Радиация көздері, табиғи радиоактивтілік, жергілікті жердің радиоактивті зақымдалуы

Радиация көздері, табиғи радиоактивтілік, жергілікті жердің радиоактивті зақымдалуы

Радиоактивтілік және оған жалғасатын иондық сәулелену Жер  бетінде тіршілік пайда болғанға дейін өмір сүрді. "Иондық сәулелену" атауы физикалық табиғаты бойынша  әртүрлі сәулелену түрлерін біріктіреді. Радиоактивтік материалдар Жер  мен Күн жүйесінің планеталарының қүрамына олар пайда болған сәттен бастап кірді. Радионуклидтер тау жаныстарында, топырақта, суда кездеседі. Олар белгілі  бір деңгейде өсімдіктер, адам үлпасы мөн мүшелерінде және хайуанаттарда  да кездеседі.  
        Радиоактивтілікті ашу француз ғалымы Анри Беккерелдің есімімен байланысты, ол 1896 жылы қара қағазбен жабылған фотопластинканы ағартқан уран түзының сәулеленуін анықтады. Жарыққа және 1895 жылы ашылған рентген сәулелеріне үқсастыру бойынша бүл қүбылыс радиоактивтілік атауына ие болды, яғни сәулелендіру қабілеті. Радиоактивтілік сәулелену көптеген физиктер мен химиктердің назарын аударды. Осы қүбылысты зерттеуге Мария және Пьер Кюри орасан зор үлес қосты. 1898 жылы олар уранның сәулеленгеннен кейін басқа химиялық элементке айналатындығын анықтады. Олардің кейбірін - радий мен полонийді ғалымдар таза күйінде ажыратты. Бір грамм радийдің сәулеленуінің бір грамм уранның сәулеленуінен миллион есе асып түсетін болып шықты. Бүдан кейін радий өзінің "сәулеленуші" атауына ие болды.  
         Аз уақыттан кейін радиоактивті сәулеленудің біртекті емес екендігі және иондаушы және кіру қабілетімен ерекшеленетін сәулеленудің үш түрінің бар екендігі анықталды. Сәулеленудің осы үш түрі грек харіпінің алғашқы әріптерімен аталды: альфа, бета және гамма. Кейіннен альфа-бөлшектің гелийдің алты, ондық ядросы; бета-бөлшектің электрон екендігі, гамма-сәуленің электромагнитті сәулелену екендігі анықталды.  
Радиоактивтік ыдырау кезінде шығатын бөлшек пен гамма-квант заттармен ықпалдаса отыра өз энергиясын иондануға жүмсайды. Осы сәулелердің ортақ термин ретінде мына сөздер пайдаланылады: иондаушы сәулелену, иондағыш радиация немесе жай ғана радиация.

Иондаушы сәулелену - элементті  бөлшектер ағынынан (электрон, протон, нейтрон, позитрон) және электрон магнитті сәулелену кванттарынан түратын  сәулелену, олардың заттар мен ықпалдасуы бүл заттарда әр түрлі заттардың  пайда болуына алып келеді.  
Радионуклид - атомдық салмағы мен атомдық заряды бар радиоактивті заттың атомы. Бірдей зарядтары бар, алайда атомдық салмағы әр түрлі атомдар осы элементтің изотоптары деп аталады.

Радионуклидтің ыдырау өнімдерінен  басқа иондаушы радиацияға Жерге  ғаламдық кеңістіктен келген ғарыш  сәулелері мен электр энергиясын иондаушы сәулеленуге айналдыратын сәулеленудің жасанды көздері жатады (рентген аппараты, элементті бөлшектерді  жылдамдатушылар және т.б.). Иондаушы сәулелердің әр түрлі ену қабілеті жоғалған энергияның әр түрлі жылдамдығымен байланысты болып шықты. Альфа бөлшектөр заттармен ықпалдаса отыра өз қозғалысының бойын толық иондайды, сөйтіп энергиясын жылдам жоғалтады. Сондықтан альфа бөлшектердің көптеген заттардағы қозғалысы үлкен емес - олар ауада 3 - 8 см өтеді, металда - 10 микрон, ал тіпті тығыз қағаздың бір бет парағы да альфа бөлшекті толығынан ұстайды.  
         Бета-бөлшектер үлкен ену қабілетіне ие, ауада олар 2 метрге дейінгі жолдан өтеді, ал олардың металда жүтылуы үшін қалыңдығы бірнеше миллиметр қабат жеткілікті.  
         Гамма-кванттар ауада жүтылмайды, ал олардың ағынының әлсіреуі гамма квант пен жүту материалының энергиясына тығыз байланысты. Мысалы, цезий - 137 гамма-сәулеленуін әлсірету үшін қалындығы 30 см алюминий немесе қалындығы 8 см қорғасын қабаты мыңдаған есе қажет. Екінші жағынан гамма-кванттар (альфа және бета-бөлшектер сияқты) барлық бағыт бойынша кең мүмкіндікті көз-дер ретінде шығады. Сондықтан да олардың жиілігі қашықтық квадратына сәйкес керісінше азаяды, яғни бір метр қашықтықтағы сәулелену жиілігі 10 см қашықтықтағыдан 100 есе аз болады.

Геохимиялық процестердің нәтижесінде  радиоактивті элемент-тер жер қыртысында болуы, табиғи суларға түсуі, желдету  процес-теріне қатысуы мүмкін.

Көп жағдайда тау жыныстарындағы уран су бетіне шығып, оны едәуір қашықтыққа айдайды. Барлық табиғи суларда уранның  қандай да бір мөлшері кездеседі. Егер судың жолында уранды жақсы  бөлетін геологиялық ошақ кездессе ол сонда жинақталады және геологиялық  процестердің үлкен созымдылығын ескергөнде (ондаған және жүздегөн мың жылдар) бүл орындардағы уранның жинақталуы айтарлықтай көлемге жетуі мүмкін.  
        Уранның қайта жинақталуы туралы ғана бірнеше мысал келтіруге болады. Қазылған көне хайуанаттар сүйектері қатты байытылған - проценттің он үлесіне дейін. Кейбір көмір өндіретін орындарда уран проценттің жүздеген үлесі деңгейіне дейін жинақталған учаскелерге түседі. Алайда уранның өзі организмге енгеннің өзінде үлкен радиациялық қауіп төндірмейді, өйткені оның үлөстік белсенділігі (яғни, белсенділігі бір граммға есептелген) көп емес, ол организмнөн тез ығыстырылады және көп мөлшерде енген жағдайда (бір грамм шамасы) радиоактивтілікке байланысты химиялық улану басталуы мүмкін.

Ураннан ыдыраған өнімдердің радиациялық қауіптілігі едәуір жоғары. Олардың арасында радон бірінші  орын алады.

Радон - дәмі мен иісі жоқ  түссіз газ, ауадан 7,5 есе ауыр, радийдың ыдырау өнімі болып табылады. Радон  жер қыртысынан біртіндеп бөлінеді, алайда оның сырқы ауадағы жинақталуы көлемнің әр түрлі нүктелері үшін елеулі ерекшеліктерімен көрінеді. Топырақ эмиссиясын қоспағанда минералдық тектегі қүрылыс материалдары: қиыршық ақ тас, цемент, кірпіш және т.б. радон көздері бола алады. Барлық жыныстарда уран мен торий кездеседі. Ал кейбір жыныстарда, мысалы гранитте уран көбірек жинақталуы мүмкін. қүрылыс материалдарына радон радий ыдырағанда пайда болады. Пайда болған радонның бір бөлігі көзге көрінбейтін тесік арқылы ғимаратқа түседі. Егер ғимарат нашар желдетілсе, ал қүрылыс материалдары мен топырақ уран мен радийдың едәуір үлкен мөлшерін бойында үстаса, онда радон үлкен мөлшерде жиналуы мүмкін. Адамның ғимаратта едәуір уақыт болатындығын ескергенде, ол ала алатын тиімді сәулелену дозасы кәсіпқойлар алатын доза жүктемесінен асып түсуі мүмкін. Көп жағдайда радонға байланысты дозалық жүктемені едәуір азайтуға болады. Жертөбелерді қымтау мен желдету топырақтан радонның өтуін айтарлықтай азайтады. Табиғи радиоактивтік элементтер қабырғада көп болса, радонның жиналуын қабырғаны герметикалық бояумен сырлау және қатты желдету арқылы азайтуға болады.

Радиацияның табиғи көздеріне  космостық сәуле жатады. Олар алынатын радиацияның табиғи көздері дозасының  жартысын қүрайды.

 

Химиялық зақымдау ошағы - ҚӘУЗ-дің зақымдағыш әсері таралатын  шектегі алаң.  
         Аварияның ықтимал салдарының көлемі белгілі бір деңгейде химиялық қауіпті объктілердің үлгісіне, ҚӘУЗ түріне, оның ерек-шелігіне, санына және сақтау жағдайына, аварияның, ауа райы жағдайының және басқада факторлардың сипатына байланысты.

Химиялық қауіпті объектілердегі басты зақымдағыш факторы аумағы ондаған шақырымдарға дейін созылатын  аймақтың химиялық зақымдануы болып  табылады.  
Химиялық қауіпті объектілердегі авариялардың қайталама факторы ретінде жарылыстар мен өрттер болуы мүмкін.

Соғыс уақытында қарсылас жақ ядролық қаруды қолданған  кезде мынадай зақымдағыш факторлары әсер етеді.

Соққы толқыны - негізгі зақымдағыш әсер факторы, жарылыс кіндігінен барлық жаққа дыбыс жылдамдығымен қозғалатын, қатты сығылған ауаның жиналған жері. Осылайша Шгт ядролық оқтүмсықтың  жарылысы кезінде соққы толқыны 9 секундта, 5 километрге, 22 секундта, 10 километрге жетеді. 

Соққы толқыны ғимаратты, техниканы, өндірістік қондырғыны, қиратады және адамдарды зақымдайды.

Соққы толқынның зақымдағыш әсері шаршы сантиметрге (кг/см2) килограммдармен көрсетілетін оның төнірегіндегі артық қысыммен сипаталады.

Мысалы, ауадағы ядролық  жарылыс кезінде қабылдау бетінің  алаңы 50()см2, түрған адамға артық қысымы 0,5 кг/см2 соққы толқыны 2500 кг күшпен әсер етеді.  
Ядролық зақымдау ошағы шартты түрде төрт шеңберлі аймаққа бөлінеді.

Бірінші аймаққа (жарылыс  кіндігіне жақын жердегі толық  қираушылық) сырттқы шекараға 0,5 кг/см2 жоғарырақ артық қысым-мен соққы  толқынының әсеріне үшыраған зақымдану  ошағының аумағы жатады.

Екінші аймақ (қатты қирау) 0,5 - 0,3 кг/см2 соққы толқынының артық  қысымымен сипатталады. Бүл аймақта  тас ғимараттар мен жертөбелер қатты  қирап, ағаш ғимараттар толық қирауы мүмкін, үйінділер пайда болып, өрт  шығуы да мүмкін. Панаханалардың көбісі сақталады, алайда кейбіреулерінің  кіреберісі мен шығаберісін үйінді басып қалуы мүмкін. Панаханадағы адамдар зардап шекпейді.

