Радиационная безопасность

1 Введение. 

       Экологическая трагедия. Данное  словосочетание ужасное даже (либо  в особенности) для обывательского  сознания. И все же мастера оказываются либо более чувствительными, либо более толстокожими, оперирующими цифрами о катастрофах и катаклизмах с таковым спокойствием в языковых средствах, что начинаешь и их подозревать в анти экологическом сознании. Понятно, что экологические трудности появляются из-за анти экологического характера общества, а в конечном счете - всего человечества.

2 Радиационная опасность. 

     Основную  часть облучения популяция земного  шара получает от естественных источников радиации. Большая часть из них  таковы, что избежать облучения от них совсем нереально. На протяжении всей истории существования Земли  различные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса  и поступают от радиоактивных  веществ, находящихся в земной коре. Человек подвергается облучению  двумя методами: радио-активные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи; в этом случае молвят о внешнем облучении, либо же они могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в еде либо в воде и попасть вовнутрь организма - таковой метод облучения называют внутренним. Облучению от естественных источников радиации подвергается хоть какой обитатель Земли, но одни из них получают огромные дозы, в сравнении с остальными. Это зависит, в частности, от того, где они живут. Уровень радиации в неких местах земного шара, там, где залегают в особенности радиоактивные породы, оказывается существенно выше среднего, а в остальных местах - соответственно ниже. Доза облучения зависит также от вида жизни людей. Земные источники радиации в сумме ответственны за огромную часть облучения, которому подвергается человек за счет естественной радиации. В среднем они обеспечивают более 5/6 годовой эффективно эквивалентной дозы, получаемой популяцией, в основном вследствие внутреннего облучения. Остальную часть вносят космические лучи, основным образом методом внешнего облучения. С начала прошедшего века человек ”покорил атом” и к естественным источникам радиации добавились источники созданные самими людьми. Опасность получения радиоактивного облучения сильно возросла. Неувязка радиационной обстановки совсем актуальна на сегодняшний день: Много АЭС: Белоярская, Ленинградская, Балаковская, Минская (Если бы не случилась авария в Чернобыле, скорее всего мы бы уже лет двадцать жили с собственной АЭС прямо под Минском. 26 июня 1980 года вышло совместное постановление ЦК КПСС и Совета министров СССР о строительстве до 1988 года в БССР атомной теплоэлектроцентрали (АТЭЦ). События апреля 1986 года положили конец (как оказалось впоследствии временно) развитию атомной энергетики в Беларуси - строящаяся станция была на какое-то время законсервирована (как и другие несостоявшиеся АЭС второй половины 1980-х), а позже перепрофилирована в ТЭЦ на органическом топливе. Несмотря на развал СССР, в 1990-е гг. строительство станции было продолжено, открытие её состоялось в августе 1999 года. Сейчас Минская ТЭЦ-5, расположенная в 40 километрах на юго-восток от столицы Хрустального Сосуда между посёлками Свислочь и Руденск), Брестская(19 декабря 2008г. Принято решение о строительстве белорусской АЭС на Островецкой площадке), Обнинская и т.д. Ряд маленьких аварий, большая часть из которых совсем тщательно скрывались. Авария на реакторе близ Челябинска. Радиацией была заражена широкая территория. Популяцию эвакуировали, а весь скот уничтожили. 7 Января 1974 года. Взрыв на первом блоке Ленинградской АЭС. Жертв не было. 1977 Год. Расплавление половины топливных сборок активной зоны на втором блоке Белоярской АЭС. Ремонт с пере облучением персонала продолжался около года. Октябрь 1982 года. Взрыв генератора на первом блоке Армянской АЭС. Машинный зал сгорел. 27 Июня 1985 года. Авария на первом блоке Балаковской АЭС. Погибли 14 человек. Авария произошла из-за ошибочных действий малоопытного оперативного персонала. Много атомных кораблей и подводных лодок. Неувязка с выбросами радиоактивных отходов. Совсем много вредных радиоактивных веществ выбрасываются в моря, реки и т.д. После аварий на АЭС время от времени даже нет особых контейнеров, в которых можно хранить радиоактивные вещества (в Чернобыле такие контейнеры строили уже после аварии, подвергая тем самым персонал пере облучению). Крупные аварии: Чернобыльская АЭС, Уральская АЭС. Естественно, что эти аварии в большей мере подрывают веру многих людей в сохранность использования АЭС. Совсем большой процент погибших и навсегда искалеченных людей. Но не одни АЭС являются источниками завышенной радиоактивной угрозы. О них и пойдет далее речь.  

3 Радиационно-опасные объекты. 

