
- •Основы радиационной безопасности. План лекции
- •I. Введение
- •II. Вопросы лекции
- •1. Явление радиоактивности
- •1.1. Строение атома
- •Электронная характеристика атомов (по таблице Менделеева)
- •1.2. Строение ядра атома
- •Сравнительная характеристика фотона и элементарных частиц атома
- •Некоторые физические величины
- •1.3. Радиоактивность. Закон радиоактивного распада.
- •1.4. Природа ионизирующих излучений (ии)
- •Классификация ии
- •Рентгеновское излучение Бета-излучение Аннигиляционное излучение Нейтронное излучение Нейтринное излучение и другие и другие
- •1.5. Взаимодействие излучений с веществом
- •1.5.1. Взаимодействие альфа-излучений с веществом
- •1. 5.2. Взаимодействие бета-излучений с веществом
- •1. 5. 3. Взаимодействие гамма-излучений с веществом
- •1. 5. 4. Взаимодействие нейтронов с веществом
- •1.6. Дозиметрические величины и их единицы
- •1. 6.1. Экспозиционная доза X
- •1. 6.2. Поглощенная доза d
- •1. 6. 3. Эквивалентная доза h
- •1. 6. 4. Эффективная доза e
- •1. 6. 5. Мощность дозы
- •2. Методы обнаружения и регистрации ионизирующих излучений
- •2.1. Ионизационный метод
- •2.1.1. Ионизационная камера –
- •2.1.2. Газоразрядный счетчик (грс)
- •2.2. Сцинтилляционный метод
- •2.3. Химический метод
- •2.4. Фотографический метод
- •2.5. Люминесцентный метод
- •3. Биологическое действие ионизирующих излучений
- •3.1. Механизм биологического действия излучения
- •3.2. Возможные последствия облучения людей
- •3.3. Особенности внутреннего облучения организма
- •4. Фоновое облучение человека, его источники
- •4.1. Структура фонового облучения человека.
- •4.2. Естественный (природный) радиационный фон.
- •4.3. Дозы от искусственных источников в окружающей среде и в быту.
- •Рентгеновское излучение и др. Излучения:
- •5. Чернобыльская катастрофа и ее последствия
- •5.1. Устройство и принцип работы ядерного реактора
- •Авария на Чернобыльской аэс 26 апреля 1996 года, ее причины и последствия
- •Данные о радиоизотопном составе Чернобыльского выброса
- •5.2.1. Состояние воздуха
- •5.2.2. Водные экосистемы
- •После Чернобыльской катастрофы
- •5.2.3. Почва, флора, угодья
- •5.2.4. Экономические последствия
- •5.2.5. Состояние здоровья населения
- •Общее количество и частота рождения детей с врожденными дефектами
- •6. Защита населения при радиационных авариях
- •Сравнительная оценка общего ущерба здоровью
- •6.1. Авария на аэс с выбросом радиоактивных веществ как один из видов чрезвычайных ситуаций (чс)
- •6.2. Основные мероприятия по защите населения и особенности защиты детей в случае аварийных ситуаций на аэс
- •Прогнозируемые уровни облучения,
- •Критерии для принятия решений об ограничении потребления загрязненных продуктов питания в первый год после аварии
- •Критерии для принятия решений об отселении и ограничении потребления загрязненных пищевых продуктов
- •Основные защитные мероприятия в случае радиационной аварии с выбросом радионуклидов
- •Предельные уровни мощности дозы
- •Рекомендации по проведению йодной профилактики
- •Лекарственные средства, содержащие стабильный йод,
- •Подготовка к эвакуации (отселению)
- •Эффективность использования предметов бытового назначения вместо респираторов
- •6.3. Порядок разработки подраздела Календарного плана основных мероприятий учебного заведения в случае чрезвычайных ситуаций (по защите учащихся и работников после радиационной аварии)
- •Календарный план (вариант) основных мероприятий, выполняемых при приведении средней школы № ___ в различные режимы функционирования при угрозе и возникновении чс
- •6.4. Расчеты доз внешнего облучения людей после радиационной аварии при их нахождении на улице, укрытии в помещениях и подвалах
- •7. Законодательство по радиационной безопасности
- •7.1. Закон рб «о правовом режиме территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате катастрофы на Чернобыльской аэс» от 26.05.2012
- •Характеристика Чернобыльских зон загрязнения
- •7.2. Закон рб «о социальной защите граждан, пострадавших от катастрофы на Чернобыльской аэс»
- •7.3. Закон рб «о радиационной безопасности населения», его основные положения
- •Основные пределы доз облучения на территории Республики Беларусь
- •7.4. Республиканские уровни содержания радионуклидов цезий-137 и стронция-90 в пищевых продуктах и питьевой воде (рду-99)
- •7.5. Нормы радиационной безопасности «нрб-2000» в Республике Беларусь
- •Глава 3, ст.8. Ионизирующее излучение при воздействии на организм человека может вызвать 2 вида эффектов (болезней):
- •Глава 4, ст.17. Устанавливаются следующие категории облучаемых лиц:
- •Основные пределы доз
- •Глава 6. Ст.30. Эффективная доза облучения природными источниками облучения всех работников, включая персонал, не должна превышать 5 мЗв/год в производственных условиях.
