Радиоактивное загрязнение биосферы

 Типы радиоактивного излучения

В норме живое ве­ще­ство ис­пы­ты­ва­ет фо­но­вое ра­дио­ак­тив­ное воз­дей­ствие, оно из­ме­ря­ет­ся в зи­вер­тах или бэрах.

α-из­лу­че­ние пред­став­ля­ет собой поток по­ло­жи­тель­но за­ра­жен­ных ча­стиц, иден­тич­ных ядрам гелия. Они ха­рак­те­ри­зу­ют­ся наи­мень­шей про­ни­ка­ю­щей спо­соб­но­стью, но мак­си­маль­ной иони­зи­ру­ю­щей спо­соб­но­стью. Про­бег та­ко­го из­лу­че­ния со­став­ля­ет всего несколь­ко сан­ти­мет­ров в воз­ду­хе, оно не спо­соб­но про­ник­нуть через ткань и бу­ма­гу. Для че­ло­ве­ка и жи­вот­ных опас­ность пред­став­ля­ют толь­ко про­гло­чен­ные ис­точ­ни­ки α-из­лу­че­ния, на­при­мер ра­дио­ак­тив­ная пыль.

β-из­лу­че­ние яв­ля­ет­ся по­то­ком элек­тро­нов. Этот вид из­лу­че­ния имеет боль­шую про­ни­ка­ю­щую спо­соб­ность, но мень­шую иони­зи­ру­ю­щую спо­соб­ность. В ат­мо­сфе­ре β-ча­сти­цы спо­соб­ны прой­ти несколь­ко мет­ров.

γ-из­лу­че­ние – это сверх­ко­рот­ко­вол­но­вое элек­тро­маг­нит­ное из­лу­че­ние, рент­ге­нов­ско­го диа­па­зо­на. Оно об­ла­да­ет мак­си­маль­ной про­ни­ка­ю­щей спо­соб­но­стью и ми­ни­маль­ной иони­зи­ру­ю­щей силой. Лучше всего за­щи­ща­ют от -из­лу­че­ния свин­цо­вые пла­сти­ны.

 Фоновая радиация

Фо­но­вая ра­ди­а­ция скла­ды­ва­ет­ся из сле­ду­ю­щих со­став­ля­ю­щих:

1. 30% – сол­неч­ная ра­ди­а­ция.

2. 30% – по­гло­ща­е­мые вода, воз­дух и про­дук­ты пи­та­ния.

3. 40% – ра­ди­а­ция гор­ных пород и стро­и­тель­ных ма­те­ри­а­лов.

Это со­от­но­ше­ние может ме­нять­ся, так, на вы­со­те 2000 мет­ров уро­вень сол­неч­ной ра­ди­а­ции воз­рас­та­ет в три раза и ста­но­вит­ся опре­де­ля­ю­щим. Ана­ло­гич­но из­лу­че­ние гра­нит­ных гор­ных пород и ма­те­ри­а­лов на их ос­но­ве в 2 раза боль­ше, чем у дру­гих есте­ствен­ных ма­те­ри­а­лов.

Нор­маль­ным счи­та­ет­ся уро­вень ра­ди­а­ции в 0,2 мкЗв/ч, а по­ро­го­вым 0,5 мкЗв/ч.

 Антропогенная радиация

Су­ще­ству­ет 4 ос­нов­ных ис­точ­ни­ка ан­тро­по­ген­но­го ра­дио­ак­тив­но­го за­гряз­не­ния:

1. До­бы­ча, пе­ре­ра­бот­ка и ути­ли­за­ция ра­дио­ак­тив­ных ма­те­ри­а­лов.

2. Ра­дио­ак­тив­ные при­ме­си в до­бы­ва­е­мых нера­дио­ак­тив­ных по­лез­ных ис­ко­па­е­мых, на­при­мер угле и гра­ни­те.

3. Ава­рии и ядер­ные взры­вы.

4. Ра­бо­та тех­ни­ки, со­зда­ю­щей ис­кус­ствен­ное иони­зи­ру­ю­щее из­лу­че­ние (рент­ген, из­ме­ри­тель­ная ап­па­ра­ту­ра).

