możemy podzielić na dwa rodzaje: naturalne i sztuczne.
I. Na naturalne źródła promieniowania, emitujące tzw. promieniowanie tła, składają się:
1. Promieniowanie kosmiczne (odkryte w 1912 roku) - strumień cząstek dobiegających do zewnętrznych warstw atmosfery Ziemi z przestrzeni kosmicznej; składa się głównie z protonów, cząstek i jąder innych pierwiastków. Te zaś, zderzając się z atomami i cząsteczkami zawartymi w atmosferze, wytwarzają kaskady protonów, elektronów, pozytonów, neutrin (tzw. promieniowanie wtórne), dobiegających do powierzchni Ziemi, a także wnikających pod powierzchnię. Jego skutek to wzrost jonizacji powietrza oraz powstanie izotopów o znaczeniu biologicznym (trytu, 7Be, 14C, 22Na).
2. Ziemskie promieniowanie , związane z występowaniem w skorupie ziemskiej i glebie naturalnych izotopów promieniotwórczych (w dużym rozproszeniu).
3. Promieniowanie w budynkach, spowodowane użyciem nieodpowiednich materiałów budowlanych, na przykład granitów, dodawaniem do tych materiałów popiołów i żużlu z pieców hutniczych (zawierających zagęszczone ilości radioaktywnego węgla).
4. Radon (gaz szlachetny, Rn) w powietrzu, emitowany z niektórych rodzajów wód (na przykład mineralnych).
5. Radon w budynkach, wydzielany z gleby i gromadzący się w niewietrzonych pomieszczeniach (z wszystkich źródeł naturalnych daje największą dawkę promieniowania! - dlatego mieszkania bezwzględnie należy wietrzyć).
6. Radionuklidy zawarte w organizmie człowieka: 40K, 226Ra, 218Po.
II. Na sztuczne źródła promieniowania składają się:
1. Diagnostyka rentgenowska.
2. Radioterapia.
3. Opad promieniotwórczy, powstający w wyniku próbnych wybuchów jądrowych i awarii w elektrowniach nuklearnych. Szkody wyrządzane przez opad zależą od układu wiatrów i wysokości, na jaką został wyniesiony pył radioaktywny (najgroźniejsze pod tym względem są wybuchy termojądrowe). Obecnie liczba eksplozji jądrowych systematycznie maleje, podczas gdy na przykład w roku 1968 wyniosła kilkaset. Natomiast, jeśli chodzi o awarie, najbardziej głośny przypadek to katastrofa elektrowni atomowej w Czarnobylu w roku 1986. Nastąpiła wtedy emisja całej ilości gazów szlachetnych, 20% lotnych w wysokiej temperaturze produktów rozszczepienia (głównie jodu i cezu) i 4% aktywności paliwa, siła skażenia odpowiadała wybuchowi 500 bomb atomowych zrzuconych na Hiroszimę. Powierzchnia skażonego terenu obejmuje 50000 km2 wokół elektrowni, skażenie będzie utrzymywać się prawdopodobnie przez około 300 lat. Polskę uchronił przed maksymalnym skażeniem układ wiatrów, który skierował dwie pierwsze fale opadu nad Skandynawię i Europę Południową. Bezpośrednio w okresie katastrofy na chorobę popromienną wg oficjalnych danych zachorowało 134 osób, zmarło - 31.
4. Telewizja - promieniowane kineskopu.
5. Loty samolotami (zwiększona ekspozycja na promieniowanie kosmiczne).
6. Używanie gazu ziemnego w gospodarstwach domowych.
7. Zanieczyszczenia w pobliżu elektrowni węglowych - obecnie elektrownie takie powodują większe radioaktywne skażenie terenu niż sprawne elektrownie jądrowe!
8. Narażenie zawodowe (pracowników naukowych, obsługi aparatów rentgenowskich).
9. Palenie papierosów, zawierających skumulowane w liściach tytoniu izotopy 210Po i 210Pb - najnowsze badania wykazały, że substancje te są wprowadzane do organizmu wraz z dymem i stanowią znaczącą przyczynę między innymi raka płuc.

