Современная экологическая обстановка в отдельных странах и регионах оставляет желать лучшего. Миссия нашего сайте — обеспечить русскоязычных жителей планеты Земля актуальной информацией о защите окружающей среды, экологической безопасности и экологии в целом.

Полезные ресурсы и публикации:
-

Н.В. Гусакова, А.И. Забалуева, В.В. Румянцева
Экология: конспект лекций

Под редакцией А.Н. Королева. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2006. - 176с.

Предыдущая

Лекция 8. Глобальные экологические проблемы. Естественное и антропогенное загрязнение окружающей среды

8.2. Физическое загрязнение

8.2.4. Радиоактивное загрязнение атмосферы

К опасным факторам антропогенного характера, способствующим серьезному ухудшению качества атмосферы, следует отнести радиоактивность.

Радиоактивностью называется самопроизвольное превращение неустойчивого изотопа одного химического элемента в изотоп другого элемента, сопровождающееся испусканием элементарных частиц или ядер (например, α-частиц).

Промежуток времени, в течение которого разлагается половина первоначального количества радиоактивного элемента, называется периодом полураспада.

К основным видам радиоактивного распада относятся α-распад, β-распад, электронный захват и спонтанное деление. Часто эти виды радиоактивного распада сопровождаются испусканием γ-лучей, т.е. жесткого (с малой длиной  волны) электромагнитного излучения.

Радиоактивное загрязнение представляет особую опасность для человека и среды его обитания. Явление радиоактивности связано с самопроизвольным распадом атомных ядер, приводящим к изменению их атомного номера или массового числа и сопровождающимся альфа-, бета- и гамма-излучениями. Альфа-излучение – поток тяжелых частиц, состоящих из протонов и нейтронов, который задерживается листом бумаги и не способен проникнуть через кожу человека. Однако он становится чрезвычайно опасным, если попадает внутрь организма, где вызывает процессы ионизации и распада. Бета-излучение обладает более высокой проникающей способностью и проходит в ткани человека на глубину1-2 см. Гамма-излучение может задерживаться только толстой свинцовой или бетонной плитой.

Процесс самопроизвольного распада нестабильного атома называется радиоактивным распадом, а сам атом – радионуклидом. Время, за которое распадается в среднем половина всех радионуклидов данного типа, принято считать периодом полураспада соответствующего нуклида. А число распадов в секунду в радиоактивном образце – его активностью. Единицей измерения активности в системе СИ  является 1 беккерель (Бк, Bq), который равен одному распаду в секунду. Количество энергии излучения, переданной тканям организма, называется дозой, а количество такой энергии, поглощенной единицей массы облучаемого тела, – поглощенной дозой, измеряемой по системе СИ в Греях (ГР,Gy)(1Гр=1Дж/кг). Однако при одной  и той же поглащенной дозе альфа-излучение гораздо опаснее бета- и гамма-излучений (в 20 раз). Пересчитанная с учетом этого доза считается эквивалентной дозой. Ее  единицей в системе СИ является зиверт (Зв, Sv) (Широко распространены внесистемные единицы: кюри(Ки, Cu) – единица активности изотопа (1 Ки = 3,7∙1010 Бк), рад (рад, rad) – единица поглощенной дозы облучения(1 рад = 0,01 Гр), бэр (бэр, rem) – единица эквивалентной дозы (1 бэр = 0,01 Зв)).

Радионуклиды разделяются на естественные (образовавшиеся на начальном этапе эволюции Земли и при последующих геологических процессах) и искусственные (полученные человеком в атомных реакторах и энергетических установках). Основную часть  облучения (более 80 % годовой эффективной эквивалентной дозы) население земного шара получает от естественных источников радиации. Среди естественных радионуклидов выделены четыре группы: долгоживущие (уран-238, уран-235 (актиноуран), торий-232); короткоживущие (радий, радон, и другие радиоактивные элементы) – дочерние продукты распада урана, актиноурана и тория; долгоживущие одиночные радиоактивные изотопы, не образующие семейств (калий-40); радионуклиды, возникающие в атмосфере, гидросфере и земной коре в результате взаимодействия космических частиц с атомными ядрами вещества Земли (углерод-14 и др.).

