Проблемы-радиоактивного-загрязнения-3512. Проблемы радиоактивного загрязнения
 Скачать 43.2 Kb.
|
|
ПРОБЛЕМЫ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ Введение В связи с активной разработкой и использованием технологий, использующих в процессе свое работы радиоактивные элементы, встал вопрос радиоактивного загрязнения окружающей среды. Проблема ядерного загрязнения стоит особенно остро из-за повышенной опасности радиоактивных элементов. Радиоактивное загрязнение – это превышение допустимого (естественного) содержания радиоактивных частиц в окружающей среде. Основную опасность такие частицы несут за счет своего излучения: -α-частиц (гелий-4) -β-частиц (электроны и позитроны) -γ-частиц (гамма-кванты, представляющие собой электромагнитное излучение чрезвычайно малой длины) Несмотря на то, что технологии, работающие с радиоактивными элементами, тщательно контролируются и риск чрезвычайных ситуаций по сравнению с другими сферами намного меньше, тем не менее, нельзя недооценивать всю серьезность проблемы. 1. Источники радиационного загрязнения. Основными факторами радиоактивного загрязнения выступают: 1) Добыча и переработка радиоактивных руд (в том числе и как побочная часть добычи полезных ископаемых) 2) Чрезвычайные ситуации в сфере ядерной энергетики 3) Процесс работы химических предприятий, использующих радиоактивные вещества 4) Использование и испытание ядерного оружия 5) Промышленное использование радиоактивных элементов 1.1 Добыча радиоактивных руд Главным источником радиоактивного загрязнения в рудодобывающей промышленности являются урановые и ториевые минералы. Их главной особенностью считается наличие радионуклидов с большим периодом полураспада во всех видах отходов. Они представляют повышенную опасность для окружающей среды, поскольку на расстоянии 10 см от их поверхности создается мощность эквивалентной дозы более 0.1 мЗв/ч (Зивет – единица измерения дозы ионного излучения). Основными фактором радиоактивного загрязнения на урановых рудниках являются частицы, содержащие уран и продукты его распада. Все продукты производства урана испускают α-, β- или γ-излучение. Также в процессе добычи выделяется радон - газ, вдыхание которого пагубным образом влияет на здоровье. После извлечения руда складируются в наземных складах, являющихся еще одним источником распространения радиоактивных веществ. В последнее время добыча радиоактивных руд увеличилась из-за высокого спроса и цены на неё. Такая тенденция резко увеличивает фактор загрязнения биосферы планеты. 1.2 Ядерная энергетика и химические предприятия Эта сфера подвергается острой критике многих людей, так как несмотря на относительную безопасность самого производства энергии, основополагающим фактором является проблема утилизации отходов производства. Особенно острым встает вопрос неправильного захоронения радиоактивного мусора. Изначально считалось, что достаточным будет сбросить радиоактивные изотопы в окружающую среду. Так на предприятии «Маяк» в Челябинской области в первое время все радиоактивные отходы сбрасывались в близлежащие водоёмы. Из-за этого вся близлежащая местность загрязнилась радиоактивными элементами. Выяснилось, что радиоактивные изотопы имеют свойство концентрироваться в биосистеме, что повышает риски пагубного воздействия. Также немаловажным вопросом остается вероятность чрезвычайных ситуаций на АЭС и других объектах, вырабатывающих и использующих ядерную энергию. Особенно остро этот вопрос стал подниматься после трагедии на Чернобыльской АЭС. В результате аварии на четвертом энергоблоке ЧАЭС весной 1986 г. в атмосферу попало около 7,5 т ядерного топлива и продуктов деления. В последствии в радиусе 250 км были зафиксированы участки, с радиоактивной активностью более 200 Ки/км2 (Кюри – единица измерения активности вещества). Местность с активностью более 40 Ки/км2 составила около 3,5 тыс. кв. км. Радиоактивные элементы загрязнили всю восточную Украину, около 80% Белоруссии и 19 областей России. Следы Чернобыльской катастрофы были зафиксированы даже на территории Японии (на восток) и Канады (на запад), а эпицентр катастрофы (г. Чернобыль, г. Припять и прилегающие районы) даже спустя 30 лет до сих пор не пригоден для жизни из-за высокого уровня радиационного загрязнения. Особые опасения вызывает тот факт, что ядерная энергетика остается одной из самых мощный, вследствие чего во всем мир постоянно увеличивается число АЭС. На сегодняшний момент на планете существует 430 атомных реакторов (46 в России). 1.3 Ядерное оружие. Ядерное оружие остается до сих пор самым потенциально опасным фактором радиационного загрязнения. Впервые, эта угроза возникла еще в 1939 году, когда французский физик Фредерик Жолио-Кюри запатентовал конструкцию урановой бомбы, и усилилась к 1945 году, когда в США под Аламогордо (штат Нью-Мексико) было успешно испытано первое ядерное взрывное устройство. Всю свою силу и угрозу ядерное оружие проявило в августе 1945 года, когда на японские города Хиросима и Нагасаки американцами были сброшены две атомные бомбы. Оба города были полностью уничтожены, а жертвами стали около 150-246 тыс. человек, среди которых 90-166 тыс. умерло от радиоактивного заражения, вызванного непосредственным радиоактивным излучением и загрязнением прилегающих территорий. В то время понятия «радиоактивное загрязнение» еще не существовало, поэтому люди продолжили жить в этих городах, что повлекло за собой повышенную смертность населения, различные болезни и генетические отклонения у детей. Ядерные испытания проводились вплоть до середины 90-х годов XX века. За это время было проведено около 2300 испытаний. Самые мощные взрывы проводились на полигонах Атолла Бикини и архипелага Новая земля. На вооружении до сих пор находятся порядка 16,3 тыс. единиц ядерного оружия разных типов.
