Характеристика очагов поражения

В результате действия радиационного фона имеет место  внешнее и внутреннее облучение  человека. 

Внешнее облучение  — это воздействие ИИ на организм человека от внешних, по отношению к  нему, источников ИИ. Внешнее облучение  человека составляется из постоянного  фонового излучения и облучения  от искусственных источников излучения.  

Внутреннее облучение  — это воздействие РВ, проникающих  внутрь человека через желудочно-кишечный тракт, органы дыхания и кожный покров. Наибольший вклад в эффективную  дозу внутреннего облучения вносят радиоактивные калий–40, углерод–14, рубидий–37, полоний–210 и др. В результате средняя эффективная доза облучения  для лиц, проживающих в районах  с нормальным радиационным фоном, составляет примерно 200 мбэр/год. Для детей до 10 лет эта величина выше из-за ингаляции  продуктов распада радона, так  как дыхание у детей чаще, чем  у взрослых людей, и составляет примерно

300 мбэр/год. 

Естественные источники  радиационных излучений. На человека в  течение всей его жизни действуют  различные виды ИИ, под воздействием которых проходила эволюция человечества. Все естественные источники ИИ делятся  на группы. 

Первая группа —  земные источники ИИ. На них приходится порядка 26 % всех излучений. К этой группе относятся РВ, находящиеся в недрах земли, почве (калий, фосфор, уран, торий  и др.). 

Вторую группу составляют космические излучения, обусловленные  излучениями Солнца, космоса. На них  приходится » 13 % всех излучений. Интенсивность  этого излучения зависит от географического  положения объекта и растет по мере подъема над уровнем моря. Так, для средних широт на открытой местности доза облучения составляет примерно 28 мбэр/год. Нейтронная же компонента космического излучения увеличивает  эту дозу на 0,035 мбэр, а с учетом коэффициента качества, который равен  примерно 6, нейтронная компонента составит примерно 2 мбэр/год, т. е. эффективная  доза космического излучения составляет примерно 30 мбэр/год. Следует иметь  в виду, что космогенные радиационные излучения образуются в атмосфере  в результате взаимодействия протонов и нейтронов с ядрами атомов азота, кислорода, аргона и поступают на поверхность земли с атмосферными осадками (тритий, углерод, бериллий, натрий и др.). 

Третью группу радиационных излучений составляет внутреннее облучение  человека (см. выше). В ряде случаев  внутреннее облучение может происходить  за счет материалов, используемых в  зубоврачебной практике (керамические материалы). 

К четвертой группе относятся инертный газ — радон, продукты распада тория, излучения  строительных материалов. Это усугубляется неблагоприятным режимом плохо  проветриваемых помещений, особенно первых этажей. 

Пятую группу составляют материалы, используемые в качестве природного топлива: уголь, сланец и  др. Так при производстве 1 ГВт/год  электроэнергии ТЭЦ потребляет 3 . 106 т угля. В атмосферу выбрасываются  аэрозоли, содержащие РВ, на свалки вывозится  шлак, зола, содержащие радиоактивные  калий, торий, свинец, радий и др. К этой группе относятся и удобрения, используемые в сельском хозяйстве: калийные соли, фосфаты, которые вместе с растительной пищей поступают  в организм человека. 

Следовательно, средняя  эффективная доза облучения для  лиц, проживающих с нормальным радиоактивным  фоном, составляет примерно 200 мбэр/год (0,2 бэр/год), а для детей до 10 лет  эта величина составляет 300 мбэр/год. 

Искусственные источники  радиоактивных излучений. Основными  источниками ИИ являются урановая промышленность, ядерные реакторы разных типов, радиохимическая  промышленность, использование РВ в  мирных целях, места захоронения  РВ, использование радиоактивных  источников электропитания, изотопные  лаборатории, локальные радиоактивные  загрязнения местности в результате ядерных взрывов, глобальные выпадения  радиоактивных веществ, технологические  загрязнения окружающей среды и  др. 

Урановая промышленность занимается добычей, переработкой, обогащением  урана и подготовкой ядерного топлива. В природном уране-235 содержится 0,7 % чистого урана и на каждом этапе обогащения может происходить  загрязнение окружающей среды, водоемов. В этом производстве используется большое  количество воды, в которой накапливаются  радионуклиды. Эта вода сливается  в естественные водоемы и РВ накапливаются  в воде, донных отложениях и водоемы  становятся радиоактивными. 

