Адиоэкологической опасности

Федеральное агентство по образованию

Государственное учреждение высшего профессионального образования

Санкт-Петербургский Торгово-Экономический Институт

Кафедра Физического Воспитания и БЖД

 

Реферат

 

на тему:

«Источники и особенности радиационного загрязнения окружающей среды»

 

 

Выполнил: студент группы 343 Бичан Георгий

Проверил: Волокобинский М.Ю.

 

СПб.

2008

C ОДЕРЖАНИЕ

 

1. ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ

2, ВОЗДЕЙСТВИЕ РАДИАЦИИ НА ЧЕЛОВЕКА. БИОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

3. СРЕДСТВА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ РАДИАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА

ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ

АДИОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОПАСНОСТИ

 

Источники радиации разделяют на естественные и искусственные (техногенные), созданные человеком. Ниже описываются основные источ­ники ионизирующего, излучения (ИИЙ), а также тот вклад, который они вносят, в среднем, в облучение населения.

Космическая радиация и космические радионуклиды. Космическое пространство пронизывается ионизирующим излучением различного про­исхождения и энергии. Первичная космическая радиация солнечного или галактического происхождения состоит, в основном, из протонов с энерги­ей, изменяющейся в очень широком диапазоне. Вторичная космическая радиация включает продукты взаимодействия первичной радиации и атмо­сферы Земли. Глобальная годовая эффективная доза от космической ра­диации на одного человека составляет около 0,38 мЗв (38 мбэр), однако сильно зависит от абсолютной высоты (например, около 0,27мЗв (27 мбэр) на уровне моря (г. Мехико) и около 2 мЗв (200 мбэр) на высоте 3,9 км над уровнем моря (Ла-Пас, Боливия)). Космическое излучение в результате взаимодействия с элементами в атмосфере образует разнообразные радио­нуклиды. Наиболее значимым является углерод-74, который, попадая в ор­ганизм, приводит к образованию годовой индивидуальной эффективной дозы около 0,012мЗв (1,2мбэр) [1].

Земная радиация. Только долгоживущие радионуклиды с периодом полураспада, соизмеримым с возрастом Земли, до сих пор существуют в ее веществе. Воздействие земной радиации может осуществляться тремя пу­тями: прямое воздействие внешнего облучения, внутреннее облучение при потреблении пищи и внутреннее облучение при вдыхании воздуха. Годо­вая индивидуальная эффективная доза от внешнего облучения составляет около 0,46мЗв (46мбэр), хотя эта величина может значительно изменяться в зависимости от местных геологических условий; в некоторых регионах доза может оказаться больше в 10 раз, а для ряда ограниченных террито­рий - в 100 раз. Доза, вызванная поступлением естественных радионукли­дов из воздуха, продуктов питания и воды (исключая вдыхания радона), составляет около 0,23 мЗв (23 мбэр); калий-40 вместе с радионуклидами уранового и ториевого рядов составляет около 75% от этой дозы. Доза от калия-40 варьируется обычно незначительно, тогда как доза от урана и то­рия может изменяться значительно [2]

Радон представляет собой наиболее опасный природный источник радиации [3]. Он является инертным газом и представлен двумя изотопа­ми: радоном-222, радиологически наиболее значимым (продукт распада радия-226), и радоном-226, который часто называют тороном (продукт распада радия-225). Уровень концентрации радона в помещениях зависит от скорости его образования, определяемой концентрацией радия-226 в почве и других материалах, а также от интенсивности, с которой он пере­носится в воздух помещений и удаляется из них. На эти процессы влияют многие факторы (местные геологические условия, характеристики почвы, строительные материалы, тип постройки, тип вентиляционной системы и т.д.). В зависимости от этих факторов эффективная доза от вдыхания радо-на-222 и его дочерних продуктов оценивается в 1,2 мЗв (120 мбэр) и при­мерно в 0,07 мЗв (7 мбэр) - от вдыхания торона. Однако в некоторых гео­графических районах индивидуальная доза может в 10 раз превышать среднюю. Особенности геологического строения земной коры в регионе, а также тип постройки могут оказаться причиной увеличения дозы внутри помещения в несколько сот раз по сравнению со средними значениями. Поэтому снижение поступления радона в помещение является одной из главных задач в области радиационной экологии.

