Радиоактивное загрязнение местности при авариях на АЭС и других радиационно опасных объектах. Понятие о дозах облучения, уровнях загрязнения различных поверхностей и объектов (тела человека, одежды, техники, местности, поверхности, животных), продуктов

Радиоактивность — совсем не новое явление, как до сих пор считают некото­рые, связывая ее со строительством АЭС и появлением ядерных боеприпасов. И радиоактивность, и сопутствующие ей ионизирующие излучения существо­вали на Земле задолго до зарождения на ней жизни.

Однако радиацию, как явление, человечество открыло всего чуть более ста лет тому на­зад.

В 1896 г. французский ученый Анри Беккерель положил несколько фото­пластинок на стол, а сверху накрыл их минералом, содержащим уран. Когда проявил — обнаружил на них следы какого-то излучения. Позже этим явлением заинтересовалась Мария Кюри, молодой ученый химик, которая и ввела в оби­ход слово «радиоактивность».

Чуть раньше, в 1895 г. немецкий физик Вильгельм Рентген открыл лучи, кото­рые и были названы его именем «рентгеновскими».

Ученые устремили свои усилия на разгадку одной из самых волнующих зага­док всех времен, стремясь проникнуть в тайны материи. К великому сожале­нию, последующие их работы привели к созданию в США атомной бомбы (1945 г.) и только потом в СССР—атомной электростанции (1954 г.). Через три года со стапелей сошло первое в мире судно с атомной энергетической установкой — ледокол «Ленин». На сегодня в мире действует большое количество объектов с ядерными установками, вырабатывающими электрическую и тепловую энер­гию, приводящие в движение надводные и подводные корабли, работающие в научных целях.

 Чернобыльская катастрофа (26 апреля 1986 г.) представляет собой событие века, которое почувствовали не только в России, на Украине, в Белоруссии, но и в других странах. Одиннадцать областей, в которых проживало 17 млн. человек, из них 2,5 млн. детей до 5-летнего возраста, оказались в зоне заражения. В райо­нах жесткого радиационного контроля — 1 млн. человек Гомельской, Могилевской, частично Брянской, Житомирской, Киевской и Черниговской облас­тей. Пострадало много людей не только от того, что они начинали ощущать на себе пагубное воздействие радиации, но и оттого, что большому количеству жителей пришлось покинуть свои дома, свои населенные пункты. Нельзя за­бывать — через Чернобыль, участвуя в работах по ликвидации, прошло не­сколько сотен тысяч человек. Для значительного количества людей это не про­шло бесследно.

Радиоактивное загрязнение (заражение) местности происходит в двух случа­ях: при взрывах ядерных боеприпасов (см. тему 8) или при аварии на объектах с ядерными энергетическими установками.

На АЭС реактор является мощным источником накопления радиоактивных веществ. В качестве ядерного топлива применяются, главным образом, двуокись урана-238, обогащенная ураном-235. Топливо размещается в тепловыделяющих элементах— ТВЭЛАХ, а точнее в металлических трубках диаметром 6 — 15 мм, длиной до 4 м. В активной зоне реактора, где находятся ТВЭЛЫ, происходит реакция деления ядер урана-235. В результате торможения осколков деления их кинетическая энергия разогревает реактор. Это тепло затем используется для получения пара, вращения турбин и выработки электрической энергии.

Во время реакции в ТВЭЛАХ накапливаются радиоактивные продукты деления. Если в бомбе процесс деления идет мгновенно, то в ТВЭЛАХ длится несколько месяцев и более. За этот срок короткоживущие изотопы распадаются. Поэтому идет накопление радионуклидов с большим периодом полураспада.

На фоне тугоплавкости большинства радионуклидов такие как теллур, йод, цезий обладают высокой летучестью. Вот почему аварийные выбросы реак­торов всегда обогащены этими радионуклидами, из которых йод и цезий име­ют наиболее важное воздействие на организм человека и животный мир. Как видим, состав аварийного выброса продуктов деления существенно отлича­ется от состава продуктов ядерного взрыва. При ядерном взрыве преобладают радионуклиды с коротким периодом полураспада. Поэтому на следе радиоак­тивного облака происходит быстрый спад мощности дозы излучения. При ава­риях на АЭС характерно, во-первых, радиоактивное заражение атмосферы и местности легколетучими радионуклидами (йод, цезий и стронций), а, во-вто­рых, цезий и стронций обладают длительными периодами полураспада — до 30 лет. Поэтому такого резкого уменьшения мощности дозы, как это имеет место на следе ядерного взрыва, не наблюдается.

