Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

bj

.pdf
Скачиваний:
14
Добавлен:
27.02.2016
Размер:
4.45 Mб
Скачать

радіонуклідів. Навіть при достатній герметичності оболонок ТВЕЛів деяка частина летких продуктів ділення (РБГ, йод, тритій) може просочуватисявтеплоносійірозподілятисяпоциркуляційномуконтуру АЕС, забруднюючи теплоносій і устаткування. Абсолютної герметичностіТВЕЛівдобитисянеможливо(припустимоювважаєтьсянаявність

всередньому до 0,1 % негерметичних ТВЕЛів у завантаженні реактора),томувконтурпотрапляютьне тількирадіоактивні гази,але йінші радіонукліди(137Cs,140Ba,131I).Черезнегерметичністьциркуляційного контурурадіоактивнийтеплоносійможепотрапитидоприміщенняАЕС і розповсюдитися далі, забруднюючи як територію АЕС, так і навколишнєсередовище.

Природно, що велика частина радіоактивних продуктів ділення затримується втвелах і післявитримки в басейні вивозитьсязі станції дляподальшоїпереробкинарадіохімічнихзаводах.Проте,незважаючи напередбаченізахиснібар’єринашляхувиходурадіоактивнихречовин, при експлуатації АЕС обов’язково утворюються рідкі, тверді та газоподібнірадіоактивнівідходи.

На АЕС з газовим охолоджуванням теплоносій фільтрується для видаленнятвердихчастинокірадіоактивнихаерозолів.Уразіохолоджування реактора повітрям істотну радіологічну небезпеку являє собою ізотоп 41Ar. При охолоджуванні гелієм в результаті активації може утворюватися тритій. Охолоджування вуглекислим газом обумовлює поява радіонукліда 14C. Усі ці нукліди можуть бути присутніми

вповітрянихвикидах зАЕС.

На АЕС з реакторами, що охолоджуються водою, можливостей утворення рідких викидів істотно більше, особливо на станціях, що працюють за одноконтурною схемою.

При нормальній роботі киплячого реактора основними радіонуклідами у відходах є ізотопи Mn, Cr, Fe та інших і гази (13N, 16N, 19Ne), які несуться з реактора з парою і потім з конденсаторів турбін скидаються ежектором у витяжну трубу. У результаті поверхневого забруднення оболонок ТВЕЛів ураном у теплоносії також з’являється незначнакількістьпродуктівділення.Принормальнійроботіреактора активність теплоносія становить до 10 Кі/л.

Уразіпошкодженняоболоноктвеліврівеньактивностіможеістотно зрости(до10 Кі/л ібільше) внаслідок виходупродуктівділення.

281

Уцілому, на АЕС утворюються такі основні види рідких радіоактивнихвикидів:водивідспорожненняівідпротіканняциркуляційного контуру і окремого обладнання; води розпушування і промивання сорбентівсистемочищеннятеплоносія;водивідспорожненнябасейнів витримки ТВЕЛів; води від обмивання приміщень; дезактиваційні розчини;розчинивідрегенерації іонітівконденсатоочищення; душові води; викиди радіохімічної лабораторії. За своїм хімічним і радіохімічним складом ці води можуть істотно розрізнятися, і відповідно розрізняєтьсятехнологіяїхпереробки.

Удезактиваційних і скидних водах реакторів, де як теплоносій використовують сплав «свинець – вісмут», може міститися радіоактивнийполоній.

Тверді радіоактивні відходи на АЕС всіх типів утворюються при ремонті арматури, трубопроводів, устаткування первинних датчиків КІП, заміні фільтрів очищення води та повітря, а також заміні фільтруючих матеріалів. До них належать використані лабораторний посуд, захисний одяг, інструменти, папір, ганчірки та ін. Переведені в процесі технологічної обробки у твердий стан рідкі радіоактивні концентрати і шлами також є твердими відходами.

