Дом  ->  Квартира и дача  | Автор: | Добавлено: 2015-03-23

Радиоактивное загрязнение окружающей среды

В связи с развитием человеческой цивилизации сказывается её отрицательное влияние на окружающую среду. Это выражается и в истреблении флоры и фауны, и в шумовом и химическом загрязнении природы, в различных антропогенных процессах. Но, в большинстве случаев, с данными проблемами можно справиться, предотвратить их негативные воздействия. Однако одна из проблем отстоит от перечисленных выше. От неё нельзя отгородиться. Она незаметна. Против неё невозможно эффективно бороться. Она - самый зловещий враг для здоровья человека и для природы в целом. Имя ей - радиоактивное загрязнение.

Вот почему данная работа посвящена именно этой теме.

Более того, повышенный интерес к этой проблеме связан и с тем, что России досталось <<богатое>> атомное наследие в лице радиоактивного загрязнения территории (более 8130 км[2]). Основными источниками потенциальной опасности являются ядерное оружие, предприятия по производству и обогащению ядерного топлива, получение электроэнергии на атомных станциях без обеспечения достаточных мер безопасности (самый известный пример - Чернобыль, 1986 г. ) и некоторые другие.

На сегодняшний день практически не существует эффективных методов борьбы с этим загрязнением. Самым действенным является только жёсткий контроль над использованием радиоактивных веществ и, на мой взгляд, развитие новых технологий в этой отрасли.

Создание ядерного оружия, расширение применения атома в мирных целях при недостаточном обеспечении безопасности радиационного заражения окружающей среды приводят к угрозе проживанию человечества на Земле из-за радиационной загрязненности.

Основными источниками потенциальной опасности являются: предприятия по производству расщепляющегося материала для ядерного оружия - Арзамас-16, Челябинск-40, Красноярск-45, Томск-7, 11 действующих атомных электростанций, которые дают около 12% электроэнергии для Российской Федерации (всего на территории России действует 31 энергетический реактор и строятся ещё около 6 реакторов). По данным организации Гринпис, бывший СССР обладал 170 атомными подводными лодками, на которых находились 324 реактора. Сейчас действуют семь атомных ледоколов. На территории России расположены 15 полигонов для захоронения радиоактивных отходов, которые также служат источниками потенциальной радиационной опасности. Расщепляющийся материал широко используется в научных исследованиях, приборах и производстве. В России примерно 15 тыс. учреждений используют этот материал для различных целей.

Непоправимый вред окружающей природной среде нанесен ядерными испытаниями. Первые испытания проводились в Северном Прикаспии, затем был избран новый полигон на Новой Земле (в 280 км от пос. Амдерма, в 440 и 560 км соответственно от Нарьян-Мара и Воркуты, в 900 км от Мурманска и в 1000 км от Архангельска). На этом полигоне проводились воздушные, наземные, подводные, а затем и подземные испытания - всего 132 взрыва. При испытаниях в атмосфере

образуется до нескольких сотен радионуклидов, однако большинство из них имеет ничтожную концентрацию или из-за короткого периода полураспада быстро распадается. Основную опасность облучения населения по прошествии двух лет после взрыва представляют несколько радионуклидов: углерод-14, цезий-137, цирконий-95, стронций-90 и др. При атмосферных испытаниях радионуклиды частично выпадают неподалеку от места взрыва, часть их задерживается в тропосфере и перемещается воздушными течениями на большие расстояния. Они находятся в тропосфере около месяца, постепенно выпадая на землю. Основная часть радионуклидов выбрасывается в стратосферу, выше 10 км над уровнем моря, где они задерживаются на длительное время, очень медленно выпадая на поверхность земли.

Радиоактивное загрязнение приземного слоя атмосферы

В среднем на территории России концентрация суммарной бета-активности составляет примерно 2,16-КГ[4] Бк/м[3] (5,8 :: 10[15] Kul м[ъ]). Среднесуточная скорость высаждения бета-активных аэрозолей из атмосферы на подстилающую поверхность по России составляет 1,6 Бк/(м[2]т). Максимальные концентрации бета-активных радионуклидов наблюдаются в районах расположения урановых месторождений и в местах использования стройматериалов, содержащих шахтные отвалы и другие отходы горнорудных производств. Это Читинская, Иркутская, Омская и другие области.

Наибольшее число случаев кратковременного повышения концентраций радионуклидов в воздухе (84 раза в течение последних двух лет) наблюдается на территории Нижегородской области. В пробах определялись дочерние продукты распада естественных радионуклидов (радия и тория).

За пределами загрязненных в результате Чернобыльской аварии территорий средневзвешанные концентрации в воздухе таких радионуклидов, как цезий-137 и стронций-90, составляет соответственно около 5-Ю[7] Бк/м[3] (1,4-10~[17] Ки/м[3]) и 1,5-10"7 Бк/м[3](4,3-10-[18]Ки/м[3]).

Среднемесячные концентрации трития в атмосферных осадках в 1995 г. менялись в диапазоне (2,5 - 3,3) Бк/л или (6,7 -8,9)-10 [;] Ки/л, что несколько ниже, чем в 1994 г. (5,1 Бк/л), и в основном обусловлено глобальными факторами.

В Курске и Брянске, ближайших к территориям, загрязненным в результате аварии на Чернобыльской АЭС, среднемесячные концентрации цезия-137 составляли в среднем 8,6 Бк/ м[2] в год, что примерно в 8 раз выше фоновых значений. Например, в пос. Красная Гора Брянской области выпадение цезия-137 (90 Бк/м[2] в год) оказалось почти на 2 порядка выше фонового значения.

