Радиоактивное загрязнение биосферы – реальная опасность жизни на Земле

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3
1. Понятие естественной, искусственной радиации, фоновые концентрации 5
2. Воздействие различных видов излучений на человека 10
3. Принципиальное устройство, особенности эксплуатации, негативные
явления при авариях атомных станций, военной техники 16
4. Особенности радиоактивного загрязнения окружающей среды, способы его
нивелирования 21
5. Характеристика перспективных направлений предотвращения
радиоактивного загрязнения 26
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 32
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 33

ВВЕДЕНИЕ

Стремясь к улучшению условий своей жизни, человек постоянно
наращивает темпы материального производства, не задумываясь о
последствиях. При таком подходе большая часть взятых от природы ресурсов
возвращается ей в виде отходов, часто ядовитых или непригодных для
утилизации. Это создает угрозу и существованию биосферы, и самого человека.
Величайшими техническими достижениями человечества второй
половины ХХ века стали разработки ядерной энергетики, ракетной техники и
методов генной инженерии. Это стало основой для создания атомных
электростанций, космических кораблей и прочих сооружений, устройств,
препаратов, имеющих огромное народнохозяйственное значение.
Особое место среди загрязняющих окружающую среду агентов занимают
радиоактивные вещества. Внимание к ним сильно возросло после аварии на
Чернобыльской АЭС в 1986 г. и ряда инцидентов на других гражданских и
военных объектах с ядерным топливом.
Радиоактивное загрязнение биосферы представляется одним из опасных
воздействий на человека. В целом этот вид загрязнения представляет собой
превышение естественного уровня содержания в окружающей среде
радиоактивных веществ. Оно может быть вызвано испытаниями ядерного
оружия, ядерными взрывами и утечками радиоактивных компонентов в
результате аварий на атомных электрических станциях, на предприятиях по
производству и обогащению ядерного топлива и ядерных боеприпасов при их
транспортировке, при разрушениях на транспортных средствах с ядерным

двигателем , на предприятиях по захоронению ядерных отходов, в
исследовательских лабораториях, при добыче радиоактивных руд и т. д.
С развитием ядерной отрасли биосфера стала насыщаться веществами
искусственно произведенными, переработка их естественным путем
невозможна, а также теми, которые могут быть переработаны в природе, но
имеют слишком длительный срок такой переработки. Все это ведет к
загрязнению биосфера и негативно сказывается на здоровье человека.
Цель реферата — выяснить опасность радиоактивного загрязнения
биосферы для жизни на Земле.
Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи :
охарактеризовать естественную и искусственную радиации, фоновые
концентрации
определить характер и последствия воздействия различных видов
излучений на человека
охарактеризовать принципиальное устройство, особенности
эксплуатации, негативные явления при авариях атомных станций, военной
техники
описать особенности радиоактивного загрязнения окружающей среды,
способы его нивелирования
дать характеристику перспективным направлениям по предотвращению
радиоактивного загрязнения

1. Понятие естественной, искусственной радиации, фоновые

концентрации

Слово «радиация» произошло от латинского слова « radiation», что в
переводе означает «сияние», «излучение». Основное значение слова «радиация»
- излучение, идущее от какого-нибудь тела.
Радиационный фон Земли складывается из естественного (природного)
радиационного фона, технологически измененного естественного
радиационного фона и искусственного радиационного фона.
Естественная радиация была всегда: до появления человека, и даже нашей
планеты. Радиоактивно всё, что нас окружает: почва, вода, растения и
животные. В зависимости от региона планеты уровень естественной
радиоактивности может колебаться от 5 до 20 микрорентген в час. По
сложившемуся мнению, такой уровень радиации не опасен для человека и
животных.
Источники естественной радиации 1 :
1. Космическое излучение и солнечная радиация — это источники
колоссальной мощности, которые в мгновение ока могут уничтожить и Землю,
и всё живое на ней. К счастью, от этого вида радиации у нас есть надёжный
защитник — атмосфера. Интенсивная человеческая деятельность приводит к
появлению озоновых дыр и истончению естественной оболочки. Интенсивность
влияния космического излучения зависит от высоты над уровнем моря и
1 Белозерский Г.Н. Радиационная экология. Учебник. —М.: Издательский центр
«Академия». 2008, с. 16.