Современное ядерное оружие обладает в разы большей поражающей силой, что становится еще большей угрозой для экологии в сфере радиационного загрязнения. 1.4 Промышленное использование радиоактивных элементов Радиоактивные элементы используются в совершенно разных сферах жизни человека. Опасность радиоактивного воздействия и загрязнения таких разработок фактически ничтожна из-за малого объема радиоактивного вещества, принимающего в них участие. Радиация используется в медицине (рентгеновские аппараты, процесс создания искусственных зубов…) в электротехнике (создание светящихся указателей входа-выхода, создание, создание телефонных компонент…), в строительстве (для выявления микродефектов конструкций) и т.д. 2. Радиоактивное загрязнение почвы. Основные факторы: Добыча и переработка радиоактивных руд и минералов, а также побочное загрязнение радиацией при добыче полезных ископаемых. Процесс добычи предполагает наличие отходов, которые не затребованы в деятельности (пыль, содержащая радиоактивные элементы, побочные элементы добычи…). Испытание ядерного оружия, при котором радиоактивные частицы оседают и проникают в почву. Особенно это характерно для современных испытаний вооружения, при котором заряд активируется под землей, что снижает выбросы в атмосферу, но пагубно влияет на состояние земельных ресурсов. Захоронение радиоактивных отходов в земельных пластах. Негативное влияние проявляется при некачественном процессе захоронения, а также при захоронении менее тяжелых отходов, для которых технология консервации менее изолирована. Катастрофы на ядерных и химических предприятиях, при которых выбросы радиационного материала попадают непосредственно в землю или оседают, попав в атмосферу в виде пыли и газа. Попавшие в почву радиоактивные элементы накапливаются в верхних слоях, воздействуя пагубным образом на всю наземную и подземную биосферу окружающей среды. Основным звеном многих пищевых цепей является почва, из которой радионуклиды попадают в растения и животных. Данных факт напрямую воздействует и на человека, употребляющего их в своем рационе. 3. Радиоактивное загрязнение атмосферы. Загрязнение атмосферы происходит, в основном, за счёт добычи радиоактивных минералов (выхода газов и пыли в процессе производства), а также при испытании ядерного оружия. Второе особенно было характерно для испытаний XX века. При наземной детонации заряда поднимается колоссальное количество радиоактивной пыли, которая при движении воздушных масс распространяется на большие расстояния. Так более крупные частицы оседают в первые часы после взрыва, но более мелкие могут переноситься на тысячи километров и оседать в течение долгого времени (вплоть до нескольких лет). Особую опасность составляет то, что помимо непосредственного воздействия на биосферу Земли и самого человека, радиация проникает в почвенный слой и водные ресурсы. 4. Радиоактивное загрязнение водной среды. Данный вид загрязнения происходит за счет: Захоронение ядерных отходов на дне водоемов и под ними. Непосредственное сбрасывание отходов в водоемы Второстепенные заражения, проникающие из атмосферы, почвы и подземных водоемов. Особенно остро эта проблема стоит в местах захоронения отходов. На рисунке изображены наиболее масштабные захоронения ядерных отходов в мировом океане.  Захоронения ядерных отходов с указанием числа пунктов сброса и общей активности отходов (без учета арктических территорий) В Мировом океане зафиксированы опасные цезий-137, стронций-90, иттрий-91, которые скапливаются в растительных и животных организмах океана, создавая опасность, как для них самих, так и для человека. Значительную опасность также обеспечивает затопленные контейнеры с ядерными отходами в Карском море (около архипелага Новая Земля) общим числом порядка 11 тыс., а также 15 аварийных реакторов с атомных подводных лодок. 