 Уровень радиации при авариях

Че­ло­ве­че­ская де­я­тель­ность пока может со­зда­вать толь­ко оча­го­вое по­вы­ше­ние уров­ня ра­ди­а­ции. Об ан­тро­по­ген­ном за­гряз­не­нии го­во­рят, когда фо­но­вый уро­вень пре­вы­шен на 0,12 мкЗв/ч, то есть при­мер­но на 50% от нормы. Такие ве­ли­чи­ны встре­ча­ют­ся вб­ли­зи уголь­ных элек­тро­стан­ций и ура­но­вых руд­ни­ков.

Мак­си­маль­ные уров­ни ра­ди­а­ции на­блю­да­ют­ся вб­ли­зи от­кры­тых топ­лив­ных стерж­ней ре­ак­то­ров и в эпи­цен­трах ядер­ных взры­вов.

При ава­рии на япон­ской АЭС Фу­ку­си­ма-1 (2011) вб­ли­зи ре­ак­то­ра уро­вень ра­ди­а­ции со­став­лял 10 Зв/ч, что до­ста­точ­но для быст­рой смер­ти. Неко­то­рое время в эпи­цен­тре ядер­но­го взры­ва уро­вень ра­ди­а­ции тоже со­став­ля­ет несколь­ко зи­вер­тов, но уже через час она опус­ка­ет­ся до ~100 мЗв/ч, т. е. до уров­ня мо­гу­ще­го вы­звать «толь­ко» он­ко­ло­ги­че­ские за­бо­ле­ва­ния. В на­се­лен­ных пунк­тах, рас­по­ло­жен­ных в 30-ки­ло­мет­ро­вой зоне от Чер­но­быль­ской АЭС, на­блю­дал­ся уро­вень в несколь­ко де­сят­ков мЗв/ч, то есть на­хож­де­ние там в те­че­нии несколь­ких суток могло при­ве­сти к он­ко­ло­ги­че­ским за­бо­ле­ва­ни­ям, через 0,5 года уро­вень ра­ди­а­ции в Чер­но­бы­ле опу­стил­ся до­ста­точ­но, чтобы воз­об­но­вить ра­бо­ту элек­тро­стан­ции. Уро­вень ра­ди­а­ции в зоне вы­бро­са при ава­рии или ядер­но­го взры­ва со­став­ля­ет обыч­но менее 1 мЗв/ч. То есть в 1000 раз боль­ше нормы, но мень­ше по­ро­го­во­го зна­че­ния.

 Влияние радиации на животный организм

Вли­я­ние ра­ди­а­ции на жи­вот­ный ор­га­низм за­клю­ча­ет­ся в иони­за­ции.

В про­цес­се иони­за­ции про­ис­хо­дит раз­ру­ше­ние мо­ле­кул ве­ще­ства, об­ра­зу­ют­ся «сво­бод­ные ра­ди­ка­лы» и силь­ные окис­ли­те­ли с вы­со­кой хи­ми­че­ской ак­тив­но­стью.

Наи­бо­лее уяз­вим к ра­ди­а­ции ге­не­ти­че­ский ма­те­ри­ал. По­вре­жден­ные клет­ки по­ги­ба­ют или ста­но­вят­ся ра­ко­вы­ми. Наи­бо­лее вос­при­им­чи­вы к ра­ди­а­ции пи­ще­ва­ри­тель­ная си­сте­ма и ор­га­ны кро­ве­тво­ре­ния, на­и­ме­нее – мы­шеч­ная ткань.

Чув­стви­тель­ность раз­ных видов рас­те­ний и жи­вот­ных также от­ли­ча­ет­ся, так, со­ба­ки и кошки в три раза более чув­стви­тель­ны к ра­ди­а­ции, чем че­ло­век, а рыбы и реп­ти­лии в 10 раз менее чув­стви­тель­ны, се­ме­на ка­пу­сты в 1000 раз более устой­чи­вы, чем се­ме­на лилии.

