A szegényített urán-lövedékek működése és hatása
Zsigó Zsolt
2013/04/08 08:00
1121 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.
A "Balkán-szindróma" kapcsán egyre nagyobbra dagad a szegényített urán-lövedékek alkalmazása és lehetséges hatása körüli botrány. Cikkünk néhány műszaki és sugárvédelmi kérdést kíván tisztázni.

Mit jelent a "szegényített urán" kifejezés?

A természetben előforduló uránban kétféle izotóp található meg: a 235-ös tömegszámú uránizotóp 0,72%, míg a 238-as 99,28%-ot képvisel. Az atomerőművek számára a ritkább 235-ös izotóp az értékes, ezért az atomerőművi üzemanyaghoz az uránt dúsítják. Ez azt jelenti, hogy az ún. dúsító üzemekben a 235-ös tömegszámú izotóp részarányát az üzemanyagban a természetes 0,72%-ról 3-5%-ra növelik meg. (Kísérleti és hadi alkalmazásoknál a dúsítás mértéke akár 90% vagy afölötti is lehet.) Az eljárás során visszamaradó uránban ennek következtében a 235-ös izotóp részaránya mintegy 0,2%-ra lecsökken. A dúsítás ezen melléktermékét nevezik szegényített uránnak (angolul depleted uranium), hiszen az a 235-ös uránizotópban szegény. (A fentiek szerint tehát helytelen és értelmetlen a magyar sajtóban gyakran használt "csökkentett urántartalmú bomba", "gyengített urántartalmú lövedék", "legyengített urán" kifejezések használata.)

Mivel a 235-ös uránizotóp radioaktivitása magasabb, mint a 238-as tömegszámúé, ezért a szegényített urán radioaktivitása mintegy 40%-kal kisebb (!), mint a természetes uráné.

Miért kezdte el alkalmazni a hadsereg a szegényített uránt?

Szegényített urán az üzemanyag dúsítási eljárás melléktermékeként az elmúlt 50 évben nagy mennyiségben halmozódott fel a világban. A becslések szerint egyedül az USA-ban kb. 700 000 t szegényített urán áll rendelkezésre. Mivel viszonylag kevés egyéb célra használják, nagy mennyiségben és gyakorlatilag ingyen áll a nagy államok rendelkezésére. A hadsereg valószínűleg olcsósága, és a rendelkezésre álló készletek nagysága miatt kezdte el alkalmazni.

Hagyományos fegyverekben az urán alkalmazásának jelentősége abban áll, hogy a természetes anyagok közül az egyik legnagyobb sűrűségű fémről van szó. Míg a közismerten "nehéz" ólom sűrűsége csak 11,3 kg/dm3, a fémurán sűrűsége 19,1 kg/dm3. A természetben van még néhány, hasonlóan nagy sűrűségű anyag (arany és volfrám 19,3 kg/dm3, platina 21,4 kg/dm3), ezek ára azonban nagyságrendekkel magasabb a szegényített urán áránál.

Milyen célra használta először a hadsereg a szegényített uránt?

A szegényített urán a tankokon mint a homlokpáncélzat egyik alkotója már régebb óta szerepel, egyes források szerint a hason mint sugárvédő árnyékolás is elterjedt.

Hogyan működnek a szegényített urán betétes lövedékek?

A szegényített uránt elsősorban páncéltörő lövedékekben alkalmazzák. Ahogy a 30 mm-es páncéltörő lövedék metszeti rajzán látható (1. ábra, [3]), a hengeres szegényített urán betét egy alumínium burkolaton belül található (tehát az urán nem bevonat, hanem betét formájában van a lövedékben!). 1. ábra

Mivel az urán nagyon nagy sűrűségű anyag, a lövedék igen nagy mozgási energiával éri el a célpontot.

Becsapódáskor két hatás érvényesül

  • a lövedék mozgási energiája hővé alakul, ami képes megolvasztani a lövedéket magát és a páncél anyagát;
  • a felszabaduló hő következtében felhevülő fémurán betét maga is intenzíven égni kezd, és ez az oxidációs folyamat is további hőt termel.

A fenti két hatás együttesen képes arra, hogy a legmodernebb kompozit acél-kevlár páncélt, valamint az urán tartalmú páncélt is átfúrja. Az ennek következtében kitörő tűz teszi harcképtelenné az adott harci járművet vagy objektumot.

A 2. ábrán a 120 mm-es páncéltörő lövedék metszete és kilövés utáni szerkezete látható. Az ábra egyértelműen mutatja, hogy a szegényített urán betét egy hosszú, hengeres rúd formájában van beépítve a lövedékbe. A kilövés után a betétről minden burkolóelem automatikusan leválik és a szegényített fémurán pálca mintegy nyíl csapódik be a célpontba. A 120 mm-es lövedék esetén a szegényített urán betét tömege a különböző források szerint 1 - 5 kg tömegű (típustól függően).