5. Загрязнение растительного и животного мира. В биосферу радиоактивные элементы могут попадать как напрямую (оседая из атмосферы непосредственно на растения и животных), так и второстепенными путями (через воду, почву и другие организмы) Радиация может воздействовать как незначительно (накапливаться в живых организмах, оказывая малозаметные воздействия), так и существенным образом, вызывая генетические изменения, заболевания или даже гибель. Так, воздействие радиации изменяет окраску, размеры и формы некоторых растений, например, береза в местах залежей накапливает стронций-90, что приводит к необычной зеленой окраске. Еще одним известным примером стал так называемый «рыжий лес» - 10-километровый радиус леса вокруг Чернобыльской АЭС после катастрофы обрел буро-красный окрас, при этом многие деревья погибли от полученного излучения. Одним из опасных свойств радионуклидов является его способность накапливаться в живых организмах, поднимаясь по пищевым цепям, например, в костях окуня их содержание возрастает в 3000-4000 раз по сравнению с содержанием в микроорганизмах, живущих в воде. 6. Влияние радиации на человека. Результат радиоактивного воздействия на человека делится на две категории: Соматический – эффекты, возникающие в организме при облучении (лучевая болезнь, лейкозы, опухоли). Генетические – эффекты, связанные с изменением генетической структуры, они проявляются в следующих поколениях (генные мутации). Организм при попадании радиоактивных частиц подвергается длительному облучению. В первую очередь поражаются органы, через которые поступили радионуклиды (органы дыхания и пищеварения), а также щитовидная железа и печень. В них скапливается в 1-3 раза больше, по сравнению с другими органами. Эффект непосредственно зависит от дозы излучения.
7. Проблема утилизации радиационных отходов. Сейчас одной из самых важных стала проблема радиоактивных отходов. Так на предприятиях Минатома России (ПО «Маяк», Сибирский химический комбинат, Красноярский горно-химический комбинат) складированы 600 млн. м3 отходов с общей активностью 1,5 млрд. Ки. На атомных станциях по всей стране хранится порядка 150 тыс. м3 отходов общей активностью 31 тыс. Ки, а также 120 тыс. м3 облученного оборудования и мусора. Свою часть вносит и техника военно-морского флота. К ним относятся поврежденные и списанные атомные ледоколы, подводные лодки и отработавшее ядерное топливо. На их долю приходится 240 тыс. м3 отходов с активностью более 2 млн. Ки. Процедура утилизации отходов гораздо более сложная по сравнению с другими видами отходов. Существует специальная технология, которая позволяет выделить большую часть радиоактивных веществ, для их повторного использования (например, плутония), остальную часть смешивают с расплавленным стеклом и запечатывают в толстостенные контейнеры. Заключение На данный момент человечество сильно зависит от технологий, использующих радиоактивные материалы. Но проблема радиационного загрязнения чрезвычайно опасна в силу негативного воздействия на все элементы биосферы планеты и малости доз, необходимых для превышения безопасного порога. Таким образом, необходимо тщательно контролировать все стадии использования данных технологий и разрабатывать методики, снижающие объем и активность отходов, получаемых при работе с радиоактивными материалами, а также искать альтернативные менее вредные источники энергии, которые смогли бы заменить ядерную энергетику. Потенциальной причиной радиационной катастрофы также остается ядерное оружие, доказавшее свою разрушительность. В случае его масштабного использования уровень радиационного загрязнения возрастет в тысячи раз, а зараженная гарь, пыль и дым, поднявшись в стратосферу, могут кардинально изменить климат планы, вызвав так называемую «ядерную зиму». СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Алексахин Р.М. Радиоактивное загрязнения почвы и растений / Р.М. Алексахин. ─ Москва : Изд-во Академии наук СССР, 1963. ─ 130 с. Белозерский Г.М. Радиационная экология ─ Г.Н.Белозерский. ─ Москва 2008. -382 с. Радиационное загрязнение [Электронный ресурс] //– Электрон. дан. – М.,2005. – URI: http://ref.by/refs/97/22366/1.html/ (дата обращения: 09.04.2014) Бабаев Н.С., Демин В.Ф., Ильин Л.А. и др. Ядерная энергетика: человек и окружающая среда. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 235 с. Радиационное загрязнение [Электронный ресурс] //– Электрон. дан. –– URI:https://ru.wikipedia.org/wiki/Радиоактивное_загрязнение/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||