Перспективные технологии утилизации отхода

      До сих пор нет четкого понимания  медико-биологической природы «синдрома войны в заливе». С данным синдромом ассоциируется психологические и физи-кальные симптомы — хроническая усталость, боль в мышцах и суставах, электро-физиологические и неврологические нарушения, соматоформные и поведенческие расстройства, а также отклонения в деятельности дыхательной, пищеварительной и других систем. Очевидно, что этот синдром имеет мультифакториальное происхождение. Среди причин «синдрома войны в заливе» рассматриваются стресс, климат, смена диеты, дым пожаров на нефтяных скважинах, инфекцион-ные болезни, вакцинации, воздействие различных нейротоксичных веществ и обедненного урана. Указывается, что данный синдром развился у трети ветеранов.

             НЕЙРОТОКСИЧНОСТЬ ТРАНСУРАНОВЫХ  ЭЛЕМЕНТОВ

 

В доступной литературе отсутствуют данные о нейропсихиатрических эффек-тах трансурановых элементов, несмотря на наличие специальных программ, посвященных долговременной оценке медицинских последствий воздействия этих элементов — Трансурановый и Урановый регистры США, а также дозимет-рический регистр производственного объединения «Маяк» Российской Федера-ции. В частности, исследования эффектов плутония сосредоточены лишь на ра-диационном пневмоните/фиброзе и раке легкого.

Сложившаяся ситуация объясняется  тем, что исследования метаболизма транс-урановых элементов преимущественно направлены на изучение и определение «органов-мишеней» при поступлении данных радионуклидов в организм для последующих дозиметрических оценок в целях радиационной защиты. «Органа-ми-мишенями» для трансурановых элементов являются органы, которые накапли-вают наибольшее количество этих элементов и соответственно являются органа-ми, наиболее подверженными воздействию. Причем в этих «органах-мишенях» следует ожидать как радиационные, так и химические эффекты. В то же время игнорирование (сознательное или нет) возможных эффектов воздействия транс-урановых элементов на другие органы и системы организма человека может при-вести к недооценке медико-биологических последствий воздействия трансурано-вых элементов на организм в целом. Данная ситуация вполне вероятна, поскольку большинство трансурановых элементов — высокоэнергетические α-излучатели с очень высоким коэффициентом линейной передачи энергии в биологической тка-ни, что, как правило, приводит к гибели облучаемых клеток. Кроме того, данные элементы являются химически токсичными (нейротоксичными) как тяжелые ме-таллы. Поэтому нейропсихиатрические эффекты трансурановых элементов являются вполне обоснованными и ожидаемыми.

 

Биологическое действие радиации на человека. Радиационные эффекты    облучения людей

         Радиационное воздействие на  человека заключается в ионизации  тканей его тела и возникновении  лучевой болезни. Степень поражения  зависит от дозы иони-зирующего  излучения, времени, в течение которого эта доза получена, площади облучения тела, общего состояния организма.

Виды радиационного  воздействия на людей и животных

• Внешнее облучение при прохождении радиоактивного облака.
• Внешнее облучение, обусловленное радиоактивным загрязнением поверхности земли, зданий, сооружений и т.п.
• Внутреннее облучение при вдыхании радиоактивных аэрозолей, продуктов деления (ингаляционная опасность).
• Внутреннее облучение в результате потребления загрязненных продуктов питания и воды.
• Контактное облучение при попадании радиоактивных веществ на кожные покровы и одежду.

       Радиационное  воздействие на человека заключается  в нарушении жизненных функций  различных органов. Прежде всего,  поражаются кроветворные органы, в результате чего наступает  кислородный голод тканей, резко снижается иммунная защищенность организма, ухудшается свертываемость крови и развивается луче-вая болезнь.

         В результате  облучения в живой ткани, как  и в любой среде, поглощается  энергия, возникают возбуждение  и ионизация атомов облучаемого вещества. Поскольку у человека основную часть массы тела составляет вода (около 75 %), то первичные процессы воздействия излучений определяются поглощением их водой клеток, ионизацией молекул воды с образованием свободных радикалов типа ОН или Н и последующими цепными реакциями (в основном окисление эти-ми радикалами молекул белка). В дальнейшем под действием первичных процес-сов в клетках возникают функциональные изменения, подчиняющиеся уже био-логическим закономерностям жизни клеток. Наиболее важные изменения в клет-ках следующие:

• повреждение механизма делением и хромосомного аппарата облученной клетки;
• блокирование процессов обновления и дифференцировки клеток;
• блокирование процессов пролиферации и последующей физиологической регенерации тканей.

      Наиболее  радиочувствительными являются  клетки постоянно обновляющихся  тканей и органов (костный мозг, селезенка, половые железы и  т.п.).

