Оцінка стійкості роботи об’єкта господарської діяльності (ОГД) в умовах радіоактивного забруднення

Наиболее сильное заражение  местности происходит при наземных ядерных взрывах, когда площади  заражения с опасными уровнями радиации во много раз превышают размеры  зон поражения ударной волной, световым излучением и проникающей  радиацией. Сами радиоактивные вещества и испускаемые ими ионизирующие излучения не имеют цвета, запаха, а скорость их распада не может  быть изменена какими-либо физическими  или химическими методами.

Зараженную местность по пути движения облака, где выпадают радиоактивные  частицы диаметром более 30— 50 мкм, принято называть ближним следом заражения. На больших расстояниях  — дальний след — небольшое  заражение местности не влияет на работоспособность персонала.

2.2. Источники радиационного  излучения

 

Существует два способа облучения: если радиоактивные вещества находятся  вне организма и облучают его  снаружи, то речь идет о внешнем облучении. Другой способ облучения – при  попадании радионуклидов внутрь организма с воздухом, пищей и  водой – называют внутренним.

Источники радиоактивного излучения  весьма разнообразны, но их можно объединить в две большие группы: естественные и искусственные (созданные человеком). Причем основная доля облучения (более 75% годовой эффективной эквивалентной  дозы) приходится на естественный фон.

2.2.1. Естественные источники радиации

 

Естественные радионуклиды делятся  на четыре группы: долгоживущие (уран-238, уран-235, торий-232); короткоживущие (радий, радон); долгоживущие одиночные, не образующие семейств (калий-40); радионуклиды, возникающие  в результате взаимодействия космических  частиц с атомными ядрами вещества Земли (углерод-14).

Разные виды излучения попадают на поверхность Земли либо из космоса, либо поступают от радиоактивных  веществ, находящихся в земной коре, причем земные источники ответственны в среднем за 5/6 годовой эффективной  эквивалентной доз, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего  облучения.

Уровни радиационного излучения  неодинаковы для различных областей. Так, Северный и Южный полюсы более, чем экваториальная зона, подвержены воздействию космических лучей  из-за наличия у Земли магнитного поля, отклоняющего заряженные радиоактивные  частицы. Кроме того, чем больше удаление от земной поверхности, тем интенсивнее  космическое излучение.

Иными словами, проживая в горных районах  и постоянно пользуясь воздушным  транспортом, мы подвергаемся дополнительному  риску облучения. Люди, живущие выше 2000м над уровнем моря, получают в среднем из-за космических лучей  эффективную эквивалентную дозу в несколько раз большую, чем  те, кто живет на уровне моря. При  подъеме с высоты 4000м (максимальная высота проживания людей) до 12000м (максимальная высота полета пассажирского авиатранспорта) уровень облучения возрастает в 25 раз. Примерная доза за рейс Нью-Йорк – Париж по данным НКДАР ООН  в 1985 году составляла 50 микрозивертов  за 7,5 часов полета.

Уровни земной радиации также распределяются неравномерно по поверхности Земли  и зависят от состава и концентрации радиоактивных веществ в земной коре. Так называемые аномальные радиационные поля природного происхождения образуются в случае обогащения некоторых типов горных пород ураном, торием, на месторождениях радиоактивных элементов в различных породах, при современном привносе урана, радия, радона в поверхностные и подземные воды, геологическую среду.

Среди естественных радионуклидов  наибольший вклад (более 50%) в суммарную  дозу облучения несет радон и  его дочерние продукты распада (в  т.ч. радий). Опасность радона заключается  в его широком распространении, высокой проникающей способности  и миграционной подвижности (активности), распаде с образованием радия  и других высокоактивных радионуклидов. Период полураспада радона сравнительно невелик и составляет 3,823 суток. Радон  трудно идентифицировать без использования  специальных приборов, так как  он не имеет цвета или запаха.

Одним из важнейших аспектов радоновой  проблемы является внутреннее облучение  радоном: образующиеся при его распаде  продукты в виде мельчайших частиц проникают в органы дыхания, и  их существование в организме  сопровождается альфа-излучением. И  в России, и на западе радоновой  проблеме уделяется много внимания, так как в результате проведенных  исследований выяснилось, что в большинстве  случаев содержание радона в воздухе  в помещениях и в водопроводной  воде превышает ПДК. Так, наибольшая концентрация радона и продуктов  его распада, зафиксированная в  нашей стране, соответствует дозе  облучения 3000-4000 бэр в год, что  превышает ПДК на два-три порядка. Полученная в последние десятилетия  информация показывает, что в Российской федерации радон широко распространен  также в приземном слое атмосферы, подпочвенном воздухе и подземных  водах.