Zjawisko promieniotwórczości znalazło szerokie zastosowanie w wielu dziedzinach życia.
1) Jednym z najbardziej znanych i powszechnie wykorzystywanych jest promieniowanie Rentgenowskie.

Promieniowanie to zostało odkryte w 1895 roku przez Wilhelma Conrada Roentgena, niemieckiego fizyka, który za odkrycie promieniowania elektromagnetycznego "X" otrzymał w 1901 roku Nagrodę Nobla. Promienie Rentgenowskie na początku nosiły nazwę promieni "X", gdyż były one niewidzialne dla oka ludzkiego. Promienie "X" przenikają przez drewno, nieprzezroczysty papier oraz czernią kliszę fotograficzną, pobudzają również niektóre substancje do fluoryzowania (świecenia).
Promieniowanie Rentgenowskie, inaczej promieniowanie X- jest to rodzaj promieniowania elektromagnetycznego o długości fali zawartej w przedziale od 0,1 pm do ok. 50 nm, tj. pomiędzy promieniowaniem gamma i ultrafioletowym, przy czym promieniowanie rentgenowskie pokrywa się częściowo z niskoenergetycznym (tzw. miękkim) promieniowaniem gamma.

Zastosowanie

Promieniowanie rentgenowskie wykorzystuje się:
• W badaniach strukturalnych (rentgenowska analiza strukturalna, czyli metoda analizy struktury ciał stałych, głównie kryształów, polegająca na analizie oddziaływania promieniowania rentgenowskiego na daną materię. Struktura powstających w tym procesie obrazów interferencyjnych (rentgenogramy) wynika ze struktury kryształu.
• W badaniach pierwiastkowego składu chemicznego,
• W diagnostyce medycznej- do prześwietlania złamanych kończyn, prześwietlenia klatki piersiowej, mające na celu wczesne wykrycie chorób płuc (tj. raka, gruźlicy), wykrywanie guzów mózgu lub chorób zatok.

Pomimo tak szerokiego zastosowania promieniowanie rentgena może być szkodliwe dla organizmu, dlatego też nie powinno poddawać się prześwietleniu częściej niż raz na pół roku, najlepiej raz na rok. Częste poddawanie się działaniu promieni X może spowodować trwałe uszkodzenia komórek, m.in. w kodzie genetycznym, co może doprowadzić do powstania nowotworu (raka). Promieniowanie to jest także niebezpieczne dla kobiet w ciąży, gdyż hamuje ono rozwój komórek płodu. Może to spowodować niedorozwój kończyn dziecka. Jednak przy zachowaniu odpowiednich środków ostrożności poddawanie się działaniu promieni X nie jest groźne dla zdrowia i życia człowieka.

2) Kolejnym miejscem, gdzie zjawisko promieniotwórczości znajduje zastosowanie są elektrownie atomowe.

Tam też wykorzystując reakcję rozszczepienia jąder atomowych, zachodzącą w reaktorze jądrowym, produkuje się energię elektryczną. Elektrownie jądrowe są bardzo przyjazne dla środowiska, gdyż nie produkują one tlenków węgla, siarki i azotu, które to powodują powstawanie kwaśnych deszczów i efektu cieplarnianego, zatruwając atmosferę ziemską. Takie też związki chemiczne są produkowane przez elektrownie węglowe, które po za tym zanieczyszczają powierzchnię ziemi milionami ton popiołów. Elektrownie jądrowe są jednym ze źródeł z tak zwanych czystej energii, którą produkując, człowiek nie zanieczyszcza środowiska naturalnego. Do źródeł czystej energii należą poza elektrowniami jądrowymi, także elektrownie wykorzystujące energię wody, wiatru, słońca.

