РАДИАЦИОННАЯ ОПАСНОСТЬ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3
1. РАДИАЦИОННАЯ ОПАСНОСТЬ 4
2. ПРОБЛЕМА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ АЭС 8
2.1. Общая характеристика АЭС 8
2.2. Экологические проблемы АЭС 10
2.3. Аварийные ситуации АЭС. Чернобыльская катастрофа 13
2.4. Пути решения проблем использования АЭС 14
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 17
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 18

Введение
Данная тема была, есть и будет актуальной во все времена, так как ее значение для общества велико. Известно каждому, что используемыми источниками энергии в настоящее время являются: источники органического происхождения – это древесное топливо и т.д., также гидравлическая энергия – реки, водоемы. Однако, запасы полезных ископаемых распределяются не равномерно. Но в итоге, широкое использование этих ресурсов может привести к экологической катастрофе.
Как любая крупномасштабная техногенная деятельность человека и как любой другой энергетический объект, атомные электростанции влияют на состояние экосистемы. Быстрое развитие ядерной энергетики и широкое внедрение источников ионизирующих излучений в различных областях науки, техники и народного хозяйства создали потенциальную угрозу радиационной опасности для человека и загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами. Аварии на предприятиях этих отраслей могут привести к массовому поражению людей на больших территориях.
Цель данной работы – рассмотреть радиационную опасность и проблему использования АЭС.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить радиационную опасность.
2. Дать общую характеристику АЭС.
3. Охарактеризовать экологические проблемы АЭС.
4. Рассмотреть аварийные ситуации АЭС, чернобыльскую катастрофу.
5. Выявить пути решения проблем использования АЭС.
1. Радиационная опасностьРадиация – это способность отдельных частиц к излучению или распространению энергии в пространство. Сила такой энергии является очень мощной и оказывает воздействие на вещества, в результате чего появляются новые ионы с разными зарядами.
Радиоактивность – это свойство веществ и предметов выделять ионизирующее излучение, т.е. они становятся источниками радиации.Источники радиации имеют естественное, природное и искусственное происхождение.
К природным источникам облучения относятся:
радиоактивные вещества, расположенные в недрах земной коры;
излучение из космического пространства;
каменный уголь в печи;
многочисленные терриконы.
К искусственным источникам облучения относятся:
атомные реакторы АЭС, атомных подводных лодок и исследовательских лабораторий;
склады радиоактивных веществ;
захоронения атомных отходов;
ядерные боеприпасы;
рентгеновские лучи в медицине [3, c. 128].
По результатам проведенных научных экспериментов и исследований, опасность радиации и вред ионизирующего излучения на человека заключается в следующем: заряженные ионы, которые проникают в ткани и части человеческого организма, вступают в постоянное взаимодействие с молекулами, из-за чего последние приобретают положительный заряд и разрывают естественные природные химические связи и крепления.
Почему ионизирующие излучения вредны для человека? По этой причине измененные ионным путем молекулы и ткани человеческого организма могут мутировать, видоизменять свою биологическую структуру, увеличиваться в размерах, провоцировать кровотечения и другие побочные процессы.
По причине усиленного воздействия на человеческий организм ионизирующих веществ у человека могут развиваться онкологические проблемы, множественные опухоли. Также из-за облучения радиацией выпадают волосы, сжигается критическая масса тела, наступает анемия, повреждается костный мозг.
Радиационное воздействие на человека заключается в нарушении жизненных функций различных органов (главным образом органов кроветворения, нервной системы, желудочно-кишечного тракта) и развитии лучевой болезни под влиянием ионизирующих излучений. Радиоактивное загрязнение вызывается воздействием альфа-, бета- и гамма- ионизирующих излучений и обуславливается выделением при аварии непрореагированных элементов и продуктов деления ядерной реакции (радиоактивный шлак, пыль, осколки ядерного продукта), а также образованием различных радиоактивных материалов и предметов (например, грунта) в результате их облучения [7, c. 141].
Рассмотрим дозу облучения и ее влияние на организм (табл. 1).
Таблица 1 – Доза облучения и ее воздействие на человека
Значение поглощенной дозы, рад Степень воздействия на человека
10000 рад (100 Гр.) Летальная доза, смерть наступает через несколько часов или дней от повреждения центральной нервной системы.
1000 – 5000 рад (10-50 Гр.) Летальная доза, смерть наступает через одну-две недели от внутренних кровотечений (истончаются клеточные мембраны), в основном в желудочно-кишечном тракте.
300-500 рад (3-5 Гр.) Летальная доза, половина облученных умирают в течение одного-двух месяцев от поражения клеток костного мозга.
