Ядерная опасность. Семипалатинский полигон

Ядерная опасность. Семипалатинский полигон

Введение

Великий переворот в жизни человечества, связанный с внедрением ядерной энергии, открыл невиданные ранее возможности в решении многих проблем социального и экономического характера. В наши дни сфера приме­нения радиоактивных веществ и источников ионизирую­щих излучений весьма многогранна. Это — использова­ние радионуклидов в качестве так называемого мето­да меченых атомов с целью изучения закономерностей протекания процессов в различных сферах, осуществле­ние неразрушающего контроля структуры сплавов, каче­ства изделий, изменение физических и химических свойств различного рода материалов, стерилизация пе­ревязочных материалов и медицинских изделий, иссле­дования функционального состояния различных систем организма, лечение злокачественных новообразований и т. д.

Вместе с тем, являясь мощным средством техниче­ского прогресса, атомная энергия таит в себе огромную потенциальную опасность, которая может оказать вред­ное влияние на организм человека или нарушить нор­мальную жизнедеятельность людей.

Стремительно вошедшая в нашу жизнь атомная энергия и ее массовое использование вызвали необхо­димость установления надежного заслона возможности отрицательного влияния ионизирующего излучения на организм.

Свойства и особенности воздействия ионизирующего излучения на человека во многом определили специфи­ку разработки форм и методов защиты. Это, прежде всего, регламентирование радиационного фактора, раз­работка специального санитарно-гигиенического законо­дательства, системы профилактических мероприятий и подготовки квалифицированных кадров, правового ре­гулирования отношений, связанных с обеспечением ра­диационной безопасности различных групп населения, а также защиты окружающей среды от радиоактивного загрязнения.

Стремительное развитие ядерной энергетики, выпуска различного вида радиационной техники и приборов, резкое расширение производства радиоактивных изотопов еще острее ставят задачу радиационной защиты лиц, работающих в сфере действия радиации, и населения различных регионов страны.

Отечественная и мировая практика строительства в многолетней эксплуатации различного рода предприятий, производящих и эксплуатирующих источники иони­зирующих излучений, радиационной техники, особенно атомной энергетики, свидетельствует о том, что важнейшими задачами науки являются вопросы высокого уров­ня обеспечения безопасности, надежности и эффективно­сти их использования.

Беда, разразившаяся на Чернобыльской АЭС, при­ведшая к гибели людей и потребовавшая проведения в целях охраны здоровья населения эвакуации в безопас­ные районы, трагическая гибель космического корабля «Челенджер», инциденты на ядерном полигоне в Нева де, многочисленные аварии на атомных электростанци­ях США, Англии и других стран, радиационный инцидент в Бразилии еще раз показали, к чему может при вести неконтролируемая ядерная энергия, и подчеркнули значение человеческого фактора в наш технический век.

Как известно, в Республике Казахстан, в бывших республиках СССР уделяется большое внимание законодательному регулированию атомной энергии, безопасному ее применению, что в значительной степени способствует рациональному использованию энергии излучения в мирных целях. Следствием этого принципа является отражение в законодательных и нормативные документах требований по соблюдению безопасности при использовании атомной энергии, охраны жизни здоровья настоящего и будущего поколения, а также окружающей среды.

Ни одна достаточно широко используемая в настоя­щее время технология не может сравниться с радиаци­онной по полноте соблюдения предъявляемых к ней требований и нормативов. Это позволяет практически безгранично расширять диапазон решаемых задач, как обособленно, так и в комплексе с традиционными процессами и средствами (при высокой вероятности обеспечения радиационной безопасности населения).

В нашей стране уделяется большое внимание вопросам радиационной безопасности населения и экологическим аспектам. Это позволяет в условиях широкого использования ядерной энергии в различных отраслях народного хозяйства свести до минимума поступление радиоактивных веществ в окружающую среду. За от­носительно короткий период созданы благоприятные условия труда в сфере действия радиационного факто­ра. Величина радиационного воздействия на лиц, непос­редственно работающих с источниками ионизирующих излучений, не превышает допустимых значений.

Успехам в области радиаци­онной безопасности населения способствовала организа­ция специализированной системы санитарного надзо­ра — особого звена в системе органов государственного управления, осуществляющих контроль за обеспечением радиационной безопасности. В результате закономер­ного развития атомной промышленности возникла не­обходимость установления в масштабе страны единого специализированного контроля за радиационной без­опасностью персонала и населения.

