Примерно этому нас учат. Полоний-210 и другие вещества.
САРАТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
им. Н.Г. ЧЕРНЫШЕВСКОГО
В.Л. ЕМЕЛЬЯНЕНКО
РАДИАЦИОННО - ОПАСНЫЕ ОБЪЕКТЫ
САРАТОВ
2000 г.
Внутреннее облучение населения от естественных источников на 2/3 происходит от попадания радиоактивных веществ в организм с пищей, водой и воздухом. В среднем человек получает около 100 мкЗв/год за счет калия-40, который усваивается организмом вместе с нерадиоактивным калием, необходимым для жизнедеятельности. Нуклиды свинца-210, полония-210 концентрируются в рыбе и моллюсках. Поэтому люди, потребляющие много рыбы и других даров моря, получают относительно высокие дозы внутреннего облучения.
Совсем небольшая часть дозы приходится на радиоактивные изотопы типа углерода-14 и трития, которые образуются под действием космической радиации. Жители северных районов, питающиеся мясом северного оленя, тоже подвергаются более высокому облучению, потому что лишайник, основная пища этих животных, концентрирует в себе значительное количество изотопов полония и свинца. Дозы внутреннего облучения в этом случае от полония-210 в 35 раз превышают средне годовую.
Учебное пособие целиком(Читать очень много)
А в другом полушарии люди, живущие в Западной Австралии в местах с повышенной концентрацией урана, получают дозы облучения, в 75 раз превосходящие средний уровень, потому что едят мясо и требуху овец и кенгуру. Прежде чем попасть в организм человека, радиоактивные вещества, проходят по сложным маршрутам в окружающей среде, и это приходится учитывать при оценке доз облучения, полученных от какого-либо источника.
Наиболее весомым из всех естественных источников радиации является радон. Это невидимый, не имеющий ни вкуса, ни запаха тяжёлый инертный газ, единственный газообразный высокорадиоактивный химический элемент в 7,5 раз тяжелее воздуха.
В природе радон встречается в двух основных видах: радон-222 и радон-220. Большая часть облучения происходит не от самого радона, а от дочерних продуктов распада.
Радон высвобождается из земной коры повсеместно. Его концентрация в закрытых помещениях обычно в 8 раз выше, чем на улице. Лучшей защитой является хорошая вентиляция подвальных помещений и жилых комнат.
Дерево, кирпич, бетон тоже выделяют небольшое количество этого газа, а вот гранит и пемза - значительно больше. Очень радиоактивны глинозёмы, в Швеции перестали их применять при производстве бетона.
Другими источниками поступления радона в жилые помещения являются вода и природный газ. Надо помнить, что при кипячении радон улетучивается, а в сырой воде его намного больше. Основную опасность представляет его попадание в легкие с парами воды. Чаще всего это происходит в ванной при приеме горячего душа.
Под землей радон смешивается с природным газом, который при сжигании в кухонных плитах, отопительных и других нагревательных приборах попадает в помещения. Концентрация его сильно увеличивается при отсутствии хороших вытяжных систем.
1.5. ДРУГИЕ ИСТОЧНИКИ РАДИАЦИИ.
Использование возможностей атома в интересах народного хозяйства несет с собой дополнительные искусственные источники облучения. В большинстве случаев дозы невелики, но иногда техногенные источники оказываются во много тысяч раз интенсивнее чем естественные. Основной вклад в дозу вносят медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности. Один из распространенных способов диагностики - рентгеновской аппарат. В развитых странах на 1000 жителей приходится от 300 до 900 обследований в год, не считая рентгенологических обследований зубов и массовой флюорографии. В любом случае пациент получает минимальную дозу при обследовании. Так, при рентгенографии зубов - 0,03 Зв (3 бэр), при рентгеноскопии желудка - столько же, при флюорографии - 3,7 мЗв (370 мбэр).
Радиация весьма многочисленна и разнообразна, однако можно выделить двенадцать её источников.
Первым источником является наша Земля. Эта радиация объясняется наличием в Земле радиоактивных элементов, концентрация которых в разных местах изменяется в широких пределах. Мощность поглощенной дозы земного излучения в среднем составляет 20 мрад/год над известняками и 150 мрад/год над гранитами. Напомним, что рекомендуемая Международной комиссией по защите от радиации мощность дозы, обеспечивающая безопасность человека, не должна превышать 500 мбэр/год.
Второй источник радиации - это радиоактивные природные материалы, используемые человеком для строительства жилых и производственных помещений. В среднем мощность дозы внутри зданий на 18% больше, чем снаружи, а в некоторых случаях эта разница может достигать 50%. Внутри помещений человек проводит три четверти своей жизни. Человек, постоянно находящийся в помещении, построенном из гранита, может получить 240-400 мрад/год, из пемзового камня -300 мрад/год, из красного кирпича - 140-180 мрад/год, из бетона - 100-180 мрад/год, из известняка - 40 мрад/год, из алебастра - 30 мрад/год, из дерева - 30 мрад/год.
Учитывая это обстоятельство, некоторые страны стремятся регламентировать использование различных строительных материалов. Предлагается, например, строить здания так, чтобы внутри их мощность дозы не превышала 80-230 мрад/год. Большую опасность представляет радон, выделяемый при распаде урана и являющийся причиной рака легких. При хорошей изоляции здания и ограниченной вентиляции, связанных с требованиями экономии тепловой энергии, содержание радона в помещении может превысить допустимый уровень в десятки раз.
Особое значение имеет эта проблема в северных странах. В Швеции, например, тысячи зданий строятся из бетона с наполнителем из сланца с небольшим содержанием урана. Использование такого строительного материала является причиной 200-1000 случаев рака легких в год. Это большое число, если учесть, что в целом по стране фиксируется 2000 заболеваний раком легких в год.
Опасность представляют и некоторые промышленные отходы, используемые в строительстве. Например, гипс, получаемый в качестве побочного продукта в процессе производства фосфорной кислоты, имеет концентрацию радия в 10-1000 раз большую, чем природный гипс.
Третьим источником радиации является вода, получаемая из подземных скважин и содержащая радон и радий.
Четвертый источник радиации - космос, откуда на Землю постоянно падает поток частиц высокой энергии. В ближайший космос выбрасываются продукты производимых на планете ядерных взрывов. Они являются причиной дополнительной радиоактивности атмосферы и космоса. Так, в результате ядерного взрыва, произведенного 16 октября 1980 года в Юго-Восточной Азии, радиоактивность во Франции на уровне земной поверхности в последующие два месяца была в 4 раза выше обычной.
Значительное количество радиоактивных веществ выбрасывается в атмосферу ТЭЦ, работающими на каменном угле. За последние 80 лет содержание радия в ледниках, расположенных в 150 км от одного из крупных промышленных центров, увеличилась в 50 раз. Повышают радиоактивность и фосфорные удобрения, поскольку природные залежи фосфатов обычно содержат значительные количества изотопов урана.
Пятый источник радиоактивности населению малоизвестен, но не менее опасен. Это радиоактивные материалы, которые человек использует в повседневной деятельности. В состав красок для печати банковских чеков включают радиоактивный углерод, обеспечивающий легкую идентификацию подделанных документов. Изотопы применяются в некоторых автоматизированных системах распределения. Для получения красивой краски или желтой эмали на керамике или драгоценностях применяется уран. Уран и торий используют при производстве стекла. Искусственные зубы из фарфора усиливаются ураном и церием. При этом - излучение на прилегающие к зубам слизистые оболочки может достичь 66 бэр/год, тогда как годовая норма для всего организма не должна превышать 0.5 бэр. Экран телевизора излучает на человека 2-3 мрад/год.
Шестым источником радиоактивного излучения является производственное оборудование, имеющее радиоактивные изотопы или генераторы рентгеновского излучения. Это датчики толщины, уровня, вискозиметры и другие приборы гаммаграфии. В них обычно используется кобальт-60 или иридий-192.Промышленные источники имеют активность от нескольких до 300 Ки. Так, аппарат для гаммаграфии имеет источник из кобальта-60 на 300 Ки, при этом на расстоянии в 10 метров мощность эквивалентной дозы составляет 3.8 бэр/час. Когда аппарат работает, необходимо удалять всех людей из зоны радиусом 120 м, однако это правило часто не соблюдается, особенно на верфях, что приводит к тяжелым заболеваниям.