150-200 рад (1,5-2 Гр.) Первичная лучевая болезнь (склеротические процесс, изменения в половой системе, катаракта, иммунные болезни, рак). Тяжесть и симптомы зависят от дозы излучения и его типа.
100 рад (1 Гр) Кратковременная стерилизация: потеря способности иметь потомство.
30 рад Облучение при рентгене желудка (местное).
25 рад (0,25 Гр.) Доза оправданного риска в чрезвычайных обстоятельствах.
10 рад (0,1 Гр.) Вероятность мутации увеличивается в 2 раза.
3 рад Облучение при рентгене зубов.
2 рад (0,02 Гр) в год Доза облучения, получаемая персоналом, работающим с источником ионизирующего излучения.
0,2 рад (0,002 Гр. или200 миллирад) в год Доза облучения, которую получают сотрудники промышленных предприятий, объектов радиационно-ядерных технологий.
0,1 рад (0,001 Гр.) в год Доза облучения, получаемая средним россиянином.
0,1-0,2 рад в год Естественный радиационный фон Земли.
84 микрорад/час Полёт на самолёте на высоте 8 км.
1 микрорадПросмотр одного хоккейного матча по телевизору.
Вред радиоактивных элементов и воздействие радиации на человеческий организм активно изучается учёными всего мира. Доказано, что в ежедневных выбросах из АЭС содержится радионуклид «Цезий-137», который при попадании в организм человека вызывает саркому (разновидность рака), «Стронций-90» замещает кальций в костях и грудном молоке, что приводит к лейкемии (раку крови), раку кости и груди. А даже малые дозы облучения «Криптоном-85» значительно повышают вероятность развития рака кожи [2, c. 103].
2. Проблема использования АЭС2.1. Общая характеристика АЭСАтомные электростанции (АЭС) – это ядерная установка для производства энергии в заданных режимах и условиях применения, располагающаяся в пределах определенной проектом территорий, на которой для осуществления этой цели используется ядерный реактор и комплекс необходимых систем, устройств, оборудований, сооружений с необходимым персоналом.
Во второй половине 40 – ых годов была создана первая атомная бомба (испытания проходили 29 августа 1949 года), советские ученые разрабатывали первые проекты использования атомной энергии, главным направлением стала электроэнергетика. В 1948 году И. В. Курчатов вместе с партией и правительством предложили начать первые работы на практике.
В 1950 году в мае, около поселка Обнинск Калужской области начала строится первая в мире АЭС. Именно на этом месте, спустя 4 года, 27 июня 1954 года была запущен первая промышленная атомная электростанция с мощностью 5 МВт. Однако, уже в 1958 году создана Сибирская АЭС мощностью 100 МВт, а позже было достигнуто до 600 МВт.
Разработкой АЭС занимались не только на территории СССР, но и за ее пределами. В 1956 году была запущена первая АЭС мощностью 46 МВт в Колдер – Холле (Великобритания). Спустя год, стартовала следующая АЭС мощностью 60 МВт в Шиппингпорте (США). В 1979 году после серьезной аварии на Три – Майл – Айленд (США), они прекратили строительство АЭС до 2017 года, хотя в планах постройка двух новых реакторов.
В 1986 году на территории России в Чернобыле произошла огромная катастрофа, которая повлекла за собой гибель большого числа людей. Она заставила специалистов пересмотреть проблему безопасности АЭС и задуматься о повышении безопасности.
Хочется отметить, что крупнейшая АЭС находится в Японском городе – работают пять кипящих ядерных реакторов и два усовершенствованных, с мощностью 8, 212 ГВт.
Последняя крупнейшая авария, произошедшая в Японии в марте 2011 года. Причиной стало сильное землетрясения, после чего последовало цунами.
Доля атомной энергетики в мировом производстве электрической энергии составляет 17 % (около 2000 млрд. кВт*ч). По данным Международного агентства по атомной энергии (МАГАТЭ) мировую атомную энергетику представляют 450 атомных реакторов, работающих в 31 стране. Три страны мира, в которых доля атомных электростанций (АЭС) в общей выработке электроэнергии наибольшая – это Франция (77 %), Бельгия (56 %) и Швеция (56 %). В США она составляет 19 %, а в России – 11 % (~120 млрд. кВт*ч).
На территории России расположены 9 наиболее крупных электростанций из числа построенных до 90-х гг. Из них 8 – в Европейской части России: это Курская, Тверская, Нововоронежская, Ленинградская, Балаковская, Белоярская, Кольская АЭС и Билибинская АСТ. Самая крупная АЭС России – Курская – имеет мощность 4000 МВт. На этих станциях установлено 29 энергоблоков с реакторами различного типа, в том числе 11 реакторов устаревшего типа РБМК-1000, такие, как на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС) [7, c. 146].