Основным путем решения этой задачи является оценка потенциаль­ной радоноопасности территорий застройки с целью определения требуе­мой радонозащиты зданий и сооружений. Концептуально подход к оценке потенциальной радоноопасности очевиден. Он должен быть основан на анализе фактических значений объемной активности (OA) радона в возду­хе помещений, изучении зависимости между плотностью потока радона с поверхности грунта и OA радона в помещениях и, наконец, установлении закономерностей процесса выделения радона с поверхности земли.

Искусственные источники. Определение групп населения, подвер­гающихся воздействию облучения от искусственных источников, и оценка степени этого облучения производятся исходя из сведений о способе про­изводства этих источников и характере их использования. Персонал, непо­средственно связанный с производством и применением источников ра­диации, подвергается воздействию облучения в процессе работы. Населе­ние подвергается как прямому (например, в медицине), так и косвенному (например, в результате выброса радиоактивных материалов в окружаю­щую среду при штатной работе ядерных установок или в аварийных си­туациях) воздействию.

В медицине ионизирущее излучение широко применяется как для диагностики, так и при лечении травм и заболеваний (рис.1). Индивиду­альная годовая эффективная доза в Европе при диагностике (рентгеновское излучение при медицинских обследованиях) составляет около 1,1 мЗв (ПО мбэр). Средние дозы в европейских странах сильно меняются (от 0,4 до 1,6 мЗв, или 40-160 мбэр). Индивидуальная эффективность терапии составляет около 0,7 мЗв (70 мбэр) (исключая воздействие на органа или ткани, спе­циально подвергшиеся терапии) и значительно меняется по странам.

Атмосферные испытания ядерного оружия. Атмосферные испы­тания ядерного оружия начались в 1945 г. и продолжались до 80-х гг.; бо­лее интенсивные периоды испытаний приходились на 50-е годы и начало 60-х годов. В результате таких испытаний в атмосферу были выброшены огромные количества радиоактивных продуктов. Прежде чем выпасть на земную поверхность, они равномерно рассеялись в стратосфере в глобаль­ном масштабе. Во время испытаний ядерного оружия в атмосферу выбра­сывались самые разнообразные продукты деления, образовавшиеся при взрыве, но современное глобальное загрязнение представлено наиболее долгоживущими радионуклидами. В основном это цезий-737 и стронций-90, имеющие период полураспада около 30 лет. Наиболее значительное облучение происходило в периоды испытаний ядерного оружия; с прекра­щением испытаний в 60-х гг. оно сильно уменьшилось. Индивидуальная годовая эффективная доза в 7996 г. на 40-50° северной широты (где уровни глобального загрязнения самые высокие) составляет около 0,009 мЗв (0,9 мбэр); при этом основной вклад вносит цезий-757 [4].Удобрения. Большинство разрабатываемых фосфатных месторождений содержат уран в довольно высокой концентрации. В процессе добычи и переработки руды выделяется радон. Удобрения также радиоактивны и содержащиеся в них радиоизотопы проникают из почвы в пищевые культуры. Радиоактивное загрязнение в этом случае обычно незначительно, но возрастает, если удобрения вносят в землю в жидком виде или содержащие фосфаты вещества скармливают скоту.       