широты. Чем выше Вы над Землей, тем интенсивнее космическое излучение, с
каждой 1000 метров сила воздействия удваивается, а на экваторе уровень
излучения гораздо сильнее, чем на полюсах.
2. Излучение земной коры. Планета Земля как получает радиоактивное
излучение на свою поверхность из космического пространства, так и имеет
сама свое естественное радиоактивное поле из-за залежей в земной коре
радиоактивных веществ
К таким веществам относятся химические элементы: иттрий, криптон,
празеодим, прометий, стронций и цезий, которые при радиоактивном
разложении сильно излучают бета-частицы.
В поверхности Земли содержится много минералов, хранящих следы
радиоактивного прошлого Земли: гранит, глинозём и т.п. Сами по себе они
представляют опасность лишь вблизи месторождений, однако человеческая
деятельность ведёт к тому, что радиоактивные частицы попадают в наши дома в
виде стройматериалов, в атмосферу после сжигания угля, на участок в виде
фосфорных удобрений, а затем и к нам на стол в виде продуктов питания.
Известно, что в кирпичном или панельном доме уровень радиации может быть
в несколько раз выше, чем естественный фон данной местности.
3. Радон — это радиоактивный инертный газ без цвета, вкуса и запаха. Он
в 7,5 раз тяжелее воздуха, и, как правило, именно он становится причиной
радиоактивности строительных материалов. Радон имеет свойство скапливаться
под землей в больших количествах, на поверхность же он выходит при добыче
полезных ископаемых или через трещины в земной коре.
Радон активно поступает в наши дома с бытовым газом, водопроводной
водой (особенно, если её добывают из очень глубоких скважин), или же просто
просачивается через микротрещины почвы, накапливаясь в подвалах и на
нижних этажах 2 .

2 Белозерский Г.Н. Радиационная экология. Учебник. —М.: Издательский центр
«Академия». 2008, с. 17.

Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его
снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении. Радиоактивные вещества
могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и
попасть внутрь организма. Такой способ облучения называют внутренним.
Облучению от естественных источников радиации подвергается любой житель
Земли, однако одни из них получают большие дозы, чем другие. Это зависит, в
частности, от того, где они живут. Уровень радиации в некоторых местах
земного шара, там, где залегают особенно радиоактивные породы, оказывается
значительно выше среднего, а в других местах – соответственно ниже. Доза
облучения зависит также от образа жизни людей.
Земные источники радиации в сумме ответственны за большую часть
облучения, которому подвергается человек за счет естественной радиации. В
среднем они обеспечивают 5/6 годовой эффективной эквивалентной дозы,
получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения.
В процессе жизнедеятельности человека возможно перераспределение
этих источников в природе и формирование технологически измененного,
естественного радиационного фона, когда их концентрация может многократно
возрастать и представлять опасность целым группам населения.
Одним из существенных источников, созданных практической
деятельностью человека, является индустрия строительных материалов.
Привлечение для их изготовления отходов различных промышленных
производств привело, в ряде случаев, к увеличению радиационного фона в
зданиях. Традиционные строительные материалы – дерево, кирпич, бетон –
обладают сравнительно низкой активностью.
В отличие от естественной, искусственная радиоактивность — следствие
человеческой деятельности. Источниками искусственной радиации являются:
атомные электростанции, военная и мирная техника, использующая ядерные
реакторы, места добычи полезных ископаемых с нестабильными атомными
ядрами, зоны ядерных испытаний, места захоронения и утечки ядерного