Jednak elektrownie jądrowe niosą ze sobą wielkie niebezpieczeństwo. Świat przekonał się o tym 26 kwietnia 1986 roku, kiedy to miała miejsce katastrofa reaktora jądrowego w Czarnobylu.
Była ona spowodowana eksperymentem, który miał na celu zwiększenie bezpieczeństwa pracowników elektrowni. Wyłączono wtedy systemy zabezpieczające czwarty reaktor. Eksperyment ten polegał na sprawdzeniu jak długo w sytuacji awaryjnej, po ustaniu napędzania turbin generatorów parą z reaktora, energia kinetyczna ich ruchu obrotowego produkuje wystarczającą ilość energii elektrycznej dla potrzeb awaryjnego sterowania reaktorem. Kolejne błędy ludzi z obsługi reaktora, spowodowały, że moc reaktora w pewnej chwili wzrosła ponad 100-krotnie. Nie wytrzymała tego konstrukcja (najpierw eksplodował układ chłodzenia, a potem wodór i tlen powstałe z rozkładu termicznego wody). Jednakże nie był to wybuch jądrowy, lecz wybuch chemiczny. Wybuch zapoczątkował pożar grafitu (modelatora), który potrwał 10 dni, wtedy też temperatura osiągnęła 2000 stopni Celsjusza. Próby ugaszenia pożaru okazały się bezskuteczne. Najprawdopodobniej pożar zakończył się samoistnie w chwili przepalenia betonowego stropu, na którym znajdował się reaktor, gdy stopione paliwo spłynęło do pomieszczenia znajdującego się poniżej.
W wyniku tej katastrofy do atmosfery ziemskiej przedostało się kilkadziesiąt izotopów promieniotwórczych. Jednakże uwolniona aktywność stanowiła zaledwie ok. 4% całkowitej aktywności zawartej w reaktorze. Prądy termiczne wywołane pożarem i wybuchem wyniosły skażenia na początkową wysokość ok. 2 km, skąd rozchodziły się one zgodnie z kierunkami ruchu mas powietrza.
Proporcje pomiędzy poszczególnymi izotopami promieniotwórczymi w opadzie radioaktywnym zmieniały się wraz z odległością od reaktora. Proporcje te zmieniały się też w kolejnych dniach, co wynikało ze zmian temperatury pożaru. Łatwo mierzalne skażenia obserwowano w całej Europie, a ślady skażeń wykryto praktycznie na całej półkuli północnej.
Skażenie dotarło także nad Polskę.
Skażone powietrze pochodziło z emisji trwającej praktycznie tylko jedną, pierwszą dobę. Najprawdopodobniej już w nocy z 26 na 27 kwietnia skażeniu uległ region Suwałki- Augustów. Natomiast nad tereny północno-wschodnie na niskim pułapie (tj. warstwie przyziemnej powietrza) skażenia zaczęły napływać około północy z 27 na 28 kwietnia, skąd w wyniku zmiany kierunku przepływu mas powietrza zaczęły przenikać w kierunku południowo-zachodnim. W późniejszym okresie obłok promieniotwórczy przekracza naszą granicę w rejonie Brześcia nad Bugiem przemieszczał się wprost w kierunku Śląska, ostatecznie opuszczając Polskę 1 maja. Maksymalna aktywność powietrza osiągała wartość kilkuset bekereli w metrze sześciennym, dla Krakowa przykładowo było to 300 Bq/m3 utrzymujące się przez prawie pół dnia (29 kwiecień).
W następnych dniach docierały nad Polskę kolejne fale skażonego powietrza, ale było to już powietrze zawierające dużo mniejsze skażenie, gdyż nie docierało ono bezpośrednio ze wschodu. Szczęśliwie dla Polski w chwili przechodzenia najbardziej skażonych mas powietrza deszcze padały jedynie na małych obszarach kraju (opad promieniotwórczy towarzyszący opadowi atmosferycznemu, np. deszczu, czy śniegu, może być wielokrotnie większy niż przy dobrej pogodzie).

