 |
Экологические последствия радиационного загрязнения окружающей среды
|
|
|
|
Экологическое значение изотопов различно. Радиоактивные вещества с коротким периодом полураспада (менее двух суток) не представляют большой опасности для биотопов (за исключением взрывов) так как сохраняют высокий уровень радиации непродолжительное время. С другой стороны вещества, с очень длинным периодом полураспада (уран -238), также не очень опасны, поскольку они в единицу времени испускают очень слабое излучение.
Таким образом, наиболее опасными радиоактивными элементами являются те, у которых период полураспада изменяется от нескольких недель до нескольких лет. Этого времени достаточно для того, чтобы упомянутые элементы смогли проникнуть в различные организмы и накопиться в пищевых цепях.
Следует отметить, что при одинаковом уровне загрязнения экосистемы радиоактивными веществами более опасными для биоценоза считаются изотопы элементов, которые являются основными слагаемыми живого вещества (С-14, Р-326, Са-45, J-131 и т.д.). Менее опасны редко встречающиеся радиоактивные вещества, которые слабо или совсем не поглощаются живыми организмами (например, инертный газ радон).
Большую опасность представляют изотопы, по своим химическим свойствам похожие на элементы, активно поглощаемые живыми организмами. Например, стронций-90 (похож на кальций) и цезий-137 (похож на калий) являются наиболее опасными изотопами, которые могут отравить окружающую среду, попав в нее в виде отходов атомной промышленности, или при выпадении радиоактивных осадков, последовавших за ядерным взрывом в атмосфере. Стронций из-за сходства с кальцием легко проникает в костную ткань позвоночных, тогда как цезий накапливается в мускулах, замещая калий. Так как периоды полураспада этих элементов соответственно равны 28 и 33 годам, они остаются в зараженном организме и могут накапливаться в количествах, способных причинить ущерб здоровью.
|
|
|
Поскольку не существует каких-либо биологических или химических способов ускорить процесс радиоактивного распада, борьба с радиационным загрязнением должна носить предупредительный характер.
Ход работы
1. Требуется определить мощность полевой эквивалентной дозы гамма-излучения с помощью дозиметра РКСБ-104. Провести измерения в трёх точках помещения и в одной точке на улице (в каждой точке по 3 раза) и вычислить среднее арифметическое значение. Исходя из полученных данных, рассчитать, какую дозу получит человек за всю жизнь (за 70 лет, в бэрах), соответствует ли она допустимым нормам.
Показания приборов заносим в таблицу:
| № | Местоположение | Показания приборов | ||
| 1 корпус, 3 этаж, холл | ||||
| 1 корпус, 2 этаж, музей | ||||
| 1 корпус, 1 этаж, вестибюль | ||||
| на улице, у входа в здание 1 корпуса |
Определяем среднее значение показаний прибора и находим мощность полевой эквивалентной дозы гамма-излучения в [мкЗв/ч]:
;
;
в сутки: 0,145·24 = 3,48 мкЗв;
в год: 3,48·365 = 1270,2 мкЗв;
за 70 лет: 1270,2·70 = 88914 мкЗв ≈ 0,089 Зв = 8,9 бэр,
Вывод: учитывая тот факт, что за всю жизнь (70 лет) человек может без большого риска набрать радиацию в 35 бэр, полученное значение мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения (8,9 бэр) можно считать безопасным (другими словами, уровень гамма-излучений внутри первого корпуса и вблизи его не представляет угрозы здоровью и жизни человека).
2. Измерить загрязненность поверхностей бета-излучающими радионуклидами образцов – химических солей, содержащих К+, выданных преподавателем. Рассчитать процентное содержание калия в них. Построить график зависимости плотности потока бета-частиц от процентного содержания калия. Объяснить полученные результаты.
|
|
|
Поочерёдно измеряем плотность потока бета-излучений для каждого образца по три раза и заносим показания в таблицу:
| № | Образец | Показания приборов | Ср. арифметическое | ||
| K2SO4 | 45,3 | ||||
| K2Cr2O7 | 27,3 | ||||
| K4Fe(CN)6·3H2O | 42,3 | ||||
| KCl | 47,6 | ||||
| фоновое излучение | 9,3 |
Рассчитываем среднее арифметическое (результаты вписываем в таблицу выше):
K2SO4: 
K2Cr2O7: 
K4Fe(CN)6·3H2O: 
KCl: 
фоновое излучение: 
Составляем и заполняем новую таблицу:
| № | Образец | Молекулярная масса, а.е.м. | % содержания калия в молекуле | Плотность потока φ, 
|
| K2SO4 | 44,8 | 0,36 | ||
| K2Cr2O7 | 26,5 | 0,18 | ||
| K4Fe(CN)6·3H2O | 421,8 | 37,0 | 0,33 | |
| KCl | 74,5 | 52,3 | 0,38 |
Молекулярная масса рассчитывается с помощью таблицы Менделеева. Определяем процент содержания калия в молекуле (масса калия ≈39 а.е.м.):
K2SO4: 
K2Cr2O7: 
K4Fe(CN)6·3H2O: 
KCl: 
Находим плотности потока φ:
Строим график зависимости плотности потока φ от % содержания калия:
Вывод: химические соли, содержащие ионы калия, являются источниками бета-излучения. При этом плотность потока излучения тем выше, чем больше величина процентного содержания ионов калия в веществе.
|
|
|