топлива, кладбища ядерных отходов, некоторая диагностическая и лечебная
техника, а также радиоактивные изотопы в медицине.
Значительный вклад в повышение уровня облучения населения дает
энергетика, особенно при использовании в качестве топлива каменного угля.
Годовое его потребление составляет несколько миллиардов тонн. Из них 70 %
сжигается в топках тепло- и электростанций, 20 % – в коксовых печах, а
остальные 10 % используются в целях отопления.
При испытаниях ядерного оружия огромное количество радиоактивных
веществ уносится в атмосферу. Это, прежде всего, продукты деления урана и
плутония. Они осаждаются на частичках пыли и разносятся на большие
расстояния, выпадая на поверхность Земли за сотни и тысячи километров от
места взрыва. Иначе говоря, ядерный взрыв носит не локальный характер, а
глобальный.
Всеобщая компьютеризация общества остро ставит вопросы
безопасности работы оператора. Источником электромагнитного поля является
монитор, процессор, клавиатура. Вокруг компьютера образуется
электромагнитное поле с диапазоном частот от 5 до 400 кГц.
Одним из самых значительных источников облучения человека является
использование ионизирующих излучений для медицинских процедур. С одной
стороны, это позволяет выявлять до 80 % различных видов заболеваний и
лечить значительное их число, включая такие смертельно опасные, как
онкологические, с другой – установлено, что эффективная эквивалентная доза
значительно превышает допустимую и соответственно негативно сказывается
на здоровье.
Естественный радиационный фон образуют ионизирующие излучения от
природных источников космического и земного происхождения. Очень часто он
отождествляется с понятием радиационный фон.
Технологически измененный фон определяется излучением от
естественных источников ионизирующего излучения, который не имел бы

места, если бы не использующийся технологический процесс. Причинами
такого изменения фона могут являться выбросы тепловых электростанций,
строительная индустрия и другие источники.
Искусственный радиационный фон обусловлен радиоактивностью
продуктов ядерных взрывов, отходами ядерной энергетики и аварий. Дозы за
счет радиационного фона часто выражают в показателях так называемой
эффективной дозы - условного понятия, характеризующего расчетную дозу
равномерного внешнего облучения всего тела, адекватную по риску
возникновения отдаленных стохастических последствий реальной поглощенной
дозе в том или ином органе.
Нормы радиации являются усредненными, полученными по результатам
клинических исследований больных, получивших дозы радиации различного
уровня. Полученные суммарные дозы люди могут получать за разные
промежутки времени. Чем больше сила излучения, тем опаснее могут быть
последствия и сложнее лечение. Поэтому и определение, что такое нормальный
радиационный фон, устанавливается на законодательном уровне и является
величиной для регламентирования условий проживания или труда на
предприятии.
Предельной границей радиации считается значение, равное 50
микрорентген в час. Однако, если в течение года, получая через равные
промежутки времени небольшие дозы излучения, человек получит суммарно 1
рентген, то это будет для него практически безопасно. Радиация постепенно из
организма выводится. Действующие сегодня нормы радиоактивной
безопасности определяют предельную дозу полученного за жизнь облучения в
пределах 60-70 рентген. Если брать уровень воздействия радиационного фона и
гамма-излучения в микрозивертах в час, то допустимой границей безопасности
считается:
просмотр телевизора 3 часа в день на протяжении года (0,005 мЗв);
длительный перелет на самолете (0,01 мЗв); нахождение на открытой

местности в солнечную погоду (1 мЗв); работа на атомных электростанциях
(0,05 мЗв). Опасной считается доза 11 мкЗв в час. Она повышает риск
онкологических заболеваний.

2. Воздействие различных видов излучений на человека

Наиболее значимы следующие типы ионизирующего излучения:
коротковолновое электромагнитное излучение (рентгеновское и гамма-
излучения), потоки заряжённых частиц: бета-частиц (электронов и позитронов),
альфа-частиц (ядер атома гелия-4), протонов, других ионов, мюонов и др., а
также нейтронов.
Корпускулярное - состоящее из частиц с массой покоя, отличной от нуля
(альфа- и бета-излучение и нейтронное излучение);
Электромагнитное - (гамма-излучение и рентгеновское) с очень малой
длиной волны.
В природе ионизирующее излучение обычно генерируется в результате
спонтанного радиоактивного распада радионуклидов, ядерных реакций (синтез
и индуцированное деление ядер, захват протонов, нейтронов, альфа-частиц и
др.), а также при ускорении заряженных частиц в космосе (природа такого
ускорения космических частиц до конца не ясна). Искусственными
источниками ионизирующего излучения являются искусственные
радионуклиды (генерируют альфа-, бета- и гамма-излучения), ядерные
реакторы (генерируют главным образом нейтронное и гамма-излучение),
радионуклидные нейтронные источники, ускорители элементарных частиц
(генерируют потоки заряженных частиц, а также тормозное фотонное
излучение), рентгеновские аппараты (генерируют тормозное рентгеновское
излучение) 3 .
3 Занько Н.Г., Малаян К.Р., Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности: Учебник. 14-е