Радиоактивные осадки.

Пыль, поднимающаяся в воздух в результате ядерного взрыва - испытания ядерного оружия или аварии на атомной электростанции - и затем оседающая на землю, называется радиоактивными осадками.

Эта пыль заражает все вокруг именно потому, что она является радиоактивной. Это означает, что она содержит в себе определенные виды атомов, подвергающихся самопроизвольному распаду. При распаде каждого из этих атомов выделяется маленькое количество энергии и материи - это явление называется радиацией.

При ядерном взрыве возникает сильная взрывная волна, выделяется большое количество тепла и образуется множество радиоактивных атомов. Эти атомы смешиваются с частичками почвы, которые, будучи поднятыми в воздух силой взрыва, образуют многотонное радиоактивное пылевое облако. Через некоторое время эта пыль оседает на землю в виде радиоактивных осадков. Самые тяжелые частички из этого облака падают на землю в первые минуты или часы после взрыва. Однако легкие задерживаются в атмосфере на более длительное время. Ветер может носить их вокруг земного шара в течение месяцев и даже лет. В конце концов они все равно неизбежно возвращаются на поверхность земли вместе со снегом, дождем или туманом.

Радиоактивные осадки, попавшие на кожу человека, можно смыть водой. Однако если частички радиоактивной пыли попадают внутрь организма, то они могут находится там долгие годы. Они проникают в тело вместе с воздухом, водой и пищей. Причем последний путь является наиболее распространенным. Радиоактивная пыль оседает на листьях и плодах, заражает почву, из которой радиоактивные атомы через корни поступают внутрь растений. Если даже эти растения не употребляются в пищу человеком; они обязательно входят в пищевую цепь.

Попав внутрь организма, радиоактивные атомы излучают радиацию, разрушающую живые клетки, или, по крайней мере, ослабляющую их защиту против возможных болезней, меняют их генетический код.

Радиоактивное загрязнение местности

После аварии на Чернобыльской АЭС на территории Российской Федерации в 14 областях (Белгородская, Брянская, Воронежская, Калужская, Курская, Ленинградская, Липецкая, Орловская, Пензенская, Рязанская, Тамбовская, Тульская, Смоленская, Ульяновская), и в Республике Мордовии образовались зоны загрязнения местности цезием-137 с уровнем выше 1 Ки/км общей площадью почти 55,1 тыс. км. Эта авария нанесла непоправимый ущерб земельным ресурсам: сотни тысяч гектаров сельскохозяйственных и лесных угодий, обширная сеть водных источников практически навсегда выведены из строя (табл. \). Радиоактивному загрязнению в той или иной степени подверглась территория радиусом более 2000 км.

Плотность загрязнения, Ки/ км

Белоруссия

Украина

Таблица 1

Плотность загрязнения в Российской Федерации и Украине, км

Территории с уровнями загрязнения цезием-137 выше 5 Ки/км расположены в Брянской, Калужской, Орловской и Тульской областях. Их?общая площадь составляет почти 7900 км. В Брянской области находятся территории с уровнями более 15 и 40 Ки/км. Площади этих территорий соответственно равны 2130 и 310 км.

Систематизация информации, полученной за десятилетний период работы по оценке радиоактивного загрязнения территорий России в результате аварии на Чернобыльской АЭС, позволила уточнить границы зон с плотностью радиоактивных выпадений свыше 1 Ки/км по цезию-137 с учетом данных пробоотбора почвы в населенных пунктах, а также вдоль контрольных маршрутов, пересекающих основные <<цезиевые пятна>>. Уточненные размеры зон повышенного радиоактивного загрязнения приведены в таблице 2.

Таблица 2

Площади с различными уровнями загрязнения цезнем-137, км , в

Российской Федерации. *

Область, республика

Общая площадь, тыс. км

Площадь загрязнения, Ки/км

Белгородская

Брянская

Воронежская

Калужская

Курская

Липецкая

Ленин градская

Нижегородская

Орловская

Пензенская

Рязанская

Саратовская

Смоленская

Тамбовская

Тульская

Ульяновская

Республика Мордовия

Республика Татарстан

Чувашская Республика

В настоящее время продолжаются работы по изучению динамики миграционных процессов <<чернобыльских>> загрязнений и распределению основных дозообразующих радионуклидов по различным территориям. Так, исследования в районе г. Плавска Тульской области показывают, что в условиях, способствующих усилению горизонтальной миграции радионуклидов (повсеместная распашка и эрозионно-денудационные процессы), за 10 лет произошло самоочищение междуречий с 5 - 7 до 3 Ки/км[2]. При этом неравномерность поля радиоактивного загрязнения в сопряженных ландшафтах стала более заметной: уровни загрязнения аккумулятивных и денудационных геосистем отличаются в 5 раз.

Исследованиями подтверждено, что площадное загрязнение стронцием-90 не имеет на территории России такого распространения как цезия-137. На западе Брянской области плотность выпадений стронция-90 составляет 0,7 Ки/км; в Плавском районе Тульской области - до 0,4 - 0,5 Ки/км" (средние значения глобальных выпадений по Русской равнине - 0,02 - 0,04 Ки/км").

Такая же картина наблюдается при оценке радиоактивного загрязнения трансурановыми радионуклидами. Так, в Новозыбковском районе Брянской области отмечались уровни загрязнения плутонием-239 и 240 - около 0,01 Ки/км, плутонием-238 и америцием-241 - 0,015 Ки/км.

