Исследование уровня радиации в здании школы и некоторых объектах Свердловского района

XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Исследование уровня радиации в здании школы и некоторых объектах Свердловского района

Дерингер А.Р. 1
1Муниципальное Автономное образовательное учреждение средняя школа №137
Какаулина В.И. 1
1Муниципальное Автономное образовательное учреждение средняя школа №137
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Данная работа посвящена изучению проблемы радиационного воздействия на Природу и Человека.

В последнее время решение вопросов по обеспечению радиационной безопасности населения все больше волнуют население территорий

Выбранная тема работы очень актуальна в настоящее время по той причине, что подобные исследования не проводились со времён строительства здания школы

Исследование привлекает своей актуальностью в связи с тем, что согласно медицинским показателям ежегодно происходит постоянное ухудшение здоровья школьников. Новизна работы состоит в том, что автор выяснил. радиационный фон в классных комнатах школы, продуктах питания, в окрестностях ближайших к школе заводов, на берегу р. Енисей напротив школы и как он зависит от внешних условий

Исходя из вышеизложенного, у нас появился интерес в изучении радиационной обстановки в нашей школе и ее окрестности

Цели и задачи научно-исследовательской работы

Целью нашего исследования является оценка уровня  радиации в школе и в районе;

сравнение полученных результатов с НРБ принятых ГОСТом.

В связи с этим перед нами стояли следующие задачи:

Изучить работу приборов для измерения уровня радиации.

Изучить «Нормы радиационной безопасности»,(НРБ)

для жилых и общественных зданий и помещений.

Измерить уровень радиации в школе и на 3 точках нашего района.

Установить закономерность изменения уровня радиации от температуры, удаленности от города.

Предложить пути решения уменьшения уровня радиации в нашей школе и районе.

Мы выдвинули гипотезу о том, что радиационная загрязненность в школе и районе в целом зависит от состояния общей радиационной обстановки в Красноярском крае, на которую могут влиять воды реки Енисей, работа Горно-Химического Комбината,

законсервированного уранового рудника в районе впадения в реку Енисей.

Объектами для исследования мы выбрали

А)территорию в школе:

3 кабинета начальных классов на 2-ом этаже и два на 3-ем, кабинет русского языка, кабинет английского языка, кабинет физики, кабинет информатики, кабинет директора,

учительская, спортивный зал, столовая.

Б) точки района:

ХМЗ,

КрасФарма и частный лечебно-диагностический центр возле нее,

Территория заповедника «Столбы»

Енисей

Предмет исследования: уровень радиации в школе и на территории Свердловского района.

Методы исследования: анализ информации из научной литературы, измерение.

Рабочая гипотеза: приступая к исследованию, предположили что, если при проводимых измерениях будет выявлено радиоактивное загрязнение выше нормы, то это позволит планировать восстановительные мероприятия.

Этапы моей деятельности:

Изучение специальной литературы с целью выяснения факторов влияющих на радиоактивное загрязнение

Определение мест и источников для проведения экспериментов.

Проведение исследования радиоактивного загрязнения.

Обработка результатов теоретической и исследовательской работы.

Радиационная обстановка в Красноярском крае

Обеспечение радиационной безопасности на территории Красноярского края основывается на принципах, определенных Федеральным законом “О радиационной безопасности населения”.

В соответствии со ст. 3 Закона основными принципами являются:

Принцип нормирования - непревышение допустимых пределов индивидуальных доз облучения граждан от всех источников ионизирующего излучения.

Принцип оптимизации - поддержание с учетом экономических и социальных факторов на возможно низком и достижимом уровне индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника ионизирующего излучения.

Принцип обоснования - запрещение всех видов деятельности по использованию источников ионизирующего излучения, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риск возможного вреда, причиненного дополнительным к естественному радиационному фону облучения.

Законом Российской Федерации “О радиационной безопасности населения” на администрацию субъекта Российской Федерации возложен контроль за радиационной обстановкой на территории субъекта и учет доз облучения населения, а также создание условий для реализации и защиты прав граждан в области обеспечения радиационной безопасности.

