Радиационное загрязнение

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ УПРАВЛЕНИЯ»

Кафедра управления природопользованием и экологической безопасностью

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

по дисциплине  «Экология»

на тему  № 16. «Радиационное загрязнение»

 

 

 

Выполнил студент

очно-заочной формы обучения

специальности «Менеджмент»

специализации «Управление проектом»

2 курса 2-1 группы

                                              Афонин И.В.

 

 

Руководитель:

 

     к. э. н., доцент                                                                        Зозуля П. В.

 

 

 

 

 

 

 

Москва – 2016 г.

Оглавление

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I. Введение

 

Радиационное загрязнение - это превышение естественного уровня содержания в окружающей среде радиоактивных веществ. Оно может быть вызвано ядерными взрывами, утечкой радиоактивных компонентов в результате аварий на АЭС или других предприятиях, при разработке радиоактивных руд и т.д. При авариях на АЭС особенно резко увеличивается загрязнение среды радионуклидами (стронций-90, цезий-137, церий-141, йод-131, рутений-106 и др.). В настоящее врёмя, по данным Международного агентства по атомной энергетике. (МАГАТЭ), число  действующих в мире реакторов достигло 426 при их общей электрической мощности приблизительно 320 ГВт (17%  мирового производства электроэнергии).

Ядерная энергетика, при условии строжайшего выполнения необходимых требований, более или менее экологически чище по сравнению с теплоэнергетикой, так как исключает вредные выбросы в атмосферу (зола, диоксиды, углерода и серы, оксиды азота и т.п.). Во Франции быстрое наращивание мощностей АЭС позволило в последние годы серьезно уменьшить выбросы диоксида серы и оксидов азота в секторе энергетики на 71 и 60% соответственно.  В Японии  для стабилизации энергообеспечения страны в ближайшие 20 лет планируется построить около 40 новых АЭС, что удовлетворит 43% энергопотребностей. Но в целом в мире отмечена тенденция сокращения строительства новых АЭС. Использование атомной энергии в крупных масштабах приводит к накоплению радиоактивных отходов. Возникает проблема их захоронения.

 

II. Источники и характеристика радиационного загрязнения.

2.1 Характеристика радиационного загрязнения.

Научные открытия и развитие физико-химических технологий в XX в.  привели к появлению искусственных источников радиации, представляющих высокую потенциальную опасность для человечества и всей биосферы. Этот потенциал во много раз больше естественного радиационного фона, к которому адаптирована вся живая природа. Естественный радиационный фон обусловлен рассеянной радиоактивностью земной коры, проникающим космическим излучением, потреблением с пищей биогенных радионуклидов и составлял в недавнем прошлом 8—9 микрорентген в час (мкР/ч), что соответствует среднегодовой эффективной эквивалентной дозе (ЭЭД = НD) для жителя Земли в 2 миллизиверта (мЗв). Рассеянная радиоактивность обусловлена наличием в среде следовых количеств природных радиоизотопов с периодом полураспада (T1/2) более 105 лет (в основном урана и тория), а также 40К, 14С, 226Ra и 222Rn. Газ радон в среднем дает от 30 до 50% естественного фона облучения наземной биоты. Из-за неравномерности распределения источников излучения в земной коре существуют некоторые региональные различия фона и его локальные аномалии. Указанный уровень фона был характерен для доиндустриальной эпохи и в наше время несколько повышен техногенными источниками радиоактивности — в среднем до 11— 12 мкР/ч при среднегодовой ЭЭД в 2,5 мЗв. Эту прибавку обусловили:

а) технические источники проникающей радиации (медицинская диагностическое и терапевтическое рентгеновское оборудование, радиационная дефектоскопия, источники сигнальной индикации и т.п.);

б) извлекаемые из недр минералы, топливо и вода;

в) ядерные реакции в энергетике и ядерно-топливном цикле;

г) испытания и применение ядерного оружия. Деятельность человека в несколько раз увеличила число присутствующих в среде радионуклидов и на несколько порядков — их массу на поверхности планеты.

