ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 11.04.2024
Просмотров: 118
Скачиваний: 0
дезактивационных пунктов спускаются непосредственно в реку
Оттава. В |
Спрингфилде |
по |
трубопроводу |
в море |
ежегодно |
||||||
сбрасывается |
около 1500 |
кюри |
р-активных |
отходов, |
а в |
районе |
|||||
Уиндскейла |
и Колдер-Холла — более 90 000 |
кюри |
[24]. |
|
|
||||||
При рассмотрении источников, формирующих искусственно- |
|||||||||||
радиационную |
составляющую |
среды |
обитания, |
необходимо |
|||||||
иметь в виду и возможные |
аварийные |
ситуации. |
Наиболее |
||||||||
крупной аварией реактора из всех известных в |
настоящее |
вре |
|||||||||
мя считают аварию в Уиндскейле (Англия, |
1957 |
г.), при |
кото |
||||||||
рой в атмосферу были выброшены радиоактивные |
материалы |
||||||||||
активностью в тысячи кюри [25]. |
|
|
|
|
|
|
|||||
В 1963 г. в глубоководном районе Атлантического |
океана |
||||||||||
затонула атомная подводная лодка США «Трешер», |
а в |
1967 г. |
|||||||||
на глубине |
нескольких |
километров — атомная подводная |
лодка |
||||||||
«Скорпион». |
Так как |
давление в море |
по |
мере |
погружения |
||||||
вглубь возрастает через каждые 10 м на 1 атм, то обе подвод ные лодки и их реакторы были раздавлены массой воды. По этому с течением времени все долгоживущие радионуклиды, содержащиеся в активной зоне реакторов этих подводных ло док, поступили в водную среду.
Очевидно, что по мере развития атомной энергетики и атом ного судостроения количество радиоактивных отходов будет возрастать. Все это будет сопровождаться утечкой в зону круго ворота веществ тех или иных количеств искусственных долгоживущих радионуклидов, вызывая радиоактивное загрязнение окру жающей среды.
Д а ж е если в перспективе будут проведены радикальные са нитарно-гигиенические мероприятия, полностью исключающие во всех странах попадание радиоактивных веществ после их захоронения в зону биогенеза, то и тогда останутся непредви денные каналы их поступления в биосферу. Например, уже сейчас известно, что все предполагаемые конструкции летатель ных аппаратов с ядерными энергетическими установками во время полета будут производить нейтронное облучение атмо
сферы и этим |
самым способствовать образованию |
в воздухе |
искусственных |
радионуклидов. • |
|
Излучение |
от естественных и искусственных |
источников |
действует часто одновременно в |
сложных сочетаниях и на всех |
обитателей нашей планеты без |
исключения. В табл. 1 приве |
дены наиболее распространенные |
естественные и искусственные |
составляющие |
ионизационного поля внешней среды с общей |
качественной |
характеристикой доли их вклада в суммарную |
дозу лучевой |
нагрузки. |
§4. ВИДЫ ВОЗДЕЙСТВИЯ И О Н И З И Р У Ю Щ Е Г О ИЗЛУЧЕНИЯ
Взависимости от местонахождения, природы и физикохимических свойств естественных и искусственных источников ионизирующего излучения воздействие их на организм может
Т а б л и ц а
Ионизирующие Составляющие радиационного фактора внешней среды
Источник радиации |
Основной |
вид воздействия |
Вклад в суммарную |
на |
организм |
поглощенную д о з у |
|
|
Естественное излучение |
Космическое |
излучение |
Внешнее облучение |
Космогенные |
радионук |
Внутреннее облучение |
лиды |
|
|
Y-Излучение |
рассеянных |
Внешнее |
во внешней среде радио нуклидов
а- и р-Излучение рассе Внутреннее янных терригенных ра дионуклидов**
Искусственное излучение
Радиоактивные продукты Внешнее и внутреннее ядерных взрывов
То же
Радиоактивные продукты, попадающие во внешнюю среду при различных авариях
Радиоактивные отходы Внутреннее атомной промышленности и другие источники
Существенный*
Незначительный
Весьма существенный для аэробионтов, умеренный для педобионтов и весь ма малый для гидробионтов
Существенный
Слабый от глобальных выпадений
Существенный и очень существенный в районе местных выпадений на следе радиоактивного облака
То же
Умеренный только в рай онах сброса, за грани цами которых не опре деляется
* Особенно для населения высокогорных районов. Обитатели больших глубин океана
воздействию |
не |
подвергаются. |
** Терригенные радионуклиды — радионуклиды, высвобождающиеся из горных п о р о д |
||
в процессе |
их |
выщелачивания. |
проявляться в виде |
либо |
внешнего, либо внутреннего облуче |
ния. Как следует из |
табл. |
1, внешнее облучение организмов |
формируется двумя агентами, имеющими различную природу и физическую сущность: космическим излучением и "у-излучением
радионуклидов, рассеянных в окружающей среде. |
|
|
||
Известно, что большинство |
искусственных |
и |
естественных |
|
радионуклидов, рассеянных в |
биосфере, испускают |
у " к в а н т ы |
и |
|
р-частицы, а распад тяжелых |
радиоактивных |
элементов, |
та |
|
ких, как 2 3 8 U , 2 3 2 Th, 2 2 6 Ra, 2 1 0 Р о , |
сопровождается |
испусканием |
||
а-частиц. Роль а- и р-частиц |
в формировании |
лучевой нагруз |
||
ки организмов от источников, |
находящихся вне их тела, как |
|||
правило, пренебрежимо мала. |
Космическое и |
• у и з л У ч е н и . я |
х а " |
|
растеризуются исключительно высокой проникающей способ ностью. Благодаря этому космическое излучение можно считать вездесущим, оно определяется и в толщах земли, и на значи тельных глубинах в воде. Его воздействию непрерывно подвер гаются все без исключения аэробионты и педобионты, а также обитатели верхних горизонтов Мирового океана.
