Источники загрязнения окружающей среды искусственными радионуклидами

Предлагаем ознакомится с материалом в статье: "Источники загрязнения окружающей среды искусственными радионуклидами". Здесь собрана и обработана информация из авторитетных источников. Если вы все же не найдете ответ на свой вопрос, дочитайте статью до конца, если же и после этого не получите ответ, то обратитесь к дежурному консультанту.

Источники радиационного загрязнения

Источники радиационного излучения

Существует два способа облучения: если радиоактивные вещества находятся вне организма и облучают его снаружи, то речь идет о внешнем облучении. Другой способ облучения – при попадании радионуклидов внутрь организма с воздухом, пищей и водой – называют внутренним.

Источники радиоактивного излучения весьма разнообразны, но их можно объединить в две большие группы: естественные и искусственные (созданные человеком). Причем основная доля облучения (более 75% годовой эффективной эквивалентной дозы) приходится на естественный фон.

Естественные источники радиации

Естественные радионуклиды делятся на четыре группы: долгоживущие (уран-238, уран-235, торий-232); короткоживущие (радий, радон); долгоживущие одиночные, не образующие семейств (калий-40); радионуклиды, возникающие в результате взаимодействия космических частиц с атомными ядрами вещества Земли (углерод-14).

Разные виды излучения попадают на поверхность Земли либо из космоса, либо поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре, причем земные источники ответственны в среднем за 5/6 годовой эффективной эквивалентной доз, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения.

Уровни радиационного излучения неодинаковы для различных областей. Так, Северный и Южный полюсы более, чем экваториальная зона, подвержены воздействию космических лучей из-за наличия у Земли магнитного поля, отклоняющего заряженные радиоактивные частицы. Кроме того, чем больше удаление от земной поверхности, тем интенсивнее космическое излучение.

Иными словами, проживая в горных районах и постоянно пользуясь воздушным транспортом, мы подвергаемся дополнительному риску облучения. Люди, живущие выше 2000м над уровнем моря, получают в среднем из-за космических лучей эффективную эквивалентную дозу в несколько раз большую, чем те, кто живет на уровне моря. При подъеме с высоты 4000м (максимальная высота проживания людей) до 12000м (максимальная высота полета пассажирского авиатранспорта) уровень облучения возрастает в 25 раз. Примерная доза за рейс Нью-Йорк – Париж по данным НКДАР ООН в 1985 году составляла 50 микрозивертов за 7,5 часов полета.

Всего за счет использование воздушного транспорта население Земли получало в год эффективную эквивалентную дозу около 2000 чел-Зв.

Уровни земной радиации также распределяются неравномерно по поверхности Земли и зависят от состава и концентрации радиоактивных веществ в земной коре. Так называемые аномальные радиационные поля природного происхождения образуются в случае обогащения некоторых типов горных пород ураном, торием, на месторождениях радиоактивных элементов в различных породах, при современном привносе урана, радия, радона в поверхностные и подземные воды, геологическую среду.

По данным исследований, проведенных во Франции, Германии, Италии, Японии и США, около 95% населения этих стран проживает в районах, где мощность дозы облучения колеблется в среднем от 0,3 до 0,6 миллизиверта в год. Эти данные можно принять за средние по миру, поскольку природные условия в вышеперечисленных странах различны.

Есть несколько «горячих точек», где уровень радиации намного выше. К ним относятся несколько районов в Бразилии: окрестности города Посус-ди-Калдас и пляжи близ Гуарапари, города с населением 12000 человек, куда ежегодно приезжают

отдыхать примерно 30000 курортников, где уровень радиации достигает 250 и 175 миллизивертов в год соответственно. Это превышает средние показатели в 500-800 раз. Здесь, а также в другой части света, на юго-западном побережье Индии, подобное явление обусловлено повышенным содержанием тория в песках. Вышеперечисленные территории в Бразилии и Индии являются наиболее изученными в данном аспекте, но существует множество других мест с высоким уровнем радиации, например во Франции, Нигерии, на Мадагаскаре.

По территории России зоны повышенной радиоактивности также распределены неравномерно и известны как в европейской части страны, так и в Зауралье, на Полярном Урале, в Западной Сибири, Прибайкалье, на Дальнем Востоке, Камчатке, Северо-востоке.

Среди естественных радионуклидов наибольший вклад (более 50%) в суммарную дозу облучения несет радон и его дочерние продукты распада (в т.ч. радий). Опасность радона заключается в его широком распространении, высокой проникающей способности и миграционной подвижности (активности), распаде с образованием радия и других высокоактивных радионуклидов. Период полураспада радона сравнительно невелик и составляет 3,823 суток. Радон трудно идентифицировать без использования специальных приборов, так как он не имеет цвета или запаха.

