Радиационное загрязнение окружающей среды

Радиационное  загрязнение

 

Введение.

 

1 Источники и характеристика  радиационного загрязнения.

 

      1.1Характеристика  радиационного загрязнения.

 

      1.2ПО «Маяк» .

      1.3 Чернобыль.

2 Распространение радиационного  загрязнения.

      2.1 Радиоактивное загрязнение воздушной среды.

      2.2 Радиоактивное  загрязнение водной среды.

      2.3 Радиоактивное  загрязнение почвы. 

      2.4 Радиоактивное  загрязнение растительного и

       животного   мира.

3 Переработка и нейтрализация  радиационных отходов. 

 

  Введение

 

 

       Радиоактивное   загрязнение  биосферы   это   превышение  естественного

уровня содержания в окружающей среде радиоактивных веществ. Оно  может  быть

вызвано ядерными взрывами и утечкой  радиоактивных компонентов  в  результате

аварий на АЭС или других предприятиях, при разработке  радиоактивных  руд  и

т.п. При авариях на  АЭС  особённо  резко  увеличивается  загрязнение  среды

радионуклидами (стронций-90, цезий-137, церий-141,  йод-131,  рутений-106  и

др.). В настоящее  врёмя, по  данным Международного  агентства по  атомной

энергетике. (МАГАТЭ), число  действующих  в мире реакторов достигло  426  при

их  суммарной  электрической  мощности  около   320   ГВт   (17%    мирового

производства электроэнергии).

      Ядерная энергетика, при  условии  строжайшего  выполнения  необходимых

требований,   более   или   менее   экологически   чище   no   сравнению   с

теплоэнергетикой, поскольку исключает  вредные  выбросы  в  атмосферу  (зола,

диоксиды, углерода и серы, оксиды азота и  др.).  Так,  во  Франции  быстрое

наращивание мощностей АЭС позволило  в последние годы  значительно  уменьшить

выбросы диоксида серы и оксидов  азота в  секторе  энергетики  соответственно

на  71  и  60%  .   В  Японии   для  стабилизации  энергообеспечения  страны

намечается в ближайшие два десятилетия построить около  40  новых  АЭС,  что

удовлетворит  43%  энергопотребностей.  Однако  в  целом  в  мире   отмечена

тенденция сокращения строительства  новых АЭС.

       Использование   атомной  энергии  в  широких   масштабах   приводит   к

накоплению радиоактивных отходов. Возникает проблема их захоронения.

      1 Источники и характеристика  радиационного загрязнения.

 

       1.1 Характеристика  радиационного загрязнения.

 

       Научные открытия  и развитие  физико-химических  технологий  в XX  в.

привели  к  появлению  искусственных  источников  радиации,   представляющих

большую потенциальную опасность  для  человечества  и  всей  биосферы.  Этот

потенциал на много  порядков  больше  естественного  радиационного  фона,  к

которому адаптирована вся живая природа.

       Естественный  радиационный фон обусловлен  рассеянной  радиоактивностью

земной  коры,  проникающим  космическим  излучением,  потреблением  с  пищей

биогенных радионуклидов и составлял  в недавнем прошлом  8—9  микрорентген  в

час (мкР/ч), что соответствует среднегодовой  эффективной эквивалентной  дозе

(ЭЭД  =  НD)  для  жителя  Земли  в   2   миллизиверта   (мЗв).   Рассеянная

радиоактивность обусловлена наличием в среде  следовых  количеств  природных

радиоизотопов с периодом полураспада (T1/2) более 105 лет (в основном  урана

и тория), а также 40К, 14С, 226Ra и 222Rn. Газ  радон в среднем  дает  от  30

до 50% естественного фона облучения  наземной  биоты.  Из-за  неравномерности

распределения  источников  излучения  в земной  коре  существуют  некоторые

региональные различия фона и его  локальные аномалии.

       Указанный уровень  фона был характерен для доиндустриальной  эпохи и  в

настоящее время несколько повышен  техногенными  источниками  радиоактивности

— в среднем до 11— 12 мкР/ч при среднегодовой ЭЭД в 2,5  мЗв.  Эту  прибавку

обусловили:

       а) технические  источники проникающей радиации (медицинская

диагностическая и терапевтическая  рентгеновская аппаратура, радиационная

дефектоскопия, источники сигнальной индикации и т.п.);

       б) извлекаемые  из недр минералы, топливо и  вода;

       в) ядерные  реакции в энергетике и ядерно-топливном  цикле;

       г) испытания  и применение ядерного оружия. Деятельность человека в

несколько раз увеличила число  присутствующих в среде радионуклидов и на

несколько порядков — их массу  на поверхности планеты.