Радиационная обстановка определяется целым рядом факторов и показателей, связанных с присутствием в среде обитания и в сфере жизнедеятельности человека (окружающей природной и техногенной среде) как естественных, так и искусственных радионуклидов, различных источников ионизирующего излучения (радиации), естественного или искусственного (техногенного) происхождения, а также нерадионуклидных (генерирующих) источников.

На территории Красноярского края имеются все разновидности ионизирующего излучения, определяющих радиационную обстановку;

естественный (природный) радиационный фон: ионизирующее излучение земного и космического происхождения, в том числе природный гамма-фон;

естественные радионуклиды и связанные с ними источники радиации природного или техногенного происхождения;

искусственные радионуклиды и техногенные источники радиационного воздействия;

нерадионуклидные (генерирующие) источники ионизирующего излучения.

Источники радиационной опасности

К ядерно- и радиационно-опасным объектам (производствам) Министерства по атомной энергии Российской Федерации относят:

горно-химический комбинат (ГХК), созданный для наработки, выделения из облученного ядерного горючего (облученного урана) и очистки от осколочных элементов оружейного плутония, с реакторным и радиохимическим производствами, емкостями для хранения высокоактивных растворов, расположенными под землей (в “шахте”);

полигон “Северный”, служащий для закачки в подземные горизонты низко-, средне- и частично высокоактивных жидких радиоактивных отходов (РАО);

поверхностные бассейны-отстойники загрязненных сбросных вод; приповерхностные хранилища (могильники) для твердых РАО;

“мокрое” хранилище (хранилище бассейнового типа) отработавших тепловыделяющих сборок (ОТВС) с российских и украинских АЭС (первый цех строившегося завода по переработке (регенерации) отработавшего ядерного топлива (ОЯТ)-РТ-2);

электрохимический завод по изотопному разделению (обогащению) изотопов природного урана с хранилищем обедненного урана, бассейнами жидких и хранилищами твердых РАО;

химико-металлургический завод по получению химических соединений радиоактивных элементов;

загрязненные радионуклидами техногенного происхождения участки русла и поймы р. Енисей в результате почти 40-летней деятельности горно-химического комбината, в основном, его радиохимического завода. Ряд участков (“пятен”) с высокими, вплоть до категории “радиоактивные отходы”, уровнями загрязнения обнаружен на берегах реки Енисей и островах, в том числе в интенсивно посещаемых населением местах (о. Городской в г. Енисейске, пос. Б. Бальчуг, Стрелка и др.).

По имеющейся информации взрывы были произведены без серьезных технологических нарушений. Выбросов и загрязнения окружающей природной среды не наблюдалось. Но в то же время в подземных пластах, образовавшихся в результате взрывов, и в системе трещин в прилегающих породах сконцентрирована вся сумма радионуклидов как осколочного (продукты деления материала ядерного заряда), так и активационного (активированные элементы прилегающих пород) происхождения, а также килограммовые количества неразделившейся части заряда (уран-235, плутоний-239). К настоящему времени суммарная активность этих радионуклидов значительно уменьшилась, но все еще достигает (в отдельных полостях) больших величин - до 10 тысяч кюри. Потенциальную опасность, которая может возникнуть в случае выхода радионуклидов (особенно плутония) на поверхность с подземными водами, эти “могильники” РАО будут представлять в течение тысячи лет;

разнообразные геологические формации, рудопроявления, выходящие на дневную поверхность породы и отложения с высокими содержаниями естественных радионуклидов (КРН). К настоящему времени на территории края их выявлено около 2000. Они могут создавать непосредственную повышенную радиационную опасность в виде ионизирующего излучения и опасность в результате выходов радона. Высокие концентрации радона уже установлены в ряде населенных пунктов, в том числе в жилых домах г. Красноярска, г. Минусинска, г. Канска, п. Атаманово и других;

золо-шлаковые отвалы ТЭЦ, отвалы горнорудных производств цветной металлургии с повышенными концентрациями ЕРН, оборудование и прилегающие площадки поисково-разведочных и добычных скважин на нефть и газ, загрязненные естественными радионуклидами;

радионуклидное загрязнение в северных и южных районах края в результате проведения ядерных испытаний на Новоземельском (Россия) и Семипалатинском (Казахстан) полигонах и полигоне Лобнор в Китае, а также радионуклидное загрязнение территории края в результате глобальных переносов и выпадений радионуклидов. Характер, масштабы, локализация этих загрязнений требуют дополнительного изучения.