При производстве тепловыделяющих  элементов (ТВЭл) для атомных электростанций (АЭС) загрязнения окружающей среды  маловероятны, но некоторые урановые сплавы способны самовоспламеняться и  при их горении в атмосферу  может быть выброшено значительное количество радиоактивных веществ. 

Также аварийные  ситуации могут возникать при  транспортировке, хранении ТВЭлов и  других элементов с радиоактивными веществами. 

Ядерные реакторы разных типов. В активной зоне ядерных реакторов  сосредоточено значительное количество РВ, но реакторы не выделяют в окружающую среду радиоактивных излучений, так как все РВ заключены в  мощные замкнутые оболочки и контуры. Выброс РВ может происходить только во время аварий, но внутри реактора происходит 1018–1019 делений ядер урана-235 в секунду и при каждом акте деления выделяется 2–3 нейтрона, один из которых может выходить за пределы  активной зоны реактора. Кроме того, при работе реакторов выделяется несколько g-квантов, и если бы не мощная защита, то мощность излучения составляла бы сотни рад/с, смертельная же доза облучения человека составляет 600 бэр (6 Зв). 

Само ядерное топливо  не представляет собой большой радиационной опасности, так как у урана  практически отсутствуют g-излучения, которые и являются радиоактивно опасными веществами. 

Наиболее опасными являются аварии на АЭС с выбросом РВ в атмосферу, что приводит к  радиоактивному загрязнению местности(РЗМ) на огромных территориях. В случае разрушения (аварии) АЭС загрязнение РЗМ существенно  отличается от загрязнения в результате ядерного взрыва конфигурацией зоны, масштабами, степенью загрязнения, составом РВ и поражающим действием. При разрушении реактора АЭС ядерного взрыва произойти  не может, так как в нем даже теоретически нельзя получить “критическую массу”, необходимую для ядерного взрыва. Может произойти только тепловой взрыв, если прекратится отбор тепла  в реакторе. Начнется процесс плавления  ТВЭлов, и продукты деления начнут поступать в первый контур. Повышение  температуры вызывает повышение  давления внутри реактора, что и  приводит к его разрушению. Но для  того чтобы это произошло, должны быть выключены системы автоматики и контроля, что и случилось  на Чернобыльской АЭС. Мощность теплового  взрыва сравнительно невелика и соизмерима со взрывом 40 т тротила. Особенностью аварии на АЭС является то, что выброс радионуклидов из разрушенного реактора продолжается 1–2 недели, подъем РВ в  атмосферу составляет 800–1200 м, направление  же ветра за этот период времени  и на этой высоте изменится несколько  раз, что делает затруднительным  прогнозирование РЗМ. Состав изотопов при аварии на АЭС следующий: иод-131, цезий-137, стронций-90, ксенон-133, криптон-85. 

Радиохимическая промышленность занимается регенерацией ядерного топлива, выделяя уран, плутоний и продукты их деления из отработанных ТВЭлов. Радиохимическая промышленность является таким же загрязнителем окружающей среды, как и урановая промышленность. 

Места захоронения  радиоактивных отходов. Проблема захоронения  радиоактивных отходов возникла в связи с необходимостью хранить  отработанное ядерное топливо, и  причинами загрязнения среды, в  этих случаях, могут быть аварии в  местах хранения радиоактивных отходов. 

В настоящее время  — это проблема всего мира, а  не только нашей страны, так как  по договоренности ядерные державы  до последнего времени производили  контейнерные захоронения ядерных  отходов в морях, жидкие РВ в небольших  концентрациях просто сливали в  воды морей. 

Использование радиоактивных  веществ в мирных целях. В настоящее  время РВ широко используются в промышленности, в медицине, для изготовления различного рода извещателей, в том числе  и противопожарных. В этих случаях  загрязнение среды может произойти  вследствие нарушения правил техники безопасности при работе с этими веществами, при нарушении правил эксплуатации приборов, содержащих РВ при нарушении правил хранения РВ. 

Использование радиоактивных  источников электропитания в космических  исследованиях. В этих случаях загрязнение  среды РВ может происходить в  результате аварийных запусков ракет-носителей, при посадке спутников и космических  кораблей, когда может произойти  разрушение источников электропитания и во внешнюю среду попадут  стронций или плутоний. Загрязнение  среды в случае аварии ядерного источника  электропитания мощностью 25 Вт сравнимо с загрязнением поверхности земли  при взрыве ядерного боеприпаса мощностью 2 Мт. 

