Відходи типів В і З утворюються безпосередньо при виробленні електроенергії на АЕС. Коли закладений в реактор оксид урану через три - чотири роки витягують як відпрацьоване паливо, в нім міститься ще 95,5% урану і лише 3,5% продуктів розпаду; крім того, уран – 238, поглинаючи нейтрони, перетворюється на плутоній (1%) або інший елемент сімейства актиноїдів з більшою, ніж в урану атомною масою.
Укладене в упаковку відпрацьоване паливо зберігається в траншеях, чекаючи остаточного складування. Сортують паливо на спеціальних заводах, який після складних хімічних і механічних операцій видає уран, плутоній і. бетонні і скляні блоки.
Вони начинені відходами класу З, розмолотими в парашек, утрамбованими і змішаними з компонентами скла на молекулярному рівні. Блоки зберігаються на заводі у вентильованих колодязях.
Відходи класу В – паливо і покидьки повторної переробки – поміщають в металеві футляри, а потім замуровують в бетон. Якщо застосувати пресування під тиском, то об'єм відходів можна зменшити в 4 рази.
Зберігання відходів типа В і Із з – за довгого періоду напіврозпаду не можна залишити на поверхні землі, доведеться чекати не три сотні, а сотні тисяч років, до їх безпечного стану.
Після тривалих дебатів учених (у деяких Європейських країнах) було вирішено зберігати відходи в товщі геологічних шарів, щоб надійно укрити їх на тисячоліття від зовнішніх пошкоджень (ерозія, землетруси, кліматичні зміни), і антропогенних.
Вивід:
Ще не так давно слова “атомна енергетика” і “науково-технічний прогрес” зливалися в нерозривне ціле. І тому було немало причин. Молода галузь вимагала прориву в майбутнє. Вона стимулювала розвитку цілого ряду нових напрямів у фізиці, хімії, біології. Більш того, відкривалася дуже веселкова перспектива вирішення енергетичних проблем, в першу чергу заміни традиційних видів палива принципово іншим – компактним, “бездимним” і, що особливо важливе, практично невичерпним. Саме по цьому атомна енергетика відразу отримала пріоритетний розвиток в багатьох промислово розвинених країнах.
Проте з часом ситуація змінилася. Чернобольський вибух породив у всьому світі бурхливі дискусії. Пропонувалося разом закрити всі АЕС “доки не пізно”. Але коли прохолонув гарячий “чернобольский слід”, припинилися люті спори. Якось непомітно все стали реалістами. Закрити існуючі АЕС ніхто вже серйозно не вимагає, – але ж їх тріумфальний хід по планеті віднині не передбачається. Судячи з усього, вони зберегли обмежене значення, причому особлива увага приділятиметься саме питанням їх безпеки і екологічної чистоти.
2. Використання радіації в медицині
Серед різноманітних видів іонізуючих випромінювань, як уже зазначалося вище, надзвичайно важливими при вивченні питання небезпеки для здоров'я і життя людини є випромінювання, що виникають в результаті розпаду ядер радіоактивних елементів, тобто радіоактивне випромінювання.
Щоб уникнути плутанини в термінах, варто пам'ятати; що радіоактивні випромінювання, незважаючи на їхнє величезне значення, є одним з видів іонізуючих випромінювань. Радіонукліди утворюють випромінювання в момент перетворення одних атомних ядер в інші. Вони характеризуються періодом напіврозпаду (від секунд до млн. років), активністю (числом радіоактивних перетворень за одиницю часу), що характеризує їх іонізуючу спроможність. Активність у міжнародній системі (СВ) вимірюється в беккерелях (Бк), а позасистемною одиницею є кюрі (Кі). Один Кі = 37 х 109Бк. Міра дії іонізуючого випромінювання в будь-якому середовищі залежить від енергії випромінювання й оцінюється дозою іонізуючого випромінювання. Останнє визначається для повітря, речовини і біологічної тканини. Відповідно розрізняють:
* експозиційну,
* поглинену та
* еквівалентну дози іонізуючого випромінювання.
Експозиційна доза характеризує іонізуючу спроможність випромінювання в повітрі, вимірюється в кулонах на 1 кг (Кл/кг); позасистемна одиниця — рентген (Р); 1 Кл/кг — 3,88 х 103Р. За експозиційною дозою можна визначити потенційні можливості іонізуючого випромінювання.
Поглинута доза характеризує енергію іонізуючого випромінювання, що поглинається одиницею маси опроміненої речовини. Вона вимірюється в. греях Гр (1 Гр-1 Дж/кг). Застосовується і позасистемна одиниця рад (1 рад — 0,01Гр= 0,01 Дж/кг).
Доза, яку одержує людина, залежить від виду випромінювання, енергії, щільності потоку і тривалості впливу. Проте поглинута доза іонізуючого випромінювання не враховує того, що вплив на біологічний об'єкт однієї і тієї ж дози різних видів випромінювань неоднаковий. Щоб врахувати цей ефекту введено поняття еквівалентної дози.
Еквівалентна доза є мірою біологічного впливу випромінювання на конкретну людину, тобто індивідуальним критерієм небезпеки, зумовленим іонізуючим випромінюванням. За одиницю вимірювання еквівалентної дози прийнятий зіверт (Зв). Зіверт дорівнює поглинутій дозі в 1 Дж/кг (для рентгенівського та а, b випромінювань). Позасистемною одиницею служить бер (біологічний еквівалент рада). 1 бер = 0,01 Зв.
Біологічна дія іонізуючих випромінювань
Під впливом іонізаційного випромінювання атоми і молекули живих клітин іонізуються, в результаті чого відбуваються складні фізико-хімічні процеси, які впливають на характер подальшої життєдіяльності людини.
Згідно з одними поглядами, іонізація атомів і молекул, що виникає під дією випромінювання, веде до розірвання зв'язків у білкових молекулах, що призводить до загибелі клітин і поразки всього організму. Згідно з іншими уявленнями, у формуванні біологічних наслідків іонізуючих випромінювань відіграють роль продукти радіолізу води, яка, як відомо, становить до 70% маси організму людини. При іонізації води утворюються вільні радикали Н+ та ОН-, а в присутності кисню — пероксидні сполуки, що є сильними окислювачами. Останні вступають у хімічну взаємодію з молекулами білків та ферментів, руйнуючи їх, в результаті чого утворюються сполуки, не властиві живому організму. Це призводить до порушення обмінних процесів, пригноблення ферментних і окремих функціональних систем, тобто порушення життєдіяльності всього організму.
Вплив радіоактивного випромінювання на організм людини можна уявити в дуже спрощеному вигляді таким чином. Припустімо, що в організмі людини відбувається нормальний процес травлення, їжа, що надходить, розкладається на більш прості сполуки, які потім надходять через мембрану усередину кожної клітини і будуть використані як будівельний матеріал для відтворення собі подібних, для відшкодування енергетичних витрат на транспортування речовин і їхню переробку. Під час потрапляння випромінювання на мембрану відразу ж порушуються молекулярні зв'язки, атоми перетворюються в іони. Крізь зруйновану мембрану в клітину починають надходити сторонні (токсичні) речовини, робота її порушується. Якщо доза випромінювання невелика, відбувається рекомбінація електронів, тобто повернення їх на свої місця. Молекулярні зв'язки відновлюються, і клітина продовжує виконувати свої функції. Якщо ж доза опромінення висока або дуже багато разів повторюється, то електрони не встигають рекомбінувати; молекулярні зв'язки не відновлюються; виходить з ладу велика кількість клітин; робота органів розладнується; нормальна життєдіяльність організму стає неможливою.
Специфічність дії іонізуючого випромінювання полягає в тому, що інтенсивність хімічних реакцій, індуційованих вільними радикалами, підвищується, й у них втягуються багато сотень і тисячі молекул, не порушених опроміненням. Таким чином, ефект дії іонізуючого випромінювання зумовлений не кількістю поглинутої об'єктом, що опромінюється, енергії, а формою, в якій ця енергія передається. Ніякий інший вид енергії (теплова, електрична та ін.), що поглинається біологічним об'єктом у тій самій кількості, не призводить до таких змін, які спричиняє іонізуюче випромінювання.
Також необхідно відзначити деякі особливості дії іонізуючого випромінювання на організм людини:
* органи чуття не реагують на випромінювання;
* малі дози випромінювання можуть підсумовуватися і накопичуватися в організмі (кумулятивний ефект);
* випромінювання діє не тільки на даний живий організм, але і на його, спадкоємців (генетичний ефект);
* різні організми мають різну чутливість до випромінювання.
Найсильнішого впливу зазнають клітини червоного кісткового мозку, щитовидна залоза, легені, внутрішні органи, тобто органи, клітини яких мають високий рівень поділу. При одній і тій самій дозі випромінювання у дітей вражається більше клітин, ніж у дорослих, тому у дітей всі клітини перебувають у стадії поділу.
Небезпека різних радіоактивних елементів для людини визначається спроможністю організму їх поглинати і накопичувати.
Радіоактивні ізотопи надходять всередину організму з пилом, повітрям, їжею або водою і поводять себе по-різному:
*деякі ізотопи розподіляються рівномірно в організмі людини (тритій, вуглець, залізо, полоній),
* деякі накопичуються в кістках (радій, фосфор, стронцій),
*інші залишаються в м'язах (калій, рубідій, цезій),
* накопичуються в щитовидній залозі (йод), у печінці, нирках, селезінці (рутеній, полоній, ніобій) тощо.
Ефекти, викликані дією іонізуючих випромінювань (радіації), систематизуються за видами ушкоджень і часом прояву. За видами ушкоджень їх поділяють на три групи: соматичні, соматико-стохастичні (випадкові, ймовірні), генетичні. За часом прояву виділяють дві групи —' ранні (або гострі) і пізні. Ранні ураження бувають тільки соматичні. Це призводить до смерті або променевої хвороби. Постачальником таких часток є в основному ізотопи, що мають коротку тривалість життя, y - випромінювання, потік нейтронів.