Ионизация, создаваемая излучением в клетках, приводит к образованию
свободных радикалов. Свободные радикалы вызывают разрушения целостности
цепочек макромолекул (белков и нуклеиновых кислот), что может привести как
к массовой гибели клеток, так и канцерогенезу и мутагенезу. Наиболее
подвержены воздействию ионизирующего излучения активно делящиеся
(эпителиальные, стволовые, также эмбриональные) клетки.
Ионизирующее излучение – это разновидность энергии лучистой,
попадающей в конкретную среду, вызывая процесс ионизации в организме.
Альфа-излучение (α) – поток положительно заряженных частиц – ядер
гелия. В настоящее время известно более 120 искусственных и естественных
альфа-радиоактивных ядер, которые, испуская α-частицу, теряют 2 протона и 2
нейтрона. Скорость частиц при распаде составляет 20 тыс. км/с. При этом α-
частицы обладают наименьшей проникающей способностью, длина их пробега
(расстояние от источника до поглощения) в теле равна 0,05 мм, в воздухе – 8–10
см. Они не могут пройти даже через лист бумаги, но плотность ионизации на
единицу величины пробега очень велика (на 1 см до десятка тысяч пар),
поэтому эти частицы обладают наибольшей ионизирующей способностью и
опасны внутри организма. при внешнем воздействии альфа-лучи способны
нанести вред организму, только если человеческое тело покрыто открытыми
ранами. Попадая в организм, альфа-частицы заставляют клетки делиться с
большей скоростью, облучая их, что приводит к изменению генетической
информации, мутациям и образованию раковых опухолей. Когда альфа-
излучение проникает внутрь организма, оно способно привести к лучевой
болезни – смертельный исход при этом неизбежен.
Бета-излучение (β) 4 – поток отрицательно заряженных частиц. В
настоящее время известно около 900 бета-радиоактивных изотопов. Масса β-

изд., стер. 2012, с. 257.
4 Белозерский Г.Н. Радиационная экология. Учебник. —М.: Издательский центр
«Академия». 2008, с. 22.

частиц в несколько десятков тысяч раз меньше α-частиц, но они обладают
бо́льшей проникающей способностью. Их скорость равна 200–300 тыс. км/с.
Длина пробега потока от источника в воздухе составляет 1800 см, в тканях
человека – 2,5 см. β-частицы полностью задерживаются твердыми материалами
(алюминиевой пластиной в 3,5 мм, органическим стеклом); их ионизирующая
способность в 1000 раз меньше, чем у α-частиц.
Бета-излучение при неконтролируемом воздействии может оказывать на
ткани организма человека очень пагубное влияние: от ожогов и лучевой болезни
до болезней с летальным исходом. Ожогам в основном подвержены открытые
участки кожных покровов и слизистая оболочка глаз. Степень тяжести
повреждения бета-излучением зависит от продолжительности облучения,
уровня излучения и структуры ткани.
Гамма-излучение (γ) – электромагнитное излучение с длиной волны от 1 ·
10-7 м до 1 · 10-14 м; испускается при торможении быстрых электронов в
веществе. Оно возникает при распаде большинства радиоактивных веществ и
обладает большой проникающей способностью; распространяется со скоростью
света. В электрических и магнитных полях γ-лучи не отклоняются. Это
излучение обладает меньшей ионизирующей способностью, чем а– и β-
излучение, так как плотность ионизации на единицу длины очень низкая.
Гамма излучение обладает высокой проникающей способностью и с
легкостью проникает сквозь одежду, живые ткани, немного сложнее через
плотные структуры вещества типа металла. Чтобы остановить гамма излучение
потребуется значительная толщина стали или бетона. Но при этом гамма
излучение в сто раз слабее оказывает действие на вещество чем бета излучение
и десятки тысяч раз слабее чем альфа излучение.
Основная опасность гамма излучения - это его способность преодолевать
значительные расстояния и оказывать воздействие на живые организмы за
несколько сотен метров от источника гамма излучения.
Каждый человеческий орган имеет определенную чувствительность к

