Jakie promieniowanie występuje w kopalni uranu w Kowarach?

Rodzaje promieniowania jonizującego – od cząstek alfa po promieniowanie neutronowe

Promieniowanie jonizujące to termin, który dla wielu brzmi groźnie, a czasem wręcz tajemniczo. Kojarzy się z laboratoriami, reaktorami i historycznymi miejscami takimi jak dawna kopalnia uranu czy Sztolnie Kowary, które do dziś budzą ciekawość turystów. W rzeczywistości promieniowanie jest zjawiskiem naturalnym — stale obecnym w środowisku, w skałach, powietrzu, a nawet w naszych własnych ciałach.
Jego wspólną cechą jest zdolność do jonizacji materii, czyli wybijania elektronów z atomów. W zależności od rodzaju emisji, promieniowanie różni się zasięgiem, przenikliwością i wpływem na organizm. Zrozumienie tych różnic pozwala spojrzeć na całość zjawiska spokojnie i racjonalnie, co jest szczególnie ważne dla turystów odwiedzających miejsca związane z dawnym górnictwem rud uranu.

Poniżej znajdują się cztery najważniejsze rodzaje promieniowania, które spotykamy w nauce i w przyrodzie.

🟨 Promieniowanie alfa (α)

Promieniowanie alfa należy do grupy ciężkich, dodatnio naładowanych cząstek. Każda cząstka alfa to nic innego jak jądro helu — dwa protony i dwa neutrony (oznaczane jako He²⁺). Emitują je głównie masywne, ciężkie jądra atomowe, takie jak U-238, Th-232 czy Ra-226.

Cząstki alfa są stosunkowo „powolne”, silnie oddziałują z otoczeniem i bardzo szybko tracą energię. W powietrzu dolatują najwyżej na kilka centymetrów, a cienka kartka papieru albo naskórek człowieka zatrzyma je całkowicie.
Zagrożenie pojawia się jedynie wtedy, gdy materiał emitujący alfa zostanie połknięty lub wdychany — dlatego w przeszłości tak duże znaczenie miały procedury bezpieczeństwa pracy w górnictwie rud uranu.

W sztolniach Kowary naturalne skały zawierają ilości uranu na tyle niewielkie, że promieniowanie alfa nie stanowi zagrożenia dla turysty. Cząstki alfa nie są w stanie przeniknąć powietrza na większy dystans, więc ich wpływ w otoczeniu jest praktycznie pomijalny.

🟨 Promieniowanie beta (β)

Promieniowanie beta to emisja lekkich cząstek — elektronów (β⁻) lub pozytonów (β⁺). Towarzyszą im neutriny lub antyneutrina, których nie jesteśmy w stanie wykryć gołym okiem ani prostymi metodami.

W porównaniu z cząstkami alfa, promieniowanie beta ma znacznie większy zasięg, potrafi przenikać kilka milimetrów w tkankę i może przedostać się przez cienkie materiały. Mimo to zwykła szyba, cienka blacha aluminiowa czy grubsza odzież zatrzyma je skutecznie.
W kontekście historycznym promieniowanie beta pojawiało się m.in. przy niektórych mineralnych pozostałościach po dawnej eksploatacji rud w kopalniach uranu, ale w ilościach zbyt małych, aby miały znaczenie zdrowotne dla zwiedzających.

Dla turysty ważna informacja brzmi: promieniowanie beta na poziomach naturalnych (takich jak w skałach Sudetów) jest zbyt słabe, by stanowić zagrożenie podczas zwykłego przebywania w sztolniach.

🟨 Promieniowanie gamma (γ) i rentgenowskie (X)

Promieniowanie gamma i promieniowanie rentgenowskie należą do fal elektromagnetycznych — nie są cząstkami, lecz fotonami o bardzo wysokiej energii. Gamma powstaje w jądrze atomu podczas przemian promieniotwórczych, natomiast promieniowanie rentgenowskie (X) jest wytwarzane przez elektrony, na przykład w aparatach rentgenowskich.

To najbardziej przenikliwe rodzaje promieniowania jonizującego. Mogą przechodzić przez ludzkie ciało, skały, a nawet cienkie warstwy metalu. Dlatego w medycynie używa się ołowianych fartuchów, a reaktory jądrowe otacza się grubymi osłonami betonowymi.

Warto jednak wiedzieć, że:

• naturalne promieniowanie gamma występuje wszędzie — w granitach, w atmosferze, w promieniowaniu kosmicznym,
• poziom gamma w dostępnych dla turystów w Sztolni Kowary jest bezpieczny i kontrolowany,
• krótkotrwała ekspozycja, taka jak zwiedzanie, jest wielokrotnie niższa niż dawka otrzymywana podczas lotu samolotem.