Далее хотелось бы затронуть достоинства АЭС.
Главное преимущество - это независимость от источников топлива, так как его используют небольшими объемами;
Большой плюс в том, что малые затраты уходят на перевозку ядерного топлива, в сравнении с традиционным. Для России это очень выгодно, потому что доставка из Сибири дорого;
Еще одно преимущество АЭС, сказалось в стоимости производимой электроэнергии, во времена энергетических кризисов, которые происходили с начала 70 – х годов. Падают цены на нефть, автоматически снижается конкурентоспособность АЭС;
По подсчетам, составленных на основе проектов в 2000 – х годах, затраты на строительство АЭС составляют 2300 $ за кВт. Прогнозы на стоимость проектов в настоящее время равны 2000$ за кВт (на 35% выше, чем для угольных; на 45% - газовых ТЭС) [3, c. 135].
2.2. Экологические проблемы АЭСО вреде атомных электростанций можно говорить вечно. Последствия, произошедшие под влиянием АЭС, оказались, губительны для людей и окружающей среды. Все прекрасно понимают, насколько это серьезно, но так и ничего не предпринимают, слышны только последующие действия, которые так и не воспроизводят в реальность.
АЭС имеют ограниченный временной ресурс работы: ~ 25-30 лет. Такой короткий срок службы АЭС объясняется тем, что со временем, несмотря на все меры защиты, оборудование станции становится опасным в радиационном отношении.
Наблюдается также явление «охрупчивания», когда под влиянием нейтронного облучения металлические конструкции теряют прочность и становятся хрупкими.
До недавнего времени основные экологические проблемы АЭС связывались с захоронением отработанного топлива, а также с ликвидацией самих АЭС после окончания допустимых сроков эксплуатации. Имеются данные, что стоимость таких ликвидационных работ составляет от 1/6 до 1/3 от стоимости самих АЭС. При нормальной работе АЭС выбросы радиоактивных элементов в среду крайне незначительны.
Суммарный выброс продуктов деления от содержащихся в реакторе составил от 3,5% (63 кг) до 28% (50 т). В процессе ядерных реакций выгорает лишь 0,5-1,5% ядерного топлива. Ядерный реактор мощностью 1000 МВт за год работы выделяет около 60 тонн радиоактивных отходов. Часть их подвергается переработке, а основная масса требует захоронения. Технология захоронения довольно сложная и дорогостоящая. Отработанное топливо обычно перегружается в бассейны выдержки, где за несколько лет существенно снижается радиоактивность и тепловыделение. Захоронение обычно проводится на значительных глубинах, которые располагаются друг от друга на таком расстоянии, чтобы исключалась возможность атомных реакций.
Неизбежный результат работы АЭС - тепловое загрязнение. На единицу получаемой энергии здесь оно в 2- 2,5 раза больше, чем на ТЭС (табл. 2).
Таблица 2 – Воздействие АЭС на окружающую среду [1, c. 2]
Факторы воздействия на среду АЭС
Топливо 1 ,5 тонн урана или 1000 тонн урановой руды
Отходы:
углекислый газ,
сернистый ангидрид
и другие соединения 60 тонн
2 тонны
Радиоактивные излучения (РИ). Это самая главная опасность атомной энергетики. РИ оказывает пагубное влияние на все живые организмы. Специфическая особенность радиоактивных излучений: они не воспринимаются органами чувств человека и даже при смертельных дозах не вызывают болевых ощущений в момент облучения; в этом их «коварство» [5, c. 41].
В целом можно перечислять следующие воздействия АЭС на среду:
- разрушение экосистем и их элементов (почв, грунтов, водоносных структур и т. п.) в местах добычи руд (особенно при открытом способе);
- изъятие земель под строительство самих АЭС. Особенно значительные территории отчуждаются под строительство сооружений для подачи, отвода и охлаждения подогретых вод. Для электростанции мощностью 1000 МВт требуется прудохладитель площадью около 800-900 га. Пруды могут заменяться гигантскими градирнями с диаметром у основания 100-120 м и высотой, равной 40-этажному зданию;
- изъятие значительных объемов вод из различных источников и сброс подогретых вод. В случае попадания этих вод в реки и другие источники, в них наблюдается потеря кислорода, увеличивается вероятность цветения, возрастают явления теплового стресса у гидробионтов;
- не исключено радиоактивное загрязнение атмосферы, вод и почв в процессе добычи и транспортировки сырья, а также при работе АЭС, складировании и переработке отходов, их захоронениях [4, c. 37].
