Міграція радіонуклідів у наземному середовищі

Міграція радіонуклідів  у наземному середовищі

Жива природа і люди піддаються дії іонізуючого опромінення, зумовленого як природним, так і техногенно підсиленим радіаційним фоном. Вміст радіонуклідів у об’єктах навколишнього середовища та їх зміни визначаються процесами їх утворення та переміщення як у межах одного геохімічного резервуару (атмосфери, гідросфери, літосфери), так і між сумісними резервуарами.

Під поняттям «міграція радіонуклідів» розуміють сукупність процесів, що призводить до переміщення, перерозподілу радіонуклідів між любими елементами екосистеми. Радіонукліди представляють собою нуклід чи атом, ядро якого здатне до радіоактивного розподілу.

За походженням  виділяють радіонукліди природного походження, що утворенні без участі людини (більше 340) та штучного – отримані людиною при проведені ядерних реакцій (більше 2000).

Основними джерелами (область простору, в якій радіоактивні елементи) радіоактивного забруднення навколишнього середовища в Україні є:

індукування хімічних елементів  космічним випромінюванням. Космічне випромінювання – це іонізуюче випромінювання, що безперервно надходить на поверхню Землі із світлового простору, яке  взаємодіючи з ядрами атомів кисню, азоту, аргону атмосфери утворюють  космогенні радіонукліди, що потім  надходять на земну поверхню з  атмосферними опадами. Ця група представлена 20 радіонуклідами з періодами напіврозпаду від 32 хв до 7,4*10⁵ років (трітій, радіовуглець, натрій 24 та 22). Інтенсивність космічного випромінювання збільшується з географічною широтою і висотою місцевості. Наприклад, на висоті 6100 м це опромінювання в 10—20 разів більше, ніж на рівні моря. Космічні промені затримує шар озону в стратосфері на висоті 21—29 км. У разі його порушення зростає радіаційний фон на Землі;

ядерні вибухи (в т. ч. ядерна зброя), під час яких утворюється  близько 250 ізотопів 35 елементів, що створює  додаткове джерело забруднення  залежно від потужності вибуху;

теплові енергетичні станції, які для свого функціонування використовують камяне вугілля у  якості палива, що містить природні радіонукліди. Розмір цього забруднення  залежить від вмісту радіоактивних  ізотопів у вугіллі, технології спалювання, кількості спалюваного вугілля, ефективності системи уловлювання  попілу та ін.. За розрахунками фахівців, при існуючих технологіях очищення в атмосферу викидається до 10% утвореного летючого попелу;

промислові комплекси  з повним ядерним паливним циклом, атомна промисловість – на кожному  з етапів ЯПЦ відбувається вивільнення  штучних радіонуклідів у навколишнє середовище, а також утворення  відходів 3 категорій радіоактивності: високо-, середньо- та низькоактивні.

 неконтрольоване використання  радіонуклідовмісних сировинних  матеріалів, де у процесі видобутку  та переробки природні радіонукліди  перерозподіляються та можуть  зумовлювати локальне підвищення  опромінення. Значну частину радіації створюють ізотопи урану, торію, продуктів їх розпаду і калію-40, які є в ґрунті, гірських породах. Їхня концентрація залежить від типу гірської породи. Найбільш радіоактивні магматичні породи (граніти), менше — осадові породи (пісковики, вапняки).

У атмосферному повітрі радіонукліди можуть знаходитися у вигляді газу або аерозолів, при цьому останні головним чином приймають участь у процесах міграції.

За походженням  міграцію радіонуклідів поділяють  на:

природну, яка викликана  природними явищами – розливи  річок та повені, пожежі, дощі, урагани  та ін.;

техногенну (антропогенну) –  рух елементів, викликаний діяльність людини – ядерні вибухи, аварії на ядерних  енергетичних установках, підприємствах  по видобутку та переробці урану, кам’яного вугілля, руди та ін..

Масштаби та інтенсивність міграції радіонуклідів у наземному природному середовищі залежить від ряду факторів: ефективна висота викидів їх у атмосферу, фазовий стан викидів (рідкі, тверді, газоподібні), гравітація, атмосферні умови (швидкість вітру, вологість повітря, опади), які мають великий вплив на ступінь і характер забруднення місцевості: вітер у верхніх шарах атмосфери сприяє розсіванню радіоактивного пилу на великі території і цим самим знижує ступінь забруднення місцевості. Сильний вітер у приземному шарі атмосфери частину радіоактивного пилу, який випав на поверхню землі, може підняти в повітря і перенести на іншу територію, що призведе до зменшення ступеня забруднення в даному районі, але збільшення території, забрудненої радіоактивними речовинами.