Число промышленных установок с источниками радиоактивного излучения всё время увеличивается. Сам источник представляет собой предмет, соизмеримый с монетой, так что его легко утерять, а это может привести к тяжелым последствиям.
В Мехико один ребенок нашел источник кобальта-60 на 5 Ки и спрятал его в ящик кухонного буфета. За 6 месяцев скончались 4 члена семьи. В 1978 г. в Алжире двое детей взяли для игры источник иридия-192 на 17 Ки, который их бабушка принесла домой. За время менее 2 месяцев облучилось 20 человек, из которых 7 человек тяжело. В 1979 г. один рабочий поднял на верфи небольшой предмет, похожий на авторучку, сунул его в карман брюк и носил в течение 7 часов. На следующий день было обнаружено, что из аппарата для гаммаграфии, имеющего неисправное устройство обеспечения безопасности, исчез источник излучения с активностью 100 Ки. Рабочий возвратил найденный им предмет, оказавшийся источником излучения, однако через некоторое время ему пришлось ампутировать обе ноги.
Седьмой источник радиоактивного излучения - транспортировка радиоактивных материалов. Транспортировка производится в условиях оптимальной безопасности, обеспечиваемой использованием регламентированной упаковки. Ассортимент перевозимых радиоактивных материалов очень широк. Он включает в себя радиоактивные изотопы, применяемые в медицине и являющиеся наиболее многочисленными, а также различные продукты, связанные с ядерной энергетикой, - обогащенный уран, гексафторид урана, свежее и отработавшее топливо, плутоний, отходы.
Способы транспортировки варьируются в зависимости от физической природы материала (твердый, жидкий, газообразный) и вида излучения (a,b,g,нейтронное). Радиоизотопы медицинского применения перевозятся в малых количествах, по многим адресам и срочно. Ядерное топливо перевозится в значительных количествах в очень тяжелой упаковке (примерно 100 т упаковки на 5 т топлива).
Например, упаковка типа В предназначена для сохранения радиоактивных материалов в очень тяжелых условиях. При испытаниях её сбрасывают с высоты 9 м на недеформируемую поверхность. Это испытание эквивалентно удару упаковки, двигающейся со скоростью 90 км/час, о бетонную стену. Второе испытание - выдержка контейнера для радиоактивного материала в течение 0.5 часа в огне при температуре более 800оС.
Упаковка должна учитывать характер деления перевозимого материала, чтобы не допустить образования критической массы и создания условий для цепной реакции.
Перевозка радиоактивных материалов осуществляется автомобильным, железнодорожным, морским и воздушным транспортом.
Для перевозки менее опасных материалов используется упаковка типа А, которая при серьезных авариях может быть разрушена. В такой упаковке чаще всего транспортируются изотопы медицинского применения. Число таких перевозок составляет 94% от общего числа перевозок радиоактивных материалов. Но опасность их транспортировки намного ниже опасности транспортировки других материалов, используемых в промышленности. Так, перевозка плутония в 10 тыс. раз менее опасна перевозки хлора.
Восьмой источник опасности - предприятия по переработке радиоактивных материалов. Имеются сведения, которые вызывают сомнения в безопасности предприятий по переработке радиоактивных материалов.
Например, комплекс Виндскейл(Англия) включает в себя несколько реакторов, центр переработки ядерного топлива, складские помещения. Строительство комплекса началось еще в 1947 г. За 30 лет функционирования на предприятии произошло более 300 серьезных инцидентов, из которых можно отметить следующее. В 1974 г. обнаружено радиоактивное заражение стоянки автомобилей. В 1975 г. выявлено заражение радиоактивным кобальтом и цезием реки Кальдер, текущей через Виндскейл. В 1976 г. обнаружена значительная течь в шахте В 38, где хранились твердые радиоактивные отходы. В 1978 г. обнаружена течь в сооружении В 701, где хранились жидкие отходы. Течь оставалась незамеченной 7 лет. В 1979 г. произошел пожар в цехе В 204, перерабатывающем горючие окислы. В 1981 г. произошла утечка радиоактивного йода из цеха В 205, перерабатывающего ядерное топливо для графито - газовых реакторов. В 1983 г. было обнаружено, что с 1952 по 1983 гг. в море вместе с отходами было выброшено 250 кг плутония.
