Ионизирующие излучения. 2

Смоленский  филиал ФГБОУ ВПО «Российский  государственный торгово-экономический  университет »

 

 

 

Кафедра естественно-гуманитарных дисциплин

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ ПО ЭКОЛОГИИ

 

ИОНИЗИРУЮЩИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил  студент I курса, группы ТД 112 о

Специальность «Таможенное дело»

Волынчук  Сергей Николаевич

 

 

 

Рецензент д. м. н.,

проф. Глотов В. А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Смоленск, 2011

Содержание

 

Введение.................................................................................................................3

  1. Загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами..............4
  2. Чернобыльская авария и ее последствия........................................................6
  3. Единицы излучения и дозы............................................................................10
  4. Влияние радионуклидов на здоровье............................................................12
  5. Литература.......................................................................................................14

 

Введение

 

 Развитие атомной энергетики, с одной стороны, и растущая  опасность расширяющегося воздействия  человека на биосферу, которое  приняло в настоящее время глобальные размеры, с другой – обусловливают необходимость научного анализа последствий перевода топливно-энергетической базы на ядерную основу. Среди комплекса проблем – экономических, социально-политических, психологических, экологических, – которые выдвигает начавшийся переход энергетики с ископаемого топлива на ядерное, наиболее важной является проблема влияния ядерной энергетики на внешнюю среду.

 Увеличение естественного радиационного  фона, которое сопровождает освоение  человеком энергии атомного ядра, привело к формированию ряда  научных дисциплин: радиоэкологии,  радиационной гигиены, ядерной  метеорологии и др., всесторонне  исследующих закономерности поведения  во внешней среде радионуклидов  и действия ионизирующих излучений  на объекты окружающей среды  и человека. В результате радиологических  исследований к настоящему времени  достаточно полно изучены основные  особенности миграции наиболее  важных в радиологическом отношении  нуклидов в природных биогеоценозах,  включая водные сообщества, а  также влияние облучения на  живые организмы, в том числе  водные растения и животных. Это  позволило оценить радиационную  обстановку в различных регионах  земного шара, а также собрать  научную информацию для прогнозирования  возможных радиологических последствий  попадания радиоактивных веществ  в окружающую среду.

 

 

 

 

 

 

 

  1.  Загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами

 

Природные экосистемы загрязнены техногенными радионуклидами из разных источников: во-первых, это глобальные радиоактивные выпадения из атмосферы - результат испытаний ядерного оружия; во-вторых, значительное количество радионуклидов поступило в окружающую среду в результате деятельности ядерных предприятий и аварий на них.(А.Ааркрог и др. Изучение вклада наиболее крупных ядерных инцидентов в радиоактивное загрязнение Уральского региона, ЭКОЛОГИЯ, Номер 1, 1998 г.)

 Две  тысячи ядерных взрывов, из  них 483 испытания в атмосфере,  распыливших две тонны плутония, плюс Чернобыль резко стимулировали  интерес населения и государственных  органов к контролю заражения  воды радиоактивными элементами.

 Радиоактивному  загрязнению подвержен и мировой  океан. Низкорадиоактивные отходы сбрасывали в моря и океаны Бельгия, Великобритания, Германия, Италия, Корея, Нидерланды, Новая Зеландия, Россия, США, Франция, Швейцария, Швеция, Япония. На морском дне лежат несколько погибших атомных подводных лодок США и России, контейнеры с радиоактивными отходами западных стран, потерянные ядерные бомбы, затопленные атомные реакторы ледоколов, а также кораблей ВМФ. (Г.С.Фомин, ВОДА, 1995 г.)

 В  связи с намеченной обширной  программой строительства атомных  электростанций и стремлением  по-хозяйски использовать водоёмы  охладители изучение закономерностей  поведения радионуклидов в них  приобретает практический интерес. (Н.И.Буянов и др. Накопление и выведение искусственных радионуклидов организмами пресноводных рыб, ЭКОЛОГИЯ, Номер 4, 1983 г.)