2. ábra

A 30 mm-es PGU-14 API típusú lövedéket a harckocsi elhárító repülőgépek gépágyúi (pl. az A-10 "Varacskos disznó") használják, míg a 120 mm-es űrméretű, urántartalmú páncéltörő lövedéket alkalmaznak egyes harckocsik lövegei (pl. az Abrams M1 tank). Mindkét lövedéktípust hadszíntéren először az öbölháborúban vetették be, habár már 1976 óta létezett ez a lövedék konstrukció. A Balkánon csak 30 mm-es szegényített urán lövedékeket vetett be a NATO.

Milyen célra használják még a szegényített uránt a hadseregen kívül?

A szegényített uránt a polgári életben is alkalmazzák: nagy sűrűsége miatt jó sugárzás árnyékoló anyag, így pl. orvosi röntgen készülékeknél vagy nagy aktivitású sugárforrásoknál (kórházakban) hatékonyan alkalmazzák sugárvédelmi célokra. Ugyanígy az uránbetétes konténerek jól használhatók sugárzó izotópok tárolására vagy szállítására. Nagy sűrűsége miatt hajókon nehezékként is előfordul.

A természetes és a szegényített urán is gyengén sugárzó anyag. Elsősorban alfa részecskéket bocsát ki, amelyet már egy vékony papírlap vagy egy egyszerű fémbevonat is elnyel, így tokozva nem jelent sugárzási veszélyt a környezetére nézve.

Hol fordul még elő urán a környezetben?

Az urán természetes anyag, környezetünkben gyakorlatilag mindenhol előfordul. Az urán átlagos koncentrációja a talajban és a földkéregben 3-5 g/tonna föld (ez azt is jelenti, hogy Magyarország területének felső 1 méterében kb. 300 000 t urán található). Az összes vízben is megtalálható kis mennyiségben: az ivóvízben a világ különböző helyein az urán koncentrációja 0,1 - 8 mikro g/l között változik, hazánkban tipikusan 2-3 mikrog/l értéket ér el, de pl. Finnországban 12 400 mikro g/l koncentráció is előfordul. A tengervízben az urán koncentrációja 3,3 mikro g/l. Az urán természetes okokból igen kis mennyiségben a levegőben is megtalálható.

Hol és mennyi szegényített urán tartalmú lövedéket vetettek be eddig?

  • Öbölháború, 1991: 9 640 db 105/120 mm-es lövedék (összesen 56 t) amerikai és angol tankokból kilőve. 850 000 db 25/30 mm-es lövedék (összesen 268 t) amerikai és angol repülőgépekről bevetve.
  • Bosznia, 1994/1995: 10 800 db 30 mm-es lövedék (összesen 3 t) amerikai repülőgépekről kilőve.
  • Koszovó, 1999: 31 000 db 30 mm-es lövedék (összesen 8,4 t) amerikai repülőgépekről kilőve.

Veszélyes-e a szegényített urán lövedékek sugárzása kilövés előtti állapotban?

A 4. pontban leírt hatásmechanizmus szerint az urán a becsapódás után oxidálódik. Ennek során a fémurán átalakul valamilyen urán-oxiddá (UO2, UO3, U3O8) és körülbelül 50%-a kisméretű szemcsék formájában szilárdul meg.

Az urán-oxid vízben nem oldódik, így ebben a formájában kétféle módon lehet veszélyes:

  • a keletkező aeroszol olyan méreteloszlású, hogy " habár kiülepszik a levegőből " szél vagy mozgás hatására felkeveredhet és belélegezhető;
  • növényekre kiülepedve fogyasztás útján az ott élő állatok vagy emberek tápcsatornájába kerülhet.

Veszélyes-e olyan területen tartózkodni, ahol szegényített urán tartalmú lövedékeket használtak?

Külső sugárterhelés a talajon szétszóródott lövedék darabok és por következtében [1]

Ha feltételezzük, hogy 1000 négyzetméteres területen 10 kg szegényített urán szóródik szét, az ebből eredő sugárdózis az ott tartózkodókra 4 mikro Sv/év (ejtsd mikroszivert per év), ami a természetes háttérsugárzás (2,5 mSv/év, vagyis 2,5 milliszivert per év) 1/625-öd része, vagyis nagyon kis érték.