Радиационное загрязнение реки Енисей - результат деятельности Красноярского горно-химического комбината Всем известно, что в нашей местности основным источником радиации является река Енисей и вызывающий радиоактивное загрязнение Горно-Химический Комбинат (ГХК), (г. Железногорск), расположенный на правом берегу р. Енисей, в 50 километрах ниже по течению от г. Красноярска.

Радиационное загрязнения Енисея

На ГХК в глубине горы на глубине более 200 метров находятся 3 реактора, ранее использовавшиеся для наработки оружейного плутония. Каждый их них способен производить примерно 500 кг плутония-239 в год. Два самых первых запущенных реактора имели охлаждение прямоточного типа. Т.е. охлаждающая вода сбрасывалась после использования прямо в Енисей, что в итоге привело к сильному радиационному загрязнению Енисея. Третий реактор, введёный в эксплуатацию позднее других, имеет замкнутый контур охлаждения.

Из особенностей конструкции 2 первых реакторов, а также учитывая факты производственных аварий на ГХК (официально подтверждены) можно сказать, что Енисей заражён радионуклидами вплоть до впадения в Карское море в большей или меньшей степени. Особенно опасными являются участки берега напротив деревень Атаманово, Кононово и Хлоптуново. Уровень радиации в этом месте в отдельных местах составляет 200 мкр/час. Естественный же фон не превышает 15-20 мкр/час. В этих местах категорически запрещено находится людям, собирать грибы, ягоды, выпасать скот.

Отдельной проблемой является потребление в пищу местными жителями рыбы, выловленной в Енисее. Рыбе же не прикажешь плавать в определённом месте. А зимой она по наитию стремилась туда, где вода была теплее. Т.е. к местам сброса охлаждающей воды с ГХК.

В эфире одной из красноярских телекомпаний заместитель главного врача Центра Государственного санитарно-эпидимиологического надзора Красноярского края Виталий Коваленко заявил, что на зараженной радиоактивными выбросами ГХК 500-километровой зоне Енисея встречаются участки, где плотность загрязнения цезием-137 составляет 40 кюри на один квадратный километр. По так называемой "чернобыльской классификации" заражение почвы, начиная от 10-15 кюри на квадратный километр, уже должна считаться зоной экологического бедствия.

Ретроспективный анализ здоровья населения, проживающего в районах, расположенных ниже ГХК по течению Енисея, проведённый под руководством В.Ф. Мажарова за более чем 40-летний период, показал больший прирост различных заболеваний, в том числе раковых, смертности у самых разных групп населения, чем в контрольных районах.

Во время паводков выносит на берега и паводковые речные острова радионуклиды, осевшие на дно Енисея. На Енисее огромное количество островов, где радиационный фон превышает естественный в десятки раз. Из относительно крупных можно упомянуть речной остров в районе Атаманово, а также остров напротив Енисейска. Согласно измерениям, на острове напротив Енисейска уровень радиации составляет 300 мкр/час и там запрещено находится людям.

В пойме Енисея действительно существует мощное радиоактивное загрязнение, которое давно стало проблемой для сотен тысяч жителей Красноярского края. Для понимания масштабов загрязнения надо понять, что до 1996 года данные радиационной обстановки и радиационного загрязнения Енисея были засекречены и официально отрицалось, что данное загрязнение существует в принципе. Именно тогда до 1996 года и произошло в основном радиационное загрязнение Енисея.

Зон радиоактивного влияния ГХК на территорию Красноярского края сейчас три.