 Биосфера  находится под неблагоприятным  воздействием антропогенных факторов, что нарушает её динамическое  равновесие. Аварии и неконтролируемые  утечки могут периодически подпитывать  атмосферу загрязняющими веществами, и в этом смысле радиоактивным  материалам будет принадлежать, к сожалению, не последнее место.  Основным их источником в настоящее  время является воздушный бассейн,  куда в период интенсивного  испытания ядерного оружия (1945--1963 гг.) было инжектировано очень  большое количество осколочных  радионуклидов. На поверхность  Мирового океана все еще продолжают  выпадать большие количества  долгоживущих радиоактивных аэрозолей. 

 Определенный  вклад в загрязнение биосферы  может быть обусловлен и подземными  ядерными взрывами, сопряженными  с аварийным выбросом раскаленных  радиоактивных паров и газов  через образовавшиеся трещины  в грунте.

 Потенциальным  источником радиоактивного загрязнения  природы являются реакторы атомных  электростанций и других предприятий  атомной индустрии, расположенных  не только в прибрежной зоне, но и в глубине континента.

 Таким  образом, в итоге глобального,  хотя и слабого, загрязнения  биосферы антропогенными радионуклидами  современное радиационное поле  зоны биопоэза обуславливается двумя составляющими - природного и искусственного

происхождения.

 

 

 

 

 

  1. Чернобыльская авария и ее последствия

 

Сигнал тревоги, прозвучавший в  мирной ночи на Чернобыльской атомной  электростанции 26 апреля 1986 года в 1 час 23 минуты, всколыхнул весь мир. Он стал грозным предупреждением человечеству о том, что колоссальная энергия, заключенная в атоме, без надлежащего  контроля над ней, может поставить  вопрос о самом существовании  людей на планете.  Чернобыльская  беда ясно дала понять миру, что вышедшая из под контроля ядерная энергия не признает государственных границ. Проблемы обеспечения ее безопасного использования и надежного контроля над ней должны стать заботой всего человечества.

Ущерб, который принесло радиоактивное заражение почве, животным и растениям для сельскохозяйственной деятельности человека велик и очевиден. Радиоактивные вещества попали в почву. У многих велик период полураспада. К примеру, плутоний (ПП=24000 лет), а это значит, что территория в течении этого времени не будет «полноценной». К счастью, он выпал не далее 30 км от станции. Конечно, люди начали дезактивацию территории.  Но она заключалась в одном – смыве радиоактивной пыли с поверхностей предметов. Это, конечно, важно и необходимо, но кто подумал о том, куда это всё смывалось, о земле, и так уже заражённой? Даже более того, 30-ти километровая зона была объявлена своеобразной «лабораторией», полигоном научных исследований для изучения влияния радиации на природу, следовательно, не принималось никаких попыток по дезактивации почв. За пределами 30-километровой зоны таких работ также не проводилось, хотя науке известны способы выведения радионуклидов из почв. Основным принципом таких работ является перевод радионуклидов в растения с последующим их выкосом и захоронением. Ионы в почвах могут существовать в двух видах: в растворимом и адсорбированном. В адсорбированном виде они недоступны для растений. Сорбционная способность почв зависит от типа почв, наличия в них тех или иных веществ, оводненности и многих других факторов. Сорбция велика при наличии органических веществ в почве. Она значительно снижается при низких значениях рН, при наличии комплексонов, а также атомов-аналогов, которыми являются для Со,Y и Се – Fe и Al, для Sr и Cs – Са и К. Адсорбированные же ионы легко вытесняют друг друга в соответствии с рядом активности металлов. Стронций вытесняется ионами железа и меди, к тому же сам обладает достаточной подвижностью в почвах. Цезий практически не вытесняется, но по данным Куликова И.В. десорбируется водными растительными экстрактами и ЭДТА. Его подвижность увеличивается в почвах с высоким содержанием К и Са. Эта проблема требует дополнительных исследований. Особое внимание нужно делить цезию-137. Это летучий элемент. Его период полураспада равен 30 годам. В Южной Баварии есть пятна, где загрязнения этим элементом превышают киевские территории. А в Киеве есть кварталы, которые «усыпаны» цезием. В Южную Баварию он попал вместе с осадками. Такие осадки были и в Италии, Швейцарии, Швеции, Финляндии – каждая из этих стран получила по 2-3 % всех радиоактивных веществ. Остальные выпали на территорию Украины, Белоруссии, России – по 20-30 % . Радиоактивные осадки распределены по почве неравномерно, т.к. это зависело от воли ветра. Эти осадки углубились в почву, но неглубоко. Радиоактивные вещества, проникая в почву, прочно связываются с её элементами, и слабо сдуваются. А растениям становится очень трудно извлечь из земли опасные изотопы. Однако это, как было уже сказано от свойств почвы.