Urán tartalmú porral és aeroszolokkal szennyezett levegő belégzése

Ha az urán a szervezetbe kerül, nagyobb sugárdózissal kell számolni, mint külső sugárzás esetén, hiszen a szervezeten belül nincsen olyan védőréteg (bőr), ami az alfa-sugárzást felfogná. Ha feltételezzük, hogy 100 mg urán por belégzésre kerül, az az irodalmi adatok szerint akut toxikus hatással jár, vagyis az illetőnél néhány nap alatt nehézfém mérgezési tünetek alakulnak ki. Ekkora mennyiséget belélegezni azonban csak akkor lehet, ha valaki közvetlenül olyan objektum (pl. harckocsi) mellett áll, amelyet ott tartózkodása alatt találat ér. Az áldozat a nehézfém mérgezést nem is biztos, hogy túléli. A 100 mg urán következtében kapott többlet sugárterhelés (2-2,5 mSv) kb. az éves természetes sugárdózisnak felel meg. Vagyis amíg a kémiai mérgező hatás nagyon súlyos következményekkel jár, a sugárzás okozta károsodástól ebben az esetben sem kell tartani.

Felkevert urán por belélegzése (inhaláció)

Ha valaki folyamatosan olyan területen tartózkodik, amelyen szegényített urán tartalmú lövedékek becsapódásából származó por található, belélegezheti a mozgás és szél által felkevert port. A szervezetbe ilyen módon bekerült por mennyisége a helyi adottságoktól függően erősen változhat. A számítások szerint az ebből származó inhalációs dózis a természetes háttérsugárzás töredékétől annak néhányszorosáig terjedhet. Ugyanakkor az Öbölháború után két évvel Kuvaitban 1993 nyarán végzett mérésekből tudjuk, hogy kis mennyiségben a szegényített urán jelenléte kimutatható volt a levegőben, az ebből adódó éves inhalációs dózis az ott élőkre vonatkozóan azonban mindössze 0,3 mikro Sv/év (0,3 mikroszievert per év) volt, ami a természetes háttérsugárzás 1/8000 része.

Lehet-e veszélyes harci területről származó ételek vagy víz fogyasztása?

Az uránnak léteznek vízben oldódó vegyületei is, amelyek esetleg bekerülhetnek a talajvízbe, növények vagy állatok szervezetébe. Ezek fogyasztásával a szegényített urán bekerülhet az ember szervezetébe is. Az előző pontban említettekhez hasonlóan azonban nem sugárhatással, hanem nagyobb mennyiség szervezetbe bekerülése esetén a nehézfém toxikus, mérgező hatásával kell számolni. A nehézfém mérgezés miatt elsősorban vese- és májkárosodás alakulhat ki.

Megbecsülhető-e a Balkánon járt katonákra a rák kifejlődésének kockázata?

A sajtójelentésekben elsősorban leukémiáról esik szó és a félelmek az urán sugárzásának hatásával kapcsolatban merülnek fel. Nemzetközi modellszámítások alapján a következőt mondhatjuk: Vegyünk egy katonát, aki 1995-ben 25 éves korában járt Boszniában és 10 alkalommal közvetlenül szegényített urán tartalmú lövedék bevetése után járt a céltárgy közelében és mind a 10 alkalommal szegényített urán port lélegzett be. Amennyiben 2001-ben ennél a katonánál leukémiát mutatnak ki, 1,7% annak a valószínűsége, hogy leukémiáját a Balkánon belélegzett urán okozta. Vagyis a fenti kritériumoknak megfelelő katonák között csak minden 57. leukémiás esetre lehet azt mondani, hogy ez nagy valószínűséggel a belélegzett szegényített urán por miatt alakult ki. (Megjegyzendő, hogy a modellben szereplő katona a nagy mennyiségű nehézfém hatására kialakuló mérgezés következtében még 1995-ben nagy valószínűséggel meghalt volna.)

Ha a katona először 1999-ben, a koszovói válság idején került bevetésre a Balkánon, annak a valószínűsége, hogy a 2001-ben kimutatott leukémiája a szegényített urán miatt alakult ki, gyakorlatilag nulla, hiszen a leukémia lappangási ideje 2 év.

Irodalom

  • WISE Uranium Project, Peter Diehl, Am Schwedenteich 4, D-01477 Arnsdorf Tel. 035200-20737, E-mail: uranium@t-online.dehttp://www.antenna.nl/wise/uranium/
  • The potential effects on human health and the enviroment arising from possible use of depleted uranium during the 1999 Kosovo conflict. A preliminary assessment, United Nations (ENS) Environmental Program, UNEP/UNCHS Balkans Task Force (BTF), October 1999
  • GAU-8/A Ammunition, www.atk.com
  • Magyar Nukleáris Társaság, Cserháti András, www.kfki.hu/~hnucsoc/
  • MSZ 62/1-1989 szabvány belégzési ÉFEK értéke alapján számítva


Csatlakozz hozzánk!

Ajánljuk

European Schoolnet Academy Ingyenes online tanfolyamok tanároknak
School Education Gateway Ingyenes tanfolyamok és sok más tanárok számára
ENABLE pilot Program iskoláknak a bullying ellen
eBiztonság Minősítés Minősítési rendszer oktatási intézményeknek