влиянию радиационной волны, которую дает гамма-излучение. Особая
уязвимость наблюдается у делящихся кровеносных клеток, лимфатических
желез и ЖКТ, ДНК и фолликул волосяных. Поток гамма частиц способен
разрушить слаженность всех процессов, которые действуют в живом организме.
Гамма-излучение приводит к серьезной мутации, которая затрагивает
генетический механизм.
Рентгеновское излучение может быть получено в специальных
рентгеновских трубках, в электронных ускорителях, при торможении быстрых
электронов в веществе и при переходе электронов с внешних электронных
оболочек атома на внутренние, когда создаются ионы. Рентгеновские лучи, как
и γ-излучение, обладают малой ионизирующей способностью, но большой
глубиной проникновения.
Нейтроны — элементарные частицы атомного ядра, их масса в 4 раза
меньше массы α-частиц. Время их жизни – около 16 мин. Нейтроны не имеют
электрического заряда. Длина пробега медленных нейтронов в воздухе
составляет около 15 м, в биологической среде – 3 см; для быстрых нейтронов –
соответственно 120 м и 10 см. Последние обладают высокой проникающей
способностью и представляют наибольшую опасность 5 .
Ионизирующие излучения имеют ряд общих свойств, два из которых -
способность проникать через материалы различной толщины и ионизировать
воздух и живые клетки организма - заслуживают особенно пристального
внимания.
При изучении действия излучения на организм были определены
следующие особенности:
1. Высокая эффективность поглощенной энергии. Малые количества
поглощенной энергии излучения могут вызывать глубокие биологические
изменения в организме.

5 Занько Н.Г., Малаян К.Р., Русак О.Н. Безопасность жизнедеятельности: Учебник. 14-е
изд., стер. 2012, с. 259.

2. Наличие скрытого, или инкубационного, периода проявления действия
ионизирующего излучения.
3. Действие от малых доз может суммироваться или накапливаться.
4. Излучение воздействует не только на данный живой организм, но и на
его потомство. Это так называемый генетический эффект.
5. Различные органы живого организма имеют свою чувствительность к
облучению.
6. Не каждый организм в целом одинаково реагирует на облучение.
7. Облучение зависит от частоты.
Энергия, излучаемая радиоактивными веществами, поглощается
окружающей средой. В результате воздействия ионизирующего излучения на
организм человека в тканях могут происходить сложные физические,
химические и биохимические процессы.
В результате воздействия ионизирующего излучения нарушаются
нормальное течение биохимических процессов и обмен веществ в организме. В
зависимости от величины поглощенной дозы излучения и индивидуальных
особенностей организма вызванные изменения могут быть обратимыми или
необратимыми. При небольших дозах пораженная ткань восстанавливает свою
функциональную деятельность. Большие дозы при длительном воздействии
могут вызвать необратимое поражение отдельных органов или всего организма.
Любой вид ионизирующих излучений вызывает биологические изменения
в организме как при внешнем (источник находится вне организма), так и при
внутреннем облучении (радиоактивные вещества попадают внутрь организма,
например пероральным или ингаляционным путем).
Большая чувствительность кроветворных органов к радиации лежит в
основе определения характера лучевой болезни.
Важным фактором при воздействии ионизирующего излучения на
организм является время облучения.
Конечный результат облучения (кроме отдаленных последствий) зависит

не столько от полной дозы, сколько от действия ее мощности, или времени, за
которое она была накоплена, а также характера ее распределения.

