Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Учебный материал. Формирование радиоактивного загрязнения РБ началось сразу после взрыва реактора, т
|
|
Формирование радиоактивного загрязнения РБ началось сразу после взрыва реактора, т. к. радиоактивное облако перемещалось с воздушными потоками в северо-западном и северном направлениях. Около 70 % радиоактивных веществ, выброшенных из разрушенного реактора в атмосферу, в результате сухого и влажного осаждения выпали на территорию Беларуси. При этом 23 % территории Республики Беларусь (46, 5 тыс. км2) с 3221 населенными пунктами, в том числе 27 городов, где проживало 2, 2 млн. человек (более 400 000 детей), оказалось загрязненной цезием-137 более 37 кБк/м2 (1 Ки/км2). Для сравнения: в Украине зона с уровнем загрязнения более 37 кБк/м2 занимает площадь 28, 5 тыс. км2 (5 %, 1599 населенных пунктов), в России – 35, 2 тыс. км2 (10, 6 %, 1088 населенных пунктов).
Радиоактивное загрязнение распространилось по всем областям республики. Оно имеет неравномерный «пятнистый» характер, что обусловлено динамикой выброса и постоянно меняющимися метеоусловиями.
Максимальные уровни загрязнения были обнаружены в 30-километровой зоне вокруг АЭС:
- по цезию-137 — 18500 кБк/м2 (500 Ки/км2);
- стронцию-90 — более 455 кБк/м2 (более 12 Ки/км2);
- по плутонию-239, 240 — около 150 кБк/м2 (около 4 Ки/км2).
Однако и за пределами зоны отчуждения выявлены участки с высокими уровнями загрязнения (д. Чудяны, Могилевской области — 5402 кБк/м2). Есть случаи, когда в пределах одного населенного пункта существует большое различие уровней загрязнения почвы цезием-137. Например, в д. Веприн, Могилевской области в восточной части загрязнения 37 кБк/м2 (1 Ки/км2), в западной — 2035 кБк/м2 (55 Ки/км2); в д. Колыбань Гомельской области загрязнение почвы от 174 до 2424 кБк/м2.
Самыми пострадавшими от Чернобыльской катастрофы областями Беларуси являются: Гомельская, Могилевская и Брестская. В Брестской области значительное радиоактивное загрязнение было установлено в Столинском, Пинском, Лунинецком, Дрогичинском, Березовском и Барановичском районах. В Минской, Гродненской и 4-х населенных пунктах Витебской области содержание цезия-137 в почве превышает 37 кБк/м2 (1 Ки/км2). На остальной территории Беларуси уровни загрязнения почвы цезием-137 также выше доаварийных значений и лишь в северо-западных районах Витебской области сопоставимы с глобальными выпадениями.
В окружающую среду были выброшены:
· летучие радиоактивные инертные газы;
· сотни продуктов деления, накопившихся в зоне реактора;
· изотопы наведенной радиоактивности за счет веществ, которые сбрасывали на реактор;
· частички ядерного топлива.
Долговременный характер аварии и резко меняющиеся метеоусловия о предилили два типа радиоактивных выбросов:
1) конденсационная фракция, обусловленная конденсированием, а затем осаждением из верхних слоёв атмосферы легколетучих радионуклидов
2) диспергированные частицы ядерного топлива – «горячие частицы»
Эти два вида выпадений имеют различный радионуклидный состав, различный масштаб переноса и резко различаются по формированию радиационной обстановки.
Сразу после аварии радиационная обстановка в республике и формирование дозовых нагрузок на население определялись действием короткоживущих радионуклидов: молибдена, технеция, лантана, бария, благородных инертных газов, радиоизотопов йода-131, 132, 133, 134, 135, 123, 125, 126. По расчетным данным, в окружающую среду было выброшено 50–60 % накопившихся в реакторе радиоизотопов йода.
Уровни радиоактивного загрязнения короткоживущими радионуклидами йода во многих регионах республики были настолько велики, что вызванное ими облучение миллионов людей квалифицируется специалистами как период «йодного удара».
Выделяют несколько основных типов воздействия радионуклидов чернобыльской аварии на организм человека:
1. Внешнее гамма-облучение от радиоактивного облака.
Оно было недолгим и продолжалось до формирования радиоактивного следа на местности и объектах окружающей среды. Его вклад в формирование дозы в первый послеаварийный год составил до 2%.
