Исследование радиационного гамма-фона в рекреационных и жилых зонах г. Новомосковск

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Панова Е.И. 1

---

1МБОУ "СОШ № 18" г. Новомосковск

Новикова С.Н. 1

---

1МБОУ "СОШ № 18" г. Новомосковск

Работа в формате PDF

2.5 MB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

ВВЕДЕНИЕ

Природа не признает шуток, она всегда правдива,

всегда серьезна, всегда строга; она всегда права;

ошибки же и заблуждения исходят от людей.

Иоганн Вольфганг фон Гёте

В самом широком смысле слова, радиация — это процесс распространения энергии в пространстве в форме различных волн и частиц. Сюда можно отнести: инфракрасное, ультрафиолетовое, видимое световое излучение, а также различные типы ионизирующего излучения. Наибольший интерес с точки зрения здоровья и безопасности жизнедеятельности представляет ионизирующая радиация, т.е. виды излучений, способные вызывать ионизацию вещества, на которое они воздействуют. В частности, в живых клетках ионизирующая радиация вызывает образование свободных радикалов, накопление которых ведет к разрушению белков, гибели или перерождению клеток, а в итоге может вызвать смерть макроорганизма (животных, растений, человека). Именно поэтому в большинстве случаев под термином радиация принято подразумевать именно ионизирующее излучение. [2]

Мощным источником излучения, опасным для жизни и здоровья человека, может быть любое радиоактивное вещество или предмет. В отличие от многих других видов опасности, радиация невидима без специальных приборов, что делает её ещё более пугающей. [10]

Чернобыльская катастрофа... Это одна из самых трагических страниц не только Украины, но и мира. Катастрофа стала крупнейшей за всю историю ядерной энергетики, как по количеству погибших и пострадавших от её последствий людей, так и по экономическому ущербу. 

Загрязнение не ограничилось 30-километровой зоной отчуждения. На процесс распространения радиоактивного загрязнения после аварии повлияли прежде всего метеорологическая ситуация и движение воздушных частиц в течение нескольких суток после катастрофы. В результате радиоактивных осадков некоторые земли были заражены и стали непригодными к использованию для сельского хозяйства. 

Пострадали значительные территории Украины, Беларуси и некоторые области России. Самые высокие уровни загрязнения на территории России оказались в Брянской, Тульской и Калужской области.

Новомосковский район попал в зону выпадения радиоактивных осадков, образовавшихся в результате аварии. Наиболее пострадали, помимо Новомосковского Плавский, Арсеньевский и Узловский районы. Общая площадь радиоактивного загрязнения области составила 14,5 тысяч квадратных километров. 56% территории области и половина ее населения подверглись в той или иной мере воздействию радиации. По площади загрязнения территории область занимает первое место среди других регионов России, пострадавших от аварии. [12]

Значительному загрязнению подверглись леса. В связи с тем, что в лесной экосистеме цезий постоянно рециркулирует, не выводясь из неё, уровни загрязнения лесных продуктов, таких как грибы, ягоды и дичь, остаются опасными. Цезием-137 загрязнены и многие водоемы области, причем далеко за пределами зон, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС. В некоторых бессточных озёрах концентрация цезия в воде и рыбе в течение следующих десятилетий может представлять опасность.

В городах основная часть опасных веществ накапливалась на лужайках, дорогах, крышах. Под воздействием природных явлений, а также в результате деятельности людей, степень загрязнения сильно снизилась, и сейчас уровни радиации в большинстве мест вернулись к фоновым значениям. Уровень загрязнения в сельскохозяйственных районах значительно снизился, однако в некоторых регионах количество цезия в молоке всё ещё может превышать допустимые значения. [8]

Из всего большого списка радиоактивных элементов, оказавшихся в атмосфере, наибольшую опасность представляют изотопы цезия-137 и стронция-90. Цезий-137 хорошо сохраняется в ландшафте и включается в жизнь экосистемы, и он же распространился на самые большие расстояния от АЭС.