Главную радиационную опасность представляют запасы ядерного оружия и топлива и радиоактивные осадки, образовавшиеся в результате ядерных взрывов или аварий и утечек в ядерно-топливном цикле — от добычи и обогащения урановой руды до утилизации отходов. В мире накоплены десятки тысяч тонн расщепляющихся материалов, обладающих огромной суммарной активностью. С 1945 по 1996 г. США, СССР (Россия), Великобритания, Франция и Китай произвели в надземном пространстве более 400 ядерных взрывов. В атмосферу поступили сотни различных радионуклидов, которые постепенно распространились на всей поверхности планеты. Их глобальное количество почти удвоили ядерные катастрофы, произошедшие на территории СССР. Долгоживущие радиоизотопы (углерод-14, цезий-137, стронций-90 и др.) и в настоящее время продолжают излучать, создавая приблизительно 2%-ю добавку к фону радиации. Последствия атомных бомбардировок, ядерных испытаний и аварий еще долгое время будут влиять на здоровье облученных людей и их потомков. Пока сложно говорить о влиянии техногенного превышения естественного фона радиации на биоту биосферы. Мы еще не знаем, как может сказаться на биоте океана разгерметизация затопленных контейнеров с радионуклидами и реакторов затонувших подводных лодок. Во всяком случае, можно предполагать повышение уровня мутагенеза.

Радиационные загрязнения, связанные с технологически нормальным ядерным топливным циклом, имеют локальный характер и доступны для контроля, изоляции и предотвращения эмиссий. Использование объектов атомной энергетики сопровождается незначительным радиационным воздействием. Многолетние систематические измерения и контроль радиационной обстановки не обнаружили серьезного влияния на состояние объектов окружающей среды. Дозы облучения населения, проживающего в окрестностях АЭС, не превышают 10 мкЗв/год, что в 100 раз меньше установленного допустимого уровня. Вероятность радиационных аварий реакторов АЭС сейчас оценивается как 10 –4 -10 -5 в год.

 

2.2 ПО «Маяк»

ПО «Маяк». Самое крупное из известных сейчас скоплений радионуклидов находится на Урале, 70 км в сторону северо-запада от Челябинска на территории производственного объединения «Маяк». ПО «Маяк» было создано на базе промышленного комплекса, построенного в 1945—1949 гг. Здесь в 1948 г. был запущен первый в стране промышленный атомный реактор, в 1949 г. — первый радиохимический завод, изготовлены первые образцы атомного оружия. В настоящее время в производственную структуру ПО «Маяк» входит ряд производств ядерного цикла, комплекс по захоронению высокоактивных материалов, хранилища и могильники РАО. Многолетняя деятельность ПО «Маяк» привела к накоплению большого количества радионуклидов и серьезному загрязнению районов Челябинской, Свердловской, Курганской и Тюменской областей. В результате выброса отходов радиохимического производства непосредственно в открытую речную систему Обского бассейна через р. Теча (1949—1951 гг.), а также вследствие аварий 1957 и 1967 гг. в окружающую среду было выброшено 23 млн. Ки активности. Радиоактивное загрязнение охватило территорию в 25 тыс. км2 с населением свыше 500 тыс. человек. Официальные данные, что более 10 поселков и деревень, подверглись загрязнению в результате сбросов радиоактивных отходов в р. Теча, появились только в 1993 г.

В 1957 г. в результате теплового взрыва емкости с РАО произошел мощный выброс радионуклидов (церий-144, цирконий-95, стронций-90, цезий-137 и др.) с суммарной активностью 2 млн. Ки. Возник «Восточно-Уральский радиоактивный след» длиной около 110 км (в результате последующей миграции даже до 400км) и шириной до 35—50 км (рис. 1.1). Общая площадь загрязненной территории, ограниченной изолинией 0,1 Ки/км2  по стронцию-90, составила 23 тыс. км2. Около 10 тыс. человек из 19 населенных пунктов в зоне самого высокого загрязнения с большой задержкой были эвакуированы и переселены. Зона радиационного загрязнения на Южном Урале расширилась по причине ветрового разноса радиоактивных аэрозолей с пересохшей части технологического водоема № 9 ПО «Маяк» (оз. Карачай) в 1967 г. В настоящее время в этом резервуаре находится около 120 млн Ки активности, преимущественно за счет стронция-90 и цезия-137. Под озером сформировалась линза загрязненных подземных вод объемом около 4 млн м3 и площадью 10 км2. Существует опасность проникновения загрязненных вод в другие водоносные горизонты и выноса радионуклидов в речную сеть.

    

 

     Рис. 1.1 Кара-схема «следа», связанного с аварией на ПО «Маяк» в 1957 г.

