Проблема радона, источники радона

Введение

Радиоактивность – не новое, созданное человеком явление, а естественный атрибут материи. Естественные радионуклиды вошли в состав Земли с начала ее образования и распространены в литосфере, гидросфере и атмосфере. Даже все живые организмы содержат радиоактивные вещества в небольших количествах. Излучения от естественных радионуклидов не оказывают заметного влияния на существование организмов, если пренебречь возможными генетическими последствиями их облучения малыми дозами.

Однако радиационная обстановка в биосфере в последние 50-60 лет существенно изменилась в результате глобальных выпадений после ядерных испытаний, ядерных взрывов в мирных целях и крупномасштабных аварий на предприятиях ядерного топливного цикла (НПО «Маяк», Чернобыльская АЭС и др.). Все это накладывается на естественный радиационный фон.

С момента открытия радиоактивности радиоактивные вещества и источники ионизирующих излучений находят все более широкое применение во всех отраслях промышленности, науки, здравоохранения, что потребовало законодательного регулирования их применения. В связи с этим в нашей стране приняты Федеральные законы «О радиационной безопасности населения» и «Об использовании атомной энергии», которые определяют правовые основы обеспечения радиационной безопасности. Указанные законы создали основу для перехода на новую стратегию обеспечения радиационной безопасности, которая включает ограничение облучения населения от всех источников – техногенных, естественных и медицинских.

Естественные источники радиации

Естественными радиоактивными веществами принято считать вещества, которые образовались и воздействуют на человека без его участия.

1.1 Космические лучи

Радиационный фон, от космических лучей, ответственен за половину всего облучения, получаемого населением от естественных источников радиации.

Космические лучи представлены высокоэнергетическими потоками (примерно 90%), альфа-частицами (около 9%), нейтронами, фотонами, электронами и ядрами легких элементов (1%). Однако планета Земля, входящая в Солнечную систему, имеет свои защитные механизмы от радиационных воздействий, иначе жизнь на Земле была бы невозможна.

1.2 Земная радиация

В основном, ответственность за естественную земную радиацию несут три семейства радиоактивных элемента — уран, торий и актиний. Указанные радиоактивные элементы нестабильны и, в результате физических превращений, переход в стабильное состояние, сопровождается выделением энергии или ионизирующим излучением.

Главными источниками земной радиации являются радиоактивные элементы, содержащиеся в горных породах, которые образовались в результате геофизических процессов.

 

Характеристика основных естественных

 дозообразующих радионуклидов.

Группа основных дозообразующих радионуклидов, выброшенных при аварии на ЧАЭС, и их характеристика:

а) углерод-14 (С-14):

- бета-излучатель, Т_1/2 - 5730 лет, период биологического полувыведения около 200 дней, эффективный период 0,53 года

- попадает в окружающую среду в результате испытаний ядерного оружия, как космогенный радионуклид, с выбросами АЭС

- его соединения растворимы, в организм поступает через ЖКТ по пищевым цепочкам

- характерен равномерный тип распределения

- вызывает трансмутационный эффект: встраиваясь в азотистые основания нуклеиновых кислот, при распаде превращается в стабильный азот-14, что вызывает изменение структуры азотистых оснований, в результате чего меняется смысл генетического кода; эти изменения не поддаются репарации, их доля составляет 10% от всех мутаций

Б) цезий-137 (Cs-137):

- бета- и гамма-излучатель, Т_1/2 - 30 лет, период биологического полувыведения для взрослых - 100 дней, у детей до 15 лет - 50 дней, до 5 лет - 20 дней, эффективный период для взрослых – 0,26 года, для детей до 15 лет – 0,13 года, для детей до 5 лет – 0,05 года.

