Файл: Рачинский, В. В. Курс основ атомной техники в сельском хозяйстве учебное пособие.pdf

14С в атмосферном воздухе в индустриальных районах несколько ниже, чем в сельских.

И 3Н, и 14С попадают в почву вместе с атмосферными осад­ ками в парообразном и газообразном состоянии.

14С попадает в растения при фотосинтезе и при корневом пи­ тании, 3Н — главным образом при корневом питании.

После испытаний водородных бомб концентрация 3Н и 14С в биогеосфере резко увеличилась, и для оценки искусственно введенного в биогеосферу количества этих изотопов необходи­ мо брать пробы умерших до 1954 г. организмов.

Для иллюстрации радиационной опасности различных при­ родных источников ионизирующих излучений приведена табл. 10.3. В ней указаны мощности дозы излучения для наибо­ лее радиочувствительных органов человека при внешнем и внутреннем облучении. Необходимо отметить, что медицинская радиология еще далека от точной оценки всех естественных источников излучения и их роли в облучении человека.

Распределение естественных источников ионизирующих из­ лучений в биогеосфере неравномерно, и эта неравномерность еще полностью не выявлена. Поэтому необходимы исследова­ ния распределения естественных источников радиации. В этом деле большую роль должна сыграть сеть службы сельскохо­ зяйственной радиологии.

Известно, что в различных местах земного шара, в том числе и на территории нашей страны, есть районы с повышен­ ной концентрацией естественных радионуклидов. Это районы, где имеются залежи урановых или ториевых руд. Сельскохо­ зяйственная продукция, которая производится в этих районах, содержит повышенные концентрации урана, тория, радия и других нуклидов естественно-радиоактивных семейств. Напри-

330

Та б лица 10.3

мер, в одном из районов Бразилии вулканические породы, со­ держащие радиоактивные минералы, создают мощность дозы излучения 12 рад!год. В Индии в некоторых районах, где об­ наружены пески, содержащие повышенные концентрации то­ рия, люди подвергаются облучению в 0,2—2,6 рад/год. Возни­ кающие в связи с этим проблемы только начинают разраба­ тывать.

§ 3. И С К У С С Т В Е Н Н Ы Е И С Т О Ч Н И К И Р А Д И О А К Т И В Н Ы Х З А Г Р Я З Н Е Н И Й Б И О Г Е О С Ф Е Р Ы

В настоящее время известны следующие источники радио­ активного загрязнения внешней среды:

1) урановая промышленность, занимающаяся добычей, пе­ реработкой, обогащением урана и приготовлением ядерного горючего;

2)ядерные реакторы разных типов;

3)радиохимическая промышленность;

4)места захоронения радиоактивных отходов;

5)использование радиоактивных изотопов в народном хо­

зяйстве; 6) испытание ядерного оружия.

Урановая промышленность. Основным сырьем для получе­ ния ядерного горючего является уран. Ядерным горючим яв­ ляется 235U, который под действием медленных нейтронов ис­ пытывает реакцию деления. В природном уране содержится

0,7% 235U.

331

Технология урановой промышленности складывается из сле­ дующих основных этапов: добыча урана в открытых или закры­ тых горнорудных разработках; гидрометаллургического про­ цесса концентрирования урана, очистки урана, обогащения изо­ топом 235U, производства твэлов. На каждом из этих этапов возможно загрязнение окружающей среды естественными ра­ дионуклидами семейства 23SU. 222Rn и его дочерние продукты распада обусловливают основное радиоактивное загрязнение окружающей среды там, где расположены урановые рудники.

Гидрометаллургические заводы, осуществляющие первич­ ную переработку урановой руды, также являются одним из ис­ точников загрязнения окружающей среды естественными ра­ дионуклидами. Жидкие отходы гидрометаллургических урано­ вых заводов, содержащие радиоактивные вещества, в частно­ сти 226Ra, могут попасть в ближайшие реки, воду которых ис­ пользуют для ирригационных целей. Это приводит к загрязне­ нию орошаемых полей естественными радионуклидами семей­ ства 23SU, в том числе 226Ra. Одним из способов очистки сточ­ ных вод от 226Ra и других продуктов распада, является выра­ щивание в отстойных прудах водорослей, которые могут извле­ кать и концентрировать естественные радионуклиды и, следо­ вательно, обезвреживать сточные воды. Тем не менее очистка сточных вод урановых заводов — такая же сложная проблема, как и очистка сточных вод других производств. При дальней­ шей переработке уранового концентрата на заводах рафиниро­ вания урана также возникает опасность выброса радиоактив­ ных нуклидов в биогеосферу. Так, технология производства включает ряд механических операций, выполнение которых сопровождается образованием радиоактивной урановой пыли. Последняя может попасть в окружающую среду. Такие загряз­ нения имели место на ранних этапах развития урановой про­ мышленности.

