Threat

1. Забруднення навколишнього середовища в результаті ядерних випробувань
2. Освіта радіонуклідів
3. Радіаційний вплив ядерних вибухів
4. радіоактивні опади
5. Види ядерних вибухів
6. Вплив радіаційного зараження на здоров'я
7. Загальна характеристика впливу продуктів ядерного вибуху
8. Відомості про деякі нуклідів
9. цезій
10. стронцій
11. Висновок
12. Л і т е р а т у р а:

Забруднення навколишнього середовища в результаті ядерних випробувань

Знаходяться в навколишньому середовищі радіонукліди поділяються на природні та штучні. Природні частково утворилися одночасно з речовиною Землі, частково - постійно утворюються в ядерних реакціях під дією космічного випромінювання. В даний час саме вони складають основу дозового навантаження на людину.

Штучні радіонукліди надходили в навколишнє середовище в результаті випробувань ядерної зброї, ядерних вибухів, що проводилися в мирних цілях, а також діяльності підприємств ядерно-паливного циклу. Протягом ряду років багато країн, в тому числі і СРСР, скидали в моря і річки рідкі радіоактивні відходи і затоплювали відпрацювали ядерні установки. Свій внесок внесли і аварійні ситуації на підприємствах ядерно-паливного циклу, з яких найбільш глобальні наслідки мала катастрофа на Чорнобильській АЕС 26 квітня 1986 р

Основним джерелом штучної радіоактивності в навколишньому середовищі стали випробування ядерної зброї в атмосфері. Загальна потужність ядерних вибухів, вироблених в ході атмосферних випробувань, склала 545 мегатонн (Мт). За оцінками, до 90% від загального числа штучних радіонуклідів надійшло в навколишнє середовище в результаті атмосферних ядерних вибухів. Випадання радіонуклідів відбувалися неоднорідне по поверхні планети. Так, близько 76% світових випадінь стронцію-90 довелося на північну півкулю, де було проведено 90% від загального числа випробувань. Максимум глобальних випадінь припав на 400-500 пн.ш.

Випробування ядерної зброї досягли найбільшої інтенсивності на початку 1960-х років. У 1961-1962 рр. на Новій Землі було проведено 56 атмосферних вибухів сумарною потужністю близько 300 Мт тротилу, в тому числі термоядерний вибух потужністю більше 50 Мт. Забруднення навколишнього середовища стало приймати загрозливі масштаби, і в 1963 р СРСР, США і Великобританія підписали в Москві договір про заборону випробувань ядерної зброї в атмосфері, в космосі і під водою.

Після підписання Московського пакту СРСР, США і Великобританія проводили виключно підземні ядерні вибухи, тоді як Китай і Франція, які не приєднавшись до угоди, згодом провели ряд атмосферних випробувань.

З 1963 р спостерігається поступовий спад інтенсивності глобальних випадінь радіонуклідів.

Освіта радіонуклідів

При розподілі важких ядер урану і плутонію утворюються сотні різних радіонуклідів з різними періодами напіврозпаду. Розподіл дочірніх продуктів з масових числах має два максимуми, що знаходяться в інтервалах 85-105 і 130-150. З високим виходом утворюються радіонукліди цезію-137 і стронцію-90. Вони мають відносно великі періоди напіврозпаду (близько 30-ти років) і тому становлять особливу небезпеку для здоров'я людини. У перші тижні після вибуху особливе значення має йод-131 (період напіврозпаду 8 днів), здатний накопичуватися в щитовидній залозі і тим самим створювати високі локальні дози опромінення.

Утворені при ядерному або термоядерному вибуху нейтрони взаємодіють з ядрами атомів, що входять до складу атмосфери, грунту, конструкційних матеріалів. Так, їх взаємодія з ядрами атмосферного азоту призводить до утворення радіоактивного вуглецю 14C.

В атмосфері природним шляхом вуглець 14C утворюється під дією космічного випромінювання в кількості 3.4 * 1026 атомів в рік. Вибух ядерного боєприпасу потужністю 1 Мт призводить до утворення 3.2 * 1 026 атомів 14C. Очікувана доза опромінення населення Землі за рахунок 14C внаслідок ядерних випробувань в атмосфері буде формуватися протягом тисяч років і, за оцінками, складе близько 70% сумарного вкладу від всіх радіонуклідів.