И только население очень больших глубин Мирового |
океа |
на, по-видимому, не испытывает влияния этого фактора |
внеш |
ней среды. Найдено, что космические лучи могут проникать в грунт или в водоем на глубины, эквивалентные по плотности столбу воды высотой примерно 1400 м [26].
Проникающая способность у-излучения значительно меньше, чем космических лучей, и колеблется в зависимости от их энер гии в широком диапазоне. Чем выше энергия, тем больше их проникающая способность.
Распределение радионуклидов в природе весьма неодно родно, в связи с чем было введено понятие о радиоактивных провинциях. Отдельные геохимические ландшафты могут отли чаться друг от друга не только по концентрации в их субстра тах разных микроэлементов, но и радионуклидов [27, 28]. По этому между соответствующими ладшафтами существуют зна
чительные различия |
как по |
мощности дозы у _ и з л У ч е н и я в |
воздухе, так и по структуре |
его энергетического спектра *. |
|
Энергия у - к в а н т о в , |
испускаемых природными радионуклидами, |
|
лежит в диапазоне от нескольких электронвольт до миллионов
электронвольт |
(Мэв). |
Радионуклиды |
испускают -у-кванты вполне |
||||||||||
определенных |
энергий. Например, |
при |
распаде 4 0 К |
|
выбрасы |
||||||||
ваются Y _ K B a H T b i |
с энергией |
1,46 Мэв, |
а |
при распаде |
2 4 Na — с |
||||||||
энергиями |
1,36 |
и |
2,76 |
Мэв |
[29]. По мере |
прохождения у-излу- |
|||||||
чения через вещество его интенсивность снижается. |
Толщина |
||||||||||||
слоя половинного |
ослабления |
(Д>/2 ) |
" у ~ и з л У ч е н и я |
характери |
|||||||||
зуется следующим соотношением [35]: |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
. |
|
0,693 |
|
|
|
|
|
|
|
где ц — линейный |
коэффициент |
ослабления |
у-квантов |
для |
дан |
||||||||
ной среды, имеющий размерность смг1. |
|
Величина |
этого |
коэф |
|||||||||
фициента |
зависит |
от |
энергии |
у _ к в |
а н т о |
в |
и |
материала |
погло |
||||
тителя.
