Радиоактивные загрязнения

Радиоактивные загрязнения

ВВЕДЕНИЕ

Конец XIX — начало XX века было ознаменовано для всего мира чередой ярких, революционных открытий в науки и технике, в корне изменившие представление об окружающем нас мире. Открытия, сдернувшие простыню мистики и таинственности с химических и физических процессов, протекающих вокруг нас.

Комплекс этих открытий объединяют общим термином «научно-техническая революция», из которой, в свою очередь (по Д. Белл), выделяют три основных этапа:

1. Изобретение паровой машины в XVIII веке

2. Научно-технологические достижения в области электричества и химии в XIX веке

3. Создание компьютеров в XX веке.

«Чем больше сила, тем больше ответственность» Ли, С. Удивительный Человек-Паук / Ли С. — М.: Марвел Комикс, 2001. — С. 31. Так и чем важнее открытие, тем больше ответственность человечества за последствия такого знания. А чем весомее знание, тем, зачастую и больше цена. И чтобы понять насколько весомым является открытие, о последствиях которого я хочу рассказать, прошу обратить ваше внимание на то, что даже само открытие уже стоило жизни великому ученому, Марии Склодовской-Кюри, основателю радиохимии. Я говорю о радиационном излучении, одном из важнейших открытий второго этапа НТР.

В своей контрольной работе я и хотел бы рассказать о последствиях радиационного излучения. О различных видах радиационного загрязнения как техногенного, так и естественного. Поведать об использовании человеком силы радиационного излучения и связанных с этим экологических проблем.

ГЛАВА 1. РАДИОАКТИВНОСТЬ ВОКРУГ НАС

1.1 Естественные источники радиации Естественный радиационный фон — космическое излучение и излучение, создаваемое природными радионуклидами, содержащимися в земле, воде, воздухе, др. элементах биосферы, в пищевых продуктах, в организме человека и животных.

Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения от них совершенно невозможно.

Человек подвергается облучению двумя способами.

1. Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении.

2. Или же они могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма. Такой способ облучения называют внутренним.

Облучению от естественных источников радиации подвергается любой житель Земли, однако одни из них получают большие дозы, чем другие. Это зависит, в частности, от того, где они живут. Уровень радиации в некоторых местах земного шара, там, где залегают особенно радиоактивные породы, оказывается значительно выше среднего, а в других местах -. соответственно ниже. Доза облучения зависит также от образа жизни людей. Применение некоторых строительных материалов, использование газа для приготовления пищи, открытых угольных жаровень, герметизация помещений и даже полеты на самолетах все это увеличивает уровень облучения за счет естественных источников радиации.

Земные источники радиации в сумме ответственны за большую часть облучения, которому подвергается человек за счет естественной радиации. В среднем они обеспечивают более 5/6 годовой эффективной эквивалентной дозы, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения. Остальную часть вносят космические лучи, главным образом путем внешнего облучения.

1.2 Космическая радиация Радиационный фон, от космических лучей, ответственен за половину всего облучения, получаемого населением от естественных источников радиации. Космические лучи в основном приходят к нам из глубин Вселенной, но некоторая их часть рождается на Солнце во время солнечных вспышек. Космические лучи могут достигать поверхности Земли или взаимодействовать с ее атмосферой, порождая вторичное излучение и приводя к образованию различных радионуклидов.

Защититься от этого невидимого «космического душа» невозможно. Но одни участки земной поверхности более подвержены его действию, чем другие. Северный и Южный полюсы получают больше радиации, чем экваториальные области, из-за наличия у Земли магнитного поля, отклоняющего заряженные частицы (из которых в основном и состоят космические лучи). Существеннее, однако, то, что уровень облучения растет с высотой, поскольку при этом над нами остается все меньше воздуха, играющего роль защитного экрана. Люди, живущие на уровне моря, получают в среднем из-за космических лучей эффективную эквивалентную дозу около 300 микрозивертов (миллионных долей зиверта) в год; для людей же, живущих выше 2000 м над уровнем моря это величина в несколько раз больше. Еще более интенсивному, хотя и относительно непродолжительному облучению, подвергаются экипажи и пассажиры самолетов. При подъеме с высоты 4000 м (максимальная высота, на которой расположены человеческие поселения: деревни шерпов на склонах Эвереста) до 12 000 в (максимальная высота полета трансконтинентальных авиалайнеров) уровень облучения за счет космических лучей возрастает примерно в 25 раз и продолжает расти при дальнейшем увеличении высоты до 20 000 м (максимальная высота полета сверхзвуковых реактивных самолетов) и выше. При перелете из Нью-Йорка в Париж пассажир обычного турбореактивного самолета получает дозу около 50 мкЗв, а пассажир сверхзвукового самолета на 20% меньше, хотя подвергается более интенсивному облучению. Это объясняется тем, что во втором случае перелет занимает гораздо меньше времени. Всего за счет использования воздушного транспорта человечество получает в год коллективную эффективную эквивалентную дозу около 2000 чел-Зв.