- •Глава 8.Ст.35 – техногенное облучение в нормальных условиях должно быть таким, что годовая доза облучения не должна превышать аналогичные пределы доз (приложение 1), т.Е. 1 мЗв/год в среднем.
- •Глава 9 – ограничение природного облучения.
- •Глава 10 – ограничение медицинского облучения
- •Глава 12. Требования по контролю за выполнением норм.
- •Глава 13. Значение дополнительных уровней радиационного воздействия.
- •Значения дозовых коэффициентов, пределов годового поступления с воздухом и пищей, допустимой объемной активности во вдыхаемом воздухе и уровни вмешательства
- •8. Гигиенические аспекты радиационной безопасности
- •8.1. Принципы и мероприятия обеспечения радиационной безопасности
- •8.2. Способы защиты населения от внешнего и внутреннего облучения
- •8.2.1. Защита от ионизирующих излучений путем ограничения времени облучения
- •8.2.2. Защита от ионизирующих излучений путем увеличения расстояния до источника
- •8.2.3. Защита от воздействия ионизирующих излучений путем применения
- •8.2.4. Защита от ионизирующих излучений путем применения
- •8.2.5. Химико-биологические способы защиты от ионизирующих излучений (ии)
- •4) Употребление витаминов a, c, p, e, b и продуктов, богатых ими
- •Дезактивация как способ защиты от ионизирующих излучений
- •8.2.7. Защита от внутреннего облучения путем ограничения
- •8.3. Радиационная гигиена жилищ и рабочих мест
- •8.4. Ведение подсобного хозяйства, использование продукции леса, пчеловодство и рыболовство на радиоактивно загрязненных территориях.
- •8.4. 1. Ведение подсобного хозяйства
- •8.4. 2. Использование продукции леса, пчеловодство и рыболовство
- •Регламентация лесопользования на территориях, загрязненных радионуклидами
- •Допустимое содержание цезия-137 в продукции лесного хозяйства
- •8.5. Рациональное питание при проживании на радиоактивно загрязненных территориях
- •Б) Снижение радиоактивного загрязнения продуктов растениеводства в зависимости от способов обработки
- •Б) Способы переработки молока и степень снижения концентрации радиоцезия в конечном продукте из молока
- •III. Заключение
- •IV. Список использованной литературы
Общее количество и частота рождения детей с врожденными дефектами
(на 1000 тыс. новорожденных)
|
Годы наблюдения |
||||||||||
1981 |
1985 |
1986 |
1987 |
1988 |
1989 |
1990 |
1991 |
1992 |
1993 |
1994 |
|
Количестыо врожденных пороков |
2170 |
2101 |
2273 |
2262 |
2276 |
2273 |
2395 |
2146 |
2180 |
2009 |
1968 |
Частота врожденных пороков на 1000 рождений |
13,6 |
12,5 |
13,2 |
13,8 |
13,9 |
14,8 |
16,8 |
16,2 |
17,0 |
17,0 |
17,7 |
При этом, если за 1986-1994 годы частота пороков возросла в чистых районах в 1,2 раза, то в районах с > 555 кБк/м2 (15 Ки/км2) – в 1,8 раза.