В табл. 2 приведены некоторые показатели, характеризующие ослабление у-излучения в воздушной и водной средах, в зави симости от энергии у-квантов и величины ц. При рассмотрении табл. 2 следует иметь в виду, что плотность мягких тканей жи вотных практически эквивалентна плотности воды, в связи с
* Энергетическим спектром называется распределение \ " к в а н т о в |
п о |
энергиям. |
|
Слои половинного ослабления |
v-излучениа |
|
Т а б л и ц а 2 |
|
|
||
В о з д ух |
Ткань |
(вода) |
|
, см |
|
At, |
ц, см |
|
|
|
|
2 240 |
0,264 |
3,1 |
0,222 |
3 500 |
0,200 |
4,0 |
0,171 |
4 000 |
0,159 |
5,0 |
0,137 |
5 700 |
0,112 |
7,1 |
0,097 |
7 790 |
0,082 |
8,1 |
0,078 |
11 900 |
0,057 |
14,1 |
0,049 |
13 900 |
0,046 |
17,7 |
0,039 |
19 000 |
0,035 |
21,3 |
0,030 |
П р и м е ч а н и е . Коэффициенты ц взяты и з справочника: К и м е л ь Л. Р . , М а ш - > в и ч В . П . «Защита от ионизирующих излучений», М . , Атомиздат, 1966
чем цифры, приведенные в этой таблице, могут успешно исполь зоваться для оценки степени поглощения у-излучения биологи ческими субстратами. Из табл. 2 видно, что если у-кванты мо
гут |
пронизывать толщи |
воздуха, измеряемые сотнями метров, |
||
то |
в воде их распространение значительно меньше. |
|||
|
Поэтому |
воздействие |
у-излучения на обитателей воздушной |
|
среды более |
существенно, чем на гидробионтов |
или педобион- |
||
тов. Очевидность этого |
обстоятельства вытекает |
из того, что в |
||
формировании радиационной нагрузки аэробионтов принимают
участие практически все |
у-излучающие тела, |
находящиеся на |
||
поверхности в |
радиусе нескольких десятков |
или сотен |
метров |
|
от организма, |
в то время |
как гидробионты облучаются |
источни |
|
ками, находящимися в водной толще, практически не превышаю щей 1 м.
Рис. 2 иллюстрирует принцип формирования дозы внешнего
облучения у-квантами с энергией 0,75 Мэв. Итак, |
у-излучающие |
|
изотопы способны воздействовать на организм |
дистанционно. |
|
Однако при оценке попадания |
этих нуклидов внутрь организма |
|
с пищей, водой или вдыхаемым |
воздухом нужно |
учитывать, что |
часть испускаемых ими у-квантов выходит за |
пределы тела |
|
ипоглощается в окружающей среде.
Вотличие от у-излучателей а- и {3-активные нуклиды обуслов ливают главным образом формирование дозы внутреннего облу
чения. Высокая ионизирующая способность а-частиц |
приводит |
к тому, что длина их пробега в воздухе не превышает |
несколь |
ких сантиметров, а в животных тканях в тысячи раз меньше,
чем в воздухе. Удельная плотность |
ионизации, |
производимая |
|
ос-частицами, огромна. Например, а-частицы 2 1 0 Р о |
(5,4 Мэв) об |
||
разуют 154 тыс. пар ионов, |
пробег в |
воздухе |
не превышает |
3,8 см, поэтому на 1 мм пути |
приходится около |
4000 пар ионов |
|
[30]. Чем выше энергия частицы, тем быстрее она движется й тем меньше вызываемая ею плотность ионизации. По мере рас хода энергии скорость движения а-частицы замедляется. К кон цу пробега плотность ионизации резко возрастает» образуя так называемый пик Брэгга, а затем быстро падает до нуля.
Часть суммарной дозы
Рис. 2. Парциальный вклад в экспозиционную дозу разноудаленных участ ков грунта, загрязненных радиоактивными продуктами ядерного деления.
А — идеально |
плоская поверхность; Б — типичный |
случай экранирующего |
влияния |
|
складок |
местности. |
|
|
|
Так |
как |
величина пробега обратно |
пропорциональна |
плот |
ности вещества, а биосубстраты в среднем в 730 раз плотнее воз
духа, то пробег а- |
частицы, |
например 2 1 0 Р о , в |
животных тканях |
|
достигает |
лишь 45 |
мкм, но |
зато плотность ионизации при этом |
|
составляет |
3420 пар ионов |
на 1 мкм пути. В |
обобщенном виде |
|
установлено, что линейная передача энергии (ЛПЭ), характери зующая скорость передачи энергии на единицу пути заряженной частицы, прямо пропорциональна квадрату ее заряда и обратно пропорциональна скорости. Последняя, в свою очередь, обратно пропорциональна массе частицы. Следовательно, ЛПЭ для а-ча- стиц гораздо выше, чем для р-частиц с той же энергией, посколь ку а-частица передает энергию на очень коротком расстоянии.
Численное значение ЛПЭ для р-частиц |
со средней |
энергией |
0,4 Мэв составляет примерно 0,25 кэв |
на 1 мкм длины трека. |
|
ЛПЭ для Y-квантов в зависимости от энергии меняется |
от 0,5 до |
|
15 кэв/мкм. Для а-частиц максимальное |
значение ЛПЭ |
достига |
ет 260 кэв/мкм. А так как установлено, что с возрастанием ЛПЭ увеличивается и биологическая эффективность лучевого воздей ствия, то вполне понятна роль содержащихся^а^тданях ос-излу чателей в формировании дозы внутреннего облучения.
2 |
Л , А. П е р ц о в |
I ' • |
17 |