Одним из важнейших аспектов радоновой проблемы является внутреннее облучение радоном: образующиеся при его распаде продукты в виде мельчайших частиц проникают в органы дыхания, и их существование в организме сопровождается альфа-излучением. И в России, и на западе радоновой проблеме уделяется много внимания, так как в результате проведенных исследований выяснилось, что в большинстве случаев содержание радона в воздухе в помещениях и в водопроводной воде превышает ПДК. Так, наибольшая концентрация радона и продуктов его распада, зафиксированная в нашей стране, соответствует дозе облучения 3000-4000 бэр в год, что превышает ПДК на два-три порядка. Полученная в последние десятилетия информация показывает, что в радон широко распространен также в приземном слое атмосферы, подпочвенном воздухе и подземных водах.

Последствия радиоактивного загрязнения

Живые организмы могут безопасно существовать в условиях оптимального уровня радиации, характерной для естественной среды. Когда этот баланс нарушается и показатели радиационного излучения превышают состояние нормы, возникают серьезные проблемы.

Попадая в окружающее пространство, радиоактивные элементы становятся частью биосферы. Радиация меняет образ жизни всех живых существ.

Опасные соединения накапливаются в организме, влияя на внутренние органы на клеточном уровне. Радиационное облучение чревато развитием хронических заболеваний, которые не поддаются интенсивной терапии. Появляются проблемы с почками, печенью, органами мочеполовой, сердечно-сосудистой и кровеносной систем.

Замедляется физическое развитие, развивается бесплодие, меняется состав крови. Со временем это приведёт к сокращению численности населения в результате проблем с деторождением, высоким уровнем ранней смертности. Сократится видовой состав растений и животных.

Читайте так же:  Сколько хранятся дела об административных правонарушениях

Вещества с радиационной активностью по-разному влияют на организм. Одни элементы вызывают серьезные изменения в течение нескольких минут, Другие подолгу накапливаются в организме, постепенно изменяя качество жизни человека. Чем дольше человек находится в зоне активной радиации, тем серьезнее урон, нанесенный здоровью.

Согласно законодательным актам РФ установлен порядок обращения и использования земель, подвергшихся радиоактивному и химическому загрязнению.

Источники радиоактивного загрязнения

Разумный подход к использованию позволит снизить радиоактивное загрязнение окружающей среды.

Естественные источники радиации

Среди многообразия естественных радиоактивных веществ выделяются следующие категории:

  • долгоживущие;
  • долгоживущие одиночные;
  • короткоживущие;
  • вещества, которые формируются при взаимодействии космических элементов с атомами ядер земных веществ.

Поверхность Земли получает дозу радиоактивного излучения из космического пространства или радиоактивных компонентов земной коры.

Степень земной радиации бывает разной. Формируются аномальные зоны с высоким уровнем радиационной активности. Это связано с тем, что подземные горные породы обогащаются радиоактивными элементами. Содержание палладия, урана, радия, радона может превышать показатели нормы.

Природная радиоактивность не контролируется человеком и может носить стихийный характер.

Антропогенные источники радиации

Источники радиации, возникшие в результате человеческой активности, представляют для окружающей среды большую опасность. К ним относится деятельность, связанная с:

  • добычей, сбором, переработкой, перевозкой опасных веществ;
  • взаимодействием с атомным оружием (разработка, испытание);
  • производством и эксплуатацией атомной энергии.

Сфера применения радиационных веществ расширяется. Человек использует их в разных отраслях деятельности.

Атомная промышленность Предприятия производят топливо для использования в ядерной энергетике или создания ядерных боеголовок.
Ядерные взрывы В результате взрывов и испытаний ядерного оружия в окружающую среду попадают радиоактивные изотопы.
Ядерная энергетика Производство электроэнергии на атомных электростанциях практикуется во многих странах мира. В результате преобразования ядерной энергии образуются тепловая и электрическая энергия.
Медицина и наука Применение веществ в научных исследованиях и медицинской практике приводит к тому, что в окружающую среду поступает излучение. Изотопы применяются в медицинских целях при обследовании пациентов и лечении заболеваний. Существуют научные центры, изучающие ядерные реакторы. Это действующие факторы радиационной активности, представляющие опасность для всех живых существ.

Предприятия атомной промышленности, ядерной энергетики взаимодействуют с радиоактивными веществами. Большой экологической проблемой является обращение с радиационными отходами (сбор, перевозка и захоронение).

Согласно предписаниям международного агентства по атомной энергетике РАО делятся на твердые, жидкие, газообразные и категории в зависимости от радиационной активности. К обращению с каждым видом отходов предъявляются свои требования.

Прежде чем утилизировать опасные отходы, их сортируют по степени радиационной активности. Важным критерием является период полураспада. Его показатели варьируются от нескольких часов до сотен лет.