Но в настоящее время выброс урановой пыли в окружаю­ щую среду практически исключен как по требованиям радиа­ ционной безопасности, так и по экономическим соображениям (высокая стоимость урана). Эти требования распространяются и на обогатительные заводы, где фторид урана UF6 перегоня­ ют через каскады газодиффузионных ячеек. Здесь возможны только маловероятные аварийные утечки фторида урана. При производстве твэлов вероятность загрязнения окружающей среды также не исключена, хотя она и очень мала. Дело в том, что стружки и опилки урана, а также некоторые урановые спла­ вы являются пирофорами — самовоспламеняющимися вещест­ вами. При воспламенении может возникнуть аварийная ситуа­ ция, при которой в окружающую среду будут выброшены зна­ чительные количества концентрированного урана. Аварийная ситуация может возникнуть и при транспортировке, хранении твэлов. Такие аварии уже имели место.

322

Я д е р н ы е р е а к то р ы . Хотя в активной зоне реакторов концент­ рируются значительные количества радиоактивных веществ, од­ нако большинство реакторов не выделяет в окружающую среду опасных количеств радиоактивных загрязнений. Это объяс­ няется тем, что все радиоактивные вещества заключены в замк­ нутые оболочки и контуры, откуда они могут быть выброшены только при авариях.

Правда, кое-где еще эксплуатируются исследовательские реакторы с газовым и водяным охлаждением, когда теплоноси­ тель (газ или вода) выбрасываются во внешнюю среду. При газовом охлаждении в атмосферу попадает 41Аг (7\/2=1,8 ч), образующийся в результате нейтронной активации атмосфер­ ного аргона. Малый период полураспада, химическая инертнпгть 41Аг, высокие трубы и метеорологическое перемешивание выделяющегося 4|Аг с атмосферным воздухом, а также другие меры (регулирование мощности реактора) обеспечивают безо­ пасную эксплуатацию таких реакторов.

При прямоточном водяном охлаждении реакторов вода также активируется и, хотя перед сбросом ее очищают, неко­ торое количество радиоактивных нуклидов сбрасывается в реки. Многие радиоактивные нуклиды, накапливающиеся в водетеплоносителе, имеют малый период полураспада.

В реакторах с водяным охлаждением также происходит загрязнение воды радиоактивными веществами. Однако вода из контура перед сбросом подвергается сложной очистке, или ее после очистки возвращают в контур теплоносителя. В основ­ ном очистку воды от радиоактивных нуклидов проводят путем фильтрации ее через колонны ионитов.

Несмотря на все меры предосторожности при эксплуатации ядерных реакторов, все же может происходить небольшая утечка воды через вентили, фланцы и насосы. Кроме того, не­ которое количество радиоактивных отходов образуется при де­ зактивации оборудования, спецодежды. Особенно резко количе­ ство радиоактивных отходов возрастает при различных мелких и крупных неисправностях, а также при аварийных ситуациях.

Система очистки воздуха и воды на ядерных реакторах хотя и должна обеспечивать предотвращение загрязнения окру­ жающей среды, но абсолютно устранить эти загрязнения пока невозможно. Но все познается в сравнении. Если сравнить, на­ пример, степень загрязнения окружающей среды тепловыми электростанциями, работающими на угле, и атомными электро­ станциями, то оказывается, что естественные радиоактивные нуклиды, выбрасываемые в виде газа и аэрозолей тепловыми электростанциями, создают в ближайшей местности мощность дозы излучения примерно на порядок больше, чем искусствен­ ные радионуклиды, образующиеся при эксплуатации атомных электростанций. Таким образом, атомные электростанции пред­ ставляют меньшую радиационную опасность, чем тепловые.

333