Опасности в российском секторе Арктики

1 – места затопления контейнеров с РАО (всего более 10 тыс. контейнеров);
2 – места затопления судов или реакторных отсеков с аварийными ядерными реакторами; 3 – складирование или захоронение твердых РАО; 4 – места проведения ядерных испытаний; 5 – предполагаемый район развертывания долгосрочной программы ядерных испытаний и размещения регионального могильника РАО; К – место гибели ядерной подводной лодки «Комсомолец» с ядерным оружием на борту; 6 – районы неучтенных затоплений расщепляющихся материалов.

На большей части территории Российской Федерации мощность экспозиционной дозы (МЭД) гамма-излучения на местности соответствует фоновым значениям и колеблется в переделах 10-20 мкР/ч. В результате радиационного обследования городов и населенных пунктов страны выявлены сотни участников локального радиоактивного загрязнения, характеризующихся МЭД гамма-излучения от десятков мкР/ч до десятков мР/ч (в отдельных
случаях – Р/ч). На этих участках находятся утерянные, выброшенные или произвольно захороненные источники ионизирующих излучений различного назначения, изделия со светосоставом, технологические отходы производств и содержащие радионуклиды стройматериалы. Эти загрязнения повышают риск для населения получить опасную дозу облучения в самом неожиданном месте, в том числе и в собственном доме, когда, например, строительные панели становятся мощным источником ионизирующего излучения.

Ядерная энергетика. Потенциальным источником ионизирующего излучения, вокруг которого ведутся наиболее интенсивные споры, являются атомные электростанции (рис.15), хотя в настоящее время они вносят весьма незначительный вклад в суммарное облучение населения. При нормальной работе ядерных установок выбросы радиоактивных материалов в окружающую среду очень невелики (Прилож. 13;14;19).

Атомные электростанции являются лишь частью ядерного топливного цикла, который начинается с добычи и обогащения урановой руды. Следующий этап - производство ядерного топлива. Отработанное на АЭС ядерное топливо иногда подвергают вторичной обработке, чтобы извлечь из него уран и плутоний. Заканчивается цикл, как правило, захоронением радиоактивных отходов.

На каждой стадии ядерного топливного цикла в окружающую среду попадают радиоактивные вещества. Люди, проживающие вблизи ядерных реакторов, получают большие дозы, чем все население в среднем. Тем не менее, в настоящее время эти дозы обычно не превышают нескольких процентов естественного радиационного фона. Самые большие дозы облучения, источником которого являются объекты атомной промышленности, получают люди, которые на них работают. Профессиональные дозы почти повсеместно являются самыми большими из всех видов доз.

Рисунок 15. Карта расположения атомных электростанций

на территории Российской Федерации.

Для оценки радиоэкологической обстановки очень важно знать, какие конкретно радионуклиды образуются и попадают в сферу сельскохозяйствен-ного производства в результате той или иной аварийной ситуации.

В основе работы атомного реактора, а также взрыва атомной бомбы лежит ядерная реакция деления тяжелых атомов урана или плутония (^233,235U, ^239,241Pu).

Основной интерес для ядерной энергетики представляет реакция деления ядра. В настоящее время известны около 100 различных изотопов с массовыми числами примерно от 90 до 145, возникающих при делении этого ядра. Две типичные реакции деления этого ядра имеют вид:

В результате деления ядра, инициированного нейтроном, возникают новые нейтроны, способные вызвать реакции деления других ядер. Продуктами деления ядер урана-235 могут быть и другие изотопы бария, ксенона, стронция, рубидия и т. д. Кинетическая энергия, выделяющаяся при делении одного ядра урана, огромна – порядка 200 МэВ.

При делении ядра урана-235, которое вызвано столкновением с нейтроном, освобождается 2 или 3 нейтрона. При благоприятных условиях эти нейтроны могут попасть в другие ядра урана и вызвать их деление. На этом этапе появятся уже от 4 до 9 нейтронов, способных вызвать новые распады ядер урана и т. д. Такой лавинообразный процесс называется цепной реакцией. Схема развития цепной реакции деления ядер урана представлена на рис. 16.

Первоначально образуется смесь продуктов деления, содержащая более 200 радионуклидов 35-ти химических элементов. Максимумы приходятся на элементы с М» 90 и М» 140.

Рисунок 16. Схема развития цепной реакции.