5.4. Динамика рождаемости и смертности на 1000 человек в Беларуси до и после Чернобыльской катастрофы:
Рис. 38. Динамика рождаемости и смертности на 1000 человек в Беларуси
6. Защита населения при радиационных авариях
Специалистам в области энергетики хорошо известно, что атомные электростанции (АЭС), при условии безаварийной эксплуатации, являются экологически более чистыми, чем тепловые электростанции (ТЭС), особенно угольные:
- так в радиусе 20 км от ТЭС получаемые человеком дозы радиации в 5 - 40 раз больше, чем дозы, получаемые при проживании вблизи АЭС той же мощности;
- аналогично, и общий вред здоровью людей вблизи ТЭС во много раз больше, что видно из следующей таблицы:
Таблица 21
Сравнительная оценка общего ущерба здоровью
от ядерного и угольного топливных циклов, отнесенных к выработке 1 ГВт · год
Вид ущерба |
АЭС |
Угольная ЭС |
Число случаев преждевременной смерти Общее сокращение продолжительности жизни, чел-лет Общие потери трудоспособности, чел-лет |
1
20 10 |
300 (20…600)
1·104 ((0,06…1,8)·104) 7·103 ((0,4…12)·103) |
Но такая картина резко меняется при серьезной радиационной аварии с выбросом радионуклидов в окружающую среду: экологически чистое предприятие мгновенно превращается в вулкан, загрязняющий радиоизотопами громадное пространство вокруг него. Яркий пример этому - авария на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 г. в СССР (на Украине).
При радиационной аварии обеспечение радиационной безопасности
населения основывается на следующих принципах:
1) уровни вмешательства должны обеспечивать предотвращение ранних и ограничение поздних медицинских последствий облучения;
2) предполагаемые мероприятия по ликвидации последствий радиационной аварии должны приносить больше пользы, чем вреда;
3) виды и масштаб деятельности по ликвидации последствий радиационной аварии должны быть реализованы таким образом, чтобы польза от снижения дозы ионизирующего излучения, за исключением вреда, причиненного указанной деятельностью, была максимальной.
6.1. Авария на аэс с выбросом радиоактивных веществ как один из видов чрезвычайных ситуаций (чс)
На территории нашей страны АЭС нет, но в непосредственной близости от границ расположены 4 АЭС:
Таблица 22
АЭС вблизи Республики Беларусь
Где Расположена АЭС |
Реакторы |
При аварии окажутся |
|
в 30-км зоне |
в 100-км зоне |
||
Игналинская АЭС (закрыта в 2009 г.) |
|||
Литва: - в 7км от нашей границы, -6,5км восточнее н.п. Снечкус. |
2 реактора типа РБМК – 1500 с загрузкой по 192 т обогащенного урана |
Часть Бреславского района Витебской области с населением 24 тыс. чел. (244 н.п.) |
- 7 районов Витебской; - 2 района Минской; - 2 района Гродненской областей с населением 246 тыс. чел. (2343 н.п.) |
Смоленская АЭС |
|||
Россия: - 75 км от нашей границы, н.п. Десногорск Смоленской области. |
3 реактора типа РБМК – 1000 с загрузкой по 192 т обогащенного урана |
|
- 4 района Могилевской области (Дрибинский, Мстиславский, Кричевский, Климовичский) с населением 32,7 тыс. чел. (148 н.п.) |
Чернобыльская АЭС (закрыта в 2001 г.) |
|||
Украина: - 10 км от нашей границы, н.п. Припять Киевской обл. |
3 реактора типа РБМК – 1500 с загрузкой по 192 т обогащенного урана |
- 3 района Гомельской области с населением 286 тыс. чел.(493 н.п.) |
- 97 районов Гомелской области с населением 780 тыс. чел.(493 н.п.) |
Ровенская АЭС |
|||
Украина: - 75 км от нашей границы, н.п. Кузнецовск Киевской обл.
|
- 2 реактора типа ВВЭР – 440 ; - 1 реактор типа ВВЭР - 1000 с загрузкой по 42т обогащенного урана |
|
- 5 районов Брестской области с населением 289 тыс. чел. (328 н.п.) |
На 2004 г в мире насчитывалось в 25 странах 430 ядерных реакторов (48 строилось), которые вырабатывали во Франции – 75%, в Швеции – 51%, в Японии – 40%, в США – 24%, в России – 12% (9 АЭС, имеющих 29 блоков).
Вокруг каждой АЭС имеются две условные зоны,
100-км зона в которых
спланировано проведение мероприятий
по
защите населения в случае аварии на АЭС.
АЭС
Следует заметить,
исходя из опыта катастрофы на
30 -км зона ЧАЭС, что в зонах сильного р/а загрязнения могут оказаться
территории с площадью, во много раз превышающей
размеры 100 - км зоны.
Рис 39. Зоны вокруг АЭС
Несмотря на все принимаемые меры, на АЭС периодически происходят различные аварии и некоторые из них, с выбросом радионуклидов из реакторов, приводят к возникновению ЧС техногенного характера.
