Министерство образования
Государственное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
«Сибирский государственный индустриальный университет»
Реферат по теме:
«Переработка радиоактивных отходов. Влияние на человека»
Новокузнецк 2010
Введение
Явление радиоактивности было открыто в 1896 году французским ученым Анри Беккерелем, В настоящее время оно широко используется в науке, технике, медицине, промышленности. Радиактивные элементы естественного происхождения присутствуют повсюду в окружающей человека среде. В больших объемах образуются искусственные радионуклиды, главным образом в качестве побочного продукта на предприятиях оборонной промышленности и атомной энергетики. Попадая в окружающую среду, они оказывают воздействия на живые организмы, в чем и заключается их опасность.
Цель реферат рассмотреть явление радиации, не вдаваясь подробности, однако заострить внимание на воздействии ионизирующего излучения на человека. Центральной темой данной работы станут знакомство с радиоактивные отходы современного производства и АЭС в частности. Будут рассмотрены некоторые моменты, связанные с принципами работы с ядерными отходами. Будет дано краткое описание технологий захоронения ядерных отходов. Так же будут затронуты моменты связанные с захоронением отходов на территории Российской Федерации и освещенные СМИ.
«Радиоактивные отходы - ядерные материалы и радиоактивные вещества, дальнейшее использование которых не предусматривается (закон "Об использовании атомной энергии")». [1]
1. Радиация. Общие вопросы
Радиация или ионизирующее излучение в общем смысле - различные виды микрочастиц и физических полей, способные ионизировать вещество. В более узком смысле к ионизирующему излучению не относят ультрафиолетовое излучение и излучение видимого диапазона света, которое в отдельных случаях также может быть ионизирующим. Излучение микроволнового и радиодиапазонов не является ионизирующим.
Альфа-излучение представляет собой поток альфа-частиц - ядер гелия-4. Альфа-частицы, рождающиеся при радиоактивном распаде, могут быть легко остановлены листом бумаги. Бета-излучение - это поток электронов, возникающих при бета-распаде; для защиты от бета-частиц энергией до 1 МэВ достаточно алюминиевой пластины толщиной несколько мм. Гамма-излучение обладает гораздо большей проникающей способностью, поскольку состоит из высокоэнергичных фотонов, не обладающих зарядом; для защиты эффективны тяжёлые элементы (свинец и т.д.), поглощающие фотона в несколько МэВ в слое толщиной несколько см. Проникающая способность всех видов ионизирующего излучения зависит от энергии.
Важными показателями взаимодействия ионизирующего излучения с веществом служат такие величины, как линейная передача энергии (ЛПЭ), показывающая, какую энергию излучение передаёт среде на единице длины пробега при единичной плотности вещества, а также поглощённая доза излучения, показывающая, какая энергия излучения поглощается в единице массы вещества.
В Международной системе единиц (СИ) единицей поглощённой дозы является грэй (Гр), численно равный отношению 1 Дж к 1 кг. Ранее широко применялась также экспозиционная доза излучения - величина, показывающая, какой заряд создаёт фотонное (гамма- или рентгеновское) излучение в единице объёма воздуха. Наиболее часто применяющейся единицей экспозиционной дозы был рентген (Р), численно равный 1 СГСЭ-единицы заряда к 1 см³ воздуха.
2. Опасность для человека
Ионизация, создаваемая излучением в клетках, приводит к образованию свободных радикалов. Свободные радикалы вызывают разрушения целостности цепочек макромолекул (белков и нуклеиновых кислот), что может привести как к массовой гибели клеток, так и канцерогенезу и мутагенезу. Наиболее подвержены воздействию ионизирующего излучения активно делящиеся (эпителиальные, стволовые, также эмбриональные) клетки.
Из-за того, что разные типы ионизирующего излучения обладают разной ЛПЭ, одной и той же поглощённой дозе соответствует разная биологическая эффективность излучения. Поэтому для описания воздействия излучения на живые организмы вводят понятия относительной биологической эффективности (коэффициента качества) излучения по отношению к излучению с низкой ЛПЭ (коэффициент качества фотонного и электронного излучения принимают за единицу) и эквивалентной дозы ионизирующего излучения, численно равной произведению поглощённой дозы на коэффициент качества. [2]
Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв). Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения, поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы является бэр (до 1963 года - биологический эквивалент рентгена, после 1963 года - биологический эквивалент рада - Энциклопедический словарь). 1 Зв = 100 бэр.
Эффективная доза (E) - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты.
