Министерство  науки и образования

Инновационный Евразийский университет

Кафедра химии и экологии 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ

Тема: «Радиационная экология»

Дисциплина: Экология 
 
 

         Выполнила:

   Проверила:  
 
 
 
 
 
 
 
 
 

2010 г. 
 

     Содержание

1. Введение………………………………………………………………...3
2. Понятие радиационной экологии………………………...……….…...4

     3.   Радиация………………………………………………………….…….5

     4.   Влияние радиации на организмы……………………………….….....6

     5.   Естественные источники радиации……………………………..........7

     6.   Источники радиации, созданные человеком (техногенные)………………………………………………………………...…...9

     7.   Заключение…………………………………………………………….13

     8.   Список литературы…………………………………………………....14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Введение

     С давних времен человек совершенствовал  себя, как физически, так и умственно, постоянно создавая и совершенствуя  орудия труда. Постоянная нехватка энергии  заставляла человека искать и находить новые источники, внедрять их не заботясь о будущем. Таких примеров множество: паровой двигатель побудил человека к созданию огромных фабрик, что  за собой повлекло мгновенное ухудшение  экологи в городах. Другим примером служит создание каскадов гидроэлектростанций, затопивших огромные территории и изменившие до неузнаваемости экосистемы отдельных  районов. В порыве за открытиями в  конце XIX в. двумя учеными: Пьером Кюри и Марией Сладковской-Кюри было открыто явление радиоактивности. Именно это достижение поставило существование всей планеты под угрозу. За 100 с лишним лет человек наделал столько глупостей, сколько не делал за все свое существование. Давно уже прошла Холодная война, мы уже пережили Чернобыль и многие засекреченные аварии на полигонах, однако проблема радиационной угрозы никуда не ушла и посей день служит главной угрозой биосфере.

     Радиация  играет огромную роль в развитии цивилизации  на данном историческом этапе. Благодаря  явлению радиоактивности был  совершен существенный прорыв в области  медицины и в различных отраслях промышленности, включая энергетику. Но одновременно с этим стали всё  отчётливее проявляться негативные стороны свойств радиоактивных  элементов: выяснилось, что воздействие  радиационного излучения на организм может иметь трагические последствия. Подобный факт не мог пройти мимо внимания общественности. И чем больше становилось  известно о действии радиации на человеческий организм и окружающую среду, тем  противоречивее становились мнения о том, насколько большую роль должна играть радиация в различных  сферах человеческой деятельности.

     К сожалению, отсутствие достоверной  информации вызывает неадекватное восприятие данной проблемы. Газетные истории  о шестиногих ягнятах и двухголовых  младенцах сеют панику в широких  кругах. Проблема радиационного загрязнения  стала одной из наиболее актуальных. Поэтому необходимо прояснить обстановку и найти верный подход. Радиоактивность следует рассматривать как неотъемлемую часть нашей жизни, но без знания закономерностей процессов, связанных с радиационным излучением, невозможно реально оценить ситуацию.

     Для этого создаются специальные  международные организации, занимающиеся проблемами радиации, в их числе  существующая с конца 1920-х годов  Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ), а также созданный  в 1955 году в рамках ООН Научный  Комитет по действию атомной радиации (НКДАР). 
 

2. Радиационная  экология

     Радиационная экология, раздел экологии, изучающий концентрацию и миграцию радиоактивных нуклидов в биосфере и влияние ионизирующих излучений на организмы, их популяции и сообщества - биоценозы. Элементы радиоэкологии содержатся в работах по биогеохимии радиоактивных веществ В. И. Вернадского (20-е гг. 20 в.), в монографии чешских учёных Ю. Стокласа и Ж. Пенкава «Биология радия и урана» (1932). Окончательно Радиоэкология сформировалась к середине 50-х гг. 20 в. в связи с созданием атомной промышленности и экспериментальными взрывами ядерных бомб, вызвавшими глобальное загрязнение окружающей среды радионуклидами стронция, цезия, плутония, углерода и др. 
 
  Радиоэкология обычно имеет дело с весьма малыми мощностями хронического внешнего и внутреннего облучения организма. В природных условиях организмы подвергаются облучению за счёт естественного фона радиоактивного (космические лучи, излучения природных радионуклидов U, Ra, Th и др.), а также за счёт радиоактивного загрязнения биосферы искусственными радионуклидами. Однако многие растения и животные способны накапливать в жизненно важных органах и тканях радионуклиды, что влияет на их миграцию в биосфере и приводит к значительному усилению внутреннего облучения организма (см. Аккумуляция радиоактивных веществ). Повышенные дозы облучения, воздействуя на генетический аппарат клеток (см. Генетическое действие излучений), приводят к возрастанию темпов наследственной изменчивости. Более высокие дозы облучения понижают жизнеспособность организмов (вплоть до вымирания наиболее чувствительных к ионизирующим излучениям популяций) и тем самым вызывают изменение структуры биоценозов и обеднение межвидовых взаимоотношений в них. Выявление закономерностей, лежащих в основе этих процессов, имеет большое значение для ряда отраслей народного хозяйства. Так, особый практический интерес представляют следующие изучаемые радиоэкологией проблемы: миграция радионуклидов в пищевых цепях организмов (в т. ч. с.-х. животных и человека); обрыв или ослабление экологических связей; дезактивация с.-х. земель, водоёмов и т.п., загрязнённых радионуклидами; поиск поверхностно залегающих месторождений радиоактивных руд (по радиоактивности растений-индикаторов); выявление территорий суши и акваторий, загрязнённых искусственными радионуклидами. Многообразие практических аспектов радиоэкологии привело к её подразделению на морскую, пресноводную, наземную (в т. ч. лесную, сельскохозяйственную), а также ветеринарную и граничащую с ней гигиену радиационную. Результаты радиоэкологических исследований оказали большое влияние на принятие международных конвенций, направленных на ограничение испытаний ядерного оружия и отказ от его применения в условиях войны. На основе рекомендаций радиоэкологии в промышленности разрабатываются и внедряются замкнутые циклы охлаждения ядерных реакторов, улавливатели радиоактивных аэрозолей, методы хранения и обезвреживания радиоактивных отходов, исключающие их попадание в окружающую среду.  

3. Радиация

     Радиация  существовала всегда. Радиоактивные  элементы входили в состав Земли  с начала ее существования и продолжают присутствовать до настоящего времени. Однако само явление радиоактивности  было открыто всего сто лет  назад.

     В 1896 году французский ученый Анри Беккерель  случайно обнаружил, что после продолжительного соприкосновения с куском минерала, содержащего уран, на фотографических  пластинках после проявки появились  следы излучения. Позже этим явлением заинтересовались Мария Кюри (автор  термина “радиоактивность”) и ее муж Пьер Кюри. В 1898 году они обнаружили, что в результате излучения уран превращается в другие элементы, которые  молодые ученые назвали полонием и радием. К сожалению люди, профессионально  занимающиеся радиацией, подвергали свое здоровье, и даже жизнь опасности  из-за частого контакта с радиоактивными веществами. Несмотря на это исследования продолжались, и в результате человечество располагает весьма достоверными сведениями о процессе протекания реакций в  радиоактивных массах, в значительной мере обусловленных особенностями  строения и свойствами атома.

     Известно, что в состав атома входят три  типа элементов: отрицательно заряженные электроны движутся по орбитам вокруг ядра - плотно сцепленных положительно заряженных протонов и электрически нейтральных нейтронов. Химические элементы различают по количеству протонов. Одинаковое количество протонов и электронов обуславливает электрическую нейтральность  атома. Количество нейтронов может  варьироваться, и в зависимости  от этого меняется стабильность изотопов.

     Большинство нуклидов (ядра всех изотопов химических элементов) нестабильны и постоянно  превращаются в другие нуклиды. Цепочка  превращений сопровождается излучениями: в упрощенном виде, испускание ядром  двух протонов и двух нейтронов (-частицы) называют -излучением, испускание электрона - -излучением, причем оба этих процесса происходят с выделением энергию. Иногда дополнительно происходит выброс чистой энергии, называемый -излучением. 
 
 
 
 

4. Влияние радиации на организмы

     Воздействие радиации на организм может быть различным, но почти всегда оно негативно. В  малых дозах радиационное излучение  может стать катализатором процессов, приводящих к раку или генетическим нарушениям, а в больших дозах  часто приводит к полной или частичной  гибели организма вследствие разрушения клеток тканей.

     Сложность в отслеживании последовательности процессов, вызванных облучением, объясняется  тем, что последствия облучения, особенно при небольших дозах, могут  проявиться не сразу, и зачастую для  развития болезни требуются годы или даже десятилетия. Кроме того, вследствие различной проникающей  способности разных видов радиоактивных  излучений они оказывают неодинаковое воздействие на организм: -частицы наиболее опасны, однако для -излучения даже лист бумаги является непреодолимой преградой; -излучение способно проходить в ткани организма на глубину один-два сантиметра; наиболее безобидное -излучение характеризуется наибольшей проникающей способностью: его может задержать лишь толстая плита из материалов, имеющих высокий коэффициент поглощения, например, из бетона или свинца.

