Курс лекций Ставрополь, 2015 содержание стр. Введение лекция Введение в радиобиологию. Тема физические основы радиоэкологии лекция 2: Физическая характеристика атомов и радиоактивный распад ядер
Скачать 2.7 Mb.
|
1 балл – Аномалия: нарушения нормальной работы реактора, не требующие защитных мер (ошибки операторов, отказ автоматики). 2 балла – Происшествие: техническое происшествие или аномалия, которая не вызвала серьезных последствий, но может потребовать защитных мероприятий в дальнейшем. 3 балла – Серьезное происшествие: выброс радиоактивности в окружающую среду превышает допустимый уровень. Кратковременно дозы за пределами объекта достигают десятков м Зв. Защитные меры вне АЭС не требуются. Высокий уровень радиации и/или локальное загрязнение вследствие повреждения оборудования или неправильного управления (Пример: гибель подводной лодки «Комсомолец», 1989). Переоблучение обслуживающего персонала (индивидуальные дозы превышают 50 мЗв). Происшествие, при котором выход из строя систем защиты может привести к аварии, или ситуация, при которой защитные системы неспособны предотвратить аварию (Пример: Ванделло, Испания, 1989). 4 балла – Авария на объекте: радиация в прилегающей местности создает индивидуальную дозу в несколько мЗв. Локально требуются защитные меры, контроль (выборочный) местных продуктов питания. Повреждение активной зоны (механическое и/или частичное расплавление). Дозы у работников АЭС могут привести к острой лучевой болезни (порядка 1 Зв). Пример: Сент-Лорен, Франция, 1980. 5 баллов – Авария, опасная для прилегающей территории: выброс продуктов деления, радиологически эквивалентный 1014 – 1015 Бк йода-131. Требуются местные защитные мероприятия (укрытия и/или эвакуация из пораженной местности), пример: Уиндскейл, Великобритания, 1957г. Серьезное повреждение активной зоны реактора (разрушение и/или частичное расплавление), пример: Тримайл-Айленд, США, 1979 г. 6 баллов – Серьезная авария: выброс продуктов деления, эквивалентный 1015 – 1016 Бк йода-131. Требуются широкомасштабные мероприятия для предотвращения серьезных последствий для здоровья. 7 баллов – Катастрофа: выброс значительной части активной зоны со смесью коротко- и долгоживущих продуктов деления в количестве, эквивалентном более чем 1016 Бк йода-131. Возможны острые лучевые поражения. Радиобиологические эффекты на большой территории, иногда охватывающей несколько стран. Долговременные последствия для окружающей среды. (Пример: Южный Урал, СССР, 1957г., Чернобыль, СССР, 1986г.) [Люцко А.М. и др., 1996]. В России наиболее известно состояние дел с жидкими радиоактивными отходами комбината "Маяк" в Челябинской области на Южном Урале. 27 сентября 1957 года из-за неполадок в системе охлаждения бетонных емкостей, содержащих высокоактивные отходы, химический взрыв выбросил в атмосферу около 1017 Бк радиоактивных продуктов деления (главным образом 90Sr). Они рассеялись и осели в Челябинской, Свердловской и Тюменской областях. Жители населенных пунктов, где уровень загрязнения многократно превысил предельно допустимые нормы, были эвакуированы. Еще и сейчас вдоль «кыштымского следа» существуют территории с концентрацией активности выше 10 МБк/м2. Катастрофа на Южном Урале еще не изучена до конца и нельзя назвать ее последствия. В октябре того же 1957 года на другом военном заводе, производящем оружейный плутоний, в Великобритании (Уиндскейл, ныне Селлафильд), из-за частичного расплавления активной зоны реактора в окружающую среду было выброшено 7,5*1014 Бк йода-131, 2,2*1013 Бк цезия-137 и другие изотопы. С территории около 500 кв.