Курсовая работа: Екологічні наслідки аварії на Чорнобильській АЕС
29 років
36 років 1 місяць 10 діб
Цезій – 137
30 років
2 місяці 10 діб
Плутоній - 239
24 000 років
180 років 6 місяців 10 діб
1.1.1 Характеристика та особливості цезію-137
Серед антропогенних радіонуклідів, що глобально забруднюють біосферу, особливої до себе уваги вимагає радіоактивний цезій - один з основних джерел, що формують дози зовнішнього й внутрішнього опромінення людей. Відомо 34 ізотопу цезію з масовими числами 114-148, з них тільки один (133 Cs) стабільний, інші - радіоактивні. З радіоактивних ізотопів цезію найцікавіший 137 Cs з періодом піврозпаду 30 років. 137 Cs – β-випромінюючий нуклід із середньою енергією β-часток 170.8 кеВ. Його дочірній нуклід 137m Ba має період піврозпаду 2.55 хв. і випускає γ-кванти з енергією 661 кеВ.
Таблиця 1.2. Динаміка накопичення 137 Cs (в % повної -активності) у працюючому ядерному реакторі, грамів
Цей радіоактивний матеріал використовується в гама-дефектоскопії, вимірювальній техніці, для радіаційної стерилізації харчових продуктів, зокрема пшениці, в медичних препаратах і ліках, радіотерапії для лікування злоякісних пухлин в онкохворих. Окрім того, цезій-137 застосовують у промисловості. В організм тварин і людини 137 Cs проникає в основному через органи дихання й травлення. Розчинний 137 Cs у кишечнику й легенях всмоктується практично повністю, однак у жуйних тварин цьому перешкоджають клітковина й калій, що містяться в кормі. Добрим захистом для людини й тварин слугує шкіра: через неушкоджену поверхню проникає всього 0.007% нанесеного кількості нукліда, а через обпалену - 20%; через рану протягом перших 10 хв. всмоктується 50%, а через три години - більше 90% нанесеного кількості. Незалежно від шляху надходження близько 80% 137 Cs накопичується в м'язах, 8% - у кістяку й інша частина відносно рівномірно розподіляється в інших тканинах. З організму матері 137 Cs проникає через плаценту в плід, причому, чим старше ембріон, тем у більших кількостях нуклід накопичується в його органах і тканинах [15].
1.1.2 Характеристика та особливості стронцію-90
Хімічний аналог кальцію, характеризується високою засвоюваністю рослинами і тваринами, повільно виводиться з організму, бо накопичується в кістковій тканині (піврозпад триває 29,12 років). У більшості забруднених районів внеском стронцію-90 в дозове навантаження на людину, в порівнянні з цезіем-137, можна знехтувати, оскільки співвідношення між активністю цих радіонуклідів у ґрунті в більшості областей не перевищує 0,01, досягаючи лише в окремих районах 0.20. Коефіцієнти переходу з усіх типів ґрунтів в рослинну продукцію для стронцію-90 вищі, ніж для цезію-137, але надходження з раціону в тваринницьку продукцію для стронцію-90 нижчі, ніж для цезію-137 (для молока - в 5-10 і для м'яса - приблизно в 100 разів). Ця обставина не викликає необхідності контролю за вмістом стронцію-90, але проведення всіх захисних заходів в АПК слід планувати, орієнтуючись на щільність забруднення ґрунтів цезієм-137. Всі заходи одночасно будуть поліпшувати радіаційну ситуацію в регіоні і по відношенню до стронцію-90. За час, що минув після аварії на ЧАЕС, радіаційна ситуація в Україні значно поліпшилася. Цьому сприяли наступні дії та процеси:
· Проведення ретельного радіаційного моніторингу сільськогосподарського виробництва, продукції, її контролю і бракування;
· здійснення комплексу контрзаходів в галузі сільськогосподарського виробництва, спрямованого на зниження забруднення продуктів харчування населення;
· природні реабілітаційні процеси - фізичний розпад радіонуклідів, їх фіксація в ґрунті і перерозподіл в об’єктах навколишнього середовища.