- очень летучий, поэтому загрязнил обширные территории в РБ и в мире в целом

- хорошо сорбируется и удерживается чернозёмами, в песчаных почвах очень подвижен, т.е. коэффициент перехода его в растения высокий; в водной среде процессы миграции и накопления цезия идут интенсивнее, поэтому в рыбе накапливается в значительных количествах

- соединения хорошо растворимы, в организм поступает через ЖКТ (чаще с молоком, мясом, овощами); по химическим свойствам похож на калий

- характерен равномерный тип распределения

В) стронций-90 (Sr-90):

- бета-излучатель, Т_1/2 - 29 лет, период биологического полувыведения - около 20 лет, эффективный период – 11,8 лет.

- менее летуч, чем цезий-137, загрязнил меньшую территорию

- плохо фиксируется почвами; имея хорошую растворимость, легко вымывается из почвы и попадает в водоёмы, где активно накапливается гидробионтами.

- по химическим свойствам близок к кальцию, поэтому накапливается в зонах роста костей (особая опасность для детей); процент всасывания зависит от ряда факторов:

а) возраста - у детей процент всасывания выше

б) физиологического состояния организма - выше в период беременности, лактации

в) приема витамина D - ускоряет всасывание стронция

г) количества поступающего в организм Ca - недостаток ускоряет всасывание стронция

д) пола - у мужчин всасывание происходит активнее

- в организм поступает через ЖКТ, чаще с цельным молоком, костными бульонами, злаковыми, рыбой

- особенности действия на организм:

1. вызывает нарушения в процессе развития плода и новорожденного (общие аномалии - асфиксия, дистрофия, отеки и частные аномалии - подкожная гематома, пороки сердца и костей)

2. в хронических эффективных дозах оказывает влияние на состояние функции печени и почек, нейроэндокринную систему, иммунную реактивность, сперматогенез и овогенез

3. в отдаленные сроки после поражения вызывает опухоли костей и лейкозы

4. при комбинированном действии с иодом-131 влияет на репродуктивную функцию, кроветворную систему, продолжительность жизни

5. при комбинированном действии с плутонием-239 увеличивает частоту остеосарком, лейкозов, сокращает продолжительность жизни.

Конечный продукт распада - радиоактивный иттрий-90, тоже бета-излучатель, но с коротким периодом полураспада - 64 часа и высокой энергией излучения, избирательно накапливается в гонадах, создавая значительную дозу облучения.

г) тритий (Н-3):

- мягкий бета-излучатель, Т_1/2 - более 12 лет, период биологического полувыведения - 10 суток для свободного трития, 450 суток - для связанного (летом уменьшается из-за усиленного водного обмена), эффективный период для свободного трития – 0,03 года, для связанного – 1,12 года.

- образуется в верхних слоях атмосферы как космогенный радионуклид и при термоядерных реакциях

- соединения растворимы, в организм поступает через ЖКТ, частично через легкие

- характерен равномерный тип распределения

д) плутоний-239 (Рu-239):

- трансурановый элемент, смешанный a- и g- излучатель, Т_1/2 - 24000 лет, период биологического полувыведения - 197 лет, эффективный период – 195,4 года.

- попадает в атмосферу при аварийных выбросах предприятий, перерабатывающих ядерное горючее, при эксплуатации АЭС, при испытании ядерного оружия

- не имеет стабильных аналогов

- после аварии на ЧАЭС осел в основном в 30-км зоне и Гомельской области

- соединения плохорастворимы, поступает в организм в основном ингаляционно, создавая значительную нагрузку на лёгкие за счёт альфа-излучения

- характерен скелетный тип распределения, частично – ретикуло-эндотелиальный (лимфоузлы, печень); у детей 1-ого года жизни всасываемость плутония в 10 раз выше, чем у взрослых

- тропен к органическому матриксу кости, с течением времени плутоний перемещается в неорганическую часть кости и «замуровывается»; некоторое количество его захватывается макрофагами и переходит в костный мозг

- особенности действия на организм:

