W 1945 roku, w sercu pustyni Nowego Meksyku, na miejscu znanym jako Trinity, miało miejsce pierwsze na świecie testowe detonowanie bomby jądrowej. Test o nazwie Trinity był ściśle tajny, a jedynymi świadkami byli wybitni naukowcy, m.in. Fermi, Feynman, Oppenheimer i von Neumann. Informacja na temat tego wydarzenia była jednak utajniana przed ogółem społeczeństwa. Nawet gubernator Nowego Meksyku dowiedział się o testach jądrowych dopiero po zrzuceniu bomby na Hiroszimę.
Ciekawym aspektem tego wydarzenia jest rola firmy Kodak, której niezwykłe odkrycie doprowadziło do ujawnienia tajemnicy testów jądrowych. Historia ta rozpoczęła się od wadliwej kliszy, którą Kodak odkrył podczas wywoływania nieużywanego materiału. Pojawienie się dziesiątek, a nawet setek małych ciemnych plam na kliszy sugerowało, że była on eksponowany na promieniowanie jądrowe, mimo że nigdy nie został wyjęty z opakowania. O swoim odkryciu poinformował pracownik firmy Kodak – Julian Web. Napisał list z prośbą o wyjaśnienie, który zaraz został utajniony. Jego, odtajnioną już treść, możemy przeczytać na stronie internetowej ORAU – Muzeum Radiacji i Radioaktywności w Stanach Zjednoczonych.
Recykling materiałów radioaktywnych
To zjawisko nie było nowe. Podczas II wojny światowej rad został szeroko wykorzystany do produkcji elementów świetlnych, takich jak tarcze czy instrumenty lotnicze. Promieniowanie alfa emitowane przez rad sprawiało, że te elementy świeciły w ciemności. Część radu osadziła się na papierze i tekturze w fabrykach, a z powodu niedoboru surowców, resztki papierowych wyrobów były odzyskiwane i poddawane recyklingowi. To prowadziło do obecności niewielkich ilości radu w ogólnodostępnych wyrobach z papieru.
Kiedy ten papier był używany do pakowania klisz Kodaka, promieniowanie pochodzące od radu eksponowało film jeszcze przed jego użyciem. Problem ten był na tyle poważny, że Kodak musiał wprowadzić zmiany w swoim łańcuchu dostaw. Wybrano tylko kilka firm produkujących papier, w których surowce były ściśle kontrolowane. Jeden z tych zakładów znajdował się w Vincennes w Indianie, nad rzeką Wabash, gdzie wytwarzano płytę tekturową, którą umieszczano między arkuszami kliszy.
Przez kilka miesięcy wszystko przebiegało bez problemów, aż do momentu, gdy partia wyprodukowana 6 sierpnia 1945 roku zaczęła powodować powstawanie plam na kliszach rentgenowskich. Wtedy to naukowiec Julian Webb, pracujący w Kodaku, otrzymał zadanie rozwiązania tego problemu. Webb wykonał otwory w tekturze za miejscem, w którym film był eksponowany, a następnie zmierzył cząstki alfa emitowane przez ten materiał. Poziom promieniowania nie różnił się znacząco od tła, co wykluczyło obecność radu i innych naturalnie występujących izotopów uranu, toru i aktynu, które wszystkie emitują cząstki alfa. Jednakże, przy pomiarze promieniowania beta, odnotowano znaczącą aktywność, co było zgodne z wynikami widocznymi na kliszach rentgenowskich. Promieniowanie to przenikało przez kilka warstw, co jest charakterystyczne dla cząstek beta, a nie alfa. W ciągu kolejnych miesięcy Webb zmierzył czas połowicznego rozpadu substancji radioaktywnej, ustalając, że wynosił on około 30 dni. Na podstawie połowicznego rozpadu i energii cząstek beta, Webb doszedł do wniosku, że najprawdopodobniej radioaktywnym zanieczyszczeniem było cer 141 (Ce), izotop, który mógł pochodzić tylko z wybuchu rozszczepienia jądrowego.