С точки зрения воздействия на население в первые недели после аварии огромную опасность представляли радиоактивный йод, имеющий сравнительно малый период полураспада (восемь дней), и теллур. В настоящее время (и в ближайшие десятилетия) наибольшую опасность представляют изотопы стронция и цезия с периодом полураспада около 30 лет. Наибольшие концентрации цезия-137 обнаружены в поверхностном слое почвы, откуда он попадает в растения и грибы. Загрязнению также подвергаются насекомые и животные, которые ими питаются. Радиоактивные изотопы плутония и америция сохранятся в почве в течение сотен, а возможно и тысяч лет, однако их количество невелико. [4]

Радиоактивные осадки приводят к нарушению жизнедеятельности растений, животных и людей. Они длительное время будут находиться в почве, и полный их естественный распад возможен лишь в отдаленные сроки. Поэтому в Тульской области разработана и осуществляется программа ликвидации последствий аварии на ЧАЭС и обеспечения безопасного проживания на загрязненных территориях. Организована система радиационного контроля за объектами природной среды и объектами питания. [3]

Радиоактивное излучение негативно влияет на жизнь и здоровье граждан, вызывая различные мутации и болезни, в том числе и онкологические.

Среди населения Тульской области за последнее время в десятки раз выросла заболеваемость новообразованиями щитовидной железы. Ежегодно, начиная с 1987 года, на всей территории Тульского края наблюдается снижение рождаемости. По итогам медосмотров установлено, что почти 70% детей из пораженных мест имеют отклонения в состоянии здоровья. За последние 10 лет среди подрастающего поколения Тульской области стали в четыре раза чаще встречаться болезни эндокринной и пищеварительной систем. У детей из загрязненных районов те же нарушения здоровья на треть превышают среднеобластной показатель. Поколение 12-13-летних страдает аллергиями, дерматозами, заболеваниями пищеварительной и кроветворной систем. [11]

Учащиеся школы №18 города Новомосковска с 2016 года вносят посильный вклад в исследования и проводят замеры радиационного фона на территории Березовой рощи, Взрослого и Детского парков, скверов и жилых зон города Новомосковск.

Цели учебно-исследовательского проекта:

-выяснить, насколько сильно загрязнена почва, подвергшаяся радиационному загрязнению, спустя 30 лет после аварии на Чернобыльской АЭС;

-привлечь внимание проживающих на территории города Новомосковска, подвергшейся воздействию радиационного загрязнения в результате аварии на Чернобыльской АЭС к современным проблемам обеспечения радиоэкологической безопасности и приобретения навыков безопасного проживания на радиоактивно загрязненных территориях.

Задачи учебно-исследовательского проекта:

- познакомиться с последствиями аварии на Чернобыльской АЭС и их влиянием на здоровье населения, проживающего на радиоактивно загрязненной территории;

- ознакомиться с методами исследования радиационного фона, методикой проведения дозиметрических замеров;

- провести измерения радиационного гамма - фона;

- составить карту радиационного фона;

- дать оценку экологической безопасности в местах активного отдыха жителей Новомосковска.

Описание методов исследования и методические подходы к дозиметрическим измерениям радиационного гамма - фона в населенных пунктах:

-измерение мощности эквивалентной дозы (МЭД) гамма-излучения, проводится на высоте 1,0 м над поверхностью почвы, в границах населенного пункта и прилегающей к нему местности;

- в отдельных случаях допускается измерения МЭД гамма - фона непосредственно на почвенном покрове, куче строительного или бытового мусора сомнительного происхождения, терриконе пустой породы вблизи угольной шахты и пр.;

-количество точек измерения МЭД гамма - фона в обследуемом населенном пункте определяется в зависимости от площади и численности его населения. Так, в сельском населенном пункте, расположенном линейно вдоль автодороги, радиационный фон измеряется не менее чем на 3-4 участках, относительно равномерно отстоящих друг от друга; в более крупных населенных пунктах - в зависимости от плана расположения жилой и общественной зоны;

-для достоверного определения уровня МЭД необходимо провести не менее трех-пяти циклов наблюдения, записав значения гамма - фона в выбранных единицах размеренности (мкЗв/ч или мкР/ч);

- дозиметрическому обследованию в первую очередь подлежат места массового пребывания населения: объекты общественной зоны (автобусные остановки, магазины, почта, учреждения культуры, общественного питания и пр.), образовательные учреждения (детские сады, школы), жилые кварталы (частная и многоэтажная застройка), рекреационные зоны (стадионы, парки, скверы, водные объекты и пр.), храмы и святые источники, местные кладбища и т.д.;

-дозиметрическое обследование на территории образовательного учреждения включает измерения МЭД гамма-излучения на входе (у калитки, ворот), по периметру территории вдоль изгороди (наружному и внутреннему), под водостоками с крыши, на травяных газонах, на газонах с декоративно-цветочным оформлением, в пришкольных садах, на огородах, спортивных и игровых площадках и пр.;

- на территории жилой зоны МЭД гамма-излучения измеряется по периметру здания, под водостоками с крыш, вдоль зеленых насаждений, на газонах, детских площадках и пр.;

