Загрязнение окружающей среды в результате ядерных испытаний

Специфика воздействия на человека продуктов ядерного взрыва (ПЯВ) и отдельных изотопов

Продукты ядерного взрыва, поступив во внешнюю среду, становятся источником внешнего гамма- и бета-облучения. Помимо этого, в условиях формирования радиоактивного следа и нахождения людей и животных на загрязнённой радионуклидами местности, возможно их поступление в организм. Радионуклиды могут поступать человеку ингаляционно в момент выпадения из облака взрыва и вторичного пылеобразования и перорально с загрязнёнными продуктами питания и водой. Поэтому в зонах радиоактивного загрязнения облучение населения носит комбинированный характер – сочетание внешнего и внутреннего облучения, что приводит к сложному развитию патологических процессов.

В процессе распада радионуклидов их радиоизотопный состав изменяется. В начальном периоде загрязнения дозы внешнего облучения формируются за счёт короткоживущих радиоизотопов йода, циркония, рутения, лантана. Затем в связи с естественным процессом распада радиоактивность уменьшается. При этом возрастает относительное содержание долгоживущих радионуклидов – цезия, стронция, церия и др.

В зависимости от количества продуктов ядерного взрыва (ПЯВ), поступившего в организм, радиационное поражение может проявляться в форме острой, подострой и хронической болезни.

В генезисе острого поражения, клинике болезни, процессах выздоровления, формировании отдалённой патологии большое значение при поступлении молодых ПЯВ имеет радиационное поражение щитовидной железы радиоизотопами йода, которые составляют значительную часть их активности. Опухоли в случае поступления молодых ПЯВ в основном возникают в эндокринных железах и органах, имеющих тесную функциональную связь с эндокринной системой (молочные железы, гонады). В их генезисе определяющее значение имеет нарушение эндокринного статуса организма, начальным звеном которого является радиационное поражение щитовидной железы. При поступлении в организм ПЯВ большого возраста спектр опухолей иной – саркомы, лейкозы.

Рассмотрим специфику действия на организм некоторых наиболее распространенных радионуклидов.

Йод. Среди известных 26-ти изотопов йода стабильным является только природный йод-127. Стабильный йод-127 относится к числу наиболее важных биоэлементов. Он входит в состав синтезируемых щитовидной железой гормонов. Остальные изотопы йода, с массовыми числами 115-126 и 128-141 радиоактивны. Периоды полураспада большинства из них колеблются от нескольких минут до нескольких недель. Йоды – (131-135) составляют значительную часть активности молодых продуктов ядерного деления. Эти изотопы при испытаниях ядерного оружия выпадают в основном в ближних зонах. В глобальных выпадениях йод практически отсутствует, т.к. распадается до выпадения на земную поверхность.

В организм человеку радиойод может поступать через органы дыхания, с пищей и водой, через кожные покровы, раны и ожоговые поверхности. Основное значение имеют два первых пути. Главным источником поступления радиойода населению в зонах радионуклидного загрязнения были местные продукты питания растительного и животного происхождения. В первую очередь это молоко, свежие молочные продукты и листовые овощи, имеющие поверхностное загрязнение.

Опасность для здоровья усугубляется в районах, характеризующихся нехваткой природного йода.

Цезий. Из 23-х изотопов цезия 22 – радиоактивные с массовыми числами 123-132 и 134-144. Наибольшее значение из радиоизотопов цезия имеет ¹³⁷Cs. Его период полураспада – 30 лет. Радиоактивные выпадения радиоизотопов цезия на сушу при испытаниях ядерного оружия и выбросы ядерных предприятий к настоящему времени явились наиболее значимым источником загрязнения внешней среды и радиационного воздействия на человека.

Носителями активности при ядерных взрывах являются аэрозоли, образующиеся в результате конденсации радиоактивных и нерадиоактивных продуктов взрыва. Атмосфера представляет собой первичный резервуар, откуда радионуклиды поступают на земную поверхность. Процесс выпадения ускоряют атмосферные осадки и агрегация частиц с образованием более крупных. Период полуочищения стратосферы примерно равен одному году.

В организм человека нуклид может поступать в основном через органы дыхания в период радиоактивных выпадений и перорально с загрязнёнными продуктами питания и водой. Начальным звеном большинства пищевых цепочек являются растения. Радионуклиды могут попасть на растения (листья, стебли, плоды) непосредственно в момент радиоактивных выпадений, через корневую систему из почвы и с загрязнённой водой.

Поступая в организм, радиоцезий распределяется практически равномерно, что приводит к приблизительно равномерному облучению органов и тканей.

Стронций. Из радиоактивных изотопов стронция наибольший интерес представляют ⁸⁹Sr (T_1/2 = 50,5 сут.) и ⁹⁰Sr (T_1/2 = 29,1 года).

