Проблема радиоактивного загрязнения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Содержание

Введение

1. Историческая справка

2. Распространение радиационного загрязнения

2.1 Радиоактивное загрязнение воздушной среды

2.2 Радиоактивное загрязнение водной среды

2.3 Радиоактивное загрязнение почвы

3. Испытание ядерного оружия

4. Ядерная инфраструктура

5. Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний

6. Переработка радиоактивных отходов. Влияние на человека

Заключение

Введение

Научные открытия и развитие физико-химических технологий в XX в. привели к появлению искусственных источников радиации, представляющих большую потенциальную опасность для человечества и всей биосферы.

Эту прибавку обусловили:

а) технические источники проникающей радиации (медицинская диагностическая и терапевтическая рентгеновская аппаратура, радиационная дефектоскопия, источники сигнальной индикации и т.п.);

б) извлекаемые из недр минералы, топливо и вода;

в) ядерные реакции в энергетике и ядерно-топливном цикле;

г) испытания и применение ядерного оружия. Деятельность человека в несколько раз увеличила число присутствующих в среде радионуклидов и на несколько порядков - их массу на поверхности планеты.

Главную радиационную опасность представляют запасы ядерного оружия и топлива и радиоактивные осадки, которые образовались в результате ядерных взрывов или аварий и утечек в ядерно-топливном цикле - от добычи и обогащения урановой руды до захоронения отходов. В мире накоплены десятки тысяч тонн расщепляющихся материалов, обладающих колоссальной суммарной активностью.

1. Историческая справка

С 1945 по 1996 г. США, СССР (Россия), Великобритания, Франция и Китай произвели в надземном пространстве более 400 ядерных взрывов. В атмосферу поступила большая масса сотен различных радионуклидов, которые постепенно выпали на всей поверхности планеты. Их глобальное количество почти удвоили ядерные катастрофы, произошедшие на территории СССР. Долгоживущие радиоизотопы (углерод-14, цезий-137, стронций-90 и др.) и сегодня продолжают излучать, приблизительно 2%-ю добавку к фону радиации. Последствия атомных бомбардировок, ядерных испытаний и аварий еще долго будут сказываться на здоровье облученных людей и их потомков.

Не только нынешнее, но и последующие поколения будут помнить Чернобыль и ощущать последствия этой катастрофы. В результате взрывов и пожара при аварии на четвертом энергоблоке ЧАЭС с 26 апреля по 10 мая 1986 г. из разрушенного реактора было выброшено примерно 7,5 т ядерного топлива и продуктов деления с суммарной активностью около 50 млн Ки. По количеству долгоживущих радионуклидов (цезий-137, стронций-90 и др.) этот выброс соответствует 500-600 Хиросимам. Из-за того, что выброс радионуклидов происходил более 10 суток при меняющихся метеоусловиях, зона основного заражения имеет веерный, пятнистый характер. Кроме 30-километровой зоны, на которую пришлась большая часть выброса, в разных местах в радиусе до 250 км были выявлены участки, где загрязнение достигло 200 Ки/км². Общая площадь "пятен" с активностью более 40 Ки/км² составила около 3,5 тыс. км², где в момент аварии проживало 190 тыс. человек. Всего радиоактивным выбросом ЧАЭС в разной степени было загрязнено 80% территории Белоруссии, вся северная часть Правобережной Украины и 19 областей России. В целом по РФ загрязнение, обусловленное аварией на ЧАЭС, с плотностью 1 Ки/км² и выше охватывает более 57 тыс. км², что составляет 1,6% площади ЕТР. Уточненные в 1994 г. границы площадей, загрязненных цезием-137, по сравнению с 1993 г. почти не изменились. Следы Чернобыля обнаружены в большинстве стран Европы, а также в Японии, на Филиппинах, в Канаде. Катастрофа приобрела глобальный характер.

И сегодня спустя 26 лет после чернобыльской трагедии существуют противоречивые оценки ее поражающего действия и причиненного экономического ущерба. Согласно опубликованным в 2000 г. данным из 860 тыс. человек, участвовавших в ликвидации последствий аварии, более 55 тыс. ликвидаторов умерли, десятки тысяч стали инвалидами. Полмиллиона человек до сих пор проживает на загрязненных территориях.

Точных данных о количестве облученных и полученных доз нет. Нет и однозначных прогнозов о возможных генетических последствиях. Подтверждается тезис об опасности длительного воздействия на организм малых доз радиации. В районах, подвергшихся радиоактивному заражению, неуклонно растёт число онкологических заболеваний, особенно выражен рост заболеваемости раком щитовидной железы детей.