Надлишок змісту С-14 в атмосфері по роках (натисніть на зображення для його збільшення)

Радіаційний вплив ядерних вибухів

Існують два різновиди радіаційного впливу ядерного вибуху: проникаюча радіація і радіоактивне зараження.

Проникаюча радіація (іонізуюче випромінювання) являє собою гамма-випромінювання і потік нейтронів, що випускаються із зони ядерного вибуху протягом одиниць або десятків секунд.

Радіоактивне зараження. Джерелами радіоактивних речовин можуть бути продукти поділу ядерного пального, що не вступила в реакцію частина ядерного заряду і радіоактивні ізотопи, що утворилися в грунті та інших матеріалах під впливом нейтронів (наведена активність).

Наземний або низький вибух втягує в вогняна хмара, що містить радіоактивні продукти поділу ядер урану і плутонію, безліч пилинок грунту. Порошинки плавляться з поверхні і при цьому поглинають (розчиняють) радіоактивні речовини. Коли атомне хмара рухається в ту чи іншу сторону під дією панівних верхових (стратосферних) вітрів порошинки поступово випадають на землю - спочатку більші, потім все більш і більш дрібні. Утворюється довга радіоактивна смуга - "слід" - результат випадання з піднятого в повітря хмари значної кількості радіоактивних речовин. Форма сліду може бути найрізноманітнішою, в залежності від оточуючих умов.

радіоактивні опади

Місцеві (локальні) радіоактивні опади - це опади, які випадають протягом перших кількох годин, але не більше ніж через добу після вибуху. Вони утворюють на місцевості радіоактивний слід хмари вибуху з досить високими рівнями забруднення. Такі локальні сліди можуть утворюватися в основному після наземних вибухів в зоні, що безпосередньо примикає до вирви вибуху.

Глобальні радіоактивні опади - це ті продукти ядерних вибухів, які досить довго перебували в стратосфері, тобто вище тропопаузи. Потім, через приблизно 4-6 місяців після ядерного вибуху, вони починають випадати на поверхню Землі у вигляді дуже дрібних частинок, поширюючись практично по всій земній кулі. Випадання глобальних радіоактивних частинок сприяють звичайні атмосферні опади - дощ, сніг, туман.

Крім того, після повітряних ядерних вибухів середнього і крупного калібрів можливе формування радіоактивного забруднення в проміжній зоні за рахунок тропосферних випадінь, особливо коли приземное пилове освіту втягується в хмару вибуху. Це - полуглобальние радіоактивні опади, випадання яких починається через приблизно 10-20 год. Після вибуху на відстанях близько 500-1000 км від місця вибуху і може тривати протягом 2-4 тижнів. Радіоактивні частинки, що становлять ці випадання, легко переносяться вітрами.

Масштаби і ступінь радіаційного забруднення навколишнього середовища в результаті випробувань ядерної зброї залежать від виду і потужності вибуху.

Види ядерних вибухів

Ядерні вибухи можуть проводитися в повітрі, на поверхні землі і води, під землею і водою. Відповідно до цього розрізняють висотний, повітряний, наземний (надводний) і підземний (підводний) вибухи.

Наземний ядерний вибух - це вибух, вироблений на поверхні землі, при якому утворюється в процесі вибуху світиться область торкається поверхні землі. Такі вибухи призводять до найбільш значного забруднення навколишнього середовища. Район вибуху виявляється сильно забрудненим, а радіоактивні опади випадають на поверхню землі у напрямку руху утворився при вибуху хмари, створюючи радіоактивний слід.

В СРСР було проведено 32 наземних вибуху (з них 30 - на Семипалатинському полігоні), з яких при 4 вибухи за межами полігону в ближній зоні формувалися локальні радіоактивні сліди. У зоні випадання радіонуклідів виявився 41 населений пункт. Максимальні дози опромінення населення досягали 1.5-1.9 Гр. Дози формувалися в основному за рахунок короткоживучих радіонуклідів, серед яких найбільше значення мали радіоізотопи йоду.

На Новоземельском полігоні був проведений один наземний вибух (в 1957 р). Ступінь радіоактивного забруднення місцевості після нього була досить високою.