Эффективная доза для персонала работающего на радиоактивном производстве не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) 1000 мЗв, а для обычного населения за всю жизнь - 70 мЗв. Планируемое повышенное облучение допускается только для мужчин старше 30 лет при их добровольном письменном согласии после информирования о возможных дозах облучения и риске для здоровья. [2]
«Эффекты воздействия радиации на человека обычно делятся на две категории:
1) Соматические (телесные) - возникающие в организме человека, который подвергался облучению.
2) Генетические - связанные с повреждением генетического аппарата и проявляющиеся в следующем или последующих поколениях: это дети, внуки и более отдаленные потомки человека, подвергшегося облучению.
Таблица 1 - Воздействие радиации на человека
| Радиационные эффекты облучения человека | |
| Соматические эффекты | Генетические эффекты |
| Лучевая болезнь | Генные мутации |
| Локальные лучевые поражения | Хромосомные аберрации |
| Лейкозы | |
| Опухоли разных органов | |
Различают пороговые (детерминированные) и стохастические эффекты. Первые возникают, когда число клеток, погибших в результате облучения, потерявших способность воспроизводства или нормального функционирования, достигает критического значения, при котором заметно нарушаются функции пораженных органов. Зависимость тяжести нарушения от величины дозы облучения показана в таблице 2. [3]
Таблица 2 - Воздействие различных доз радиации на человека
| Воздействие различных доз облучения на человеческий организм | |
| Доза, Гр | Причина и результат воздействия |
| (0.7 - 2) 10-3 | Доза от естественных источников в год |
| 0.05 | Предельно допустимая доза профессионального облучения в год |
| 0.1 | Уровень удвоения вероятности генных мутаций |
| 0.25 | Однократная доза оправданного риска в чрезвычайных обстоятельствах |
| 1.0 | Доза возникновения острой лучевой болезни |
| 3- 5 | Без лечения 50% облученных умирает в течение 1-2 месяцев вследствие нарушения деятельности клеток костного мозга |
| 10 - 50 | Смерть наступает через 1-2 недели вследствие поражений главным образом желудочно-кишечного тракта |
| 100 | Смерть наступает через несколько часов или дней вследствие повреждения центральной нервной системы |
В качестве иллюстрирующего примера ситуации связанной с безопасностью жизнедеятельности вблизи атомного производства приведем статью с интернет портала отделения GreenPeace в России. (http://www.greenpeace.org/russia/ru/press/)
«Радиационное загрязнение сопровождает все звенья атомного топливного цикла: добычу и переработку урана, производство топлива для АЭС, работу АЭС, а также хранение и переработку отработавшего ядерного топлива (ОЯТ).
Так, один из самых обычных в выбросах АЭС радионуклид «цезий-137», попадая в организм человека, вызывает саркому (одна из разновидностей раковых заболеваний). Другой радионуклид – «стронций-90» - может замещать кальций в твердых тканях и грудном молоке. Что ведет к развитию рака крови (лейкемии), раку кости и раку груди. А малые дозы облучения «криптоном-85» повышают вероятность заболевания раком кожи.
Наибольшему воздействию радиации подвергаются работники самих ядерных объектов, а также люди, проживающие в прилегающих к ним зонах, в так называемых «закрытых административно-территориальных образованиях» (ЗАТО). Даже при строгом соблюдении всех норм радиационной безопасности, жителям таких городов свойственно раннее старение, ослабленные зрение и иммунная система, чрезмерная психологическая возбудимость и др. А распространенность врожденных аномалий среди детей в возрасте до 14 лет, проживающих в российских ЗАТО, вдвое превышает показатель по стране.
По данным самого Росатома, заболеваемость нервной системы и органов чувств у работников атомной отрасли почти в 2 раза выше, чем у населения, проживающего рядом, например, с АЭС. Распространенность гипертонической болезни среди персонала атомных предприятий в 3 раза выше, чем в среднем по стране, а частота заболеваний костно-мышечной системы – вдвое выше, крови (1997 г.) – втрое.
В реальности же от радиационного заражения страдают, сами того не зная, гораздо большее число людей. Даже самые малые дозы облучения вызывают необратимые генетические изменения, которые затем передаются из поколения в поколение. По оценкам американского радиобиолога Р. Бертелл, от атомной индустрии к началу 21 века генетически пострадало не менее 223 млн. человек. Радиация тем и страшна, что ставит под угрозу жизнь и здоровье сотен миллионов людей грядущих поколений, вызывая такие заболевания, как синдром Дауна, эпилепсию, дефекты умственного и физического развития.