Катастрофа на Чернобыльской АЭС, в результате которой значительная территория Белоруссии, Украины и России оказалась пораженной радиоактивными, выбросами, заставляет серьезно задуматься о технологической дисциплине на атомных электростанциях, часть которых нуждается в реконструкции и модернизации.

Осуществляется комплекс дополнительных мер по усилению безопасности эксплуатируемых атомных реакторов. Произведены экологические экспертизы проектов строящихся АЭС и ТЭС и других объектов с атомными энергетическими установками. Реализуется программа использования нетрадиционных, экологи безопасных источников энергии, и строительства опытно-экспериментальных АЭС с различными типами и схемами рас атомных реакторов.

2. Распространение радиационного загрязнения

2.1 Радиоактивное загрязнение воздушной среды

Радиоактивные вещества, попадающие в атмосферу при их добыче, и эксплуатации атомных установок и двигателей, могут представлять опасность. Однако при современном уровне защитной техники этот источник радиоактивности незначителен.

Наибольшее загрязнение атмосферы радиоактивными веществами происходит в результате взрывов атомных и водородных бомб. Каждый такой взрыв сопровождается образованием гран облака радиоактивной пыли. Взрывная волна огромной силы распространяет ее частицы во всех направлениях, поднимая их более чем на 30 км. В первые часы после взрыва осаждаются наиболее крупные частицы, несколько меньшего размера - влечение 5 суток, а мелкодисперсная пыль потоками воздуха переносится на тысячи километров и оседает на поверхности земного шара в течение многих лет.

2.2 Радиоактивное загрязнение водной среды

Основными источниками радиоактивного загрязнения Мирового океана являются:

- загрязнения от испытаний ядерного оружия (в атмосфере до 1963 г.);

- загрязнения радиоактивными отходами, которые непосредственно сбрасываются в море;

- крупные аварии (ЧАЭС, аварии судов с атомными реакторами);

- захоронение радиоактивных отходов на дне и др. (Израиль и др., 1994).

Во время испытания ядерного оружия, особенно до 1963 г., когда проводились массовые ядерные взрывы, в атмосферу было выброшено огромное количество радионуклидов. Так, только на арктическом архипелаге Новая Земля было проведено более 130 ядерных взрывов (только в 1958 г. -46 взрывов), из них 87- в атмосфере.

Отходы от английских и французских атомных заводов загрязнили радиоактивными элементами практически всю Северную Атлантику, особенно Северное, Норвежское, Гренландское, Баренцево и Белое моря. В загрязнение радионуклидами акватории Северного Ледовитого океана некоторый вклад сделан и нашей страной. Работа трех подземных атомных реакторов и радиохимического завода (производство плутония), а также остальных производств в Красноярске-26 привела к загрязнению одной из самых крупных рек мира - Енисея (на протяжении 1 500 км). Очевидно, что эти, радиоактивные продукты уже попали в Северный Ледовитый океан.

Воды Мирового океана загрязнены наиболее опасными радионуклидами цезия-137,стронция-90, церия-144, иттрия-91, ниобия-95, которые, обладая высокой биоаккумулирующей способностью, переходят по пищевым цепям, и концентрируются в морских организмах высших трофических уровней, создавая опасность, как для гидробионтов, так и для человека. Различными источниками поступления радионуклидов загрязнены акватории арктических морей, так в 1982 г. максимальные загрязнения цезием-137 фиксировались в западной части Баренцева моря, которые в 6 раз превышали глобальное загрязнение вод Северной Атлантики. За 29-летний период наблюдений (1963-1992 гг.) концентрация стронция-90 в Белом и Баренцевом морях уменьшилась лишь в 3-5 раз. Значительную опасность вызывают затопленные в Карском море (около архипелага Новая Земля) 11 тыс. контейнеров с радиоактивными отходами, а также 15 аварийных реакторов с атомных подводных лодок. Работами 3-й советско-американской экспедиции 1988 г. установлено, что в водах Берингова и Чукотского моря, концентрация цезия-137 близка к фоновой для районов океана и обусловлена поступлением данного радионуклида из атмосферы за длительный промежуток времени. Однако эти концентрации (0,1 Ки/л) были в 10-50 раз ниже, чем в Черном, Баренцевом, Балтийским и Гренландском, морях, подверженных воздействию локальных источников радиоактивного загрязнения. Все вышеперечисленное показывает, что человек, вероятно, забыл: океан - это мощная кладовая минеральных и биологических ресурсов; в частности, он даёт 90% нефти и газа, 90% мировой добычи брома, 60% магния и огромное количество морепродуктов, что важно при увеличивающемся населении нашей планеты. По этому поводу знаменитый исследователь Жак-Ив Кусто напоминает: "Море - продолжение нашего мира, часть нашей Вселенной, владения, которые мы обязаны охранять, если хотим выжить".

