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
|