Отходы подвергаются упариванию, сжиганию, прессовке. Для того, чтобы не допустить передвижения опасных элементов с грунтовыми водами, их фиксируют в блоки или подвергают остекловыванию.

В твердом виде РАО помещают в радиоактивные могильники.

Большое влияние на живые организмы оказывают радиоволны и радиоактивная пыль.

Происходит возрастание уровня радиационного фона за счет промышленных выбросов, работы транспортных средств, применения атомной энергии в различных сферах деятельности.

Радиоактивная пыль – это частички грунта или материалов ядерных боеприпасов. Распространение в окружающей среде происходит после ядерных взрывов или испытания ядерного оружия.

Источники радиации, созданные человеком (техногенные)

Искусственные источники радиационного облучения существенно отличаются от естественных не только происхождением. Во-первых, сильно различаются индивидуальные дозы, полученные разными людьми от искусственных радионуклидов. В большинстве случаев эти дозы невелики, но иногда облучение за счет техногенных источников гораздо более интенсивно, чем за счет естественных. Во-вторых, для техногенных источников упомянутая вариабельность выражена гораздо сильнее, чем для естественных. Наконец, загрязнение от искусственных источников радиационного излучения (кроме радиоактивных осадков в результате ядерных взрывов) легче контролировать, чем природно-обусловленное загрязнение.

Энергия атома используется человеком в различных целях: в медицине, для производства энергии и обнаружения пожаров, для изготовления светящихся циферблатов часов, для поиска полезных ископаемых и, наконец, для создания атомного оружия.

Основной вклад в загрязнение от искусственных источников вносят различные медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности. Основной прибор, без которого не может обойтись ни одна крупная клиника – рентгеновский аппарат, но существует множество других методов диагностики и лечения, связанных с использованием радиоизотопов.

Неизвестно точное количество людей, подвергающихся подобным обследованиям и лечению, и дозы, получаемые ими, но можно утверждать, что для многих стран использование явления радиоактивности в медицине остается чуть ли не единственным техногенным источником облучения.

В принципе облучение в медицине не столь опасно, если им не злоупотреблять. Но, к сожалению, часто к пациенту применяются неоправданно большие дозы. Среди методов, способствующих снижению риска, — уменьшение площади рентгеновского пучка, его фильтрация, убирающая лишнее излучение, правильная экранировка и самое банальное, а именно исправность оборудования и грамотная его эксплуатация.

Из-за отсутствия более полных данных НКДАР ООН был вынужден принять за общую оценку годовой коллективной эффективной эквивалентной дозы, по крайней мере, от рентгенологических обследований в развитых странах на основе данных, представленных в комитет Польшей и Японией к 1985 году, значение 1000 чел-Зв на 1 млн. жителей. Скорее всего, для развивающихся стран эта величина окажется ниже, но индивидуальные дозы могут быть значительнее. Подсчитано также, что коллективная эффективная эквивалентная доза от облучения в медицинских целях в целом (включая использование лучевой терапии для лечения рака) для всего населения Земли равна примерно 1 600 000 чел-Зв в год.

Следующий источник облучения, созданный руками человека – радиоактивные осадки, выпавшие в результате испытания ядерного оружия в атмосфере, и, несмотря на то, что основная часть взрывов была произведена еще в 1950-60е годы, их последствия мы испытываем на себе и сейчас.

Читайте так же:  Срок исковой давности в россии

В результате взрыва часть радиоактивных веществ выпадает неподалеку от полигона, часть задерживается в тропосфере и затем в течение месяца перемещается ветром на большие расстояния, постепенно оседая на землю, при этом оставаясь примерно на одной и той же широте. Однако большая доля радиоактивного материала выбрасывается в стратосферу и остается там более продолжительное время, также рассеиваясь по земной поверхности.

Радиоактивные осадки содержат большое количество различных радионуклидов, но из них наибольшую роль играют цирконий-95, цезий-137, стронций-90 и углерод-14, периоды полураспада которых составляют соответственно 64 суток, 30 лет (цезий и стронций) и 5730 лет.

По данным НКДАР, ожидаемая суммарная коллективная эффективная эквивалентная доза от всех ядерных взрывов, произведенных к 1985 году, составляла 30 000 000 чел-Зв. К 1980 году население Земли получило лишь 12% этой дозы, а остальную часть получает до сих пор и будет получать еще миллионы лет.

Один из наиболее обсуждаемых сегодня источников радиационного излучения является атомная энергетика. На самом деле, при нормальной работе ядерных установок ущерб от них незначительный. Дело в том, что процесс производства энергии из ядерного топлива сложен и проходит в несколько стадий.

