XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Исследование уровня радиации в здании школы и некоторых объектах Свердловского района

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Дерингер А.Р. 1

---

1Муниципальное Автономное образовательное учреждение средняя школа №137

Какаулина В.И. 1

---

1Муниципальное Автономное образовательное учреждение средняя школа №137

Работа в формате PDF

726.5 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

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 16^оС 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.

Таблица №2

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