1.3 Излучение земной коры Помимо космического излучения радиоактивна и сама наша планета. В её поверхности содержится много минералов, хранящих следы радиоактивного прошлого Земли: гранит, глинозём и т. п. Сами по себе они представляют опасность лишь вблизи месторождений, однако человеческая деятельность ведёт к тому, что радиоактивные частицы попадают в наши дома в виде стройматериалов, в атмосферу после сжигания угля, на участок в виде фосфорных удобрений, а затем и к нам на стол в виде продуктов питания. Известно, что в кирпичном или панельном доме уровень радиации может быть в несколько раз выше, чем естественный фон данной местности. Таким образом, хоть здание и может в значительной мере уберечь нас от космического излучения, но естественный фон легко превышается от использования опасных материалов.

1.4 Радон Половину годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы облучения от земных источников радиации человек получает от невидимого, не имеющего вкуса и запаха тяжёлого газа радона. В природе радон встречается в двух основных формах: радон-222, член радиоактивного ряда, образуемого продуктами распада урана-238, и радон-220, члена радиоактивного ряда тория-232.

Радон в 7,5 раза тяжелее воздуха и является альфа-радиоактивным с периодом полураспада 3,8 суток. После альфа-распада ядро радона превращается в ядро полония. Это также альфа-радиоактивный изотоп с периодом полураспада 3 минуты и наличием дополнительного электрического заряда. Следующие элементы этой цепочки радиоактивных распадов имеют такие же характеристики. Заканчивается ряд стабильным изотопом свинца. Концентрация радона в различных точках земного шара неодинакова.

Основную часть дозы облучения от радона человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении, где повышена его концентрация.

Радон может проникать сквозь трещины в фундаменте, через пол из поверхности Земли и накапливается в основном на нижних этажах жилых помещений, создавая там повышенную радиацию. Одним из источников радоновой радиации могут быть конструкционные материалы, используемые в строительном производстве. К ним в первую очередь относятся материалы с повышенной радиоактивностью — гранит, пемза, глинозём, фосфогипс.

Вода, используемая для бытовых и пищевых целей, обычно содержит мало радона, однако глубоко залегающие водяные пласты могут иметь повышенную его концентрацию. Высокая концентрация радона образуется в ванных комнатах, где радон, испаряясь из горячей воды при принятии душа или ванны, попадает в организм с вдыхаемым воздухом.

Снизить содержание радона, в отличие от других источников радиации, очень просто: достаточно регулярно проветривать помещение и концентрация опасного газа уменьшится в несколько раз.

1.5 Искусственная радиоактивность В отличие от естественных источников радиации, искусственная радиоактивность возникла и распространяется исключительно силами людей. К основным техногенным радиоактивным источникам относят ядерное оружие, промышленные отходы, АЭС, медицинское оборудование, предметы старины, вывезенные из «запретных» зон после аварии Чернобыльской АЭС, некоторые драгоценные камни.

Радиация может попадать в наш организм как угодно, часто виной этому становятся предметы, не вызывающие у нас никаких подозрений. Единственный способ обезопасить себя — купить дозиметр радиации. Этот миниатюрный прибор окажет Вам неоценимую услугу: Вы всегда сможете самостоятельно контролировать безопасность членов своей семьи, не доверяя «уловкам» продавцов стройматериалов, антиквариата или торговцам на рынке, ручающимся за безопасное происхождение и экологическую чистоту своего товара.