Ядерный топливный цикл начинается с добычи и обогащения урановой руды, затем производится само ядерное топливо, а после отработки топлива на АЭС иногда возможно вторичное его использование через извлечение из него урана и плутония. Завершающей стадией цикла является, как правило, захоронение радиоактивных отходов.

На каждом этапе происходит выделение в окружающую среду радиоактивных веществ, причем их объем может сильно варьироваться в зависимости от конструкции реактора и других условий. Кроме того, серьезной проблемой является захоронение радиоактивных отходов, которые еще на протяжении тысяч и миллионов лет будут продолжать служить источником загрязнения.

Дозы облучения различаются в зависимости от времени и расстояния. Чем дальше от станции живет человек, тем меньшую дозу он получает.

Из продуктов деятельности АЭС наибольшую опасность представляет тритий. Благодаря своей способности хорошо растворяться в воде и интенсивно испаряться тритий накапливается в использованной в процессе производства энергии воде и затем поступает в водоем-охладитель, а соответственно в близлежащие бессточные водоемы, подземные воды, приземной слой атмосферы. Период его полураспада равен 3,82 суток. Распад его сопровождается альфа-излучением. Повышенные концентрации этого радиоизотопа зафиксированы в природных средах многих АЭС.

До сих пор речь шла о нормальной работе атомных электростанций, но на примере Чернобыльской трагедии мы можем сделать вывод о чрезвычайно большой потенциальной опасности атомной энергетики: при любом минимальном сбое АЭС, особенно крупная, может оказать непоправимое воздействие на всю экосистему Земли.

Масштабы Чернобыльской аварии не могли не вызвать оживленного интереса со стороны общественности. Но мало кто догадывается о количестве мелких неполадок в работе АЭС в разных странах мира.

Так, в статье М. Пронина, подготовленной по материалам отечественной и зарубежной печати в 1992 году, содержатся следующие данные:

«…С 1971 по 1984 гг. На атомных станциях ФРГ произошла 151 авария. В Японии на 37 действующих АЭС с 1981 по 1985 гг. зарегистрировано 390 аварий, 69% которых сопровождались утечкой радиоактивных веществ.… В 1985 г. в США зафиксировано 3 000 неисправностей в системах и 764 временные остановки АЭС…» и т.д.

Кроме того, автор статьи указывает на актуальность, по крайней мере на 1992 год, проблемы намеренного разрушения предприятий ядерного топливного энергетического цикла, что связано с неблагоприятной политической обстановкой в ряде регионов. Остается надеяться на будущую сознательность тех, кто таким образом «копает под себя».

Осталось указать несколько искусственных источников радиационного загрязнения, с которыми каждый из нас сталкивается повседневно.

Это, прежде всего, строительные материалы, отличающиеся повышенной радиоактивностью. Среди таких материалов – некоторые разновидности гранитов, пемзы и бетона, при производстве которого использовались глинозем, фосфогипс и кальциево-силикатный шлак. Известны случаи, когда стройматериалы производились из отходов ядерной энергетики, что противоречит всем нормам. К излучению, исходящему от самой постройки, добавляется естественное излучение земного происхождения. Самый простой и доступный способ хотя бы частично защититься от облучения дома или на работе – чаще проветривать помещение.

Повышенная ураноносность некоторых углей может приводить к значительным выбросам в атмосферу урана и других радионуклидов в результате сжигания топлива на ТЭЦ, в котельных, при работе автотранспорта.

Видео (кликните для воспроизведения).

Существует огромное количество общеупотребительных предметов, являющихся источником облучения. Это, прежде всего, часы со светящимся циферблатом, которые дают годовую ожидаемую эффективную эквивалентную дозу, в 4 раза превышающую ту, что обусловлена утечками на АЭС, а именно 2 000 чел-Зв. Равносильную дозу получают работники предприятий атомной промышленности и экипажи авиалайнеров.

При изготовлении таких часов используют радий. Наибольшему риску при этом подвергается, прежде всего, владелец часов.

Радиоактивные изотопы используются также в других светящихся устройствах: указателях входа-выхода, в компасах, телефонных дисках, прицелах, в дросселях флуоресцентных светильников и других электроприборах и т.д.

При производстве детекторов дыма принцип их действия часто основан на использовании a-излучения. При изготовлении особо тонких оптических линз применяется торий, а для придания искусственного блеска зубам используют уран. Очень незначительны дозы облучения от цветных телевизоров и рентгеновских аппаратов для проверки багажа пассажиров в аэропортах.

Вопрос. Радиоактивное загрязнение: естественные и искусственные радионуклиды.

Радиоактивное загрязнение окружающей среды имеет место, если содержание радиоактивности в почве, воде или воздухе превышает предельно допустимые концентрации. Оно квалифицируется как чрезвычайная ситуация с последующими действиями соответствующих служб по защите населения и проведением мероприятий по дезактивации местности и объектов на ней.