3. Принципиальное устройство, особенности эксплуатации, негативные
явления при авариях атомных станций, военной техники

Ядерные технологии — совокупность инженерных решений,
позволяющих использовать ядерные реакции или ионизирующее излучение.
Сферы применения: ядерная энергия, ядерная медицина, ядерное оружие.
Включают в себя направления: технологии, оаюванные на способности
некоторых химических элементов к делению или слиянию с выделением
энергии; технологии, основанные на получении и использовании
ионизирующих излучений; технологии получения веществ с требуемыми
свойствами.
Структура атомной промышленности включает ядерный энергетический
комплекс, ядерный-оружейный комплекс, атомный ледокольный флот, ядерную
медицину, научно-исследовательские институты.
В настоящее время ядерная индустрия это 6 :
1. Производство компонентов ядерного оружия (оружейные изотопы:
уран, плутоний, тритий; заряды атомных, водородных, нейтронных и
радиационных бомб).
2. Оборудование для испытания компонентов ядерного оружия (полигоны,
стенды, компьютеры).
3. Оборудование для демонтажа ядерного оружия и утилизации его
компонентов (обратные технологии).

6 Бекман И.Н. Ядерная индустрия. Курс лекций. Москва. - 2005, с. 20.

4. Горно-металлургические предприятия по добыче урана и тория,
обогащения руд, производства чистых соединений топливных нуклидов,
изотопного обогащения урана, ядерного топлива, конструкционных и
функциональных материалов.
5. Ядерные реакторы (промышленные, исследовательские, энергетические
и транспортные (корабельные, самолетные, ракетные)), реакторы для
радиационного материаловедения, химического синтеза, опреснения морской
воды.
6. Химико-технологическое оборудование для переработки отработанного
ядерного топлива.
7. Термоядерные установки и химико-технологическое оборудование для
производства компонентов топлива для них;
8. Ускорители и вспомогательная аппаратура для производства
радионуклидов и модификации материалов.
9. Производство радиоактивных изотопов и меченых соединений для
науки, техники, медицины, сельского хозяйства и т.п.
10. Источники различных видов излучений для технологических,
радиационно-химических, медицинских и сельскохозяйственных целей).
11. Приборы и методики использования радиоактивных изотопов в
технике, химии, материаловедении, биологии, физиологии, медицине, геологии,
сельском хозяйстве, археологии и т.п.
12. Методы и средства защиты персонала от излучения, а также системы
обеспечения безопасности населения и окружающей среды.
13. Оборудование для регистрации ионизирующего излучения и
мониторинга радионуклидов и радиационных полей в среде обитания человека,
в самом человеке, а также в предприятиях по охране труда и безопасности
жизнедеятельности.
14. Оборудование для переработки и захоронения отходов (установки для

отверждения отходов, хранилища, могильники, полигоны для захоронения
отходов; оборудование по демонтажу и утилизации отработавших свой срок
ядерных энергетических установок).
Атомная электростанция представляет собой комплекс технических
сооружений, предназначенных для выработки электрической энергии путем
использования энергии, выделяемой при контролируемой ядерной реакции.В
основе работы любой атомной электростанции лежит мощная реакция, которая
возникает при делении ядра атома.
Ядро атомов делит нейтрон, попадающий в них извне. При этом
возникают новые нейтроны, а также осколки деления, которые имеют огромную
кинетическую энергию. Как раз эта энергия и выступает главным и ключевым
продуктом деятельности любой атомной станции .
Атомные электрические станции - это тепловые станции, использующие
энергию ядерных реакций. В качестве ядерного горючего используют обычно
изотоп урана U-235, содержание которого в природном уране составляет
0,714%. Основная масса урана - изотоп U-238 (99,28% всей массы) при захвате
нейтронов превращается во вторичное горючее - плутоний Рu-239. Возможно
также использование тория, который при захвате нейтронов превращается в
делящийся изотоп урана U-233. Реакция деления происходит в ядерном
реакторе. Ядерное топливо используют обычно в твердом виде. Его заключают
в предохранительную оболочку. Такого рода тепловыделяющие элементы
называют твэлами. Их устанавливают в рабочих каналах активной зоны
реактора. Тепловая энергия, выделяющаяся при реакции деления, отводится из
активной зоны реактора с помощью теплоносителя, который прокачивают под
давлением через каждый рабочий канал или через всю активную зону. Наиболее
распространенным теплоносителем является вода, которую подвергают
тщательной очистке в неорганических фильтрах.
Наиболее распространён реактор на обогащенном уране, в котором и
теплоносителем, и замедлителем является обычная, или "легкая", вода. Реактор

второго типа - газоохлаждаемый - с графитовым замедлителем. В реакторе
третьего типа и теплоносителем, и замедлителем является тяжелая вода, а
топливом природный уран. Кроме того, существует реактор на быстрых
нейтронах. Принципиальная схема АЭС с ядерным реактором, имеющим
водяное охлаждение, приведена на рисунке 1.