2.2.2. Источники радиации, созданные человеком (техногенные)

 

Искусственные источники радиационного  облучения существенно отличаются от естественных не только происхождением. Во-первых, сильно различаются индивидуальные дозы, полученные разными людьми от искусственных радионуклидов. В  большинстве случаев эти дозы невелики, но иногда облучение за счет техногенных источников гораздо  более интенсивно, чем за счет естественных. Во-вторых, для техногенных источников упомянутая вариабельность выражена гораздо  сильнее, чем для естественных. Наконец, загрязнение от искусственных источников радиационного излучения (кроме  радиоактивных осадков в результате ядерных взрывов) легче контролировать, чем природно обусловленное загрязнение.

Энергия атома используется человеком  в различных целях: в медицине, для производства энергии и обнаружения  пожаров, для изготовления светящихся циферблатов часов, для поиска полезных ископаемых и, наконец, для создания атомного оружия.

Следующий источник облучения, созданный  руками человека – радиоактивные  осадки, выпавшие в результате испытания  ядерного оружия в атмосфере, и, несмотря на то, что основная часть взрывов была произведена еще в 1950-60е годы, их последствия мы испытываем на себе и сейчас.

В результате взрыва часть радиоактивных  веществ выпадает неподалеку от полигона, часть задерживается в тропосфере и затем в течение месяца перемещается ветром на большие расстояния, постепенно оседая на землю, при этом оставаясь  примерно на одной и той же широте. Однако большая доля радиоактивного материала выбрасывается в стратосферу  и остается там более продолжительное  время, также рассеиваясь по земной поверхности.

Радиоактивные осадки содержат большое  количество различных радионуклидов, но из них наибольшую роль играют цирконий-95, цезий-137, стронций-90 и  углерод-14, периоды  полураспада которых составляют соответственно 64 суток, 30 лет (цезий  и стронций) и 5730 лет.

По данным НКДАР, ожидаемая суммарная  коллективная эффективная эквивалентная  доза от всех ядерных взрывов, произведенных  к 1985 году, составляла 30 000 000 чел-Зв. К 1980 году население Земли получило лишь 12% этой дозы, а остальную часть  получает до сих пор и будет  получать еще миллионы лет.

Один из наиболее обсуждаемых сегодня  источников радиационного излучения  является атомная энергетика. На самом  деле, при нормальной работе ядерных  установок ущерб от них незначительный. Дело в том, что процесс производства энергии из ядерного топлива сложен и проходит в несколько стадий.

На каждом этапе происходит выделение  в окружающую среду радиоактивных  веществ, причем их объем может сильно варьироваться в зависимости  от конструкции реактора и других условий. Кроме того, серьезной проблемой  является захоронение радиоактивных  отходов, которые еще на протяжении тысяч и миллионов лет будут  продолжать служить источником загрязнения.

Дозы облучения различаются  в зависимости от времени и  расстояния. Чем дальше от станции  живет человек, тем меньшую дозу он получает.

 Из продуктов деятельности  АЭС наибольшую опасность представляет  тритий. Благодаря своей способности  хорошо растворяться в воде  и интенсивно испаряться тритий  накапливается в использованной  в процессе производства энергии  воде и затем поступает в  водоем-охладитель, а соответственно  в близлежащие бессточные водоемы,  подземные воды, приземной слой  атмосферы. Период его полураспада  равен 3,82 суток. Распад его  сопровождается альфа-излучением. Повышенные  концентрации этого радиоизотопа  зафиксированы в природных средах  многих АЭС.

Проникающая радиация ядерного взрыва представляет собой совместное g-излучение и нейтронное излучение.

g-излучение и нейтронное излучение различны по своим физическим свойствам, а общим для них является то, что они могут распространяться в воздухе во все стороны на расстояния до 2,5—3 км. Проходя через биологическую ткань, g-кванты и нейтроны ионизируют атомы и молекулы, входящие в состав живых клеток, в результате чего нарушается нормальный обмен веществ и изменяется характер жизнедеятельности клеток, отдельных органов и систем организма, что приводит к возникновению специфического заболевания — лучевой болезни.

3. Параметры радиоактивного  заражения и единицы их измерения.

 

Нейтроны проникающей радиации могут быть мгновенными, испускаемыми в ходе протекания ядерных реакций  взрыва, и «запаздывающими», образующимися  в процессе распада осколков деления  в течение первых 2—3 с после  взрыва.

