Ядерная опасность. Семипалатинский полигон (стр. 9 из 11)

Хроническая лучевая болезнь от общего облучения подразделяется на следующие степени:

I степень (легкая) характеризуется нерворегуляторными нарушениями сердечно-сосудистой системы и нестойкой умеренной лейкопенией и реже тромбоцитопенией.

При II степени (средней) наблюдается углубление нерворегуляторных нарушений с появлением функциональной недостаточности пищеварительных желез, сердечно-сосудистой и нервной системы, нарушение некоторых обменных процессов: стойкая умеренная лейко- и тромбоцитопения.

При III степени (тяжелой) появляется резкая лейко-, тромбоцитепения, развивается анемия, возникают атрофические процессы в слизистой ЖКТ.

При длительном облучении отдельных органов хроническая лучевая болезнь характеризуется той или иной степенью их поражения. Только в наиболее тяжелых случаях в связи с недостаточностью функций пораженного органа возникает комплекс вторичных изменений других органов и систем.

Отдаленными последствиями хронической лучевой болезни мот быть лейкоз, опухоли, гипопластическая анемия.

БИОЛОГИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ РАДИОНУКЛИДОВ, ПОПАВШИХ ВНУТРЬ ОРГАНИЗМА, И ДОЗА ВНУТРЕННЕГО ОБЛУЧЕНИЯ

Повышенная опасность радионуклидов, попавших внутрь организма, обусловлена несколькими причинами. Одна из них — способность некоторых нуклидов избирательно накапливаться в отдельных органах тела, называемых критическими (например, до 30 % иода депонируется в щитовидной железе, которая составляет только 0,03 % массы тела), и, таким образом, отдавать свою энергию относительно небольшому объему ткани. Другая причина — значительная продолжительность облучения до момента выведения нуклида из органа или уменьшения активности вследствие радиоактивного распада нуклида. Скорость биологического выведения (при допущении, что выведение радиоактивных веществ из органов происходит по экспоненциальному закону) характеризуется постоянной l_б, а эффективная скорость—суммой постоянных lэф = l_б + lр, гдеlр—постоянная радиоактивного распада. Тогда эффективный период полувыведения нуклида из организма равен

Т_эф = 0,693/l_эф == T_б Т_1/2 / Т_б + T_1/2,

Третья причина — рост опасности воздействия высокоионизирующих a- и b-излучений, которые не действенны или малодейственны для внутренних органов при внешнем облучении ввиду низкой проникающей способности.

Рассматриваются три пути проникновения радиоактивных веществ в организм: через органы дыхания, через ЖКТ и через кожу или повреждения кожи. Этими путями нуклиды вначале попадают в кровь, а затем током крови разносятся по всему телу или преимущественно в критические органы.

В некоторых случаях критическим органом становится ЖКТ,его отдельные участки, а также легкие. Наиболее опасен первый путь, поскольку за рабочую смену человек, как это рекомендуют принимать в расчетах НРБ —76/87, вдыхаетза 6 рабочих часов 9 м³ воздуха (в целом за 1 сут 20 м³), а с пищей потребляет только 2,2 л воды.

Кроме того, усвоение и отложение в организме нуклидов, попадающих через органы дыхания, как правило, выше, чем при заглатывании. Усвоение через неповрежденную кожу в 200—300 раз меньше, чем через ЖКТ, и не имеет существенного значения по сравнению с первыми двумя путями. Только оксид трития, а также нитрат уранила и изотопы иода легко проникают через кожу и всасываются в кровь.

ФОНОВОЕ ОБЛУЧЕНИЕ ЧЕЛОВЕКА

Фоновое облучение человека создается космическим излучением, естественными и искусственными радиоактивными веществами, содержащимися в теле человека и в окружающей среде. Облучение от естественных источников превосходит облучение от многих других источников и является важным фактором мутагенеза, существенного дляэволюции живых организмов в биосфере,

ДОЗА КОСМИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Космическое излучение подразделяют на галактическое излучение в солнечное, которое связано с солнечными вспышками. Солнечное космическое излучение играет важную роль за пределами земной атмосферы, но из-за сравнительно низкой энергии (примерно до 40 МэВ) не приводит к заметному увеличению дозы излучения на поверхности земли. Следует различать первичные космические частицы, вторичные и фотонные излучения, которые образуются в результате взаимодействия первичных частиц с ядрами атомов атмосферы.

Первичные космические частицы составляют в основном протоны, а также более тяжелые ядра, обладающие чрезвычайно высокой энергией (отдельные частицы до 10¹⁹ эВ). Взаимодействуя с атмосферой Земли, эти частицы проникают до высоты 20 км над уровнем моря и образуют вторичное высокоэнергетическое излучение, состоящее из мезонов, нейтронов, протонов, электронов, фотонов и т. п.

Интенсивность космического излучения зависит от солнечной активности, географического расположения объекта и возрастает с высотой над уровнем моря. Для средних широт на уровне моря доза на открытой местности на мягкие ткани вследствие космического излучения (без нейтронной компоненты) составляет 0,28 мГр/год, нейтронная компонента дает дополнительную дозу 3,5*10^-6 Гр/год. Если коэффициент качества облучения нейтронами принять равным шести то эффективная эквивалентная доза космического излучения составляет примерно 300 мкЗв/год.