-при обследовании многоэтажной застройки в первую очередь МЭД гамма-излучения измеряется под водостоками с крыш зданий, покрытых шифером, рубероидом и прочими пористыми материалами, обладающими высокой адсорбционной способностью;

-замеры радиационного гамма - фона с учётом рельефа местности проводятся в пониженных местах, расположенных по долинам водных объектов и оврагов, в котловинах водоёмов и пр., под высокими старыми деревьями на возвышенных местах, высаженных вдоль улиц, автомобильных дорог, а также в массивах лесонасаждений, прилегающих к населённым пунктам. [9]

Для данного исследования были изучены материалы по гамма-излучению, радиации, ее влиянию на здоровье человека, о проблеме аварии на Чернобыльской АЭС.

Подобная работа на территории Тульской области не проводилась. Ихер Татьяна Петровна создала карту радиационного фона Тульской области. Результаты, полученные в процессе исследования, были предоставлены в ГУ МЧС России по Тульской области.

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

(Описание проведенного исследования)

Были проведены замеры радиационного фона в местах массового пребывания населения города Новомосковска – Березовой рощи, Детского и Взрослого парков, Комсомольской и Московской улиц, Пушкинского сквера и сквера имени 30-летия ВЛКСМ.

Регистрация фона производилась тремя портативными приборами:
Индикатор радиоактивности "Radex 1503".

Индикатор радиоактивности РАДЕКС РД1503 предназначен для обнаружения и оценки уровня ионизирующего излучения. Прибор оценивает обстановку по величине мощности амбиентного эквивалента дозы гамма-излучения с учетом загрязненности объектов источниками бета частиц и рентгеновского излучения или по величине мощности экспозиционной дозы гамма-излучения с учетом загрязненности объектов источниками бета частиц.

В понятие "радиационный фон" не входят местные радиационные загрязнения окружающей среды в результате деятельности человека. Различают естественный, искусственный и технологически измененный естественный радиационный фон.

Естественный радиационный фон обусловлен источниками излучения природного происхождения - космическим излучением и излучением естественных радионуклидов земной природы.

Технологически измененный радиационный фон формируется за счет природных источников ионизирующего излучения. Например, излучения рассеянных в окружающей среде естественных радионуклидов, извлеченных из недр земли вместе с полезными ископаемыми или содержащихся в стройматериалах.

Искусственный радиационный фон – глобальное загрязнение окружающей среды образующимися при расщеплении ядер урана и плутония искусственными радионуклидами - возник после начала испытаний ядерного оружия. Искусственный радиационный фон в масштабах земного шара в среднем составляет 1- 3% естественного радиационного фона. [15] Мерой радиационного фона на местности является мощность экспозиционной дозы. На территории России на местности (высота 1 м от поверхности земли) радиационный фон колеблется в пределах 0,05- 0,25 мкЗв/ч. Безопасным считается уровень радиации, не превышающий 0,30 микроЗиверт в час. Естественный радиационный фон колеблется на уровне 0,11-0,16 мкЗв/ч. Степень опасности излучения зависит от его вида (альфа, бета или гамма). [1]

Мерой радиоактивности служит активность. Измеряется в Беккерелях (Бк), что соответствует 1 распаду в секунду. Содержание активности в веществе часто оценивают на единицу веса вещества (Бк/кг). [15]

Действие распространенных бытовых дозиметров основано на измерении ионизации за определенное время, то есть мощности экспозиционной дозы. Единица измерения мощности экспозиционной дозы - микроРентген/час. Мощность дозы, умноженная на время, называется дозой. Мощность дозы и доза соотносятся так же как скорость автомобиля и пройденное этим автомобилем расстояние. Для оценки воздействия на организм человека используются понятия эквивалентная доза и мощность эквивалентной дозы. Измеряются, соответственно, в Зивертах (Зв) и Зивертах/час. В быту можно считать, что 1 Зиверт=100Рентген.

