Ô nhiễm phóng xạ là loại ô nhiễm khá nguy hiểm đến sức khỏe con người, gây ra nhiều căn bênh quái ác là nguyên nhân gây nên các dị tật bẩm sinh của con người và các căn bệnh khó trị khác.

Được hiểu là việc chất phóng xạ nằm trên các bề mặt hay trong chất rắn, chất lỏng hay chất khí và thậm chí kể cả trong cơ thể con người.  Sự ô nhiễm phóng xạ cũng được sử dụng ít chính thức để chỉ một số lượng, cụ thể là các hoạt động phóng xạ trên một bề mặt (hoặc trên một đơn vị diện tích bề mặt). Phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác. Ô nhiễm phóng xạ là sự phát tán của các tia có năng lượng cao và các chất phóng xạ vào đất, nước, không khí, sinh vật.

Ô nhiễm môi trường do các chất phóng xạ gây nên hậu quả nghiêm trọng.

- Tia α: là hạt nhân cử nguyên tử Heli thoát ra từ một nhân nguyên tử nặng trong quá trình biến đổi hạt nhân. Do kích thước tia lớn, các hạt khí này không thể thấm sâu vào vật chất  nhưng chúng lại có khả năng tạo ra một lượng lớn các sản phẩm ion hóa chỉ cần sau một thời gian thâm nhập rất ngắn (30.000 cặp ion trong 1cm mà tia đi qua). Do đó, các hạt α biểu hiện rất ít khả năng độc hại ngoài cơ thể nhưng chúng lại rất nguy hiểm qua đường tiêu hóa.

- Tia β: đây là chùm điện tử phát sinh từ hạt nhân nguyên tử, có kèm theo hiện tượng hạt nhân trung hòa biến thành hạt mang điện hay ngược lại. Các hạt  β có khả năng thâm nhập lớn hơn các hạt α nhưng chúng lại sản ra ít ion hơn nhiều theo đơn vị chiều dài đường đi (150 cặp ion qua 1cm không khí). Các tia này có thể biến thành các tia α hay tia X khi các hạt β chậm lại lúc đi gần một hạt nhân của chất bị đâm xuyên (bức xạ hãm).

Các tia phóng xạ gây nguy hại cho con người.

- Tia γ: đây là chùm hạt proton phóng ra từ hạt nhân nguyên tử, các tia γ có khả năng ion hóa kém nhưng khả năng đâm xuyên lại rất mạnh so với các tia α và β. Phải dùng những tấm chì dày hàng centimet mới làm giảm được rõ rệt số tia đi qua. Không bao giờ tia γ bị hấp thụ hoàn toàn hoặc bị chặn hẳn lại.

- Tia nơtron: nơtron là những hạt không mang điện của hạt nhân nguyên tử được giải phóng trong quá trình phá vỡ hạt nhân nguyên tử nặng uran. Nó chỉ bị giữ lại khi va chạm với các hạt nhân khác, do đó nó có khả năng đâm xuyên rất lớn. 

- Tia X: sự đổi chỗ của các điện tử từ quỹ đạo này sang quỹ đạo khác phát ra tia X. Giống như tia γ, tia X cũng là bức xạ điện tử nhưng có bước sóng dài hơn. Các tính chất của tia X cũng tương tự tia γ.

Chất thải có chứa các chất phóng xạ thường là sản phẩm của các nhà máy điện hạt nhân và các ứng dụng khác của phân hạch hạt nhân hoặc công nghệ hạt nhân, chẳng hạn như nghiên cứu và y học. Chất thải phóng xạ nguy hiểm cho hầu hết các hình thức của sống và môi trường, và được quy định bởi các cơ quan chính phủ để bảo vệ sức khỏe con người và môi trường.

Các chất thải phóng xạ chủ yếu từ các nhà máy hạt nhân và các hóa chất độc hại.

Trước khi được thải ra môi trường các chất thải được lưu trữ lại để làm giảm dộ phóng xạ của nó. Thời gian lưu trữ phụ thuộc vào loại chất thải. Chất thải ở mức độ thấp với các mức phóng xạ thấp trên mỗi khối lượng hoặc khối lượng (chẳng hạn như một số chất thải y tế hoặc chất thải phóng xạ công nghiệp) có thể cần phải được lưu trữ cho các giờ, vài ngày trong khi chỉ cao cấp chất thải (như nhiên liệu hạt nhân đã qua hoặc sản phẩm phụ của hạt nhân tái chế) phải được lưu trữ cho một năm hoặc hơn. 