Другие источники. К другим источники облучения относится про­изводство атомной энергии в мирных и военных целях, исключая топлив­ный цикл (добыча урана, его обогащение, изготовление топлива, работа реактора, регенерация топлива и т.д.), производство ядерного оружия и ра­диоизотопов, падение спутников с ядерными двигателями, использование промышленных источников радиации (например, промышленная радио­графия, стерилизация, скважинный каротаж) и т.д. В целом, за исключени­ем крупных аварий (таких как Чернобыльская), влияние этих источников на формирование полной индивидуальной дозы по сравнению с другими источниками облучения невелико. По состоянию на конец 80-х - начало 90-х гг. годовая индивидуальная эффективная доза, вызванная производст­вом атомной энергии, оценивается в 0,1 мкЗв, а вызванная производством радиоизотопов - в 0,02 мкЗв. Несколько более высокие дозы получают лю­ди, проживающие вблизи ядерных установок. Так, проживающие вблизи работающих ядерных реакторов, могут получить дозу до 1-20 мкЗв, про­живающие вблизи крупных регенерационных установок - до нескольких сот мкЗв (несколько десятков мбэр). Источником облучения являются и многие общеупотребительные предметы, содержащие радиоактивные ве­щества. Едва ли не самый распространенный - часы со светящимся цифер­блатом. Они дают годовую дозу, в 4 раза превышающую обусловленную утечками на АЭС. Обычно при изготовлении таких часов используют ра­дий, что приводит к облучению всего организма, хотя на расстоянии 1 мот циферблата излучение в 10 ООО слабее, чем на расстоянии 7 см. Сейчас пы­таются заменить радий тритием, облучение от которого меньше. Радиоак­тивные изотопы используют также в светящихся указателях входа-выхода, компасах, телефонных дисках, прицелах и т.д.

При изготовлении особо тонких оптических линз применяют торий, который может привести к существенному облучению хрусталика глаза. Для придания блеска искусственным зубам широко используется уран, ко­торый может служить источником облучения тканей полости рта.

Источниками рентгеновского излучения являются цветные телеви­зоры, однако при правильной настройке и эксплуатации дозы облучения от современных их моделей ничтожны. При ежедневном просмотре передач по 4 ч доза за год составит 7 мбэр. Рентгеновские аппараты для проверки багажа пассажиров в аэропортах также практически не вызывают облуче­ния пассажиров.

Расчетные годовые дозы облучения человека показаны на рис.2 [5].

В результате реализации в послевоенные десятилетия широкомас­штабных программ использования атомной энергии в целях развития во­енной техники и мирных технологий существенно возросло влияние ан­тропогенных источников радиоактивных загрязнений окружающей среды.

■ земная радиация

■ космическая радиация

Рис.. Расчетные годовые дозы облучения человека: 1- космические лучи (0,37мЗв); 2 - радионуклиды (0,015 мЗв); 3 - калий-*0 (0,33 мЗв); 4 - другие элементы (из серии V-238, Th-232) (0,4мЗв); 5-радон (1,3 мЗв); 6 - рубидий 87 (0,006мЗв)

 

Так, только на Центральном (Новая Земля) и Семипалатинском ис­пытательных полигонах за это время было произведено 586 ядерных взры­вов (атмосферных, подводных и подземных). Общее же количество ядер­ных испытаний и взрывов за период с 1949 по 1990 годы составило 715 [б].

По данным Госатомнадзора России, в настоящее время на террито­рии России расположено свыше 60 радиационно-опасных для населения и окружающей среды промышленных объектов, главным образом, предпри­ятий ядерно-топливного и ядерно-оружейного циклов. К концу 1993 года на территории России работало 9 атомных электростанций с 29 энергобло­ками и реакторами различных типов. На Европейской части России атом­ными электростанциями вырабатывается около 25% всей электроэнергии. Поскольку более эффективной альтернативы атомной энергетике в на­стоящее время нет, в ближайшей перспективе предусматривается увеличе­ние доли атомных электростанций в выработке электроэнергии до 35-37 %.

С ростом количества ядерных реакторов и взаимодействующих с ними обогатительных комбинатов повышается опасность того, что число стран, владеющих ядерным оружием, увеличивается [7]. Именно по этой причине была создана международная организация под эгидой ООН-МА­ГАТЭ (Международное Агентство по Атомной Энергии). Потенциал раз­рушающего военного применения ядерных технологий привел обществен­ность к учреждению дорогого и сложного органа контроля.

