А.А. Абрамов, Г.А. Бадун - Методическое руководство к курсу Основы радиохимии и радиоэкологии (1133870), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Радон – благородный газ, поэтому егоRn) представляют наибольшую опасность приRn образуется при распаде226Ra, имеет периодполураспада 3,82 суток и может накапливаться в воздухе в значительныхколичествах.220Rn находится в цепочке распада232Th, и имеет собственноеназвание «торон». Его период полураспада намного меньше, чем222Rn (55,6 с),поэтому его концентрация в атмосфере и воде намного ниже. Радон и торонспособны выделяться из твердых пород и строительных материалов в воздух(эманировать), и вместе с продуктами распада создают основную дозувнутреннего облучения человека. Подробнее о вкладе радона в дозу облучениячеловека и методах его контроля будет рассказано в главе 6.Помимо внешнего облучения человек постоянно подвергается действиюизлучения радионуклидов, находящихся внутри организма. Здесь наибольшийвклад оказывает корпускулярное излучения, так как α- и β-частицы вызываетсильную ионизацию биологических тканей и практически полностью80поглощаются внутри организма.
В то же время вклад в создаваемую дозу отвнутреннего γ-облучения намного меньше, и его обычно не учитывают. Втаблице4.9 приведен список радионуклидов, создающих дозу внутреннегооблучения человека. Необходимо отметить, что доза рассчитывалась на весьорганизм, исходя из равномерного распределения радионуклида в нем. Прирасчетеэквивалентнойдозыучитывалисьразныевзвешивающиекоэффициенты для α- и β-излучений (таблица 3.1). Радиоактивность человекасоставляет около 10 кБк и определяется в основном двумя радионуклидвами40K и 14С.
Более высокая энергия β-излучения 40K приводит к тому, что именноэтот радионуклид является основным «дозообразующим» при внутреннемоблучении человека. Однако величина этой дозы ~ 0,2 мЗв/год совершеннобезопасна, а богатые калием продукты полезны для поддержания здоровогосостояния организма, так как калий необходим для протекания многихбиохимическихпроцессов,иегоконцентрациявклеткахдолжнаподдерживаться на уровне 0,14 моль/л.Таблица 4.9Среднее содержание радионуклидов в организме человека массой 70 кг исоздаваемые ими эквивалентные дозы облучения.Количество, мгРадиоактивность,БкДозаоблучения,мкЗв/годK225600190Rb2808706,91,5·10-5290013238U0,091,16,8232Th0,030,110,72263,1·10-81,18,0Радионуклид408714СRaВ таблицу не включены данные по222Rn и220Rn ввиду того, чтосодержание этих радионуклидов может сильно варьироваться в зависимости от81условий проживания человека.
О создаваемой в организме человека дозе поддействием излучения222Rn и220Rn и продуктов их распада будет рассказано вразделе 4.4.4.3. Техногенные радионуклидыМожновыделитьследующиеисточникитехногенных(созданныхчеловечеством в результате своей деятельности) радионуклидов:ядерные взрывы;эксплуатация атомных электростанций;деятельность предприятий ядерного топливного цикла;аварийные ситуации.Радионуклиды после ядерного взрыва образуются за счет деления ядерногогорючего (изотопов урана и плутония) и нейтронной активации вещества.Последний процесс особенно существенен при взрывах термоядерных зарядов,когда создаются очень мощные потоки нейтронов.
Например, при испытаниитермоядерной бомбы мощностью 1 Мт за счет реакции 14N(n,p)14C в атмосфереобразуется 3,2·1026 атомов14С, радиоактивностью 1,2 ПБк. Также вокружающей среде остаются не вступившие в реакцию исходные ядерныематериалы. Продукты ядерного деления представляют собой смесь более чем200 радиоактивных изотопов 36 элементов (от Zn до Gd). Существеннуюопасность представляют долгоживущие продукты деления. Некоторые из нихприведены в таблице 4.10.В период проведения массовых испытаний ядерного и термоядерногооружия (конец 50-х – начало 60-х годов ХХ века) в окружающую средупоступило большое число радионуклидов, в основном за счет воздушныхиспытаний.
Их суммарная радиоактивность была около 2 ЗБк. Существенноезагрязнение окружающей среды в результате этих взрывов подтолкнуло США,СССР и Великобританию к подписанию в 1963 году Международного договорао запрещении ядерных испытаний в атмосфере, под водой и в космосе. Далее82эти страны проводили только подземные испытания ядерного оружия, когдабольшая часть радионуклидов оставалась в полости взрыва. Нескольконаземных испытаний ядерного оружия провели только Франция и Китай,последнее было осуществлено в Китае в 1980 году. В начале 90-х годов ХХвека СССР, США и Великобритания вообще прекратили ядерные испытания.24 сентября 1996 года был подписан Договор о всеобъемлющем запрещенииядерных испытаний, к которому присоединились также Франция и Китай.Однако в 1998 году по 2 подземных испытания провели Индия и Пакистан, а в2006 и 2009 годах – КНДР.После прекращение наземных и воздушных испытаний ядерного оружияконцентрациявыброшенныхрадионуклидовсталаснижатьсязасчетестественного распада, а для нуклидов, находящихся в виде лабильныххимических соединений, за счет изотопного разбавления в водах мировогоокеана (тритий и14С).
На рис. 4.2 и 4.3 приведены тенденции измененияконцентрации этих радионуклидов в некоторых точка Земли.Таблица 4.10Образование некоторых продуктов деления при ядерном взрывеЭлементПериодполураспадаВыход на одно Активность на 1 Мт,деление,%ПБк8950,5 сут2,5659090Sr28,6 лет3,53,995Zr64 сут5,0792010339,5 сут5,21500106368 сут2,4478I8 сут2,904200136Cs13,2 сут0,03632137Cs30,2 лет5,575,9140Ba12,8 сут5,18470014132,5 сут4,581600144284 сут4,69190SrRuRu131CeCe83Н(ТЕ)3годыРис. 4.2.