После аварии на Чернобыльской АЭС больше внимания уделяется контролю над загрязненностью растениеводческой и животноводческой продукции при ее производстве, заготовке и переработке. Во всех областях, за исключением Брянской и Калужской, сено, корнеплоды и фрукты не имели превышений над установленными контрольными уровнями.

В Брянской области в связи с сокращением специальных агротехнических, агрохимических и мелиоративных мероприятий и весенне-летней засухой объемы загрязненных кормов возрастают.

В Калужской области при выборочном обследовании кормовых угодий анализировали пробы кормов в период вегетации и кормозаготовки и рационы кормления животных. В результате было выявлено 6% <<грязных>> проб сена и 5,6% трав, в основном в частном секторе.

Во всех областях, за исключением Брянской, не отмечалось закупок мяса и молока, загрязненных выше нормативных уровней Загрязненное молоко переработано на масло и другую продукцию, отвечающую временно допустимым уровням; загрязненное мясо утилизировано.

Крупномасштабное загрязнение лесного фонда на территориях, подвергшихся радиационному воздействию вследствие аварии на Чернобыльской АЭС, вызвало значительные изменения и ограничения. Радиационная обстановка в загрязненных лесах остается сложной. Спустя 13 лет после Чернобыльской аварии загрязнение лесного фонда изменяется крайне медленно, так как самоочищение лесов происходит только за счет процесса активного распада. Следует отметить установленное уменьшение мощности экспозиционной дозы в среднем на 13 - 15% в результате распада основных дозообразующих радионуклидов и экранирования их лесной подстилкой. Отмечается заглубление радионуклидов на глубину до 15 -20 см. При этом 60% радионуклидов содержится в лесной подстилке, а примерно 30% - в слое почвы на глубине до 10 см.

Наибольшие уровни загрязнения лесной растительности цезием-137 наблюдаются на торфянистых и сильноподзолистых почвах, наименьшие - на суглинистых, богатых обменным калием и аммонием.

По результатам лабораторного контроля установлено, что даже в зонах с плотностью загрязнения почвы цезием-137 1-5 Ки/км[2] содержание радионуклидов в грибах, лесных ягодах, травянистой растительности, хвое и листве деревьев, а также в древесине может выходить за приделы установленных нормативов.

На азиатской территории России имеется несколько зон, загрязненных в результате ранее происшедших радиационных аварий на предприятиях ядерного топливного цикла. Это районы, примыкающие к ПО <<Маяк>>; Восточно-Уральский <<стронциевый>> радиоактивный след, образовавшийся в 1957 г. после аварии на этом предприятии; <<цезиевый>> след, возникший вследствие ветрового разноса радиоактивной пыли с берегов оз. Карачай в 1967 г. , а также зона повышенного загрязнения местности цезием-137 в районе Сибирского химического комбината.

По данным Минатома России, на территории этого комбината в зоне наблюдения, расположенной на расстоянии не более 25 км к северу от промзоны, содержание цезия-137 в почве составляет 0,05 - 0,013 Ки/км, строиция-90 - 0,01 -0,03 Ки/км , что превышает фоновый уровень по цезию-137 до 3 раз и по стронцию-90 до 10 раз. Согласно результатам аэрогамма-съемки, проведенной Росгидрометом, в пойме р. Томь имеются отдельные участки радиоактивного загрязнения почв до 2 Ки/км по цезию-137. Все это обусловлено многолетней работой производств Сибирского химического комбината, когда газоаэрозольные выбросы, содержащие радионуклиды, распространялись в направлении преобладающих южных ветров.

Радиационная обстановка в пределах полигона на Новой Земле и прилегающих территорий Крайнего Севера характеризуется следующим образом. Средний уровень поверхностного загрязнения территории архипелага радионуклидами наиболее высокий для всего Заполярного региона и превышает значения, характерные для Аляски и Гренландии примерно в 2 - 3 раза. Средняя плотность поверхностного загрязнения цезием-137 составляет 90 мКи/км и приближается по своей величине к уровню глобального фона загрязнения, характерному для средних широт Северного полушария. Содержание цезия-137 в почвах Заполярья убывает в восточном направлении. Это свидетельствует о загрязнении прилегающих к полигону районов Крайнего Севера радиоактивными продуктами испытаний ядерного оружия в атмосфере в результате преимущественно восточного переноса воздушных масс.

На территории архипелага выявлены зоны, характеризующиеся повышенным радиационным фоном, - места проведения испытаний ядерного оружия. Мощность гамма-излучения в этих зонах достигает в настоящее время десятков и сотен микрорентген в час. Размеры этих зон невелики, они обладают статусом санитарно-защитных зон. Подземные испытания ядерного оружия на архипелаге не внесли сколько-нибудь заметного дополнительного вклада в радиоактивное загрязнение природной среды региона долгоживущими радионуклидами. Содержание техногенных радионуклидов в питьевой воде, используемой на архипелаге, как правило, на несколько порядков ниже, чем их допустимая концентрация, регламентируемая нормами радиационной безопасности.

Радиоактивное загрязнение водных систем

В водах рек России концентрация радионуклидов в последние три года оставалась на одном уровне. Средняя по стране концентрация строи ция-90 в 1995 г. составляла 7,4 Бк/м[3] (2,5-10"[10] Ки/л), что в 2000 раз ниже ДК(Б) = 4-Ю"[10] Ки/л и в 500 раз ниже ВДУ-91 = 1- 10"[10] Ки/л для питьевой воды. Средняя концентрация трития в основных реках России колебалась в пределах (4,5 - 8,7*10" [10] Ки/л).