1. при остром лучевом поражении: резкое сокращение продолжительности жизни, падение массы тела, развитие геморрагического синдрома, угнетение костномозгового кроветворения, некробиотические изменения внутренних органов

2. при подостром лучевом поражении: сочетание атрофических, дегенеративных и репаративных процессов; существенное сокращение продолжительности жизни, изменения со стороны сосудистой системы, умеренное угнетение костно-мозгового кроветворения, атрофические и дегенеративные изменения внутренних органов, пнемосклероз

3. при действии доз от 0,04 до 20 Гр - опухоли легких

- по данным экспериментов, характер действия молока для плутония-239 напоминает действие эффективного комплексообразователя

е) америций-241 (Аm-241):

- трансурановый элемент, альфа-излучатель, Т_1/2 - 433 года, период биологического полувыведения 194 года, эффективный период – 133,97 года.

- дочерний продукт распада плутония-241; в настоящее время и в ближайшие десятилетия будет представлять серьезную угрозу для здоровья населения (наряду с цезием-137 и стронцием-90)

- стабильные изотопы не известны, дочерний продукт распада плутония-241

- поступает в организм ингаляционно, химические соединения америция быстро перемещаются из легких в кровь (от нескольких дней до нескольких недель), затем накапливается в скелетной ткани, частично в печени, почках, селезёнке.

- обладает большой растворимость и большой миграционной способностью

- особенности действия на организм:

1. при остром лучевом поражении: ранняя аплазия костно-мозгового кроветворения, геморрагический синдром, некробиотические изменения в паренхиматозных органах, резкое сокращение продолжительности жизни

2. при подостром лучевом поражении: гипоплазия костно-мозгового кроветворения, некротические и склеротические изменения органов депонирования, существенное уменьшение продолжительности жизни, пневмосклероз, цирроз печени

3. опухоли легких и остеосаркомы

ж) "горячие частицы" - аэрозоль диспергированного ядерного топлива.

- после аварии разнеслись атмосферным воздухом на значительные расстояния, основная масса их сосредоточилась в зоне отчуждения и Гомельской области

- основное количество активных частиц (до 70%) находится в верхнем (1 см) слое почвы; до нескольких сотен активных частиц содержится в 10 м3 воздуха в районе Мозыря, Гомеля, Бреста

- в организм в первые месяцы после аварии попадали прямым аэрозольным путём, в настоящее время характерно ингаляционное поступление при вторичном загрязнении воздуха пылью с объектов окружающей среды; возможен и алиментарный путь поступления

- представляют опасность для всего живого ввиду высокой концентрации в них радионуклидов с разными видами излучений.

з) цирконий-95 (Zr-95);

и) рутений-106 (Ru-106);

к) церий-144 (Сe-144);

л) йод-131 (I-131)

Проблема радона, источники радона

Радон - самый тяжелый из благородных газов, которые раньше, еще лет 20-30 назад, чаще называли инертными газами. Он не имеет ни запаха, ни вкуса, прозрачен и бесцветен. Его плотность при 0 °С равна 9,81 кг/м³, т. е. почти в 8 раз больше плотности воздуха. Концентрация радона в воздухе - всего 6*10-²⁰% (по объему), что гораздо меньше, чем концентрация других благородных газов (неон - 1,8*10-³, гелий - 4,6*10-⁴, криптон - 1,1*10-⁴, ксенон - 8,6*10-⁶%). На каждую молекулу радона в воздухе приходится 1,67*10²³ других молекул, и если бы молекулы превратились в песчинки массой 2,5 мг каждая, то одна «песчинка» радона находилась бы в «песчаной горе» массой 418 млрд т!

 

 

Рис 1.

Человечество ежегодно добывает ~15 млрд т горных пород, т. е. при современных чудовищных масштабах горных работ для «разгребания» придуманной нами горы в поисках одной «песчинки» радона всем горнодобывающим отраслям промышленности мира потребовалось бы почти 30 лет.

12345Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: