Шпаргалка по "Безопасности Республики Беларусии"

Другой важной характеристикой  излучения является длина его  пробега. Альфа-частицы имеют относительно малую длину пробега. Эта характеристика зависит, естественно, от плотности среды, в которой распространяется излучение. В воздухе, например, она составляет всего несколько сантиметров, а обычный лист бумаги становится для нее непреодолимой преградой. В результате ионизации альфа-частица тратит много энергии и если даже не сталкивается с каким-либо ядром, скорость ее постепенно снижается. В конце концов она захватывает два свободных электрона, превращаясь в результате в нейтральный атом гелия.

Существует свыше 300 изотопов, испускающих  альфа-излучения. Подавляющее их большинство — изотопы тяжелых элементов. Список открывается иридием и платиной, включает полоний, радий, уран, плутоний и завершается элементом под номером 110.

Бета-излучение представляет собой поток электронов или позитронов, испускаемых ядрами радиоактивных элементов при бета-распаде. Из-за малой массы электрона длина пробега бета-излучения уже не так мала, как у альфа-излучения. Прежде чем исчезнуть, бета-частицы успевают пробежать в воздухе несколько метров, в воде и мягких тканях человеческого тела — несколько миллиметров, а в металле — десятки микрон. Разумеется, электроны при распространении в среде также оказывают на нее ионизирующее воздействие. Степень ионизации, однако, гораздо ниже, чем в случае альфа-излучения. В воде или биологической среде ионизируется один атом из тысячи. Малая масса и слабая ионизирующая способность бета-частиц ведут и к меньшим потерям энергии при их распространении в среде. Благодаря этому бета-частицы обладают гораздо большей проникающей способностью, чем альфа-частицы. Их испускают большинство изотопов (свыше 1000).

Гамма-лучи и  рентгеновское излучение по своей природе и свойствам не отличаются друг от друга (это электромагнитное излучение) и распространяются со скоростью света. Единственное различие между ними состоит в том, что они образуются разными способами. Если рентгеновские лучи обычно получают с помощью электронного аппарата, то гамма-лучи испускаются нестабильными, или радиоактивными, изотопами.

Для гамма-лучей характерна чрезвычайно слабая ионизирующая способность, поэтому обнаружить их по непосредственно ионизированным атомам и молекулам не так-то просто. К счастью, оказывается достаточным, чтобы кванты гамма-излучения выбили хотя бы несколько электронов, а уже эти электроны могут сильнее ионизировать вещество, выбив в свою очередь большое число электронов (так называемая вторичная ионизация). Следовательно, гамма-излучение можно обнаружить теми же методами, что и альфа-излучение, с тем отличием, что при этом регистрируются вторичные электроны. Очень часто ядра атомов радиоактивных изотопов излучают гамма-лучи, одновременно с этим испуская также альфа- или бета-частицы, например, в реакции распада нейтрона на протон и электрон с выбрасыванием этого электрона из ядра и выделением некоторой энергии в виде гамма-излучения.

Стоит отметить, что гамма-излучение, имеющее некоторую энергию, проходит в воздухе путь в сто раз больший, чем бета-излучение, обладающее такой же энергией.

Нейтроны — единственные незаряженные частицы, образующиеся при любом радиоактивном преобразовании, являющиеся важной разновидностью ионизирующего излучения, так как они, как правило, связаны с процессами, происходящими в атомных бомбах и ядерных реакторах. Нейтроны — частицы с массой, равной массе протона, но в отличие от последнего они не обладают электрическим зарядом. Поскольку эти частицы электронейтральны, они глубоко проникают во всякое вещество, включая и живые ткани. При делении ядер тяжелых радиоактивных изотопов, например урана, с образованием двух более легких атомов, нейтроны испускаются как побочный продукт. Нейтроны можно получить и искусственным путем в физических научно-исследовательских лабораториях на мощных ускорителях частиц.

19. Радиоэкологическая обстановка  в РБ

26 апреля 1986 года произошла крупномасштабная авария на Чернобыльской АЭС. Ей созвучна другая крупномасштабная авария, происшедшая также на территории нашей страны: это ядерная авария на Южном Урале в сентябре 1957 года на производстве "Маяк" (вблизи г. Кыштым Челябинской области), о ней населению нашей страны стало известно лишь в 1991 году. Во внешнюю среду было выброшено 120 млн Ки (120 МКи) активности. Она относится к числу наиболее тяжелых; в результате аварии образовался радиоактивный след, получивший название Восточно-Уральского. Вдоль "следа" население было эвакуировано; на данной территории повысился уровень смертности, возросло число раковых заболеваний, рождаются дети-уроды (Вести. 1992. 7 июня).

К числу крупнейших радиационных аварий относятся аварии в Уиндскейле (Великобритания) в 1957 году и на АЭС в Тримайл-Айленд (США) в 1979 году.