На европейской территории России (кроме рек, протекающих по загрязненным территориям) концентрация строи ция-90 в реках составляла в среднем 9,4 Бк/м[3]

(2,5-10[2] Ки/л), а в озерах - 13,6 Бк/м[3] (3,7-10[13] Ки/л). На азиатской территории России концентрация этого радионуклида в реках достигала 6,3 Бк/м[3] (1,7-10"13 Ки/л), а в озерах - 30 Бк/м[3] (8-Ю[13] Ки/л).

В водоемах, расположенных на загрязненных территориях европейской части России, наблюдались повышенные концентрации цезия-137 и стронция-90, хотя и на уровне, который был существенно ниже допустимых нормативов (ДК(Б) и ВДУ-91). Это - реки Ипуть, Упа, Плава, Ока, Жиздра и их притоки. Концентрация цезия-137 в реках Упе, Плаве и Оке сохраняется на уровне (3 - 7)-10"[13] Ки/л. Наибольшие концентрации цезия-137 были обнаружены в р. Жиздра - от 3-Ю"[13] до 2,4-Ю[12] Ки/л. Однако в малопроточных озерах Брянской области, где плотности загрязнения почвы цезием-137 выше 40 Ки/км[2], содержание в воде этого радионуклида близко или превышает ВДУ-91. Так, концентрация цезия-137 в озерах Кожановское и Святое в Красногорском районе составляла соответственно (1,3 - 2,7)-10"[10] и (5 - 8,3)-10"[10] Ки/л.

На Южном Урале средние концентрации стронция-90 в р. Теча составляли (1,5 - 3,4)-10"[10] Ки/л, что в 750 - 1700 раз выше фонового уровня. ЮКонцентрации радионуклидов в реке Енисей на расстоянии 250 м и 10 км ниже выпуска сточных вод Красноярского горно-химического комбината составляли соответственно 0,01 и 0,002 от допустимых концентраций для смеси сбрасываемых радионуклидов. Основной вклад в активность смеси сбрасываемых радионуклидов вносит короткоживущий изотоп натрий-24.

Объемные активности наиболее опасных в радиационном отношении изотопов стронция-90 и цезия-137 на расстоянии 250 м ниже места выпуска сточных вод составляли соответственно 6,3-10"[4] и 2,3-10"[4] от допустимых концентраций.

В водах Каспийского, Охотского, Японского, Карского и Баренцева морей, а также в водах Тихого океана у берегов Камчатки концентрация стронция-90 колебалась в пределах 2-2,4 Бк/м[3] или (4,3 - 6,5)-10"[14] Ки/л. По предварительным данным, в районах захоронения радиоактивных отходов в северо-западной части Тихого океана и морях Дальнего Востока концентрации цезия-137 в воде и донных отложениях незначительно отличались от наблюдавшихся вне районов захоронениях отходов и составляли (2 - 4)-10[3] Бк/л для воды и 10 Бк/кг сухой смеси для донных отложений.

В 1995 г. подведены итоги трех лет совместных российско-норвежских исследований радиоактивного загрязнения морской воды в районах сброса и захоронения радиоактивных отходов в Карском море, начатых в 1992 г. Эти исследования проводились в потенциально наиболее опасных районах захоронения твердых радиоактивных отходов в Карском море (затопленные объекты с отработавшим ядерным топливом): Новоземельская впадина Карского моря, заливы на Восточном побережье архипелага Новая Земля Циволки, Стенового и Абросимова.

По предварительным данным, уровни радиоактивного загрязнения среды в этих заливах довольно низкие. Однако содержание цезия-137 в донных отложениях примерно в 2 - 4 раза выше, чем в открытом море (5-10 Бк/кг сырой массы).

Влияние захоронений локализовано - имеются небольшие загрязненные участки дна. Максимальные концентрации цезия-137 в донных отложениях (до 31 кБк/кг сухой массы в заливе Абросимова и до 109 кБк/кг в заливе Степового) обнаружены вблизи контейнеров с радиоактивными отходами.

Повышенные концентрации цезия-137 в донных отложениях обнаружены вблизи затопленных объектов с отработавшим ядерным топливом. Так, вблизи одного из затопленных реакторных отсеков в заливе Абросимова уровни содержания указанного радионуклида достигали 8,4 кБк/кг. Этот факт говорит о наличии некоторой утечки радиоактивности из объектов данного типа и потенциальной возможности увеличения опасности распространения радиоактивных веществ в морской среде.

Дозы облучения. Единицы измерения

Здоровье человека после облучения зависит от величины поглощенной дозы альфа-, бета- и гамма-излучения радионуклидов, мощности дозы и от того, какие ткани подверглись облучению. Поглощенная доза излучения определяется энергией ионизирующего излучения переданного массе облучаемого вещества и измеряется в греях (Гр). По Международной системе единиц (СИ) 1 Гр = 1 Дж/кг. Иными словами, это то количество энергии, которое вносится в биологическую ткань орган человека ионизирующим излучением. Ранее величина поглощенной дозы измерялась в единицах, называемых <<рад>>.

Одинаковые по величине поглощенные дозы необязательно имеют одинаковый биологический эффект. Например, доза в 1 Гр, полученная тканью от альфа-излучения (плутоний-239), приводит к более вредным биологическим последствиям, чем доза в 1 Гр от бета-излучения, так как любая альфа-частица имеет большой заряд, перемещается медленнее и, как следствие, производит большую ионизацию в тканях организма на единичном участке пути.

Для выработки общей основы, позволяющей сравнивать все виды ионизирующих излучений, приводящих к возможному возникновению вредных эффектов от облучения, введено понятие эквивалентной дозы. Она равна произведению поглощенной дозы на коэффициент качества ионизирующего излучения в данном объеме биологической ткани.