 Источники радиации

Ра­ди­а­ци­он­ное по­ра­же­ние может раз­ви­вать­ся как от внеш­не­го, так и от внут­рен­не­го ис­точ­ни­ка. В ка­че­стве внут­рен­не­го ис­точ­ни­ка, как пра­ви­ло, вы­сту­па­ют про­гло­чен­ные или по­пав­шие в лег­кие ча­сти­цы ра­дио­ак­тив­ной пыли. Если от внеш­не­го ис­точ­ни­ка можно за­щи­тить­ся, то от внут­рен­не­го – нет.

 Теории радиоактивного воздействия на организм

Су­ще­ству­ют две тео­рии по­ра­жа­ю­ще­го воз­дей­ствия ра­ди­а­ции:

1. На­ко­пи­тель­ная (сте­пень по­ра­же­ния за­ви­сит от дозы ра­ди­а­ции по­гло­щен­ной за всю жизнь, неболь­шие дозы слабо вре­дят, боль­шие ведут к немед­лен­ной ги­бе­ли).

2. По­ро­го­вая (опас­ным счи­та­ет­ся об­лу­че­ние в дозах выше по­ро­го­вых зна­че­ний, ко­то­рые вы­зы­ва­ют по­ра­же­ние ор­га­низ­ма, дозы ниже по­ро­го­во­го зна­че­ния без­вред­ны)

После изу­че­ния по­след­ствий ава­рии на ЧАЭС, а также ре­зуль­та­тов ядер­ных ис­пы­та­ний, все боль­ше под­твер­жде­ний вы­зы­ва­ет по­ро­го­вая тео­рия. В ка­че­стве по­ро­го­вой ве­ли­чи­ны при­ня­та доза в 100 мЗв, после такой дозы об­лу­че­ния су­ще­ствен­но воз­рас­та­ет риск раз­ви­тия он­ко­ло­ги­че­ских за­бо­ле­ва­ний. Доза свыше 5 Зв счи­та­ет­ся смер­тель­ной.

Последствия радиационного воздействия для человека

По­след­ствия ра­ди­а­ци­он­но­го по­ра­же­ния за­ви­сят от дозы по­гло­щен­ной ра­ди­а­ции.

Об­лу­че­ние до­за­ми более 100 мЗв уве­ли­чи­ва­ет риск раз­ви­тия он­ко­ло­ги­че­ских за­бо­ле­ва­ний.

При дозах 500–1000 мЗв на­блю­да­ет­ся чув­ство уста­ло­сти и про­яв­ля­ют­ся уме­рен­ные из­ме­не­ния в со­ста­ве крови.

Дозы до 1500 мЗв при­во­дят к раз­ви­тию лу­че­вой бо­лез­ни в лег­кой форме.

При дозах до 4000 мЗв воз­ни­ка­ет лу­че­вая бо­лезнь сред­ней сте­пе­ни.

При более вы­со­ких дозах воз­ни­ка­ет лу­че­вая бо­лезнь в тя­же­лой форме с вы­со­ким риском ле­таль­но­го ис­хо­да.

Дозы ра­ди­а­ции более 10 Зв при­во­дят к неми­ну­е­мой ги­бе­ли че­ло­ве­че­ско­го ор­га­низ­ма из-за по­ра­же­ния нерв­ной си­сте­мы.

По­лу­чить такую дозу можно лишь в ава­рий­ных си­ту­а­ци­ях или из-за при­ме­не­ния ядер­но­го ору­жия.

Для за­щи­ты от ра­ди­а­ции на про­из­вод­стве внед­ря­ют­ся новые тех­но­ло­гии, мак­си­маль­но за­щи­щен­ные от ава­рий и уте­чек. Кроме того сей­час за­пре­ще­ны ат­мо­сфер­ные и под­вод­ные ядер­ные ис­пы­та­ния, до­пу­сти­мы толь­ко под­зем­ные взры­вы.

В на­сто­я­щий мо­мент уро­вень ан­тро­по­ген­но­го ра­дио­ак­тив­но­го за­гряз­не­ния на по­ряд­ки мень­ше, чем хи­ми­че­ско­го. Это сле­ду­ет учи­ты­вать при рас­суж­де­ни­ях о роли атом­ной энер­ге­ти­ки.