Т- 6,7,8-БЖЧ-Рад.Б

Условные обозначения

Рис. 1.4. Загрязнение территории Беларуси цезием-137 (1986 г.)

Взоне радиоактивного загрязнения оказалось более 3600 населенных пунктов, в том числе 27 городов, где проживало 2,2 млн. человек, то есть около пятой части всего населения Беларуси. Наиболее загрязненными оказались Гомельская (1528), Могилевская (866) и Брестская области (167 населенных пунктов).

Врезультате естественного распада цезия-137 площадь радиоактивного загрязнения постепенно уменьшается. Департаментом гидрометеорологии Министерства природы и охраны окружающей среды Республики Беларусь построены прогнозные карты загрязне-

ния цезием-137 на 2016 и 2046 годы. К 2016 году площадь загрязнения Беларуси цезием137 с плотностью 37 кБк/м2 и более уменьшится в 1,5 раза по сравнению с первоначаль-

ной (1986 г.) Рис. 1.4а., а к 2046 году – в 2,4 раза.

Загрязнение стронцием-90

Загрязнение территории республики стронцием-90 носит более локальный, по сравнению с цезием-137, характер (рис. 1.5). Уровни загрязнения почвы этим радионуклидом выше 5,5 кБк/м2 (это также законодательно установленный критерий для отнесения территории к зоне радиоактивного загрязнения) были обнаружены на площади 21,1 тыс. км2 в Гомельской и Могилевской областях, что составляет 10% от территории республики.).

Для трансурановых элементов наблюдается рост удельной активности америция-241 за счет естественного распада плутония-241. Прогноз показывает, что к 2058 году удельная активность америция превысит суммарную активность всех изотопов плутония в 1,8 раза.

4

Несмотря на трудные экономические условия, правительство вынуждено ежегодно направлять до 10 % бюджетных средств на преодоление последствий катастрофы. При этом 30-40 % этих средств идет на обеспечение условий проживания населения, в том числе в виде выплат различного рода пособий и компенсаций.

1.3. Основные типы радионуклидов, накапливающихся в организме человека, особенности их воздействия.

Период полураспада.

Радиоактивные вещества содержат постепенно распадающиеся радиоактивные атомы. Радиоактивный распад происходит со строго определенной скоростью, характерной для каждого данного элемента.

Время, за которое исходное число радиоактивных ядер в среднем уменьшается вдвое,

называется периодом полураспада (Т1/2). Период полураспада (Т1/2) – это строго постоянная величина для каждого радионуклида. Она не зависит от внешних условий.

Периоды полураспада различных ядер колеблются в очень широких пределах (табли-

ца 1). Например, период полураспада урана-238 ( 23892U ) составляет 4,5 млрд. лет, ра- дия-236 ( 22688 Ra ) - 1620 лет, радона-222 ( 22286 Rn )- 3,8 суток. Более того, периоды полураспада у изотопов одного и того же элемента могут сильно различаться, например,

Пути внутреннего и внешнего облучения

Попадание радиоактивных веществ внутрь организма человека происходит, с вды-

хание воздуха, употреблением воды, продуктами растительного и животного происхождения, т.е. по пищевым цепям. Назовем основные пути:

1.Растение (овощи, салаты, фрукты и т.д.) – человек;

2.Растение – животное – молоко – человек;

3.Растение – животное – мясо – человек;

4.Водоросли – рыба – человек

7

Вследствие очень большого выброса, длительного распада (Т1/2=30 лет) и высокой биохимической активности радиоактивный цезий-134,-137 являются основным дозообразующим изотопом в настоящее время.

Гамма-кванты цезия-137 и -134 формировали и формируют дозу внешнего облучения человека.

Внутреннее облучение ими, а также электронами при β-распаде обусловлено поступлением цезия с пищей ( в загрязненных зонах) и вдыхаемой пылью. В организме человека цезий быстро проникает в кровь и равномерно распределяется по всем органам и тканям. Большинство этой радиоактивности попадает в мышцы. Большая концентрация в организме изотопов цезия обычно приводит к угнетению кроветворной, сердечно-сосудистой, эндокринной систем, а в дальнейшем – к развитию опухолей.