Повітряний ядерний вибух - це вибух, вироблений на висоті до 10 км, коли світиться область не торкається землі (води). Сильне радіоактивне зараження місцевості утворюється в основному поблизу епіцентрів низьких повітряних вибухів. Їх характерною особливістю є те, що, незважаючи на з'єднання пилового стовпа з хмарою вибуху, підняті з поверхні землі частки грунту не вступають у взаємодію з радіоактивними продуктами - осколками поділу ядерного палива. У зв'язку з цим формування джерела радіоактивного забруднення відбувається за рахунок конденсації парів тільки конструкційних матеріалів бомби. Радіоактивні продукти локалізуються в краплях утворилася рідини. Розмір утворилися таким чином радіоактивних частинок - близько 10 мкм. Ці частинки поширюються і випадають на землю на відстанях до декількох сотень і навіть тисяч кілометрів від місця проведення вибуху. Крім цього, які зазнали впливу нейтронного випромінювання частинки поверхневого шару грунту залучаються до обурену область атмосфери і в подальшому випадають з пилового стовпа на ближніх відстанях від епіцентру вибуху.

При високих повітряних вибухах мінеральні (грунтові) частки практично не залучаються в хмару вибуху. Радіоактивне забруднення місцевості відбувається в зоні поширення нейтронів проникаючої радіації в районі епіцентру, а утворюються в основному з конструкційних матеріалів ядерного боєприпасу радіоактивні частинки стають однією зі складових глобальних випадінь радіонуклідів.

При висотному ядерному вибуху (висота вибуху більш 10 км) радіоактивні продукти досягають поверхні землі через багато часу після його проведення і тільки у вигляді глобальних випадінь.

При підводному вибуху миттєві гамма-кванти і нейтрони поглинаються водою, а радіоактивні продукти розподіляються між повітряним середовищем і морською водою. Виникає порожнистий водяний стовп з хмарою вгорі. Після обвалення водяного стовпа у його заснування утворюється базисна хвиля, яка представляє собою приводное хмара, що складається з дрібних радіоактивних крапель води і туману. Через деякий час ця хмара відривається від поверхні води, пересувається за вітром, і з нього випадає радіоактивний дощ, утворюючи локальний слід. Протяжність сліду і щільність радіоактивного забруднення місцевості при випаданні опадів на тверду поверхню після підводного вибуху істотно менше, ніж після наземного.

Підводний атомний вибух 21 вересня 1955 року в районі губи Чорна
(Натисніть на зображення для його збільшення)

СРСР були проведені три підводних вибуху в районі губи Чорна на Новій Землі. Вони стали основними джерелами техногенних радіонуклідів в донних опадах губи. США проводили підводні вибухи на атолі Еніветок (Маршаллові о-ва).

Надводний ядерний вибух - це вибух, вироблений на поверхні води, при якому утворюється в процесі вибуху світиться область торкається поверхні води. Хмара надводного вибуху по висоті підйому і своїм виглядом аналогічно хмарі наземного вибуху, але розміри локального сліду і щільність забруднення хоча і значні, але менше, ніж після наземного, проте більше, ніж після підводного вибуху ядерного заряду приблизно такої ж потужності.

Після 1963 р випробування проводилися в основному під землею. При проведенні підземних ядерних вибухів основна частина радіонуклідів залишається в порожнині вибуху, однак у багатьох випадках спостерігається викид в атмосферу радіоактивних благородних газів та інших летких продуктів вибуху. За деякими відомостями, виявлена ​​також міграція ряду радіонуклідів з колоїдної фракцією природних вод.

Вплив радіаційного зараження на здоров'я

Розрізняють порогові (детерміновані) і стохастичні ефекти впливу радіації. Перші виникають, коли число клітин, які в результаті опромінення загинули, втратили здатність відтворення або нормального функціонування, досягає критичного значення, при якому помітно порушення функції уражених органів.

Стохастичні (ймовірні) ефекти, такі, як злоякісні новоутворення і генетичні порушення, можуть виникати при будь-яких дозах опромінення. Зі збільшенням дози підвищується не складністю цих ефектів, а ймовірність (ризик) їх появи.

Оцінка стохастичних ефектів, головним чином, канцерогенних, в даний час базується на лінійній безпорогової концепції. В її основу покладено в першу чергу особливості дії радіації. Поглинання будь-якої дози супроводжується процесами іонізації і збудження атомів і молекул з подальшим утворенням біологічно активних радикалів. Однак багато дослідників вважають, що і для стохастичних ефектів існує поріг. Життя на Землі існувала і існує в умовах постійного впливу природного радіаційного фону. В процесі еволюції виробилася і генетично закріпилася система відновлення і знищення пошкоджених молекул і клітин.

Однак оцінити небезпеку опромінення в малих дозах в умовах дії на організм живих істот інших негативних чинників фізичної, хімічної та біологічної природи, вкрай складно. Офіційно в даний час прийнята саме безпорогова концепція.

Загальна характеристика впливу продуктів ядерного вибуху

Продукти ядерного вибуху, поступово в зовнішнє середовище, стають джерелом зовнішнього гамма-і бета-опромінення. Крім цього, в умовах формування радіоактивного сліду і знаходження людей і тварин на забрудненій радіонуклідами місцевості, можливо їх надходження в організм. Радіонукліди можуть надходити людині інгаляційно в момент випадання з хмари вибуху і вторинного пилоутворення і перорально з забрудненими продуктами харчування і водою. Тому в зонах радіоактивного забруднення опромінення населення носить комбінований характер - поєднання зовнішнього і внутрішнього опромінення, що призводить до складного розвитку патологічних процесів.

У процесі розпаду радіонуклідів їх радіоізотопний склад змінюється. У початковому періоді забруднення дози зовнішнього опромінення формуються за рахунок короткоживучих радіоізотопів йоду, цирконію, рутенію, лантану. Потім у зв'язку з природним процесом розпаду радіоактивність зменшується. При цьому зростає відносний вміст довгоживучих радіонуклідів - цезію, стронцію, церію та ін.

Залежно від кількості продуктів ядерного вибуху (ПЯВ), що надійшов в організм, радіаційне ураження може виявлятися у формі гострої, підгострої і хронічної хвороби.

У генезі гострого ураження, клініці хвороби, процесах одужання, формуванні віддаленій патології велике значення під час вступу молодих ПЯВ має радіаційне ураження щитовидної залози радіоізотопами йоду, які складають значну частину їх активності. Пухлини в разі надходження молодих ПЯВ в основному виникають в ендокринних залозах і органах, що мають тісний функціональний зв'язок з ендокринною системою (молочні залози, гонади). В їх генезис визначальне значення має порушення ендокринного статусу організму, початковою ланкою якого є радіаційне ураження щитовидної залози. При надходженні в організм ПЯВ великого віку спектр пухлин іншої - саркоми, лейкози.

Відомості про деякі нуклідів

йод

Серед відомих 26-ти ізотопів йоду стабільним є тільки природний 127I. Стабільний 127I відноситься до числа найбільш важливих біоелементів. Він входить до складу синтезованих щитовидною залозою гормонів. Решта ізотопи йоду, з масовими числами 115-126 і 128-141 радіоактивні. Періоди напіврозпаду більшості з них коливаються від кількох хвилин до кількох тижнів. 131-135I складають значну частину активності молодих продуктів ядерного ділення. Ці ізотопи при випробуваннях ядерної зброї випадають в основному в ближніх зонах. У глобальних випаданнях йод практично відсутня, тому що розпадається до випадання на земну поверхню.

В організм людини радіойод може надходити через органи дихання, з їжею і водою, через шкірні покриви, рани і опікові поверхні. Основне значення мають два перших шляху. Головним джерелом надходження радіойоду населенню в зонах радіонуклідного забруднення були місцеві продукти харчування рослинного і тваринного походження. В першу чергу це молоко, свіжі молочні продукти і листові овочі, які мають поверхневе забруднення.

Небезпека для здоров'я погіршується в районах, що характеризуються нестачею природного йоду.