      Очень высокие  дозы ионизирующей радиацией  (ИР) могут привести к быст-рой  гибели человека – «смерти под лучом». При меньших дозах развивается острая лучевая болезнь, в основе которой лежит разрушение или гибель кро-ветворной системы (красного костного мозга) и защитных систем организма (пре-жде всего иммунной системы). При острой лучевой болезни первые 5–7 дней после облучения представляют собой скрытый период заболевания. Затем насту-пает упадок защитных функций организма, обострение всех хронических болез-ней и инфекций. На четвертой неделе появляется малокровие, нарушается сверты-ваемость крови, каждая небольшая травма приводит к длительному кровотече-нию. При поглощенной дозе > 600 рад (без лечения) гибнут все облученные, при 400…600 рад – 50%. Применение современных методов лечения спасает и при дозах до 1 000 рад. При систематическом облучении более низкими дозами разви-вается хроническая лучевая болезнь с менее выраженными симптомами и дли-тельным течением.

       Кроме лучевой  болезни ИР вызывает лейкозы  (белокровие) и развитие других  злокачественных опухолей. Данная  группа заболеваний проявляется после длительного (до нескольких лет) скрытого периода.

 

Различают следующие радиационные эффекты облучения людей

 

Соматические эффекты – это последствия воздействия облучения на самого облученного; они проявляются в виде острой и хронической формы лучевой бо-лезни, лучевых ожогов кожи и отдельных органов (катаракта глаз, повреждение половых клеток).

       При этом тяжесть  заболевания и сам факт его  появления являются функцией  дозы облучения. Течение лучевой  болезни может проходить в  стертой или явно выраженной форме, что зависит от суммарной дозы и ритма облучения. В выра-женной форме четко различают период первичной реакции, скрытый (латентный) период формирования болезни, восстановительный период и период отдаленных последствий и исходов заболевания. Время проявления первичной реакции (прис-туп тошноты и рвоты) зависит от дозы облучения. В большинстве случаев лучевая болезнь возникает при дозе более 200 рад. Латентный период – кажущееся клини-ческое благополучие – колеблется у человека от 14 до 32 суток в зависимости от тяжести поражения. При дозе большей 1 000 рад после первичной реакции почти сразу наступает последняя стадия болезни. При дозе менее 100 рад клинические симптомы острой лучевой болезни не развиваются.

        В диапазоне  100–1 000 рад переход к периоду выраженных клинических проявлений особенно четок. Самочувствие резко ухудшается. В зависимости от дозы поднимается температура до 39–40 ºС, на коже, языке и небе появляются высыпания или кровоизлияния. Защитные силы организма ослаблены и угрозой для жизни является возникновение инфекционных осложнений, а также кровоизлияний в жизненно важные органы.

        Период восстановления  длится 4–8 недель. К концу третьего  месяца само-чувствие становится  вполне удовлетворительным (при  дозе 300 рад). Возможные отдаленные последствия – развитие катаракты, увеличение риска заболевания лейкозом, эндокринные нарушения.

       Хроническая лучевая  болезнь формируется постепенно  при длительном облу-чении дозами, превышающими предельно допустимые. Период формирования болезни совпадает со временем накопления дозы облучения. После снижения облучения до допустимого уровня или полного прекращения наступает период восстановления, а затем следует длительный период последствий хронической болезни.

       Соматико-стохастические эффекты выявляются при незначительных изме-нениях в клетках и тканях, которые обусловливают отдаленные последствия (лейкопения, различные формы рака, сокращение продолжительности жизни).

Соматико-стохастические эффекты  имеют вероятностный характер и могут обна-руживать за длительный период наблюдения больших контингентов облученных людей (сотни тысяч). Для оценки вероятности возникновения соматико-стохасти-ческих эффектов облучения используют статистические данные числа случаев за-болевания лейкемией у японцев, перенесших атомную бомбардировку, а также у лиц, прошедших лучевую терапию. Эти данные (50–70 случаев смерти на 106 человеко-рад) свидетельствует о линейной зависимости доза-эффект от кратко-временного облучения в диапазоне 100 рад и больше. Принято, что линейную зависимость доза-эффект можно переносить на область малых доз и хроническое облучение малыми дозами.

         Генетические эффекты – действие облучения на половые клетки при таком уровне дозы, который не опасен данному человеку, но эти эффекты могут проя-виться в последующих поколениях. Облучение может вызвать вредные изменения (мутации) в отдельных генах, в структуре хромосом или изменять нормальное число хромосом.

        Расчетно-теоретическая доза, соответствующая  удвоению частоты мутаций у  человека, лежит в диапазоне 10–100 рад. Генетические эффекты не имеют порога, а вероятность их линейно растет с увеличением дозы.

