Радиоактивное загрязнение биосферы: источники выбросов в окружающую среду

Вопросы и ответы

Проблемы радиоактивного загрязнения

К основным проблемам радиационного загрязнения относятся вредное воздействие нейтронов, альфа-частиц, бета-частиц, гамма-лучей, образующихся при взрыве или других выбросах продуктов распада радиоактивных веществ, а также пролитого топлива из ядерного реактора на живые организмы, одежду и т.д.растения, почва, вода в водоемах и окружающий воздух.

Особенностью радиоактивного загрязнения является большая продолжительность повреждающего воздействия, которая напрямую зависит от времени распада радионуклида, ставшего источником загрязнения.

Характеристики основных радиоактивных элементов, наиболее часто вызывающих загрязнение внешней среды и организма человека, приведены в таблице:

Радионуклид Период полураспада Предпочтительное расположение
Америций-241 433 года биосфера
Йод-131 192 часы щитовидная железа
Кобальт-60 5 лет и 3 месяца биосфера
Стронций-90 28 лет и 8 месяцев скелет
Цезий-137 30 лет биосфера

Уровень угрозы, исходящей от радиационного загрязнения территории, прямо пропорционален:

  • концентрация присутствующих там радиоактивных веществ;
  • тип излучения, которое они излучают;
  • мощность потока энергии;
  • расстояние от места радиационного заражения до человека.

Причины и источники радиационного загрязнения

Загрязнение территории радиоактивными продуктами может происходить по разным причинам. Наиболее известны последствия применения ядерного оружия и взрывов энергоблоков на атомных электростанциях. Время радиоактивного заражения после ядерного взрыва чрезвычайно велико. Таким образом, период полураспада обедненного урана-238, из которого создаются бомбы, сброшенные на Японию, составляет несколько миллиардов лет.

Среди других причин, по которым человек постоянно подвергается облучению, следует указать:

  • медицинское обследование (флюорография, УЗИ, магнитный резонанс, томограмма);
  • химиотерапия при лечении злокачественных опухолей;
  • работа на атомных станциях;
  • добыча урановых руд.

Источники, представляющие опасность в смысле наличия в них радиоактивных компонентов, включают:

  • медицинское оборудование;
  • научное оборудование (дефектоскопы, рентгеновские и лазерные микроскопы);
  • объем проверки содержимого карманов и груза в аэропортах;
  • все ядерные реакторы;
  • атомные корабли;
  • останки упавшего на Землю космического корабля;
  • отходы атомных и тепловых электростанций;
  • некоторые минералы;
  • каменный уголь;
  • ядерные боеприпасы;
  • топливо для некоторых типов ракет.

Атомная промышленность

Атомная промышленность включает в себя целый ряд вспомогательных отраслей, отвечающих потребностям российской военной и гражданской деятельности.

Важнейшие составляющие этого комплекса:

  • добыча полезных ископаемых, содержащих уран;
  • их переработка и обогащение до уровня, пригодного для использования;
  • производство ядерного оружия и топлива для электростанций;
  • полигон промышленных отходов.

Часть радиоактивных частиц в каждой фазе этого промышленного цикла неизбежно попадает во внешнюю среду, оседает в организме человека, загрязняет почву, водоемы и атмосферу. Исходя из того, что за все время существования атомной отрасли на планете было произведено более тысячи тонн плутония (в том числе для оружия) и около 10% этого количества попало в окружающую среду, около 10 тонн радиоактивного вещества он по-прежнему создает экологические проблемы для человечества.

Длительный период полураспада плутония и всех его нуклидов увеличивает опасность для биосферы и человека на многие тысячелетия. Вероятность того, что рак и генетические заболевания сократят жизнь и превратят ее в мучения, многократно возрастает. Понимание этого заставляет строго соблюдать правила жизни на радиационно-загрязненных территориях.

Атомная энергетика

СССР — колыбель атомных электростанций. Первый появился в Подмосковном Обнинске. Это был 1954 год. Впоследствии во всем мире стали появляться атомные электростанции. Их доля в производстве электроэнергии в настоящее время превышает 17% от общего энергетического баланса планеты.