км власти эвакуировали население, запретив использовать воду и молочные продукты местного производства. После распада радиоактивного йода через полтора месяца эвакуированные, получив компенсацию за ущерб, смогли вернуться домой. Сейчас в Селлафильде, на месте закрытого военного завода, существует всемирно известный экскурсионный центр, где можно познакомиться с проблемами ядерной энергетики, правилами радиационной безопасности, устройством реактора и использованием ионизирующих излучений. Катастрофа на Чернобыльской АЭС, произошедшая 26 апреля 1986 года по своим масштабам беспрецедентна, а по радиоэкологическим последствиям сравнима лишь с южноуральской. Еще одним источником загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами являются транспортные реакторы на атомоходах и атомных подводных лодках. При их нормальной работе уровень загрязнения невелик, однако и здесь время от времени происходят аварии (аварии американской подводной лодки "Трайдент" в середине 60-х годов и советской подводной лодки "Комсомолец" в 1990 г. лишь наиболее известные из них). Даже при затоплении судна с не разрушенным реактором неизбежна его коррозия в морской воде и рано или поздно радионуклиды попадут в окружающую среду. Та же судьба ожидает и контейнеры с радиоактивными отходами, которые до ноября 1993 г наша страна сбрасывала в окружающие моря – Карское, Японское, Баренцево [Люцко А.М. и др., 1996]. Поступление радиоизотопов в окружающую среду возможно и в результате деятельности промышленных и исследовательских реакторов, а также при утере источников радиоактивного излучения (обычно 137Сs или 60Со), используемых в различных приборах. Только за 1982-1990 гг. в г. Москве сотрудниками Геоцентра выявлено 765 участков локального радиоактивного загрязнения [Симак С.В. и др., 1998]. В результате последствий радиационных аварий в настоящее время в России более 110 тысяч человек живут на территориях, которые по медицинским нормам должны быть необитаемой зоной [Дубинин, 1994]. Лекция 8: Территории бывшего СССР с повышенной радиоактивной загрязненности среды
1. Радиоактивные загрязнения, вызванные испытаниями ядерного оружия. Наиболее загрязняющие среду испытания атомных зарядов в России (СССР) велись на Семипалатинском полигоне (население прилегающих территорий 803 тыс. чел.), на Новой Земле, в Северном Ледовитом океане (общая площадь 83 тыс. км2, арктическая пустыня, тундра). В нашей стране осуществлено 715 взрывов, в том числе самое большое количество испытаний в атмосфере (215). Большинство этих взрывов проведено на Семипалатинском полигоне, а также на Новой Земле, где были проведены взрывы (особенно водородной бомбы в 1961 г.) самой большой мощности в мире. Радиоактивными цезием, стронцием, плутонием загрязнена тундра побережья Баренцева и Карского морей, крайний Север Западной Сибири. Полигон и прилегающие к островам прибрежные воды и заливы используются и как могильник отработавших реакторов, в том числе первого в мире атомного ледокола «Ленин». Максимальная активность радиоактивных выпадений регистрировалась в Андерме (Ненецкий округ), превышая фон в 11 тыс. раз. Величина радиоактивности в цепочке на территориях севернее 60° с.ш., «миграция радионуклидов – лишайник – северный олень – человек», превышает фоновую в 10 и более раз. Помимо ядерных испытаний, в нашей стране проводились георазведочные и промышленные ядерные взрывы (по договору от 28.05.1976) при условии полной экологической безопасности. В СССР в мирных целях было проведено 115 подземных ядерных взрывов, в том числе 89 в России (16 в Западной Сибири, 15 в Астраханской области, 10 в Пермской области и от 2 до 5 в Башкирии, на Северном Кавказе, Мурманской и других областях).  Основой экологической безопасности здесь служила температура в точке взрыва ~106°С, ведущая к вплавлению радиоактивных продуктов деления в состав литосферы. Взрывы велись в малообитаемых районах страны. Риску повышенного загрязнения подвергалось незначительное число близлежащих поселков, городов (несколько сотен человек). Основная часть радионуклидов деления вплавлялась в породу, формируя газоводонепроницаемую емкость. Однако под действием подземных вод, перепадов температур в последующем возможна разгерметизация локальной радиоактивности и ее труднопрогнозируемая миграция. Подобные взрывы признаны нерентабельными, наносящими труднопрогнозируемый ущерб окружающей среде, и в настоящее время не проводятся. 2. Аварийное радиоактивное загрязнение среды. Потенциальными источниками формирования аномальных антропогенных радиоактивных загрязнений среды являются атомные электростанции мира. За 1956–1990 гг. в нашей стране было построено 12 АЭС с 37 реакторами и 20 исследовательских реакторов. Таблица 8.1. АЭС и исследовательские реакторы в России