 Исследователи пытались определить, какой район пострадал больше  других. Это оказалось невозможным.  Когда они приезжали в районы, жители уверяли их, что именно  их местность пострадала больше  других, хотя приборы показывали, что здесь нет содержания каких-либо  радиоактивных веществ. Но животные  стали умирать гораздо чаще, чем  раньше. Коровы околевали от рака  крови. А многие растения перестали  давать семена.

 Сильно пострадала территория, находящаяся в непосредственной  близости от 4-го блока. От мощного  облучения короткоживущими изотопами  погибла часть хвойного леса. Умершая хвоя была рыжего цвета,  а сам лес таил в себе  смертельную опасность для всех, кто в нем находился. После  осыпания хвои из голых ветвей  проглядывали редкие зеленые  листья березы – это говорило  о большей устойчивости лиственных деревьев к радиации. У выживших хвойных деревьев летом 86 г. наблюдалось ингибирование роста, некроз точек роста, рост спящих почек, уплощение хвои, иголки ели по длине напоминали сосновые. Вместе с тем наблюдались компенсаторные реакции: увеличение продолжительности жизни хвои в ответ на снижение митотической активности и рост спящих почек в связи со смертью точек роста.

 Весь мертвый лес площадью  в несколько гектаров был вырублен, вывезен и навсегда погребен  в бетоне. В оставшихся лесах  предполагается замена хвойных  деревьев на лиственные. В результате катастрофы погибли все мелкие грызуны. Исчез с лица земли целый биоценоз хвойного леса, а сейчас там – буйное разнотравье случайной растительности. А во многих местах нет даже этого: желтый песок и равнина, где не растет ни трава, ни кусты, ни деревья. Лес похоронен. Убрана даже почва. Одно, лаконичное слово - дезактивация.  Вода так же подвержена радиоактивному загрязнению, как и земля. Водная среда способствует быстрому распространению радиоактивности и заражению больших территорий до океанических просторов. В Гомельской области стали непригодными для использования 7000 колодцев, ещё из 1500 пришлось несколько раз откачивать воду. Пруд-охладитель подвергся облучению свыше 1000 бэр. В нем скопилось огромное количество продуктов деления урана. Большинство организмов, населяющих его, погибли, покрыли дно сплошным слоем биомассы. Сумели выжить лишь несколько видов простейших. Уровень воды в пруде на 7 метров выше уровня воды в реке Припять, поэтому и сегодня существует опасность попадания радиоактивности в Днепр. Стоит, конечно сказать, что усилиями многих людей удалось избежать загрязнения Днепра путем осаждения радиоактивных частиц на построенных многокилометровых земляных дамбах на пути следования зараженной воды реки Припять. Было также предотвращено загрязнение грунтовых вод – под фундаментом 4-го блока был сооружен дополнительный фундамент. Были сооружены глухие дамбы и стенка в грунте, отсекающие вынос радиоактивности из ближней зоны ЧАЭС. Это препятствовало распространению радиоактивности, но способствовало концентрации её на самой ЧАЭС и вокруг неё. Радиоактивные частицы и сейчас остаются на дне водоемов бассейна Припяти. В 1988 г. принимались попытки очистки дна этих рек, но в связи с развалом союза не были закончены. А сейчас такую работу вряд ли кто-нибудь будет делать.