Наша страна занимает 18-е место среди производителей атомной электроэнергии и 1-е место по надежному хранению и обращению с радиоактивными отходами. Последнее обстоятельство дает России значительные экономические преференции, поскольку здесь сходятся отходы многих атомных электростанций по всему миру. В то же время это увеличивает риск радиационного заражения территорий в местах его захоронения.

Ядерные взрывы

Впервые взрывы атомных бомб ошеломили мир в августе 1945 года. В одно мгновение два больших японских города были стерты с лица страны со всеми ее зданиями и почти со всем населением. Остальные жители Хиросимы и Нагасаки, а также прилегающих территорий получили тяжелые ожоги, лучевую болезнь и различные генетические патологии. Последствия этих взрывов до сих пор сказываются на потомках погибших.

Испытания ядерного оружия продолжались и в будущем. В СССР это производили в Семипалатинске и на Новой Земле, в США и в Великобритании — в пустынях Невады, во Франции — на атолле Муруроа в Тихом океане, в Китае — на плато Лоп Нор, образовавшемся на этом месте высохшего озера. К концу 1992 года все эти страны вместе взорвали бомбы более 2000 раз.

Наибольший ущерб людям и окружающей их биосфере нанесли ядерные взрывы в атмосфере. В то же время воздушные потоки распространяют радиацию на большие расстояния от эпицентра. Затем атмосферный взрыв в Китае мощностью около трех мегатонн благодаря ветру охватил большие территории Дальнего Востока и Сибири, а также Среднюю и Среднюю Азию. Последствия китайского эксперимента до сих пор сказываются на обитателях этих мест.

Китай прекратил воздушные испытания в 1980 году. СССР и США, соответственно, в 1962 и 1963 годах. В результате длительного использования атомного оружия в верхних слоях атмосферы частицы пыли, образовавшиеся там в результате взрывов, разносили радиацию во все уголки земного шара. Зараженная ядерная пыль вместе с осадками проникла в почву, водоемы, человеческие и животные организмы. Всего таким образом в природу было доставлено около пяти тонн плутония для использования в военных целях.

Медицина и наука

Использование радиации в медицине — очень распространенное явление. Это делается как для диагностики заболеваний, так и для их лечения. Люди, прошедшие через них, становятся источниками радиации. Чтобы избежать радиоактивного заражения окружающих, они должны соблюдать определенные правила поведения.

Наука также относится к тем отраслям человеческой деятельности, которые влияют на здоровье и общее состояние биосферы посредством радиоактивного воздействия их обычных ядерных реакторов и специализированных синхрофазотронов. В начале 1992 года их было около 500 во всех экономически развитых странах планеты. Все они представляют значительную угрозу для внешнего мира.

Первое место заняли США, у них было 94 реактора. В СССР их было 66. Затем последовали Федеративная Республика Германия (25), Франция (19), Япония (19), Канада (14) и Китай (12). В 2008 году недалеко от Женевы был построен LHC — Большой адронный коллайдер. В его строительстве и обслуживании участвовали тысячи ученых из более чем ста стран мира. В настоящее время Китай собирается превзойти это научное достижение.

Радиоактивное загрязнение вод Мирового океана. Пути попадания радиоактивных осадков:

Меры борьбы с радиоактивным загрязнением

  • из атмосферы в результате ядерных испытаний,
  • при сбросе воды и радиоактивных веществ с предприятий атомной отрасли и атомных электростанций,
  • после аварий с участием судов с ядерными двигателями, а также при выгрузке радиоактивных отходов с военно-морских реакторов,
  • после аварий атомных подводных лодок,

Например, в 1963 году в Атлантическом океане затонула американская подводная лодка, останки которой были найдены более чем в 200 милях к востоку от Бостона. А уже в 1966 году у ирландского побережья, примерно в 2500 милях от места крушения, была запечатлена деталь лодки с надписью «радиоактивный”.

  • сброс радиоактивных отходов с судов, работающих с ядерными реакторами.

В мире насчитывается более 300 кораблей этого типа. За год эксплуатации на атомных подводных лодках (в зависимости от мощности реактора корабля) образуется от 300 до 500 литров загрязненных смол, которые используются при фильтрации воды. Проблема их захоронения до сих пор существенно не решена.

Опасность заключается в:

  • быстрый перенос радиоактивных частиц воздушными потоками на большие расстояния. После испытания французской атомной бомбы в Сахаре (13 февраля 1960 г.) радиоактивным частицам потребовалось 2 дня, чтобы достичь побережья Индии, 3 дня — до Японии,
  • радиоактивные частицы чрезвычайно «цепкие», особенно при испытании над земной поверхностью. Попадая в верхние слои атмосферы, радиоактивные частицы могут выпадать в виде «радиоактивного» дождя через много месяцев после ядерных взрывов, иногда в нескольких тысячах километров от полигона. Устойчивость радиоактивных веществ к разрушению и распаду способствует переносу рыб, планктона и других животных и растительных организмов в морские течения и загрязнения на большие расстояния.

Загрязняющие компоненты

Нуклиды считаются основными радиоактивными загрязнителями, представляющими опасность для живых существ и биосферы в целом:

  • стронций-90, избирательно воздействующий на костную ткань;
  • америций-241, кобальт-60, цезий-137 — самые грозные загрязнители флоры и фауны;
  • торий — в больших дозах способен спровоцировать онкологические заболевания крови, легких и поджелудочной железы;
  • радий в высоких дозах, вызывающий ожоги кожи, разрушающий эритроциты и ослабляющий иммунную функцию лейкоцитов;
  • уран, действие которого губительно влияет на нервную систему, почки, печень и селезенку.

Еще один не менее опасный фактор, влияющий как на живую, так и на неживую природу, — космическое излучение. Это излучение, рассеиваемое солнцем. При нормальных погодных условиях атмосфера выступает от него преградой. Если по тем или иным причинам он становится редким, возрастает угроза солнечных лучей.

Методы борьбы с загрязнением

устранить последствия загрязнения территории невозможно, поэтому земля выводится из хозяйственного оборота до момента полного самовосстановления. Основная задача работы с радиоактивными материалами — не допустить утечки. Для этого используются специальные методы обращения с отходами, в том числе их фильтрация, изоляция от внешней среды.

Основные виды деятельности на загрязненной территории:

  • изоляция источников загрязнения и захоронения;
  • деактивация;
  • пылеподавление;
  • создание барьеров от протечек за пределами загрязненной территории;
  • санитария персонала и жителей;
  • строительство саркофага.

Высокая скорость выполнения мероприятий предотвращает распространение вредных элементов в районе.

Охрана природы

Ядерный взрыв
Если это понятно человечеству, я хотел бы передать, насколько это сильно и как влияет радиация на природу?
Многие ученые активно занимаются охраной природы и защитой мира от экологических катастроф. Один из способов — защитить мир природы от антропогенной радиации, ядерных взрывов, сжигания и хранения ядерных отходов и так далее

  1. Загрязнение почвы.
  2. Такие территории требуют долгой и дорогостоящей реабилитации для последующего использования.
  3. Установки.
  4. Хотя лиственные виды более приспособлены и устойчивы к повышению радиационного фона, однако при большой численности они также погибают.
  5. Животные и насекомые.

Особое воздействие радиации на животных, ведь они самые невинные и незащищенные, по сравнению с самыми умными обитателями планеты.

После аварии на Чернобыльской АЭС количество дождевых червей поблизости уменьшилось, хотя спустя годы оно восстановилось за счет тех, которые оказались устойчивыми к ионизирующему излучению.

Возможные последствия

Влияние радиоактивного загрязнения на здоровье живых организмов и природы велико. Опасные вещества легко контактируют с новыми живыми формами, накапливаясь в них и уничтожая их изнутри. Нарушаются физические и биологические функции организмов. Некоторый уровень радиации присутствует в окружающей среде и является приемлемым. Превышение этого уровня является проблемой для биосферы, частью которой являются люди, животные и окружающая среда.

Воздействие на человека и животных

Радиоактивное загрязнение попадает в живые организмы несколькими путями:

  • самолетом;
  • контакт через кожу;
  • через другие организмы (например, во время кормления).

В зависимости от объема воздействия вредных веществ начинают проявляться негативные симптомы — чем дольше контакт с источником инфекции, тем сильнее симптомы. Проявление отрицательных знаков возможно в разные промежутки времени: от нескольких минут до десятилетий.

Радиоактивные частицы проникают в клетки живых организмов, нарушая развитие человека. Симптомы включают кашель с кровью, тошноту, головокружение, одышку, кожные проблемы. Помимо расстройства текущего состояния, радиоактивное заражение приносит жертв ряд заболеваний: бесплодие, анемия, мутации, катаракта, изменение состава крови. Заболевание поражает всю оставшуюся жизнь и потомство, которое может прекратиться.

Влияние на экологию

Территория, подвергшаяся радиоактивному загрязнению, остается опасной до полного разложения всех вредных веществ. Реабилитационный период земли может достигать сотен лет. Ситуация осложняется тем, что опасные частицы проникают в почву и воду, распространяются на новые территории, проникая в новые организмы.

Зараженная территория опасна для посещения, и, если посещение имело место, живое существо является переносчиком болезни для незараженных территорий.

Типы радиации

Радиация существовала до появления человечества и с его появлением увеличивалась в количестве. Поэтому его делят на два основных типа — естественное и искусственное излучение. Мы имеем в виду естественные радионуклиды, которые поступают из космоса, живут в земной коре и являются результатом самой жизни природы. К техногенным принято относить те, которые образуются в результате жизнедеятельности человечества.

Все виды излучения, в свою очередь, бывают в форме альфа-частиц, бета-частиц и гамма-излучения. Альфа- и бета-частицы опасны при проглатывании. Цезий и кобальт, которые представляют собой гамма-излучение, вызывают передозировку при воздействии внешнего излучения.

Наиболее подвержены радиации легкие и кишечник. Наименее уязвимыми являются кожа, костная ткань и костный мозг.

Естественная радиация

Космос
Как бы сильно человек ни старался, живой мир планеты получает большую часть излучения из естественных источников. Это включает:

  • космос;
  • внешнее облучение от радионуклидов земного происхождения;
  • внутреннее облучение от радионуклидов земного происхождения;

Космогеника пришла к нам в результате различных процессов, происходящих во Вселенной. При высокой активности солнца, звездных вспышек — они приходят к нам. Глубоко под землей также есть источник радиации. Существенного вреда не приносит, хотя попадает везде: в воздух, в воду, во все живое. Такие элементы, как уран и торий, вызывают внешние повреждения. Внутреннее действие — когда радиация попадает в организм через дыхательные пути, пищу или питье. И если внешние повреждения можно устранить, удалив частицы с поверхности живого организма, то внутренние повреждения исправить гораздо сложнее, а иногда и вовсе невозможно.

В местах с высокой концентрацией родона запрещено строительство жилых и нежилых построек.

Техногенная радиация

Два подвида:

  • Естественный. Натуральный — при добыче полезных ископаемых.
  • Искусственный. Искусственные получаются в результате ядерных реакций.

Количество этих и других техногенных методов увеличения радиации растет с каждым годом. Потому что аварийные выбросы, ядерные взрывы, поиски новых месторождений нефти и газа не уменьшаются.

И если мы не в состоянии остановить естественную активность, то в наших силах сократить вышеуказанные методы.

Примеры источников антропогенного излучения:

  • атомные электростанции;
  • военная техника;
  • действующие ядерные реакторы;
  • ядерные полигоны;
  • зоны разлива ядерного топлива;
  • медицинское оборудование.

Использование природного газа увеличивает общий радиационный фон.


Степени радиоактивного загрязнения

Под уровнем радиоактивного загрязнения в науке принято понимать превышение естественного радиационного фона природных объектов, в том числе людей и животных. Его цифровое выражение пропорционально площади и глубине повреждения поверхностей, подвергшихся воздействию радиации.

Для определения степени радиоактивного загрязнения в результате ядерного взрыва или другого вида воздействия на окружающую среду используются специальные дозиметры, наиболее известным из которых является счетчик Гейгера.

Его можно использовать для определения:

  • тип излучения (альфа, гамма, бета);
  • концентрация нуклидов в атмосфере
  • энергия радиоактивных лучей;
  • близость источника к человеку.

Зоны радиоактивного загрязнения

Классификация зон радиоактивного загрязнения основана на степени поражения территории радиацией и удаленности рассматриваемой территории от источника загрязнения. Чем выше первый показатель и ниже второй, тем больше загрязненность территории радионуклидами.

Среди зон радиоактивного загрязнения в классификации выделяются зоны A, B, C и D. Этими буквами обозначены следующие степени загрязнения:

А — умеренный;

Б — сильный;

Б — опасно;

D чрезвычайно опасен.

Расположение этих участков указано на карте радиоактивного загрязнения:

Районы радиоактивного загрязнения при ядерных взрывах и авариях на АЭС
Районы радиоактивного загрязнения при ядерных взрывах и авариях на АЭС

Принимая во внимание степень опасности каждой зоны, местные жители должны соблюдать правовой режим территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению.

Текущая ситуация радиоактивного загрязнения

Под воздействием природных или антропогенных факторов на планете сформировались основные источники радиоактивного загрязнения. Это включает:

  • места техногенных катастроф;
  • ядерные полигоны;
  • атомные электростанции;
  • горные системы с активными породами.

В мире

В мире существует несколько вспышек зараженных территорий, где сосредоточены источники загрязнения:

  • разрушены атомные электростанции Чернобыля (Украина) и Фукусима (Япония);
  • испытательный стенд в штате Вашингтон (США);
  • атомная электростанция Селлафилд (Великобритания);
  • кладбища на территории постсоветского пространства (Киргизия, Казахстан).

Одно из самых загрязненных мест в мире — Майлу-Суу в Кыргызстане. Здесь хранятся отработанные элементы добычи урана. В данном случае площадка косвенно связана с естественным источником загрязнения: здесь добывали уран.

Потенциальные источники загрязнения — атомные электростанции мира. В мире насчитывается около полутора тысяч блоков электростанций в 31 стране мира. Кроме того, 9 стран мира обладают ядерным оружием.

В России

Ситуация с информацией о радиоактивном загрязнении в России была недостаточной до распада СССР, когда было раскрыто множество секретных данных. В 1957 году в «Сибирской тайне» произошла самая серьезная на то время техногенная катастрофа. По современным оценкам, он уступает только разрушению Чернобыльской и Фукусимской атомных электростанций. Последствия этой аварии ощущаются до сих пор, и прилегающая территория была преобразована в заповедник с ограниченным доступом.

В результате аварии на Чернобыльской АЭС пострадали некоторые регионы России: Брянская, Калужская, Тульская, Орловская, Рязанская. После взрыва облако радиационных частиц было собрано и рассеяно по северным регионам Украины, южным регионам Беларуси и юго-западным регионам России.

На территории страны работают 37 ядерных реакторов, у военных есть ядерное оружие.

Загрязнение и виды веществ

Радиоактивность — это естественное свойство химических элементов. Проще говоря, радиоактивность — это способность элемента или вещества при определенных условиях производить энергию и излучать ее в виде энергетических потоков или волн, то есть излучения. Эта энергия, преобразуясь и задерживаясь на различных стадиях и уровнях, достигает и проникает во все живое на Земле. Растения являются основными потребителями этой энергии. Они тратят его на преобразование углекислого газа в кислород, необходимый живым организмам. Самыми известными источниками такой естественной радиации являются Солнце, а также некоторые природные ресурсы: уголь, торф, базальт, гранит и полезные ископаемые, содержащие уран, торий и радий.

Радиоактивность существовала и существует, и только с вмешательством человека в эту область природных процессов уже нужно говорить не столько о радиоактивности, сколько о радиоактивном загрязнении. За чрезмерное количество элементов и, как следствие, энергия стала перетекать в стройную систему. А все лишнее — это загрязнение.

Загрязнение окружающей среды радиоактивными веществами носит накопительный характер. И в этом его основная суть и отличие от других видов загрязнения. Кроме того, радиоактивные вещества попадают в пищевую или пищевую цепочку, но не трансформируются. Они передаются от одного звена цепи к другому и постепенно накапливаются в живых организмах. У разных представителей флоры и фауны разные способности к накоплению этих веществ. Среди «лидеров» — аккумуляторы — мхи и лишайники. Причем чаще всего это происходит в костной ткани.

Основные радиоактивные загрязнители включают: йод-131, стронций-90, цезий-137, кобальт-60 и америт-241.

  • Йод-131 является бета- и гамма-радиоактивным. Его период полувыведения составляет примерно 8 дней. Под его воздействием клетки мутируют и распадаются, а ткани — на глубину до нескольких миллиметров. Место концентрации — щитовидная железа.
  • Стронций-90. Период полураспада — 28,8 года. Опасность для живых организмов чрезвычайно возрастает. Место скопления — костная ткань.
  • Цезий-137. Период полураспада 30 лет. Главный радиоактивный загрязнитель биосферы.
  • Кобальт-60. Период полураспада — 5,3 года.
  • Америций-241. Период полураспада — 433 года.

Каждый из этих элементов является результатом определенной реакции и определенного технологического процесса, то есть имеет собственный источник происхождения.

Выявление радиационной обстановки

Осуществляется силами радиационной разведки после завершения формирования радиационного следа на местности и включает:

  1. Измерение уровня наземного излучения — измерение мощности дозы.
  2. Преобразование уровней радиации, измеренных за один раз — в течение одного часа после начала аварии.
  3. Нанесение уровней радиации на диаграмму и определение зон загрязнения по населению.

При годовой дозе более 1 мЗв загрязненные территории делятся на 4 зоны:

  1. Зона отчуждения P> 50мР / ч (0,05Р / ч) Пребывание людей запрещено. Он тянется примерно на 30-40 км от места аварии.
  2. Зона отселения П — от 20 до 50 мР / ч.
  3. Площадь временной парковки P — от 5 до 20м / час. Время, которое люди проводят, ограничено. Он простирается примерно от 50 до 70 км
  4. Зона радиационного контроля Р — от 1 до 5 мР / ч. Срок пребывания устанавливается. Он простирается примерно на 70-100 км.

Спад радиации при аварии на атомной электростанции происходит намного медленнее, чем при ядерном взрыве, поскольку в реакторе атомной электростанции происходит накопление долгоживущих радиоизотопов. Например, через 30 дней после аварии на АЭС уровень радиации снижается в 5 раз, а при ядерном взрыве — в 2000 раз.

Преобразование измеренных уровней радиации за один раз — через час после аварии осуществляется по формулам:

Ядерный взрыв Авария на атомной электростанции

P1 Точка t1.2 P1 Pt t

где P1 — уровень радиации в течение 1 часа после аварии, Р / ч; Рt — уровень излучения в момент времени t, Р / ч; t — разница между временем измерения уровня и началом аварии.

  • Средний уровень радиации определяется по формуле:
RR

Рав нк ,

2

где Рн, Рк — уровни радиации в начале входа

в инфицированном месте и в конце при выезде, р / час.

  • Полученная доза радиоактивного излучения (Р):
Ср (тк tн)

D ,

Кос.

где Кос. — коэффициент ослабления излучения, равный 3 для открытой траншеи, специального укрытия — 100, здания — 10; tн, tк — время входа и выхода из зоны загрязнения.

  • Допустимое время пребывания на зараженной территории tadd.:
DK

тадд. Входит оса. ,

Рав.

где Ddop. — установленное значение допустимой дозы облучения Р.

Читайте также: Утилизация радиоактивных отходов: захоронение и переработка в России

Оцените статью
Блог про экологические проблемы