Các phương pháp xử lý chất thải hạt nhân

Mặc dù, các nhà máy điện hạt nhân đang là lựa chon khả thi để giải quyết vấn đề khủng hoảng năng lượng nhưng cũng không thể phủ nhận một trong những nhược điểm lớn của nó là quá trình xử lý chất thải hạt nhân.
Nhằm ứng phó với tình hình biến đổi khí hậu gia tăng và đáp ứng nhu cầu ngày càng lớn về năng lượng, các quốc gia phát triển và đang phát triển đều theo đuổi những dự án nhà máy điện hạt nhân . Tuy nhiên làm sao để xử lý chất thải hạt nhân cũng như cơ chế tài chính cho xử lý chất thải phóng xạ… đã sản sinh trong quá trình vận hành lò phản ứng hạt nhân đang làm đau đầu các nhà khoa học và quản lý.

Quy trình xử lý chất thải hạt nhân truyền thống tích trữ trong hầm, kho chứa của nhà máy càng ngày càng lớn và trở thành gánh nặng của các quốc gia. Đối mặt với tình trạng này, các nhà khoa học trên thế giới đã đưa ra nhiều giải pháp khác nhau song vẫn chưa đem lại hiệu quả thực sự, điều này cũng gây áp lực không nhỏ cho các nhà quản lý trước bối cảnh thúc bách về năng lượng và quá trình triển khai kế hoạch phát triển công nghệ hạt nhân.

Cất giữ trong đá nhân tạo

Cách này sẽ ngăn chất thải phóng xạ và làm nhiễm độc đất, đá và nước xung quanh.Các nhà khoa học đã phát triển loại đá nhân tạo (synroc) từ những năm 1970 nhằm lưu giữ những chất thải hạt nhân có mức phóng xạ lớn. Các loại đá được thiết kế khác nhau phụ thuộc vào loại chất thải riêng biệt, dựa trên công thức cho phản ứng nước - ánh sáng cũng như hàm lượng chất plutonium.Một giải pháp tương tự là sử dụng vật liệu gốm nano trong bảo quản và lưu giữ chất thải phóng xạ. Các nhà khoa học Australia dùng sơn với sợi gốm nano được làm từ oxit của titan để sơn lên bề mặt các bể hay thùng lớn bằng thép, được dùng để chứa chất thải phát sinh trong quá trình khai thác các chất phóng xạ và nước thải trong quá trình làm mát lò phản ứng. Vật liệu gốm nano có ưu điểm là rất bền và có thời gian tồn tại lâu hơn các ion chất phóng xạ, có khả năng bẫy các ion dương của chất phóng xạ và giữ chặt chúng mãi trong đó. Chỉ cần quét một lớp sơn mỏng cỡ nano mét (một phần tỷ mét) sẽ tăng độ an toàn lên rất nhiều.

Nguồn Internet

Các chất thải phóng xạ sinh ra từ nhiều nguồn khác nhau. Phần lớn chất thải có nguồn gốc từ chu trình nhiên liệu hạt nhân và tái chế vũ khí hạt nhân. Những nguồn khác có thể là do chất thải y học và công nghiệp, hoặc các loại vật liệu phóng xạ tự nhiên (NORM) được tích tụ do việc chế biến hoặc tiêu thụ than, dầu, khí đốt và một vài loại khoáng sản.

- Các loại chất phóng xạ trong tự nhiên: các chất chứa phóng xạ tự nhiên được gọi là NORM. Sau khi được xử lý bởi con người khiến cho tính phóng xạ cúa chúng lộ ra hoặc tích tụ (như quá trình khai thác mỏ đưa than lên bề mặt hoặc đốt để tạo ra tro cô đặc), chúng sẽ trở thành chất phóng xạ tự nhiên được tăng cường bởi công nghệ. Rất nhiều loại chất thải này là vật liệu phóng xạ hạt anpha sinh từ chuỗi phân rã của urani và thori. 

