Тема 5. Радиационная опасность и её источники, влияние их на организм человека

ВВЕДЕНИЕ
Быстрое развитие ядерной энергетики и широкое внедрение источников ионизирующих излучений в различных областях науки, техники и народного хозяйства создали потенциальную угрозу радиационной опасности для человека и загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами. Аварии на предприятиях этих отраслей могут привести к массовому поражению людей на больших территориях.
В нашем городе и области имеются потенциально опасные объекты, представляющие угрозу загрязнения всей территории С-Петербурга или определенной части территории города в случае аварии на них. К таковым относится прежде всего Ленинградская атомная электростанция, расположенная в пос.Сосновый Бор, что в 100 км от центральной части города (Невского проспекта) и 75 км от окраины города. ЛАЭС построена в 1973 г (срок эксплуатации АЭС - 30 лет), имеет реакторы типа РБМК-1000 (как и Чернобыльская АЭС).
А также:
- Ленспецкомбинат (могильник для радиоактивных и токсичных отходов (в районе Красного Бора);
- Научно-исследовательский технологический институт (Сосновый Бор), где разрабатываютя новые реакторы повышенной безопасности;
- ГИПХ (институт прикладной химии (Капитолово);
- НИИ им. Крылова;
- С-Петербургский институт ядерной физики (Гатчина);
- Радиевый институт им. Хлопина; старейший центр в области исследований ядерной физики в России (Курчатов, Флеров работали здесь);
- Два судостроительных объединения - Адмиралтейский и Балтийский заводы. В С-Петербурге, кроме того, свыше 1000 ОНХ в своей производственной деятельности используют радиоактивные вещества.
В связи с этим необходимо знать, что такое радиация, в каких случаях опасна для человека, чем проявляются вредные воздействия ее на человека, как оценивается радиационная обстановка в случае аварии на АЭС или других радиационно опасных объектах, изучить способы защиты от воздействия радиоактивных излучений и уметь ими пользоваться.
За последние 10-12 лет в РФ был принят ряд законодательно-правовых документов в области защиты населения при ЧС (о которых говорилось
на первом занятии), в том числе и в области защиты от радиоактивных излучений. К таким документам относятся Федеральные законы:
- О радиационной безопасности населения, от 05.12.1995 г., определяющий правовые основы обеспечения радиационной безопасности населения в целях охраны его здоровья;
- Об использовании атомной энергии, от 20.10.1995 г., определяющий правовую основу и принципы регулирования отношений, возникающих при использовании атомной энергии, и направлен на защиту здоровья и жизни людей, охрану окружающей среды, защиту собственности при использовании атомной энергии, призван способствовать развитию атомной науки и техники, содействовать укреплению международного режима безопасного использования атомной энергии;
- О социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на ЧАЭС, от 24.11.1995 г.

5.1. Общий радиационный фон земли, источники ионизирующих излучений и радиоактивного загрязнения
5.2. Характеристика радиоактивных излучений
5.3. Понятие о дозе облучения, уровне радиации (степени радиоактивного загрязнения), единицы измерения; понятие об острой лучевой болезни (ОЛБ)

5.1. Общий радиационный фон земли, источники ионизирующих излучений и радиоактивного загрязнения

Среди вопросов, вызывающих интерес и постоянное внимание человечества, является вопрос о действии радиации на человека и окружающую среду.
Радиоактивность и сопутствующие ей ионизирующие излучения существовали на Земле и в космосе всегда, но стали известны человеку сравнительно недавно.