Первая, имеющая радиус 30 километров, называется санитарно-защитной зоной самого комбината и все, что там за колючей проволокой происходит - скрыто от посторонних глаз до сих пор. А скрыто там не мало: серьезное радионуклидное загрязнение почвы, заполняемой радиоактивной водой в соответствующих резервуарах плюс склад "светящейся" от радиации техники, участвующей в ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС в 1986-м году. Сколько ее там, широкой общественности неизвестно, а радиологический центр при комбинате, хотя и работает хорошо, о многом все же умалчивает. Кстати, в 30-тикилометровой зоне проживает, по официальным данным, примерно 156 249 человек.

Вторая, стокилометровая "зона наблюдения" находится в введении среднесибирского Управления по мониторингу окружающей среды. И, наконец,

третья зона - в полторы тысячи километров от Железногорска вниз по Енисею. Как раз она и представляет особый интерес для экологов.

В России, помимо Красноярска-26, существует и другие серьезные радиоактивные опасности. К примеру, это Челябинск-70, где существует знаменитое на весь мир озеро Карачай, напичканное радионуклидами, ядерные полигоны Новой Земли и территория Алтая.

Предельно допустимые дозы.

Люди некоторых профессий под­вергаются дополнительному облучению ионизирующей радиацией. Это врачи-рентгенологи, работники атомных электростанций, уче­ные и технический персонал, работающие в области ядерной физики и физики элементарных частиц, космонавты. Полностью устранить дополнительное действие ионизирующей радиации на их рабочих местах оказывается невозможным. Поэтому нужно было определить допустимую границу дополнительной дозы облу­чения. (см. приложение 4)

Предельно допустимой дозой(ПДД) облучения для лиц, про­фессионально связанных с использованием источников ионизи­рующей радиации, является 20 мЗв за год. Этот уровень облучения был принят за допустимый на том основании, что он близок к уровню естественного радиационного фона в некоторых местах на Земле и никаких отрицательных последствий для человека при действии таких доз не обнаружено. Санитарными нормами установлен допустимый уровень разового аварийного облучения для населения — 0,1 Зв. Это примерно равно дозе фонового облучения человека за всю жизнь.

В качестве предельно допустимой дозы систематического об­лучения населения установлена эквивалентная доза облучения 1 мЗв за год.

За все время жизни человека (70 лет) допустимая доза облучения для населения составляет 1 мЗв/год, за 70 лет-70 мЗв.

Изучение НРБ за разные года.

Из НРБ-76: Значения меньше 33мкР/ч – контрольный уровень, установленного действующими гигиеническими нормативами в качестве верхнего допустимого значения гамма-фона на участках жилищного строительства.

Из НРБ-96 г. Устанавливают в качестве допустимого предела годовую дозу облучения населения техногенными источниками, равную 1 мЗв =1000 мкЗв.

Из НРБ-99 г. Санитарные правила установили индивидуальную годовую эффективную дозу облучения человека не более 10 мкЗв.

Индивидуальную годовую эффективную дозу в коже человека не более 50 мЗв, а в хрусталике глаза не более 15 мЗв.

 В 2021 году в России пересмотрят нормы радиационной безопасности (НРБ)

Острое поражение.

Острым поражением называют повреж­дение живого организма, вызванное действием больших доз облу­чения и проявляющееся в течение нескольких часов или дней после облучения. Первые признаки общего острого поражения организма взрослого человека обнаруживаются, начиная пример­но с 0,5—1,0 Зв (см. приложение 5). Эту эквивалентную дозу можно считать порого­вой для общего острого поражения при однократном облучении. При такой эквивалентной дозе начинаются нарушения в работе кроветворной системы человека. При эквивалентных дозах об­лучения всего тела 3—5 Зв около 50% облученных умирает от лучевой болезни в течение 1—2 месяцев. Главной причиной гибели людей при таких дозах облучения является поражение костного мозга, приводящее к резкому снижению числа лейкоци­тов в крови. При дозах облучения в 10—50 Зв смерть наступает через 1—2 недели от кровоизлияний в желудочно-кишечном тракте. Эти кровоизлияния происходят в результате гибели клеток слизистых оболочек кишечника и желудка.