2. Ингаляционное поступление радионуклидов в организм человека. Формирует около 4 % дозы за счет внутреннего облучения организма. Аэрозольное загрязнение атмосферного воздуха можно разделить на 2 этапа:
а) относительно кратковременный — это момент выброса газоаэрозольной струи в атмосферный воздух, формирование и перенос радиоактивных облаков до момента их осаждения на поверхность земли, воды, объекты окружающей среды, т. е. ингаляционное поступление радионуклидов из радиоактивного облака;
б) непрерывный — вторичное загрязнение атмосферы за счет ветрового подъема пыли.
Загрязнение приземного слоя атмосферы в результате ветровой эрозии почвы является дополнительным фактором загрязнения территории радионуклидами. Мельчайшие аэрозольные частички переносятся с воздухом на большие расстояния вследствие медленной седиментации. В ряде случаев перенос радиоактивной пыли обуславливал повторное загрязнение дезактивированных территорий. Особую опасность вторичное загрязнение атмосферы радионуклидами за счет ветрового подъема пыли представляет для населения, постоянно проживающего и работающего на загрязненной территории.
3. Внешнее гамма-излучение от осевших на земную поверхность и объекты окружающей среды радионуклидов (осадки также интенсивно вымывают радиоактивные вещества из атмосферы).
Облучение организма от осевших радионуклидов самое длительное и интенсивное. Оно формирует около 50–60 % дозы у населения.
Данный тип воздействия обусловлен, в основном, гамма-излучением цезия-137 и другими гамма-излучающими радионуклидами.
В настоящее время доза на организм человека формируется за счет долгоживущих радионуклидов цезия-137 с периодом полураспада 30 лет; стронция-90 — 29, 1 лет; плутония-239 — более 24000 лет.
Как показывают результаты исследований, проводимых на загрязненных территориях, миграция радионуклидов вглубь почвы незначительна. Наиболее интенсивно вертикальная миграция протекает в торфяниках. Основная часть радиостронция (51–78 %) находится в поверхностных слоях (0–1 см) почвы, причем 2–5 % — растворимых. Ближайший и долгосрочный (50 лет) прогнозы показывают, что самоочищение почв вследствие вертикальной миграции радионуклидов будет происходить крайне медленно.
Нахождение радионуклидов в корнеобитаемом слое, а также увеличение относительного количества обменного стронция в поверхностных слоях почв будут длительное время обуславливать интенсивную миграцию радионуклидов по пищевым цепочкам.
3. Внутреннее облучение от попадания радионуклидов в организм по пищевым цепочкам.
Доза облучение от попавших внутрь организма через органы дыхания, пищеварения и кожу может составлять 30-70%.
Для нашей республики этот тип воздействия радионуклидов имеет особое значение. Это связано с особенностями почв, преимущественно в Белорусском Полесье.
Среди загрязненных радионуклидами земель Беларуси больше половины составляют почвы легкого гранулометрического состава, характеризующиеся низкой емкостью поглощения, малым содержанием гумуса и вторичных глинистых минералов. В легких почвах республики радионуклиды цезия-137 и стронция-90 аномально подвижны, т. е. они плохо связываются частицами почвы и поэтому коэффициент перехода их в растения высокий. Хорошо фиксирует радионуклиды чернозем, глинистая почва, а в Белорусском Полесье почва песчаная, подзолистая, торфяно-болотная, т. е. легкая.
Указанные особенности Полесского региона имеют принципиальное значение и определяют высокие уровни накопления радионуклидов в местных продуктах питания и высокие дозовые нагрузки на организм проживающего там населения. Наглядным примером является Лельчицкий район Гомельской области, на территории которого встречаются почвы, разные по составу и по плотности загрязнения цезием-137.
Особую опасность представляет попадание радиоактивных веществ внутрь организма человека. Концентрация их в том или ином органе тела человека может во много раз превысить таковую в окружающей среде. Поведение радионуклидов в организме — пути и способы поступления, распределения по органам и системам (включая избирательное накопление), скорость и пути выведения — обусловлены их химическими свойствами.
Существует три основных пути поступления радиоактивных изотопов в организм:
1) ингаляционный путь — при вдыхании загрязненного радиоактивными аэрозолями воздуха;
2) пероральный — через желудочно-кишечный тракт с водой и пищей;
3) через кожу — поврежденную и неповрежденную.
Различают несколько типов распределения радионуклидов в организме:
· равномерный (Сs-137, С-14, Н-3, Ru-106);
· скелетный (Sr-90, Zr-95, Сe-144, Рu-239, Аm-241, Ra-226, Pb-210);
· щитовидный (I-131);
· ретикуло-эндотелиальный (Рu-239, Аm-241, Ce-141, Ct-144);
· почечный (U-238, Pb-210, Be-7).