Эквивалентная доза измеряется в зивертах (Зв). По Международной системе единиц 1 Зв=100 бэр. Например, эквивалентная доза от поглощенной дозы альфа-излучения в 1 Гр равна 20 Зв, а эквивалентная доза от поглощенной дозы рентгеновского или гамма-излучения в 1 Гр равна 1 Зв, т. е. в 20 раз меньше, чем от альфа-излучения. Эквивалентная доза является основной величиной в радиационной защите, так как она позволяет оценить риск от вредных биологических последствий облучения биологической ткани различными видами излучения независимо от их вида или энергии.

Однако риск от возможного смертельного исхода от злокачественного новообразования в расчете на единицу эквивалентной дозы излучения будет различным для разных тканей человека. Например, риск возникновения опухолей в щитовидной железе от эквивалентной дозы в 1 Зв ниже, чем при возникновении злокачественной опухоли в легких от эквивалентной дозы в 1 Зв примерно в 2 раза, что обусловливается различной чувствительностью органов и тканей. В связи с этим в радиационной защите при оценке вероятности возникновения злокачественных новообразований используют еще один показатель - эффективную дозу или сумму средневзвешенных эквивалентных доз.

В общем, эффективная доза рассматривается как полный показатель риска для здоровья, обусловленного воздействием ионизирующего излучения любой продолжительности, независимо от вида и энергии излучения. При этом выделяют соматические эффекты, которые наблюдаются при облучении данного организма, и генетические эффекты, развивающиеся в результате радиационного воздействия на зародышевые клетки организма и проявляющиеся у потомства.

Соматические эффекты в свою очередь разделяют на ранние, проявляющиеся в развитии различных вариантов острой или хронической лучевой болезни или местных лучевых повреждений, и поздние, к которым относят повышенный риск развития лейкозов, опухолей и сокращение продолжительности жизни (так называемый синдром преждевременного старения).

В проявлении ранних соматических эффектов характерна четкая зависимость от дозы облучения, которая может вызвать радиационное повреждение разной степени тяжести: от скрытых, т. е. незначительных поражений без клинических проявлений, до смертельных форм лучевой болезни. Так, клинически значимое подавление кроветворения при остром облучении наблюдается с порогом 0,15 Гр поглощенной дозы во всем красном костном мозге. Пороговая доза для лучевой катаракты - 0,15 Гр/год.

При однократном разовом облучении пороговая доза для временной стерильности у мужчин составляет около 0,15 Гр. Радиационные поражения кожи малой, средней и большой степени тяжести развиваются при местном облучении соответственно в дозах 8 - 10, 10 - 20, 30 Гр и более. Пороговой считается доза в 1 Гр, которая вызывает острую лучевую болезнь. Эффективность хронического облучения также зависит от мощности дозы. К примеру, облучение персонала дозой 0,005 Зв/год не позволяет выявить повреждений с помощью современных методов исследования. Хроническое облучение в течение нескольких лет дозой 0,1 Зв/год вызывает снижение неспецифической резистентности организма, а дозой 0,5 Зв/год может привести к развитию хронической лучевой болезни.

Данные Международной комиссии по радиологической защите (1990 г. ) о вероятности смертельных случаев от рака при облучении дозой 0,01 Зв приведены в табл. 3.

Таблица 3

Вероятность ущерба для отдельных органов (при облучении дозой, равной0,01 Зв (1 бэр)

Ткань или орган

Вероятность смертельных случаев от рака, 10 Зв

Совокупный ущерб*

Всё население

Работающие

Всё население

Работающие

Желудок

Красный костный мозг

Молочные железы

Мочевой пузырь

Пищевод

Поверхность кости

Толстый кишечник

Щитовидная железа

Яичники

Остальные органы

Наследственные нарушения

Половые железы

*В понятие <<совокупный ущерб>> включены и несмертельные случаи раковых заболеваний.

Оценка риска возникновения злокачественных опухолей в значительной мере основана на результатах обследования пострадавших при атомных бомбардировках Хиросимы и Нагасаки. У жителей, перенесших атомную бомбардировку, выявлялось учащение случаев заболевания по мере возрастания поглощенной дозы.

Получены данные и о частоте возникновения злокачественных новообразований, индуцируемых радиационным воздействием. Индукция рака щитовидной железы в течение 1959 - 1970 гг. составляла около 14-10"[6] случаев на 0,01 Гр (рад) поглощенной дозы у жителей Хиросимы и Нагасаки. У детей, подвергшихся облучению, вероятность индукции рака щитовидной железы была значительно выше, чем у взрослых. Радиоактивный стронций-90, избирательно откладываясь в костях, вызывает остеосаркомогенные эффекты. Пороговым в эксперименте являются поглощенные дозы не ниже 7 Гр (700 рад) в костной ткани. Имеются сообщения о развитии рака легкого, прямой кишки, мочевого пузыря и о двух случаях базалиомы в группе из 65 лиц, работавших с люминесцентной радиоактивной краской, содержащей радий-226 и стронций-90.

Радиоактивные нуклиды - ядра нестабильных химических элементов, испускающие заряженные частицы и излучения, которые, попадая в организм человека, разрушают клетки, вследствие чего могут возникнуть различные болезни, в том числе и лучевая. В результате внутреннего и внешнего облучения человек в течение года в среднем получает дозу 0,001 Зв и, следовательно, за всю жизнь (в' Среднем 70 лет) - около 0,07 Зв. За жизнь человек может без большого риска набрать дозу радиации 0,35 Зв. На Чернобыльской АЭС в наиболее загрязненных участках можно получить до 0,01 Зв/ч. Часовая доза радиации, смертельная для 50% организмов, составляет 4 Зв для человека, 10 - 20 - для рыб и птиц, от 10 до 1500 - для растений и 1000 Зв - для насекомых.

Накопленные данные о стохастических эффектах радиационного воздействия позволили по-иному оценить значения радиационного риска. В настоящее время Международная комиссия по радиологической защите оценивает радиационный риск на единицу дозы в 4 - 5 раз выше, чем считалось, например, в 70 - 80-е годы. В соответствии с этим рекомендованы и новые дозовые пределы облучения.

Для профессиональных работников - 100 мЗв (10 бэр) за 5 лет с допустимым максимумом в 50 мЗв (5 бэр) за один год. Для населения дозовый предел облучения определен в 1 мЗв е год (0,1 бэр).

Каждый человек в течение своей жизни подвергается воздействию ионизирующего облучения за счет: естественных источников; техногенно-изменённого радиационного фона; источников, используемых в медицине; эксплуатации объектов атомной энергетики и промышленности; радиоактивных выпадений, образовавшихся в результате испытаний ядерного оружия. За счет естественных источников излучения население земного шара получает основную дозу облучения, которая формируется в результате внешнего облучения (если радиоактивные вещества находятся вне организма человека) и внутреннего облучения (в том случае, когда радиоактивные вещества поступают с водой, продуктами питания или с воздухом, которым человек дышит).

Облучению от естественных источников излучения подвергается любой житель нашей планеты в течение всей своей жизни - избежать этого невозможно.

Конкретные дозы облучения человека от естественных источников зависят от того, где они живут (уровень радиации в некоторых местах земного шара, особенно там, где залегают радиоактивные породы, может быть значительно выше среднего), а также от образа жизни, используемых строительных материалов и т. д. Шкала степени облучения человека приведена ниже.

Сейчас известно о том, что радиация поражает не только сердце и кровь. Радиационное разрушение мозга - это психическое заболевание, приводящее к слабоумию. Эта болезнь поразила не только часть ликвидаторов, работавших на Чернобыльской АЭС, но и детей, родившихся спустя несколько лет после катастрофы.

Несмотря на усилия врачей, число умственно деградирующих людей растет. Облученные, ставшие пациентами психиатрических клиник, возвращаются туда вновь с ухудшением здоровья.

В ежегодной дозе облучения, получаемой человеком, доля продуктов ядерных испытаний составляет всего 0,7%. От атомной энергетики и прочих техногенных источников человек получает 0,3%. Зато ионизирующие излучения при медицинских обследованиях и лечении, к которым многие относятся довольно легкомысленно, дают 34% этой дозы. И все-таки главная опасность исходит от природных источников: на естественный фон приходится 22% суммарной дозы, а на продукты распада радона - 43%. Радон образуется при распаде урана-238, тория-232 и радия-226, содержащихся в почвах и многих минералах.

Инертный радиоактивный газ без цвета и запаха, радон через трещины и <<поры>> земной поверхности непрерывно и повсеместно поступает в атмосферу. Распадаясь, он порождает новые короткоживущие радиоактивные продукты. Земля, на которой стоят дома, материалы, из которых они построены, могут служить мощными источниками радона. Просачиваясь через фундамент и пол из грунта или, высвобождаясь из строительных материалов, он накапливается в помещениях, особенно в частных домах и на первых этажах. В результате часто возникают довольно высокие уровни радиации.

Опасен не столько радон, сколько его дочерние продукты - естественные радиоактивные аэрозоли. При дыхании они попадают в легкие, прикрепляются к тканям, в результате чего происходит внутреннее облучение человека альфа-частицами, биологический эффект которых в 20 раз выше, чем от дозы гамма-частиц. Медицинские последствия такого действия выражаются в росте числа онкологических заболеваний. По данным научного комитета ООН по воздействию атомной радиации, около 20% всех заболеваний раком легких может быть обусловлено воздействием радона и продуктов его распада. По оценкам этого комитета, в промышленно развитых странах люди проводят внутри помещений около 80% времени. Там они и получают наибольшую дозу радонового облучения. Вот почему на Западе в широких масштабах проводят замеры уровня радона в воздухе жилых и производственных зданий.

Уроки конца 70-х гг. , когда в Швеции и Финляндии обнаружили строения, внутри которых концентрация радона в 5000 раз превышала его содержание в наружном воздухе, побудили к организации разветвленной сети контроля за радоном, особенно в Скандинавии, где преобладает скальный грунт. Агентство США по защите окружающей среды на основании более 2 млн. измерений внутри жилых и служебных зданий установило, что в ряде штатов около 30% помещений имеют повышенный уровень содержания радона. Результаты подобных измерений обязательно учитываются при оценке стоимости домов и участков под застройку. По данным специалистов США, сотни тысяч американцев, живущих в домах с высокой концентрацией радона, получают за год такую же дозу радиации, какую получили жители Чернобыля и его окрестностей во время аварии. Чрезвычайно обеспокоенное этим обстоятельством агентство выпустило специальную <<Памятку для граждан США по радону>>.

В некоторых районах графств Корнуэлл и Девоншир (Великобритания) 30% домов имеют <<активный уровень>> содержания радона. Есть неблагополучные районы и в Дербишире, Сомерсете, Нортхемптоншире. Английское национальное управление по радиологической защите задачей номер один считает определение всех жилищ с повышенным содержанием радона. Уже заготовлено более 240 тыс. анализаторов для проведения обследований.