ДОЗА ОТ ПРИРОДНЫХ ИСТОЧНИКОВ

В биосфере Земли содержится более 60 естественных радионуклидов, которые можно разделить на две категории; первичные и космогенные. Первичные подразделены на две группы: радионуклиды уранорадиевого и ториевого рядов (табл. 3.2 и 3.3) и радионуклиды, находящиеся вне этих радиоактивных рядов.

В первую группу входит 32 радионуклида — продукты распада урана и тория; во вторую — 11 долгоживущих радионуклидов (⁴⁰К, ⁸⁷Rb и др.), имеющих T_1/2 от 10⁷ до 10¹⁵ лет.

Космогенные радионуклиды образуются в основном в атмосфере в результате взаимодействия протонов и нейтронов с ядрами N, О и Аr, а затем поступают на земную поверхность с атмосферными осадками. К ним откосятся ³H, ¹⁴С, ⁷Be,²²Na и др. (всего 14 радионуклидов).

Внешнее g-облучение человека от указанных естественных радионуклидов вне помещений (зданий) обусловлено их присутствием в различных природных средах (почве, приземном воздухе, гидросфере и биосфере). Основной вклад в дозу внешнего у-облучения дают у-излучаюшие нуклиды уранорадиевого и ториевого рядов, а также ⁴⁰К.

Главными источниками внешнего у-облучения в воздухе ториевой серии радионуклидов являются ²²⁸Th и ²³⁸Ас, а в урановом ряду 99 % дозы определяется у-излучением ²¹⁴Pb (RaB) и ²¹⁴Bi (RaC). По непосредственным измерениям в ряде стран мощность поглощенной дозы в воздухе (на высоте 1 м) от радионуклидов, находящихся во внешней среде, колеблется в пределах от 3,7 до 9,4*10^-8 Гр/ч в зависимости от различных условий на местности.

ДОЗЫ ОБЛУЧЕНИЯ ОТ ИСПЫТАНИЙ ЯДЕРНОГО ОРУЖИЯ

Источником искусственной радиоактивности во внешней среде в заметном количестве являются радиоактивные выпадения от испытательных ядерных взрывов в атмосфере.

Испытания ядерного оружия в атмосфере были начаты США в 1945 г. Наибольший размах испытаний и выход радиоактивных продуктов в атмосферу имел место в период 1954—1958 гг. и 1961—1962 гг. После этого испытания ядерного оружия (кроме подземных) были запрещены в большинстве стран мира.

За период 1945—1962 гг. США, Великобританией, СССР и Францией проведены испытания оружия общей мощностью эквивалентной 513 Мт тринитротолуола (тротилового эквивалента). После 1963г. испытания проводили Франция и Китай. Общая мощность испытаний до 1981 г. составила 32,5 Мт. Взрыву мощностью в 1 Мт соответствует 1,45*10²⁶ актов деления ядерного топлива. Один акт деления эквивалентен 3,2*10^-11 Дж. 1 Вт==1 Дж/с=3,1*10¹⁰ актов деления в 1 с.

После атмосферного взрыва около 50 % образовавшихся активные продуктов выпадают в районе испытаний (в радиусе около 100 км) на земную или водную поверхность. Остальная часть уходит в тропосферу или стратосферу. В тропосферу попадают мелкие аэрозольные частицы и находятся в ней до 30 сут, в течение которых они выпадают на землю. Поэтому с точки зрения дозы облучения в результате выпадений из тропосферы наибольшее значение имеют радионуклиды с периодом полураспада от нескольких суток до двух месяцев, такие, как ¹³¹I, ¹⁴⁰Ва и ⁸⁹Sr.

В стратосферу уходит большая часть радионуклидов, которые глобально перемешиваются в стратосфере и затем долгое время выпадают в различном количестве на различные участки поверхности всего земного шара. Поэтому глобальные выпадения из стратосферы в убывающем порядке значимости определяются долгоживущими продуктами деления — ¹⁴С,¹³⁷Cs, ⁹⁵Zr, ⁹⁰Sr, ¹⁰⁶Ru, ¹⁴⁴Ce, ³Н и ²³⁹Pu, ²⁴⁰Рu, ²⁴¹Am, причем три последних нуклида вносят 0,1 % общей дозы.

Облучение людей радиоактивными продуктами, образовавшимися после испытаний ядерного оружия, складывается из внутреннего облучения (ингаляция радионуклидов с приземным воздухом и поступления их с пищей и водой) и внешнего облучения (излучение радионуклидов, содержащихся в приземном воздухе и на поверхности земли).

Внешнее облучение дает около 0,7 мЗв.

ДОЗЫ ОБЛУЧЕНИЯ ОТ ВЫБРОСОВ ПРЕДПРИЯТИЙ ЯДЕРНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

В конце 1989 г. в 26 странах эксплуатировалось в общей сложности 416 энергетических реакторов общей мощностью 274 МВт. 100 реакторов строится.