Під час дощу, снігу, туману ступінь  забруднення в районі випадання  опадів вищий, ніж у суху погоду. За таких умов протягом одного і  того ж часу з дощем або снігом на поверхню землі осідає значно більше радіоактивних речовин. Але сніг ослаблює іонізуючі випромінювання (внаслідок екранізуючої дії) і рівень радіації зменшується. Випадання дощу сприяє перенесенню радіоактивних  речовин у ґрунт, а на місцевості також знижується рівень радіації.

Залежно від цих факторів виділяють такі типи випадання радіонуклідів: локальні, тропосферні та стратосферні (глобальні) випадіння.

Місцеві, локальні випадання утворюються  поблизу джерела радіоактивного випромінювання на поверхні або близько поверхні землі. Розмір радіоактивних частинок цих випадань досягає 0,1—2 мм, які поширюються в нижніх шарах атмосфери у радіусі до 30км. Тривалість таких випадінь становить від 1 до 40 днів. Ця зона є об’єктом нагляду, де здійснюється постійний контроль за концентрацією активних радіоактивних речовин у повітрі й воді.

Тропосферні випадання бувають при ядерних вибухах та аваріях на АЕС, які мають розмір частинок 10—100 мк. Вони складаються з аерозолів, викинутих у тропосферу на висоту 4-10 км. Тропосферні аерозолі досягають поверхні землі в середньому через 15—20 днів після їх утворення. За цей час під дією руху повітряних мас та інших метеорологічних факторів вони можуть бути переміщені на великі відстані від місця появи і навіть обійти земну кулю. Період напівочищення верхніх шарів тропосфери варіює у середньому від 20 до 40 діб, нижніх – до декількох діб. Навесні і влітку очищення відбувається швидше ніж восени та взимку.

Стратосферні випадання складаються з радіоактивних аерозолів, викинутих в атмосферу вище тропопаузи, вони мають повсюдний (глобальний) характер. Розмір аерозольних частинок стратосферних випадань не більше 10 мк. Період напівочищення стратосфери від радіоактивних речовин становить близько 2 років.

 За даними американських  дослідників при вибухах зарядів  великої потужності радіоактивні  речовини розподіляються так:  при вибухах на великих висотах  99% їх затримується в стратосфері,  локальних забруднень не має;  при наземному вибуху – 20% потрапляє  в стратосферу, 80% випадає локально; при вибухах біля поверхні  моря – 30% надходить в стратосферу,  а 70% випадає локально.

Безпосередньо після випадення  радіонуклідів в залежності від напрямку руху у навколишньому середовищі починається їх міграція, яку поділяють на:

вертикальну міграцію радіонуклідів  – виверження вулканів, дощі, розорювання  грунтів ті ін.;

горизонтальну міграцію радіонуклідів  – розлив річок, перенос радіоактивного пилу та аерозолів вітром, міграція живих організмів та ін.;

змішаний тип міграції – ядерні вибухи, великі пожежі, добуток  та переробка нафти, виробництво  та внесення мінеральних добрив та ін.

Отже, усі ми в процесі життя  отримуємо певні дози радіоактивного випромінювання яке може коливатися як у межах допустимих концентрацій так і виходити за них.

 

 

Література

1.Цивільна  оборона та цивільний захист - Стеблюк М.І. http://pidruchniki.com.ua/10560412/bzhd/radioaktivne_zabrudnennya

2.  Екогеографія України - Гавриленко О.П. http://pidruchniki.com.ua/16280414/ekologiya/yaderna_radiatsiyna_bezpeka_ukrayini#531

3. V. Основные свойства радионуклидов и процессы их переноса в биосфере http://phys.rsu.ru/web/nuclear/radioecologie/fRE5.htm

4. Наука: Миграция радионуклидов www.bestreferat.ru/referat-121128.html

5. www.bestreferat.ru/referat-121128.html

6. Основи лісової радіоекології  – К.: «Ярмарок», 199

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Схема основных путей миграции радионуклидов