Уровни земной радиации неодинаковы в разных районах и зависят от концентрации радионуклидов в близи поверхности. Аномальные радиационные поля природного происхождения образуются при обогащении ураном, торием некоторых типов гранитов и других магматических образований с повышенным коэффициентом эманирования; на месторождениях радиоактивных элементов в различных породах; при современном привносе  урана, радия, радона в подземные и поверхностные воды, геологическую среду. Высокой радиоактивностью часто характеризуются угли, фосфориты, горючие сланцы, некоторые глины и пески, в том числе пляжные.

Ядерная энергетика (при условии строжайшего выполнения необходимых требований) экологически чище нежели теплоэнергетика, поскольку исключает  вредные выбросы в атмосферу (золы, диоксидов углерода, серы, оксидов азота и пр.). Это обстоятельство объясняет строительство и эксплуатацию атомных электрических станций (АЭС), при нормальной работе которых выбросы радионуклидов в окружающую среду незначительны. К настоящему времени, по данным Международного агентства по атомной энергетике (МАГАТЭ), число действующих в мире реакторов достигло 426 при их суммарной электрической мощности 320 Гвт (17 % мирового производства электроэнергии). Между тем любая АЭС независимо от уровня ее защиты представляет собой потенциально опасный объект. В зависимости от места аварии на АЭС и ее масштаба возможно загрязнение среды такими радионуклидами, как стронций-90, цезий-137, церий-141, йод-131, рутений-106 и др. Отсюда высокие требования к обеспечению надежности атомных реакторов, а также к соблюдению жестких правил их эксплуатации, гарантирующих безаварийную работу

Антропогенными источниками радиоактивных загрязнений среды являются радиоактивные аэрозоли, вносимые в атмосферу ядерными взрывами или предприятиями атомной промышленности, а также радиоактивные отходы, сбрасываемые в гидросферу или литосферу. Прежде всего к ним относятся радиоактивные отходы предприятий по добыче и обогащению урановой или ториевой руды, переработке ядерного горючего, получению металлов из ртутных концентратов, изготовлению тепловыделяющих элементов, регенерации ядерного горючего, а также при многих вспомогательных, ремонтных и дезактивационных работах.

Радиоактивное загрязнение биосферы при переработке ядерного горючего связано с наличием большого числа обстоятельств, возникающих вследствие отклонения от заданного технологического режима и сопровождающихся аварийными выбросами в окружающую среду радионуклидов. Помимо этого, при работе с делящимся материалом возможно накопление его критических масс, что чревато ядерным взрывом.

         В коммунальных условиях внешнее облучение может практически полностью определяться радиоактивностью строительных материалов. К таким   материалам относятся некоторые разновидности гранитов, пемзы, а также, материалы при производстве которого использовались глинозем, фосфогипс и кальций-силикатный шлак, обладающие довольно высокой удельной радиоактивностью. Отмечались случаи, когда в бетон попадали высокорадиоактивные вещества. В закрытых и непроветриваемых помещениях продукты распада урана и тория (в том числе радон) накапливаются и создают высокие уровни радиации.

         Уран и другие радионуклиды могут в значительных количествах выбрасываться в атмосферу при работе ТЭЦ, котельных, автотранспорта. Это связано с тем, что угли и нефти иногда характеризуются повышенной ураносностью. Площадь такого радиоактивного загрязнения может быть обширной.

         В настоящее время радиационная обстановка в России  определяется глобальным радиоактивным фоном, наличием загрязненных территорий, образовавшихся вследствие кыштымской (1957) и чернобыльской (1986) аварий, эксплуатацией урановых месторождений, предприятий ядерного топливного цикла, судовых ядерно-энергетических установок, региональных хранилищ радиоактивных отходов, а также аномальными зонами ионизирующих излучений, связанных с земельными (природными) источниками радионуклидов.

Предыдущая