Однак, у приватних підсобних господарствах ще дотепер виробляється сільськогосподарська продукція, в якій вміст радіонуклідів значно перевищує встановлені державні нормативи. Ще залишається близько 40 населених пунктів, де радіоактивність у молоці і м’ясі постійно перевищує допустимі рівні (ДР-97) у 5-15 разів і більше 400 населених пунктів, де рівень радіоактивного забруднення молока у багатьох приватних господарствах (>30%) може перевищувати ДР-97. Поряд з цим, зустрічаються випадки перевищення вмісту радіоцезію в картоплі, овочах (близько 10 населених пунктів) і радіостронцію у зернових культурах (близько 50 населених пунктів), чого не відмічалося у попередні роки. На сьогодні, за даними радіологічного та дозиметричного моніторингу, структура формування дози опромінення населення в різних регіонах України суттєво відрізняється від початку аварійного періоду. Загальна тенденція формування дози опромінення населення у північно-західних Поліських районах представлена на Рис. У цьому регіоні сумарна доза опромінення коливається в межах 0,5 – 5,0 мЗв за рік (згідно вимог “Норм радіаційної безпеки України” ця доза не повинна перевищувати 1 мЗв за рік) і формується, головним чином (80-95%), за рахунок споживання продуктів харчування з підвищеним вмістом радіонуклідів (переважно 137 Cs). Зовнішнє опромінення при цьому складає лише 5-20% від сумарної дози [18].
1.1.3 Характеристика та особливості йоду-131
Радіонуклід з періодом піврозпаду 8.04 діб, в- і г-випромінювач. Внаслідок високої летючості практично весь йод-131, що був у реакторі (7.3 МКі), був викинутий в атмосферу. Його біологічна дія пов'язана з особливостями функціонування щитоподібної залози. Її гормони - тироксин і трийодтирояін - мають у своєму складі атоми йоду. Тому в нормі щитовидна залоза поглинає близько 50% йоду, що надходить в організм. Природно, залоза не відрізняє радіоактивні ізотопи йоду від стабільних. Щитовидна залоза дітей у три рази активніше поглинає, що потрапив в організм радіо йод. Крім того, йод-131 легко проникає через плаценту й накопичується в залозі плода. Накопичення в щитовидній залозі великих кількостей йоду-131 веде до радіаційного ураження секреторного епітелію й до гіпотиреозу - дисфункції щитовидної залози. Зростає також ризик злоякісного переродження тканин. Мінімальна доза, при якій є ризик розвитку гіпотиреозу у дітей - 300 рад, у дорослих - 3400 рад. Мінімальні дози, за яких з'являється ризик розвитку пухлин щитовидної залози, знаходяться у діапазоні 10-100 рад. Найбільш великий ризик за доз 1200-1500 рад. У жінок ризик розвитку пухлин у чотири рази вище, ніж у чоловіків, у дітей у три-чотири рази вище, ніж у дорослих [21].
1.1.4 Характеристика та особливості америцію-241
Америцій-241 - є дочірнім продуктом ізотопу плутонію (241 Pu). 241 Am має період напіврозпаду 432,8 років. При розпаді америцій-241 випускає α-частинки й м'які (60 кеВ) γ-промені. Америцій-241 - це метал сріблясто-білого кольору, що піддається куванню. Америцій у темряві світиться за рахунок власного α-випромінювання. Найбільше він схожий на метали рідкісноземельного сімейства. Америцій повільно тьмяніє в сухому повітрі при кімнатній температурі. Температура плавлення америцію становить 1173°C, температура кипіння 2607°C, щільність 13,76 г/см3 .
На відміну від плутонію, америцій-241 має досить гарну розчинність і, отже, має більшу рухливість у навколишньому середовищі (у порівнянні із плутонієм). При надходженні америцію-241 через органи подиху відзначається, що ізотоп швидко переміщається з легенів в кров і має здатність до накопичення в кістяку й печінки людини.
Основними органами депонування 241 Am в організмі тварин і людини є кістяк, печінка й нирки. На рівні відкладання радіонукліда в цих органах впливають хімічна форма сполуки, що вводиться, і вид, вік тварин [4].
1.2 Наслідки радіоактивного забруднення для навколишнього середовища
1.2.1 Наслідки радіоактивного забруднення для ґрунтів
Забруднення ґрунтів в Україні залежить від багатьох факторів: від природної активності ізотопів, від їхньої рухливості (мобільності) у ґрунті й від типу ґрунту. Якщо в ґрунті міститься цезій, то він роками може залишатися в поверхневому шарі. Вимірювання, проведені в 1996 році, показали, що 90% забруднення радіоактивним цезієм усе ще перебувало у верхньому 5- сантиметровому шарі ґрунту. Державний Комітет із проблем наслідків катастрофи на ЧАЕС у своєму звіті робить висновок про те, що "цезій ще довго буде залишатися в корененасичених шарах ґрунтів" [9].
Як і раніше найбільше сильно забрудненими залишаються лісові ґрунти. Відбувається це тому, що коріння, хвоя й листя накопичують радіацію як фільтри. Обпадання листя й хвої підвищує накопичення радіонуклідів у ґрунті. У глинистих і піщаних ґрунтах цезій проникає в глибинні шари також дуже повільно, трохи швидше процес проникнення радіонуклідів у глибокі ґрунтові шари відбувається на торфовищах [14].