Радиотоксичность — свойство радиоактивных изотопов вызывать большие или меньшие патологические изменения при попадании их в организм. Радиотоксичность обусловлена рядом факторов: 1) видом радиоактивного превращения; 2) средней энергией одного акта распада; 3) схемой радиоактивного распада; 4) путями поступления радионуклида в организм; 5) типом распределения радионуклида в организме; 6) временем пребывания радионуклида в организме; 7) продолжительностью времени поступления в тело человека.
Доза облучения человека, обусловленная чернобыльскими радионуклидами, состоит из дозы внешнего облучения от выпавших на поверхность земли и на окружающие здания и сооружения радионуклидов- гамма излучателей и дозы внутреннего облучения, сформированной от попавших в организм радионуклидов, с воздухом, продуктами питания и питьевой водой и через кожу. В настоящее время основными дозообразующими радионуклидами являются Cs-137 (доза внешнего облучения), Cs-137и Sr-90 (доза внутреннего облучения, сформированная загрязнёнными продуктами питания) изотопы плутония и Аm-241, поступающие через органы дыхания.
Для оценки среднегрупповых доз используют расчётные методы.
Доза внешнего облучения определяется через плотность загрязнения территории Cs-137 при помощи выражения вида:
Hвне= K·σ, где
Hвне - среднегрупповая эквивалентная доза внешенего облучения населения, мЗв
K - коэффициент пропорциональности, определяемый экспериментально, мЗв·м2/ Бк
σ - плотность загрязнения территории Cs-137, Бк/м2
Доза внутреннего облучения оценивается по средним показателям рациона различных групп населения и уровню загрязнения продуктов питания при помощи выражения:
Hвну= Kдоз.· Σ Mi · Ауд.i, где
Hвну- среднегрупповая доза внутреннего облучения, Зв
Kдоз- дозовый коэффициент, являющийся справочной величиной, Зв/Бк
Mi- масса потреблённого i-го продукта, кг
Ауд.i- удельная активность i-го продукта, Бк/кг
При поступлении радионуклидов в организм человека его активность снижается по закону радиоактивного распада и ввиду выведения радионуклидов из организма вследствие обменных процессов. Для определения скорости выведения используется т.н. эффективный период полувыведения.
Эффективный период полувыведения (Тэфф) — время, в течение которого активность изотопа в организме уменьшается вдвое. Эффективный период рассчитывается по следующей формуле:
, где
Т1/2 – период полураспада;
Тб – период биологического полувыведения.
Трансурановые элементы — химические радиоактивные элементы, расположенные в Периодической системе элементов Д.И. Менделеева после урана-238, то есть с атомным номером (Z) более 92. Получены трансурановые элементы путем бомбардирования тяжелых ядер (урана, тория или протактиния) нейтронами. При работе ядерного реактора с топливом уран- 238 с обогащением ураном-235 в реакторе образуются радиоизотопы нептуния и плутония.
«Горячие» частицы — это аэрозоль диспергированного ядерного топлива. Они бывают различной величины, активности и радионуклидного состава.
После аварии «горячие» частицы разнеслись атмосферным воздухом на значительные расстояния, но основная масса их сосредоточилась в зоне отчуждения.
Особенностью формирования доз облучения населения, проживающего на загрязненных территориях, является:
1) пролонгированное внешнее и внутреннее облучение за счет долгоживущих радионуклидов (Сs, Sr, Рu) в дополнение к дозам, сформировавшимся на раннем этапе аварии за счет короткоживущих радионуклидов, особенно радиоизотопов йода;
2) определенная часть населения вынуждена жить на загрязненных радионуклидами территориях, используя в пищу продукты местного производства, которые формируют основную дозовую нагрузку на организм (более 80 %). При этом сельские жители получают гораздо большие дозовые нагрузки, чем городские.
Принципы, заложенные в основу проведения всех защитных мероприятий, сводятся к следующему:
1. Следует исключить какую-либо возможность возникновения у населения лучевой болезни.
2. Риск возникновения у человека отдаленных эффектов действия радиации должен быть снижен настолько, насколько это практически достижимо.
Согласно Закону «О правовом режиме территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате катастрофы на ЧАЭС» (12.11.1991 г.) вся загрязненная радионуклидами территория РБ делится на следующие зоны:
1. Зона эвакуации (отчуждения, 30-километровая зона).
2. Зона первоочередного отселения — плотность загрязнения радионуклидами цезия-137 более 40 Ки/км2.
3. Зона последующего отселения — с плотностью загрязнения территории радионуклидами цезия-137 15–40 Ки/км2.
4. Зона с правом на отселение — с поверхностной активностью цезия-137 5–15 Ки/км2.
5. Зона периодического радиационного контроля — с плотностью загрязнения радионуклидами цезия-137 1–5 Ки/км2.