ГЛАВА 2. РАДИОАКТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ, СОЗДАННЫЕ ЧЕЛОВЕКОМ За последние несколько десятилетий человек создал несколько сотен искусственных радионуклидов и научился использовать энергию атома в самых разных целях: в медицине и для создания атомного оружия, для производства энергии и обнаружения пожаров, для изготовления светящихся циферблатов часов и поиска полезных ископаемых. Все это приводит к увеличению дозы облучения, как отдельных людей, так и населения Земли в целом. Индивидуальные дозы, получаемые разными людьми от искусственных источников радиации, сильно различаются. В большинстве случаев эти дозы весьма невелики, но иногда облучение за счет техногенных источников оказывается во много тысяч раз интенсивнее, чем за счет естественных. Как правило, для техногенных источников радиация выражена гораздо сильнее, чем для естественных. Кроме того, порождаемое ими излучение обычно легче контролировать, хотя облучение, связанное с радиоактивными осадками от ядерных взрывов, почти так же невозможно контролировать, как и облучение, обусловленное космическими лучами или земными источниками.

2.1 Источники, использующиеся в медицине В настоящее время основной вклад в дозу, получаемую человеком от техногенных источников радиации, вносят медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности. Во многих странах этот источник ответствен практически за всю дозу, получаемую от техногенных источников радиации. Радиация используется в медицине, как в диагностических целях, так и для лечения.

Одним из самых распространенных медицинских приборов является рентгеновский аппарат. Получают все более широкое распространение и новые сложные диагностические методы, опирающиеся на использование радиоизотопов.

Как ни парадоксально, но одним из основных способов борьбы с раком является лучевая терапия. Понятно, что индивидуальные дозы, получаемые разными людьми, сильно варьируют от нуля (у тех, кто ни разу не проходил даже рентгенологического обследования) до многих тысяч среднегодовых «естественных» доз (у пациентов, которые лечатся от рака).

Неизвестно, сколько человек ежегодно подвергается облучению в медицинских целях, какие дозы они получают, и какие органы и ткани при этом облучаются. В принципе облучение в медицине направлено на исцеление больного. Однако нередко дозы оказываются неоправданно высокими: их можно было бы существенно уменьшить без снижения эффективности, причем польза от такого уменьшения была бы весьма существенна, поскольку дозы, получаемые от облучения в медицинских целях, составляют значительную часть суммарной дозы облучения от техногенных источников.

Благодаря техническим усовершенствованиям можно уменьшить дозы, получаемые пациентами при рентгенографии зубов. Это очень важно хотя бы потому, что во многих развитых странах данное рентгенологическое обследование проводится наиболее часто. Максимальное уменьшение площади рентгеновского пучка, его фильтрация, убирающая лишнее излучение, использование более чувствительных пленок и правильная экранировка все это уменьшает дозу.

Со времени открытия рентгеновских лучей самым значительным достижением в разработке методов рентгенодиагностики стала компьютерная томография. Этот метод находит все более широкое применение.

Во всем мире имеется также около 4000 радиотерапевтических установок, которые используются для лечения рака. Суммарная доза, получаемая населением Земли ежегодно во время сотен миллионов рентгенологических обследований с применением малых доз, значительно превышает дозу, получаемую в сумме сравнительно малым числом больных раком.

2.2 Ядерные бомбы За последние 40 лет каждый из нас подвергался облучению от радиоактивных осадков, которые образовались в результате ядерных взрывов. Речь идет не о тех радиоактивных осадках, которые выпали после бомбардировки Хиросимы и Нагасаки в 1945 году, а об осадках, связанных с испытанием ядерного оружия в атмосфере. Максимум этих испытаний приходится на два периода: первый на 1954;1958 годы, когда взрывы проводили Великобритания, США и СССР, и второй, более значительный, на 1961;1962 годы, когда их проводили в основном США и Советский Союз. Во время первого периода большую часть испытаний провели США, во время второго СССР. Эти страны в 1963 году подписали «Договор об ограничении испытаний ядерного оружия», обязывающий не испытывать его в атмосфере, под водой и в космосе. С тех пор лишь Франция и Китай провели серию ядерных взрывов в атмосфере, причем мощность взрывов была существенно меньше, а сами испытания проводились реже (последнее из них в 1980 году).

Подземные испытания проводятся до сих пор, но они обычно не сопровождаются образованием радиоактивных осадков. Часть радиоактивного материала выпадает неподалеку от места испытания, какая-то часть задерживается в тропосфере (самом нижнем слое атмосферы), подхватывается ветром и перемещается на большие расстояния, оставаясь примерно на одной и той же широте. Находясь в воздухе в среднем около месяца, радиоактивные вещества во время этих перемещений постепенно выпадают на землю. Однако большая часть радиоактивного материала выбрасывается в стратосферу (следующий слой атмосферы, лежащий на высоте 10−50 км), где он остается многие месяцы, медленно опускаясь и рассеиваясь по всей поверхности земного шара.

