50. Искусственные (антропогенные) источники ионизирующих излучений

К искусственным (антропогенным) источникам ионизирующего излучения относятся:

- испытания ядерного оружия;

- предприятия по добыче, переработке и получению ращепляющихся материалов и искусственных радиоактивных изотопов;

- учреждения, предприятия и лаборатории, использующие радиоактивные вещества и технологии производственных процессов.

1.Испытания ядерного и термоядерного оружия.

В результате взрыва часть радиоактивных веществ выпадает неподалёку от полигона, часть задерживается в тропосфере и затем в течении месяца перемещается ветром на большие расстояния, постепенно оседая на Землю, при этом оставаясь примерно на одной и той же широте. Однако большая доля радиоактивного материала выбрасывается в стратосферу и остаётся там более продолжительное время, также рассеиваясь по земной поверхности.

Прямым следствием действия Договора о прекращении испытаний ядерного оружия в трёх сферах являлось снижение количества радиоактивных осадков, выпадающих повсеместно на нашей Планете. Уменьшилось и радиоактивное загрязнение растительности, включая сельскохозяйственные культуры. Однако радиоизотопы с длительным периодом полураспада продолжают накапливаться в почве и поступать в растительный мир.

При атомных взрывах образуются продукты деления ядерного горючего, которые часто называют осколками деления, и наведённая активность; в окружающую среду поступает и некоторое количество самих ращепляющихся материалов.

При взрыве термоядерных устройств дополнительно возникает радиоактивный углерод 14.

Осколки деления, это сложная смесь радиоактивных веществ, образующихся при делении атомных ядер. Ядра атомов урана 235 или плутония 239 расщепляются с образованием 80 различных осколков. Последние начинают медленно распадаться. В результате возникает сложная смесь продуктов деления из 200 различных изотопов 36 химических элементов, периоды полураспада которых в пределах от 1 секунды до десятков миллиардов лет. По характеру излучения почти все радиоактивные изотопные деления относятся к бета или бета и гамма излучениям.

Наиболее потенциально опасными осколками ввиду их активного включения в биологический цикл и большого периода полураспада считают 5 грамм стронция и цезия.

По данным ВОЗ ожидаемая суммарная коллективная эффективная эквивалентная доза от всех ядерных взрывов, составляет 30 млн. человек на 1 зиверт. В настоящее время население Земли получило лишь 25% этой дозы, а остальную часть получает до сих пор, и будет получать ещё миллионы лет.

2.Предприятия по добыче, переработке и получению расщепляющих материалов и искусственных радиоактивных веществ, это потенциальные источники загрязнения окружающей среды. Это предприятия атомной промышленности:

- урановые рудники и гидрометаллургические заводы по получению обогащенного урана (уранового концентрата);

- заводы по очистке урановых концентратов;

- экспериментальные и энергетические реакторы;

- заводы по производству ядерного горючего.

Процесс производства энергии из ядерного топлива сложен и проходит в несколько стадий.

Ядерный топливный цикл начинается с добычи и обогащения урановой руды, затем производится само ядерное топливо, а после отработки топлива на АЭС иногда возможно вторичное его использование через извлечения из него урана и плутония. Завершающей стадией цикла является, как правило, захоронение радиоактивных отходов.

На каждом этапе происходит выделение в окружающую среду радиоактивных веществ, причём их объём может сильно варьироваться в зависимости от конструкции реактора и других условий. Кроме того, серьёзной проблемой является захоронение радиоактивных отходов, которые ещё на протяжении тысяч и миллионов лет будут продолжать служить источником загрязнения. Дозы облучения различают в зависимости от времени и расстояния. Чем дальше от станции живёт человек, тем меньшую дозу он получит.

К отходам, возникающим при добыче урановой руды, относятся шахтные воды, рудные отвалы и рудничный воздух. Содержание урана в шахтных водах достигает 0,3 -10 мг/л, радия 0,2 - 3,7 Бк/л. В рудных отвалах содержаться сотые доли процента урана, радия от 5 * 10 г/г. В следствии вымывания и ветровой эрозии отвалы могут становиться источниками загрязнения окружающей территории. Рудничный воздух, поступающий в атмосферу при вентиляции шахт, может содержать повышенное количество радона и его дочерних продуктов.

Основными отходами гидрометаллургических заводов являются рудные пульты, состоящие из песковой шлаковой фракции. В сбрасываемых песках и шламах содержание урана составляет 0,02 - 0,28%, радия (2-3) * 10 г/г.

С газовыми выбросами металлургических предприятий в атмосферный воздух может поступать радон, аэрозоли урана, радий (при удалении вентиляционного воздуха с участка измельчения руды, сушки, прокатки и фасовки уранового концентрата) и т..д..

На заводах по очистке урановых концентратов (или обогащения урана) в процессе производства образуется до 5,7 метра кубического жидких отходов на 1 тонну обогащённого урана. Газообразные выбросы этих заводов

Содержит ураносодержащую пыль и дымы от химических процессов и механической обработки металлического урана.

При эксплуатации атомных электростанций и экспериментальных реакторов образуются газообразные, жидкие и твёрдые радиоактивные отходы. Радиоактивные газы и аэрозоли возникают в результате облучения газов и аэрозолей воздуха нейтронами в зоне реактора.

Процессы получения ядерного горючего сопровождаются образованием газообразных отходов, основная активность которых обусловлена присутствием в них радиоактивного йода.

Источниками жидких радиоактивных отходов реакторов может служить вода или любые растворы, применяемые в качестве теплоносителя. В этом случае наведённая активность, возникающая в теплоносителе первого контура, бывает обусловлена захватами нейтронов атомами элементов, поступающих в теплоноситель в результате процесса коррозии элементов конструкции.

Другим источником жидких отходов являются бассейны выдержки тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ), используемых для подводного хранения отработавших ТВЭЛ. Вода бассейнов может загрязняться продуктами деления при нарушении целостности оболочек ТВЭЛов, примесями, попавшими на оболочки, и другими материалами, попадающими в воду бассейна при загрузке реактора. К жидким отходам относятся также сточные воды санитарных пропускников и спецпрачечных, а также воды после дезактивации оборудования и помещений.

На заводах по производству ядерного горючего прежде всего удаляют оболочки ТВЭЛ, а затем топливо растворяют и производят экстракцию урана и плутония. При осуществлении указанных операций возникают жидкие радиоактивные отходы в значительных объёмах с удельной активностью до 1 Ки/л и более.

В Государственном управлении экологии и природных ресурсов Днепропетровской области сообщили, что существуют противорадонные мероприятия, которые предусматривают:

- специальное покрытие на пол не пропускающее радон;

- применение вентиляции;

- отселение из жилья людей;

- разрушение зараженных зданий.

«Безъядерная» зона Днепродзержинска.

В 1947 году Правительством СССР было принято решение о строительстве в Днепродзержинске завода по переработке урановых руд. Сырьём для него должны были стать руды и шлаки доменного производства Криворожского бассейна.

Это был «объект № 906», официально «Завод шлаковых удобрений». Завод входил в Министерство машиностроения СССР, которое занималось добычей, обогащением, радиохимической переработкой, конструированием и эксплуатацией ядерных энергетических установок, как военного, так и гражданского значения.

В 1949 году была получена первая на Украине урановая продукция. На заводе параллельно с урановым производством, начали возникать и развиваться вспомогательные подразделения.

В 1966 году предприятие переименовано в «Приднепровский химический завод».

В начале 70х годов на базе завода налажено крупнейшее производство азотофосфоросодержащих удобрений из кольских апатитов. В это время началось строительство производство ядерно чистого циркония, что решало проблемы атомной энергетики и обороны страны.

В конце 80х годов первым пало урановое производство, вторым цирконивое. Начались проблемы с поставками апатита и реализации редкоземельной продукции.

За годы работы Приднепровского химического завода (ПХЗ) на территории между Днепродзержинском и Днепропетровском создано 9 хранилищ, радиоактивных отходов. Суммарная активность 42 млн. т, это 3,17 * 10 (15) Беккерелей. Эта цифра составляет половину активности отходов, которые находятся в данное время в чернобыльской зоне.

Шламохранилище занимает площадь 73 га с 1976 по 1980 годы перекрыли слоем фосфорогипса толщиной от 0,5 до 13,5 метра.

Севера и запада хвостохранилища и на его поверхности легли овалы коксохимического и металлургического производств, на которые имеют виды коммерческие структуры.

Обильные ливни и шквалистый ветер, оползни, неоднократно смывали верхний слой грунтового саркафага, при этом увеличивался выброс радона, возрастала доза излучения, возникала угроза масштабной фильтрации радионуклидов в речку Коноплянку, а значит и в Днепр с территории хвостохранилища.

Радиационная обстановка на поверхности шламохранилища характеризуется повышенным значением поглощающей экспозиционной дозы (ПЭД) гамма излучения до 60 МкРад/час и плотностью потока радона 1,3 - 2,58 Бк/кубический метр в секунду.

В Днепродзержинске и Днепропетровске при выборочном обследовании были выявлены участки а жилом секторе, на поверхности которых поглощяющие экспозиционные дозы (ПЭД) гамма излучения выше, чем в среднем по городу (10=35 Мкр/ч).

Причиной повышенного радиоактивного фона явилось использование при строительстве жилых домов щебня и доменного шлака с высоким содержанием радиоактивных элементов. Чем опасны такие дома?

Отработанный шлак содержит радий, а в процессе его распада выделяется газ радон, имеются случаи его превышении в 2-3 раза.

Некоторые украинские учёные называют Днепродзержинское хвостохронилище технологическими месторождениями урана из за высокого содержания в них этого химического элемента.

3.Учреждения, предприятия и лаборатории, использующие радиоактивные вещества в технологии производственного процесса. К этой группе потенциальных источников радиоактивного загрязнения окружающей среды относятся:

- «горячие» лаборатории;

- радиоизотопные лаборатории и радиологические отделения медицинских учреждений;

- лаборатории научно-исследовательских институтов, где проводятся работы в области биологии и сельского хозяйства;

- радиоизотопные лаборатории в промышленности и т.д.

В зависимости от характера технологического процесса, осуществляемого в «горячих» лабораториях (фасовка радиоактивных веществ, выполнение экспериментов с облучениями на реакторах материалами, изготовлением радиоактивных препаратов и т.д.), они могут быть источниками газообразных, жидких и твёрдых радиоактивных отходов с высоким содержанием в них разнообразных радиоактивных изотопов.

При применении открытых радиоактивных веществ в медицинской практике возможно образование газообразных, жидких и твёрдых радиоактивных отходов (воздух, удалённый из боксов и вытяжных шкафов; выделения больных; респираторы однократного использования, фильтровальная бумага и др.).

В лабораториях сельскохозяйственного профиля образуются отходы в форме стеблей, листвы, плодов и других сопутствующих материалов.

Основной вклад в загрязнение от искусственных источников вносят различные медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности. Основной прибор, без которого не может обойтись ни одна крупная клиника, это рентгеновский аппарат, но существует множество других методов диагностики и лечения, связанных с использованием радиоизотопов.

Неизвестно точное количество людей, подвергшимся подобным обследованиям и лечению, и дозы, полученные ими, но можно утверждать, что для многих стран использование явления радиоактивности в медицине остаётся чуть ли не единственным техногенным источником облучения.

В принципе облучение в медицине не столь опасно, если им не злоупотреблять. Но, к сожалению, часто к пациенту применяются большие дозы. Среди методов способствующих снижению риска:

- уменьшение площади рентгеновского пучка;

- его фильтрация, убирающая лишнее облучение;

- правильная экранировка;

- исправность оборудования и грамотная его эксплуатация.

ООН приняла общую оценку годовой коллективной эффективной эквивалентной дозы, от рентгеновских обследований в различных странах; значение 1000 человек Зиверт на 1 млн. жителей. Скорее всего, для развивающихся стран эта величина окажется ниже, но индивидуальные дозы могут быть значительнее. Подсчитано также, что коллективная эффективная эквивалентная доза от облучения в медицинских целях в целом (включая использование лучевой терапии для лечения рака) для всего населения Земли равно примерно 1600000 человек - зиверт в год.

Эквивалентные дозы облучения от природных и техногенных источников излучения (эффективная эквивалентная доза облучения всего тела человека).

1.Просмотр телепередач на расстоянии 2 м от экрана 0,01 МкЗв или 1 мкбер.

2.Облучение в течении года, в следствии выбросов АЭС в районе расположения станции 0,2-1 мкЗв или 0,4- 0,5 мбер.

3.Полёт на протяжении часа при скорости меньше скорости звука 4- 7 мкЗв или 0,4- 0,7 мбер.

4.Полёт на протяжении часа сверхзвукового самолёта на высоте полёта 18-20 км 10-30 мкЗв или 1-3 мбер.

5.Еженелельный просмотр телепрограмм на протяжении трёх часов по цветному телевизору 5-7 мкЗв или 0,5-0,7 мбер.

6.Полёт в течении суток на орбитальной космической станции (без магнитных бурь) 0,18-0,35 мЗв или 18-35 мбер.

7.Приём радоновых ванн 0,01-0,5мЗв или 1-100мбер.

8.Флюрогафия 0,1-0,5 мЗв или 10-50 мбер.

9.Рентгенография грудной клетки 0,1-1 мЗв или 10-100 мбер.

10.Рентгенография в стоматологии 0,03-3 мЗв или 3-300 мбер.

11.Рентгеноскопия грудной клетки 2-4 мЗа или 200-400 мбер.

12.Рентгеновская томография 5-100 мЗв или 50- 10000 мбер.

13.Рентгенодиагностика при раке лёгких 0,05 Зв или 5000 Мбер.

14.Фоновое облучение за год 100 мбер.

15.Допустиое облучение населения в нормальных условиях за год 500 мбер.

16.Допустимое облучение для работающих с радиоактивными веществами за год 5 бер.

17.Допустимое аварийное облучение населения (разовое) 10 бер.

18.Допустимое аварийное облучение персонала и ликвидаторов последствий при авариях в т.ч. на ЧАЭС 25 бер.

19.Облучение при рентгеноскопии желудка (местное) 30 бер.

20.Кратковременное незначительное изменение состава крови 75 бер.

21.Лёгкая нижняя (верхняя) степень лучевой болезни человека и сельскохозяйственных животных 100 - 200 бер, 150 - 250 бер.

22.Средняя нижняя (верхняя) степень лучевой болезни человека и сельскохозяйственных животных 200 - 400 бер, 250 - 450 бер.

23.Тяжёлая нижняя (верхняя) степень лучевой болезни человека и сельскохозяйственных животных 400 -600 бер, 450 - 750 бер.

24.Крайне тяжёлая степень лучевой болезни человека и сельскохозяйственных животных более 600 и более 750 бер.

25. Погибает 50% облучённых в течении 30 дней: собака 200 Бер, осёл 300 бер, коза 350, собака 250-400, человек 400, обезьяна 250-600, крыса 700-900, мышь 600-1200, рыбы, птицы 800-2000, насекомые 1000-10000, змеи 8000-20000, улитка 20000, медуза 100000, растения 100000- 150000 бер.