To promieniowanie budzi najwięcej obaw, ale w warunkach naturalnych jego poziom jest na ogół niski.

🟨 Promieniowanie neutronowe

Promieniowanie neutronowe to najrzadszy i najbardziej specyficzny rodzaj promieniowania. Nie niesie ładunku elektrycznego, przez co przenika materię w sposób odmienny od cząstek alfa i beta. W przyrodzie neutrony pojawiają się w śladowych ilościach — głównie wskutek oddziaływania promieni kosmicznych z atmosferą albo reakcji między promieniowaniem alfa a lekkimi pierwiastkami w skałach.

W reaktorach jądrowych neutrony są kluczowe dla utrzymania reakcji łańcuchowej, ale w środowisku naturalnym ich ilości są minimalne. Badania prowadzone w rejonie takich miejsc jak dawna kopalnia uranu w Kowarach wielokrotnie wykazywały, że neutrony w skałach występują na poziomie tła naturalnego.

Dla turysty oznacza to tyle, że promieniowanie neutronowe jest teoretycznie najciekawsze fizycznie, ale praktycznie nieobecne w dawkach mogących wpływać na zdrowie.

Naturalne promieniowanie Sudetów – co naprawdę otacza turystę?

Promieniowanie jonizujące to naturalny element naszego środowiska — obecny w skałach, powietrzu i nawet w naszych organizmach. W Sudetach, szczególnie w rejonie dawnych sztolni i kopalni uranu w Kowarach, jego źródłem są przede wszystkim naturalne radionuklidy, takie jak uran, tor i rad, które od milionów lat tworzą niewidoczne tło promieniotwórcze. Najważniejszym z nich jest radon, gaz powstający z rozpadu uranu-238 i toru-232. To on odpowiada za większość naturalnej radioaktywności na świecie i potrafi gromadzić się w zagłębieniach terenu i pustkach podziemnych. Z tego powodu podczas przygotowywania trasy turystycznej w sztolniach Kowar wykonano szczegółowe pomiary – zarówno minerałów w ścianach, jak i samego powietrza – aby potwierdzić, że poziomy promieniowania mieszczą się w granicach naturalnego tła i są bezpieczne dla zwiedzających. Tam, gdzie promieniowanie było podwyższone podjęto działania – opisane dalej – zapewniające jego redukcję.

Zrozumienie, skąd bierze się promieniowanie alfa, beta, gamma czy neutronowe, sprawia, że pobyt pod ziemią staje się nie tylko spokojny, ale i ciekawszy: wiedza pomaga odczarować promieniowanie, a jego różnorodność pokazuje, jak fascynująca i złożona jest natura świata, przez który wędruje turysta.

Monitoring promieniowanie – bezpieczeństwo pracowników i zwiedzających

Prace adaptacyjne 2000 roku obejmowały całościowe działania w zakresie przeciwdziałania promieniowaniu:

• oczyszczanie wyrobisk z luźnych skał i pyłów promieniotwórczych,
• wzmocnienie konstrukcji tuneli, zwłaszcza przy stropach i chodnikach bocznych,
• uruchomienie systemu wentylacyjnego, który zapewniał wymianę powietrza i redukcję radonu,
• instalacja 12 stacji dozymetrycznych, które na bieżąco monitorują poziom promieniowania, czuwając nad bezpieczeństwem zwiedzających,
• wdrożenie monitoringu promieniowania, m.in. wprowadzono kwartalne pomiary przez Instytut Medycyny Pracy w Łodzi,
• współpraca z Państwowym Instytutem Geologicznym – PIB.

„Bezpieczeństwo trasy to nie tylko procedury techniczne – to świadome połączenie inżynierii, geologii i medycyny.”
— dr hab. Anna Zielińska, UWr

W efekcie tych prac podziemna trasa turystyczna Sztolnie Kowary dała nowe życie Kopalni Uranu a nasza Kopalnia Liczyrzepa stała się miejscem atrakcyjnym nie tylko historycznie, ale także edukacyjnie. Zaczęła opowiadać swoją historię z pełnym respektowaniem zasad bezpieczeństwa i ochrony zdrowia. To wzór adaptacji poprzemysłowych miejsc do edukacji całych grup, rodzin i szkół.

„Wiedza o promieniowaniu nie tylko chroni, ale pozwala zrozumieć siły, które kształtują naszą planetę i historię cywilizacji.”
— prof. Marek Karwowski, PAN

Jeśli chcesz zgłębić geologię tego miejsca, odwiedź dział: Geologia Kopalni Kowary