Радиоактивные осадки содержат несколько сотен различных радионуклидов, однако большинство из них имеет ничтожную концентрацию или быстро распадается; основной вклад в облучение радиоактивные осадки содержат несколько сотен различных радионуклидов, однако большинство из них имеет ничтожную концентрацию или быстро распадается; основной вклад в облучение человека дает лишь небольшое число радионуклидов.

На Северное полушарие, где проводилось большинство испытаний, выпала и большая часть радиоактивных осадков. Пастухи на Крайнем Севере получают дозы облучения от цезия-137, в 100−1000 раз превышающие среднюю индивидуальную дозу для остальной части населения (впрочем, они получают большие дозы и от естественных источников цезий накапливается в ягеле и по цепи питания попадает в организм человека).

Суммарная ожидаемая коллективная эффективная эквивалентная доза от всех ядерных взрывов в атмосфере, произведенных к настоящему времени, составляет 30 000 000 чел/Зв.

ГЛАВА 3. ЯДЕРНАЯ ЭНЕРГЕТИКА

3.1 Преимущества и опасности атомной энергетики Атомная энергетика — альтернатива использованию органического топлива для производства электроэнергии. Запас ископаемого топлива сокращаются, а продолжение его использования в качестве энергоисточника ухудшает экологическую ситуацию. Вступили в силу требования Киотского протокола, который подписало большинство стран мира. Согласно этим требованиям 39 промышленно развитых стран обязаны сократить выбросы углекислого газа и еще пяти веществ, присутствие которых в атмосфере угрожает повышением температуры на планете. При этом до 2012 года участники соглашения обязались снизить совокупный уровень выбросов вредных веществ на 5,2 процента по сравнению с показателями 1990 года. Большая часть выбросов в атмосферу происходит при сжигании органического топлива. В результате эксплуатации угольных электростанций в атмосферу ежегодно попадает 24 млрд. тонн углекислого газа. Все большее число экологов приходят к выводу, что использование ядерной энергии — лучший способ снижения эмиссии углерода в атмосферу.

Аварии на объектах атомной энергетики — самый больной вопрос эксплуатации АЭС. Однако несмотря на их тяжесть, в целом вероятность таких аварий невелика. С момента появления атомной энергетики произошло не более трех десятков аварий, и лишь в четырех случаях имел место выброс радиоактивных веществ в окружающую среду. Однако масштабы загрязнений, сопутствующих таким авариям, часто приобретают глобальный характер. До Чернобыльской катастрофы все, что связано с применением атомной энергии (даже в мирных целях) было окружено завесой секретности. Неудивительно, что многие критические ситуации в этой области стали известны человечеству только через 30−40 лет, в 90-х годах XX века… Вот только один из примеров этого ряда. 29 сентября 1957 года на комбинате «Маяк» вышла из строя система охлаждения бетонной емкости, где собирались жидкие отходы с высокой радиоактивностью. В результате произошел взрыв, и радиоактивные вещества попали в атмосферу. Они рассеялись и осели на территории Челябинской, Свердловской и Тюменской области. Длина радиоактивного следа достигла 200 км, ширина — 8−9 км. По счастливой случайности, след прошел по малонаселенной местности. В последующие годы была проведена глубокая вспашка полей с захоронением загрязненной почвы на глубину более полуметра. Постепенно и очень медленно эти земли возвращаются в сельскохозяйственный оборот. Воздействие этого выброса на здоровье людей оценить довольно трудно, поскольку в этих районах действуют многочисленные металлургические и химические предприятия, загрязняющие атмосферу оксидами серы.

Авария на Чернобыльской АЭС и так повсеместно очень подробно освещена, но лично мне, как человеку родом из Приморского края, интересней в качестве примера рассмотреть относительно недавнюю аварию на АЭС «Фукусима-1», в Японии.

3.2 Авария на АЭС «Фукусима-1»

11 марта 2011 года землетрясение магнитудой 9,0 потрясло Японию и вызвало цунами, которое обрушилось на восточное побережье страны, разрушая дома и коммуникации, унося жизни сотен тысяч человек.