Үшінші аймақ (орташа қираулар) 0,3 - 0,2 кг/см2 соққы толқы-нының артық  қысымымен, ғимараттар мен түрақжайлардың ішінара қирауымен сипатталады. Оларды жаппай өрт жайлауы мүмкін, (көптеген қорғаныс ғимараттар сақталынады, ал онда түрған адамдар зардап шекпейді. Қорғаныс ғимаратының сыртында қалған адамдардың бір бөлігі жарақат алып, жедел медициналықкөмекті қажет  етеді.

Төртінші аймақ (болмашы  қираулар) 0,2 - 0,1 кг/см2 толқын соққысының артық қысымымен сипатталады. Бүл  аймақта ғимараттар мен тұрақ  жайлардың қирауы сирек.  
Жарықтың сәуле шығаруы - ядролық жарылыс кезінде пайда болатын сәуле энергиясының ағыны. Ядролық жарылыс жарқылдаған аумақтағы ауаның температурасы жарқылдау басында миллион градусқа дейін жетіп, аяғында бірнеше мың градусқа дейін тө-мендейді. Жарықтың сәуле шығаруы қас-қағым сәтте таралып, аз уақыт ғана әсер етеді.  
Жарық сәулесі күндікінен әлде қайда күшті, ал жарылыс кезінде пайда болған ядролық шар жүздеген километрден көрінеді.

Жарық сәулесінің зақымдағыш әсері жарық серпінімен, яғни жарық  сәулесі бағытына қарсы орналасқан үстінгі беттегі Ісм2 сәулелену  кезінде өткен жарық энергиясының санымен сипатталады. Жарық серпінінің өлшем бірлігіне 1 кал/см2 алынады. 2-4 кал/см жарық серпіні кезінде  қорғанбаған адамдарда бірінші  дәрежедегі күйік, 4-7,5 кал/см2 кезінде  екінші дәрежедегі күйік (бүршіктердің пайда болуы). 5-12 кал/см2 кезінде үшінші дәрежедегі күйік (тері жамылғыларының толық жансыздануы), 12 кал/см2 өнан жоғары болса, төртінші дәрежедегі күйік алады (тері жаппай жансызданып үлбірейді).

Жарық сәулесі жаппай өрт  тудыруға қабілетті.

Жарық сәулесінің жиілігі  ауа райына қатты тәуелді. Түман, жаңбыр мен қар оның әсерін қатты  әлсіретеді, ал ашық қүрғақ ауа райы, керісінше, өрттердің шығуы мен  күйік алуға қолайлы жағдай жасайды.

Өткіш радиация - ядролық  жарылыс кезінде шығатын гамма  сәулелер мен нейтрондар ағыны.

Р-нің зақымдаушы әрекеті  адамдардың сәуле ауруын тудырады, зақымдаушы фактордың мәні гамма  сәулелер мен нейтрондар тірі клеткалардың молекулаларын иондап, олардың қалыпты  тіршілік қызметін бүзады. Мүның нәтижесінде  адамдар сәуле ауруына шалдығады, көп доза алған адамдар мерт болады. үсті жабылған жыралар, блиндаждар, паналау  ғимараттары және басқа қорғаныс қүрылыстары сондай-ақ қорғаныс киімдер  Р-ның әсерін күрт әлсіретеді. 

Жердің радиоактивті ластануы - ядролық жарылыс бүлттарынан  радиоактивті заттардың түсуі нәтижесінде  болады.

Жердің радиоактивті ластануының  деңгейі жарылыстың түрі мен қуатына  және ол жарылған сәттен бастап өткен  уақытқа, жарылыс орталығының қашықтығына, ауа райына және жер бедеріне байланысты. Радиоактивті бүлттың ізі сызбалануы бойынша эллипсті еске түсіреді және зақымдалған алқапқа әр түрлі  деңгейде жайылады. Сондықтан да (жиілігіне  байланысты) зақымдалған алқапты  қауіпті, күшті және баяу зақымдану  аймағы деп бөлу қалыптасқан. Егер іздің  көлбеу қиылысын алсақ, онда радиация деңгейі іздің сыртқы шек арасынан көтеріліп, оның кіндігінде ең жоғары деңгейіне жетеді.  
Радиация деңгейі уақыттың өтуіне байланысты біртіндеп төмен-дейді.  
Осылайша, егер радиация деңгейі жер бетіндегі ядролық жарылыстан кейін 100% алсақ, онда 2 сағаттан кейін екі есеге, үш сағаттан кейін төрт есеге, ал 5 сағаттан кейін он есеге азайады.

Радиоактивті заттармен  зақымданған жөрде түрған адам әрдайым  сыртқы сәулеге үшырауы немесе сәулө  ауруына үшыратуы мүмкін радиоактивті заттардың организмге өту нәтижесінде  зақым-дануы ықтимал. 

Электрмагниттік импульс - ядролық  жарылыстың зақымдаушы факторы, гамма  сәулелердің қоршаған орта атомдарына тигізген әсері және электрондар  ағыны мен оң иондардың түзілуінің нәтижесінде пайда болған электрлі және магнитті сәулелер. Э.И-тің әсер ету үзақтығы - бірнеше ондаған  миллисекунд. Э.И байланыс аппараттарына, зиян келтіріп сыртқы желілерге қосылған электр қондырғыларының жүмысын бүзуы мүмкін. әсіресе жартылай өткізгіштерде, жүмыс істейтін радиоаппаратураларға әсері күшті. Э.И-тің әсерінен қорғану шараларын алдын-ала қарастыру қажет.  

 

Адамға радиацияның әсері.

Адам сәулеленудің екі  түріне - сыртқы және ішкі сәулеленуге  үшырайды.  
Сәулеленудің сыртқы көздеріне Галактика жүлдыздарының жарылысы мен күннің қатты сәуле шығару кезінде пайда болатын космостық сәулелену жатады. Космостық сәулелөну дозасы адамға әсер етеді. Теңіз деңгейінен биіктеген сайын ауаның, азонның қорғаныс қабаттары жүқара түседі, сондықтан да сәлелену жоғары.

Космостық иондаушы сәулелену  табиғи радиациялық аумақты қүрайды, оған жердегі барлық тірі организмдер  үшырайды.

Сәулеленудің жердегі  көздері жер қойнауындағы, атмосфера-дағы, судағы және өсімдіктердегі радиоактивті заттар болып табылады.

Жер шарының көптеген аудандарында дозаның қуаты 4-12 мкр/сағ шегінде  болады. Осы аудандарда түратын адамдардың жылдық дозасы 30-100 мбэр (0,03-0, Ібэр).  
Табиғи көздерден адамның сыртқы сәулеленуі организмге азық-түлік тағамдары, су мен ауа өткен кезде болады. Балықты көп жейтін адамдар, бүғы етімен қоректенетін солтүстік аудандар түрғындары салыстырмалы түрде сәулеленудің жоғары дозасын алады, өйткені бүл тағамдарда радиоактивті заттардың мөлшері кө-бірек кездеседі.

АЭС-тегі авариялар кезіндөгі  жергіліктегі жердегі радиациялыққауіп аймағы  
Атом энергетикалық станцияларын пайдалану кезінде бір қатар елдерде жүзден астам авария болып, қоршаған ортаға радиоактивті заттар шығарылды. Радиоактивті заттардың ядролықөэнергетикалық реактордан тысқары шығу нәтижесінде адамдардың өмірі мен денсаулығы үшін қауіп төндіретін көтеріңкі радиациялық қауіп радиациялық авария деп аталады.

Радиоактивті заттардың  таралу шекарасымен радиациялық  авариялар былайша бөлінеді:

Шектеулі авариялар (радиациялық  салдары бір ғимаратпен шектеледі, қызметкерлер сәулеге үшырауы мүмкін).

Жергілікті авариялар (радиациялық  салдары АЭС аумағымен шектеледі).  
Жалпы авариялар (радиациялық салдары АЭС шекарасына таралады).