Рисунок 1 7 - Принципиальная схема АЭС с ядерным реактором, имеющим

водяное охлаждение

Тепло, выделяющееся в активной зоне реактора 1, отбирается водой
(теплоносителем) 1-го контура, которая прокачивается через реактор
циркуляционным насосом 2. Нагретая вода из реактора поступает в
теплообменник (парогенератор) 3, где передаёт тепло, полученное в реакторе,
воде 2-го контура. Вода 2-го контура испаряется в парогенераторе, и
образующийся пар поступает в турбину 4.
При делении 1 г изотопов урана или плутония высвобождается 22 500 квт

7 Белозерский Г.Н. Радиационная экология. Учебник. —М.: Издательский центр
«Академия». 2008, с. 39.

ч, что эквивалентно энергии, содержащейся в 2800 кг условного топлива.
Реакторы атомных электростанций с водяным теплоносителем могут
работать в водном или паровом режиме. Во втором случае пар получается
непосредственно в активной зоне реактора.
При делении ядер урана или плутония образуются быстрые нейтроны,
энергия которых велика. В природном или слабообогащенном уране, где
содержание U-235 невелико, цепная реакция на быстрых нейтронах не
развивается. Поэтому быстрые нейтроны замедляют до тепловых (медленных)
нейтронов. В качестве замедлителей на АЭС используют вещества, которые
содержат элементы с малой атомной массой, обладающие низкой поглощающей
способностью по отношению к нейтронам. Основными замедлителями
являются вода, тяжелая вода, графит.
В настоящее время наиболее освоены реакторы на тепловых нейтронах.
Такие реакторы конструктивно проще и легче управляемы по сравнению с
реакторами на быстрых нейтронах. Однако перспективным направлением
является использование реакторов на быстрых нейтронах с расширенным
воспроизводством ядерного горючего — плутония; таким образом может быть
использована большая часть U-238.
На последующем этапе развития атомной энергетики намечается
освоение термоядерных реакторов, в которых используется энергия реакций
синтеза легких ядер дейтерия и трития.
Главный недостаток АЭС — тяжелые последствия аварий в реакторном
отделении с его разгерметизацией и выбросом радиоактивных веществ в
атмосферу с заражением громадных пространств. Для исключения таких аварий
АЭС оборудуется сложнейшими системами безопасности с многократными
запасами и резервированием, обеспечивающими даже в случае так называемой
максимальной проектной аварии (местный полный поперечный разрыв
трубопровода циркуляционного контура в реакторном отделении) исключение
расплавления активной зоны и ее расхолаживание.

Для обеспечения радиационной безопасности АЭС оборудуют
специальной приточно-вытяжной системой вентиляции.
Главной опасностью аварий на радиационно-опасных объектах является
выброс в окружающую природную среду радиоактивных веществ,
сопровождающийся тяжелыми последствиями. Радиационная авария присуща
не только АЭС, но и всем предприятиям ядерного топливного цикла, а также
предприятиям, использующим радиоактивные вещества. К таким предприятиям
можно отнести предприятия, добывающие урановую или ториевую руду;
заводы по переработке руды; обогатительные заводы, заводы по изготовлению
ядерного топлива; хранилища радиационных веществ и многие другие.
Радиационные аварии могут возникнуть в процессе испытаний, хранения,
транспортировки ядерного оружия 8 .
Основным поражающим фактором при авариях на реакторах АЭС это
радиоактивные загрязнения местности и источником загрязнения является
атомный реактор как мощный источник накопленных радиоактивных веществ.
Выделяют следующие потенциальные последствия радиационных
аварий 9 :
1. немедленные смертельные случаи и травмы среди работников
предприятия и населения;
2. заболевания настоящих и будущих поколений, в том числе изменения в
соматических клетках, приводящие к возникновению онкологических
заболеваний, генетические мутации, оказывающие влияние на будущие
поколения;
3. материальный ущерб и радиоактивное загрязнение земли и экосистем;
8 Передельский Л.В., Коробкин В.И., Приходченко О.Е. Экология: электронный
учебник. Учебник для ВУЗов. Издательство: КноРус. 2009, с. 403.
9 Панин В.Ф., Сечин А.И., Федосова В.Д.Экология: Общеэкологическая концепция
биосферы и экономические рычаги преодоления Глобального экологического кризиса; обзор
современных принципов и методов защиты биосферы: Учебник для вузов. Под ред. В.Ф.
Панина. – Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во Томского
политехнического университета, 2014, с. 17.