Вместе с тем, атомные электростанции являются потенциальными источниками катастрофической радиоэкологической опасности - особен­но в случае запроектных аварий с разрушением активной зоны реакторов (6-7-й класс по шкале МАГЛТЭ). Примером такой аварии является авария на Чернобыльской АЭС (1986 г.) (рис.3), приведшая к крупномасштабным загрязнениям окружающей среды в 12 областях с населением более 5 млн.' человек только на территории Российской Федерации, большим матери­альным потерям, серьезным медико-биологическим и социально-экономи­ческим последствиям. Суммарная активность всего радиоактивного мате­риала, выбросы которого произошли во время аварии, в настоящее время составляет, согласно оценкам, около 12»10¹⁸ Бк, включая около 6-7»10¹⁸ Бк активности инертных газов (количество конкретного радионуклида выра­жается количественной величиной "активность", которая соответствует числу спонтанных ядерных превращений, испускающих излучение в еди­ницу времени). В выбросах содержалось около 3-4% топлива, находивше­гося в реакторе во время аварии, а также до 100% инертных газов и 20-60% летучих радионуклидов. Эта современная оценка активности содержаще­гося в выбросах материала превышает оценку активности, предложенную СССР, которая была сделана на основе суммирования активности мате­риала, выпавшего на территории стран бывшего СССР [8]. Тридцатикило­метровая зона повышенного риска вокруг Чернобыля обрекла город на не­определенное будущее без каких-либо надежд на восстановление внутри десятикилометровой зоны. По подсчетам советского правительства, ущерб от катастрофы составил более 14 миллиардов долларов. Западные источ­ники называют более высокие цифры [9]. По официальным данным, к ап­релю 2000 года количество погибших в результате Чернобыльской катаст­рофы составило порядка 55 ООО человек. По масштабам воздействия на ок­ружающую среду, здоровье и экономику Чернобыль также остается самой большой аварией в истории атомной индустрии.

Значительную группу радиационно-опасных объектов составляют объекты Минобороны России, в том числе атомные подводные лодки и специальные виды вооружений.

В процессе функционирования радиохимических предприятий, атомных реакторов АЭС, судов атомного флота и некоторых других ядерно-физических установок образуется большое количество радиоактивных отходов и отработанных материалов. Интенсивность накопления радиоак­тивных отходов возрастает в связи с истечением плановых сроков эксплуа­тации энергетических ядерных реакторов, снятием с вооружения большого количества атомных подводных лодок и ликвидацией значительного коли­чества ядерных боеголовок.

Проблема безопасного обращения с радиоактивными отходами и на­дежной защиты биосферы от их воздействия до сих пор не нашла удовле­творительного решения. Временные хранилища, в которых они сегодня находятся, не всегда отвечают требованиям безопасности.

Так, в результате ряда инцидентов, связанных с неудовлетворитель­ным обращением с радиоактивными отходами в Челябинском производст­венном объединении "Маяк", оказались существенно загрязненными не­сколько районов Челябинской и Свердловской областей, в которых прожи­вает более полумиллиона человек. Аналогичная ситуация имела место и в г. Виндскейл (переименован в Сэллафилд) в Великобритании [10]. Поэто­му хранилища радиоактивных отходов и места их захоронения требуют тщательного наблюдения и контроля как потенциальные высокоактивные источники радионуклидного загрязнения среды.

Старение оборудования, финансовые и материально-технические трудности в проведении плановых профилактических и ремонтных работ, снижение уровня технологической дисциплины, отток квалифицирован­ных кадров приводят к повышению вероятности возникновения аварийных ситуаций на радиационно-опасных объектах.

Внедрение радиационных технологий и методов в промышленность, медицину и науку привело к широкому распространению радиоизотопных источников. В настоящее время примерно в 13 тысячах учреждений и предприятий эксплуатируются источники ионизирующих излучений. Об­щее их количество по данным Госатомнадзора России превышает 700 ты­сяч единиц, а активность некоторых из них достигает десятков кКюри. Как свидетельствует международная практика, такие источники могут быть причиной серьезных радиационных ситуаций, причиняющих значитель­ный вред здоровью населения и окружающей среде. Социально-поли­тические и экономические изменения в стране создали дополнительные предпосылки для возникновения радиоэкологических ситуаций, связанных с попаданием радиоактивных веществ этих источников в окружающую среду в результате небрежного обращения с ними или преднамеренного вскрытия изотопных источников.