Авария на Чернобыльской АЭС  вызвала разрушение активной зоны реакторной установки и части здания, где она располагалась. Произошло это перед остановкой блока на плановый ремонт при проведении испытаний режимов работы одного из турбогенераторов. Мощность реакторной установки внезапно возросла, что привело к ее разрушению и выбросу части накопившихся в активной зоне радионуклидов в атмосферу.

Образовавшееся в момент аварии облако сформировало след на местности в западном и северном направлениях в соответствии с метеорологическими условиями переноса воздушных масс. В последующие десять суток продолжался интенсивный выброс радиоактивных газов и аэрозолей, что обусловило формирование радиоактивно загрязненной территории сложной конфигурации. Помимо радиоактивных выпадений вблизи ЧАЭС были сформированы крупные пятна на территории Беларуси, Украины, западных областей Российской Федерации.

Имеются пятна загрязнений в  Краснодарском крае, в районе Сухуми, Прибалтике. Пострадали также 10 европейских стран (Швеция, Финляндия, Польша, ФРГ, Швейцария, Италия и др.). .

Суммарный выброс продуктов деления (без радиоактивных благородных газов ксенона, криптона) составил около 50 МКи (1,851018 Бк), что соответствует примерно 3,5 % общего количества радионуклидов в реакторе на момент аварии. К 6 мая 1986 года выброс радиоактивных веществ практически завершился.

Наиболее пострадавшей республикой  является Беларусь, на ее территории выпало 80 % РВ. 18,4 % (почти 1/5~часть) территории республики загрязнены РВ (1 613,4 тыс. га). С радиоактивной струей выделилось радиоактивных веществ массой 77 кг, не считая нескольких тонн ядерного топлива, графита и материала конструкции вблизи АЭС.

26 апреля и 6 мая 1986 года отмечены  самые мощные выбросы. Высота  первого выброса доходила до 1700 м.

26 апреля радиационный фон в  г. Минске превышал естественный в 9000 раз, в г. Гомеле — в 120 000 раз. В Минске 28 апреля радиационный фон соответствовал 500 мкР/ч (данные Белгидромета), естественный радиационный фон Республики Беларусь — 0,01—0,02 мР/ч (или 10—20 мкР/ч).

В табл. 6.1 показаны площадь радиоактивных  загрязнений, количество населенных пунктов и количество населения, проживающего на территориях с разными плотностями загрязнения.

В Гомельской области один чистый район — Октябрьский. В Витебской — один грязный — Толочинский.

В Минской области загрязнены 12 районов: Березинский, Борисовский, Вилейский, Воложинский, Логойский, Молодечненский, Солигорский с уровнем загрязнения 1—5 Ки/км² и др. В Воложинском и Солигорском районах имеются населенные пункты с плотностью загрязнения 5—15 Ки/км².

Помимо приведенных в таблице  радионуклидов, в атмосферу выброшены тритий и радиоуглерод (периоды полураспада соответственно 12,3 и 5730 лет), которые включились в биосферный обмен. Поскольку углерод и водород — основа органической жизни, эти изотопы оказались в тканях растений и животных, распространились повсеместно.

На расплавленную зону реактора с вертолетов в течение многих дней сбрасывались тонны песка, доломита, бора, свинца. Падая с высоты, они также временно увеличили количество выносимых в атмосферу пыли и других аэрозолей, ставших радиоактивными.

Радиоактивная загрязненность разных районов в результате аварии в Чернобыле оказалась очень неравномерной. Пятна радиоактивности образовались не только вокруг АЭС, но и на очень больших расстояниях от нее, причем иногда удаленные территории загрязнены сильнее, чем ближние. Это объясняется тем, что, во-первых, истечение радиоактивной струи из разрушенного реактора было длительным, во-вторых, с изменением направления ветра менялось и направление радиоактивного облака, в-третьих, происходило неравномерное очищение атмосферы от радиоактивных изотопов. Самые легкие частицы поднимались очень высоко, осаждались медленно, успев несколько раз обогнуть земной шар и за время от нескольких месяцев до года распространились по всему северному полушарию. Более тяжелые аэрозоли расположились в приземном воздухе, откуда за дни или недели опустились на земную поверхность.

Дождь очень эффективно вымывает радионуклиды из атмосферы, но в ту теплую весну дождей было мало; там, где они прошли, образовались радиоактивные пятна.

Осаждение радиоактивных частиц можно  вызвать и искусственно, с помощью метеорологических снарядов или авиации, чтобы предотвратить бесконтрольное распространение и не допустить загрязнения крупных промышленных центров. Такая операция также осуществлялась.

В первое время после аварии основной вклад в суммарную радиоактивность вносили короткоживущие изотопы — йод-131, стронций-89, теллур-132, инертные газы ксенон и криптон и другие, но наибольшую опасность представляют цезий-137 и 134, стронций-90, плутониевые радионуклиды, входящие в состав "горячих" частиц. "Горячие", или топливные, частицы — это крупные (десятки и более микрон) с исключительно высокой радиоактивностью частички ядерного топлива, выброшенные взрывом. Помимо плутония и урана в них содержится и осколочная радиоактивность. "Горячие" частицы выпали, в основном, в южной части Гомельской области недалеко от АЭС, но в небольшом количестве обнаружены и в других местах.

