Радиоактивные загрязнения

 

Природные радиоактивные вещества присутствуют на Земле со времени ее возникновения. Они находятся в воздухе, воде, почве, горных породах. Приходят на Землю и космические лучи. Поэтому все живое на нашей планете непрерывно облучается слабым радиоактивным излучением. Это и есть основная часть радиационного фона, который присутствует даже в местах, никогда не подвергавшихся радиационному загрязнению.

За время своего существования человечество, так же, как и другие живые существа, неплохо приспособилось к радиационному фону. Тем не менее, его нельзя считать полностью безвредным.

Одним из источников облучения человека является радиоактивный газ радон и вещества, образующиеся при его распаде. Человек вдыхает их вместе с воздухом, поэтому облучение получают в основном органы дыхания. Сам радон образуется из природного урана и тория. Он может поступать в помещения из почвы через фундамент и пол или выделяться некоторыми строительными материалами (гранитом, глиноземом, фосфогипсом, шлаком, красным кирпичом). Иногда радон может выделяться из воды, если водопровод подключен к артезианской скважине, или из бытового газа во время его сгорания в газовой плите. В непроветриваемых помещениях радона накапливается больше.

Космические лучи в среднем дают 15,5 % природного радиационного фона. Создаваемое ими облучение зависит от высоты над уровнем моря (чем выше – тем больше) и от географического положения местности. Облучение космическими лучами – внешнее.

Внешнее облучение создают и различные природные вещества: радиоактивные изотопы урана, тория, калия и продукты их распада. Они содержатся в почве и горных породах, причем создаваемое ими облучение может довольно значительно колебаться в зависимости от характера местности. В среднем эти вещества дают 12,5 % природного фона. Попадают они и в различные строительные материалы, создавая облучение внутри зданий. Те же самые вещества в небольших количествах находятся и в теле каждого человека, куда они поступают естественным путем – с пищей и водой (в основном это калий – 40, который содержится в мышцах). Они дают внутреннее облучение, около 17 % общего природного фона.

Уровень радиационного фона от природных источников в большинстве местностей составляет 5 ... 20 микрорентген в час. Однако в тех местах, где на поверхности или под землей есть гранитные массивы, и там, где грунт или водные источники содержат много радиоактивных веществ, радиационный фон может достигать 40 микрорентген в час и более.

К облучению от природных источников добавляется фоновое облучение искусственного происхождения. Его создают не только следы ядерных испытаний, особенно – загрязнения от ядерных взрывов в атмосфере, проводившихся в период с 1945 по 1980 г., предприятия по добыче, переработке и утилизации расщепляющихся радиоактивных материалов.

Интересно отметить, что обычная электростанция, работающая на угольном топливе, увеличивает фон больше, чем атомная (в безаварийном режиме), за счет природных радиоактивных веществ, содержащихся в угле и переходящих в золу и шлаки.

Основной критерий, характеризующий степень радиоэкологической безопасности человека, проживающего на загрязненной территории – среднегодовое значение эффективной дозы. Для оценки общих последствий облучения населения в случае проживания на загрязненной территории используется понятие коллективной эффективной дозы, которая представляет собой произведение средней эффективной дозы по группе людей на число индивидуумов в этой группе.

Международной комиссией по радиологической медицине (МКРЗ) рекомендована в качестве предельной доза облучения, равная 0,1 бэр/год (0,001 зиверт в год). Человек выбран в качестве основного объекта защиты в связи с отсутствием достоверных и систематизированных данных об уровнях и эффектах облучения других биологических объектов и систем и в связи с высокой радиочувствительностью человеческого организма. Под индивидуальным риском понимается вероятность возникновения онкологических заболеваний и тяжелых генетических нарушений.

Территории, в пределах которых среднегодовое значение эффективной дозы облучения (дополнительного, сверх естественного фона) превышает 0,5 бэр и находится в диапазоне доз до 1 бэр (до 10 мЗВ), относят к территориям чрезвычайной экологической ситуации. Уровень индивидуального риска на этих территориях возрастает.

Территории, в пределах которых среднегодовые значения эффективной дозы облучения (дополнительного, сверх естественного фона) превышают 1 бэр, относят к территориям экологического бедствия.

Каковы допустимые дозы облучения для человека? По существующим нормам безопасности, общая доза взятого в сумме внешнего и внутреннего облучения каждого человека (кроме профессионалов, для которых эта доза может быть выше) примерно за 70 лет его жизни должна быть не больше 35 рентген. Это в два раза больше, чем доза от природного фона, которая, как мы уже знаем, равна 17 рентгенам за те же 70 лет. Разделив 35 рентген на 70 лет, можно получить, что за год жизни допускается облучение не более 0,5 рентген (500 миллирентген). Чтобы понять, много это или мало, напомним, что облучение от природных и медицинских источников в среднем за год равно 280 ... 340 миллирентген и обходится практически без вредных последствий.