Перед началом проведения измерений следует определить средний разброс результатов для каждого используемого прибора. Средний разброс является важной характеристикой прибора и непременно должен учитываться при обработке результатов полевых работ. Эту операцию необходимо заново производить при смене места проведения работ, а также, по возможности, непосредственно перед началом измерений, поскольку разброс может меняться с течением времени и при переходе с одного места на другое. В каждой точке определения радиационного фона проводят не менее 5 последовательных измерений, по результатам которых вычисляют среднее арифметическое значение. Если работа ведется двумя приборами, конечным результатом является среднее между значениями, полученными с помощью каждого из приборов. [14]

Определение среднего разброса результатов производится следующим образом: радиометр приводят в рабочее состояние и в соответствии с инструкцией по эксплуатации производят серию измерений (не менее 10) на одном и том же месте в течение небольшого промежутка времени (10-20 минут). Далее находят среднее арифметическое значение, которое затем вычитают из каждого результата. Полученные цифры, представляющие собой разницу между средним значением и показаниями прибора в ходе проведения измерений, берут со знаком «плюс» и снова осредняют. Результат этого осреднения и есть искомый разброс показаний прибора.

Когда точек, в которых производят измерения, много, данные и рассчитанные результаты рекомендуется оформлять в виде таблицы. Проведенные измерения представляются в виде протокола измерений радиационного гамма-фона (приложения 1 - 3).

АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ И ВЫВОДЫ

Измерения в Березовой роще уровня излучения проводились в 11 точках в апреле 2016 года. Анализ представленных в протоколе данных показывает, что уровень гамма-излучения радиационного фона в Березовой роще колеблется от 0,12 мкЗв/час («Центр рощи») до 0,31мкЗв/час («Пустырь левее ТЦ «Восход»). Среднее значение гамма-излучения в пределах зоны измерения составило 0,15 мкЗв/час. Что соответствует безопасному уровню гамма-фона.

Исследование Детского парка происходило летом 2017 года в 9 точках. В Детском парке уровень гамма-излучения радиационного фона колеблется от 0,08 мкЗв/час до 0,32 мкЗв/час. Среднее значение излучения не превышает допустимые значения и составляет 0,15 мкЗв/час.

Уровень гамма-фона улицы Комсомольской изучался в 21 точке. Было выбрано так много точек, так как данная улица проходит через большую часть города и является одной из центральных аллей. Здесь много времени проводит население города Новомосковск. На Комсомольской улице уровень излучения колеблется от 0,09 мкЗв/час до 0,33 мкЗв/час. Среднее значение излучения варьируется от 0,14 мкЗв/час до 0,20 мкЗв/час.

Московская улица также является одной из центральных улиц и любимым местом прогулок новомосковцев, поэтому было исследовано 23 точки. На Московской улице уровень гамма-излучения колеблется от 0,04 мкЗв/час до 0,46 мкЗв/час. Среднее значение фона – от 0,10 мкЗв/час до 0,23 мкЗв/час.

В сквере имении 30-летия ВЛКСМ уровень излучения изучался в 6 точках. Было выявлено, что гамма-фон колеблется от 0,11 мкЗв/час до 0,25 мкЗв/час. Среднее значение составляет 0,16 мкЗв/час.

В Пушкинском сквере измерения варьируются от 0,12 мкЗв/час до 0,23мкЗв/час. Среднее значение составляет 0,17 мкЗв/час. Было исследовано 10 точек.

Во Взрослом парке измерение уровня радиационного гамма-фона колеблется от 0,05 мкЗв/час до 0,40 мкЗв/час. Среднее значение варьируется от 0,12 мкЗв/час до 0,23 мкЗв/час. Такой существенный разброс значений обусловлен большой территорией и разделением парка на «старую» и «новую» части. Поэтому было составлено два протокола измерений. В «новой» части выбрано 19 точек, а в «старой» части и до аллеи предпринимателей - 24.

В целом анализ измерений показал, что среднее значение радиационного гамма - фона не превышает безопасного значения 0,3 мкЗв/час. Однако тревогу вызвали текущие измерения в районе музыкального колледжа имени М.И. Глинки, составляющие 0,23 мкЗв/час, около пустыря, рядом с ТЦ «Восход», составляющие 0,25 мкЗв/час, на углу ул. Московской и ул. Куйбышева, составляющие 0,23 мкЗв/час, и во Взрослом парке рядом с аллеей предпринимателей, составляющие 0,23 мкЗв/час. Хотя естественный радиационный фон колеблется в пределах допустимых значений, точечные измерения иногда превышают норму. Так как эти зоны являются местом постоянного скопления людей, то нами решено продолжить исследования данных участков города.