В нормах радиационной безопасности НРБ-99 дается такое определение радиационной аварии:
«Радиационная авария – потеря управления источником ионизирующего излучения, вызванная неисправностью, повреждением оборудования, неправильными действиями работников (персонала), стихийными бедствиями или иными причинами, которые могли привести или привели к облучению людей или радиоактивному загрязнению окружающей среды сверх установленных норм».
Причинами аварий могут быть:
1. Несовершенство (неисправность) оборудования;
2. Ошибочные (неправильные) действия (некомпетентность) персонала;
3. Повреждение оборудования, вследствие:
- природных (стихийных) явлений (бедствий), например, землетрясения и т.п.;
- вредительства;
- террористических актов;
- боевых действий (например, попадание бомбы в ядерный реактор).
Так, причинами Чернобыльской катастрофы явились, как считают официально, первые две из перечисленных выше, хотя есть и другие гипотезы, например о происшедшем локальном микроземлетрясении в районе АЭС.
Следствием крупных аварий является крайне неравномерное загрязнение окружающих АЭС территорий радионуклидами, образовавшимися из ядерного горючего (уран-233, уран-235, плутоний-239) при его распаде в ходе эксплуатации АЭС и выброшенными из поврежденного реактора в атмосферу, на грунт или в водоемы, и повышенное облучение проживающего там населения:
Таблица 23
Данные о радиоизотопном составе Чернобыльского выброса
Радионуклид |
Было всего радиоактивности в реакторе, Бк·I018 |
Процент выброшенной активности, на 5.5.86 г. |
Распространилось в окружающуо среду |
Период полураспада |
|
Бк · 1016 |
грамм |
||||
Криптон-85 |
0,033 |
100 |
3,3 |
0,26 |
10,72 часа |
Ксенон-133 |
1,7 |
100 |
170 |
246 |
5,25 дня |
Йод-IЗI |
1,3 |
50 |
65 |
142 |
8,05 дня |
Теллур-132 |
0,32 |
35 |
11 |
9,8 |
3,26 дня |
Цезий-137 |
0,29 |
3 |
0 8,7 |
27000 |
30 лет |
Цезий-134 |
0,19 |
25 |
4,7 |
980 |
2,06 года |
Стронций-89 |
2,0 |
10 |
20 |
186 |
50,5 дня |
Стронций-90 |
0,2 |
10 |
2 |
4000 |
29,12 года |
Цирконий-95 |
4,4 |
8 |
35 |
440 |
64 дня |
Рутений-10З |
4,1 |
8 |
33 |
275 |
39,3 дня |
Рутений-106 |
2,1 |
8 |
17 |
1370 |
368 дней |
Барий-140 |
2,9 |
15 |
43,5 |
160 |
12,7 дня |
Церий-144 |
3,2 |
8 |
25,5 |
2160 |
284 дня |
Плутоний-238 |
0,001 |
8 |
0,008 |
125 |
87,74 года |
Плутоний-239 |
0,0008 |
8 |
0,006 |
26400 |
24390 лет |
Плутоний-240 |
0,001 |
8 |
0,008 |
9470 |
6537 лет |
Плутоний-241 |
0,17 |
8 |
1,4 |
3665 |
14,4 года |
В первые дни, недели и даже месяцы после аварии особую опасность для здоровья людей, в силу активного включения в биологические цепи, представляет радиоактивный изотоп йода I-131, поражающий щитовидную железу, а также другие короткоживущие радионуклиды (выделены в Табл.3 красным цветом) и «горячие частицы» (могут образоваться в реакторе при высоких температурах).
В дальнейшем (после прекращения выброса радионуклидов) – долгоживущие радионуклиды, такие как цезий-137, стронций-90 (накапливается в костной ткани), плутоний-239, -240 (накапливаются в костной ткани и печени и образуют «горячие частицы») и другие, которые легко включаются в биологический цикл и загрязняют растения, травы и молоко, деревья, воду и рыбу, почву, мясо животных, грибы, ягоды и т.д.
Ниже на рисунках видна неравномерность (пятнистость) загрязнения территорий радионуклидами на примере выпадения радиоактивного йода и цезия-137 после Чернобыльской аварии:
Рис. 41. Радиоактивное загрязнение территории Республики Беларусь цезием-137
После аварии для людей наиболее опасно не внешнее, а внутреннее облучение в результате попадания радионуклидов внутрь организма с пищей (≈ 96%), водой (≈3%) и вдыхаемым воздухом (≈1%), так как при внешнем облучении практически опасно только гамма-излучение, а при попадании радиоактивных частиц в организм – также и альфа- и бета-излучения для всех внутренних органов.
Исходя из всего выше сказанного, и вытекают все защитные действия после радиационных аварий.