Землетрясение стало причиной сбоя электроснабжения на атомной станции Фукусима Дайичи с шестью атомными энергоблоками. Цунами затопило резервные дизельные генераторы, и станция осталась без электроснабжения, которое необходимо для работы системы охлаждения реакторов. В результате ядерное топливо 1,2 и 3 реакторов начало плавиться. Из-за скопления водорода в зданиях, где расположены реакторы, прогремели разрушительные взрывы.

Ядерной аварии был присвоен седьмой — самый высокий уровень по международной шкале ядерных событий (International Nuclear Event Scale — INES).

В декабре 2011 года правительство и представители TEPCO заявили, что реакторы заглушены в холодном режиме, однако, никто не может точно сказать, какова сейчас температура расплавленного топлива. Ядерное топливо могло расплавить корпус реактора и выйти за пределы внешней защитной оболочки реактора.

Заявление правительства о том, что реакторы остановлены в холодном режиме, было сделано по политическим причинам — надо было выполнить обещания, данные людям ранее. В реальности же все 4 аварийных реактора далеки от стабильного состояния и радионуклиды продолжают поступать в океан и грунтовые воды. Уровень радиации слишком высок, для того чтобы рабочие могли проверить состояние реакторов, а попытки оценить ситуацию извне с помощью приборов результатов не дали. Рабочие станции продолжают закачивать азот в реакторы, что бы предотвратить новые взрывы водорода.

Начались трудности при попытках дезактивировать высокорадиоактивную воду, которая использовалась для охлаждения реактора. В результате на станции так и остается около 100 тысяч тонн загрязненной воды. Да, реакторы удалось охладить, но они по-прежнему загрязняют окружающую среду, и остается риск — они могут рухнуть во время следующего землетрясения.

По оценкам специалистов, вывод из эксплуатации реакторов Фукусима Дайичи займет 40 лет.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

радиация излучение атомный В своей контрольной работе я постарался максимально многогранно рассказать о различных видах радиационного загрязнения. Теперь мы знаем, что оно крепко пустило корни в наш повседневный быт, и наша задача лишь постараться снизить общий уровень радиации. И надо не так уж много:

· Регулярно проветривать жилые помещения

· Обзавестись дозиметром радиации, и не стеснятся его использовать в повседневной жизни.

Мы узнали о разностороннем применение радиационного излучения. Узнали, что хотя оно и кроет в себе разрушительную силу, но в руках профессионалов и специально подготовленных условиях, может оказать неоценимую помощь человечеству. В частности, в медицине.

Выяснили, что знание о разрушительной силе ядра, не всегда идет на пользу человеку, миру и экологии. Но, благо, сильные мира нашего, делают все возможное, чтобы локализовать последствия прошлых ошибок и стараться не допускать новые.

Чудо ядерной энергетики для нас теперь тоже не секрет. Как не секрет и то, насколько опасным может быть такой способ освещения цивилизации.

Узнали, что трагедия на АЭС Фукусима-1 заставила мир содрогнуться. Тут еще добавлю, что правительства многих стран поручили своим ведомствам проверить, способны ли их АЭС пережить стихийные бедствия или природные катастрофы, после такой трагедии. Германия даже закрыла несколько АЭС и пообещала в обозримом будущем полностью отказаться от ядерной энергетики.

Да и меня эта авария не обошла стороной. В 2011 году, я с друзьями, приобретая велосипеды, делал это исключительно с счетчиком Гейгера в руках. Потому как опасность радиационного заражения была не шуточной.

Ну, а главным выводом, пожалуй, станет лишь просьба быть разумней «с солнцем в руках» и берегите себя!

1. Естественные источники радиации: научно — информационный журнал «Биофайл» [Электронный ресурс]. — М: [б.и.], 2008. — Режим доступа: http://www.biofile.ru.

2. Космическая радиация: портал на основе электронной версии журнала «Экологическая реальность» [Электронный ресурс]. — М: [б.и.], 2015. — Режим доступа: http://www.ecologyreality.ru.

3. Радон: Радиационная обстановка в России [Электоронный ресурс]. — М, 2001. — Режим доступа: http://www.радиация-в.рф.

4. Ядерная катастрофа на АЭС Фукусима-1 [Электронный ресурс] // Гринпис России. — Режим доступа: http://www.greenpeace.org/russia/ru/campaigns/nuclear/accidents/Fukushima-1.

5. Ядерный рынок [Электронный ресурс] // АтомСтройЭкспорт. — Режим доступа: http://www.ase.atomstroyexport.ru/nuclear_market/advantage.