Odkrycie fizyka pracującego przy projekcie Manhattan
To odkrycie zostało przekazane naukowcom z Los Alamos, którzy chcieli dowiedzieć się więcej. Konsultant z Los Alamos napisał do Webba, pytając o ilość promieniowania na milę kwadratową, wielkość cząstek, które spadły, oraz czas połowicznego rozpadu substancji radioaktywnej. Webb prowadził swoje badania do końca 1945 roku, ale opublikował je dopiero w 1949 roku w Physical Review. Był świadomy, jak delikatne są te wyniki, biorąc pod uwagę, że sam pracował nad projektem Manhattan w Berkeley i Oak Ridge, gdzie używano technik elektromagnetycznych do separacji izotopów uranu.
Producent klisz, firma Kodak zdawała sobie sprawę, że musi podjąć kroki w celu ochrony swoich materiałów przed promieniowaniem jądrowym. Zainstalowano próbniki powietrza w celu monitorowania opadów radioaktywnych w ich budynkach. Opady promieniotwórcze były niezwykle istotnym tematem, ponieważ testy bomb jądrowych powodowały skażenie atmosfery. Rząd Stanów Zjednoczonych zdawał sobie sprawę, że musi dokładnie rozważyć miejsca, w których będą przeprowadzane testy, aby zminimalizować ich skutki. Potrzebowano miejsca bliżej laboratoriów w Stanach Zjednoczonych i zapewnienia dostępnego wsparcia lotniczego. Ostatecznie wybrano Nevadę, prawie na skraju zachodniej części kraju, zaledwie 150 kilometrów od Las Vegas. Argumentem przemawiającym za tym miejscem była bliskość laboratoriów broni, co przyspieszyłoby rozwój ich prac. Po pierwszym teście bomby atomowej w Nevadzie w 1951 roku Kodak wykrył promieniotwórcze opady w swojej siedzibie w Rochester w stanie Nowy Jork, czyli ponad 3200 kilometrów dalej. Po burzy śnieżnej liczniki Geigera pokazywały 25-krotnie wyższe wartości niż normalne tło. Kodak zagroził rządowi Stanów Zjednoczonych pozwem o znaczne szkody wyrządzone ich produktom w wyniku testów w Nevadzie lub kolejnych testów jądrowych.
Branża fotograficzna dogadała się z rządem
W rezultacie doszło do porozumienia między Komisją Energii Atomowej a Kodakiem. Komisja Energii Atomowej miała ostrzegać Kodaka i całą branżę fotograficzną o nadchodzących testach i prognozach dotyczących rozmieszczenia promieniotwórczych opadów na podstawie modeli meteorologicznych. W zamian Kodak zobowiązał się zachować milczenie na temat promieniotwórczych opadów. Od 1951 roku do 1963 roku Stany Zjednoczone przeprowadziły sto testów jądrowych na powierzchni w Nevadzie. Skutkiem tego była mieszanka promieniotwórcza, która, zgodnie z przewidywaniami, została rozproszona przez wiatr na większość kraju. Kiedy te radioaktywne atomy osiadły na ziemi rolniczej, zostały zjedzone przez zwierzęta hodowlane lub wchłonięte przez rośliny i stały się częścią łańcucha pokarmowego. Promieniotwórczy jod 131, który został spożyty przez krowy, przechodził na ludzi poprzez mleko. Było to szczególnie niebezpieczne, ponieważ jod jest gromadzony przez organizm w gruczołach tarczycy, a dzieci piją najwięcej mleka, a ich gruczoły tarczycy są w fazie rozwoju. Szacuje się, że testy jądrowe doprowadziły do dziesiątek tysięcy dodatkowych przypadków raka tarczycy.