На основании проделанных исследований можно сделать следующие выводы:

-учениками были изучены материалы по радиации, ее влиянию на здоровье человека, о проблеме аварии на Чернобыльской АЭС;

- учащиеся познакомились с приборами для измерения радиационного гамма - фона и изучили методику измерений, обработки полученных данных;

-в результате измерений была выявлена территория с повышенным уровнем гамма-фона возле ТЦ «Восход», эта и некоторые другие зоны будут находиться под наблюдением;

-общее среднее значение радиационного фона не превысило допустимых величин;

-были составлены протоколы измерений на территории Березовой рощи (приложение 1), Детского парка (приложение 2), Взрослого парка, сквера имени 30-летия ВЛКСМ (приложение 3), Пушкинского сквера, улиц Московской и Комсомольской. На основе этих протоколов были разработаны карты радиационного фона (приложения 4 - 8);

-в перспективе решено продолжить радиологические исследования на новых территориях города.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99) - Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 07.07.2009 N 47 
"Об утверждении СанПиН 2.6.1.2523-09" – Минздрав России. – 1999. – 117 с.

2. Акатов А.А., Коряковский Ю.С. Радиация: опасность реальная и вымышленная. – М.: «Центр содействия социально-экологическим инициативам атомной отрасли», 2010. – 28 с.

3. Акатов А.А., Коряковский Ю.С. Радиация в медицине. – М.: «Общественный совет Госкорпорации «Росатом»», 2009. – 28 с.

4. Акатов А.А., Коряковский Ю.С. Интересные факты об атоме и радиации. – М.: «Общественный совет Госкорпорации «Росатом»», 2009. – 24 с.

5. Егоров А. П., Бочкарев В. В. Кроветворение и ионизирующая радиация; - М.: Государственное издательство медицинской литературы, 2004. - 256 c.

6. Зеленков А.Г. "Сравнительное воздействие на человека различных источников радиации"; Мир - Москва, 1990 г. – 312 с.

7. Никитин Д. П., Новиков Ю. В. Окружающая Среда и человек. — М.: Высшая школа, 1986. – 424 с.

8. Родзевич Н. Н., Пашканг К. В. Охрана и преобразование природы. — М.: Просвещение, 1986. – 240 с.

9. Усманов С. М. Радиация. Справочные материалы. – М.: Владос, 2001. - 176 c.

10. Харченко М. А. Радиация. Невидимый убийца; - М.: Феникс, 2011. - 772 c.

11. Краткая медицинская энциклопедия. В 2-хтомах /Под ред. академика РАМН В.И. Покровского. - М.: НПО “Медицинская энциклопедия”, “Крон-Пресс” 1994.-Т.I. – 1152 с.

12. Информационное агенство «Риановости». – Режим доступа: http://www.ria.ru

13. Лаборатория тепловизионной строительной экспертизы. – Режим доступа: http://tv-laboratory.ru/question/radiatsiya_v_dome_/

14. Лаборатория радиационного контроля ЛРК-1. Азы науки о радиоактивности. – Режим доступа: http://www.radiation.ru/begin/begin.htm

15. Лаборатория радиационного контроля ЛРК-1 МИФИ. – Режим доступа: http://www.radiation.ru/begin/begin.htm

16. М. А. Харченко «Радиация. Невидимый убийца». – Режим доступа: http://www.booksprice.ru/books/1515276.html

Приложение 1

ПРОТОКОЛ ИЗМЕРЕНИЙ РАДИАЦИОННОГО ГАММА-ФОНА НА ТЕРРИТОРИИ НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА

Дата 15 апреля 2016 г.

Наименование муниципального образования город Новомосковск Березовая роща

Приложение 2

ПРОТОКОЛ ИЗМЕРЕНИЙ РАДИАЦИОННОГО ГАММА-ФОНА НА ТЕРРИТОРИИ НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА

Дата 10 июня 2017 г.

Наименование муниципального образования город Новомосковск Детский парк

Приложение 3

ПРОТОКОЛ ИЗМЕРЕНИЙ РАДИАЦИОННОГО ГАММА-ФОНА НА ТЕРРИТОРИИ НАСЕЛЕННОГО ПУНКТА

Наименование муниципального образования город Новомосковск парк имени 30-летия ВЛКСМ

Приложение 4

Карта Березовой рощи города Новомосковска

с измерениями гамма-фона

Уровень радиационного фона:

Приложение 5

Карта Московской улицы города Новомосковска

с измерениями гамма-фона

Уровень радиационного фона:

Приложение 6

Карта Взрослого парка города Новомосковска

с измерениями гамма-фона

Уровень радиационного фона:

Приложение 7

Карта Пушкинского сквера города Новомосковска

с измерениями гамма-фона

Уровень радиационного фона:

Приложение 8

Карта сквера имени 30-летия ВЛКСМ

с измерениями гамма-фона

Уровень радиационного фона: