Влияние радиоактивных веществ на живые организмы

Радиоактивное загрязнение окружающей среды

Открытия в области атомной энергии в XX веке вызвали появление нового, наиболее опасного для всего живого вида загрязнений окружающей среды – радиоактивного.

Радиоактивность – способность нестабильных ядер элементов (радиоактивных изотопов, радионуклидов) к самопроизвольному распаду. Следствием ядерного распада является ионизирующая радиация в виде потока альфа- и бета-частиц, гамма квантов и нейтронов. Действие радиации зависит от энергии частиц и силы излучения, то есть числа частиц, вылетающих в единицу времени. Сила излучения измеряется в беккерелях, (1 Бк = 1 распад в секунду) или кюри (1Ки = 3,7 × 10¹⁰ Бк). Дозу излучения, поражающую организм, находят путем измерения количества поглощенной ими энергии. В качестве единиц радиоактивности используют также: Кл/кг (1Кл/кг = 3,9 × 10³ рентген); грей (1 Гр = 100 рад); зиверт (1 Зв = 100 бэр). Максимальные дозы, не причиняющие вреда организму человека в случае их многократного действия, равны 3 х 10^-3 Гр (0,3 рад) в неделю и в случае единовременного действия – 0,25 Гр (25 рад). Доза естественного облучения зависит от высоты над уровнем моря и природы подстилающих почву пород.

Возник­ли серьезные экологические проблемы, связанные с эксплуатацией атомных электростанций (АЭС), воздействием предприятий ядерно-топливного цикла на окружающую среду и население, захоронением радиоактивных отходов, последствиями аварийных радиоактивных выбросов при использовании ядерной энергии в мирных целях, угрозой применения ядерного оружия.

Радиоак­тивное загрязнение обусловлено, в основном, глобально распределен­ными долгоживущими радиоактивными изотопами -про­дуктами проводившихся испытаний ядерного оружия и с действующих АЭС в процессе их эксплуатации. В результа­те аварии Четвертого блока на Чернобыльской АЭС в 1986 г., суммарный выброс в атмосферу составил 77 кг (при атомном взрыве над Хиросимой их образовалось лишь 740 г).

Некоторые хими­ческие элементы радиоактивны: процесс их самопроизвольного распада с превраще­нием в элементы с другими порядковыми номерами сопровождается излучением. При распаде радиоактивного вещества (РВ) его масса с течением времени уменьша­ется. Теоретически вся масса радиоактивного элемента исчезает за бесконечно большое время.

Периодом полураспада называется время, по истечении которого масса умень­шается вдвое. Период полураспада для разных РВ варьирует в широких пределах, составляя от нескольких часов до миллиардов лет.

Борьба с радиоактивным загрязнением среды может носить лишь предупреди­тельный характер, поскольку не существует способов биологического разложения и других механизмов, позволяющих нейтрализовать этот вид заражения природной среды. Наибольшую опасность представляют РВ с периодом полураспада от нескольких недель до нескольких лет: этого времени достаточно для проникновения таких веществ в организм растений и животных.

Распространяясь по пищевой цепи (от растений к животным), РВ поступают в организм человека вместе с продуктами питания и могут накапливаться в коли­честве, способном нанести вред здоровью.

Наиболее опасны среди РВ изотопы стронция (⁹⁰Sr) и цезия (¹³⁷Cs), они образу­ются при ядерных взрывах в атмосфере, а также поступают в окружающую среду с отходами атомной промышленности. Благодаря химическому сходству с кальцием стронций легко проникает в костную ткань позвоночных, тогда как цезий накапливается в мышцах.

Излучение РВ оказывает губительное воздействие на организм человека - ос­лабляет иммунитет, снижает сопротивляемость инфекциям. Результатом является уменьшение продолжительности жизни, сокращение показателей естественного прироста населения вследствие временной или полной стерилизации. Отмечено поражение генов, при этом последствия проявляются лишь в последующих - втором или третьем - поколениях.

Тяжесть последствий облучения зависит от количества поглощенной организмом энергии, излученной радиоактивным веществом (радиации). Единицей этой энергии служит 1 рад - доза облучения, при которой 1 г живого вещества поглощает 10 ^-5 Дж энергии.

Установлено, что при дозе, превышающей 1000 рад, наступает смерть; случае получения дозы величиной 100 рад человек выживает, однако значительно возрас­тает вероятность возникновения онкологического заболевания, а также полной стерилизации.

Наибольшее загрязнение вследствие радиоактивного распада вызвали взрывы атомных и водородных бомб, испытание которых особенно широко проводилось в 1954…1962 гг.

Второй источник радиоактивных примесей - атомная промышленность. При­меси поступают в окружающую среду при добыче и обогащении ископаемого сырья, использовании его в реакторах, переработке ядерного горючего в установках. Наиболее серьезное загрязнение среды связано с работой заводов по обогащению и переработке атомного сырья. Для дезактивации радиоактивных отходов до их полной безопасности необходимо время, равное примерно 20 периодам полураспада (это около 640 лет для цезия и 490 тыс. лет для урана-239).

Предельно допустимая доза ионизирующей радиации не должна превышать удвоенного среднего значения дозы облучения, которому человек подвергается в естественных условиях. При этом предполагается, что люди хорошо приспособились к естественной радиоактивности среды. В среднем доза ионизирующей радиации, получаемой за год каждым жителем планеты, колеблется между 50 и 200 мрад.

Известны группы людей, которые живут в районах с высокой радиоактивностью, значительно превышающей среднюю радиоактивность нашей планеты. Так, в одном из районов Бразилии жители за год получают около 1600 мрад, что в 10...20 раз больше средней дозы облучения.

Ежегодно в мире происходит до 15 утечек радиоактивных материалов в окружающую среду и регистрируется в среднем 45 пожаров на АЭС. На атомных электростанциях мира зафиксированы многочисленные аварии разной степени тяжести. В связи с этим некоторые страны мира, в числе которых Швеция, Автрия, Италия, Великобритания, Мексика и другие, пересматривают свои взгляды на эксплуатацию АЭС и отказались от их строительства. В США за­крывается большое количество ранее построенных атомных станций. В Швеции последняя из действующих АЭС должна быть остановлена в 2010 году

Катастрофа на Чернобыльской АЭС, произошедшая в 1986 году, явилась самым серьезным доводом в пользу отказа от применения атомной энергетики. Это была авария беспрецедентного масштаба, большинство трагических последствий которой в полной мере проявится только в будущем. По ориентировочным данным, в момент аварии в атмосферу попало 1,9…5×10¹⁸ Бк радиоактивных нуклидов. Суммарная масса радиоактивных изотопов, выброшенных в атмосферу, оценивается в 77 кг. Они распространились над всеми странами Северного полуша­рия, а большая часть выпала в радиусе 300…400 км от АЭС. В состав радиоактивных осадков вошло около 30 радионуклидов с периодом полураспада от 11 часов (криптон-85) до 24065 лет (плутоний-239) Особенно сильное воздействие на природные экосистемы отмеча­лось в радиусе 30 км от взорвавшегося реактора Чернобыльской АЭС, и эта территория является запрещенной для всех видов человеческой дея­тельности. Чернобыльская катастрофа имеет различные последствия краткосрочного и долгосрочного характера, сведения о которых пред­ставлены в таблице (табл. 6.1).

Проблемы ядерной энергетики и экологии должны решаться на меж­дународном уровне Учреждены Международная Комиссия по радиоло­гической защите (МКРЗ), Научный комитет по действию атомной ра­диации при ООН (НКДАР). В отчетах этих организаций регулярно со­общается о том, что становится известным об уровнях и эффектах облу­чения. Предполагается, что в будущем все слои населения будут знать об уровнях опасности для каждого отдельного человека.

Таблица 6.1

Дата добавления: 2015-07-13