Отечественные реакторы по системе защиты были признаны (Лондон, 1960) наиболее безопасными, и до аварии на Чернобыльской АЭС инцидентов на них не происходило. Тем не менее, типовые загрязнения среды даже при нормальном режиме работ неизбежны. Поэтому территории, непосредственно прилегающие к АЭС, реакторам, пунктам захоронений радиоактивных отходов, следует отнести к разряду с повышенной радиоактивностью среды. В последующем это подтвердилось рядом аварий на АЭС в США и Англии (20 аварий за 20 лет), а затем в нашей стране и в Японии.  Состав радиоактивного загрязнения среды на прилегающих к АЭС и исследовательским реакторам территориях тот же, что и при ядерных взрывах, авариях, но при значениях, в сотни раз меньших по сравнению с загрязнениями от испытаний ядерного оружия. Радиоактивное загрязнение среды в крупных масштабах произошло в результате аварии на военном ядерном центре «Челябинск-40» (или «Маяк») в 1957 г. вследствие теплового взрыва одного из ядерных хранилищ. Радиоактивный выброс (облако) охватил значительную часть Челябинской области (с населением 3548 тыс. чел.) и прилегающие районы Тюменской, Курганской, Свердловской областей. Максимальная длина образовавшегося Восточно-Уральского радиационного следа составила 300 км. Загрязнение среды активностью свыше 0,1 Ки/км2 (по стронцию-90, основному радионуклиду взрыва) охватило 23 тыс. км2, 217 населенных пунктов с общей численностью населения 270 тыс. чел. Территория с плотностью загрязнения более 2 Ки/км2 составила 1000 км2 с населением 2,1 тыс. чел. С территорий, загрязненность которых превышала 2 Ки/км2 (принятый предел), были переселены 10,2 тыс. чел. Помимо аварийной загрязненности, на территории района площадью 30–40 км2 (санитарно защитная зона междуречья Теча – Мишеляк) было сосредоточено более 200 могильников: с радиоактивностью 4 млн Ки – вплавлены в стекло; с 150 млн Ки – в спецхранилищах и емкостях; с 200 млн. Ки – сброшены в озеро Карачай, Старое Болото, пойму реки Течи (отделенной к настоящему времени от реки дамбой). Авария на Чернобыльской АЭС, приостановившая развитие ядерной энергетики мира, вследствие «радиационного страха», произошла 26 апреля 1986 г. в ходе эксперимента с недозволенным отключением систем блокировки. Два взрыва вынесли в среду радиоактивность ядерного топлива реактора и продуктов его деления на высоту 600–1200 м. Первичный выброс в виде газов и аэрозолей 137Cs (134Cs) составил 2*106 Ки, 3Н – 2*107 Ки при незначительной доле других радионуклидов. Оставшаяся активность сочилась в течение последующих 10 суток, загрязняя среду. Население об этом не оповещалось (сообщалось об управляемости аварией), должные меры защиты приняты не были. На АЭС в момент взрыва работало 200 чел. и 900 чел. (ночная смена) находились на расстоянии 5 км от аварийного реактора, на строительстве 5-го и 6-го блоков АЭС. В момент взрыва погибли два человека. В течение первых трех дней 399 чел. были отправлены в Москву и Киев с подозрением на острую лучевую болезнь. Таблица 8.2. Суммарная активность некоторых радионуклидов, выброшенных в атмосферу ЧАЭС (по литературным данным)
Территориальное распределение радиоактивного загрязнения шло неравномерно. Радиоактивным выпадениям, повысившим радиационный фон не более чем в 5–10 раз за счет короткоживущих изотопов, подверглись территории Польши, Германии (ГДР), Италии, Швейцарии, Франции, Бельгии, Нидерландов. К началу мая аналогичные выпадения регистрировались в Великобритании, Греции, Израиле, Кувейте, Турции. Но наиболее массивным загрязнениям были подвержены 13 областей России, Белоруссии, Украины: Минская, Брестская, Ровненская, Могилевская, Гомельская, Житомирская, Киевская, Черкасская, Черниговская, Брянская, Калужская, Орловская, Тульская. Суммарная площадь районов с загрязнением > 40 Ки/км2, потребовавших срочной эвакуации свыше 130 тыс. чел., составила 7000 км2 (2000 км2 в России). Общая площадь цезий-стронций-плутониевой и короткоживущей йодной радиоактивной загрязненности в России составила 147 тыс. км2 с 4270 населенными пунктами и общей численностью населения ~3 млн. чел. Треть населения территорий с резко изменившимся составом среды (783 тыс.) – дети. Для дезактивации территорий было снято около 200 тыс. м3 грунта, снесены и захоронены несколько деревень. Таблица 8.3. Области России с загрязнением более 1 Ки/км2