2.3 Радиоактивное загрязнение почвы

В связи с широким использованием в народном хозяйстве радиоактивных веществ появилась опасность загрязнения почв радионуклидами. Источники радиации - ядерные установки, ядерного оружия, отходы урановых шахт.

Потенциальные источниками, радиоактивного загрязнения могут стать аварии на ядерных установках, АЭС (как в Чернобыле, Екатерин, а также в США, Англии). В верхнем слое почвы концентрируются радиоактивные стронций и цезий, откуда они попадают в организм животных и человека. Лишайники северных зон обладают повышенной спокойностью к аккумуляции радиоактивного цезия. Олени, питающиеся ими, накапливают изотопы, а у населения, использующие в пищу оленину, в организме в 10 раз больше цезия, чем у, других северных народов.

2.4 Радиоактивное загрязнение растительного и животного мира

Биологическое накопление свойственно и зеленым растениям, которые, аккумулируя определённые химические элементы, изменяют окраску хвои, листьев, цветков и плодов. Это иногда служит, индикаторным, признаком, при поисках полезных ископаемых. Например, береза и осина в Восточной Сибири накапливает в своей древесине значительные, содержания стронция-90, что приводит к появлению необычной окраски - неестественно зелёного цвета. Сон-трава на южном Урале аккумулирует никель, поэтому ее околоцветник вместо фиолетового цвета становится белым, что указывает на высокие концентрации никеля в почве. В ареале рассеяния урановых месторождений лепестки иван-чая вместо розовых становятся белыми и ярко-пурпуровыми, у голубики плоды вместо темно-синих становятся белыми и т, д. (Артамонов, 1989). Радионуклиды, попадая, в окружающую среду, часто рассеиваются и разбавляются в водах, но они могут различными способами накапливаться в живых организмах при движении по пищевым цепям ("биологическое накопление.)

3. Испытание ядерного оружия

После распада Советского Союза чрезвычайно централизованная структура Советского ВПК перестала существовать. Прекратила свое существование и единая система центрального планирования и государственного заказа, обеспечивающая загрузку тысячи предприятий и научно-исследовательских учреждений Советского Союза.

Основная часть ВПК Советского Союза была унаследована его правопреемницей - Россией; по различным оценкам от 67 до 80 процентов предприятий, ПО, НИИ и КБ задействованных в производстве оружия остались на территории России. Однако нормальное функционирование значительной части предприятий оборонного комплекса России зависит от поставок комплектующих и материалов из государств ближнего зарубежья. Достаточно сказать, что по некоторым оценкам, Россия была способна производить не более 15-30 процентов своей военной продукции без поставок материалов и комплектующих из "ближнего зарубежья".

Оборонный комплекс бывшего СССР обладал определенной долей республиканской специализации. Республика Казахстан унаследовала приблизительно 50 предприятий оборонной промышленности Советского Союза. Весьма характерно для бывшей советской индустриально-союзной специализации, что у громадной по территории континентальной республики, не имеющей морских побережий (если не рассматривать берега внутренних Каспийского и Аральского морей) и выходов к океанам, одним из основных военных производств было производство вооружений и оборудования для Военно-Морского флота.

Обширные и редконаселенные площади Казахстана были идеальным местом для проведения испытаний ракетного и ядерного оружия наряду с другими типами оружия массового уничтожения (включая биологическое). Всем известный Семипалатинский ядерный полигон реально состоял из нескольких исследовательских, испытательных центров (не только ядерных), инфраструктура космодрома Байконур включала в себя и ракетно-испытательный полигон. Необходимо упомянуть и полигон Сары-Шаган, предназначенный для испытаний средств ПВО и ПРО. Всего на территории Казахстана находилось 8 крупных испытательных полигонов, занимающих более 7 процентов его территории.