В России систематические исследования доз облучения населения от природных радионуклидов по всей территории страны не проводились. Однако имеющиеся фрагментарные данные позволяют считать, что по уровням облучения России принципиально не отличается от хорошо изученных районов Европы и Америки. По различным оценкам, коллективная доза <<природного>> облучения населения России в 25 - 300 раз больше, чем <<техногенного>>, включая и аварии на АЭС. В России утверждена федеральная целевая программа <<Радон>>. Она предусматривает организацию и проведение широкомасштабных обследований, осуществление неотложных реабилитационных мероприятий. Финансирование программы предполагалось в размере 45 млрд. руб. В январе 1996 г. принят <<Закон о радиационной безопасности населения>>, в котором впервые подчеркивалось, что защита должна обеспечиваться не только от техногенных, но и от природных источников радиации. В этом законе говорится о необходимости обследования на радиационную безопасность жилых и общественных зданий.

Вне рамок программы по договорам с региональной администрацией и заинтересованными ведомствами обследован ряд населенных пунктов. По уровню радоноопасности выделяются некоторые территории Читинской области, Ставропольского края, Южного Урала, Северо-Западного региона и др. Однако и в относительно благополучных районах страны имеются участ - ки с повышенным содержанием радона в жилых и производственных зданиях.

Проведенные обследования явились одним из обоснований федеральной целевой программы <<Радон>> на 1997 - 2000 гг. Выполнение ее позволит снизить среднюю дозу облучения от природных источников на 20 - 25%, в радоноопасных регионах - в 2 - 3 раза, а для наиболее облучаемых групп населения - в десятки раз.

По состоянию на начало 1996 г. в разных стадиях подготовки находилось около 25 региональных целевых программ <<Радон>>. Запланированный объем их финансирования, по неполным данным, составляет примерно 30 млрд. руб. из бюджетов субъектов РФ и 16 млрд. руб. - из внебюджетных источников. А общий объем ассигнования на финансирование программы из средств федерального бюджета - 177,4 млрд. руб.

Принципы измерения радиационного излучения.

Радиационная обстановка исследуется с помощью приборов радиационной разведки. Чаще их называют рентгенометрами (по одной из единиц измерения уровня радиации) или <<дозиметрами>>.

Основы ионизационного метода обнаружения радиоактивных веществ.

В современных дозиметрических приборах наиболее распространен ионизационный метод обнаружения и измерения ионизирующих излучений. Он основан на использовании одного из свойств радиоактивных веществ - их способности ионизировать среду, в которой они распространяются (т. е. расщеплять нейтральные молекулы или атомы на пары: положительные - ионы и отрицательные - электроны). Если взять замкнутый объем газа и приложить к нему электрическое напряжение, то образующиеся в нем при облучении электроны и ионы придут в упорядоченное движение: первые будут перемещаться к аноду, вторые - - к катоду. В результате между электродами (анодом и катодом) возникает так называемый ионизационный ток, величина которого прямо пропорциональна мощности дозы ионизирующего излучения. По силе ионизационного тока можно судить об интенсивности излучений.

Измеритель мощности дозы (рентгенометр), его назначение, тактико-технические данные и устройство.

Измерители мощности ДП-5А, ДП-5Б и ДП-5В являются основными дозиметрическими приборами для измерения мощности дозы излучения и радио - активной зараженности различных предметов по гамма-излучению. Диапазон измерений ДП-5А разбит на шесть поддиапазонов.

Таблица

Под - диа - пазон

Положение ручкипереклю чателя

Единица измерения

Предел измерений

0 - 200

5 - 200

0 - 5 мР/ч

500 - 5000

0 - 5 мР/ч

50 - 500

0 - 5 мР/ч

0 - 5 мР/ч

0,5 - 5

0 - 5 мР/ч

0,05 - 0,5

Основные части прибора - измерительный пульт и зонд, соединенный с пультом с помощью гибкого кабеля длиной 1,2 м. Кроме того, в комплект измерителя мощности дозы входят: телефон, удлинительная штанга, аккумуляторная колодка для подключения прибора к внешнему источнику постоянного тока, футляр с ремнями и контрольным препаратом (радиоактивным источником), запасное имущество.

На панели измерительного пульта размещаются: микроамперметр, переключатель поддиапазонов, ручка потенциометра регулировки режима работы, кнопка сброса показаний, тумблер подсвета шкал, гнездо включения телефонов.

Зонд герметичен, В нем размещены два газоразрядных счетчика и другие элементы электрической схемы, имеется окно для индикации бета-излучения, заклеенное водостойкой пленкой, а также поворотный экран, который фиксируется в двух положениях - <<Б>> и <<Г>>.

Питается прибор от трех элементов, которые обеспечивают его непрерывную работу в течение 40 ч, или от посторонних источников постоянного тока напряжением 3, 6 или 12 В. Масса прибора 2, 1 кг.

Подготовка прибора к работе.

При подготовке прибора к работе нужно установить стрелку микроамперметра на ноль, ручку <<Режим>> повернуть против хода часовой стрелки до упора, ручку переключателя поддиапазонов установить в положение <<Выкл.>>, вскрыть отсек питания и подсоединить сухие элементы, соблюдая при этом полярность. Затем включить прибор, поставив переключатель в положение <<Реж.>>, и, плавно вращая ручку <<Режим>> по ходу часовой стрелки, установить стрелку микроамперметра на треугольную метку шкалы. После этого надо проверить работоспособность прибора по контрольному препарату - установить экран головки зонда в положение <<Б>> и поднести его к радиоактивному источнику, предварительно открыв его, вращая защитную пластину вокруг оси и подключив телефон. Затем переключатель последовательно устанавливают в положения: <<Х1000>>, <<Х10О>>, <<Х10>>, <>, <<Х0,1>>. При этом в телефоне должны прослушиваться щелчки, на поддиапазоне <> стрелка прибора отклонится примерно до середины шкалы, а на поддиапазонах <> и <<Х0,1>> - за пределы шкалы.