Радіоактивні відходи, що утворюються при переробленні ядерного палива. Відходи високого рівня активності утворюються

восновномунарадіохімічнихвиробництвах,щопереробляютьвідпрацьованеядернепаливорізнихреакторівіАЕС.Високоактивнівідходи радіохімічнихвиробництвскладають,якправило,менше1%загальної кількостірідкихрадіоактивнихвикидів.Алесамевнихсконцентровано 99% продуктів ділення, що містяться у відпрацьованому ядерному паливі. Кількість високоактивних відходів, що утворюються при переробленні 1 твідпрацьованогоядерногопалива,залежитьвосновномувідприйнятоїназаводітехнологічноїсхемипереробки(наявність унійопераційконцентрації,нейтралізаціїтощо)іколиваєтьсяудосить широкихмежах.

Суміш продуктів ділення у високоактивних відходах складається приблизноз35хімічнихелементів:близько90радіонуклідів–продуктів ділення і 120 радіонуклідів первинних продуктів ділення, що утворюються в результаті радіоактивного розпаду.

Газоподібні та леткі продукти ділення вивільняються як при

282

розчиненні ядерного палива, так і на подальших стадіях його перероблення. Основні складові газоподібнихвідходів – ізотопи йоду, криптону і ксенону. Окрім продуктів ділення, важливою складовою відпрацьованих ТВЕЛів є трансуранові елементи, що накопичуються

вних(окрімплутонію,головнимчином,цеізотопиамериціюікюрію). Внаслідок високої -активності і великих періодів напіврозпаду цих ізотопів вони, залишаючись у відходах, мають небезпеку протягом тривалого часу.

Твердівідходирадіохімічнихвиробництваналогічнівідходамінших виробництв паливного циклу і виявляються забруднювачами інструментів,матеріалів,арматури,трубопроводів,устаткуваннятаін.Проте,

вдеяких випадкахутвердих відходахрадіохімічних заводівміститься деяка кількість урану і плутонію, що є цінними матеріалами. Тому перероблення цих відходів передбачає повернення їх до основного технологічногоциклу,скорочуючитимсамимвтратиурануіплутонію.

Умайбутньомупроблемавидаленнятвердихвідходівускладниться черезнеобхідністьлокалізаціїрадіохімічнихзаводівіядернихреакторів, щовідслужилисвійтермін,усіціустановкибудутьсильнозабруднені, тому їх демонтаж і поховання нададуть значних труднощів.

РАДІОАКТИВНІ ЕЛЕМЕНТИ – хімічні елементи, усі ізотопи якихрадіоактивні.

РАДІОАКТИВНІ ІЗОТОПИ – радіоактивні атоми з однаковим числом протонів у ядрі і різним числом нейтронів (наприклад, радіоактивний ізотоп йоду – йод-125, йод-127 та ін.). Здатні самовільно розпадатися з виділенням певної кількості енергії випромінювання певноговидуікількостічастинокзапевнийчас.Ядраізотопівупроцесі самовільного розпаду перетворюються на ізотопи з іншим числом нейтронів або ядра атомів інших елементів.

РАДІОАКТИВНІ МІНЕРАЛИ – мінерали, що вміщують радіоактивніелементиукількостях,якізначноперевищуютьїхсередній вміст у земній корі.

РАДІОАКТИВНІ ПРЕПАРАТИ У МЕДИЦИНІ – радіоактивні ізотопи або їх сполуки з різними неорганічними або органічними речовинами, що застосовуютьсядля діагностики пухлин.

РАДІОАКТИВНІРЯДИ–послідовнийрядрадіоактивнихізотопів, утворених один з одного в результаті радіоактивного розпаду.

283

РАДІОАКТИВНІСТЬ – здатність атомів до перетворення, яке супроводиться випромінюванням. На процес такого перетворення не можна вплинути ззовні.Йогоназивають радіоактивнимрозпадом.

При радіоактивному розпаді відбувається випромінювання трьох типів:

1)-випромінювання, що являє собою -частинки, тобто ядра гелію. Внаслідок наявності позитивного заряду -частинки відхиляються електричним і магнітним полями. Швидкість, з якою вилітають -частинки, становить близько 107 м/с;

2)-випромінювання, яке являє собою електрони, що мають швидкістьвід108 до0,999 м/с.Внаслідокнаявностінегативногозаряду електрони відхиляються електричними і магнітними полями у протилежнийбікпорівняноз +-частинками;

3)-випромінювання,щоявляєсобоюелектромагнітневипроміню- вання з довжиною хвилі приблизно 10–12 м і відповідною частотою близько 1020 Гц. Воно не відхиляється електричними і магнітними полями.