     Также различается чувствительность отдельных  органов к радиоактивному излучению. Поэтому, чтобы получить наиболее достоверную  информацию о степени риска, необходимо учитывать соответствующие коэффициенты чувствительности тканей при расчете  эквивалентной дозы облучения:

     0,03 - костная ткань

     0,03 - щитовидная железа

     0,12 - красный костный мозг

     0,12 - легкие 

     0,15 - молочная железа

     0,25 - яичники или семенники

     0,30 - другие ткани

     1,00 - организм в целом.

     Вероятность повреждения тканей зависит от суммарной  дозы и от величины дозировки, так  как благодаря репарационным  способностям большинство органов  имеют возможность восстановиться после серии мелких доз. 
 

5. Естественные  источники радиации

     Естественные  радионуклиды делятся на четыре группы: долгоживущие (уран-238, уран-235, торий-232); короткоживущие (радий, радон); долгоживущие одиночные, не образующие семейств (калий-40); радионуклиды, возникающие в результате взаимодействия космических частиц с атомными ядрами вещества Земли (углерод-14).

     Разные  виды излучения попадают на поверхность  Земли либо из космоса, либо поступают  от радиоактивных веществ, находящихся  в земной коре, причем земные источники  ответственны в среднем за 5/6 годовой  эффективной эквивалентной доз, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения.

     Уровни  радиационного излучения неодинаковы  для различных областей. Так, Северный и Южный полюсы более, чем экваториальная зона, подвержены воздействию космических лучей из-за наличия у Земли магнитного поля, отклоняющего заряженные радиоактивные частицы. Кроме того, чем больше удаление от земной поверхности, тем интенсивнее космическое излучение.

     Иными словами, проживая в горных районах  и постоянно пользуясь воздушным  транспортом, мы подвергаемся дополнительному  риску облучения. Люди, живущие выше 2000м над уровнем моря, получают в среднем из-за космических лучей  эффективную эквивалентную дозу в несколько раз большую, чем  те, кто живет на уровне моря. При  подъеме с высоты 4000м (максимальная высота проживания людей) до 12000м (максимальная высота полета пассажирского авиатранспорта) уровень облучения возрастает в 25 раз. Примерная доза за рейс Нью-Йорк - Париж по данным НКДАР ООН в 1985 году составляла 50 микрозивертов за 7,5 часов полета.

     Всего за счет использование воздушного транспорта население Земли получало в год  эффективную эквивалентную дозу около 2000 чел-Зв.

     Уровни  земной радиации также распределяются неравномерно по поверхности Земли  и зависят от состава и концентрации радиоактивных веществ в земной коре. Так называемые аномальные радиационные поля природного происхождения образуются в случае обогащения некоторых типов  горных пород ураном, торием, на месторождениях радиоактивных элементов в различных  породах, при современном привносе урана, радия, радона в поверхностные и подземные воды, геологическую среду.

     По  данным исследований, проведенных во Франции, Германии, Италии, Японии и  США, около 95% населения этих стран  проживает в районах, где мощность дозы облучения колеблется в среднем  от 0,3 до 0,6 миллизиверта в год. Эти данные можно принять за средние по миру, поскольку природные условия в вышеперечисленных странах различны.

     Есть, однако, несколько “горячих точек”, где уровень радиации намного  выше. К ним относятся несколько  районов в Бразилии: окрестности  города Посус-ди-Калдас и пляжи близ Гуарапари, города с населением 12000 человек, куда ежегодно приезжают

     отдыхать  примерно 30000 курортников, где уровень  радиации достигает 250 и 175 миллизивертов в год соответственно. Это превышает средние показатели в 500-800 раз. Здесь, а также в другой части света, на юго-западном побережье Индии, подобное явление обусловлено повышенным содержанием тория в песках. Вышеперечисленные территории в Бразилии и Индии являются наиболее изученными в данном аспекте, но существует множество других мест с высоким уровнем радиации, например во Франции, Нигерии, на Мадагаскаре.

     По  территории России зоны повышенной радиоактивности  также распределены неравномерно и  известны как в европейской части  страны, так и в Зауралье, на Полярном Урале, в Западной Сибири, Прибайкалье, на Дальнем Востоке, Камчатке, Северо-востоке.