Изменение концентрации трития в атмосферных осадках по даннымнаблюдений на станциях слежения: Оттава (Канада), Валентия (Ирландия),Хараре (Зимбабве), Кайтоке (Новая Зеландия). Данные в тритиевых единицах(ТЕ). 1 ТЕ соответствует отношению изотопов 3Н:1Н = 1:1018 . Удельнаярадиоактивность 1ТЕ воды равна 0,118 Бк/л.годыРис. 4.3.
Изменение удельной радиоактивности 14С в составе углекислого газаатмосферы в % от естественного уровня «доядерной эры». Измерения станцийслежения в Новой Зеландии и Австрии.84Производство ядерного оружия сопровождалось операциями по добычеруды,еепереработке,обогащенияуранаизотопом235U,наработкойоружейного плутония на реакторах, выделения плутония на радиохимическихзаводах. В годы создания ядерного оружия об экологической опасности этихпроизводств мало беспокоились. Во многих странах практиковался сбросжидких отходов в моря и реки и затопление отходов в Тихом и Атлантическомокеанах.Например,британскиепредприятиякомплексаСеллафильдпроводили плановые сбросы низкорадиоактивных отходов в Ирландское море.В СССР предприятия по переработке облученного топлива и производствуплутония сбрасывали жидкие отходы в реки и озера бассейна реки Обь иЕнисей. Озеро Карачай, в которое сбрасывались отходы ПО «Маяк», содержитсейчас около 4,4 ЭБк различных радионуклидов.
В настоящее время активноведутся работы по полной изоляции этого водоема, чтобы предотвратитьдальнейшее распространение радионуклидов в окружающей среде.Производственные мероприятия ядерного топливного цикла для мирныхцелей (выделение урана из руды, создание тепловыделяющих элементов,собственно работа атомных электростанций, хранение и переработка ядерноготоплива) выполняются с соблюдением разработанных норм и требованийядерной безопасности. Тем не менее, как и на любом другом производстве, тамтакжемогутпроисходитьаварии.Вбольшинствеслучаеввыбросырадиоактивных продуктов при этом бывают локальные и без причиненияглобального ущерба экологии.
Исключение составляют несколько крупныхтехнологических аварий на атомных электростанциях. Наиболее известнойявляется авария на Чернобыльской АЭС, которая произошла 26 апреля 1986 г.Причиной аварии явилось серьезное нарушение регламента остановки 4-гоэнергоблока, которая сопровождалась испытаниями особых режимов работы, атакже конструктивное несовершенство реактора.
В результате взрыва начетвѐртом энергоблоке произошла разгерметизация реактора, и значительнаячастьнакопившихсярадионуклидовпопалавокружающуюсреду.Тридцатикилометровая зона вокруг станции и многие участки на отдалении от85нее получили радиоактивное загрязнение. Большие площади на территорииРоссии, Белоруссии и Украины имели уровень загрязнения выше 40 кБк/м2. В200 км на северо-восток от станции образовалось загрязненное пятно с уровнемзагрязнения по137Cs 5 МБк/м2. Локальные пики загрязнения были обнаруженыи на больших расстояниях, например, в центральной Скандинавии былобнаружены выпадения с радиоактивностью 100 кБк/м2. Основную частьрадиоактивности, выброшенной в окружающую среду при аварии наЧернобыльской АЭС, внесли изотопы инертных газов: аргона, криптона иксенона (24 ЭБк).
Однако главную опасность для здоровья населения в первыедни аварии представлял131I, так как йод накапливался в щитовидной железе, итам создавалась высокая доза облучения. Радиоактивность131I, попавшего вокружающую среду, составила 1,8 ЭБк. Через несколько лет, когдакороткоживущие радионуклиды распались, загрязненность территорий сталаопределяться90Sr и137Cs, выброс которых составил 38 и 85 ПБксоответственно. И безусловно надо учитывать загрязнение территориидолгоживущими α-излучающими радионуклидами плутония и америция,которые потенциально могут быть очень опасны при попадании внутрьорганизма.Вторая по значимости авария случилась 11 марта 2011 г на японской АЭСФукусима-1.
Эта авария произошла вследствие мощного землетрясения ипоследующего цунами. В момент землетрясения все работающие энергоблокибыли остановлены действием системы аварийной защиты, которая сработала вштатномрежиме.Однакочерезнекотороевремябылопрерваноэлектроснабжение станции, в том числе и от резервных дизельныхэлектростанций из-за последовавшего за землетрясением цунами.
Нарушениеработы станции в режиме охлаждение отключенных реакторов привело квыходу их из строя. В течение нескольких дней на станции произошлонесколько взрывов, предположительно гремучей смеси водорода с воздухом.Кроме того произошел пожар в хранилище отработанного ядерного топлива.86Былоорганизованоохлаждениереакторовизаполнениебассейнасотработанным ядерным топливом морской водой.По данным агентства ядерной и промышленной безопасности Японии(NISA) с момента аварии общее количество выбросов 131I и 137Cs составило 0,37ЭБк и 6,1 ПБк. То есть масштаб радиоактивного выброса оказался примерно в10 меньше по сравнению с аварией на Чернобыльской АЭС. При учете ущербаот аварии на АЭС Фукусима-1 и ликвидации ее последствий необходимопринять во внимание, что сохраняется угроза утечки радиоактивныхзагрязнений в Тихий океан.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