Время действия проникающей радиации при взрыве зарядов деления и  комбинированных зарядов не превышает  нескольких секунд. При взрыве зарядов  деления и комбинированных зарядов время действия проникающей радиации определяется временем подъема облака взрыва на такую высоту, при которой излучение поглощается толщей воздуха и практически не достигает поверхности земли.

Поражающее действие проникающей  радиации характеризуется величиной  дозы излучения, т. е. количеством энергии  радиоактивных излучений, поглощенной  единицей массы облучаемой среды. Различают  дозу излучения в воздухе (экспозиционную дозу) и поглощенную дозу.

Экспозиционная доза ранее измерялась внесистемными единицами — рентгенами Р. Один рентген — это такая  доза рентгеновского или g-излучения, которая создает в 1 см3 воздуха 2,1 • 109 пар ионов. В новой системе единиц СИ экспозиционная доза измеряется в кулонах на килограмм (1Р = 2,58• 10-4 Кл/кг). Экспозиционная доза в рентгенах достаточно надежно характеризует потенциальную опасность воздействия ионизирующей радиации при общем и равномерном облучении тела человека.

Поглощенную дозу измеряли в радах (1 рад = 0,01 Дж/кг=100 Эрг/г поглощенной  энергии в ткани). Новая единица  поглощенной дозы в системе СИ — грэй (1 Гр =  1 Дж/кг=100 рад). Поглощенная  доза более точно определяет воздействие ионизирующих излучений на биологические ткани организма, имеющие различные атомный состав и плотность.

Для  g-излучения используется единица измерения «рентген.» и биологический эквивалент рентгена  -«бэр»—для дозы нейтронов. Один бэр — это такая доза нейтронов, биологическое воздействие которой эквивалентно воздействию одного рентгена g-излучения. Поэтому при оценке общего эффекта воздействия проникающей радиации рентгены и биологический эквивалент рентгена можно суммировать:

 

где Д0сум— суммарная доза проникающей  радиации, бэр; Д0g—доза g-излучения, Р; Д°п— доза нейтронов, бэр (ноль у символов доз показывает, что они определяются перед защитной преградой).

Доза проникающей радиации зависит  от типа ядерного заряда, мощности и  вида взрыва, а также от расстояния до центра взрыва.

Проникающая радиация является одним  из основных поражающих факторов при  взрывах нейтронных боеприпасов  и боеприпасов деления сверхмалой и малой мощности. Для взрывов  большей мощности радиус поражения  проникающей радиацией значительно  меньше радиусов поражения ударной  волной и световым излучением. Особо  важное значение проникающая радиация приобретает в случае взрывов  нейтронных боеприпасов, когда основная доля дозы излучения образуется быстрыми нейтронами.

4. Формы, степени тяжести  и предразвития лучевой болезни  у людей в зависимости от  степени облучения.

 

Поражающее воздействие проникающей  радиации

Поражающее воздействие проникающей  радиации на личный состав и на состояние  его боеспособности зависит от величины дозы излучения и времени, прошедшего после взрыва. В зависимости от дозы излучения различают четыре степени лучевой болезни: первую (легкую), вторую (среднюю), третью (тяжелую) и четвертую (крайне тяжелую).

Лучевая болезнь I степени возникает  при суммарной дозе излучения 150—250 Р. Скрытый период продолжается две-три  недели, после чего появляются недомогание, общая слабость, тошнота, головокружение, периодическое повышение температуры. В крови уменьшается содержание белых кровяных шариков. Лучевая  болезнь I степени излечима.

Лучевая болезнь II степени возникает  при суммарной дозе излучения 250—400 Р. Скрытый период длится около недели. Признаки заболевания выражены более  ярко. При активном лечении наступает  выздоровление через 1,5—2 мес.

Лучевая болезнь III степени наступает  при дозе 400— 700 Р. Скрытый период составляет несколько часов. Болезнь  протекает интенсивно и тяжело. В  случае благоприятного исхода выздоровление  может наступить через 6—8 мес.

Лучевая болезнь IV степени наступает  при дозе свыше 700 Р, которая является наиболее опасной. При дозах, превышающих 5000 Р, личный состав утрачивает боеспособность через несколько минут.

Тяжесть поражения, в известной  мере, зависит от состояния организма до облучения и его индивидуальных особенностей. Сильное переутомление, голодание, болезнь, травмы, ожоги повышают чувствительность организма к воздействию проникающей радиации. Сначала человек теряет физическую работоспособность, а затем — умственную.