В нашей работе дозиметрический контроль уровня радиации проводился армейским дозиметром ДП-5В (фото1)

Армейский прибор ДП-5В

фото 1

Измерители мощности дозы (рентгенметры)

В настоящее время основным прибором радиационной разведки, поступающим на снабжение невоенизированных формирований ГО, является измеритель мощности дозы (рентгенометр) ДП-5В.

Назначение прибора ДП-5В.

Прибор предназначен для измерения уровней гамма-радиации и радиоактивной зараженности различных предметов по гамма-излучению. Мощность экспозиционной дозы гамма-излучения определяется в миллирентгенах в час (мР/ч) или рентгенах в час (Р/ч) для той точки про­странства, в которой помещен при измерениях блок детектиро­вания прибора. Кроме того, имеется возможность обнаружения бета-излучения. Техническое описание и инструкция по эксплуа­тации, а также принципиальная схема прилагаются к каждому прибор) и изучаются в средней школе.

Практическая часть

Определение уровня радиоактивности на территории и в помещениях школы.

Измерение уровня радиации мы проводили в течение двух месяцев, на территории вокруг школы в декабре 2020 года, внутри школы в январе 2021 года. Замеры проводились в основном в дневные часы, в ясную и безоблачную погоду, в проветриваемых и непроветриваемых помещениях. Для изучения закономерности изменения уровня радиации от температуры мы проводили замеры на объектах исследования при разной температуре воздуха.

Выполнение работы:

- Установили переключатель режима работы в положение мкР/час;

- Включили прибор, для чего установили переключатель «вкл-выкл» в положение «вкл». Через 40 секунд после включения прибор выдавал усредненный результат 12 измерений.

- Подождали 40-60 секунд и посмотрели на шкалу дозиметра;

- Прибор оценивал радиационную обстановку по величине мощности эквивалентной дозы гамма-излучения с учетом рентгеновского излучения.

- Данные измерений в таблицу № 1.

Обсуждение результатов и выводы

Проводилась съемка уровня радиации на территории школы при температурах (- 12до-200С). Уровень радиации колеблется от 12 мкР/ч до 18 мкР/ч.. При подсчете получаемой годовой дозы облучения (при условии нахождения во дворе школы) получаем следующие результаты: 15мкР/ч*8ч*210дн=25200мкР=25.2мР~0.252мЗв в учебный год.(по НРБ-96 предельно допустимая норма 1 мЗв в год, что примерно в 4 раза больше).

В помещениях школы при средней температуре воздуха от 16оС до 20ºС, результаты показывают, что уровень радиации зарегистрирован от 10 мкР/ч до 18 мкР/ч в кабинетах, коридорах, лаборантских, и на улице. Средний уровень радиации составил 14 мкР/ч. Подсчитаем получаемую годовую дозу облучения:

14 мкР/ч*8ч*210дн=23520мкР=23.52мР~0.2352мЗв в год.

Получается примерно в 4.3 раз меньше ПДН. .

Наиболее высокий уровень радиации наблюдается в плохо проветриваемых классах

Исходя из полученных результатов, можно сделать следующие

Заключение

Выводы:

1. Радиационный фон в здании школы не превышает установленных норм.

2. На ул. Матросова радиационный фон выше, но все-таки не превышает установленных норм.

3. Радиационный фон в классных комнатах зависит от внешних условий - при проветривании кабинетов было обнаружено что радиационный фон понижается. Так же было получено, что фон уменьшается в помещениях, на этажах выше. Активная вентиляция закрытых помещений школы и озеленение кабинетов снижает уровень радиации.

4. Уровень радиации закономерно повышается при увеличении температуры.

5.У всех нами исследованных продуктов питания низкий фон γ-излучения и их безбоязненно можно употреблять в пищу.

