Fukuşima’da biriken 1,2 milyon ton radyoaktiviteli suyun denize akıtılmasının çevre ve insana etkisi nedir?

Japon hükümeti 2-3 yıldır incelemeler ve tartışmalar sonunda, 2011 yılında büyük reaktör kazası geçiren Fukuşima nükleer santral alanında depolanan 1,2 Milyon Ton Trityum radyoaktiviteli atık suyun seyreltilerek, önümüzdeki yıllarda azar azar denize akıtılmasına, geçen 13 Nisan’da karar verdi. Başbakan Suga : Fukuşima santralının baştan aşağı radyoaktiviteden arındırılması gerekiyor, ne yazık ki, başka bir seçeneğimiz yok, ancak balıkların ve diğer deniz ürünlerinin zarar görmemesi için her türlü önlemi alacağız! dedi.

 

Çin, Güney Kore ve Taivan, Japon hükümetinin,Fukuşima’nın radyoaktif trityumlu atık sularını Pasifik okyanusuna kontrollu olarak verme kararını, sert eleştirdiler. Ancak bu ülkeler de, daha düşük radyoaktiviteli de olsa, kendi atık sularını denize eskiden beri salıyorlar.  IAEA bu durumun uluslararası alışılmış bir yöntem olduğunu bildirdi. Aslında tüm dünyada radyoaktiviteli suların seyreltilerek ve kontrollu olarak, belirli sınır değerler aşılmayarak, denizlere ya da akarsulara akıtılması alışılagelmiş bir uygulamadır.

Fukuşima nükleer santralındaki 6 nükleer reaktörden 3’ünde 2011 yılında nükleer yakıt erimesi (ergimesi) oldu /1/. Bu reaktörleri soğutmak için kullanılan suda, çok miktarda radyoaktif Trityum bulunuyordu. Fukuşima’da, reaktörleri soğutma suyunun yanı sıra, radyoaktif maddelerle bulaşmış yağmur ve yeraltı sularının da su tanklarında depolanması zorunlu. Günde toplam olarak 170 ton kadar radyoaktiviteli atık suyun sürekli olarlak depolara aktarılması gerekiyor. Atık sularda trityumdan başka az miktarda uranyum, sezyum ve stronsyum gibi başka radyoaktif maddeler de çok az miktarlarda  bulunabiliyor. Ancak bunlar büyük oranda filtreleme ve diğer yöntemlerle sudan arındırılabilirlerken, suyun bileşeninde bulunan trityum sudan ayrıştırılamıyor.

Fukuşima santral alanı geçen son 10 yılda radyoaktif atık su tanklarıyla tıka basa dolduğundan, biriken atık suların, bu arada trityum radyoaktivitesi de, doğal bozunmayla neredeyse yarıya indiğinden ve santral alanındaki çok çeşitli malzemelerin sürekli temizlenme çalışmalarıyla da yeni atık su tanklarına yer açılması gerektiğinden, 1000 su tankından fazlasını dolduran 1,2 milyon ton atık suyun denize kontrollu olarak akıtılmasından başka bir çözüm görülemediğini, santralı işleten Tepco şirketi, uzun süredir açıklıyor. Böylelikle 1000’den fazla devasa tankın da geçen sürede eskiyip eskimediğii ya da hala güvenli olup olmadığı kontrol edilmiş olacak. Genellikle dünyada bir nükleer reaktörden, halkın kullandığı,sulara, denizlere verilecek atık sulardaki trityum’un litrede 60.000 Bq’den daha az olması gerekiyor. Fukuşima’da da bunun altında kalınacağı normaldir ve IAEA kendi web sayfasında Japon devlet kurumlarıyla birlikte çalışacağını açıkladığından, denetimler yapacağı beklenir.

Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu’nun (IAEA) verdiği bilgiye göre /6/, sezyum’un aksine trityum’un balıkların vücutlarında zenginleşmediği saptanmış.  Fukuşima kazasından sonra denize verilen sulardaki trityum, 40 km uzaklıkta ölçümlerle saptandı. Fukuşima kazasından sonra denize akıtılan sulardaki trityum miktarı, 60’lı yıllardaki atom bombası denemelerindekinden ve kullanılmış nükleer yakıtların tekrar kazanılmasını sağlayan tesislerden ırmak ve denizlere verilen atık sulardakinden daha az olmasına rağmen, Fukuşima çevresinde 40 km uzaklıkta iyice seyrelmiş olması gereken trityumun ölçülebilmiş olması, ölçümlerin duyarlığını gösterdiği gibi ileride denizlerde aşırı derişimler olduğunda bunların da kolayca ortaya çıkarılabileceğini göstermektedir /4/. Fukuşima kazasından sonra denize akan sudaki sezyum gibi, trityum’un da denizde büyük ölçüde seyreleceği biliniyor. Besinlerden, balıklardan alınan örneklerde radyoaktivitenin çok düşük olduğu, hatta aletlerin ölçü duyarlıklarının altında kaldığı ilgili laboratuvarlardan açıklanıyor.

