Дипломная работа: Захист довкілля від іонізуючого випромінювання
2. Підприємства по видобутку, переробці й одержанню матеріалів, що розщеплюються, і штучних радіоактивних речовин - потенційні джерела забруднення навколишнього середовища. Це підприємства атомної промисловості: уранові рудники і гідрометалургійні заводи по одержанню збагаченого урану (уранового концентрату), заводи по очищенню уранових концентратів, експериментальні й енергетичні реактори, заводи з виробництва ядерного пального.
До відходів, що виникають при видобутку уранової руди, відносяться шахтні води, рудні відвали і рудничне повітря. Вміст урану в шахтних водах досягає 0,3-10 мг/л, радію - 0,2-3,7 Бк/л. У рудних відвалах утримуються соті частки відсотка урану, радію - від 5х10-10 г/г. Унаслідок вимивання і вітрової ерозії відвали можуть ставати джерелами забруднення навколишньої території. Рудничне повітря, що надходить в атмосферу при вентилюванні шахт, може містити підвищена кількість радону і його продуктів.
Основними відходами гідрометалургійних заводів є рудні пульпи, що складаються з песковой шламової фракції. У пісках, що скидаються, і шламах вміст урану складає 0,02-0,028%, радію - (2-3)х10-10 г/г.
З газовими викидами гідрометалургійних підприємств в атмосферне повітря можуть надходити радон, аэрозоли урану, радію (при видаленні вентиляційного повітря з ділянок здрібнювання руди, сушіння, прокалки і фасовки уранового концентрату) і т.д.
На заводах по очищенню уранових концентратів (або збагачення урану) у процесі виробництва утвориться до 5,7 м3 рідких відходів на 1 т збагаченого урану. Газоподібні викиди цих заводів можуть містити гексафторид урану й урановмісні пил і дим від хімічних процесів і механічної обробки металевого урану.
При експлуатації атомних електростанцій і експериментальних реакторів утворяться газоподібні, рідкі і тверді радіоактивні відходи. Радіоактивні гази й аэрозоли виникають у результаті опромінення газів і аэрозолей повітря нейтронами в зоні реактора.
Процеси одержання ядерного пального супроводжуються утворенням газоподібних відходів, основна активність яких обумовлена присутністю в них радіойоду.
Джерелами рідких радіоактивних відходів реакторів можуть служити вода або будь-які розчини, застосовувані як теплоносії. У цьому випадку наведена активність, що виникає в теплоносії першого контуру, буває обумовлена захопленням нейтронів атомами елементів, що надходять у теплоносія в результаті процесу корозії елементів конструкцій. Іншим джерелом рідких відходів є басейни витримки тепловиділяючих елементів (ТВЕЛ), використовувані для підвідного збереження що відробили ТВЭЛ. Вода басейнів може забруднюватися продуктами розподілу при порушенні цілості оболонок ТВЕЛІВ, домішками, що потрапили на оболонки, і іншими матеріалами, що попадають у воду басейну при розвантаженні реактора. До рідких відходів відносяться також стічні води санітарних пропускників і спецпрачечных, а також води після дезактивації устаткування і приміщень.
На заводах з виробництва ядерного пального насамперед видаляють оболонки ТВЕЛ, а потім паливо розчиняють і роблять екстракцію урану і плутонію. При здійсненні зазначених операцій виникають рідкі радіоактивні відходи в значних обсягах з питомою активністю до 1 Ки/л і більш.
3. Установи, підприємства і лабораторії, що використовують радіоактивні речовини в технології виробничого процесу. До цієї групи потенційних джерел радіоактивного забруднення навколишнього середовища відносяться: "гарячі" лабораторії, радіоізотопні лабораторії і радіологічні відділення медичних установ, лабораторії науково-дослідних інститутів, де проводяться роботи в області біології і сільського господарства з використанням відкритих радіоактивних речовин, радіоізотопні лабораторії в промисловості і т.д..
У залежності від характеру технологічного процесу, здійснюваного в "гарячих" лабораторіях (фасовка радіоактивних речовин, виконання експериментів з опроміненими на реакторах матеріалами, виготовленням радіоактивних препаратів і т.д. ), вони можуть бути джерелами газоподібних, рідких і твердих радіоактивних відходів з високим змістом у них різноманітних радіоактивних ізотопів.
При застосуванні відкритих радіоактивних речовин у медичній практиці можливе утворення газоподібних, рідких і твердих радіоактивних відходів (повітря, вилучений з боксів і витяжних шаф; виділення хворих; респіратори однократного використання, фільтрувальна папера й ін.).
У лабораторіях сільськогосподарського профілю утворяться відходи у формі стебел, листя, плодів і інших супутніх матеріалів.
Слід зазначити, що обсяг і питома активність відходівзазначеної групи об'єктів (за винятком "гарячих" лабораторій) порівняно невеликі в порівнянні з відходами підприємств, що відносяться до другої групи потенційних джерел забруднень навколишнього середовища.
Наявність природних і техногенних джерел іонізуючих випромінювань визначає можливість реального опромінення людей.
Для попередження несприятливої дії іонізуючих випромінювань на організм здійснюється гігієнічне регламентування опромінення людини, що є найважливішим заходом у системі забезпечення радіаційної безпеки працюючих і населення.
1.3 Одиниці вимірювання радіоактивних випромінювань
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.
Кінцевий результат поглинання організмом іонізуючого проміння залежить від багатьох чинників, але насамперед — від кількості енергії, яка виділилася в ньому.
Тому у дозиметрії основним поняттям є "поглинута доза" D (часто його скорочують до одного слова "доза"). Вона визначається як відношення всієї поглинутої енергії Е до маси речовини т, у якій вона спричинила іонізацію і радіоліз (радіаційний розклад) молекул: D = Elm (Дж/кг = Гр).
Одиницею дози є грей, названий на честь англійського фізика С. Грея, одного із засновників радіаційної дозиметрії.
Якщо людина отримує дозу 1 Гр, то в кожному кілограмі її тіла іонізуючі агенти виділять енергію 1 Дж. Стільки ж енергії виділяє камінь масою 1 кг, впавши з висоти 10 см. Тому може видатися, що це незначна енергія і шкідливі наслідки малоймовірні, адже тіло нагріється лише на 0,00024 °С.
На жаль, це не так, і така доза негативно позначається на здоров'ї. Причиною є особлива токсичність вторинних продуктів дії радіації, своєрідне біологічне посилення фізичної дії іонізуючого випромінювання .
З огляду на особливості всіх видів випромінювання можна чекати різної шкідливості однакових доз кожного з них. Експерименти підтверджують це припущення: поглинутий тілом джоуль енергії а-частинок майже у 10 разів шкідливіший від аналогічної енергії (3-частинок чи у-променів. Тому вважають, що коефіцієнт якості (фактично, шкідливості) а-частинок ka = 10, а pi-частинок і у-променів відповідно kg = 1, k = 1.
Якщо врахувати цю неоднакову "ефективність" різних іонізуючих агентів, то можна запровадити "ближчу до суворої прози життя" так звану еквівалентну дозу, її позначають Н і вимірюють у зівертах (Зв), названих так на честь шведського вченого Р. Зіверта.