Najwyższe skażenie roślin i zwierząt utrzymuje się nadal w lasach. Lasy są szczególnym środowiskiem, w którym substancje skażające pozostają bardzo długo w istotnych elementach ekosystemu. Proces samo oczyszczenia (przemieszczenia zanieczyszczeń w głąb gleby) jest szybszy w lasach liściastych, wolniejszy w szpilkowych, jednak w obu przypadkach jest znacznie wolniejszy niż na terenach rolniczych. Substancje skażające przechowywane są głównie w ściółce leśnej.
Skutki zdrowotne katastrofy w Czarnobylu.
W akcji gaszenia i następnie porządkowania rejonu katastrofy wzięło udział ponad 600 000 ludzi, głównie żołnierzy. W listopadzie 1986 roku zakończono budowę tzw. sarkofagu- improwizowanej osłony resztek reaktora.
Bezpośrednio w okresie katastrofy w wyniku napromieniowania 237 osób zachorowało na chorobę popromienną, zaś ostrą chorobę popromienną stwierdzono u 134 osób, zmarło 31 osób. Kolejne 14 osób, pomimo szczególnej opieki medycznej zmarło w ciągu kolejnych 10 lat od katastrofy. Jednak ich śmierć nie wiąże się z katastrofą, gdyż bezpośrednimi przyczynami ich zgonów były choroby dotychczas niewiązane z promieniowaniem (np. zawał serca).
Od końca kwietnia do połowy sierpnia 1986 ewakuowano ok. 116 tys. mieszkańców najsilniej dotkniętych katastrofą. Wśród tych osób obserwuje się zwiększoną ilość zachorowań na nowotwory. Także wśród dzieci głównie z Białorusi obserwuje się wzrost zachorowalności na nowotwory tarczycy. Pojawiają się też doniesienia o wzroście zachorowań na białaczki wśród populacji osób bezpośrednio zaangażowanych w likwidację skutków katastrofy w jej miejscu. W Polsce zaś największe skażenia stanowią tylko jeden procent maksymalnych skażeń, jakie wystąpiły na Białorusi i około jedną szóstą największych skażeń obserwowanych w Szwecji.

W Polsce przewiduję się, że w ciągu najbliższych 50 lat, wystąpi maksymalnie 6600 zachorowań nowotworowych, spowodowanych katastrofą czarnobylską. Oznacza to wzrost średniej zachorowalności nowotworowej ni przekraczającej 0,2% w skali roku.
Jako najpoważniejszy skutek zdrowotny katastrofy czarnobylskiej dla populacji polskiej niektórzy wymieniają wzrost sztucznych poronień wywołanych lękiem przed urodzeniem dziecka z uszkodzeniami genetycznymi. Innym wymienianym skutkiem katastrofy są efekty uboczne podania jodku potasu, które wystąpiły u ok. 1 miliona osób.

Katastrofa reaktora w Czarnobylu była źródłem sztucznych pierwiastków promieniotwórczych. One są zaś jedną z przyczyn skażenia promieniotwórczego.
Przez pojęcie skażenia promieniotwórczego rozumie się wzrost koncentracji naturalnych pierwiastków promieniotwórczych w biosferze spowodowany działalnością człowieka (np. przy wydobywaniu i spalaniu kopalin) lub pojawieniem się substancji promieniotwórczych niewystępujących wcześniej w środowisku, tzw. sztucznych pierwiastków promieniotwórczych. Głównym źródłem tych ostatnich substancji były próbne wybuchy jądrowe prowadzone w atmosferze, katastrofy reaktorów oraz przeróbka i składowanie paliwa jądrowego.