В 1895 году немецким физиком Рентгеном были случайно открыты лучи, названные рентгеновскими в честь открывателя. Затем в 1896 году французский ученый Беккерель обнаружил засветившиеся фотографические пластинки, после того, как на них некоторое время пролежал кусок минерала (случайно положенный для придавливания), содержащего уран. В 1898 году химик Мария Кюри и ее муж Пьер Кюри обнаружили, что уран после излучения таинственным образом превращается в другие элементы, один из которых они назвали полонием (в память о родине Марии Кюри - Польше), а другой - радием (по латыни это слово означает «испускающий лучи»). Впервые М.Кюри ввела в обиход слово «радиоактивность». Беккерель один из первых столкнулся с самым неприятным свойством радиоактивного излучения - воздействием на ткани живого организма. Он положил пробирку с радием в карман и в результате получил ожог кожи. Мария Кюри умерла от злокачественного заболевания крови, поскольку слишком часто подвергалась воздействию радиоактивных излучений. 336 человек, работавших с радиоактивными материалами в то время, умерли в результате облучения. Несмотря на это, ученые направили все усилия на разгадку одной из самых волнующих загадок всех времен, стремясь проникнуть в самые сокровенные тайны материи - строение атома. К сожалению, результатам их поисков суждено было воплотиться в атомную бомбу в 1945 году. Практическим воплощением их поисков в мирных целях явилось создание атомной электростанции в 1954 г. в Обнинске, в 1956 г. в Англии, в 1957 г. - в США, в 1958 - во Франции.
Общий радиационный фон, в котором постоянно существует человек, складывается из естественного и техногенного радиационных фонов.
Естественный фон создается:
- космическими излучениями;
- земной радиацией, т.е. природными радиоактивными веществами, содержащимися в земле, воздухе и биосфере.
Техногенный фон обуславливается:
- работой атомных реакторов;
- работой урановых рудников, урановой промышленности;
- использованием радиоизотопов в народном хозяйстве;
- местами переработки и захоронения радиоактивных отходов.
Космические лучи приходят на землю в основном из глубин Вселенной, некоторая часть рождается на Солнце во время солнечных вспышек. Одни участки земной поверхности более подвержены их воздействию, 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 состоят космические лучи. Существенно так же то, что степень облучения растет с высотой, поскольку при этом уменьшается слой воздуха, играющего роль защитного экрана.
Земная радиация Уровни земной радиации неодинаковы для разных мест земного шара и зависят от концентрации радионуклидов в том или ином участке земной коры. В Бразилии недалеко от Сан-Пауло есть место, где уровень радиации в 800 раз превосходит средний. Известны и другие места на земном шаре с высоким уровнем радиации, например, во Франции, Нигерии, на Мадагаскаре, Иране.
Наиболее весомым из всех естественных источников земной радиации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ (в 7,5 раз тяжелее воздуха) радон.
Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его концентрация в наружном воздухе существенно различается для разных точек земного шара. Основную часть дозы облучения от радона человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении. Поступая внутрь помещения, путем просачивания через фундамент и пол из грунта или реже высвобождаясь из материалов, использованных в конструкции дома, радон накапливается в нем. В результате в помещении могут возникать довольно высокие уровни радиации. Герметизация помещений с целью утепления только усугубляет дело, поскольку при этом еще более затрудняется выход радиоактивного газа из помещения. Концентрация радона в верхних этажах многоэтажных домов, как правило, ниже, чем на первом этаже. Кроме того, источником поступления радона в жилые помещения являются вода и природный газ. Вода из некоторых источников, особенно из глубоких колодцев или артезианских скважин, содержит очень много радона.
Техногенный радиационный фон и радиоактивное загрязнение окружающей среды может обуславливаться работой атомных реакторов АЭС и НИИ, урановых рудников и урановой промышленностью, неправильным содержанием мест переработки и хранения радиоактивных отходов, использованием радиоизотопов в народном хозяйстве и последствиями ядерных взрывов (в том числе и при испытаниях ядерного оружия, несмотря на то, что в настоящее время запрещены испытания ядерного оружия в атмосфере, космосе и под водой), а также в связи с использованием радиоактивных источников в космических исследованиях и астронавтике. Наибольшее загрязнение окружающей среды создает сеть изотопных лабораторий, использующих радионуклиды для научных и производственных целей.
