Курсовая работа: Радиоактивное загрязнение окружающей среды

N – число ядер;

λ– постоянная распада, характеризующаяся вероятность распада ядра атома нуклида в единицу времени.

N_t = N₀ · exp (–λt)

где: N₀ и N_t – число радиоактивных ядер в начальный момент времени и через время t соответственно. В связи с уменьшением со временем числа ядер активность также уменьшается.

Единица активности в системе СИ – Беккерель:

1 Бк = 1 расп/сек

Внесистемная единица активности – активность, создаваемая 1 г ра­дия, называет-ся Кюри:

1 Ки = 3,7 · 10¹⁰ расп/сек

ИСТОЧНИКИ РАДИОАКТИВНЫХ ИЗЛУЧЕНИЙ

И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКА

В окружающей нас природной среде насчитывается около 300 радио­нуклидов, как естественных, так и получаемых человеком искусственных. В биосфере Земли содержится более 60 естественных радионуклидов. При работе реакторов образуется около 80, при ядерных взрывах – около 200, промышленностью России выпускается более 140 радионуклидов.

Радиоактивный фон нашей планеты складывается из четырех основ­ных компонентов:

-излучения, обусловленного космическими источниками;

-излучения от рассеянных в окружающей среде первичных радио­нуклидов;

-излучения от естественных радионуклидов, поступающих в окру­жающую среду от производств, не предназначенных непосредст­венно для их получения;

-излучения от искусственных радионуклидов, образованных при ядерных взрывах и вследствие поступления отходов от ядерного топливного цикла и других предприятий, использующих искусст­венные радионуклиды.

Первые два компонента определяют естественный радиационный фон. Третий компонент определяется как техногенно-измененный радиаци­онный фон и формируется, главным образом, за счет выбросов естественных радионуклидов при сжигании органического топлива, поступления их при внесении минеральных (в первую очередь, фосфорных) удобрений и их со­держания в строительных конструкциях и материалах.

КОСМИЧЕСКОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Первичные космические частицы, представленные в ос­новном высокоэнергетич-ными протонами и более тяжелыми ядрами, прони­кают до высоты около 20 км над уровнем моря и образуют при взаимодейст­вии с атмосферой вторичное высокоэнергетическое излучение из мезонов, нейтронов, протонов, электронов, фотонов и т.п. Частицы вторичного космического излучения вызывают ряд взаимо-действий с ядрами атомов азота и кислорода, при этом образуются космогенные радионуклиды, воздействию которых подвергается население Земли. К этой категории относится 14 радионуклидов, из них основное значение с точки зрения внутреннего облучения населения имеют ³ Н и ¹⁴ С, внешнего – ⁷ Be, ²³ Na, ²² Na. Интенсивность космического излучения зависит от активности Солнца, географического располо-жения объекта и возрастает с высотой. Для средних широт на уровне моря эффектив-ная эквивалентная доза составит примерно 300 мкЗв/год.

ИЗЛУЧЕНИЕ ОТ РАССЕЯННЫХ

ЕСТЕСТВЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ

Большинство встречающихся в природе первичных радионуклидов относится к продуктам распада урана, тория и актиния (актиноурана), яв­ляющихся родоначальни-ками 3 радиоактивных семейств.

Семейство урана начинается ²³⁸ U, завершается стабильным изото­пом ²⁰⁶ Pb и содержит 17 элементов.

Семейство тория начинается ²³² Th, завершается ²⁰⁸ Pb, содержит 12 элементов.

Семейство актиноурана начинается ²³⁵ U, завершается ²⁰⁷ Pb, со­держит 17 элементов.

Кроме того 12 долгоживущих радионуклидов не входит в состав се­мейств: ⁴⁰ K, ⁵⁰ V, ⁸⁷ Rb, ¹¹⁵ In, ¹²³ Te, ¹³⁸ La, ¹⁴⁴ Nd, ¹⁴⁷ Sm, ¹⁷⁶ Lu, ¹⁸⁰ W, ¹⁸⁷ Re, ¹⁹⁰ Pt.

Внешнее γ-облучение человека от указанных естественных радионук­лидов вне помещений обусловлено их присутствием в компонентах окру­жающей среды. Основной вклад в дозу внешнего облучения дают γ-радионуклиды рядов ²²⁸ Ас, ²¹⁴ Pb, ²¹⁴ Bi, а также ⁴⁰ К.

Внутреннее облучение человека обусловливается радионуклидами, поступающи-ми внутрь организма через легкие, желудочно-кишечный тракт. Наиболее значимыми с точки зрения внутреннего облучение являются ⁴⁰ К, ¹⁴ C, ²¹⁰ Po, ²²⁶ Ra, ²²² Rn, ²²⁰ Rn.

Расчетные значения годовой эффективной эквивалентной дозы от природных источников для районов с нормальным фоном колеблется от 1 до 2,2 мЗв.

ТЕХНОГЕННО-ИЗМЕНЕННЫЙ РАДИАЦИОННЫЙ ФОН

Техногенный радиационный фон формируется естественными радио­нуклидами, поступающими в окружающую среду в результате использова­ния в производстве при-родных материалов, содержащих радионуклиды. Это сжигание органического топлива, внесение минеральных удобрений, приме­нение светосоставов постоянного действия, использование авиации и т.д. Некоторые технологические процессы могут снижать воздействие природ­ного радиационного фона, например, очистка питьевой воды.

Вклад в облучение населения за счет техногенного радиационного фона вносят содержащиеся в стройматериалах радионуклиды.

В помещениях доза внешнего облучения изменяется в зависимости от соотношения двух конкурирующих факторов: экранирования внешнего из­лучения зда-нием и интенсивности излучения содержащихся в стройматериа­лах радионуклидов. При этом основное значение в формирование дозы вно­сят ⁴⁰ К, ²²⁶ Ra, ²³² Th с продуктами распада, содержащимися в стройматериа­лах.

Сжигание органического топлива, в первую очередь, каменного угля является источником выбросов в окружающую среду ряда естественных радионуклидов, таких как ⁴⁰ К, ²²⁶ Ra, ²²⁸ Ra, ²³² Th, ²¹⁰ Po, ²¹⁰ Рb. Отечественные электростанции, работающие на угле с большой зольностью при степенях очистки 90-99% дают значительное количество выбросов этих радионукли­дов, формирующее эффективную эквиваленту дозу в 5-40 раз большую, чем атомные станции аналогичной мощности. Индивидуаль-ная эффективная эквивалентная доза в СССР в 80-х годах от этого источника облучения оце­нивалась около 2 мкЗв/год.

Уровни облучения от использования фосфорных удобрений формируются за счет содержащихся в них ²³⁸ U, ²³² Тh, ²¹⁰ Ро, ²¹⁰ Pb, ²²⁶ Ra, ⁴⁰ К и оце­ниваются эффективной эквивалентной дозой 136 нв/год.

Еще меньший вклад в формирование суммарной эффективной экви­валентной дозы вносят полеты на самолетах и применение содержащих ра­дионуклиды предметов широкого потребления.

ИСКУССТВЕННЫЕ РАДИОНУКЛИДЫ