- Chất thải tàn dư: các hoạt động lịch sử liên quan đến công nghiệp radi, khai thác urani, và các chương trình quân sự, vì vậy có rất nhiều khu vực có chứa hoặc là bị ô nhiễm phóng xạ. Các hóa chất độc hại được sử dụng trong chiến tranh còn sót lại cũng chứa các chất phóng xạ nguy hiểm.

Các chất phóng xạ gây nên những thiệt hại vô cùng nặng nề cho sức khỏe con người.

- Chất thải phóng xạ trong y tế: thường chứa các tác nhân giải phóng hạt beta và tia gamma. Chúng có thể được chia thành hai nhóm chính. Trong y học hạt nhân chẩn đoán, một lượng lớn tác nhân giải phóng gamma có thời gian sống ngắn như techneti-99m được sử dụng. Đa số chúng có thể được xử lý bằng cách để yên cho chúng phân rã trong một khoảng thời gian ngắn trước khi xử lý như chất thải thông thường. Các loại chất phóng xạ này dùng trong việc điều trị các căn bệnh có mức độ nguy hiểm cao.

- Trong công nghiệp: các chất thải có nguồn gốc từ công nghiệp có thể chứa các tác nhân phóng xạ như anpha, beta, nơtron hoặc gamma. Tác nhân phóng xạ gamma được sử dụng trong chụp X quang trong khi đó thì nguồn giải phóng nơtron được sử dụng trong nhiều ứng dụng, chẳng hạn như trong quá trình logging giếng dầu.

- Than đá: có chứa một lượng nhỏ phóng xạ urani, bari, thori và kali, nhưng, trong trường hợp của than tinh khiết, nồng độ trung bình của những nguyên tố này nhỏ hơn nhiều so với trong vỏ Trái Đất. Các địa tầng xung quanh, nếu là đá phiến sét hoặc bột kết, thường chứa phóng xạ nhiều hơn một chút so với trung bình và điều này cũng có thể thấy được trong thành phần tro của các loại than 'bẩn'. 

- Dầu khí: Cặn dư từ ngành công nghiệp dầu khí thường chứa radi và các sản phẩm phân rã của nó. Lượng sulfat từ giếng dầu thường giàu radi, trong khi đó nước, dầu và khí đốt từ giếng thường chứa radon. Radon phân rã sinh ra đồng vị phóng xạ rắn hình thành lớp phủ bên trong đường ống. Trong nhà máy chế biến dầu, khu vực nhà máy nơi propan được chế biến thường là một trong những khu vực bị ô nhiễm, bởi vì radon có điểm sôi tương tự như propan.

- Phóng xạ nhân tạo do thử nghiệm vũ khí hạt nhân: các vụ nổ vũ khí hạt nhân đều gây ra các sản phẩm phóng xạ. Các sản phẩm phóng xạ này được phát tán trong khí quyển và sẽ được các loại đất đá hấp thụ ở những mức độ khác nhau. Các chất phóng xạ này có chu kỳ bán rã dài, ngắn khác nhau và chúng tồn tại ở môi trường địa phương xung quanh các vụ nổ ở hàm lượng khác so với ở những nơi xa các vụ nổ đó. Từ các vụ nổ hạt nhân, các hạt phóng xạ hình thành được tung vào khí quyển; chúng bị mưa, gió kéo theo và phát tán trong khắp khí quyển rồi rơi xuống mặt đất. Các chất phóng xạ này cũng rơi xuống mặt biển và được phát tán trong nước biển từ đại dương này sang đại dương khác qua hoạt động của đại dương. Như vậy, các quá trình phát tán này chính là tác nhân của quá trình gây nhiễm xạ toàn cầu.

Các chất phóng xạ trong môi trường sẽ theo nhiều con đường xâm nhập vào cơ thể con người, chúng sẽ phá hoại các kết cấu phân tử lớn thậm chí trực tiếp phá hủy các tế bào và mô gây hại cho sức khỏe con người. Tia phóng xạ có thể gây ra nhiều bệnh nguy hiểm vì vậy phải hạn chế sự ảnh hưởng của nó đến sức khỏe con người.