2.3. Аварийные ситуации АЭС. Чернобыльская катастрофаГлавную экологическую опасность АЭС стали связывать с возможностью аварий. Хотя вероятность их на современных АЭС и невелика, но и она не исключается.
Взрыв четвертого энергоблока Чернобыльской атомной электростанции – одна из таких ситуаций.
9 сентября 1982 года на ЧАЭС произошла первая авария – во время пробного пуска 1-го энергоблока разрушился один из технологических каналов реактора, была деформирована графитовая кладка активной зоны. Пострадавших не было, ликвидация последствий ЧП заняла около трех месяцев.
В ночь на 26 апреля 1986 года на 4-м энергоблоке ЧАЭС проводились испытания турбогенератора.
Планировалось остановить реактор (при этом планово была отключена система аварийного охлаждения) и замерить генераторные показатели. 
Безопасно заглушить реактор не удалось. В 1 час 23 минуты мск на энергоблоке произошел взрыв и пожар [8]. 
Авария на Чернобыльской АЭС вызвала крупномасштабное радиоактивное заражение местности, зданий, сооружений, дорог, лесных массивов и водоемов не только на Украине, но и далеко за еѐ пределами. На волю вырвалось более 8 тонн топлива, которое содержало плутоний и другие высокорадиоактивные продукты распада, а также радиоактивное графитовое вещество.
ЧП стало крупнейшей катастрофой в истории атомной энергетики: была полностью разрушена активная зона реактора, здание энергоблока частично обрушилось, произошел значительный выброс радиоактивных материалов в окружающую среду.  Интенсивный пожар продолжался 10 суток, за это время суммарный выброс радиоактивных материалов в окружающую среду составил около 380 млн кюри.
Радиоактивному загрязнению подверглось более 200 тыс. кв. км, из них 70% – на территории Украины, Белоруссии и России. Впоследствии загрязнение было отмечено в арктических областях СССР, Норвегии, Финляндии и Швеции.
Последствия радиоактивного заражения:
- мутации;
- раковые заболевания (щитовидной железы, молочной железы, легкого, желудка, кишечника, лейкоз);
- наследственные нарушения;
- стерильность яичников у женщин;
- слабоумие и др.
Итог Чернобыльской катастрофы: погибло 80 тыс. человек; пострадало более 3 млн. человек, из которых 1 млн. – дети. Чернобыль принес убытки, сравнимые с бюджетами целых государств [6].
2.4. Пути решения проблем использования АЭС
1) Концептуальные основы обращения с РАО. Надёжная защита биосферы от жидких РАО возможна со значительно меньшими затратами, если использовать геологические барьеры безопасности. В мире накоплен опыт эксплуатации десятков тысяч скважин, через которые в подземные горизонты, залегающие на глубинах от нескольких сотен до нескольких тысяч метров, закачивались различные промышленные, токсические и радиоактивные отходы.
При подборе благоприятных геологических условий недра планеты способны удерживать в ограниченных объёмах различные вещества в твёрдом и жидком виде, сохраняя стабильность своих структур в течение миллионов лет. 
Обезвреживание радиоактивных отходов сводится в основном к трем задачам:
- к совершенствованию технологий с целью уменьшения образования отходов при работе реакторов;
- к переработке отходов для их консолидации (то есть скрепления, связывания) и уменьшения опасности от распространения в окружающей среде;
- к надежной изоляции отходов от биосферы и человека за счет создания могильников разных типов.
2) Отработавшее ядерное топливо. Для обеспечения безопасного хранения ОЯТ необходимо поддержание подкритичности в местах его массового хранения, а также соблюдать требования теплоотвода и водно-химического или газохимического режима с наружной стороны оболочек твэлов, поскольку оболочки представляют собой основной барьер на пути выхода радиоактивных продуктов.
В США, Канаде, Швеции, Швейцарии, Финляндии разработана концепция удаления отработавшего ядерного топлива в глубокие геологические формации, в вертикальные буровые скважины (или штреки) в кристаллических породах и соляных пластах. Захоронение планируется на глубинах не менее 500-600 м в шурфах, которые располагаются друг от друга на таком расстоянии, чтобы исключалась возможность ядерной реакции.
Все способы, относящиеся к этому варианту, могут быть объединены в три группы: хранение в поверхностных сооружениях, захоронение в глубокие геологические формации, и захоронение на дно морей и океанов. Каждое из этих направлений в свое время считалось надежным. Однако последнее из них в настоящее время уже запрещено, поскольку ненадежность его стала очевидной [1, c. 4].