цезій

З 23-х ізотопів цезію 22 - радіоактивні з масовими числами 123-132 і 134-144. Найбільше значення з радіоізотопів цезію має 137Cs. Його період напіврозпаду - T1 / 2 = 30 років. Радіоактивні випадання радіоізотопів цезію на сушу при випробуваннях ядерної зброї і викиди ядерних підприємств до теперішнього часу з'явилися найбільш значущим джерелом забруднення зовнішнього середовища і радіаційного впливу на людину.

Носіями актівності при Ядерний вибух є аерозолі, Які утворюються в результате конденсації радіоактівніх и нерадіоактівніх продуктів Вибух. Атмосфера представляет собою первинний резервуар, звідки радіонукліді надходять на земну поверхню. Процес випадання прискорюють атмосферні опади і агрегація частинок з утворенням більш великих. Період напівочищення стратосфери приблизно дорівнює одному року.

В організм людини нуклід може надходити в основному через органи дихання в період радіоактивних випадінь і перорально з забрудненими продуктами харчування і водою. Початковим ланкою більшості харчових ланцюжків є рослини. Радіонукліди можуть потрапити на рослини (листя, стебла, плоди) безпосередньо в момент радіоактивних випадінь, через кореневу систему з грунту і із забрудненою водою.

Поступаючи в організм, радіоцезій розподіляється практично рівномірно, що призводить до приблизно рівномірному опроміненню органів і тканин.

стронцій

З радіоактивних ізотопів стронцію найбільший інтерес представляють 89Sr (T1 / 2 = 50.5 сут.) І 90Sr (T1 / 2 = 29.1 року).

Основним джерелом забруднення зовнішнього середовища радіоактивним стронцієм були випробування ядерної зброї і аварії на підприємствах паливно-ядерного циклу. Атмосфера - первинний резервуар 89Sr і 90Sr, звідки радіонукліди надходять на сушу і в гідросферу. Осадження визначається гравітацією, адсорбцією на нейтральній пилу, постійно присутньою в атмосфері, і атмосферними опадами (дощ, сніг). Час перебування радіоактивних аерозолів в атмосфері становить 30-40 діб, в стратосфері - кілька років.

Населенню нуклід в основному надходить з забрудненими продуктами. Інгаляційний шлях має менше значення. Грунт => рослини - початкова ланка більшості ланцюжків перенесення радіостронцію із зовнішнього середовища людині. У рослини радіонукліди можуть надходити в результаті безпосереднього забруднення наземних їх частин в момент випадання, пилоутворення і поглинання з грунту через кореневу систему.

Висновок

У 1995 р Російська наукова комісія з радіаційного захисту (РНКРЗ) прийняла "Концепцію радіаційної, медичної, соціальної захисту і реабілітації населення Російської Федерації", в якій визначено такі поняття, як "опромінених" та "потерпілий". В рамках даної концепції опромінених визнається той, у кого в результаті впливу іонізуючого випромінювання ефективна доза перевищує 50 мЗв (5 бер) або накопичена ефективна доза хронічного опромінення перевищує 70 мЗв. Постраждалим є той, у кого в подібних обставинах виникли променеві ураження або інші захворювання щодо яких офіційно встановлено причинно-наслідковий зв'язок з впливом іонізуючого випромінювання здійснюватиме.

При оцінці ступеня впливу ядерних випробувань на здоров'я населення, яке проживає в районі їх проведення, слід враховувати як параметри склалася на територіях цих районів радіаційної обстановки, так і цілий комплекс різного роду факторів, що впливають на людину.

Л і т е р а т у р а:

1. Ю.А. Сапожников, Р.А. Алієв, С. Калмиков "Радіоактивність навколишнього середовища", вид-во "БИНОМ. Лабораторія знань ", М., 2006 р
2. О.І. Василенко "Радіаційна екологія", вид-во "Медицина", М., 2004 р
3. "Ядерні випробування", книга 1 "Ядерні випробування в Арктиці", том 2. Під загальною редакцією наукового керівника Російський федеральний ядерний центр у Сарові академіка РАН В.Н. Михайлова. Вид-во "Картуш", М., 2006 р
4. "Ядерні випробування", книга 2 "Тоцький військове вчення". Під загальною редакцією наукового керівника Російський федеральний ядерний центр у Сарові академіка РАН В.Н. Михайлова. Вид-во "Картуш", М., 2006 р

Автор статті: Vorona N, автор сайту "Нагасакі"