       Главную радиационную  опасность представляют запасы  ядерного оружия  и

топлива и радиоактивные осадки, которые образовались  в  результате  ядерных

взрывов или  аварий  и  утечек  в  ядерно-топливном  цикле  —  от  добычи  и

обогащения урановой руды до захоронения  отходов. В  мире  накоплены  десятки

тысяч тонн  расщепляющихся  материалов,  обладающих  колоссальной  суммарной

активностью.

       С 1945 по 1996 г.  США, СССР (Россия), Великобритания, Франция и Китай

произвели в надземном пространстве более 400 ядерных  взрывов.  В  атмосферу

поступила большая масса сотен  различных  радионуклидов,  которые  постепенно

выпали на всей поверхности планеты. Их глобальное количество  почти  удвоили

ядерные  катастрофы,   произошедшие   на   территории   СССР.   Долгоживущие

радиоизотопы  (углерод-14,  цезий-137,  стронций-90   и   др.)   и   сегодня

продолжают излучать, создавая приблизительно 2%-ю добавку к  фону  радиации.

Последствия атомных бомбардировок, ядерных  испытаний  и  аварий  еще  долго

будут сказываться на здоровье облученных людей и их потомков.

       Пока  еще   трудно  говорить   о   влиянии   техногенного   превышения

естественного фона радиации на биоту  биосферы. Мы еще не  знаем,  как  может

сказаться  на  биоте  океана  разгерметизация  затопленных   контейнеров   с

радионуклидами и реакторов  затонувших подводных  лодок.  Во  всяком  случае,

можно предполагать некоторое повышение  уровня мутагенеза.

       Радиационные  загрязнения,  связанные  с  технологически   нормальным

ядерным топливным циклом, имеют  локальный характер и доступны для  контроля,

изоляции и предотвращения эмиссий. Эксплуатация объектов атомной  энергетики

сопровождается   незначительным   радиационным   воздействием.   Многолетние

систематические измерения и контроль радиационной обстановки  не  обнаружили

серьезного влияния на состояние  объектов окружающей  природной  среды.  Дозы

облучения населения,  проживающего  в  окрестностях  АЭС,  не  превышают  10

мкЗв/год,  что  в  100  раз  меньше   установленного   допустимого   уровня.

Вероятность радиационных аварий реакторов  АЭС сейчас оценивается как  10  –4

--10 -5 в год.

1.2 ПО «Маяк»

 

       ПО «Маяк». Самое  крупное из известных сейчас  скоплений  радионуклидов

находится на Урале, в 70 км к  северо-западу  от  Челябинска  на  территории

производственного  объединения  «Маяк».  ПО  «Маяк»  было  создано  на  базе

промышленного комплекса, построенного в 1945—1949 гг. Здесь в  1948  г.  был

пущен первый в стране промышленный атомный  реактор,  в  1949  г.  —  первый

радиохимический  завод,  изготовлены  первые  образцы  атомного  оружия.   В

настоящее  время  в  производственную  структуру  ПО   «Маяк»   входят   ряд

производств  ядерного  цикла,   комплекс   по   захоронению   высокоактивных

материалов, хранилища и могильники РАО. Многолетняя деятельность  ПО  «Маяк»

привела  к  накоплению  огромного  количества   радионуклидов   и   сильному

загрязнению  районов  Челябинской,  Свердловской,  Курганской  и   Тюменской

областей.  В  результате  сброса   отходов   радиохимического   производства

непосредственно в открытую речную систему Обского  бассейна  через  р.  Теча

(1949—1951 гг.), а также вследствие  аварий 1957  и  1967  гг.  в   окружающую

среду было  выброшено  23  млн.  Ки  активности.  Радиоактивное  загрязнение

охватило территорию в 25 тыс. км2  с  населением  более  500  тыс.  человек.

Официальные данные о десятках поселков и деревень, подвергшихся  загрязнению

в результате сбросов радиоактивных отходов в р.  Теча,  появились  только  в

1993 г.

       В 1957 г. в  результате  теплового  взрыва  емкости  с  РАО  произошел

мощный выброс радионуклидов (церий-144, цирконий-95, стронций-90,  цезий-137

и др.)  с  суммарной  активностью  2  млн. Ки.  Возник  «Восточно-Уральский

радиоактивный след» длиной до 110  км  (в  результате  последующей  миграции

даже до 400км) и шириной до 35—50 км . Общая площадь  загрязненной

территории, ограниченной изолинией 0,1 Ки/км2  по стронцию-90, составила  23

тыс. км2. Около 10 тыс. человек из 19 населенных  пунктов  в  зоне  наиболее

сильного загрязнения с большой  задержкой были эвакуированы и переселены.