После аварии на Чернобыле содержание радиоактивности у жителей пострадавших республик резко изменилось. Только цезию-137, регистрируемому счетчиком излучений человека (СИЧ) у жителей Беларуси активность нередко достигает 104-107 Бк/кг веса. Норма 20 Бк/кг.

Цезий-137.

Это щелочной металл серебристо-белого цвета, мягкий, тягучий. В воздухе моментально воспламеняется. В природе входит в состав отдельных минералов. Хорошо сорбируется почвами (особенно черноземами). Бета- и гамма-излучатель (рис.6). Период полураспада составляет 30 лет. На территорию республики выпал в виде дисперсных частиц размером от 2 мкм до нескольких сотен мкм.

Рис. 6 Схема распада цезия-137

Цезий-137 закрепляется в бедных калием почвах, а в почвах богатых органикой хорошо усваивается корневой системой и легко передвигается в самих растениях. Цезия много в зерне, стеблях картофеля, в зелени и других растениях. В водной среде процессы миграции цезия идут интенсивнее, поэтому в рыбе он накапливается в значительных количествах.

В организм человека поступает через желудочно-кишечный тракт. Легко всасывает-

ся в желудочно-кишечном тракте (50%-80%) и свободно циркулирует в составе крови по всему телу. Основная часть цезия накапливается в мышцах (80%), в костях – (8%). Вы-

водится из организма с мочой, калом и потом. Период биологического полувыведения из организма взрослого человека – до 3-х месяцев, у детей до 15 лет – 50 суток, до 5 лет – 20 суток.

Аналогичное накопление радионуклидов происходит и у животных, но у коров большая часть цезия переходит в молоко, у кур – в яйца. По химическим свойствам цезий137 близок к калию и является его конкурентом (если в организме дефицит калия, усваивается цезий). При попадании в организм человека вызывает лейкемию, рак молочной железы, печени, подавление системы кроветворения, угнетение костного мозга, опухоли кожи и другие заболевания. При попадании на кожу цезий всасывается по кровеносным и лимфатическим капиллярам. Период биологического полувыведения его из кожи равен одним суткам.

Йод и теллур. В начальный период аварии в окружающей среде имелось огромное количество летучих и биохимически активных радиоизотопов йода и теллура.

8

Йод легко присоединяется к любым белкам, попадая в организм с вдыхаемым воздухом и пищей (молоко, огородной зеленью и др.). Из легких и желудочно-кишечного тракта с кровью он переносится по всем органам и тканям. Но уже через несколько часов значительная его часть (40-45%) оказывается в щитовидной железе. В природе йода немного и в щитовидной железе не предусмотрен «ограничитель» на этот элемент: она захватывает то, что имеется. С радиоактивной струей выделилось около десятка радиоизотопов йода 133I, 135I, 131I с Т1/2=8,05 суток, он является источником опасности не только в близлежащих республиках, но и во многих странах Центральной Европы. Период «йодной опасности» продолжается около 2 месяцев. Облучение получили многие тысячи людей.

Реальную опасность представлял и теллур-132. При распаде этот изотоп образует радиоактивный йод-132, который попадает в щитовидную железу.

Чтобы уменьшить опасность йодного облучения, надо до отказа «набить» железу сравнительно безвредным стабильным йодом-127. Из-за быстрого депонирования йода эта процедура через 6 часов после появления радиоактивности в воздухе эффективна всего на 50%, а через сутки практически бесполезна.

«Йодная профилактика» проводилась в Польше, ФРГ, Австрии и в ряде других стран сразу после поступления информации об аварии ( йодированный калий, йодированная соль, морская капуста, хурма богатая йодом). В зоне примыкающей к Чернобылю, она не проводилась или была проведена лишь на 6-10 сутки, что явилось причиной переоблучения.

Стронций 90

Высокотоксичный радиоактивный стронций-90 (Т1/2=29 лет) поступает через кишечную стенку и избирательно накапливается в костной ткани, разрушая опорно-двигательный аппарат, и поражает костный мозг – регулятор системы кроветворения, что приводит к лейкозам.

Стронций-90 выпал в основном на юге Гомельской области. В биосферу его попало меньше, чем цезиевых изотопов, но он очень медленно выводится из организма. Общее содержание стронций-90 в организме при длительном поступлении с пищей постоянно растет, и его вклад в облучение становится все более весомым.

Стронций-90 – это серо-белый металл, легкий, ковкий, пластинный. Входит в состав минералов. Бета-излучатель. Период полураспада 29 лет (рис. 7). Входит в состав биологической ткани животных и растений. В растениях в основном накапливается в корневой системе. Его также много в зерне, листовых овощах.

Рис. 7 Схема распада стронция-90

Обладая хорошей растворимостью, стронций легко вымывается из почвы и попадает в водоемы, где активно накапливается гидробионтами.

Стронций-90 конкурирует с кальцием, поэтому у человека и животных избирательно накапливается в костях. Но некоторое накопление происходит в почках, слюнной и щитовидной железах, в легких, откладывается также на стенках сосудов, способствует интенсивному отложению солей. Больше стронция откладывается в молодых костях. Период биологического полувыведения – около 20 лет.

Процент всасывания стронция зависит от ряда факторов: - возраста ( у детей процент всасывания выше);

9

-физиологического состояния организма (период беременности, лактации);

-количества в организме витамина D (витамин ускоряет всасывание стронция);

-количества поступающего в организм кальция (чем больше поступает кальция, тем меньше всасывается стронция);

-пола (у мужчин всасывание идет активней);

У кур стронций переходит в скорлупу яиц, у коров значительная часть переходит в молоко. Стронций-90 вызывает различные онкологические и другие заболевания. Период биологического полувыведения – около 20 лет.

Америций-241.

Америций-241 является продуктом распада плутония-241 (рис.9), альфа- и гаммаизлучатель. На территорию РБ плутония-241 выпало незначительное количество ( меньше чем плутония-239). Однако наряду с цезием-137 и стронцием-90 он будет представлять значительную угрозу здоровья людей.

Этот элемент опасен тем, что в отличие от других радионуклидов, обладает очень жестким гамма-излучением. Оно более опасно, чем рентгеновское излучение.

Кроме того, опасность америция-241 состоит в том, что он хорошо растворяется в воде. Это означает, что он будет активно поступать в организм человека с водой, растительной пищей, с животными продуктами. Учитывая, что америций-241 имеет большой период полураспада (432 года), он будет представлять опасность тысячи лет.

Америций-241 обладает ещё одним важным свойством. Для его цепной реакции требуется небольшая критическая масса, которая исчисляется микрограммами (в то время как для урана или плутония – килограммами). Микровзрывы особенно опасны и для биологического мира.

Рис. 9 Схема распада плутония-241 и америция-241

По своему воздействию на организм человека он аналогичен плутонию-239, но с более тяжелыми последствиями, связанными с микровзрывами.

Опасность америция-241 в том, что он поражает пищеварительную систему человек. 241Am накапливается в основном в костях. Изгнать оттуда тяжелые α-частицы весьма трудно. Они вызывают у человека различные дефекты и опухоли. Вторая опасность америция в том, что в организм он попадает и ингаляционным путем и оседает в легких навсегда. Период полувыведения плутония-241 и америция-241 более 200 лет.

По данным Республиканского центра радиационного контроля и мониторинга окружающей среды Госкомгидромета, плутоний выпал преимущественно в близкой к ЧАЭС зоне. Имеются, правда, отдельные «пятна» плутония и на остальных территориях. Например, изотопы америция обнаружены в деревне Чудяны Чериковского района.

1.4 Миграция радионуклидов. Прогнозирование радиоа-ктивного загрязнения местности.

Для прогнозирования последствий радиоактивного загрязнения местности очень важно знать особенности миграции радионуклидов может быть по воздуху, в почве и водоносных системах. Различают вертикальную и горизонтальную миграцию.

10