Радіоактивне зараження місцевості

Радіоактивне зараження виникає при випадання на місцевість радіоактивних речовин внаслідок:

- застосування ядерної зброї;

- аварії на АЕС, наукових реакторах, на транспорті при перевезенні радіоактивних матеріалів;

- видобуванні та переробці радіоактивних руд;

- неправильному зберіганні радіоактивних матеріалів та відходів;

- згорянні в атмосфері космічних апаратів з ядерними енергетичними установками

ядерного вибуху або аварії на АЕС із викидом радіоактивних речовин.

На радіоактивно зараженій місцевості джерелами радіоактивного випромінювання є:

- осколки (продукти) розпаду ядерного матеріалу;

- наведена радіоактивність у ґрунті й інших матеріалах;

- ядерне паливо, яке не встигло вступити у ядерну реакцію.

Радіоактивне випромінювання іонізує атоми й молекули речовини, а при проходженні через живу тканину – молекули, що входять до складу кліток. Це приводить до порушень нормального функціонування живої матерії, зміні функцій білків, ДНК, кліток, окремих органів, систем й організму в цілому.

Радіоактивне зараження кількісно можна охарактеризувати такими параметрами:

Доза – кількість енергії іонізуючих випромінювань, поглинена одиницею маси опроміненого середовища (інтегральна характеристика). Розрізняють експозиційну, поглинену й еквівалентну дози.

Експозиційна доза (позначення D) виміряється в рентгенах (позасистемна одиниця, позначається Р); поглинута доза вимірюється в радах (системна одиниця). Приблизне співвідношення між цими одиницями таке: 1Р = 0,87 рад; 1рад = 1,14Р.

Потужність дози (рівень радіації) – диференціальна характеристика, це доза за одиницю часу. Одиниці виміру – рад за годину(рад/год); позначення Р_n, де n – час після вибуху (зараження), годин. Більш детально одиниці виміру, пов’язані з радіоактивними явищами, будуть розглянуті в темі «Прилади радіаційної та хімічної розвідки».

Потужність дози згодом падає за експоненційним законом:

для бойового ядерного вибуху – ;

для аварії на АЕС – .

З цих формул добре видно, що потужність дози з часом зменшується, причому у випадку аварії на АЕС таке падіння значно повільніше, ніж у випадку бойового ядерного вибуху. Це ілюструють рис.2.2 та табл.2.10.

 

 

Рисунок 2.2 – Падінні потужності дози Р після бойового ядерного

вибуху (крива 1) та після аварії на АЕС (крива 2)

Таблиця 2.10 – Падіння рівнів радіації після ядерної події

Час, години
Потужність дози після ядерного вибуху,%					2,3		0,4
Потужність дози після аварії на реакторі РВБК-1000, %
Потужність дози після аварії на реакторі ВВЕР-1000,%

 

Опромінення людини викликає так звану променеву хворобу. Дія на людину радіоактивного випромінювання спричиняє глибокі біологічні зміни в організмі внаслідок великої руйнівної ефективності жорсткого випромінювання. Наслідком є іонізація живої матерії, утворення вільних радикалів, порушення специфічних водневих зв’язків, які обумовлюють структуру білкових тіл, нуклеїнових кислот, провокують велику кількість мутаційних змін. Одним з поширених наслідків опромінювання людини е виникнення онкологічних захворювань, порушення в механізмі спадковості. Наслідки можуть проявлятися і на нащадках. Різні органи мають різну чутливість до радіоактивного випромінювання: найбільш чутливими є кровотворні органи, репродуктивні органи, щитовидна залоза. У випадку внутрішнього випромінювання, коли радіоактивна речовина потрапляє в організм, переважно уражуються ті органи і тканини, які накопичують радіоактивний елемент (йод накопичується у щитовидній залозі; стронцій – у кістках; цезій – у м’язах). Енергія радіоактивного випромінювання на багато порядків небезпечніша за інші різновиди енергії. Так, смертельна доза для людини (біля 600 рад) еквівалентна такої кількості теплової енергії, яка здатна нагріти тіло людини лише на 0,001^оС.