Примечание. Средний уровень современного (глобального) фонового загрязнения среды по 137Cs составляет 0,08 Ки/км:, по Sr – 0,045; плутонию – 0,005 Ки/км2. Наиболее сильно в России пострадали Брянская, Калужская, Тульская области, а также ряд районов Воронежской и Липецкой областей (табл. 2.7). Критическими радионуклидами загрязнений являются цезий (79,3 % от суммарной радиоактивности среды); стронций (19,8 %) и микровкрапления плутония (0,9 %). В Белоруссии доля территорий, радиоактивность которых превышала (по данным Международной программы по последствиям чернобыльской аварии) 1 Ки/км2, составила 22 % (20 % населения). Общая площадь загрязненности – 80 %. Из зон отселения и отчуждения было срочно эвакуировано 24,7 тыс. чел., 33 лечебно-профилактических учреждения осуществляли экстренное медицинское обслуживание эвакуированных. На Украине загрязнению подверглось около 30 % территорий. Наиболее пострадавшим, потребовавшим экстренной медицинской помощи, оказалось Полесье. Радиоактивность Овручинского, Ивановского, Полесского районов достигала здесь 40 Ки/км2, накапливаемые эквивалентные дозы – 48,6 мЗв/год. Общая численность населения республики, получившего повышенные лучевые нагрузки (по данным 1991 г.), составила 1,53 млн чел. К локальным, менее значительным территориальным загрязнителям следует отнести ремонтные заводы и базы атомных кораблей, хранилища ядерного оружия и другие объекты. На таких объектах (побережье Северного Ледовитого океана, Мурманская, Архангельская, Ленинградская, Московская, Пермская, Новосибирская, Читинская области и Дальний Восток) были зафиксированы случаи повышения радиоактивности внутри объектов или выявлены участки локального повышения радиоактивности. Однако последствий локальных загрязнений зарегистрировано не было. 3. Радиационная обстановка в Ставропольском крае. Основными факторами, определяющими радиационную обстановку на территории края, являются:
Природная радиоактивность территории края определяется преимущественно современными ландшафтами и особенностями геологического строения этой части региона. Большая часть территории края (90 %) представлена степной ландшафтной зоной с лугово-черноземными и каштановыми типами почв и, в незначительной мере, полупустынной ландшафтной зоной (крайний восток и юго- восток края) с серо- коричневыми почвами и сероземами. Примерно на 8 % территории края мощность экспозиционной дозы гамма-излучения (МЭД ГИ) составляет 10–12 мкР/ч, что характерно для участков развития глинистых толщ майкопской серии, содержащими прослои детрита (костные остатки рыб) с повышенным содержанием урана. Районы с такими значениями уровня гамма-фона находятся в основном в южной и юго-западной частях края (Кочубеевский, Андроповский, Предгорный, Минераловодский и отчасти Шпаковский и Георгиевский районы). Кроме того, аналогичные по величине МЭД ГИ спорадические участки имеют место и в других районах края (Советский, Курской, Левокумский, Нефтекумский, Буденновский, Арзгирский, Ипатовский, Новоалександровский). На оставшиеся 2 % площади территории края приходятся уровни гамма-фона с МЭД ГИ более 12 мкР/ч. Это связано с развитием магматических пород кислого состава (породы гранитоидного, трахитового и липаритового составов) и приурочены к горным районам и району гор-лакколитов Особо-охраняемого эколого-курортного района Кавказских Минеральных Вод. В регионе Кавказских Минеральных Вод радиационная обстановка обусловлена суммарным воздействием на окружающую