     За  последние несколько десятилетий  человек создал несколько сотен  искусственных радионуклидов и  научился употреблять энергию атома  в самых различных целях: в  медицине и для сотворения атомного орудия, для производства энергии  и обнаружения пожаров, для производства светящихся циферблатов часов и  поиска нужных ископаемых. Все это  приводит к увеличению дозы облучения как отдельных людей, так и населения Земли в целом. Личные дозы, получаемые различными людьми от искусственных источников радиации, сильно различаются. В большинстве случаев эти дозы очень невелики, но время от времени облучение за счет техногенных источников оказывается во много тысяч раз больше, чем за счет естественных. Как правило, для техногенных источников радиации упомянутая вариабельность выражена еще сильнее, чем для естественных. Не считая того, порождаемое ими излучение традиционно легче контролировать, хотя облучение, связанное с радиоактивным и осадками от ядерных взрывов, практически так же нереально контролировать, как и облучение, обусловленное космическими лучами либо земными источниками. Радиационно-опасные объекты- компаний, при аварии на которых либо при разрушении которых могут произойти массовые радиационные поражения людей, животных, растений и радиоактивное заражение окружающей природной среды. К ним относятся:  

1) компании  ядерного топливного цикла - урановая  индустрия, радиохимическая индустрия,  ядерные реакторы различных типов,  компании по переработке ядерного  топлива и захоронения радиоактивных  отходов;  

2) Научно  – исследовательские и проектные  университеты, имеющие ядерные установки;  

3) Транспортные  ядерные энергоустановки;  

4) Военные  объекты;  

     Во  избежание аварий на радиационно-опасных объектах нужно соблюдать технику сохранности. Режимы радиационной защиты - это порядок деяния людей, внедрения средств и способов защиты в зонах радиоактивного заражения, предусматривающие наибольшее уменьшение вероятных доз облучения. Для обеспечения радиационной сохранности при обычной эксплуатации объектов нужно управляться следующими положениями:  

1. Не превышение допустимых пределов личных доз облучения человека от всех источников ионизирующего излучения (принцип нормирования).  

2. Запрещение  всех видов деятельности по  использованию источников ионизирующего  излучения, при которых полученная  для человека и общества полезность  не превосходит риск возможного  вреда, причиненного дополнительным к естественному фону облучения (принцип обоснования).  

3. Поддержание  на может быть низком и достижимом уровне с учетом экономических и социальных факторов личных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании хоть какого источника ионизирующего излучения (принцип оптимизации).  

3.1 Ядерное орудие. 

     Ядерные взрывы. За последние 40 лет каждый из нас подвергался облучению от радиоактивных осадков, которые  образовались в итоге ядерных  взрывов. Как понятно после взрыва атомной бомбы в атмосферу  попадает большущее количество радиации, которая в последствии выпадает на разных территориях в виде осадков. Но речь идет не о тех радиоактивных осадках, которые выпали после бомбардировки Хиросимы и Нагасаки в 1945 году, а об осадках, связанных с испытанием ядерного орудия в атмосфере. Максимум этих испытаний приходится на два периода: первый на 1954 1958 годы, когда взрывы проводили Великобритания, США и СССР, и второй, более значимый, на 1961 1962 годы, когда их проводили в основном Соединенные Штаты и русский альянс. Во время первого периода огромную часть испытаний провели США, во время второго СССР. Эти страны в 1963 году подписали контракт об ограничении испытаний ядерного орудия, обязывающий не испытывать его в атмосфере, под водой и в космосе. С тех пор только Франция и Китай провели серию ядерных взрывов в атмосфере, причем мощность взрывов была значительно меньше, а сами тесты проводились реже (последнее из них в 1980 году). Подземные тесты проводятся до сих пор, но они традиционно не сопровождаются образованием радиоактивных осадков. Часть радиоактивного материала выпадает неподалеку от места тестирования, какая-то часть задерживается в тропосфере (самом нижнем слое атмосферы), подхватывается ветром и перемещается на огромные расстояния, оставаясь приблизительно на одной и той же широте. Находясь в воздухе в среднем около месяца, радиоактивные вещества во время этих перемещений равномерно выпадают на землю. Но крупная часть радиоактивного материала выбрасывается в стратосферу (следующий слой атмосферы, лежащий на высоте 10- 50 км), где он остается многие месяцы, медлительно опускаясь и рассеиваясь по всей поверхности земного шара. Радиоактивные осадки содержат несколько сотен разных радионуклидов, но большая часть из них имеет ничтожную концентрацию либо скоро распадается; основной вклад в облучение человека дает только маленькое число радионуклидов. Вклад в ожидаемую коллективно эффективную эквивалентную дозу облучения населения от ядерных взрывов, превышающий 1%, дают лишь четыре радионуклида. Это углерод-14, цезий-137, цирконий-95 и стронций-90. Дозы облучения за счет этих и остальных радионуклидов различаются в различные периоды времени после взрыва, поскольку они распадаются с различной скоростью. Так, цирконий-95, период полураспада которого составляет 64 суток, уже не является источником облучения. Цезий-137 и стронций-90 имеют периоды полураспада 30 лет, поэтому они давали вклад в облучение приблизительно до конца 20 века. И лишь углерод-14, у которого период полураспада равен 5730 годам, будет оставаться источником радиоактивного излучения (хотя и с низкой мощностью дозы) даже в отдаленном будущем: к 2000 году он растеряет только 7% собственной активности. Годовые дозы облучения верно коррелируют с испытаниями ядерного орудия в атмосфере: их максимум приходится на те же периоды. В 196З году коллективная среднегодовая доза, сплетенная с ядерными испытаниями, составила около 7% дозы облучения от естественных источников; в 1966 году она уменьшилась до 2%, а в начале 80-х до 1%. Если тесты в атмосфере больше проводиться не будут, то годовые дозы облучения будут становиться все меньше и меньше. Все приведенные числа, естественно, являются средними. На Северное полушарие, где проводилось большая часть испытаний, выпала и крупная часть радиоактивных осадков. Пастухи на Крайнем Севере получают дозы облучения от цезия-137, в 100 1000 раз превышающие среднюю индивидуальную дозу для остальной части населения (впрочем, они получают огромные дозы и от естественных источников цезий накапливается в ягеле и по цепи питания попадает в организм человека). К несчастью, те люди, которые находились недалеко от испытательных полигонов, получили в итоге значимые дозы; речь идет о части населения Маршалловых островов и команде японского рыболовного судна, случаем проходившего неподалеку от места взрыва. Суммарная ожидаемая коллективно эффективная эквивалентная доза от всех ядерных взрывов в атмосфере, сделанных к настоящему времени, составляет 30.000.000 чел-Зв. К 1980 году человечество получило только 12% данной дозы, остальную часть оно будет получать еще миллионы лет. Возьмем для примера обширно узнаваемый всем Семипалатинский полигон на котором в СССР проводились тесты ядерного орудия к северо-востоку от Семипалатинского полигона находится Алтайский край. Географическое положение Алтайского края и региональные проявления закономерностей глобальной циркуляции атмосферы обусловили близкую к 50% возможность прохождения радиоактивных товаров от атмосферных ядерных взрывов на Семипалатинском полигоне над территорией Алтайского края. Это привело к созданию в мышлении обитателей Алтайского края критического и, может быть, не обоснованного отрицательного дела к использованию атомной энергии в каких бы то ни было целях. В то же время исследования влияния ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне на здоровье населения Алтайского края лишь начаты. Изучается общее состояние здоровья, функционирование отдельных систем организма, выявление генетических изменений. Целью данной работы было исследование влияния ядерных взрывов на Семипалатинском полигоне на функциональную активность печени у женщин, проживавших в районах подвергавшихся действию радиоактивных товаров ядерных взрывов, как органа занимающего “центральное место” в действиях обмена веществ. В согласовании с целью работы решались следующие задачки:  

1) оценка  белоксинтезирующей функции печени;  

2) исследование  обезвреживающей способности печени;  

3) исследование  депонирующей функции печени;  

     На  данный момент исследования еще не завершены, но у местных обитателей были обнаружены учащения случаев заболевания  раком и другими заболеваниями. Все произнесенное выше обосновывает, что ядерное орудие является чуток ли не более опасным радиационно-опасным объектом. При аварии последствия ядерного взрыва будут развиваться по принципу описанному выше, не считая того, в случае нахождения атомной бомбы (к примеру склада по хранению орудия) в населенном пункте, количество жертв будет в тысячи, десятки тысяч раз больше. Главным источником радиоактивного заражения при ядерных взрывах являются осколки деления ядерного горючего, в качестве которого употребляются уран-233, уран-235 и плутоний-239.не считая того, в комбинированных боеприпасах употребляется уран-238. Иным источником радиоактивного заражения является та часть горючего, которая не участвовала в ядерной реакции. Так как доля ядерного горючего, принимающего роль в реакции деления, сравнимо мала и, по неким данным, не превосходит 20%, оставшаяся часть ядерного горючего, будучи раздроблена силой взрыва на мелкие частицы, также явится источником радиоактивных частиц. Третьим источником радиоактивного заражения является наведенная активность, возникающая в итоге действия потока нейтронов, образующихся в момент взрыва, на некие химические элементы, входящие в состав грунта и в оболочку ядерного боеприпаса.  

3.2 Атомный флот. 

     На  первом месте по количеству в русском флоте и во флоте забугорных государств стоят атомные подводные лодки (АПЛ). Поскольку АПЛ приходится плавать на огромных глубинах, а, следовательно, при большом внешнем давлении, то принимаются особенные меры по защите реактора. При повреждении реакторного отсека может появиться течь, произойдёт облучение воды и, подхваченная течением, она может достичь побережья хоть какого континента. Следом возникнет заражение близ лежащих территорий и жителей вод данной местности. Но не лишь плавающие атомоходы представляют опасность для окружающей среды и жителей планеты. И затонувшие на большой глубине и списанные, они ставят перед человечеством совсем сложную делему захоронения смертельно опасных радио-активных отходов. Из-за несовершенства технологий и низкого свойства материалов при высокой температуре и давлении постоянно происходят течи радиоактивного контура и остальные аварии, связанные с облучением людей. В итоге после нескольких лет эксплуатации радиационная обстановка на неких лодках не позволяет проводить ремонтные работы в реакторном отсеке из-за угрозы для жизни личного состава. После чего реактор вырезают, вынимают тепловыделяющий канал, потом заполняют его твердеющей смесью и затапливают. Но вытащить тепловыделяющий канал удается не постоянно и реактор топят с радиоактивными элементами. По заявлению МАГАТЭ глубина затопления подводных лодок и атомных реакторов составляет 4000 м, но появляются ситуации, при которых лодки затапливают на меньших глубинах. Так, к примеру, была затоплена лодка К-27 в Карском море с координатами 72° 31’ с.ш. И 55° 30’ в.д. Ясно, что такие ”хранилища” представляют наибольшую опасность.  

     За  время холодной войны СССР и США  накопили большущее количество подводных  лодок различного назначения и, в  настоящее время, стоит неувязка утилизации этих подводных лодок  и захоронения радиоактивных  отходов и ядерных реакторов  с них. В России разработан проект Гос. программы по обращению с радиоактивными отходами до 2005 г. Но практическое воплощение программы сталкивается с серьёзными трудностями. Не сделаны хранилища для реакторных отсеков, в которых они могли бы содержаться тысячелетиями вплоть до естественного распада плутония-239, либо до эксплуатации топлива в реакторах на стремительных нейтронах. Соединенные Штаты для хранения радиоактивных отходов всей Америки избрали гору Юкка-Маунти в штате Невада. Лишь экспертиза на предмет способности встроить в эту гору хранилище для радиоактивных отходов обошлась в миллиард баксов, стройку потребует 8 миллиардов. Хранилище представляет собой штольню длинной в 170км. Экспертизе потребовалось ответить на такие вопросы: может быть ли поступление воды в штольню? Возможны ли в этом районе в ближайшие 10 тыс. Лет вулканические явления либо землетрясения, способные повредить хранилище и “высвободить” продукты радиоактивного распада? Есть и проекты “саркофагов” для реакторных отсеков. Они имеют достаточные научные обоснования. Понятно, что вырезанный в 1959г. И затопленный реакторный отсек с подводной лодки “Си Вулф” за 20 лет понизил радиоактивность за счет естественного распада на 90%. Мы же пока копим радиоактивные отходы  

3.3 АЭС. 