При штучних перетвореннях ядер можуть виникати ізотопи, що випускають радіоактивне випромінювання четвертого типу. Це

+-випромінювання. Воно являє собою позитрони, тобто частинки,

які відрізняються від електронів тільки знаком заряду («позитивні електрони»).

Звідомихдотеперішньогочасуприблизно1 700видівядерблизько 270 являють собою стабільні нукліди і майже 1 430 – нестабільні. У природі переважають парно-парні ядра (з парним числом протонів і нейтронів);вонивиявляютьсяособливостабільними.

Звипущенням -частинок розпадаються тільки ядра з великим масовим числом А (А > 200). При -розпаді масове число, очевидно, меншає на 4, а заряд ядра – на 2 одиниці.

-випромінювання випускають ядра з відносним надлишком нейтронів. Електрон виникає внаслідок перетворення нейтрона на протон

нейтрон протон + електрон+антинейтрино.

Антинейтрино (так само, як і нейтрино) не має ні маси спокою, ні заряду. Воно відносить частину енергії розпаду. Внаслідок цього,

284

-частинки, що виникають при розпаді, мають неоднакову енергію. У таблицях у більшості випадків зазначається максимальна енергія Wm. Найімовірніша енергія становить близько Wm/3. Оскільки при-розпаді випускається електрон, заряд ядра зростає на одиницю,

амасове число не змінюється.

+-випромінювання випускається ядрами з відносним надлишком

протонів.Позитронвиникаєвнаслідокперетворенняпротонананейтрон

протон нейтрон+позитрон+нейтрино.

Нейтринонемаєнімасиспокою,нізаряду,воновідноситьчастину енергії розпаду. +-частинки, що виникають при розпаді, мають неоднаковуенергію.

Оскільки при +-розпаді випускається позитрон, нове ядро має на одиницю менший заряд і таке саме масове число.

Випущення -квантівсупроводить -або -розпад,післяякогов ядрі здійснюється перебудова: ядро переходить зі збудженого стану в стан ізменшоюенергією.Прицьомузарядядраімасовечислозалишаються незмінними.

РАДІОБІОЛОГІЯ – наука, що вивчає вплив іонізуючого випромінюваннярізноїприродинабіологічніоб’єкти.

РАДІОГЕОЛОГІЯ – галузь геології, що вивчає закономірності природних ядерних перетворень у речовині Землі та їх виявлення у геологічнихпроцесах.

РАДІОГІДРОГЕОЛОГІЯ – галузь гідрогеології, що вивчає природні радіоактивні води, розповсюдження і умови формування та їх зв’язокзродовищамирадіоактивнихкориснихкопалин.

РАДІОГРАФІЯ–одержанняфотографічнихзображеньструктури радіоактивного об’єкта, або об’єкта, що просвічується випромінюваннямрадіоактивнихелементів.

РАДІОЕКОЛОГІЯ – наука, що вивчає особливості існування живихорганізмівтаїхспільнотвумовахнаявностіприроднихрадіонуклідіві техногенногорадіоактивного забруднення.Існуєдва найважливіших напрями в радіоекології: 1) вивчення міграції радіонуклідів в екосистемахтаїхкомпонентах(ґрунті,рослинномупокриві,спільнотах тварин)і2) дослідженнявпливуіонізуючоговипромінюваннянабіоту і людину.

285

РАДІОЗАХИСНІЗАСОБИ(радіопротектори)–речовини,введен- ня яких в організм або поживне середовище під час дії іонізаційних випромінювань зменшує радіаційний ефект, зокрема, підвищує радіостійкістьорганізму.