 Город без жителей умер быстро. Еще недавно Припять искрилась весельем, из окон, распахнутых на встречу весне, лилась музыка, сновали по улицам Жигули и Москвичи, в парках, скверах резвились ребятишки. Сегодня город встречает, закрытыми фанерными щитами витрин магазинов, сеткой от кроватей, упавших с грузовика, и тишиной.

 «Чернобыльские пожары». Каждую весну, как только людям открывают доступ в закрытые места, леса горят здесь с такой силой, что температура доходит до 800о С. Взрываются снаряды, лежавшие там со времён Отечественной войны. Пожары устраивают чернобыльские поселенцы. После аварии из зоны было выселено более 116 тыс. людей. Выпивший народ поджигает кладбища –мол, всё равно к ним возврата нет. Огонь перебирается на леса и переходит на территорию Белоруссии. После пожаров повышается радиация, особенно в Белоруссии. Там горят сотни гектаров торфяников. Конечно, это доставляет большие материальные хлопоты властям.

15 декабря 2000 г. Национальный  дворец «Украина». Президент Украины  Леонид Кучма даёт команду  на отключение третьего энергоблока  Чернобыльской АЭС – единственного  работающего из четырёх. Но  закрытие Чернобыльской АЭС –  не праздник, это событие, которое навсегда  останется в нашей памяти с «чёрной повязкой».  

  1. Единицы излучения и дозы

 

Доза ионизирующего излучения – количественная характеристика воздействия ионизирующего излучения на вещество. В неживой природе эффект такого воздействия оказывается необратимым и зависит лишь от энергии ионизирующего излучения, поглощенной массой облучаемого вещества. В живых организмах лучевые повреждения могут частично восстанавливаться, поэтому эффект облучения зависит не только от энергии ионизирующего излучения, поглощенной тканями, но и от вида излучения, его относительной биологической эффективности (ОБЭ), распределения поглощенной энергии во времени. В связи с этим пользуются двумя разновидностями количественной характеристики воздействия ионизирующего излучения - поглощенной дозой и эквивалентной дозой.

Поглощенная доза D - это энергия  ионизирующего излучения, поглощенная  в единице массы облучаемого  вещества и измеряемая в греях. Грей (Гр) равен единице энергии джоулю (Дж), деленному на единицу массы килограмм (кг): Гр=Дж/кг или Дж-кг-1 ст.

Эквивалентная доза Н равна произведению поглощенной дозы на так наз. коэффициент  качества ионизирующего излучения (К), к-рый учитывает ОБЭ излучения: H=KD. Значения коэффициента качества для различных видов и энергий ионизирующих излучений регламентированы международными соглашениями на основе изучения и анализа экспериментальных данных и клин, опыта. Эквивалентную дозу также измеряют в Дж/кг, однако для нее установлено особое наименование - зиверт (Зв): Зв=Дж/кг или Дж-кг-1 ст.

Поглощенная доза как количественная характеристика ионизирующего излучения  широко используется в лучевой терапии, радиобиологии и радионуклидной диагностике. Эквивалентная доза применяется только в области радиационной безопасности.

Величина, выражаемая отношением дозы ионизирующего излучения за некоторый отрезок времени t к этому времени, называется мощностью дозы ионизирующего излучения. Мощность поглощенной дозы D=D/t, мощность эквивалентной дозы H=H/t.

Для того чтобы учесть биологическую  опасность излучения и неодинаковую чувствительность органов и тканей, поглощенную дозу (грей) умножают на соответствующие коэффициенты и  получают эффективную дозу — в  зивертах (Зв).