Читайте так же:  Орган рассматривающий протокол об административном правонарушении

Различаютестественное и искусственное радиоактивное загрязнение окружающей среды. Источником естественного излучения являются космическое излучение и природные радионуклиды. К источникам искусственного радиоактивного загрязнения относятся ядерные испытания, атомные энергетические установки, радиоактивные материалы, медицинская аппаратура, различные приборы и бытовая техника.

Естественные радионуклиды, имеющие природное происхождение, присущи в тех или иных количествах всем природным объектам нашей планеты.

В настоящее время известно более 230 типов радиоактивных ядер, имеющих естественное происхождение, которые можно разделить на три группы: 1) первичные радионуклиды с очень длительным периодом полураспада, содержащиеся в составе Земли как планеты с момента ее образования; 2) сравнительно более короткоживущие продукты распада урана и тория 3) радионуклиды, постоянно образующиеся в атмосфере и земной коре за счет природных ядерных реакций. Первичные радионуклиды являются наиболее распространенными в природе. Наиболее важные среди них (максимально распространенные) с экологических позиций — 238U, 232Th, 40К и 87Rb (Титаева, 2000).

Среди продуктов распада долгоживущих природных радионуклидов присутствуют радий, полоний, радон, актиний и др.

В атмосферном воздухе под действием космических лучей происходит образование так называемых космогенных радионуклидов, из которых наиболее важное значение имеют радиоуглерод и тритий.

Источниками загрязнения объектов природной среды естественными радионуклидами могут быть природные образования (месторождения радиоактивных и некоторых других полезных ископаемых, горные породы с повышенным содержанием радиоактивных элементов, природные воды с высоким содержанием радона, радия, иногда урана), а также промышленные предприятия по добыче и переработке некоторых типов полезных ископаемых, включая нефте — и газодобычу, а также ГРЭС и ТЭЦ, работающие на углях, горючих сланцах.

В районах разработки и переработки радиоактивного минерального сырья воздействие радионуклидов на природную среду происходит в основном вследствие ветрового переноса с пылящих поверхностей отвалов, вентиляционных выбросов, водной миграции из отвалов или хвостохранилищ, а также со сточными техническими водами. Таким образом была загрязнена природная среда в Читинской и Свердловской областях, Чукотке и Казахстане.

Появление искусственных радионуклидов обусловлено деятельностью человека.

Главными физическими процессами, в результате которых образуются искусственные радионуклиды, являются ядерное деление, ядерный синтез и нейтронная активация. Среди искусственных радионуклидов основное экологическое значение имеют изотопы цезия, стронция, рутения, церия, йода и плутония, поскольку они обладают высоким выходом в ядерных реакциях.

Несмотря на то что большая часть радиационного воздействия на человека связана с естественными радионуклидами, именно техногенное воздействие может быть сконцентрировано во времени и пространстве в густонаселенных районах и представляет наибольшую опасность для населения.

В настоящее время основными источниками загрязнения искусственными радионуклидами биосферы являются (Рихванов, 1997):

1. Неуправляемые ядерные реакции, возникающие при испытаниях ядерных устройств на полигонах Новая Земля, Семипалатинск, Невада (США), Лобнор (Монголия) и др. или при проведении подземных ядерных взрывов в промышленных целях, сейсмическое зондирование (Таймырский, Усть-Ордынский Бурятский автономные округа, республика Саха), взрывы для повышения нефтеотдачи пластов (Ямало-Ненецкий автономный округ, Поволжье), создания каналов (Пермская обл.), подземных хранилищ газа, дробления руды и др.

2. Деятельность предприятий ядерно-топливного цикла типа НПО «Маяк» в Челябинске, а также энергетических ядерных реакторов (АЭС).

3. Аварии на АЭС и реакторах (Чернобыльская, СССР, 1986; Три-Майл-Айленд, США, 1979; Уиндскейл, Англия, 1957), на надводных и подводных кораблях, космических аппаратах, использующих реакторы и ядерные устройства; инциденты с ядерным оружием.

4. Захоронение радиоактивных материалов.

5. Халатное отношение к хранению и использованию технических устройств, в которых используются радиоизотопы.

Наиболее крупные очаги загрязнения природной среды радионуклидами формируются при ядерных испытаниях и авариях на АЭС.

Радиоактивное загрязнение окружающей среды

Радиоактивное загрязнение – это загрязнение внешней среды, при котором человек и другие живые организмы испытывают на себе воздействие радиоактивного излучения.

В развитых странах эта проблема решается на государственном уровне. Этот вид физического загрязнения распространен в нашей стране и занимает второе место после загрязнения химическими веществами.