Кроме радиоактивных продуктов деления тяжелых ядер в окружающую среду могут попадать радионуклиды – продукты наведенной активности (⁶⁵Zn, ⁵⁴Мn, ⁵⁶Fе, ⁶⁰Со и др.) и радиоактивные трансурановые элементы (плутоний, америций, кюрий и др.).

Все ли из образующихся радиоактивных элементов и в одинаковой ли степени представляют опасность для функционирования экосистем? Это, прежде всего, зависит от физических, химических и биологических свойств радионуклидов, попадающих в атмосферу, а также от скорости их радиоактивного распада.

Проблема радиоактивных отходов. Большое сосредоточение радиоактивных материалов находится на Севере Европейской территории России вблизи баз Северного флота (районы Мурманска и Архангельска) и на Новой Земле (рис. 9). Суммарная количественная оценка этих скоплений отсутствует. Подвергается опасности радиоактивного загрязнения по существу весь Арктический регион России. Здесь эксплуатируется более 170 ядерных энергоблоков, базируется самый мощный в мире атомный ледокольный флот, расположен полигон испытаний ядерного оружия, производятся подземные ядерные взрывы в мирных целях.

Обоснованные опасения вызывают не санкционированные на международном уровне захоронения РАО на дне морей, а также затонувшие корабли с ядерными реакторами и ядерными оружием на борту. Количество РАО, затопленных в морях региона, составляет 2/3 от активности всех отходов, захороненных в Мировом океане.

На территории России действуют девять АЭС с реакторами РБМК (Чернобыльского типа). Эксперты показывают, что все станции находятся в удовлетворительном состоянии. Однако они считают, что в ближайшее время может начаться остановка реакторов, поскольку многие из них уже исчерпали значительную часть своего ресурса. Каждый год на АЭС и других радиационно опасных объектах случаются инциденты, которые квалифицируются по международной шкале аварий и событий, в основном, как «происшествия» (незначительные, среднее тяжести, серьезные).

Одна из наиболее острых экологических проблем в России – проблема радиоактивных отходов. Об истинных ее масштабах стало известно в 1993 г., когда под руководством природоохранных органов был составлен государственный реестр мест и объектов добычи, переработки, использования, хранения и захоронения радиоактивных веществ, РАО, источников ионизирующих излучений. Только на предприятиях Минатома России (ПО «Маяк», Сибирский химический комбинат, Красноярский горно-химический комбинат) сосредоточено 600 млн. м³ РАО с суммарной активностью 1,5 млрд. Кu. На 29 энергоблоках АЭС хранится 140 тыс. м³ жидких и 8 тыс. м³ отверженных отходов общей активностью 31 тыс. Кu, а также 120 тыс. м³ излучающих твердых отходов (оборудование, строительный мусор). Ни одна АЭС не имеет полного комплекта установок для подготовки отходов к захоронению. Поставщиками РАО являются также Военно-морской флот (ВМФ), атомный ледокольный флот, судостроительная промышленность, предприятия неядерного цикла (НИИ, промышленные предприятия, медицинские учреждения, учебные заведения). На их долю приходится 240 тыс. м³ отходов с активностью более 2 млн. Кu. Таким образом, главными источниками радиоактивного загрязнения среды являются:

· испытания ядерного оружия;

· аварийные ситуации на этапах ядерного топливного цикла (ЯТЦ) (добыча урана (Прилож. 9-12); обогащение урана и получение ядерного топлива; изготовление тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов); эксплуатацию ядерного реактора; переработку и регенерацию отработанного ядерного топлива; аварийные ситуации при захоронении и хранении радиоактивных отходов).

ПРИМЕР 15. В кровь человека ввели небольшое количество раствора, содержащего радиоизотоп ²⁴Nа активностью А = 2,0×10³ Бк. Активность 1 см³ крови, взятой через 5 часов после этого, оказалась А = 960 Бк/см³ крови. Определите объем крови человека Т_1/2(²⁴Na) = 15 часов.

Решение. Активность радиоизотопа через t = 5 ч, в соответствии с уравнением (34), равна:

.

При этом экспериментальная величина активности составила:

А=А₁V,

где V— объем крови человека, см³. Таким образом,

А₁V = А = А₀е ^-lt = А₀ ехр().

Ответ: объем крови человека составляет около 6000 см³ =6 л.

Или

Глава 4 РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ И ЗАЩИТА
ОТ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

Дата добавления: 2014-11-06