РАДІОІЗОТОПНА ДІАГНОСТИКА – застосування радіоактив-

нихізотопівіміченихсполукдлядослідженняорганівісистемлюдини. РАДІОЛІЗ (молекул) розпад молекул під дією радіації. РАДІОЛОГІЧНАЗБРОЯ–використання радіоактивнихвідходів

у складі звичайних боєприпасів (наприклад, у складі крилатих ракет, авіаційних бомб тощо). Радіологічна зброя являє собою спеціально виготовлене радіоактивне начиння звичайних бомб або резервуарів, звідки вона розсіюється по місцевості після вибуху. Але в процесі випробувань з’ясувалося, що штучні радіонукліди поводяться зовсім не так, як ізотопи, що утворюються після атомного вибуху. Вони існують набагато довше і мігрують з вітрами, дощами, підземними водамиітваринами,накопичуючисьутіліостанніхіврослинах.Якщо, наприклад,1 ткобальту-60рівномірнорозподілитипоповерхніЗемлі, загальнийрівеньрадіоактивності підвищитьсяу10разів,алежиттяна планеті все ж збережеться. Якщо 1 т цих штучних радіонуклідів зосередити на ділянці розміром 1 000ґ1 000 км, тобто на 1 млн км2, то рівень радіації всередині неї буде смертельно небезпечним не одну сотню років (для порівняння: площа України становить 604 тис. км2). Отже,радіологічназброя–справаобопільна,ітомуофіційнідослідження з її створення майже не ведуться, хоч і не припинені зовсім.

РАДІОЛЮМІНЕСЦЕНЦІЯ – люмінесценція, збуджена дією ядерноговипромінювання(електронів,протонів,нейтронів, -частинок,-випромінюваннятаін.).

РАДІОМЕТРИЧНИЙ КОНТРОЛЬ – контроль, що проводиться зметою попередженняпереопроміненнялюдей,які працюютьусфері джереліонізуючоговипромінювання.Такийконтрольдозволяєсвоєчасно виявити джерела іонізуючого випромінювання і ступінь забруднення ними поверхонь різних об’єктів, води, повітря тощо. На основі даних радіометричногоконтролювстановлюютьсясумарнідозиопромінення. Для мирного та воєнного часу виробляються і затверджуються дози опромінення (за -випромінюванням), що не призводять до зниження працездатності(боєздатності).Цетакзвані«дозивиправданогоризику»

286

під час надзвичайних обставин у мирний та воєнний час. Наприклад,

вумовах війни за перші чотири доби допустима поглинена доза – не більше 50 рад. За 10–30 діб – не більше 100 рад.

РАДІОМІМЕТИКИ–хімічніречовини,схожізабіологічноюдією зіонізуючоюрадіацією.

РАДІОНУКЛІД – хімічний елемент, схильний до радіоактивного розпаду.

РАДІОПРОТЕКТОРИ–речовинихімічногоабобіологічногопоход- ження,введенняяких ворганізмссавцівдоопроміненнязначнознижує вражаючудіюпроменевогофактора.Захиснадіярадіопротекторіввиявляється іпід часдрібного багатократноговведенняпісляопромінення.

РАДІОРЕЗИСТЕНТНІСТЬ – стійкість до дії радіації. РАДІОСЕНСИБІЛІЗАТОР – речовина, що посилює радіаційні

ефекти.

РАДІОСЕНСИБІЛІЗАЦІЯ – підвищена радіочутливість біологічнихоб’єктів,викликанаагентамирізноїприроди,щозастосовуються до або під час опромінення.

РАДІОСТІЙКІСТЬ–ступіньстійкостіорганізмудодіїіонізуючого випромінювання.

РАДІОТЕРАПІЯ – застосування іонізуючого випромінювання з лікувальною метою.

РАДІОТОКСИНИ–стабільніхімічнісполуки,щовиникаютьпри опроміненніживихклітин,здатніспричинитиподальшіпошкодження

ворганізмі.

РАДІОТОКСИЧНІСТЬ – властивість радіоактивних ізотопів спричинятипевніпатологічнізміниприпотраплянніїхворганізм.

Ступінь радіотоксичності значною мірою зумовлена видом радіоактивного перетворення. При -розпаді еквівалентна доза – бер (з урахуванням коефіцієнта якості), при одній і тій самій активності, в органі або тканині буде у20 разів більше порівняно з еквівалентною дозою при -розпаді. Отже, променеве ураження тканини або органа, що опромінюється -частинками, буде більш вираженим, тобто-випромінювачпорівняноз -випромінювачемрадіотоксичніший.

Рівеньсередньоїенергіїодногоактурозпадумаєзначенняувеличині дози,щостворюється.Так,наприклад,поглиненадозавід14Сзенергією одного акту розпаду 0,053 МеВ буде набагато меншою порівняно

287

з дозою, що створюється при розпаді 32Р, середня енергія -випромі- нювання якого становить 0,68 МеВ.

У тому випадку, коли ізотоп при радіоактивному перетворенні дає початок новій радіоактивній речовині, сумарна поглинена доза може значно перевищувати величину поглиненої дози, відповідної одному, першому акту розпаду ланцюга. Це, звичайно, підвищує радіотоксичність елемента.

Якзазначалосявище,існуютьтрирізнихшляхинадходженнярадіоактивнихречовинворганізм:черезповітря,забрудненерадіоактивними речовинами, через шлунково-кишковий тракт і шкіру, через очі. Найнебезпечнішийпершийшлях.Цезумовленодвомапричинами:поперше, великим об’ємом легеневої вентиляції (об’єм повітря, що вдихаєтьсяпрофесійнимипрацівникамизагодинироботи,приймається рівним2,5·106 л/рік;об’ємповітря,щовдихаєтьсядорослоюлюдиною, приймаєтьсярівним7,3·106 л/рік,аспоживанакількістьводи,щовходить до складу харчових продуктів або потрапляє у вигляді рідини – 800 л/рік);по-друге,більшвисокимизначеннямикоефіцієнтівзасвоєння, що характеризують частину радіоактивних речовин, що відклалися в організміщодозагальноїактивності,щопотрапилавсередину.

Пилові частинки, на яких сорбовані радіоактивні ізотопи, при вдиханні повітря проходять через верхні дихальні шляхи і частково осідаютьупорожниніротаіносоглотці.Звідсипилпотрапляєдотравного тракту. Інші частинки проникають у легені. Міра затримки аерозолів у легеняхзалежитьвід їхдисперсності.Великічастинки,розмірияких перевищують 1 мкм, ефективно затримуються у верхніх дихальних шляхах; в легенях затримується близько 20 % всіх частинок; при зменшенні розмірів аерозолів затримується до 70 % частинок.

При всмоктуванні радіоактивних речовин зі шлунково-кишкового тракту має значення коефіцієнт резорбції, який характеризує відсоток речовини,щопотрапляєізшлунково-кишковоготрактувкров.

Залежно від природи і хімічної форми ізотопу, що потрапляє в організм,коефіцієнтрезорбціїзмінюєтьсяуширокихмежах:відсотих частин процента (для цирконію, ніобію, рідкоземельних елементів, актинідів) до декількох процентів (бісмут – 1%, барій – 5%, полоній – 6%), десятків процентів (ферум – 10%, кобальт, стронцій, радій – до 30%) і 100% (гідроген,лужноземельні елементи).

288

Резорбція через непошкоджену шкіру в 200–300 разів менше, ніж черезшлунково-кишковийтракт,і,якправило,невідіграєістотноїролі. Винятком є ізотоп гідрогену – тритій, що легко проникає в кров через шкіру навіть за звичайних умов.

При потраплянні радіоактивних речовин в організм будь-яким шляхом вони вже через декілька хвилин виявляються в крові. Якщо надходженнярадіоактивнихречовинбулонеодноразовим,токонцентраціяїхукровіспочаткузростаєдоякогосьмаксимуму,апотімпротягом 15–20 діб знижується. Концентрація в крові довгоживучих ізотопів надаліможеутримуватисяпрактичнонаодномурівні протягомтривалогоперіодувнаслідокзворотноговимиванняречовин,щовідклалися. Уцьомуразіконцентраціярадіоактивнихізотопіву крові(зарідкісним винятком) зазвичай менша питомої активності окремих тканин.

Захарактеромрозподілуворганізмілюдинирадіоактивніречовини можнаумовнорозділитинатригрупи:

1)що відкладаються переважно у скелеті (остеотропні ізотопи). Донихналежатькальцій,стронцій,барій,радій,ітрій,цирконійіцитрати плутонію;

2)щоконцентруютьсяупечінці(до60%);зіншоїкількостівскелеті відкладаютьсядо25%.Наприклад,церій,лантан,прометій,плутоній;

3)що рівномірно розподіляються по органах і системах: гідроген, карбон, інертні гази, ферум, полоній тощо; з тенденцією до деякого накопиченняум’язах:калій,рубідій,цезій;зтенденцієюдонакопичення

уретикулоендотеліальнійсистемі(селезінці,лімфатичнихвузлахтощо): ніобій, рутеній. Особливе місце займає радіоактивний йод. Він селективно відкладається у щитовидній залозі, причому питома активність тканинищитовидноїзалозиможеперевищуватитакуактивністьінших органіву100–200разів.

Час перебування випромінювача в організмі, насправді, визначає часопроміненнятканин,вякихлокалізованийізотоп.Цейчасзалежить, по-перше,відперіодунапіврозпадуізотопу,а,по-друге,–відшвидкості його виведення з організму, яка характеризується періодом напіввиведення, тобто часом, протягом якого з організму виводиться половина введеної радіоактивної речовини. Для кількісної характеристики швидкості зникнення радіоактивної речовини з організму (а вона залежитьвідшвидкостірозпадуівиведення)використовуєтьсяпохідний

289

показник – ефективний період напіввиведення (Теф) – час, протягом якого активність ізотопу в організмі зменшується вдвічі.

Ефективнийперіоддлярізнихрадіоактивнихізотопіввідзначається широкимрізноманіттям:віддекількохгодин(наприклад,для24Na,64Cu)

іднів (для 131I, 32P, 35S) до десятків років (для 226Ra, 90Sr). Природно, щочимдовшийефективнийперіоднапіввиведенняізотопу,тимвищою є міра його радіотоксичності, оскільки сумарна доза за інших рівних

умов зростає зі збільшенням Теф.

Терміни надходження радіоактивних речовин в організм мають значенняприоцінцімірирадіотоксичностіузв’язкузтим,щовбагатьох випадках коефіцієнти засвоєння ізотопів дуже малі. Тому навіть нещасний випадок заковтування радіоактивної речовини може закінчитисяблагополучно.Прихронічномунадходженніізотопуворганізм можливе накопичення небезпечної (або навіть смертельної) кількості випромінювача.

Складне поєднання цих чинників, що визначається фізичними

іхімічнимивластивостямирадіоактивнихречовин,обумовлюєвелику різноманітність величин, що характеризують гранично допустимий вміст радіоактивних речовин в організмі, гранично допустимі річні надходженнярадіоактивнихізотопівворганізмідопустиміконцентрації (ДК) радіоактивнихречовинуповітрі та воді.

РАДІОЧУТЛИВІСТЬ – чутливість біологічних об’єктів до дії іонізуючоговипромінювання.

РАДОН – радіоактивний газ, що утворюється при розпаді урану238 або торію-232. Лише нещодавно вчені зрозуміли, що найважчим з усіх природних джерел радіації є невидимий газ радон, що не має смаку і запаху; він важкий (в 7,5 разів важчий за повітря). Згідно з поточною оцінкою НКДАР ООН, радон разом зі своїми дочірніми продуктамирадіоактивногорозпадувідповідаєприблизноза3/4-річної індивідуальноїефективноїеквівалентноїдозиопромінення,щоотримує населеннявідземнихджерелрадіації,іприблизнозаполовинуцієїдози від всіх природних джерел радіації. Велику частину цієї дози людина отримуєвідрадіонуклідів,щопотрапляютьвїїорганізмразомзповітрям, особливовприміщеннях,щонепровітрюються.

Уприроді радон зустрічається у двох основних формах: у вигляді радону-222, члена радіоактивного ряду, що утворюється продуктами

290

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]