Основным источником загрязнения внешней среды радиоактивным стронцием были испытания ядерного оружия и аварии на предприятиях ядерного топливного цикла. Атмосфера – первичный резервуар ⁸⁹Sr и ⁹⁰Sr, откуда радионуклиды поступают на сушу и в гидросферу. Осаждение определяется гравитацией, адсорбцией на нейтральной пыли, постоянно присутствующей в атмосфере, и атмосферными осадками (дождь, снег). Время пребывания радиоактивных аэрозолей в атмосфере составляет 30-40 суток, в стратосфере – несколько лет.

Населению нуклид в основном поступает с загрязнёнными продуктами. Ингаляционный путь имеет меньшее значение. Почва => растения – начальное звено большинства цепочек переноса радиостронция из внешней среды человеку. В растения радионуклиды могут поступать в результате непосредственного загрязнения наземных их частей в момент выпадения, пылеобразования и поглощения из почвы через корневую систему.

Находящиеся в окружающей среде радионуклиды подразделяются на природные и искусственные. Природные частично образовались одновременно с веществом Земли, частично – постоянно образуются в ядерных реакциях под действием космического излучения. В настоящее время именно они составляют основу дозовой нагрузки на человека.

Искусственные радионуклиды поступали в окружающую среду в результате испытаний ядерного оружия, ядерных взрывов, проводившихся в мирных целях, а также деятельности предприятий ядерного топливного цикла. В течение ряда лет многие страны, в том числе и СССР, сбрасывали в моря и реки жидкие радиоактивные отходы и затапливали отработавшие ядерные установки. Свой вклад внесли и аварийные ситуации на предприятиях ядерно-топливного цикла, из которых наиболее глобальные последствия имела катастрофа на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 г.

Основным источником искусственной радиоактивности в окружающей среде стали испытания ядерного оружия в атмосфере. Общая мощность ядерных взрывов, произведённых в ходе атмосферных испытаний, составила 545 мегатонн (Мт). По оценкам, до 90% от общего числа искусственных радионуклидов поступило в окружающую среду в результате атмосферных ядерных взрывов. Выпадения радионуклидов происходили неоднородно по поверхности планеты. Так, около 76% глобальных выпадений стронция-90 пришлось на северное полушарие, где было проведено 90 % от общего числа испытаний. Максимум глобальных выпадений пришёлся на 40⁰-50⁰ северной широты.

Испытания ядерного оружия достигли наибольшей интенсивности в начале 1960-х годов. В 1961-1962 гг. на Новой Земле было проведено 56 атмосферных взрывов суммарной мощностью около 300 Мт тротила, в том числе термоядерный взрыв мощностью более 50 Мт. Загрязнение окружающей среды стало принимать угрожающие масштабы, и в 1963 г. СССР, США и Великобритания подписали в Москве договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космосе и под водой.

После подписания Московского договора СССР, США и Великобритания проводили исключительно подземные ядерные взрывы, тогда как Китай и Франция, не присоединившись к соглашению, впоследствии провели ряд атмосферных испытаний.

С 1963 г. наблюдается постепенный спад интенсивности глобальных выпадений радионуклидов.

В «Ядерный клуб» (неофициальное название группы стран, обладающих ядерным оружием) входят США (c 1945г.), Россия (изначально Советский Союз, с 1949г.), Великобритания (с 1952г.), Франция (с 1960г.), Китай (с 1964г.), Индия (с 1974г.), Пакистан (с 1998г.) и КНДР (с 2006г.).

Литература

1. Бекман И. Н. Аварии на предприятиях ядерного топливного цикла. – М., 2005. – 315 с.

2. Российская и мировая атомная энергетика: Учеб. Пособие для студентов вузов / Кузнецов В.М., Чеченов Х.Д. – М.: Издательство Московского гуманитарного университета, 2008. – 764 с.

3. Безопасность жизнедеятельности. Учебник / Под ред. С.В. Белова– М.: Высшая школа. 2004. – 447 с.

4. Зимон А.Д. Радиоактивные загрязнения. Дезактивация – М.: Военные знания, 2001. – 56 с.

5. Крючек Н.А., Латчук В.Н., Миронов С.К. Безопасность и защита населения в чрезвычайных ситуациях: учебник для населения.- М.: НЦ ЭПАС, 2006. – 264 с.

6. Самойлов О. Б., Усынин Г. Б., Бахметьев А. М. Безопасность ядерных энергетических установок. – М.: Энергоатомиздат, 1989. – 380 с.

7. Чернобыльская катастрофа (1986 г.) // Катастрофы конца XX века / Под ред. В. А. Владимирова – М.:УРСС, 1998. – 400 с.

8. http://ru.wikipedia.org/wiki/Авария_на_АЭС_Фукусима-1

Дата добавления: 2015-06-30