Причины радиоактивного загрязнения:

  • ядерные взрывы, при которых опасные радиоизотопные компоненты попадают в воду, почву, воздух;
  • утечка сырья из реакторов или радиоактивных источников.

Радиоактивные загрязняющие вещества

Среди большого количества загрязняющих атмосферу радиоактивных элементов следует выделить следующие:

Минимальная доза вещества представляет опасность для живых организмов. Йод попадает внутрь через пищу, воду, вдыхаемый воздух, кожные покровы. Он вызывает мутационные изменения в клеточных структурах, которые приводят к гибели клеток. Особенно страдает щитовидная железа, которая поглощает большее количество вещества при его попадании в организм.

Долгий период полураспада (примерно 8 суток) способствует его распространению на обширные площади.

Химический элемент воздействует на костный мозг и костную ткань. Облучение вызывает лейкемию и лучевую болезнь.

Элемент попадает в клетки через органы дыхательной и пищеварительной систем. Он накапливается в мышцах, скелете.

Химические соединения поступают через кожу, органы пищеварения и верхние дыхательные пути. Токсическое воздействие оказывается на кровеносную, дыхательную, пищеварительную, нервную системы.

Имеет самый длительный период распада (около 433 лет). Являясь источником альфа-излучения, он представляет смертельную опасность для живых существ. Проникает через верхние слои кожи, повреждая клетки тканей.

Защита окружающей среды от радиоактивного загрязнения

Меры по охране окружающей среды от радиации в Российской Федерации приняты на государственном уровне. Законодательно утверждены следующие положения:

  • Применение современных технологий в промышленном производстве. Сокращается количество радиоактивных отходов, сводится к минимуму их утечка и заражение окружающей среды.
  • Способы экологически безопасного обращения с радиационными элементами.
  • Соблюдение санитарных нормативов.
  • Организация плановых мероприятий и санитарно-защитных зон.
Читайте так же:  Образцы заявлений о применении срока давности

Использование веществ с радиацией представляет смертельную угрозу для человечества и живых существ. С ростом промышленного производства, с расширением сферы применения ядерный энергетики эта проблема рассматривается на уровне правительства во всех странах мира. Приняты законодательные акты. Только от разумного отношения человека зависит безопасность окружающей среды.

Источники загрязнения окружающей среды искусственными радионуклидами

У многих слово «радиоактивность» ассоциируется с современными технологиями, атомными электростанциями и ядерным оружием. Хотя это все, разумеется, непосредственно связано с радиоактивностью, нельзя забывать, что существует также много природных источников различных типов радиоактивного излучения. При этом, за последний век к этим естественным источникам добавилось много других, связанных с деятельностью человека, однако они все создают радиационный фон, в котором живет человечество, и вклад естественной радиации намного превышает вклад искусственной. Во-первых, исторически искусственные источники стали появляться лишь в середине прошлого века, а во-вторых, до сих пор в среднем их суммарный вклад остается мал.
Тем не менее, современное развитие ядерной промышленности вызывает необходимость тщательно отслеживать изменения в радиационном фоне, особенно в местах захоронения радиоактивных отходов, около АЭС, в областях крупных аварий. Важно также понимать, как радиоактивные изотопы распространяются в различных средах и как это влияет на изменение радиационного фона.
Данная работа посвящена радиоактивности окружающей среды: ее источникам, составу, механизмам распространения

2. Естественные источники радиоактивности окружающей среды

Существует большое количество естественным образом радиоактивных веществ. Эти природные радионуклиды делятся на первичные и космогенные. Первичные образовались одновременно со всем стабильным веществом Земли, а космогенные постоянно поступают с внеземным веществом либо образуются в результате ядерных реакций, происходящих под действием космических лучей.
На рис. 1 приведено соотношение вкладов различных источников. Как уже было сказано, что несмотря на развитие ядерной промышленности, основной вклад (более 80%) дают различные природные источники.


Рис. 1. Соотношение различных источников облучения [6].


.Рис. 2: Калибровочная кривая радиоуглеродного метода, соответствующая количеству 14 С в атмосфере [10].

Большое практическое значение играет радиоактивный углерод 14 С, имеющий период полураспада около 6 тыс. лет. На изменении его отношения к количеству обычного углерода основан радиоуглеродный метод. На рис. 2 приведена калибровочная кривая этого метода, экстраполированная назад по времени на основе существующих данных. По сути, эта кривая соответствует содержанию изотопа в атмосфере. Видно, что начало ядерных испытаний увеличило концентрацию 14 С в атмосфере почти в 2 раза к 1963 году, после чего концентрация стала постепенно спадать после запрета атмосферных испытаний.
Другим источником природной радиации является долгоживущий (T 1/2 =1.3∙10 9 лет) изотоп калия 40 K. Его распад в 40 Ar тоже используется для датирования, и видимо, именно 40 K ответственен за присутствие значительного числа этого изотопа аргона в атмосфере. Кроме того, радиоактивный калий — основной источник радиации, исходящей от живых существ, включая и самого человека. .