Во все более возрастающих масштабах осуществляются перевозки радиационно-опасных грузов по территории страны, в том числе в связи с реализацией программы частичного уничтожения ядерного оружия в соот­ветствии с международными договоренностями. Существенное увеличение общего числа случаев нарушения правил безопасности на транспорте, от­мечаемое в последнее время в стране из-за падения уровня трудовой и тех­нологической дисциплины, требует повышения эффективности радиацион­ного контроля на транспорте.

В настоящее время создалась реальная угроза радиоактивного заг­рязнения морей в экономической зоне страны. В декабре 1992 года Россия официально признала факты захоронения радиоактивных отходов и отра­ботанных ядерных реакторов атомных подводных лодок и ледоколов на дне морей. По состоянию на начало 1993 года в 20 местах захоронения в Баренцевом, Охотском, Карском и Японском морях затоплено 17 ядерных реакторов, несколько сотен контейнеров с радиоактивными отходами и слиты тысячи кубометров жидких радиоактивных отходов. Радиоактивное загрязнение омывающих Россию морей обусловлено также сбросами и за­хоронениями радиоактивных отходов Японией (Японское море), Англией, Францией и Бельгией (Балтийское, Баренцево и Карское моря). Контроль­ные замеры, проводимые радиологическими службами Северного и Тихо­океанского флотов, фиксируют превышения фоновых уровней по цезию-137 до 10-15 раз, а также появление других техногенных радионуклидов (например, кобальт-60), что может быть связано с процессами разрушения конструкционных элементов затопленных реакторов с невыгруженным то­пливом. Следует отметить, что официальное признание фактов морских захоронений и сливов радиоактивных отходов означает и принятие Росси­ей ответственности за ликвидацию их возможных последствий.

Одним из источников возможных радиационных загрязнений терри­тории страны являются трансграничные (главным образом атмосферные) переносы радиоактивных веществ с сопредельных территорий. Примером могут быть систематически фиксируемые выпадения радиоактивных за­грязнений в различных местах нашей территории после проведения про­должающихся до сих пор испытательных ядерных взрывов на полигоне Лобнор, расположенном на примыкающей территории Китая. Всего там было произведено около 50 ядерных взрывов [11].

Радионуклидное загрязнение окружающей среды происходит также в результате проникновения в нее и радионуклидов естественного проис­хождения. К источникам таких загрязнений и соответствующих дозовых нагрузок на население относятся тепловые электростанции, работающие на угле. По данным сравнительных исследований, уровни дозовых нагрузок от этих станций могут в десятки раз превышать уровни, создаваемые атом­ными станциями при их нормальной эксплуатации. Активность радионук-лидных выбросов крупных электростанций, работающих на угле, состав­ляет от 8 до 20 Кюри в сутки.

Источниками радиоактивного загрязнения, территорий и поверхно­стных вод естественными радионуклидами являются также отвалы горных пород на горнодобывающих и перерабатывающих предприятиях. Причем радиоэкологическую опасность представляют не только предприятия по добыче и переработке расщепляющихся материалов, но и предприятия до­бычи неурановых руд и органических энергоносителей. Отмечены случаи крупномасштабных радиационных загрязнений естественными радионук­лидами в районах добычи нефти и газа (например, на нефтепромыслах Ставропольского края). Добавим к этому усиливающуюся политическую нестабильность в мире. Все это означает, что вторая глобальная авария АЭС чернобыльского масштаба может случиться в пределах 10-20 лет [12]. Это вызывает необходимость организации действенного контроля за тех­ногенным проникновением радионуклидов естественного происхождения в биосферу.

Таким образом, представленные материалы позволяют констатиро­вать, что опасность, которую представляет собой ионизирующее излуче­ние, обуславливает необходимость осуществления не просто контроля, а непрерывного наблюдения (мониторинга), как за источниками ионизи­рующих излучений, так и за их распространением в окружающей среде.

 

123Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: