Воздействие радиоактивности на биосферу и человека

Государственный университет управления.

Институт управления в промышленности, энергетике и строительстве.

Кафедра управления инновациями в реальном секторе  экономики.

 

 

 

 

 

Реферат

Тема: Воздействие радиоактивности на биосферу и человека

 

 

 

 

 

Выполнила:

Студентка 1 курса  ИУТИТ и МБ

Группы логистика 1-1

Васильева Дарья

 

Научный руководитель:

Лебедев  А.В.

 

 

 

 

Москва

2012

Содержание

Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

1. Понятие радиоактивности. Типы излучений. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  4

2. Радиоактивное воздействие на биосферу. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

3. Радиоактивное воздействие на человека. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

4. Ограничение опасных воздействий АС на окружающую среду. . . . . . . 10

Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .  13

Список использованной литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

 

Введение

Радиация - термин, которому соответствует русское слово  излучение. В научной литературе термин "радиация" используется в  более узком смысле, когда речь идёт лишь об ионизирующих излучениях, которые обладают способностью производить  ионизацию в веществе. Взаимодействуя с атомами и молекулами вещества, радиация превращает эти частицы  в электрически заряженные (ионы).

Моя работа посвящена одной из важнейших проблем экологии, проблеме радиационного загрязнения. Эта проблема стала особенно актуальна в 2001 году. Именно в этом году Государственная Дума окончательно приняла закон, разрешающий ввоз отработанного ядерного топлива в Россию, именно сейчас определяется будущее наших детей.

Целью реферата выступает  комплексный теоретический анализ проблемы радиационного воздействия на биосферу и человека.

В рамках поставленной цели необходимо решить ряд задач:

- провести всесторонний  анализ радиационного воздействия  на биосферу и человека;

- проанализировать состояние  радиационной обстановки в России;

- выявить основные направления  предотвращения и уменьшения  радиационного воздействия на  окружающую среду атомных станций.

 

1. Понятие радиоактивности. Типы излучений.

Радиоактивность – способность  некоторых атомных ядер самопроизвольно (спонтанно) превращаться в другие ядра с испусканием различных видов  радиоактивных излучений и элементарных частиц. Радиоактивность подразделяют на естественную (наблюдается у неустойчивых изотопов, существующих в природе) и  искусственную (наблюдается у изотопов, полученных посредством ядерных  реакций).

Радиоактивное излучение разделяют на три типа:

a-излучение – отклоняется  электрическим и магнитными полями, обладает высокой ионизирующей  способностью и малой проникающей  способностью; представляет собой  поток ядер гелия; заряд a-частицы  равен +2е, а масса совпадает  с массой ядра изотопа гелия 42Не.

b-излучение – отклоняется  электрическим и магнитным полями; его ионизирующая способность  значительно меньше (приблизительно  на два порядка), а проникающая  способность гораздо больше, чем  у a-частиц; представляет собой  поток быстрых электронов.

g-излучение – не отклоняется  электрическим и магнитными полями, обладает относительно слабой  ионизирующей способностью и  очень большой проникающей способностью; представляет собой коротковолновое  электромагнитное излучение с  чрезвычайно малой длиной волны  l < 10-10 м и вследствие этого  – ярко выраженными корпускулярными  свойствами, то есть является  поток частиц - g-квантов (фотонов).

Период полураспада Т_1/2 – время, за которое исходное число радиоактивных ядер в среднем уменьшается вдвое.  

2. Радиоактивное воздействие на биосферу

В биосфере повсюду есть естественные источники радиоактивности, и человек, как и все живые  организмы, всегда подвергался естественному  облучению. Внешнее облучение происходит за счет излучения космического происхождения  и радиоактивных нуклидов, находящихся  в окружающей среде. Внутреннее облучение  создается радиоактивными элементами, попадающими в организм человека с воздухом, водой и пищей.

Для количественной характеристики воздействия излучения на человека используют единицы - биологический  эквивалент рентгена (бэр) или зиверт (Зв): 1 Зв = 100 бэр. Так как радиоактивное  излучение может вызвать серьез-ные  изменения в организме, каждый человек  должен знать допустимые его дозы.

В результате внутреннего  и внешнего облучения человек  в течение года в среднем получает дозу 0,1 бэр и, следовательно, за всю  свою жизнь около 7 бэр. В этих дозах  облучение не приносит вреда человеку. Однако есть такие местности, где  ежегодная доза выше средней. Так, например, люди, живущие в высокогорных районах, за счет космического излучения могут  получить дозу в несколько раз  большую. Большие дозы излучения  могут быть в местностях, где содержание естественных радиоактивных источников велико. Так, например, в Бразилии (200 км от Сан-Паулу) есть возвышенность, где  годовая доза составляет 25 бэр. Эта  местность необитаема.

Наибольшую опасность  представляет радиоактивное загрязнение  биосферы в результате деятельности человека. В настоящее время радиоактивные  элементы достаточно широко используются в различных областях. Халатное отношение  к хранению и транспортировке  этих элементов приводит к серьезным  радиоактивным загрязнениям. Радиоак-тивное заражение биосферы связано, например, с испытаниями атомного оружия.

Проблема радиоактивного загрязнения возникла в 1945 году после  взрыва атомных бомб, сброшенных на японские города Хиросиму и Нагасаки. Испытания ядерного оружия, производимое в атмосфере, вызвали глобальное радиоактивное загрязнение. Радиоактивные  загрязнения имеют существенное отличие от других. Радиоактивные  нуклиды - это ядра нестабильных химических элементов, испускающих заряженные частицы и коротковолновые электромагнитные излучения. Именно эти частицы и  излучения, попадая в организм человека, разрушают клетки, вследствие чего могут возникнуть различные болезни, в том числе и лучевая. При  взрыве атомной бомбы возникает  очень сильное ионизирующее излучение, радиоактивные частицы рассеиваются на большие расстояния, заражая почву, водоемы, живые организмы. Многие радиоактивные  изотопы имеют длительный период полураспада, оставаясь опасными в  течение всего времени своего существования. Все эти изотопы  включаются в круговорот веществ, попадают в живые организмы и оказывают  губительное действие на клетки. Очень  опасен стронций, вследствие своей  близости к кальцию. Накапливаясь в  костях скелета, он служит постоянным источником облучения организма. При  ядерном взрыве образуется громадное  количество мелкой пыли, которая долго  держится в атмосфере и поглощает  значительную часть солнечной радиации.

Во второй половине 20 столетия начали вводить в эксплуатацию атомные  электростанции, ледоколы, подводные  лодки с ядерными установками. При  нормальной эксплуатации объектов атомной  энергии и промышленности загрязнение  окружающей среды радиоактивными нуклидами  составляет ничтожно малую долю от естественного фона. Иная ситуация складывается при авариях на атомных  объектах.

Так, при взрыве на Чернобыльской  атомной станции в окружающую среду было выброшено лишь около 5% ядерного топливом. Но это привело  к облучению многих людей, большие  территории были загрязнены настолько, что стали опасными для здоровья. Это потребовало переселения  тысяч жителей из зараженных районов. Повышение радиации в результате выпадения радиоактивных осадков  было отмечено за сотни и тысячи километров от места аварии. Глобальные экологические проблемы на пороге XXI века: Материалы научной конференции, М., 1998, с.57

В настоящее время все  острее встает проблема складирования  и хранения радиоактивных отходов  военной промышленности и атомных  электростанций. С каждым годом они  представляют все большую опасность  для окружающей среды. Таким образом, использование ядерной энергии  по-ставило перед человечеством  новые серьезные проблемы.

Таким образом - единственный выход из ситуации: рациональное природопользование.

3. Радиоактивное воздействие на человека

Существует несколько  путей поступления радиоактивных  веществ в организм: при вдыхании воздуха,  загрязненного радиоактивными веществами,  через зараженную пищу или воду,  через кожу,  а  также при заражении открытых ран. Наиболее опасен первый путь,  поскольку  во-первых, объем легочной вентиляции очень большой, а во-вторых, значения коэффициента усвоения в легких более высоки.

Излучения радиоактивных  веществ оказывает очень сильное  воздействие на все живые организмы. Даже сравнительно слабое излучение, которое  при полном поглощении повышает температуру  тела лишь на 0,001 °С, нарушает жизнедеятельность  клеток.

При попадании радиоактивных  веществ в организм любым путём  они уже через несколько минут  обнаруживаются в крови. Если поступление  радиоактивных веществ было однократным, то концентрация их в крови вначале  возрастает до максимуму, а затем  в течение 15-20 суток снижается.

В основе повреждающего действия ионизирующих излучений лежит комплекс взаимосвязанных процессов. Ионизация  и возбуждение атомов и молекул  дают начало образованию высокоактивных радикалов, вступающих в последующем  в реакции с различными биологическими структурами клеток. В повреждающем действии радиации важное значение имеют  возможный разрыв связей в молекулах  за счет непосредственного действия радиации и внутри- и межмолекулярной  передачи энергии возбуждения. Физико-химические процессы, протекающие на начальных  этапах, принято считать первичными – пусковыми. В последующем развитие лучевого поражения проявляется  в нарушении обмена веществ с  изменением соответствующих функций  органов. Малодифференцированные, молодые  и растущие клетки наиболее радиочувствительны.

Изменения, развивающиеся  в органах и тканях облучённого  организма, называют соматическими. Различают  ранние соматические эффекты, для которых  характерна чёткая дозовая зависимость, и поздние – к которым относят  повышение риска развития опухолей (лейкозов), укорочение продолжительности  жизни и разного рода нарушения  функции органов. Специфических  новообразований, присущих только ионизирующей радиации, нет. Существует тесная связь  между дозой, выходом опухолей и  длительностью латентного периода. С уменьшением дозы частота опухолей падает, а латентный период увеличивается.

В отдалённые сроки могут  наблюдаться и генетические (врождённые уродства, нарушения, передающиеся по наследству), повреждения, которые наряду с опухолевыми эффектами являются стохастическими. В основе генетических эффектов облучения лежит повреждение клеточных структур, ведающих наследственностью – половых яичников и семенников.

        Промежуточное  место между соматическими и  генетическими повреждениями занимают  эмбриотоксические эффекты -  пороки развития – последствия  облучения плода. Плод весьма  чувствителен облучению, особенно  в период органогенеза (на 4-12 неделях  беременности у человека). Особенно  чувствительным является мозг  плода (в этот период происходит  формирование коры).

Радиация очень опасна для людей и для последующего потомства. Так, например, вероятность  заболеть раком легких на каждую единицу  дозы облучения для шахтеров урановых рудников оказалась в 4-7 раз выше, чем для людей, переживших атомную бомбардировку. Следовательно проблема разработки средств защиты от радиации очень актуальна в наше время. И хотя в материалах некоторых обследований содержится вывод о том, что у облученных родителей больше шансов родить ребенка с синдромом дауна, другие исследования этого не подтверждают. Несколько настораживает сообщение о том, что у людей, получающих малые дозы облучения, действительно наблюдается повышенное содержание клеток крови с хромосомными нарушениями.

Согласно оценкам, полученным при первом подходе, доза в 1 Гр., полученная при низком уровне радиации только особями мужского пола, индуцирует  появление от 1000 до 2000 мутаций, приводящих к серьезным последствиям, и от 30 до 1000 хромосомных аберраций на каждый миллион живых новорожденных. Оценки, полученные для особей женского пола, гораздо менее определенны, но явно ниже; это объясняется тем, что женские половые клетки менее  чувствительны к действию радиации. Согласно ориентировочным оценкам, частота мутаций составляет от 0 до 900, а частота хромосомных аберраций  от 0 до 300 случаев на миллион живых  новорожденных.

4. Ограничение опасных воздействий АС на окружающую среду

АС и другие промышленные предприятия региона оказывают  разнообразные воздействия на совокупность природных экосистем, составляющих экосферный регион АС. Под влиянием этих постоянно действующих или аварийных воздействий АС, других техногенных нагрузок происходит эволюция экосистем во времени, накапливаются и закрепляются изменения состояний динамического равновесия.

Людям совершенно небезразлично  в какую сторону направлены эти изменения в экосистемах, насколько они обратимы, каковы запасы устойчивости до значимых возмущений. Нормирование антропогенных нагрузок на экосистемы и предназначено для того, чтобы предотвращать все неблагоприятные изменения в них, а в лучшем варианте направлять эти изменения в благоприятную сторону. Чтобы разумно регулировать отношения АС с окружающей средой нужно конечно знать реакции биоценозов на возмущающие воздействия АС. Подход к нормированию антропогенных воздействий может быть основан на эколого-токсикогенной концепции, т.е. необходимости предотвратить "отравление" экосистем вредными веществами и деградацию из-за чрезмерных нагрузок. Другими словами, нельзя не только травить экосистемы, но и лишать их возможности свободно развиваться, нагружая шумом, пылью, отбросами, ограничивая их ареалы и пищевые ресурсы.