авария радиационный излучение заражение

4. Особенности радиоактивного загрязнения окружающей среды, способы

его нивелирования

Во время аварии на АЭС за пределами санитарно-защитной зоны станции
может иметь место только один поражающий фактор - радиоактивное
загрязнение окружающей среды. По сравнению со случаем ядерного взрыва,
этот фактор будет иметь определенные особенности, которые необходимо
учитывать, определяя способы и средства защиты людей от радиоактивных
продуктов выброса 10 .
Первая особенность . При авариях на АС с разрушением реактора процесс
деления ядерного топлива после аварии не прекращается и реактор
превращается в постоянный источник поступления радиоактивных продуктов в
атмосферу. Этот процесс будет происходить, пока реактора не будет изолирован
от внешней среды, как это было сделано после аварии на четвертом энергоблоке
ЧАЭС (сооружение объекта "Укрытие").
Вторая особенность . В реакторе кроме обычных продуктов деления
235U дополнительно образуется большое количество (до 15 кг на 1 т ядерного
топлива) биологически опасных изотопов актиноидов (нептунием, америция,
кюрия и т.д.) и плутония. Кроме того, загрязнение реакторного происхождения
характеризуется наличием в нем большого количества опасных газообразных
изотопов (фары, криптон, йода), а также долгоживущих радионуклидов
10 Бекман И.Н. Ядерная индустрия. Курс лекций. Москва. - 2005, с. 9.

(стронция, цезия). Загрязнения местности происходит за счет продуктов
деления ядерного топлива, большинство из которых имеет относительно
большие периоды полураспада, и поэтому оно может существовать в течение
десятков, сотен и даже тысяч лет.
При ядерном взрыве (ядерная бомба) вследствие цепной реакции
исходная ядерное вещество почти мгновенно практически полностью делится с
минимальным выходом изотопов с гамма-излучением, а радиоактивное
загрязнение местности происходит преимущественно за счет приведенной
радиации в частицах поднятого взрывом почвы, которые, оседая на местности,
создают зону загрязнения. Большинство радиоизотопов кратко- и
среднеживущие, поэтому продолжительность загрязнения будет значительно
меньше, чем во время аварии на АС.
Третья особенность . Радиоактивные вещества реакторного
происхождения образуются в виде газообразных продуктов и мелкодисперсных
аэрозолей (диаметром около 1 мкм), способных проникнуть как в живые
организмы, так и в различные материалы. Во время ядерного взрыва
загрязнения местности происходит за счет почвенного пыли, адсорбирует
мелкодисперсные радиоактивные структуры. Частицы пыли имеют достаточно
большие размеры и могут быть "пойманы" любыми средствами
индивидуальной защиты, включая простейшие (ватно-марлевая повязка) 11 .
Стационарный характер источника загрязнения при аварии на АЭС, а
также частая смена метеоусловий приводят к увеличению масштабов и
неравномерности заражения, тогда как загрязнение местности при ядерного
взрыва имеет направленный характер с плавным падением плотности
заражения пропорционально увеличению расстояния от эпицентра взрыва.
Четвертая особенность . Спад активности со временем при аварии на
АЭС происходит значительно медленнее, чем при ядерном взрыве. Так,

11 Акимова Т.А., Хаскин В. Экология. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: 2012. - 496с. М.:
1999, с. 323.

активность заражения местности при ядерных взрывах в течение часа
уменьшается в 3000 раз, через 10 суток - в 1000000 раз, а при аварии ,
соответственно, в 2,5 и 3 раза. Со временем изотопный состав при авариях на
меняется в сторону увеличения относительного количества д