4. Ядерная инфраструктура

Казахстан был активно вовлечен в производстве ядерного оружия при Советском Союзе. Кроме вышеупомянутого Семипалатинского полигона, существовало еще значительное количество предприятий имевших отношение к ядерной инфраструктуре Советского Союза. Это прежде всего Прикаспийский горно-металлургический комбинат, Ульбинский металлургический завод, Целинный горно-химический комбинат, Центральное рудоуправление ПО "Южполиметал", Мангышлакский энергокомбинат, Азгирский полигон и т.д. Несмотря на наличие определенных ключевых звеньев производства и отработки ядерного оружия (Ульба, Семипалатинск, Шевченко) и ракет существовавшая при Советском Союзе чрезвычайно специализированная технологическая цепочка производства ядерных устройств и средств доставки предотвращает становление Казахстана как независимого производителя любых типов ядерных взрывных устройств или баллистических ракет. Казахстанская добывающая промышленность была основным поставщиком при Советском Союзе природного урана и цветных металлов, необходимых для производства ядерно-ракетного оружия. Наряду с добычей урановой руды существовали также высокотехнологичные комплексы, где производилась отработка ультрасовременных ядерных технологий: советская программа ядерных ракетных двигателей (г. Курчатов (Семипалатинск-21) комплекс Байкал-1 и ИГР реактор). Другим примером современных технологий является реактор БН-350 в г. Актау. Реактор принадлежит к новому поколению реакторов на быстрых нейтронах, число которых, даже на сегодняшний день, во всем мире не превышает десяти. Этот реактор был предназначен в основном для опреснения морской воды на нужды Прикаспийского горно-металлургического комбината, добывающего урановую руду и для отработки ядерных технологий.

5. Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний

Договор о всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний был принят 50-й сессией Генеральной Ассамблеи ООН (10 сентября 1996 года) и открыт для подписания 24 сентября 1996 года.

Данный договор расширяет до безусловных рамок ограниченный режим запрещения испытаний ядерного оружия, введённый Договором о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой 1963 года.

Договор состоит из преамбулы, 17 статей, двух Приложений и Протокола. В соответствии со Статьей I Договора:

Каждое государство-участник обязуется не производить любой испытательный взрыв ядерного оружия и любой другой ядерный взрыв, а также запретить и предотвращать любой такой ядерный взрыв в любом месте, находящемся под его юрисдикцией или контролем.

Каждое государство-участник обязуется далее воздерживаться от побуждения, поощрения или какого-либо участия в проведении любого испытательного взрыва ядерного оружия и любого другого ядерного взрыва.

К настоящему времени Договор подписало 182 государства, в том числе 41 государство из 44, необходимых для вступления договора в силу - не подписали только "молодые" ядерные державы Индия, Пакистан, КНДР.

Ратифицировали Договор 157 государств, в том числе 36 государств из 44, необходимых для его вступления в силу - помимо не подписавших ядерных держав его не ратифицировали другие ядерные державы: США, КНР, Израиль, а также Иран, подозревающийся в разработке ядерного оружия, и Египет. радионуклид ионизирующий облучение радиация

6 декабря 2006 Генеральной ассамблей ООН была принята резолюция, подчёркивающая необходимость скорейшего подписания и ратификации Всеобъемлющего договора о запрете ядерных испытаний.

6. Переработка радиоактивных отходов. Влияние на человека

Ионизация, создаваемая излучением в клетках, приводит к образованию свободных радикалов. Свободные радикалы вызывают разрушения целостности цепочек макромолекул (белков и нуклеиновых кислот), что может привести как к массовой гибели клеток, так и канцерогенезу и мутагенезу. Наиболее подвержены воздействию ионизирующего излучения активно делящиеся (эпителиальные, стволовые, также эмбриональные) клетки.

Из-за того, что разные типы ионизирующего излучения обладают разной ЛПЭ, одной и той же поглощённой дозе соответствует разная биологическая эффективность излучения. Поэтому для описания воздействия излучения на живые организмы вводят понятия относительной биологической эффективности (коэффициента качества) излучения по отношению к излучению с низкой ЛПЭ (коэффициент качества фотонного и электронного излучения принимают за единицу) и эквивалентной дозы ионизирующего излучения, численно равной произведению поглощённой дозы на коэффициент качества. [2]

Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является бэр (до 1963 года - биологический эквивалент рентгена, после 1963 года - биологический эквивалент рада - Энциклопедический словарь). 1 Зв = 100 бэр.

Эффективная доза (E) - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты.