3) Демонтаж АЭС. Геоэкологи предлагают такое решение проблемы: минимум дезактивации, минимум разборки оборудования, фиксация в здании реактора барьерами безопасности остатков радиоактивного оборудования, включая корпус реактора и основные трубопроводы, и создание на его месте «техногенного месторождения» металлов. Теплоноситель реактора и дезактивационные воды, если позволяют геологические условия в месте расположения АЭС, можно удалить в глубинные пласты коллекторы.
Планируемые к строительству АЭС должны размещаться с учётом потребностей в энергии, наличия соответствующей инфраструктуры, транспорта, промышленности, кадров и т.п. Игнорирование условий обращения с РАО в период эксплуатации АЭС и после её останова приведёт к потерям примерно в миллиард долларов. При выборе места строительства АЭС нужно учитывать также геологические условия для сооружения полигона, предназначенного для изоляции жидких РАО.
4) Мониторинг. К объектам экологического мониторинга АЭС относятся: окружающая среда в пределах санитарно-защитной зоны и зоны наблюдения АЭС, в том числе атмосферный воздух, поверхностные и подземные воды, земли (почва); источники поступления загрязняющих веществ в результате основной деятельности АЭС; источники антропогенного воздействия на окружающую среду, в том числе производственные объекты, пуско-резервные котельные, автотранспортные хозяйства, агропромышленные хозяйства, ремонтно-строительные цеха; размещение опасных отходов (нерадиоактивных); иные виды деятельности на атомных станциях, способные оказать прямое или косвенное воздействие на окружающую среду и человека [9].
Заключение
Таким образом, атомные электростанции более экологичны для окружающей среды, чем ГЭС и ТЭС. Но АЭС могут нанести большой вред, если халатно относиться к своей работе на АЭС. Принцип работы атомных электростанций заключается в делении атома с помощью нейтрона. В результате этого процесса высвобождается колоссальный объем энергии.
Казалось бы, атомная энергетика - это исключительное благо для человечества. Однако история доказала обратное. В частности, крупная трагедии - авария на советской Чернобыльской АЭС в 1986 году - продемонстрировала опасность, которую несет в себе «мирный» атом.
Развитие ядерной энергетики ставит перед человечеством качественно новые экологические задачи:
применять новые технологии при строительстве АЭС;
необходимо вкладывать деньги в разработку новых, более безопасных атомных реакторов;
применять новые методы захоронения радиоактивных отходов.
Предотвращение быстро надвигающегося эколого-экономического кризиса возможно лишь при переходе к широкому прямому использованию нетрадиционных источников энергии – энергии ветра, приливов, Солнца и внутренней энергии Земли.
Список использованной литературы
1. Афанасьева, Е. А. Основные проблемы энергетики и возможные способы их решения / Е. А. Афанасьева, М. Д. Кислякова // Молодой ученый. — 2017. — № 40 (174). — С. 1-4.
2. Брюхань, Ф.Ф. Промышленная экология: Учебник / Ф.Ф. Брюхань, М.В. Графкина, Е.Е. Сдобнякова. - М.: Форум, 2017. - 208 c.
3. Воронков, Н.А. Экология: общая, социальная, прикладная. Учебник для студентов вузов / Н.А. Воронков.- М.: Агар, 2016. – 424 с.
4. Данилов, П. В. Характеристика продуктов аварии при радиоактивном загрязнении местности при авариях на АЭС и других РОО / П. В. Данилов, К. В. Жиганов, А. В. Пронин, Е. С. Титова // Молодой ученый. — 2017. — № 15 (149). — С. 35-38.
5. Данилов, П. В. Использование ионизирующих излучений в промышленности, медицине и других областях / Данилов П. В., Жиганов К. В., Пронин А. В // Молодой ученый. – 2016. — № 23 (127). — С. 40–43.
6. Катастрофа на Чернобыльской АЭС. [Сайт] – Режим доступа: http://o-chaes.ru/ (дата обращения: 05.10.2020).
7. Михнюк, Т.Ф. Охрана труда и основы экологии / Т.Ф. Михнюк. - М.: Минск: Вышэйшая школа, 2018. - 356 c.
8. Чернобыль [сайт] – Режим доступа: http://nepoznannoe.org/HTM/chernobil.htm (дата обращения: 05.10.2020).
9. Энергетическая безопасность России // Государственная информационная система в области энергосбережения и повышения энергетической эффективности. URL: http://gisee.ru/articles/smi/1279/ (дата обращения: 05.10.2020).