Изотопные лаборатории, использующие радиоактивные вещества в открытом виде для производственных и научных целей. Загрязнение  среды РВ происходит вследствие нарушения  правил хранения РВ и правил работы с этими веществами. Зачастую в  этих лабораториях отработанные радиоактивные  отходы сливаются в канализацию, что приводит к появлению РВ в  очистных сооружениях и водоемах. 

Локальные радиоактивные  загрязнения местности после  ядерных взрывов. Масштабы и уровни радиоактивных загрязнений в  случаях ядерных взрывов зависят  от типа ядерных боеприпасов, мощности боеприпаса и вида взрыва, топографических  и метеорологических условий. Основными  продуктами загрязнения в этих случаях  являются стронций-90, цезий-137 и иод-131, которые легко усваиваются организмом человека. 

Глобальные выпадения  радиоактивных осадков после  испытаний ядерных боеприпасов  в атмосфере. К глобальным выпадениям на поверхность земли относятся  РВ, которые выпадают из стратосферы  после испытаний ядерных боеприпасов, и этот процесс длится годами. 

Основные единицы  измерения радиоактивности. Самопроизвольный распад радиоактивных веществ сопровождается ионизирующим излучением, т. е. излучением a-, b-, g-частиц и нейтронов. Распад для  разных химических элементов происходит со своей скоростью и характеризуется  периодом полураспада Т1/2, т. е. временем, в течение которого происходит распад половины атомов данного вещества. 

Каждый радионуклид  количественно характеризуется  активностью А, т. е. числом радиоактивных  превращений в единицу времени. 

В системе единиц СИ за единицу измерения активности принят один распад в секунду (расп/с). Эта единица получила название “беккерель” (Бк). Внесистемной единицей измерения  активности является кюри (Ки). Кюри — это единица измерения активности радионуклида, равная 3,7 . 1010 расп/с, т. е. 1 Ки = 3,7 . 1010 Бк. 

При радиоактивном  загрязнении местности (РЗМ) происходит загрязнение верхнего слоя почвы  и существует сравнительно недолго, так как под влиянием разных процессов  радиоактивные вещества (РВ) проникают  в почву. В результате происходит объемное загрязнение почвы на глубину 5–6 см и содержит 80–85 % всей активности. Следовательно, степень загрязнения  местности и различных объемов  характеризуется количеством РВ, приходящихся на единицу площади  поверхности, т. е. плотностью загрязнения, измеряемой В Ки/см2, Ки/км2, или по мощности экспозиционной дозы сопровождающего g-излучения в мР/ч, а заражение  воздуха, воды, продуктов питания  характеризуется содержанием РВ в единице объема или веса и  измеряется в Ки/л, Ки/кг. 

Поглощенная доза. Это  количество энергии излучения, поглощенное  единицей массы облучаемого тела (тканями биологического тела). За единицу  поглощенной дозы Добл принимается  энергия, равная одному джоулю, поглощенная  массой, равной 1 кг, т. е. Дж/кг. В системе  СИ эта единица получила название грей (Гр), т. е. 1 Гр = 1 Дж/кг. 

Внесистемной единицей измерения поглощенной дозы является рад — радиационная абсорбированная  доза, при которой энергия в 1 эрг  поглощается 1 г любого вещества. Следовательно 1 Гр = 100 рад. 

Эквивалентная доза. Поглощенная доза облучения не учитывает  опасности облучения биологического тела. Так при одинаковой поглощенной  дозе a-излучение опаснее b- или g-излучения, поэтому необходимо вводить коэффициент  качества Q, который показывает во сколько  раз биологическое действие данного  вида излучения эффективнее g- или  рентгеновского излучения при одинаковой поглощенной дозе. В системе единиц СИ за единицу измерения эквивалентной  дозы принят зиверт (Зв), который равен 1 Гр поделенному на единицу качества, т. е. 1 Зв = 1 Гр/Q. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы принят бэр — биологический эквивалент рентгена и 1 Зв = 100 бэр. Следовательно, 1 Зв = 1 Гр/Q = 100 рад/Q = 100 бэр. 

Экспозиционная доза. Для характеристики дозы излучения  по эффекту ионизации, вызванному в  воздухе, используется доза рентгеновского или g-излучений, при котором в  единице объема воздуха создается  суммарный электрический заряд  ионов одного знака. 

За единицу экспозиционной дозы излучения в системе единиц СИ для рентгеновского или g-излучений  принимается кулон на килограмм, т. е. в сухом атмосферном воздухе  производятся ионы, несущие заряды в 1 Кл электричества каждого знака.