Radioaktywne zęby i kości
Komisja Energii Atomowej nie była zbyt zaniepokojona promieniotwórczym jodem 131, ponieważ ma on bardzo krótki czas połowicznego rozpadu, wynoszący tylko osiem dni. Większe zmartwienie budził stront 90 (SR-90), którego czas połowicznego rozpadu wynosi prawie 30 lat. Stront 90 zachowuje się w organizmie biochemicznie jak wapń, dlatego po spożyciu osadza się w zębach i kościach. Emituje promieniowanie beta, które może powodować raka kości, nowotwory w otaczających tkanek lub białaczkę.
Przeprowadzono badania mające na celu określenie skutków promieniotwórczych opadów. Na przykład w badaniu „Baby Tooth Survey” w St. Louis zebrano 320 000 mlecznych zębów dzieci w latach 1950-1970. Okazało się, że dzieci urodzone w 1963 roku miały 50 razy więcej strontu w zębach niż te urodzone w 1950 roku [źródło: Baby Tooth Survey].
Przez lata wywołuje to obawy dotyczące skutków promieniotwórczych opadów na zdrowie ludzkie. Chociaż istnieje różnica zdań na temat konkretnych skutków tych testów, badania pokazują korelację między występowaniem chorób a absorpcją radioaktywnych izotopów. Po podpisaniu częściowego traktatu zakazującego testów jądrowych w atmosferze, pod wodą i w kosmosie w 1963 roku, nastąpił spadek stężenia promieniotwórczych opadów. Jednak wciąż istnieje potrzeba dalszych badań nad skutkami tych testów na długą metę.
Ważne jest również zrozumienie, że promieniotwórcze opady nie są jedynym zagrożeniem związanym z testami jądrowymi. Testy te powodują również emisję dużej ilości gazów cieplarnianych i są powiązane z poważnymi skutkami dla środowiska i ekosystemów. Dlatego ograniczenie i monitorowanie testów jądrowych jest nadal niezwykle istotne w kontekście globalnego bezpieczeństwa i ochrony środowiska.
Długofalowe konsekwencje
Promieniotwórcze opady, które miały miejsce w wyniku testów jądrowych, wpłynęły na świadomość społeczną i doprowadziły do powstania traktatów międzynarodowych, które ograniczają i regulują testy broni jądrowej. W miarę postępu technologicznego rozwijają się również metody wykrywania promieniotwórczego skażenia, które znajdują zastosowanie w różnych dziedzinach, takich jak ochrona zdrowia, nauka kryminalistyczna i datowanie artefaktów historycznych. Ponadto, odkrycie Kodaka dotyczące promieniowania jądrowego miało długofalowe konsekwencje dla przemysłu fotograficznego. Po wprowadzeniu ograniczeń dotyczących testów jądrowych, branża fotograficzna i filmowa musiała dostosować swoje procesy produkcji i ochronić swoje produkty przed promieniowaniem. Dzięki temu doświadczeniu Kodak stał się liderem w dziedzinie monitorowania i zapobiegania skażeniu promieniotwórczemu.
Jednak skutki testów jądrowych wciąż są obecne w naszym środowisku i zdrowiu. Promieniotwórcze izotopy, takie jak stront 90 i jod 131, nadal znajdują się w naszych ciałach. Chociaż poziomy promieniowania są obecnie niższe niż w przeszłości, to wciąż istnieje potrzeba dalszego badania wpływu tych izotopów na zdrowie ludzkie.
Wreszcie, odkrycie Kodaka pokazuje, jak nauka i technologia mogą pomóc w wykrywaniu i badaniu skutków promieniowania jądrowego. Metody takie jak analiza promieniotwórczych izotopów mogą być wykorzystywane w różnych dziedzinach, od nauki kryminalistycznej po datowanie artefaktów historycznych. To pokazuje, że nawet najbardziej nieoczekiwane odkrycia naukowe mogą mieć szersze zastosowanie i przyczynić się do naszej wiedzy o świecie.