Trityum nasıl bir madde ve denize verilmesinin canlılara etkisi  nedir?

Trityum, sudaki bir çok radyoaktif maddenin (Sezum 137 gibi) aksine, su molekül yapısının bir parçası olduğundan, sudan ayrıştırılamıyor (Diğerleri büyük oranda filtrelenebiliyor). Bu nedenle yüksek radyoaktiviteli trityumlu suların tanklarda saklanması ve zamanla kendiliğinden doğal bozunmayla radyoaktivitesinin azalması zorunlu oluyor. Trityum doğada çok az miktarda ortaya çıkan bir madde ve resimden görüldüğü gibi hidrojenin, 2 nötron ve 1 protondan oluşan 3 numaralı modeli (radyoizotopu).

 

Trityum doğada atmosferin üst katlarında (Stratosfer) kozmik ışınların, hava molekülleri içindeki atomların çekirdekleriyle çarpışmasıyla sürekli olarak oluşuyor: yılda 148 Petabecquerel (148 x 10 ¹⁵ Bq).

Örneğin Stratosferde bir azot (N) atom çekirdeğinin, bir nötron (n) ile tepkimesi sonunda, bir karbon (C) atom çekirdeğiyle bir Trityum (T) oluşuyor:

Havadaki Trityum büyük miktarda sulara geçiyor. Karasal sulardaki derişimi yaklaşık olarak 400 Bq/m³ , okyanuslardaki derişimi ise 100 Bq/m³. Nükleer reaktörlerde ise Trityum, uranyumun bölünmesiye (bölünme ürünleri içinde) yan ürün olarak her 10⁴ uranyum bölünmesinde 1 adet trityum atom çekirdeği olarak ortaya çıktığı gibi, reaktör soğutma suyunda kullanılan Bor elementinin atom çekirdeğiyle, nötron tepkimesi sonunda da ortaya çıkıyor.

Trityum vücut içine girdiğinde ise suyun yapısında olduğundan tüm vücuda yayılıyor, vücutta kaldığı sürede, bir miktar etkili olabiliyor. Trityum için, yaydığı çok zayıf beta ışınları nedeniyle vücut dışından etkisi bulunmuyor denebilir. Bu nedenle insanların kullandıkları bazı malzemelerde Trityum bulunabiliyor (ışıldayan saatler, ışıldayan olta yemleri gibi).

Trityum ile ilgili Radyasyon Fiziği Ek Bilgileri

Trityum’un yarılanma süresi 12,35 yıl (Kendiliğinden radyoaktif bozunmayla yarıya inmesi için geçen süre). Trityum’un yaydığı zayıf beta ışınlarını, dıştan ince bir plastik folye bile soğurup etkisiz duruma getiriyor. {\displaystyle \mathrm {^{14}N\ +\ n\longrightarrow \ ^{12}C\ +\ T} }Trityum atomunun, su molekülünün ya da suyun yapısında hidrojen atomundan bir farkı bulunmuyor. Bu nedenle, organik madde içindeki suda entegre oluyor. Ancak vücuda girdiğinde uzun süre kalmıyor. Biyolojik yarılanma süresi (ya da vücuda giren miktarın yarısının, normal yollarla, atılmasına kadar, geçen süre), 10 gün ile 40 gün arasında değişiyor (10  gün HTO, Hidrojen Trityum Oksijen molekülü için, 40 gün ise Organik olarak bağlanan OBT moleküller için).

Trityum vücuda, içme suyu, besinler ya da deriden soğurularak girdiğinde ise çok az etkili olabiliyor. Doğal trityumun vücutta oluşturabileceği ortalama yıllık dozun 0,01 mikroSievert olacağı hesaplanıyor. Trityum’un doz katsayısı 1,8x10 ^-11 Sv/Bq. Radyasyon doz katsayısı, bir radyoizotopun insan vücuduna etkisinin bir ölçüsü ve birimi Becuerel başına Sievert /2/. Bu, trityum atom çekirdeğinin saniyede her bozunumunda çok az bir miktarda doz oluşturacağını gösteriyor. Buna karşın, Sezyum’un doz katsayısı 2x 10^-8  Sv/Bq, trityumdan bin kat daha büyük ve Fukuşima kazası sırasında ortaya çıkan sezyumlu sular denize verilmek zorunda kalındı. Trityum’un çok düşük doz katsayısı nedeniyle, vücuda etkisinin çok az olacağı açıklanıyor /3,4/. Buna rağmen trityumun kalıtım hücrelerinde DNA’yı etkilemeyeceği ya da bozmayacağı konusunda heniz kesinleşmiş bir bulgu bulunmuyor /5/.