Измерение мощности дозы излучения на местности и радиоактивного заражения различных поверхностей и воды.

Измерение мощности дозы излучения на местности производится по шкале <<0 - 5>> (при мощности дозы излучения до 5 Р/ч) при положении переключателя <>, а при более высокой мощности - по шкале <<0 - 200>> при положении переключателя <<200>>. Пульт прибора с зондом должен находиться на уровне груди; зонд должен быть уложен в чехол.

Определение степени заражения кожных покровов людей, одежды, техники, транспорта, продовольствия, воды и других предметов производят на поддиапазонах <<Х1000>>, <<Х100>>, <<Х10>>, <>, <<ХО,1>>, снимая показания по верхней шкале (<<0 - 5>>) прибора и умножая их на коэффициент, соответствующий положению переключателя поддиапазонов. Так, если при изменении степени заражения кожного покрова человека показания по верхней шкале прибора составят 2,5 мР/ч, а переключатель поддиапазонов находится в положении <>, степень заражения составит 25 мР/ч.

Перед измерениями степени заражения определяют величину гамма-фона, для этого измеряют мощность дозы излучения на расстоянии 15 - 20 м от зараженного объекта. Затем зонд прибора подносят к поверхности зараженного объекта и перемещением вдоль нее по частоте щелчков в телефонах отыскивают наиболее зараженный участок. Зонд устанавливают на высоте 1 - 1,5 см над местом максимального заражения, переключатель ставят в положение, при котором стрелка прибора дает показания в пределах шкалы, и снимают показания. Из полученных показаний вычитают значение гамма-фона. Например, если при измерении величина гамма-фона составит 200 мР/ч, а величина суммар - ной зараженности объекта 250 мР/ч, то величина зараженности объекта 50 мР/ч.

Предельно допустимые величины зараженности различных объектов приведены в таблице.

Таблица

Наименование объектов

Мощность дозы, мР/ч

Поверхность тела человека

Нательное белье

Лицевая часть противогаза

Обмундирование, обувь, индивидуальные средства

30 защиты

Поверхность тела животного

Техника

Исследование радиационной обстановки в городе Орле.

Исследование радиационной обстановки в городе Орле (на 2005 - 2006 гг. ) не выявило каких-либо значительных отклонений в радиационном фоне. Уровень радиации составил 15-20 мкР/ч, что не выходит за рамки естественного радиационного фона. Наибольший показатель составил 20 мкР/ч около автомобильных дорог. В жилом секторе был зарегистрирован уровень в 18 мкР/ч.

Замеры, проведённые в школе, дали показания 15-18 мкР/ч. Наибольший показатель радиационного фона зарегистрирован в подвальных помещениях, расположенных рядом с почвой, что может быть связано с выходом радона. Однако это не представляет опасности, так как в данных помещениях хорошая вентиляция воздуха. В классах информатики повышенный радиационный фон не выявлен.

При исследованиях использовался дозиметр ДП-5А военного образца. Все замеры в исследованиях радиоактивной обстановки были проведены с помощью данного устройства. В связи с этим необходимо отметить следующее: так как данный прибор является устройством военного образца, то он рассчитан на реально высокий уровень радиации. Минимальный предел измерений выражен в мР/ч. Естественный же радиационный фон составляет несколько мкР/ч. Это значит, что получить сколько-нибудь точный результат практически нереально. Таким образом, при измерении радиационного фона я констатировал только то, что фоновые значения радиации не превышают допустимых пределов.

Практическая часть, Измерения мощности дозы излучения в школе не показали значительных отклонений в радиационном фоне Все показания гошборов говорят о том, что уровень радиации в школе не выходит за рамки ограничений. Замеры производились с помощью дозиметрических приборов; ДП-5А и ДКГ-02У. Дозиметр ДКГ-02У в отличии от прибора ДП-5А наиболее прост в применении. Для начала работы необходимо включить прибор и нажать на кнопку <<старт>>; после чего подождать некоторое время, пока на дисплее прибора не появятся показания мощности дозы излучения. Дозиметр производит измерения в мкЗв/ч. Вот, например, некоторые показания, снятые прибором ДКГ-02У.

Кабинет

№ кабинета

Мощность дозы излучения

Кабинет физики

0,08 мкЗв/ч

Кабинет химии

0,09 мкЗв/ч

Кабинеты 1шформатики

№ 15, 16

0,07 мкЗв/ч (на столах) 0,11 мкЗв/ч (у компьютеров)

Библиотека

0,08 мкЗв/ч

Секретарская

0,07 мкЗв/ч

Цокольный этаж

0,12мкЗв/ч

Сотовый телефон

0,12-0,15 мкЗв/ч

Выводы; из полученных показаний следует, что мощность дозы излучения в различных кабинетах школы соответствует нормам. Безопасным считается фон при мощности дозы излучения до 0,2 мкЗв/ч. Немного завышенные показания на цокольном этаже, по сравнению с кабинетами, объясняются его близким расположением к почве, что может быть связано с выходом радона.

Замеры, сделанные на сотовых телефонах, еще раз свидетельствуют о том, что не рекомендуется носить телефоны близко к телу.

Комментарии


Войти или Зарегистрироваться (чтобы оставлять отзывы)