3. Искусственные источники радиоактивности окружающей среды

В окружающей среде всегда присутствовали радиоактивные вещества. Однако с появлением ядерного оружия и ядерной энергетики к ним добавились новые, так называемые искусственные источники радионуклидов, попадающие в окружающую среду благодаря деятельности человека. Они до сих пор вносят незначительный вклад в среднюю общую дозу, получаемую человеком, но в отдельных местностях — например, в зонах аварий АЭС — эти источники могут оказывать большее влияние

Оценки выбросов техногенных радионуклидов (РБГ — радиоактивные благородные газы: 85 Kr, 131 Xe, 133 Xe и др.) [1, 2, 3, 11].

Источник Активность выбросов, ПБк
3 Н 14 С РБГ 90 Sr 131 I 137 Cs
Атмосферные ядерные взрывы 2.4·10 5 220 604 6.5·10 5 910
Подземные ядерные взрывы 50 15
Ядерный топливный цикл, в том числе
работа реакторов 140 1.1 3200 0.4
переработка ОЯТ 57 0.3 1200 4·10 -3 40
Производство и использование радионуклидов 2.6 1.0 52 6.9 6.0
Аварии
Три-Майл Айленд (1979) 270 6·10 -4 40
Чернобыль (1986 10 1800 85
Кыштым (1957) 5.4 0.04
Селлафилд (1958) 1.2 0.7 0.02
«Космос-954» (1978) 3·10 -3 0.2 3·10 -3
Фукусима (2011) 11000 150 12

Искусственные радионуклиды появляются в результате ядерных испытаний, взрывов, как следствие деятельности ядерной энергетической промышленности. Долгое время многие страны сбрасывали в моря радиоактивные отходы, усиливая радиоактивное загрязнение гидросферы. Колоссальный вклад вносят аварии на АЭС. В таблице 1 представлены обобщенные данные о выбросе искусствен­ных радионуклидов в результате ядерных испытаний, штатной работе АЭС и аварийных ситуаций на них

3.1. Ядерные взрывы

.Рис. 3. Относительная интенсивность радиоактивного излучения после ядерных испытаний в Неваде в 1953 году [4].

3.2. Захоронение ядерных отходов

В течения ряда лет обычной практикой был сброс радиоактивных отходов в моря и реки. Это в дальнейшем приводит к миграции радиоактивных элементов с течением; так, оценено, что перенос радионуклидов от места сброса отходов в Ирландском море до Баренцева моря происходит за 5-6 лет.
Кроме того, СССР сбрасывал в Карское море списанные атомные подводные лодки, реакторы ледоколов и контейнеры с радио­актив­ными отходами. Измерения содержания радиоактивных изотопов в воде подтверждают нарушение целостности некоторых из этих контейнеров с отходами, но в целом ситуация в Карском море на данный момент считается безопасной. Впрочем, пока еще неясно, какими будут последствия в случае более масштабной утечки.
Аналогичная ситуация наблюдается в бассейне реки Енисей, на берегу которой долгое время были расположены несколько заводов по переработке радиоактивных отходов. Впрочем, со времени прекращения работы этих заводов из строя, содержание радиоактивных веществ в воде Енисея заметно снизилось.
На данный момент применяют захоронения в земле или на больших глубинах в океане, так, чтобы отходы по возможности не контактировали со средой обитания человека. .

Читайте так же:  Как правильно составляется протокол об административном правонарушении

3.3. Ядерный топливный цикл

В ядерный топливный цикл входят добыча урановой руды, ее переработка и обогащение, собственно работа АЭС и последующие хранение и переработка отработанного топлива. Все эти этапы, несмотря на всевозможные меры предосторожности, также вносят вклад в радиоактивность окружающей среды.
Например, после извлечения урана остаются измельченные остатки урановых руд, в которых остаются дочерние продукты урана. Таких отходов в год вырабатывается очень много, поскольку урановые руды, как правило, довольно бедны. Например, в 1979 году для получения 38000 т урана было переработано 6.5∙10 7 т руды. Это порядка 0.05 %.
Однако особенно опасны аварии на предприятиях ядерного топливного цикла. При авариях на АЭС, а особенно при взрывах (как произошло в Челябинске в 1957 году и в Чернобыле в 1986 году), в окружающую среду выделяется колоссальное количество радионуклидов. Многие из этих веществ чрезвычайно летучи. Осадки также увеличивают площадь зараженной поверхности