И еще одна особенность. При ядерном взрыве и образовании следа для людей главную опасность представляет внешнее облучение (90-95% от общей дозы). При аварии на АЭС с выбросом активного материала картина иная. Значительная часть продуктов деления ядерного топлива находится в парообразном и аэро­зольном состоянии. Вот почему доза внешнего облучения здесь составляет 15%, а внутреннего — 85%. Загрязнение местности от чернобыльской катастрофы происходило в бли­жайшей зоне (80 км) в течение 4-5 суток, а в дальней зоне примерно 15 дней. Наиболее сложная и опасная радиационная обстановка сложилась в 30-км зоне от АЭС, в Припяти и Чернобыле. Из-за этого оттуда было эвакуировано все население. К началу 1990 г. во многих районах мощность дозы уменьшилась и приблизилась к фоновым значениям 12—18 мкР/ч. Припять и Чернобыль и на сегодня представляют опасность для жизни.

Дозы облучения. Лучевая болезнь

При радиоактивном загрязнении местности от ядерных взрывов или при ава­риях на ядерных энергетических установках трудно создать условия, которые бы полностью исключали облучение. Поэтому при действии на местности, заг­рязненной радиоактивными веществами, устанавливаются определенные допу­стимые дозы облучения на тот или иной промежуток времени. Все это направ­лено на то, чтобы исключить радиационные поражения людей. Давно известно, что степень лучевых (радиационных) поражений зависит от полученной дозы и времени, в течение которого человек подвергался облуче­нию. Надо понимать: не всякая доза облучения опасна для человека. Вам дела­ют флюорографию, рентген зуба, желудка, сломанной руки, вы смотрите теле­визор, летите на самолете, проводите радиоизотопное исследование — во всех этих случаях подвергаетесь дополнительному облучению. Но дозы эти малы, а потому и не опасны. Если она не превышает 50 Р, то лучевая болезнь исключает­ся. Доза в 200-300 Р, полученная за короткий промежуток времени, может вызвать тяжелые радиационные поражения. Но если эту дозу получить в тече­ние нескольких месяцев — это не приведет к заболеванию. Организм человека способен вырабатывать новые клетки, и взамен погибших при облучении появ­ляются свежие. Идет процесс восстановления. Доза облучения может быть однократной и многократной. Однократным счи­тается облучение, полученное за первые четверо суток. Если оно превышает четверо суток — считается многократным. Однократное облучение человека дозой 100 Р и более называют острым облучением. Соблюдение правил поведения и пределов допустимых доз облучения позволит исключить массовые поражения в зонах радиоактивного заражения местности. Ниже в таблице приводятся возможные последствия острого, однократного и многократного облучения человека в зависимости от дозы.

Основные поражающие факторы ядерного оружия и ядерных взрывов.

При ядерном взрыве в атмосфере возникают следующие поражающие факторы:

- воздушная ударная волна;

- световое излучение;

- проникающая радиация;

 - электромагнитный импульс;

- радиоактивное заражение местности (только при наземном (подземном) взрыве).

Воздушная ударная волна – это область резкого сжатия воздуха, распространяющаяся во все стороны от центра взрыва со сверхзвуковой скоростью. Источником возникновения ударной волны являются высокое давление в области взрыва (миллиарды атмосфер) и температура, достигающая миллионов градусов. Защитой от ударной волны являются убежища. На открытой местности действие ударной волны снижается различными углублениями, препятствиями. Рекомендуется лечь на землю головой по направлению к взрыву, лучше в углубление или за складку местности.

 Световое излучение – представляет собой поток лучистой энергии, включающий ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную области спектра. Защитой от светового излучения может служить любая непрозрачная преграда. Проникающая радиация - представляет собой y- излучение и поток нейтронов, испускаемых из зоны ядерного взрыва. Время действия проникающей радиации составляет 15-20 секунд. Поражающее действие ПР  на материалы характеризуется  поглощенной дозой, мощностью дозы и потоком нейтронов.

Радиоактивное заражение местности. Его источником являются продукты деления ядерного горючего, радиоактивные изотопы, образующиеся в грунте и других материалах под воздействием нейтронов – наведенная активность, а также неразделившаяся часть ядерного заряда.