6.В окрестностях ближайших к школе заводов гамма фон выше, и немного превышает установленные нормы.

7.На берегу р. Енисей напротив школы радиационный фон составил 13,5 мкР/ч. Радиационный фон вблизи водоёмов мал и не превышает 15 мкР/ч.

8.Чем дальше от города, тем ниже уровень радиации

9.Возле рентген кабинета уровень радиации заметно выше чем по всей окрестной территории.

Полученная информация была доведена до сведения учащихся и педагогов школы.

Таблица № 1

Измерения уровня радиации.

Место

измерений

Мощность экспозиционной дозы, мкР/ч

Температура

в градусах Цельсия

Спортзал

Спортзал

Кабинет директора

Кабинет директора

Кабинет английского языка

Кабинет английского языка

Кабинет информатики

Кабинет информатики

Кабинет русского

языка

Кабинет русского языка

Кабинет физики

Кабинет физики

Кабинет начальных классов.этаж2№1.

Кабинет начальных классов.этаж2№1.

Кабинет начальных классов.этаж2№2.

Кабинет начальных классов.этаж2№2.

Кабинет начальных классов.этаж2№3.

Кабинет начальных классов.этаж2№3.

Кабинет начальных классов.этаж3№1.

Кабинет начальных классов.этаж3№1.

Кабинет начальных классов.этаж3№2.

Кабинет начальных классов.этаж3№2.

(данный кабинет измерялся во время проветривания.)

Кабинет биологии-3 этаж

Кабинет биологии-3 этаж

Кабинет географии-3 этаж

Кабинет географии-3 этаж

Столовая

Столовая

Методкабинет

Методкабинет

1 этаж коридор

1 этаж коридор

2 этаж коридор

1-2 этаж коридор

3 этаж коридор

3 этаж коридор

Кабинет химии

Кабинет химии

Библиотека

Библиотека

12

14

13

16

18

14.5

18

17

13

14.5

14

15

14

11

14.5

15

14

16

12

15

12

14

15

10

12

13

11

10

15

14

16

17

16

15

16

17

18

19

16

15

16

15

16

18

19

20

18

18

19

18

19

18

20

18

20

18

19

18

19

18

19

18

18

19

20

16

18

20

18

17

16

15

20

24

17

16

18

19

20

21

20

21

20

21

Таблица №2

Место измерений

Мощность экспозиционной дозы, мкР/ч

ХМЗ

15

«КрасФарма»

(территория)

16

Лабораторно-диагностический центр «КрасФарма»

19

«Столбы»

14

Список литературы:

А.В.Перышкин «Физика 9»- М.:Дрофа, 2004г

В.А.Касьянов «Физика 11» -М.:Дрофа,2004г

О.А.Бобова «Радиоизотопы» //«Первое сентября Физика».- 2000г-№15.

Руководство по эксплуатации ДП-5В»

Ш.Г.Зиятдин «Радиометрические ребусы//«Первое сентября Физика».- 2003г-№5.

Федеральный закон от 9 января 1996 г. N 3-ФЗ "О радиационной безопасности населения" (с изменениями от 22 августа 2004 г.) Глава III. Статья 29.

Энциклопедия для детей Аванта + «Физика». - М.:Аванта+,2000г.-стр.242

Санитарные правила СП 2.6.1.758-96. «Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Нормы радиационной безопасности (НРБ-96). Утверждены Главным государственным санитарным врачом РФ, 2 июля 1996 г.

Интернет-ресурсы.

Дозовые зависимости нестохастических эффектов: Публикация 41 МКРЗ: Пер с англ./Под ред. А А. Моисеева. М.: Энергоатомиздат, 1987г

РД 50-454-84. Методические указания. Внедрение и применение ГОСТ 8.417—01. Единицы физических величин в области ионизирующих излучений. М.: Стандарты, 2001.

http://www.chemport.ru/radioactivity.shtml

http://www.rei-eco.ru/2radon.htm

http://ibrae.ac.ru/russian/chernobyl-3d/nature/Radiation.htm

 

18

Просмотров работы: 26