 

  1. Влияние радионуклидов на здоровье

Чтобы понять, велика или мала доза в 1 Зв, приведем следующие примеры:

  • среднее значение эффективной дозы, получаемой жителем нашей планеты за год, составляет 2,4 миллизиверта (мЗв);
  • доза, получаемая при ежегодном флюорографическом обследовании грудной клетки, составляет 0,1–0,9 мЗв (в зависимости от того, какой флюорограф используется — цифровой или устаревший пленочный);
  • допустимая доза, которую человек может получить от техногенных источников радиации, составляет 1 мЗв/год (отметим, что сюда не включена доза, получаемая в результате медицинских обследований);
  • для сравнения: средняя доза, получаемая жителем Финляндии (где из-за выхода гранитных пород на поверхность наблюдается высокий естественный фон), составляет 6–8 мЗв/год.

 Радиация  для большинства людей — предмет  непонятный, радиация невидима и  неосязаема, именно поэтому человек  готов предполагать самое худшее, когда речь заходит о влиянии  радиации на здоровье. Этот страх,  в свою очередь, успешно эксплуатируется  недобросовестными политиками, экологами  и средствами массовой информации, которые заботятся не о том,  чтобы правдиво и адекватно  разъяснить населению, насколько  в действительности вредна радиация; наоборот, им зачастую выгодно  создать вокруг этого явления  негативный, зловещий ореол. 

Живая клетка на 60–70% состоит из воды. Поэтому  поток частиц ионизирующего излучения, проникая в организм, взаимодействует, прежде всего, с водой, что приводит к ее радиационному разложению —  этот процесс называется радиолизом воды.

Радиолиз  воды

 

 

 

В общих  чертах этот процесс можно представить  так:

Радиация  ионизирует воду «вырывает» из молекулы воды электрон.

Этот  электрон соединяется с другой молекулой  воды и превращается в гидратированный  электрон, обладающий большой способностью вступать в химические реакции.

Положительно  заряженная молекула воды, потерявшая электрон, взаимодействует с окружающими  ее молекулами  в результате чего образуются так называемые свободные радикалы — соединения, которые также обладают высокой химической активностью.

В результате взаимодействия радикалов, в частности, образуется перекись водорода которая обладает окислительными свойствами.

Под действием  радиации в клетках живых организмов образуются чужеродные химические соединения. Продукты радиолиза «атакуют» молекулярные структуры клеток, разрушают их, прерывают нормальное течение внутриклеточных  процессов. В итоге, нормальное функционирование клеток нарушается, и при определенных дозах они гибнут. Но клетки человеческого  организма обладают способностью «залечивать» радиационные повреждения.

Действительно, человек постоянно подвергается воздействию природной радиации. На Земле есть регионы, где природный  фон превышает среднее по планете  значение в разы и в десятки  раз: в их число входят некоторые  районы Франции, Финляндия, Швеция, Алтайский  край, прибрежные территории юго-запада Индии, некоторые курорты Бразилии.

Миллионы  жителей нашей планеты испытывают повышенную радиационную нагрузку за счет природных факторов, при этом, радиация не оказывает никакого влияния  на их здоровье. Более того, многие районы с повышенным радиационным фоном  являются признанными курортами (например, та же Финляндия, Кавказские Минеральные  Воды, Карловы Вары и пр.).

 

Литература

 

  1. Л.А.Перцов – «Биологические аспекты радиоактивного загрязнения моря», 1978г.
  2. URL: http://www.russianatom.ru/information/organism/how-radiation-affects-the-body
  3. URL: http://www.golkom.ru/kme/05/1-427-2-1.html
  4. «Краткая Медицинская Энциклопедия» издательство "Советская Энциклопедия", издание второе, 1989 г., Москва
  5. URL: http://nuclphys.sinp.msu.ru/radiation/rad_5.htm
  6. URL: http://libsib.ru/ekologiya/biosfera-i-chelovek/radiatsionnoe-zagryaznenie

 

 


Ионизирующие излучения. 2 📙 Реферат → 🆔 104370

Ионизирующие излучения. 2 📙 Реферат → 🆔 104370