Ядерная опасность

Ионизирующие излучения являются одним из экологических фак­торов, оказывающих непосредственное влияние на все процессы пре­образования окружающей среды.

Ионизирующие излучения - рентгеновские и тормозные лучи, аль­фа, бега, гамма-излучения, поток протонов, нейтронов, тяжелых час­тиц и другие, которые при взаимодействии с веществами обладают: проникающей способностью, вызывают процесс ионизации и оказы­вают биологическое действие, а также - потемнение фотопленки и све­чение некоторых веществ.

Радиоактивные вещества в огромном количестве образуются в ре­зультате ядерных взрывов. Ионизирующие излучения образуются в результате распада радиоактивных веществ.

Радиоактивные вещества находятся в окружающей среде и в нас. А большое количество радиоактивных веществ образуется в результате ядерных взрывов - воздушных, наземных и подземных, а также в слу­чаях катастроф на ядерных реакторах, атомных электростанциях, дру­гих ситуациях. В результате взрыва образуется радиоактивное облако с последующим следом. Происходит загрязнение окружающей среды радиоактивными веществами (радиоактивный дождь, радиоактивные осадки). Радиоактивное вещество - из самого понятия исходит, что оно активное. Активность его проявляется в том, что самопроизвольно рас­падается и при этом образуются излучения, новое вещество с выделением энергии. А почему оно распадается? Оно распадается потому, что оно неустойчиво. А неустойчиво потому, что ядро радиоактивно­го вещества перегружено нейтронами, что и делает его неустойчивым.

Ядерное оружие - оружие массового поражения, уничтожения и разрушения, действие которого основано на выделении при ядерном взрыве большого количества энергии в форме ударной волны, свето­вого и ионизирующего излучений, а также образования радиоак­тивных продуктов ядерного взрыва.

Ядерный взрыв - мощный взрыв, вызванный высвобождением ядерной энергии, либо при быстро развившейся цепной реакции де­ления тяжелых ядер, либо при термоядерной реакции синтеза ядер ге­лия на более легкие ядра.

Ядерный реактор: атомный реактор - устройство для осуществле­ния управления ядерной цепной реакцией деления. Первый ядерный реактор пущен в США в 1942 году.

Ядерная энергия: атомная энергия - внутренняя энергия атомов ядер, выделяющаяся при ядерных реакциях. Ядерная энергия основа­на на использовании цепных реакций деления ядер и реакции термо­ядерного синтеза.

Атомная электростанция (АЭС) - отрасль энергетики, использую­щая атомную энергию или ядерную. В Советском Союзе в 1943 году была создана лаборатория атомной энергии им. В. И. Курчатова, в которой в 1946 году был построен атомный реактор. Лаборатория в 1955 г. была переименована в Институт атомной энергии.

Ядерное излучение - первоначально частицы и гамма-кванты, ис­пускаемые при радиоактивном распаде ядер. В дальнейшем потоке частиц и гамма-излучения от ускорителей, заряженных частиц, ядер­ных реакторов и др., а также космическое излучение.

Ядерное топливо служит для получения энергии в ядерном реак­торе. Обычно представляет собой смесь веществ, содержащих как де­лящиеся ядра, так и ядра способные в результате нейтронной бом­бардировки образовывать делящиеся ядра.

СТРОЕНИЕ АТОМА

Атомная теория строения вещества зародилась еще в древней Греции. Большая заслуга в формулировке научной атомной гипотезы принадлежит В.М.Ломоносову. Он писал, что атом характеризуется определенной массой, обладает химическими свойствами, в молекулах атомы соединяются в определенных количественных отношениях. В 1913 г. датский физик Бор приняв за основу ядерную модель атома, дал подробную картину строения электронной оболочки атома. Он исходил из того, что поглощение и испускание света в атоме происходит отдельными порциями, квантами. Из положений Бора следует, что чем дальше от ядра находится электрон, тем большим запасом энергии он обладает. Атом, несмотря на свои ничтожные размеры 10"13 - 10"'2 см представляет собой сложное образование. Атом представлен в виде ядра, состоящего из тяжелых элементарных частиц - нуклонов (протонов - имеющих положительный заряд, и нейтронов - не имеющих заряда), вокруг которого вращаются с большой скоростью элементарные частицы-электроны, несущие отрицательный заряд. Протоны и нейтроны в ядре прочно связаны между собой посредством сил ядерного сцепления. В нейтральном атоме суммарный заряд электронов по Величине равен суммарному заряду протонов. Электроны имеют отрицательный заряд и благодаря этому удерживают вблизи положительно заряженные ядра. Масса электрона ничтожно мала и составляет 1/1240 часть массы нуклона. Приобретение или потеря электрона атомом меняет его химические свойства, он неустойчив и легко вступает в химическую связь с другими атомами и молекулами и называется ионом. Массовое число атома определяется количеством протонов и нейтронов в ядре. Количество протонов для химических элементов является строго определенным и в таблице Менделеева оно указывает на порядковый номер. В ядрах атомов одного вещества количество нейтронов может быть различным и они называются изотопами. В таблице Менделеева они находятся в одной и той же клетке.

ЕСТЕСТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ

Явление радиоактивности было открыто в 1896 г. Анри Беккерелем.

В 1898 г. М.Складовская-Кюри установила, что излучения испус­кают не только соли урана, но и элемент торий и его соединения. Она и ее супруг Пьер Кюри выделили из урановой руды два новых радио­активных элемента, которые были названы полонием и радием.

Естественная радиоактивность - это самопроизвольный распад ра­диоактивного вещества с образованием а- в и у-излучения и нового вещества с выделением энергии.

Активность радиоактивного вещества - мера количества радиоак­тивного вещества, выраженная числом распадов атомных ядер в еди­ницу времени. Единица радиоактивности распад атома в секунду.

Кюри - единица измерения активности, символическое обозначение С. I кюри = 3,7 х 1010 актов распада в секунду. Производные от кюри единицы активности 1 милликюрн/1 МКюри = 0,001 кюри микрокюри /I мк кюри 0,00001 кюри/.

Беккерель - один распад в одну секунду.

РАДИЙ - в переводе на русский означает ЛУЧИСТЫЙ. Есте­ственные радиоактивные вещества - это элементы, обладающие свой­ством самопроизвольно испускать невидимые лучи. Радий испускает три вида излучений, которые были названы по первым трем буквам греческого алфавита: а-лучи, 0-лучи, у-лучи.

Альфа - излучение это поток частиц с массой, равной 4 и двой­ным положительным зарядом. Альфа-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов и представляет собой ядра элемента гелия. Альфа-частицы возникают при распаде радиоактивных ве­ществ (естественная радиоактивность) или при явлении искусствен­ной радиоактивности - в ядерном реакторе. Они обладают очень маленькой проникающей способностью, составляющую в тканях человека 50 - 70 мкм. но вызывая при этом высокую плотность ионизации 3-4 тыс. пар ионов на единицу пробега. В воздухе одна альфа частица образует 200 тыс. пар ионов. Высо­кая плотность ионизации обуславливает высокую биологическую эффективность. Альфа-частицы, несущие в себе высокую энергию (до 800 Мэв), полученные в атомных реакторах, обладают высокой проникающей способностью.

Бета-излучение - это положительно или отрицательно заряженные частицы. Они образуются при распаде радиоактивных веществ (естественная радиоактивность) или явлении искусственной радиоактивности в ядерном реакторе, а также в линейных или цикли ческих ускорителях (линейный ускоритель, бетатрон). Проникающая способность бета-излучения, образующегося при распаде радиоактивного вещества в ткани равна 8-10 мм. Плотность ионизации от бета-частиц в 100 раз меньше, чем альфа-частиц. Вместе с тем, поток электронов может обладать большой проникающей способностью, образующейся в ускорителях и зависит от энергии, которую они имеют.

Гамма-лучи - электромагнитные колебания по своим свойствам напоминают рентгеновские лучи. Энергия у-лучей, как правило, больше ренттеновых, поэтому проникающая способность значительно больше.

Гамма-излучение - электромагнитное колебание, возникающее при изменении энергетического состояния атомного ядра.

Таблица 4

Свойства излучений

Вид, приро­да излучения

Скорость

Энергия (Е)

Длина пробега воздух - ткани

Плотность ионизации в тканях

Ядра гелия

15-20 тыс.

км/сек.

До 9 МЭВ

3-7 см

50-70 мк

3000-4000 пар ионов на 1 м

Поток элект­ронов

87-298 тыс. км/сек

До 3 МЭВ

до 13 м

до 10 мм

50-70 пар ионов на 1 м

Электромаг­нитные ко­лебания

300 тыс. км/сек.

До 3 МЭВ

до 0,6 км

В CM

3000 пар ио­нов на всем пути