        Зона радиационного  загрязнения на Южном Урале  расширилась вследствие

ветрового   разноса   радиоактивных    аэрозолей    с    пересохшей    части

технологического водоема № 9 ПО «Маяк» (оз. Карачай) в 1967 г.  В  настоящее

время  в  этом  резервуаре  находится   около   120   млн   Ки   активности,

преимущественно за счет стронция-90 и  цезия-137. Под  озером  сформировалась

линза загрязненных подземных вод  объемом около 4 млн м3 и площадью  10  км2.

Существует опасность проникновения  загрязненных  вод  в  другие  водоносные

горизонты и выноса радионуклидов  в речную сеть.

По данным радиационного мониторинга, выпадения цезия-137 из атмосферы

в районах, расположенных в зоне влияния ПО «Маяк», в течение 1994г.  были  в

50—100 раз больше, чем в среднем   по  стране.  Высоким  остается  и  уровень

загрязнения местности цезием-137 в  пойме р. Теча.  Концентрации стронция-90

в речной воде и  в  донных  отложениях  в  100—1000  раз  превышают  фоновые

значения. В каскаде промышленных водоемов в верховьях  Течи  содержится  350

млн м3  загрязненной  воды,  являющейся  по  сути  низкоактивными  отходами.

Суммарная активность твердых и жидких РАО, накопленных в  ходе  деятельности

ПО «Маяк», достигает 1 млрд Ки.  Сосредоточение  огромного  количества  РАО,

загрязнение поверхностных водоемов, возможность  проникновения  загрязненных

подземных вод в открытую гидрографическую систему Обского  бассейна  создают

исключительно высокую степень  радиационного риска на Южном  Урале.

1.3 Чернобыль.

 

        Не  только  нынешнее,  но  и  последующие   поколения  будут  помнить

Чернобыль и ощущать последствия  этой  катастрофы.  В  результате  взрывов  и

пожара при аварии на четвертом  энергоблоке ЧАЭС с 26 апреля по 10  мая  1986

г. из разрушенного реактора было выброшено  примерно 7,5 т  ядерного  топлива

и продуктов деления с суммарной  активностью около 50 млн Ки.  По  количеству

долгоживущих  радионуклидов  (цезий-137,  стронций-90  и  др.)  этот  выброс

соответствует 500—600 Хиросимам.

       Из-за того, что  выброс радионуклидов происходил  более  10  суток  при

меняющихся  метеоусловиях,  зона  основного   загрязнения   имеет   веерный,

пятнистый характер .  Кроме  30-километровой  зоны,  на  которую

пришлась большая часть выброса, в разных местах в радиусе  до  250  км  были

выявлены  участки,  где  загрязнение  достигло  200  Ки/км2.  Общая  площадь

«пятен» с активностью более 40 Ки/км2 составила около 3,5 тыс.  км2,  где  в

момент аварии проживало 190 тыс. человек. Всего радиоактивным выбросом  ЧАЭС

в разной степени было загрязнено 80%  территории  Белоруссии,  вся  северная

часть  Правобережной  Украины  и  19  областей  России.  В   целом   по   РФ

загрязнение, обусловленное аварией  на ЧАЭС, с плотностью  1  Ки/км2  и  выше

охватывает более 57 тыс. км2, что  составляет 1,6% площади ЕТР  (табл.  1.1).

Уточненные  в  1994  г.  границы  площадей,  загрязненных   цезием-137,   по

сравнению с 1993 г.  почти  не  изменились.  Следы  Чернобыля  обнаружены  в

большинстве стран Европы (табл. 1.2), а также  в  Японии,  на  Филиппинах,  в

Канаде. Катастрофа приобрела глобальный характер.

И сегодня  спустя полтора  десятилетия  после  чернобыльской  трагедии

существуют  противоречивые оценки  ее  поражающего  действия  и  причиненного

экономического  ущерба. Согласно опубликованным в 2000 г. данным из 860  тыс.

человек, участвовавших  в  ликвидации  последствий  аварии,  более  55  тыс.

ликвидаторов  умерли, десятки тысяч стали инвалидами. Полмиллиона человек  до

сих пор  проживает на загрязненных территориях.

 

 

 

      Таблица 1.1. Площади областей и  республик России, загрязненных  цезием-

137 (по состоянию  на январь 1995 г.)

|                  |Общая       |        |Площадь           |       |

|Области,          |площадь     |        |загрязнений       |       |

|республики        |области,    |        |цезием-137, км2   |       |

|                  |республики, |        |                  |       |

|                  |тыс. км2    |        |                  |       |

|                  |            |        |                  |       |

|                  |            |        |                  |       |

|                  |            |        |Ки/км2            |       |

|                  |            |        |                  |       |

|                  |            |1-5     |5-15    |15-40   |>40    |

|1.   |Белгородская|27,1        |1 620   |        |        |       |