среду природных, природно-техногенных и техногенных факторов. Природные факторы связаны со своеобразием геологического строения региона и, в первую очередь, выходящими на дневную поверхность 17 разобщенных лакколитообразных тел гранитоидного состава, обладающих повышенным уровнем гамма фона, которые прорывают толщу эоценовых и майкопских отложений. Повышенным уровнем гамма-фона обладают и склоновые отложения вокруг гор-лакколитов, а также травертиновые образования по периметру гор Железной и Машук. Природно-техногенные факторы связаны с использованием до 60-70 годов высокорадиоактивных гранитоидных материалов из карьеров горы Змейки, Кинжала, Шелудивой. Существенную роль в формировании общего радиационного фона данного региона играют хемогенные отложения минеральных источников – травертины, расположенные по склонам гор-лакколитов, уровень радиоактивности которых варьирует в пределах 30–50 мкР/ч и более. Техногенные источники повышенной радиационной опасности связаны с газонефтедобывающая отраслью. На территории Нефтекумского, Левокумского, отчасти Буденновского районов находится около 40 газо-нефтяных месторождений. Проливы на грунт водо-нефтяной смеси, размещение пластовых вод в отстойниках и на полях испарения, являющихся по удельной активности слабоактивными жидкими радиоактивными отходами, накопление радиоактивных солей в насосно-компрессорных трубах (НКТ) и другом нефтяном оборудовании, реализация местному населению и организациям радиоактивных труб привела к накоплению в регионе нефтедобычи радиоактивных отходов. В 2004 году были продолжены комплексные геоэкологические работы на территории нефепромыслов восточного Ставрополья, в том числе и радиационно-экологические исследования на Величаевско-Колодезном месторождении УВС. В результате проведенных работ установлено, что радиоактивные загрязнения преимущественно связаны с трубами и различными металлоконструкциями из них, а также с почво-грунтами площадок эксплуатируемых скважин, отстойников и полей фильтрации дебалансных вод. Для утилизации насосно-компрессорных труб в ОАО «Роснефть» и НК «Ставропольнефтегаз» создана специально оборудованная площадка в п. Затеречном, где в настоящее время хранится более 40 тыс. штук насосно-компрессорных труб. Отсутствие ограничений на реализацию утилизированных насосно-компрессорных труб населению и различным организациям и дальнейшее их использование для строительства различного рода инженерных сетей (водоводы, газоводы и пр.) и строительных конструкций (опоры, элементы детских и спортивных площадок, ограждения и т.п.) являются существенным фактором техногенного радиоактивного воздействия на объекты окружающей среды, а также на население во многих городах и поселках края. Для нормализации и контроля радиационной обстановки в крае с целью ограничения облучения населения как от природных, так и техногенных (антропогенных) источников ионизирующего излучения необходимо проведение всего комплекса радиационно-экологических исследований по её оценке с привлечением компетентных организаций:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Похожие:
 | Изучением курса “Введение в специальность” студенты начинают постижение самой, пожалуй, молодой, и в то же время сложной профессии... |  | Лекция №6. Организация и проведение соревнований по легкой атлетике |
| Тема Теория социальной работы как учебная дисциплина; научные основы социальной работы | | Лекция Физическая культура в общекультурной и профессиональной подготовке студента |
| «Черный» pr – неотъемлемая технология любой предвыборной кампании (8 стр) | | Лекция Тема: Современные трактовки предметной области политической философии (4 час.) |
| Лекция Здоровье и здоровый образ жизни. Факторы, способствующие укреплению здоровья | | Лекция Национальная политика советского государства: теория и практика вопроса |
| Редактор Т. Липкина Художник Л. Чинёное Корректор Г. Казакова Компьютерная верстка М. Егоровой | | Лекция Инкаминг. Характеристика современного туррынка. Особенности истории развития въездного туризма |