4. Радионуклиды в атмосфере, гидросфере и литосфере Земли

4.1. Радионуклиды в атмосфере

Радиоактивные вещества поступают в атмосферу из нескольких источников. Они могут образовываться непосредственно в атмосфере под воздействием космических лучей, попадать туда с космической пылью или, наоборот, испускаться с почвы в результате распадов, попадать в атмосферу из-за деятельности человека.
Последние появляются во многом за счет ядерных взрывов. Радиоактивные изотопы поднимаются вместе с «грибом» взрыва в верхние слои атмосферы и, хотя они и постоянно выпадают на землю вместе с осадками, запасы этих веществ еще далеко не исчерпаны.
Основная проблема радиоактивных веществ в атмосфере состоит в том, что они легко разносятся по всему земному шару и не могут быть изолированы. Особенно тяжело в этом плане обстоит дело с инертными газами, которые не могут растворяться в воде и почти ни с чем не реагируют.
В последние десятилетия принимаются меры по уменьшению выброса благородных газов в атмосферу предприятиями ядерного топливного цикла. Благодаря этому концентрация таких газов как 133 Xe или 85 Kr значительно снизилась, однако единственным способом удаления благородных газов все еще является радиоактивный распад


.Рис. 4. Изменение содержания 14 С с годами в северном (NH zones) и южном (SH zone) полушариях [12].

При ядерных взрывах также появляется радиоактивный 14 С, что значительно усложняет методику радиоуглеродного датирования, так как даже небольшая примесь, полученная из современного воздуха, может существенно исказить результаты. На рис. 4 приведен график изменения содержания 14 С в атмосфере на разных широтах северного полушария и в южном полушарии. Из этих данных видно, что нет большой разницы между данными из разных точек северного полушария, а в южном пик активности 14 С лишь немногим ниже и появляется с небольшой задержкой, хотя все источники искусственно появившихся изотопов находились в северном полушарии. Это связано с движениями воздушных масс и легкостью миграции газообразных веществ

4.2. Радионуклиды в гидросфере

4.3. Радионуклиды в литосфере

В горных породах естественным образом присутствуют элемен­ты всех трех радиоактивных рядов, а также другие радиоактивные нуклиды, например, 40 K, а также различные искусственные изотопы. Так, на рис. 5 представлено распределение искусственного изотопа 90 Sr в почве по данным за 1965–1967 гг. Видно, что, в отличие от радиоактивных изотопов в атмосфере, в почве наблюдаются заметные отличия между различными областями.


Рис. 5. Количество 90 Sr в земле в 1965–1967 годах (мКи/км 2 ) [4].

Тем не менее, несмотря на кажущуюся неподвижность земных пород, радионуклиды мигрируют в почве и переносятся посредством связи растений с почвой. Схема этих процессов представлена на рис. 6. Они представляют особый интерес, поскольку наиболее тесно связаны с вопросом безопасности человека


Рис. 6. Схема процессов, приводящих к перераспределению радионуклидов в почве [1].

Скорость всех этих процессов значительно зависит от свойств почвы: влажности, состава, введенных удобрений; свойств растений, произрастающих в этой почве; подвижности переносимого вещества. Свойства частиц позволяют условно разделить их на две группы: конденсированные частицы и «горячие частицы». «Горячими» частицами называют относительно крупные мало летучие топливные частицы, выпадающие преимущественно вблизи места возникновения, где они будут обуславливать большую часть радиоактивности. Конденсированные же частицы имеют малый размер и большую летучесть и проще распространяются.

5. Заключение

Несмотря на то, что большая часть радиоактивности окружающей среды связана с естественными радионуклидами, развитие ядерных технологий привело к значительному радиоактивному загрязнению окружающей среды. Лишь благодаря своевременным мерам, принятым для ограничения выбросов радиоактивных веществ, рост активности загрязнений был замедлен. Тем не менее, пока сложно в полной мере оценить возможные последствия использования ядерной энергии в различных целях и все еще есть необходимость в детальных исследованиях изменений в активности различных изотопов в атмосфере, водах и почве.
С другой стороны, радиоактивные изотопы предоставляют уникальную возможность для исследования взаимодействий этих сред между собой. Наблюдая за изменением уровней активности в образцах, можно получить уникальные данные об обмене веществом между средами

Ю.А. Сапожников, Р.А. Алиев, С.Н. Калмыков, Радиоактивность окружающей среды, М: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006.

Видео (кликните для воспроизведения).

Q. Hua , Radiocarbon: A chronological tool for the recent past, Quaternary Geochronology Vol. 4 (2009), No. 5, p. 378–390.

Источники

Источники загрязнения окружающей среды искусственными радионуклидами
Оценка 5 проголосовавших: 1

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here