 

Таблиця 2.11 – Дія радіоактивного випромінювання на людину

(ступені променевої хвороби)

Доза, рад	Ступені променевої хвороби	Клінічна симптоматика
100…200	Перший	Латентний період 2…3 тижні, потім пригнічений стан, загальна слабкість, головний біль, незначне зменшення лейкоцитів в крові, поступове видужання
200…400	Другий	Латентний період 1 тиждень, розлади нервової системи, блювота, наполовину зменшується кількість лейкоцитів. Видужання через кілька місяців.
400…600	Третій	Латентний період 1…2 дні, різке погіршення стану здоров’я, сильний головний біль, втрата свідомості, внутрішні кровотечі, значні порушення імунної системи. Смертність 50%
600 і більше	Четвертий	Латентний період кілька годин, дуже важкий стан, смертність практично 100% на протязі 2…4 тижнів

 

 

Вітер

 

 

А — зона помірного зараження, Р ₁ =8рад/ч.; D_∞=40рад;

Б — зона сильного зараження, Р ₁ =80рад/ч; D_∞=400рад;

У — зона небезпечного зараження, Р ₁ =240рад/ч; D_∞=1200рад;

Г — зона надзвичайно небезпечного зараження, Р ₁ =800рад/ч; D_∞=4000рад

Рисунок 2.3 – Слід радіоактивної хмари

Кожна зона характеризується (на зовнішній межі):

- потужністю дози через годину після вибуху Р ₁;

- дозою за період повного розпаду радіоактивних речовин D_∞.

 

Припустимі дози (докладніше розглядаються в курсі БЖД):

- для умов надзвичайної ситуації:

25 рад за 1 добу або

50 рад за 4 доби або

100 рад за 10 доби;

- для персоналу, що працює з радіоактивними речовинами (спрощено, для I категорії внутрішніх органів) 5 бер/рік;

- для населення за звичайних умов 0,5 бер/рік.

В природному середовищі завжди існують радіоактивні ізотопи багатьох хімічних елементів, хоч і в дуже невеликих кількостях. Це зумовлює так званий природний радіаційний фон. Його величина дуже невелика і становить у нормі 10...30 мікрорад на годину, але є райони Землі, де цей фон завищений (іноді в десятки разів), особливо у високогірних районах. На території ДГМА природний фон знаходиться в межах 13...17 мікрорад на годину.

 

 

Аварія на ЧАЕС

 

Аварія на ЧАЕС супроводжувалася викидом радіоактивних речовин в атмосферу протягом декількох доб, протягом цього часу вітер багаторазово міняв напрямок і силу, випадали опади. У результаті основні зони радіоактивного забруднення після аварії сформувалися досить хаотично й нерівномірно. Площі з високими рівнями потужності доз відносно невеликі по розмірах (площа з потужністю дози 1 рад/год і більше склала всього 10 км ²), але в складі радіонуклідів в аварійному викиді зміст довгоживучих ізотопів було велике. У цілому з урахуванням постійного розпаду радіонуклідів, дифузії радіоактивних речовин у ґрунт, вітрового переносу, змиву опадами й паводковими водами ступінь забруднення через рік (до 1 травня 1987 р.) зменшилася приблизно в 55 разів. Концентрація радіоактивних матеріалів у водних басейнах за те ж час зменшилася більш ніж в 20 разів.

Під час Чорнобильської аварії з 26 квітня по 6 травня 1986 р. з ядерного палива вийшли всі благородні гази, приблизно 10…20 % летючих радіоізотопів йоду, цезію і телуру і 3…6 % більш стабільних радіонуклідів: барію, стронцію, цезію, плутонію тощо.

На 6 травня 1986 р. викинуто близько 1,9∙10¹⁸ Бк, або 63 кг радіонуклідів, що відповідає 3,5 % кількості радіонуклідів у реакторі на момент аварії. А при вибуху атомної бомби потужністю 20 кілотон, скинутої на Хіросіму у 1945 p., утворилося 740 г радіоактивних речовин. Під час аварії і незабаром після неї від радіаційного ураження загинуло 29 осіб, із 30-кілометрової зони евакуйовано 115 тисяч осіб. Великі площі сільськогосподарських угідь і лісу забруднені радіоактивними речовинами, що зробило неможливим їх подальше використання для сільсько- і лісогосподарського виробництва.

Це зумовило те, що на переважній території України, країн ближнього і далекого зарубіжжя радіоактивне забруднення ґрунту, води, продуктів харчування, сільськогосподарської і лісогосподарської сировини та кормів у багато разів перевищувало нормативні показники.

Виходячи з цього, розробку заходів захисту населення в районах розміщення АЕС необхідно проводити на основі розрахунків на найважчий варіант розвитку аварії. При такому варіанті в атмосферу може бути викинуто до 100 % благородних газів, йоду, цезію і телуру, 10…30 % стронцію і до 3 % рутенію і лантану. На момент аварійного зупинення або руйнування реактора загальна активність викиду радіонуклідів може становити до 10 % загальної активності реактора.