Ученые Е.П. Петряев, профессор, заведующий кафедрой радиохимии БГУ, В.Б. Нестеренко, член-корреспондент АН Беларуси, директор Института радиационной безопасности, публично объявили в 1988 году о том, что "горячие" частицы (плутония) есть не только в Гомельской области, но и практически по всей Беларуси, включая Минск.

Из физических методов их изучения этими учеными был применен метод фотографии. Лист каштана прикладывался к рентгеновской пленке и получалась картинка. Делались и электронные фотографии таких частиц. При исследовании почвы обнаружилось, что таких "горячих" частиц на 1 м² может быть от одной до ста тысяч.

Е.П. Петряев отмечает, что у него сложилось впечатление, что частицы в почве начинают разрушаться. Из крупных становятся мелкими. И вот тут опасный момент: плутоний может попасть в воду. Но не только плутоний, но еще более опасный америций-241. Таким образом, я вижу, что в будущем ситуация может осложниться, потому что... в природе существует круговорот воды.

А в легких концентрация частиц тоже уменьшается. Это означает, что частицы  в легких разрушаются точно так, как и в почве, и начинают миграцию по всему организму. Плутоний ведь почти не выводится.

По представлению радиобиологов, частицы, попавшие в легкие, начинают выжигать, плавить ткани. Медики уже  наблюдают образование полостей в легких, печени, каверны, пустоты, микро- и макрополости.

Плутония-241 с периодом полураспада 14,64 года было в 100 раз больше, чем более опасного плутония-239. За 6 лет треть плутония-241 распалась, и образовалось аналогичное количество атомов америция-241. Еще через б лет его будет столько же. И там, где люди жили на относительно безопасной территории, они попадают под действие америция, то есть речь идет о качественном преобразовании, смещении загрязнений, а дальше — о новой волне переселений; переделке карт радиационной загрязненности америцием. Америций более подвижен, чем плутоний. В массовом масштабе переход плутония в америций начнется лет через 7—8, т.е. на территории, загрязненной плутонием-241, будет ровно столько же америция-241.

Созданы карты радиационной обстановки на территории Республики Беларусь по цезию-137, стронцию-90, плутонию-239, которые отражают ситуацию по различным периодам времени и публикуются в периодической печати.

Загрязнение территорий Республики Беларусь цезием-137 следующее:

1—5 Ки/км² (29,92 тыс.км²),

5—15 Ки/км²(10,17 тыс.км²),

15—40 Ки/км² (4,21 тыс.км²),

более 40 Ки/км² (2,15 тыс.км²).

Весьма летучий цезий распространен  практически по всей территории республики. Цезий-137 — основной радионуклид, формирующий аварийное пятно загрязнений, простирающееся на севере Гомельской области и на юге Могилевской.

Наибольшая концентрация стронция-90 отмечена в 30-километровой зоне и вокруг нее. Ситуация по стронцию-90 представлена на карте с плотностями загрязнения:

1—2 Ки/км²,

1—3 Ки/км²,

более 3 Ки/км².

Больше всего его выпало на юге  Гомельской области (Хойникский, Брагинский, Наровлянский районы). Участки с плотностью загрязнения 3 Ки/км² и более находятся в зоне отселения. Небольшие локальные пятна такой же плотности обнаружены около деревень Слабожанка, Гречихина, Дворище, Рудное, Стреличево Хойникского района.

Участки загрязнения 2 Ки/км² совпадают с участками цезия-137 с загрязнением 15 Ки/км², т.е. с зонами жесткого контроля.

В Могилевской области плотность  загрязнения стронцием-90 не превышает 2 Ки/км². Максимальные величины обнаружены в д. Углы Костюковичского, д. Высокий Борок Краснопольского районов.

В соответствии с удельным весом  в составе выбросов биологически наиболее значимых радионуклидов, в развитии аварийной радиационной обстановки можно выделить два основных периода: "йодной опасности" продолжительностью до 1,5—2 месяцев, и "цезиевый", который будет длиться многие годы.

В "йодном периоде" кроме внешнего облучения (формировалось до 45 % дозы за первый год) основные проблемы были связаны с молоком — главным "поставщиком" радиойода внутрь организма и листовыми овощами.

Известно, что по прошествии 10 периодов полураспада иода его активность снижается на 3 порядка (в 1000 раз), поэтому к концу июня 1986 года период "йодной опасности" практически закончился, и на первый план выдвинулась "цезиевая проблема".

"Цезиевый период" будет продолжаться  долгие годы, и это является  одной из причин тревоги населения.  Основными "поставщиками" цезия в организм человека являются молоко, хлеб, овощи.

Итак, основное значение при чернобыльском  радиоактивном выбросе имели и имеют в настоящее время радионуклиды йода-131, цезия-137, стронция -90, плутония-239.

С воздухом в организм человека поступает  едва ли больше 1% всей радиоактивности, примерно 5 % попадает с водой, но основная опасность — это радионуклиды в пище (94 %).