        При нахождении  человека на зараженной территории он может оказаться за-раженным в результате попадания радионуклидов внутрь организма. Повышенная опасность заражения обусловлена несколькими причинами. Одна из них – способ-ность некоторых нуклидов избирательно накапливаться в отдельных органах тела, называемых критическими (например, около 20 % йода депонируется в щитовид-ной железе, которая по массе составляет только 0,3 % массы тела, т.е. доза ее облучения более чем в 600 раз превышает дозу на все тело). Другая причина – возрастание времени облучения до момента выведения нуклида из органа или радиоактивного распада нуклида. Третья причина повышенной опасности – уве-личение роли альфа- и бета-излучений, которые не опасны при внешнем облуче-нии ввиду их низкой проникающей способности.

        Имеется три пути проникновения радиоактивных веществ в организм: через органы дыхания, через желудочно-кишечный тракт и через кожу. Наиболее опа-сен первый путь, поскольку человек за рабочую смену (8 часов) вдыхает 10 м3 воздуха, а в целом за сутки – 20 м3.

       Биологические  периоды полувыведения различаются  от десятков суток до бесконечности.

      Степень лучевых  (радиационных) поражений зависит  от полученной дозы и времени,  в течение которого человек  подвергался облучению. Не всякая  доза облучения опасна для человека. Вам делают флюорографию, рентген зуба, желуд-ка, сломанной руки, вы смотрите телевизор, летите на самолете, проводите радио-изотопное исследование – во всех этих случаях подвергаетесь дополнительному облучению. Но его размеры настолько малы, что не наносят большого вреда. Если доза облучения не превышает 50 рад, то лучевая болезнь исключается. Доза в 200–300 рад, полученная за короткий промежуток времени, может вызвать тяже-лые радиационные поражения. Однако если эту же дозу получить в течение нескольких месяцев, это не приведет к заболеванию.

        Доза облучения  может быть однократной и многократной.

• Однократным считается облучение, полученное за первые четверо суток.
• Многократным – облучение, полученное за более длительный период.
• Однократное облучение человека дозой 100 рад и более называют острым облучением.

        Соблюдение правил поведения  и пределов допустимых доз  облучения позво-ляет исключить  массовое поражение в зонах  радиоактивного заражения местнос-ти.

 

                   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

РАЗДЕЛ 3. Технологические  процессы в которых образуется данный вид                                                              отхода          Любой сектор, который использует радиоактивные изотопы или обрабатывает естественно встречающиеся радиоактивные материалы (ЕВРМ), может произво-дить  радиоактивные материалы, которые перестают быть полезными и поэтому должны обрабатываться как радиоактивные отходы. Ядерная промышлен-ность, медицинский сектор, ряд других секторов промышленности, а также различные секторы, занятые исследовательской деятельностью – все генерируют радиоактивные отходы в результате своей деятельности.                                            3.1 Ядерная промышленность           В результате своей деятельности  ядерная промышленность порождает  ядер-ные отходы. Эти отходы относительно  малы по сравнению с другими  секторами промышленности. Технологии  уменьшения объема отходов и их сокращения, а также высокий профессионализм персонала - все это способствуют непрерыв-ному продолжению процесса минимизации произведенных отходов, что являет-ся  ключевым принципом стратегии управления отходами.         Однако в прошлом было произведено  значительное количество отходов,  являющиеся "наследием" ядерных оружейных программ, которые теперь также требуют удаления. Технологии и принципы управления отходами, разработан-ные в рамках гражданской ядерной промышленности, в настоящее время используются и для того, чтобы взяться за отходы этого "наследия", произведен-ные в результате военной деятельности, а также на заре производства ядерной электроэнергии.          Все сектора ядерного топливного цикла   в ходе их повседневной деятель-ности, которая регламентируется строгими нормами и правилами, производят незначительные выбросы радиоактивных отходов в воздух и воду. Выпуску этих отходов  во внешнюю среду может также предшествовать их соответствующая обработка и очистка. Эти выбросы обычно значительно ниже согласованных международных предельно допустимых норм. Чтобы пролить истинный свет на положение дел, скажем. что средняя доза, получаемая населением от ядерной энергетики, включая дозы от выбросов, составляет 0,0002 мЗв/год. Это эквива-лентно небольшой доле всего в 1 % общей ежегодно получаемой населением до-зы от фонового излучения (в среднем 2,4 мЗв/год).          Следующие разделы акцентируют  внимание на отходах, которые нельзя отнести к стандартным выбросам и которые требуют хранения и удаления после обработки. Схема, приведенная ниже, показывает различные сектора, включен-ные в ядерный топливный цикл. Нажмите на соответствующий сектор, чтобы получить информацию о типе образуемых там отходов.                                     3.2 Медицинский сектор

Использование  радиоактивных изотопов для медицинской  диагностики и лечения приводит  к образованию, главным образом, отходов низкого уровня активности (LLW). Эти отходы включают бумагу, ветошь, инструментальные средства, одежду и фильтры, которые обычно содержат небольшие количества короткоживущих радиоактивных веществ. Отходы этого типа часто складируются на период распада, занимающий от нескольких месяцев до нескольких лет,  прежде, чем удаляются на общегородские свалки мусора.