Учебное пособие по курсу Ядерная безопасность для студентов, обучающихся по направлению Ядерная энергетика и теплофизика

• Название: Учебное пособие по курсу Ядерная безопасность для студентов, обучающихся по направлению Ядерная энергетика и теплофизика
• Дата: 22.04.2022
• Размер: 5.76 Mb.
• Имя файла: Total-3-6-new-bolshoy.docx
• Тип: Учебное пособие; #490571
• страница: 19 из 45

5.8 Техногенные добавки к природному радиационному фону

В качестве техногенных добавок, прежде всего, необходимо упомянуть медицинские процедуры (рентген), которые, по оценкам, могут увеличить дозу внешнего облучения на 30% по отношению к природному фону.

Затем идут выбросы угольных электростанций. Довольно давно было обнаружено, что фон в районе расположения ТЭС, как правило, превышает фон в районе АЭС. Это объясняют следующим образом. Уголь содержит естественные радиоактивные элементы калий-40, уран-238, торий 232. Для производства 1ГВт∙года электроэнергии сжигается 3 млн тонн угля. Любопытно отметить, что это примерно 1 железнодорожный состав в сутки.

Вся эта радиоактивность концентрируется в районе ТЭС. В радиусе 20 км эти выбросы дают следующие величины доз:

- на легкие 0.42 мЗв/год;

• 
  на костную ткань 1.1 мЗв/год;
  
• 
  на костный мозг 0.15мЗв/год.
  

Установлено, что в некоторых месторождениях уголь содержит достаточно много урана. Например, угли в Кемерово - до 139 г/т урана. Содержание урана в золе при этом достигает 903 г/т (среднее содержание урана в почве – 3 г/т).

При таких содержаниях уже рассматривается целесообразность извлечения урана из угля или продуктов сжигания.

В настоящее же время факт наличия урана в углях, как правило, игнорируется. Мировой суммарный выброс урана при сжигании угля составляет 37300 т/год, причем 7300 т/год поступает из США.

Далее идут полеты на самолетах. На высоте 8-10 км мощность дозы повышается примерно в 100 раз по сравнению с дозой на уровне Земли и составляет примерно 3 мкЗв/час.

Также некоторый вклад дают фосфорные удобрения, светящиеся циферблаты, телевизоры. Например, часы (если для свечения используется радий) могут дать годовую добавку к фону 0.5 мЗв.

5.9 Доза излучения от испытаний ядерного оружия

Всего на полигонах мира в 1945 – 1980г.г. было проведено 525 атмосферных ядерных испытаний мощностью 437 Мт (табл.5.5).

1 Мт = 0.410¹⁶ Дж = 0.410¹⁰ МДж.

Реактор мощностью 1000 МВт генерирует такую энергию за 0.410⁷с  10³ час  42 дня.

Для сравнения можно напомнить,что Солнце поставляет на Землю 40 Мт/с.

Таблица 5.5 - Количество произведенных ядерных взрывов в разных странах.

Количество взрывов	Мощность, Мт	Страна
217	154	США
219	244	СССР
21	8	Великобритания
45	10	Франция
23	21	Китай

На момент прекращения Китаем в 1980г. ядерных испытаний в атмосфере максимальная плотность загрязнения местности в средних широтах земли составила:

по стронцию-90 85-90 мKu/км²;

по цезию-137 130-150 мKu/км².

Для сравнения: после аварии на ЧАЭС эта плотность составила 15-100 Ku/км².

Активность, образующаяся при взрыве ядерного заряда мощностью 1 Мт = 373 МKu. Значительная часть активности уходит в стратосферу (50%) и распространяется по поверхности Земли. Глобальные выпадения в убывающем порядке определяются: ¹⁴C, ¹³⁷Cs, ⁹⁵Zr, ⁹⁰Sr, ¹⁰⁶Ru, ¹⁴⁴Ce, ³H, ²³⁹Pu, ²⁴⁰Pu, ²⁴²Am.

В долговременном аспекте основная роль принадлежит ¹⁴C. Его содержание на два порядка превышает природный уровень. Также значительно превышен природный уровень по тритию:

2.410²⁰ Бк – факт;

5.210¹² Бк – природный.

По оценкам ожидаемая коллективная эффективная эквивалентная доза для населения Земли составит 310⁷ челЗв. (Сколько это будет по отношению к природному фону?)

Если принять население Земли 7 млрд чел, то коллективная годовая доза.

710⁹ чел  2.210^-3 Зв = 1.4410⁷ челЗв.

Т.е. коллективная доза от испытаний равна двум годовым коллективным дозам. Это немного, при условии, что испытания закончены.
В СССР испытания проводились в основном на Семипалатинском полигоне и на Новой Земле. Наиболее интересные из них перечислены ниже.

1). Семипалатинский полигон, 29 августа 1949г. 1-е испытание.

2). Полигон на Новой Земле, 30 октября 1961г. Взрыв 50 Мт бомбы.

3). Полигон Капустин Яр (Астраханская и Волгоградская обл.). В 1956г. пуск ракеты с ядерной боеголовкой в Каракумы и наземный взрыв 0.3 кт.

4). Тоцкий полигон (Оренбургская обл.), 14 сентября 1954г. Учение со взрывом атомной бомбы.

5). Штольня на Семипалатинском полигоне: подрыв оставленного ядерного устройства в 90-е годы.