Wybuchy w atmosferze prowadziły USA, ZSRR, Francja, Anglia i Chiny.
W 1963 roku supermocarstwa (USA, ZSRR, Wielka Brytania) podpisały traktat o zaprzestaniu prób w atmosferze później dołączyła do nich Francja i Chiny. Największe nasilenie wybuchów miało miejsce tuż przed jego podpisaniem. Ostatni wybuch atmosferyczny przeprowadziły Chiny w 1980 roku. Łączna moc wybuchów przekraczała dwadzieścia tysięcy razy moc bomby zrzuconej na Hiroszimę. Wybuchy spowodowały globalny opad promieniotwórczy, obejmujący cała kulę ziemską. Opad po wybuchach zawierał, oprócz wielu szybko rozpadających się izotopów, również i izotopy względnie długożyciowe. Ponad 90% opadu miało miejsce przed 1966 rokiem.

Broń jądrowa, dawniej zwana bronią atomową, broń A, jest to jeden z rodzajów broni masowej zagłady, o działaniu wybuchowym o wielkiej sile, wykorzystując energię powstającą podczas reakcji łańcuchowej rozszczepienia jąder atomów izotopów ciężkich pierwiastków, m.in. uranu lub plutonu, bądź podczas łączenia się (syntezy) jąder izotopów wodoru- deuteru i trytu (broń termojądrowa). Jeśli reakcja taka zachodzi gwałtownie to dochodzi wówczas do wybuchu, jeśli natomiast przebiega powoli- wybuchu nie ma (mówi się wówczas o bojowych środkach promieniotwórczych). Energię wybuchu jądrowego porównuje się najczęściej z energią wyzwalaną przez wybuch określonej masy trotylu (TNT) i wyraża się za pomocą tzw. równoważnika trotylowego.
Eksplozja bomby jądrowej może być dokonana w powietrzu, na powierzchni ziemi lub wody oraz pod ziemią i pod wodą.
Wybuch bomby jądrowej powoduje powstanie czynników rażących:
• Fali uderzeniowej- powstaje ona na skutek podwyższonej temperatury oraz wysokiego ciśnienia, rozprzestrzenia się ona we wszystkich kierunkach z prędkością przekraczającą prędkość dźwięku,
• Promieniowania cieplnego- źródłem promieniowania cieplnego jest powstająca podczas wybuchu kula ognista; promieniowanie to wznieca pożary materiałów palnych i powoduje oparzenia ludzi i zwierząt,
• Promieniowania jonizującego, zwłaszcza przenikliwego (gamma i neutronowe)-promieniowanie przenikliwe jest niewidzialne i niewyczuwalne, przy napromieniowaniu człowieka dawką ponad 200 rentgenów może dojść u napromieniowanego do tzw. choroby popromiennej,
• Promieniotwórczego skażenia terenu- dokonuje się ono poprzez opadanie na ziemię radioaktywnych produktów powstałych na skutek wybuchu.
W 1942 roku przystąpiono w USA do realizacji tzw. Projektu Manhattan, mającego na celu skonstruowanie broni jądrowej. Pierwsza próba takiej broni odbyła się w lipcu 1945 roku na poligonie wojskowym Alamagordo, w amerykańskim stanie Nowy Meksyk. Broń jądrowa została użyta podczas II wojny światowej przez USA, które zrzuciły ją 6 i 9 sierpnia 1945 roku na Hiroszimą (bomba Little boy) i Nagasaki (bomba Fat man) w Japonii, co znacznie przyspieszyło zakończenie działań wojennych na Dalekim Wchodzie. W 1949 roku broń jądrową wyprodukowano także w ZSRR, następnie w Wielkiej Brytanii, Francji, ChRL oraz w Indiach.
W 1963 roku USA, ZSRR i Wielka Brytania zobowiązały się do zaprzestania prób z bronią jądrową, prowadzonych w atmosferze i pod wodą.

W 1970 roku wszedł w życie układ o nierozprzestrzenianiu broni jądrowej, do którego przystąpiło 178 krajów, został on przedłużony bezterminowo w 1995 roku.