Урановая промышленность занимается добычей, переработкой, обогащением урана и приготовлением ядерного топлива. Основным сырьем для этого топлива является уран-235, в котором под действием тепловых нейтронов происходит реакция деления. В природном уране содержится всего 0,7% урана-235. На каждом этапе производства урановой промышленности, а также на рудниках, возможно загрязнение окружающей среды радионуклидами семейства урана и дочерними продуктами его распада. Жидкие отходы этого производства, содержащие радиоактивные вещества, могут попадать в ближайшие реки и озера. На атомных электростанциях при делении ядерного горючего 80% образующейся энергии превращается в тепло, а 20% выделяется в виде радиоактивных излучений. За время работы реактора накапливается большое количество радиоактивных изотопов. Разрушение реактора мощностью 1000 МВт по общему выходу долгоживущих радионуклидов и загрязнению местности (по цезию-137) эквивалентно взрыву 50 ядерных боеприпасов мощностью 1 Мт. Однако большинство реакторов не выделяют в окружающую среду в опасных количествах радиоактивных загрязнений. Объясняется это тем, что все радиоактивные вещества заключены в замкнутые мощные оболочки и контуры, откуда они могут быть выброшены только при аварии. Аварии ядерных реакторов могут быть вызваны разрушением контура теплоносителя и оболочки твэлов (тепловыделяющих элементов), расплавлением активной зоны, избытком радиоактивности, что может привести к полному разрушению реактора. Окружающая среда будет загрязнена продуктами деления урана. Состав этих продуктов, уровень радиоактивного загрязнения будут зависеть от мощности реактора, продолжительности его работы и других условий. При нормальной работе реакторов в них образуется 20% газообразных и летучих веществ. При правильных условиях защиты в атмосферу попадет незначительный процент этих веществ. Однако могут случаться и утечки этих веществ, преимущественно через трубы.
Аварийная ситуация может возникать при транспортировке, хранении твэлов и других источников с РВ.
Ядерная техника породила сложную проблему удаления радиоактивных отходов. Несмотря на то, что в настоящее время разработаны надежные, безопасные способы переработки и захоронения радиоактивных отходов, причиной загрязнения окружающей среды могут быть случайные аварии, связанные с разрушением хранилищ. Загрязнение окружающей среды РВ может происходить также при неправильном содержании мест переработки и хранении радиоактивных отходов. Радиоактивные нуклиды в качестве закрытых источников ионизирующих излучений широко используют в промышленности, медицине, сельском хозяйстве.
Радиоактивное излучение от этих источников может создавать опасность в окружающей среде только в результате их неудовлетворительного хранения.
Для нашей страны характерно еще и радиоактивное загрязнение отдельных ее регионов. Это результат ряда крупных радиационных аварий: на Чернобыльской АЭС, на ПО «Маяк», в Челябинске-65, Томске-7 и др.
Кроме того, с 1961 года по 1990 год, в СССР было затоплено в открытых районах Баренцева моря у Новой Земли более одиннадцати тысяч контейнеров с радиоактивными отходами, 16 аварийных реакторов с атомных подводных лодок, в том числе три ядерных реактора атомохода «Ленин». А в Тихом океане и Японском море затоплено два ядерных реактора. Пойма Енисея почти на 900 км загрязнена радиоизотопами с реакторов Красноярска-26. По оценкам специалистов Россия самая загрязненная радиоактивными веществами страна в мире.
Учитывая многочисленные источники возможного радиоактивного загрязнения окружающей среды, создающие техногенный радиационный фон, необходимо определить радиационно опасные объекты.
Радиационно опасные объекты (РОО) - это объекты народного хозяйства, при авариях и разрушениях которых могут произойти массовые радиационные поражения людей, животных и растений, и загрязнение окружающей среды.
К РОО относятся:
- атомные станции (атомные электрические станции, атомные станции теплоснабжения, атомные энерготехнологические станции);
- урановые рудники;
- предприятия по переработке урановой руды и изготовлению ядерного топлива;
- предприятия по переработке отработанного ядерного топлива и захоронению радиоактивных отходов;
- учреждения, имеющие исследовательские ядерные реакторы и испытательные стенды.
Радиационную опасность также могут представлять транспортные средства, имеющие ядерно-энергетические установки, а также военные объекты, на которых находятся ядерные боеголовки. Из числа РОО наибольшую потенциальную опасность для населения представляют атомные электростанции, аварии на которых могут привести к тяжелым радиационным последствиям.