 

Зоны загрязнения с активностью по стронцию-90: 1 - более 50 Ки/км2; 2 - более 5 Ки/км2; 3 - более 0,1 Ки/км2; 4 - более 0,02 Ки/км2 через год после аварии. По данным радиационного мониторинга, выпадения цезия-137 из атмосферы в районах, расположенных в зоне влияния ПО «Маяк», в течение 1994г. были в 50—100 раз больше, чем в среднем по стране. Высоким остается и уровень загрязнения местности цезием-137 в пойме р. Теча. Концентрации стронция-90 в речной воде и в донных отложениях в 100 —1000 раз превышают фоновые значения. В каскаде промышленных водоемов в верховьях Течи содержится 350 млн м3 загрязненной воды, являющейся по сути низкоактивными отходами. Суммарная активность твердых и жидких РАО, накопленных в ходе деятельности ПО «Маяк», достигает 1 млрд Ки. Скопление огромного количества РАО, загрязнение поверхностных водоемов, возможность проникновения загрязненных подземных вод в открытую гидрографическую систему Обского бассейна создают очень высокую степень радиационного риска на Южном Урале.

 

1.3 Чернобыль.

Не только сегодняшние, но и последующие поколения будут помнить Чернобыль и ощущать последствия этой катастрофы. В результате взрывов и пожара при аварии на четвертом энергоблоке ЧАЭС с 26 апреля по 10 мая 1986 г. из разрушенного реактора было выброшено примерно 7,5 т ядерного топлива и продуктов деления с суммарной активностью около 50 млн Ки. По количеству долгоживущих радионуклидов (цезий-137, стронций-90 и др.) этот выброс соответствует 500—600 Хиросимам. Из-за того, что выброс радионуклидов происходил более 10 суток при меняющихся метеоусловиях, зона основного загрязнения имеет веерный, пятнистый характер (рис. 1.2). Кроме 30 километровой зоны, на которую пришлась основная часть выброса, в разных местах в радиусе до 250 км были выявлены участки, где загрязнение достигло 200 Ки/км2. Общая площадь «пятен» с активностью более 40 Ки/км2 составила около 3,5 тыс. км2, где в момент аварии проживало 190 тыс. человек. Всего радиоактивным выбросом ЧАЭС в разной степени было загрязнено около 80% территории Белоруссии, вся северная часть Правобережной Украины и 19 областей России. В целом по РФ загрязнение, обусловленное аварией на ЧАЭС, с плотностью 1 Ки/км2 и выше охватывает более 57 тыс. км2, что составляет 1,6% площади ЕТР (табл. 1.1). Уточненные в 1994 г. границы площадей, загрязненных цезием-137, по сравнению с 1993 г. почти не изменились. Следы Чернобыля обнаружены в большинстве стран Европы (табл. 1.2), а также в Японии, на Филиппинах, в Канаде. Катастрофа приобрела глобальный характер.

 

Рис. 1.2. Карта-схема территорий с наиболее интенсивным загрязнением

радионуклидами выброса Чернобыльской аварии:

    

И в наши дни, когда прошло полтора десятилетия после чернобыльской трагедии существуют противоречивые оценки ее поражающего воздействия и причиненного экономического ущерба. На основании опубликованных в 2000 г. данных из 860 тыс. человек, участвовавших в ликвидации последствий аварии, более 55 тыс. ликвидаторов умерли, десятки тысяч стали инвалидами. Полмиллиона человек до сих пор проживает на загрязненных территориях. Таблица 1.1. Площади областей и республик России, загрязненных цезием-137 (по состоянию на январь 1995 г.)

 

 

 

    

Области, республики		Общая площадь области, республики, тыс. км2		Площадь загрязнений цезием-137, км2
				Ки/км2
			1-5	5-15	15-40	>40
1.	Белгородская	27,1	1 620
2.	Брянская	34,9	6 750	2628	2 130	310
3.	Воронежская	52,4	1 320
4.	Калужская	29,9	3 500	1 419
5.	Курская	29,8	1 220
6.	Липецкая	24,1	1 619
7.	Ленинградская	85,9	850
8.	Нижегородская	74,8	250
9.	Орловская	24,7	8 840	132
10.	Пензенская	43,2	4 130
11.	Рязанская	39,6	5 320
12.	Саратовская	100,2	150
13.	Смоленская	49,8	100
14.	Тамбовская	34,3	510
15.	Тульская	25,7	1 320	1 271
16.	Ульяновская	37,3	1 100
17.	Мордовия	26,2	1 900
18.	Татарстан ,	68,0	110
19.	Чувашия	18,0	80
	Итого		49 760	5450	2 130	310