  Источником облучения, вокруг которого ведутся более интенсивные споры, и являются атомные электростанции, хотя в настоящее время они вносят очень незначительный вклад в суммарное облучение населения. При обычной работе ядерных установок выбросы радиоактивных материалов в окружающую среду совсем невелики. К концу 1984 года в 26 странах работало 345 ядерных реакторов, вырабатывающих электроэнергию. Их мощность составляла 13% суммарной мощности всех источников электроэнергии и была равна 220 ГВт. До сих пор каждые 5 лет эта мощность удваивалась, но, сохранится ли таковой темп роста в будущем, неясно, Оценки предполагаемой суммарной мощности атомных электростанций на конец века имеют постоянную тенденцию к понижению. Предпосылки тому экономический спад, реализация мер по экономии электроэнергии, а также противодействие со стороны общественности. Атомные электростанции являются только частью ядерного топливного цикла, который начинается с добычи и обогащения урановой руды. Следующий этап создание ядерного топлива. Отработанное в АЭС ядерное топливо время от времени подвергают вторичной обработке, чтоб извлечь из него уран и плутоний. Заканчивается цикл, как правило, захоронением радиоактивных отходов. На каждой стадии ядерного топливного цикла в окружающую среду попадают радиоактивные вещества. НКДАР оценил дозы, которые получает популяция на разных стадиях цикла за короткие промежутки времени и за многие сотни лет. Заметим, что проведение таковых оценок совсем сложное и трудоемкое дело. Начнем с того, что утечка радиоактивного материала даже у однотипных установок одинаковой конструкции очень сильно варьирует. К примеру, у корпусных кипящих реакторов с водой в качестве теплоносителя и замедлителя (Boiling Water Reactor, BWR) уровень утечки радиоактивных газов для двух различных установок (либо для одной и той же установки, но в различные годы) может различаться в миллионы раз. Доза облучения от ядерного реактора зависит от времени и расстояния. Чем дальше человек живет от атомной электростанции, тем меньшую дозу он получает. Несмотря на это, наряду с АЭС, расположенными в отдаленных районах, имеются и такие, которые находятся недалеко от больших населенных пунктов. Каждый реактор выбрасывает в окружающую среду целый ряд радионуклидов с различными периодами полураспада. Большая часть радионуклидов распадается скоро и поэтому имеет только местное значение. Но некие из них живут довольно долго и могут распространяться по всему земному шару, а определенная часть изотопов остается в окружающей среде фактически нескончаемо. При этом разные радионуклиды также ведут себя по-разному: одни распространяются в окружающей среде скоро, остальные очень медлительно. Чтоб разобраться в данной ситуации, НКДАР разработал для каждого этапа ядерного топливного цикла характеристики гипотетической модельной установки, имеющей обычные конструктивные элементы и расположенной в обычном географическом районе с обычной плотностью населения. НКДАР изучил также данные об утечках на всех ядерных установках в мире и определил среднюю величину утечек, приходящуюся на гигаватт-год вырабатываемой электроэнергии. Таковой подход дает общее представление об уровне загрязнения окружающей среды при реализации программы по атомной энергетике. Но полученные оценки, естественно же, нельзя безоговорочно использовать к какой-или конкретной установке. Ими следует воспользоваться очень осторожно, поскольку они зависят от многих специально оговоренных в докладе НКДАР допущений. Существует пять главных типов энергетических реакторов: водо-водяные реакторы с водой под давлением (Pressurised Water Reactor, PWR), водо-водяные кипящие реакторы (Boiling Water Reactor, BWR), разработанные в США и более распространенные в настоящее время; реакторы с газовым остыванием, разработанные и применяющиеся в Великобритании и Франции; реакторы с тяжелой водой, обширно распространенные в Канаде; водо-графитовые канальные реакторы, которые эксплуатируются лишь на территории бывшего СССР. Не считая реакторов этих пяти типов в Европе и на территории бывшего СССР имеются также четыре реактора-размножителя на стремительных нейтронах, которые представляют собой ядерные реакторы следующего поколения. Величина радиоактивных выбросов у различных реакторов колеблется в широких пределах: не лишь от одного типа реактора к другому и не лишь для различных конструкций реактора одного и того же типа, но также и для двух различных реакторов одной конструкции. Выбросы могут значительно различаться даже для одного и того же реактора в различные годы, потому что различаются объемы текущих ремонтных работ, во время которых и происходит крупная часть выбросов. В последнее время наблюдается тенденция к уменьшению количества выбросов из ядерных реакторов, несмотря на увеличение мощности АЭС. Частично это связано с техническими усовершенствованиями, частично с введением более серьезных мер по радиационной защите. В мировом масштабе приблизительно 10% использованного на АЭС ядерного топлива направляется на переработку для извлечения урана и плутония с целью повторного их использования. Взрыв либо повреждение ядерного реактора несет с собой огромную экологическую катастрофу. Не смотря на то, что при взрыве не высвобождается большое количество энергии, как при атомном взрыве последствия в итоге заражения будут не меньшими. Принципиальной особенностью аварийного выброса радиоактивных веществ является то, что они представляют собой мелкодисперсные частицы, владеющие свойством плотного сцепления с поверхностями предметов, в особенности металлических, а также способностью сорбироваться одеждой и кожными покровами человека, проникать в протоки потовых и сальных желез. Это понижает эффективность дезактивации (удаление радиоактивных веществ) и санитарной обработки (мероприятия по ликвидации загрязнения поверхности тела человека). При одноразовом выбросе радиоактивных веществ из аварийного реактора и устойчивом ветре движение радиоактивного облака происходит в одном направлении. В этом случае след радиоак- тивного облака имеет вид эллипса.