Для того чтобы накопленная человеком за год доза не превысила допустимые 0,5 рентгена, средний уровень внешнего облучения должен быть не больше 60 микрорентген в час. Кроме этого уровня выделяют еще «уровень реагирования» – 120 микрорентген в час.

Облучение, создаваемое внутри зданий радиоактивными примесями, которые могут содержаться в строительных материалах, оценивается таким образом: уровень радиации внутри жилого дома может быть выше, чем снаружи, не более чем на 30 микрорентген в час. Если он превышает наружный уровень на 60 микрорентген в час или больше, жильцы должны быть переселены, а здание не следует использовать как жилое.

Содержание радона в воздухе внутри вновь строящихся домов должно быть не более 100 беккерелей на кубический метр, в уже заселенных домах – не более 200, а если его содержание превышает 400 беккерелей на кубический метр, то жильцы должны быть переселены.

Для того чтобы ограничить внутреннее облучение, для каждого радиоактивного вещества устанавливается его предельно допустимое содержание в воздухе и воде, зависящее от того, насколько опасно внутреннее облучение данным веществом.

Если содержание радиоактивных веществ больше допустимого, то от употребления таких продуктов нужно отказаться. Однако когда употреблять их все-таки приходится, следует придерживаться простого правила: при радиоактивности продукта вдвое больше допустимой нормы его потребление уменьшают в два раза по сравнению с обычным, при трехкратном превышении нормы – в три раза.

Некоторые дополнительные нормы установлены для обеспечения безопасности людей, которые работают на предприятиях, где применяются источники радиоактивного излучения и для тех, кто живет поблизости от таких предприятий.

Радиационное загрязнение атмосферы. Радиоактивное загрязнение природных сред в настоящее время обусловлено следующими источниками:

1)      глобально распределенными долгоживущими радиоактивными изотопами – продуктами испытаний ядерного оружия, проводившихся в атмосфере и под землей;

2)      глобально распределенными долгоживущими радиоактивными изотопами – продуктами испытаний ядерного оружия, проводившихся в атмосфере и под землей;

3)      выбросом радиоактивных веществ из четвертого блока Чер­нобыльской АЭС в апреле 1986 г.;

4)      плановыми и аварийными выбросами радиоактивных веществ в окружающую среду от предприятий атомной промышленности;

5)      выбросами в атмосферу и сбросами в водные системы радиоактивных веществ с действующих АЭС в процессе их нормальной эксплуатации;

6)      привнесенной радиоактивностью (твердые радиоактивные отходы и радиоактивные источники).

Основным источником поступления радиоактивных продуктов деления в атмосферу явились испытания атомного и термоядерного оружия.

Загрязнение окружающей среды в результате испытаний атомного оружия обусловлено локальными (местными), тропосферными (из нижнего слоя атмосферы) и стратосферными (глобальными) выпадениями (продуктами ядерного взрыва – ПЯВ).

При распространении радиоактивных продуктов в атмосфере и их осаждении можно условно выделить следующие зоны:

В атмосфере:

1)      Радиоактивное облако, состоящее из радиоактивных частиц в весьма широком диапазоне размеров и газообразных радиоактивных продуктов, высота радиоактивного облака может изменяться от нескольких сот метров до нескольких километров в зависимости от мощности взрыва, облако распространяется на большие расстояния.

2)      Базисную волну, поднимающуюся на значительно меньшую высоту, чем облако (до 100–1000 м).

На местности:

1)      Зону воронки (несколько десятков или сотен метров для 1–100 кг взрыва) и навала грунта вблизи воронки (до 1 км в радиусе).

2)      Зону ближнего следа на местности, образованного выпадением наиболее крупных частиц из облака и базисной волны. Условно ближнюю зону можно ограничить первыми сутками выпадений из радиоактивного облака и базисной волны.

3)      Зону дальнего следа, простирающуюся за зоной ближнего следа и обусловленную радиоактивными выпадениями из облака в течение одной–двух недель после взрыва.

В атмосферном воздухе радионуклиды могут присутствовать в виде газа (например, радона) или аэрозолей, при этом последние главным образом и участвуют в процессах миграции.

Поведение радионуклидов в аэрозольной форме зависит от степени дисперсности частиц, в которых они содержатся, высоты выбросов, метеорологических условий и других факторов.

