Реферат: Ядерная опасность. Семипалатинский полигон
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.
Применение некоторых строительных материалов, использование газа для
приготовления пищи, открытых угольных жаровен, герметизация помещений и даже
полеты на самолетах - все это увеличивает уровень облучения за счет естественных
источников радиации.
Земные
источники радиации в сумме ответственны за большую часть облучения, которому
подвергается человек за счет естественной радиации. В среднем они обеспечивают
более 5/6 годовой эффективной эквивалентной дозы,
получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения. Остальную
часть вносят космические лучи, главным образом путем внешнего облучения. За
последние несколько десятилетий человек создал несколько сотен искусственных
радионуклидов и научился использовать энергию атома в самых разных целях: в
медицине и для создания атомного оружия, для производства энергии и обнаружения
пожаров, для изготовления светящихся циферблатов часов и поиска полезных
ископаемых. Все это приводит к увеличению дозы облучения как отдельных людей,
так и населения Земли в целом.
Индивидуальные
дозы, получаемые разными людьми от искусственных источников радиации, сильно
различаются. В большинстве случаев эти дозы весьма невелики, но иногда
облучение за счет техногенных источников оказывается во много тысяч раз
интенсивнее, чем за счет естественных.
Как правило,
для техногенных источников радиации упомянутая вариабельность выражена
гораздо сильнее, чем для естественных. Кроме того, порождаемое ими излучение
обычно легче контролировать, хотя облучение, связанное с радиоактивными
осадками от ядерных взрывов, почти так же невозможно контролировать, как и
облучение, обусловленное космическими лучами или земными источниками.
Источники,
использующиеся в медицине
В настоящее
время основной вклад в дозу, получаемую человеком от техногенных источников
радиации, вносят медицинские процедуры и методы лечения, связанные с
применением радиоактивности. Во многих странах этот источник ответствен
практически за всю дозу, получаемую от техногенных источников радиации.
Радиация
используется в медицине как в диагностических целях, так и для лечения. Одним
из самых распространенных медицинских приборов является рентгеновский аппарат.
Получают все более широкое распространение и новые сложные диагностические
методы, опирающиеся на использование радиоизотопов.
Ядерные взрывы
За последние 40
лет каждый из нас подвергался облучению от радиоактивных осадков,
которые образовались в результате ядерных взрывов. Речь идет не о тех
радиоактивных осадках, которые выпали после бомбардировки Хиросимы и Нагасаки
в 1945 году, а об осадках, связанных с испытанием ядерного оружия в атмосфере.
Максимум этих испытаний приходится на
два периода: первый на 1954-1958 годы, когда взрывы проводили Великобритания,
США и СССР, и второй, более значительный, на 1961-1962 годы, когда их проводили
в основном Соединенные Штаты и Советский Союз. Во время первого периода большую
часть испытаний провели США, во время второго-СССР.
Эти страны в
1963 году подписали Договор об ограничении испытаний ядерного оружия,
обязывающий не испытывать его в атмосфере, под водой и в космосе. С тех пор
лишь Франция и Китай провели серию ядерных взрывов в атмосфере, причем мощность
взрывов была существенно меньше, а сами испытания проводились реже (последнее
из них в 1980 году). Подземные испытания проводятся до сих пор, но они обычно
не сопровождаются образованием радиоактивных осадков.
Часть
радиоактивного материала выпадает неподалеку от места испытания, какая-то
часть задерживается в тропосфере (самом нижнем слое атмосферы), подхватывается
ветром и перемещается на большие расстояния, оставаясь примерно на одной и той
же широте. Находясь в воздухе в среднем около месяца (рис. 4.8), радиоактивные
вещества во время этих перемещений постепенно выпадают на землю. Однако большая
часть радиоактивного материала выбрасывается в стратосферу (следующий слой
атмосферы, лежащий на высоте 10-50 км), где он остается многие месяцы, медленно
опускаясь и рассеиваясь по всей поверхности земного шара.
Радиоактивные
осадки содержат несколько сотен различных радионуклидов, однако большинство из
них имеет ничтожную концентрацию или быстро распадается; основной вклад в
облучение человека дает лишь небольшое число радионуклидов. Вклад в ожидаемую
коллективную эффективную эквивалентную дозу облучения населения от ядерных
взрывов, превышающий 1 %, дают только четыре радионуклида. Это углерод-14,
цезий-137, цирконий-95 и стронций-90.