Эффективная доза для персонала, работающего на радиоактивном производстве не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) 1000 мЗв, а для обычного населения за всю жизнь - 70 мЗв. Планируемое повышенное облучение допускается только для мужчин старше 30 лет при их добровольном письменном согласии после информирования о возможных дозах облучения и риске для здоровья.

Эффекты воздействия радиации на человека обычно делятся на две категории:

1) Соматические (телесные) - возникающие в организме человека, который подвергался облучению.

2) Генетические - связанные с повреждением генетического аппарата и проявляющиеся в следующем или последующих поколениях: это дети, внуки и более отдаленные потомки человека, подвергшегося облучению.

Различают пороговые (детерминированные) и стохастические эффекты. Первые возникают, когда число клеток, погибших в результате облучения, потерявших способность воспроизводства или нормального функционирования, достигает критического значения, при котором заметно нарушаются функции пораженных органов. Зависимость тяжести нарушения от величины дозы облучения показана в таблице 2.

Так, один из самых обычных в выбросах АЭС радионуклид "цезий-137", попадая в организм человека, вызывает саркому (одна из разновидностей раковых заболеваний). Другой радионуклид - "стронций-90" - может замещать кальций в твердых тканях и грудном молоке. Что ведет к развитию рака крови (лейкемии), раку кости и раку груди. А малые дозы облучения "криптоном-85" повышают вероятность заболевания раком кожи.

Наибольшему воздействию радиации подвергаются работники самих ядерных объектов, а также люди, проживающие в прилегающих к ним зонах, в так называемых "закрытых административно-территориальных образованиях" (ЗАТО). Даже при строгом соблюдении всех норм радиационной безопасности, жителям таких городов свойственно раннее старение, ослабленные зрение и иммунная система, чрезмерная психологическая возбудимость и др. А распространенность врожденных аномалий среди детей в возрасте до 14 лет, проживающих в российских ЗАТО, вдвое превышает показатель по стране.

По данным самого Росатома, заболеваемость нервной системы и органов чувств у работников атомной отрасли почти в 2 раза выше, чем у населения, проживающего рядом, например, с АЭС. Распространенность гипертонической болезни среди персонала атомных предприятий в 3 раза выше, чем в среднем по стране, а частота заболеваний костно-мышечной системы - вдвое выше, крови (1997 г.) - втрое.

В реальности же от радиационного заражения страдают, сами того не зная, гораздо большее число людей. Даже самые малые дозы облучения вызывают необратимые генетические изменения, которые затем передаются из поколения в поколение. По оценкам американского радиобиолога Р. Бертелл, от атомной индустрии к началу 21 века генетически пострадало не менее 223 млн. человек. Радиация тем и страшна, что ставит под угрозу жизнь и здоровье сотен миллионов людей грядущих поколений, вызывая такие заболевания, как синдром Дауна, эпилепсию, дефекты умственного и физического развития.

Так называемое "вторичное загрязнение" - еще один путь распространения "ядерной заразы". Уже давно стали обычным явлением скандалы, связанные с изъятием зараженной сельскохозяйственной продукции, грибов и ягод на российских рынках. [5]

Заключение

Проблемы радиационной безопасности занимают далеко не последнее место в нашей жизни. Вопросами разрешения данной проблемы задаются многие люди, как те, которые живут воспоминаниями от Чернобыльской катастрофы, так и те, местожительство которых находится неподалеку от территории атомной станции.

Но что бы ни говорилось о якобы обеспеченной экологической чистоте ядерной энергетики, возможность загрязнения окружающей среды существует практически на всех этапах производства, как ядерной энергетики, так и ядерного оружия. Хотя вероятность загрязнения окружающей среды при нормальной работе атомной станции невелика, но аварии могут иметь катастрофические последствия.

Ядерное оружие - огромная угроза всему человечеству. Так, по расчетам американских специалистов, взрыв термоядерного заряда мощностью 20 Мт может сравнять с землей все жилые дома в радиусе 24 км и уничтожить все живое на расстоянии 140 км от эпицентра.

Учитывая накопленные запасы ядерного оружия и его разрушительную силу, специалисты считают, что мировая война с применением ядерного оружия означала бы гибель сотен миллионов людей, превращение в руины всех достижений мировой цивилизации и культуры.

Также важной проблемой на сегодняшний день является безопасная эксплуатация атомных электростанций. Ведь самая обыкновенное невыполнение техники безопасности может привести к таким же последствиям что и ядерная войны.

Сегодня люди должны подумать о своем будущем, о том в каком мире они будут жить уже в ближайшие десятилетия.

Размещено на Allbest.ru