İsviçre 2012 bilimsel raporuna göre, yağışlarda ölçülen Trityum 5 ile 40 Bq/litre arasında değişiyor. İsviçre Radyasyondan korunma kurulu raporunda, halkın kullandığı ırmak, göl ve denizler için, bu çeşit sulara akıtılacak atık sulardaki sınır değer olarak 12.000 Bq/litre veriliyor. Halkın bu atıklar sonunda alabileceği yıllık radyasyon dozunun ise 0,001 mSv ‘den daha az olacağı hesaplanıyor /7/.

Gösterge sınır değerleri: İçme sularındaki radyoaktif maddeler için sınır değerler: Toplam Alfa için: 0,1 Bq/litre, Toplam Beta için: 1 Bq/litre ve Trityum için: 100 Bq/litre olarak  uluslararası kurumlarca belirlenmiştir. Suların içilmesi yoluyla, vücuda alınabilecek tüm radyoaktif maddelerden vücutta oluşabilecek radyasyon dozunun 0,1 mSv’in altında kalması da bu gerekiyor/8/.

 

Sonuç

Trityum büyük miktarda doğal olarak ortaya çıkan, deniz ve kara sularının yapısında bulunan, zayıf radyasyon yayan ve insan vücuduna girdiğinde ise uzun süre kalmayan bir rayoizotop.

Fukuşima’da biriken çok sayıdaki su tanklarındaki miktarı ise doğadakine oranla çok az. Balıklar ve diğer deniz ürünleri trityum’u bünyelerine aldıklarında, trityum bunlarda uzun süre kalmayacak, yine denize ulaşacaktır. Bu nedenle balıkların ve diğer deniz ürünlerinin trityumdan etklenmeleri beklenmiyor. Fukuşima’dan önümüzdeki yıllarda kontrollu olarak, belirli sınır değerler, Uluslararası Atom Enerjisi Kurumu’nun (IAEA) denetiminde korunarak, azar azar seyreltilerek denize akıtılacak radyoaktiviteli Fukuşima atık sularındaki trityumun denizdeki canlıları etkilemesi ve bunları vücutlarına bir miktar alan insanların da, bu çok az trityumdan etkilenme olasılığının (riskinin) yok denecek kadar az olacağı, bugünkü bilimsel bulgu ve değerlendirmelere göre söylenebilir.

Yüksel Atakan, Dr.Radyasyon Fizikçisi, Almanya, [email protected]

***

Birimler

Becquerel: Radyoaktivite birimi: 1 Bq: Saniyede 1 atom çekirdeği bozunumu olup çok küçüktür.

Sievert (Sv): Radyasyon doz birimi olup 1 Sv = 1 Joule/kg (Gama ve Beta ışınları için Gray birimiyle aynıdır). Aslında 1 Sievert’lik doz, günlük yaşamda çok küçük bir doz olmakla birlikte, hücrelere enerji aktarımında ise çok büyük etkisi olduğundan bunun binde biri olan miliSv (mSv) kullanılıyor. Örneğin 1 yılda vücudumuzun aldığı doğal radyasyon dozu ortalama olarak kişi başına 2,4 mSv’dir.

***

Kaynakça

/1/ Kazadan 10 yıl sonra Fukuşima’da durum ve yeni nükleer sanraller için alınabilecek dersler? Y.Atakan, Bilim ve Gelecek dergisi, Mart 2021

/2/  Radyasyon ve Sağlığımız? Kitabı, Yüksel Atakan, Nobel Yayınları 2014

/3/ Galeriu D. und Melintescu A. (2010): Tritium. In: Atwood D.A., Radionuclides in the Environment, S. 47-63.

/4/ Povinec P.P., Kwong L. W., Kaizer J., Molnár M., Nies H., Palcsu L., Papp L., Pham M.K. and Jean-Baptiste P. (2017): Impact of the Fukushima accident on tritium, radiocarbon and radiocesium levels in seawater of the western North Pacific Ocean: A comparison with pre-Fukushima situation

/5/ European Commission (2008): Emerging Issues on Tritium and Low Energy Beta Emitters. Radiation Protection No. 152, Proceedings of the EU Scientific Seminar 2007. 108 Syf

Health Protection Agency (2007): Review on risks from Tritium, „Report of the independent Advisory Group on Ionising Radiation“, Documents of the Health Protection Agency, Radiation, Chemical and Environmental Hazards (November 2007), 104 Syf..

/6/ International Atomic Energy Agency (2004): Sediment distribution coefficients and concentration factors for biota in the marine environment. Technical Report Series No. 422, Wien, 103 Syf.

Online: http://www-pub.iaea.org/books/IAEABooks/6855/Sediment-Distribution-Coefficients-and-Concentration-Factors-for-Biota-in-the-Marine-Environment

/7/ İsviçre radyasyondan korunma ve BAG raporları: ENSI-Strahlenschutzbericht 2012.

/8/ İçme sularındaki radyoaktivite, sınır değerler ve Türkiye’de durum Yüksel Atakan, 1 Şubat 2016, Bilim ve Gelecek dergisi