Крупные частицы оседают в районе их образования или выброса, вызывая локальные загрязнения; более мелкие частицы могут проникать в верхние слои тропосферы и даже в стратосферу, широко рассеиваться воздушными потоками и, оседая, приводить к региональным и глобальным загрязнениям территории.

В стратосферу (слой атмосферы, находящийся на высоте 10–50 км) инжектируются мелкодисперсные (1 мкм и менее) частицы в основном при мощных термоядерных взрывах. С воздушными течениями они переносятся преимущественно в широтном направлении, много­кратно опоясывая земной шар и вызывая глобальные радиоактивные выпадения. Гравитационное оседание этих частиц крайне замедлено, и поэтому период полуочищения стратосферы от радионуклидов велик и колеблется от 7 месяцев до 1 года и более. В верхние слои тро­посферы радионуклиды попадают также в основном при атомных взрывах. Здесь они рассеиваются ветрами и вертикальными смещениями воздушных масс и постепенно выпадают на поверхность земли с атмосферными осадками, в результате гравитационного оседания, электростатического осаждения на частицах нерадиоактивной пыли, соприкосновения с почвой, водой, наземными объектами и других процессов, образуя тропосферные радиоактивные выпадения и приводя к региональным загрязнениям. Период полуочищения тропосферы значительно короче и составляет 20–40 сут. Максимальные загрязнения атмосферного воздуха наблюдаются на широте 25–35 ° обоих полушарий, а максимальные выпадения радионуклидов – в средних (40–50 °) широтах, причем наибольшие уровни этих выпадений обусловлены атмосферными осадками и приходятся на весенне-летний период.

Выбросы радионуклидов в атмосферу от радиологических объектов, за исключением крупных аварийных ситуаций, могут приводить в основном к локальным выпадениям и загрязнениям. На степень рассеяния радионуклидов в выбросах этих объектов, помимо вышеуказанных факторов, влияют высота вентиляционных труб, сила тяги в них, температура выбросов, рельеф местности и т.д. Наиболее неблагоприятная обстановка складывается в условиях температурной инверсии и образования так называемой задымляющей струи, когда зона соприкосновения факела с поверхностью земли располагается вблизи трубы и человек может подвергаться непосредственному воздействию радиоактивных выбросов.

Радионуклиды, содержащиеся в крупных аэрозольных частицах, оседают в пределах нескольких сотен километров от места взрыва, образуя местные или локальные выпадения. Более мелкие аэрозольные частицы, попавшие в нижние слои тропосферы и находящиеся там в среднем 1 месяц, выпадают в виде осадков на расстоянии сотен – нескольких тысяч километров от места взрыва. Аэрозольные частицы, инжектированные в стратосферу и пребывающие там в среднем до 2 лет (углерод-14 – более 7,5 лет), образуют радиоактивные выпа­дения глобального характера. При этом основная часть их выпадает в том полушарии, где эти частицы достигли стратосферы.

Проведение взрывов ядерного оружия привело к глобальному загрязнению земной поверхности радиоактивными веществами. Продукты ядерных взрывов представлены примерно 200 радиоактивными изотопами элементов (от цинка до тербия) с массовыми числами от 72 до 161.

Кроме того, при ядерных взрывах в результате облучения нейтронами объектов окружающей среды и конструкционных элементов зарядов образуются активационные радионуклиды, из которых глобальное значение имеют тритий (период полураспада = 12,35 года) и углерод-14 (период полураспада = 5730 лет). Первый, являясь изотопом водорода, может входить в состав воды (тяжелая вода НТО), второй является основой органических веществ. В локальных выпадениях ПЯВ важное гигиеническое значение приобретают короткоживущие радионуклиды, выход которых при реакции деления относительно велик, например стронций-89, йод-131, барий-140.

 

Таблица. Выход некоторых продуктов деления при взрыве

ядерного оружия

Радионуклид

Период

полураспада

Выход на

деление, %

Активность на

1 Мт, ПБк

89Sr

 

50,5 сут.

 

2,56

 

590,0

 

90Sr

 

28,6 лет

 

3,50

 

3,9

 

95Zr

 

64,0 сут.

 

5,70

 

920,0

 

103Ru

 

39,5 сут.

 

5,20

 

1500,0

 

106Ru

 

368 сут.

 

2,44

 

78,0

 

131I

 

8,04 сут.

 

2,90

 

4200,0

 

 

 

 


Google play Gift card 10 евро
Google play Gift card 10 евро


Промокод 1PS.ru на 1000 бонусных рублей
Промокод 1PS.ru на 1000 бонусных рублей


vsemayki.ru - скидка 500 руб при заказе от 2500 рублей
vsemayki.ru - скидка 500 руб при заказе от 2500 рублей