Дозы облучения
за счет этих и других радионуклидов различаются в разные периоды времени после
взрыва, поскольку они распадаются с различной скоростью. Так, цирконий-95,
период полураспада которого составляет 64 суток, уже не является источником
облучения. Цезий-137 и стронций-90 имеют периоды полураспада ~ 30 лет, поэтому
они будут давать вклад в облучение приблизительно до конца этого века. И только
углерод-14, у которого период полураспада равен 5730 годам, будет оставаться
источником радиоактивного излучения (хотя и с низкой мощностью дозы) даже в
отдаленном будущем: в 2000 году он потеряет лишь 7% своей активности.
Годовые дозы
облучения четко коррелируют с испытаниями ядерного оружия в атмосфере: их
максимум приходится на те же периоды (рис. 4.9, 4.10 и 4.11). В 1963 году
коллективная среднегодовая доза, связанная с ядерными испытаниями, составила
около 7% дозы облучения от естественных источников; в 1966 году она уменьшилась
до 2%, а в начале 80-х-до 1 %. Если испытания в атмосфере больше проводиться не
будут, то годовые дозы облучения будут становиться все меньше и меньше.
Все приведенные
цифры, конечно, являются средними. На Северное полушарие, где проводилось
большинство испытаний, выпала и большая часть радиоактивных осадков. Пастухи
на Крайнем Севере получают дозы облучения от цезия-137, в 100-1000 раз
превышающие среднюю индивидуальную дозу для остальной части населения
(впрочем, они получают большие дозы и от естественных источников - цезий
накапливается в ягеле и по цепи питания попадает в организм человека). К
несчастью, те люди, которые находились недалеко от испытательных полигонов,
получили в результате значительные дозы; речь идет о части населения
Маршалловых островов и команде японского рыболовного судна, случайно
проходившего неподалеку от места взрыва.
Суммарная
ожидаемая коллективная эффективная эквивалентная доза от всех ядерных взрывов в
атмосфере, произведенных к настоящему времени, составляет 30000000 чел-Зв. К
1980 году человечество получило лишь 12% этой дозы,
остальную часть
оно будет получать еще миллионы лет.
Атомная
энергетика
Источником
облучения, вокруг которого ведутся наиболее интенсивные споры, являются атомные
электростанции, хотя в настоящее время они вносят весьма незначительный вклад в
суммарное облучение населения. При нормальной работе ядерных установок выбросы
радиоактивных материалов в окружающую среду очень невелики.
К концу 1984
года в 26 странах работало 345 ядерных реакторов, вырабатывающих
электроэнергию. Их мощность составляла 13% суммарной мощности всех источников
электроэнергии и была равна 220 ГВт (рис. 4.12). До сих пор каждые ~ 5 лет эта
мощность удваивалась, однако, сохранится ли такой темп роста в будущем,
неясно. Оценки предполагаемой суммарной мощности атомных электростанций на
конец века имеют постоянную тенденцию к снижению. Причины тому - экономический
спад, реализация мер по экономии электроэнергии, а также противодействие со
стороны общественности. Согласно последней оценке МАГАТЭ (1983г.), в 2000 году
мощность атомных электростанций будет составлять 720-950 ГВт.
Атомные
электростанции являются лишь частью ядерного топливного цикла, который
начинается с добычи и обогащения урановой руды. Следующий этап-производство
ядерного топлива. Отработанное в АЭС ядерное топливо иногда подвергают
вторичной обработке, чтобы извлечь из него уран и плутоний. Заканчивается
цикл, как правило, захоронением радиоактивных отходов.
На каждой
стадии ядерного топливного цикла в окружающую среду попадают радиоактивные
вещества. НКДАР оценил дозы, которые получает население на различных стадиях
цикла за короткие промежутки времени и за многие сотни лет. Заметим, что
проведение таких оценок очень сложное и трудоемкое мы по атомной энергетике.
Однако полученные оценки, конечно же, нельзя безоговорочно применять к
какой-либо конкретной установке. Ими следует пользоваться крайне осторожно,
поскольку они зависят от многих специально оговоренных в докладе НКДАР
допущений.
Примерно
половина всей урановой руды добывается открытым способом, а половина - шахтным.
Добытую руду везут на обогатительную фабрику, обычно расположенную неподалеку.
И рудники, и обогатительные фабрики служат источником загрязнения окружающей
среды радиоактивными веществами. Если рассматривать лишь непродолжительные
периоды времени, то можно считать, что почти все загрязнение связано с местами
добычи урановой руды. Обогатительные же фабрики создают проблему
долговременного загрязнения: в процессе переработки руды образуется огромное
количество отходов—«хвостов». Вблизи действующих обогатительных фабрик (в
основном в Северной Америке) уже скопилось 120 млн. т отходов, и если
положение не изменится, к концу века эта величина возрастет до 500 млн. т.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 |