В небольшой деревне, расположенной в 2.5 км от Виндскейла, заболеваемость лейкемией детей в возрасте до 10 лет в 10 раз выше, чем средняя по стране,. Количество заболеваний раком молодёжи в возрасте до 18 лет в 4 раза больше, чем в целом по Англии. Немного дальше от Виндскейла, в округе Миллон заболеваемость раком молодежи в возрасте до 25 лет в 2.5 раза выше, чем в других округах страны.
Девятым источником радиации являются атомные электростанции. На АЭС, кроме твердых отходов, имеются также жидкие (зараженные воды из контуров охлаждения реакторов) и газообразные (аргон-41, содержащемся в углекислом газе, используемом для охлаждения). Эффект от их действия в целом оценить очень трудно. Однако, к примеру, в 1972 г. на расстоянии в 500 м от АЭС Шинон (Франция) мощностью 680 МВт эквивалентная доза облучения с учетом только газообразных отходов составляла 3.6 мбэр/год.
Десятый источник радиации - радиоактивные отходы, получающиеся при различных процессах переработки и использования ядерных материалов.
Радиоактивные отходы характеризуются большим разнообразием вследствие различного уровня их радиоактивности, физических и химических свойств, а также времени жизни. Различают отходы с малым и большим временем жизни. Отходы с малым временем содержат в основном радиоактивные элементы с периодом полураспада менее 30 лет. Эти отходы получаются в основном на работающих АЭС. Частично на заводах топливного цикла, в научно - исследовательских лабораториях. Они представляют собой около 95% всех радиоактивных отходов по объему и только 1% по общей радиоактивности.
Отходы с большим временем жизни получаются в основном на заводах топливного цикла. Среди этих отходов различают отходы, называемые «альфа» (по названию основного вида излучения), и «остеклованные» отходы, получаемые при переработке отработавшего на АЭС ядерного топлива.
Отходы с большим временем жизни, сравнимым с продолжительностью геологической эпохи, хранятся в устойчивых геологических формациях на глубинах в насколько сотен метров от поверхности земли.
Для радиоактивных отходов с коротким и средним временем жизни в настоящее время разработаны все необходимые технологические процессы, обеспечивающее их безопасное хранение. Что касается отходов с большим временем жизни, то для оптимизации процессов их хранения необходимо провести множество экспериментов в подземных лабораториях, расположенных в соответствующих слоях земли.
Одиннадцатый источник радиоактивного излучения - это медицинские установки. Несмотря на обычность их использования в повседневной практике, опасность облучения от них намного больше, чем от всех рассмотренных выше источников и достигает иногда десятков бэр. Некоторые специалисты считают, что число заболеваний раком груди, выявленные с помощью рентгенографии, сравнимо с числом этих же заболеваний, вызванных процессом рентгенографии груди.
Приведенные выше данные свидетельствуют о том, что в повседневной жизни на человека постоянно действует радиация. За год человек получает из космоса в среднем 30 мбэр на уровне океана, 60 мбэр на высоте 2000 м и 200 мбэр в Тибете. За время полета на самолете на большую дальность человек получает дозу в 3-5 мбэр. Известняковый грунт дает человеку за год в среднем 30 мбэр, другие осадочные породы - 50 мбэр, гранит -100-150 мбэр. Во многих местах земного шара человек получает за год более 1000 мбэр. В пределах территории атомной станции человек получает дополнительно за год 1-5 мбэр, а в нескольких километрах от неё доза приближается к нулю. Рентгеноскопия дает человеку в среднем 100 мбэр, а телевизор - несколько мбэр в год. Несмотря на это жизнь и деятельность человечества продолжается без заметных осложнений для здоровья.