Воздействие радиоактивных отходов на окружающую среду и на организм человека

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

Воздействие радиоактивных отходов на окружающую среду и на организм человека

Долгова К.В. 1
1МАОУ "МБЛ"
Иванова Н.А. 1Пичугина Г.А. 2
1Медико-биологический лицей
2Медико-биологический лицей
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

 

В 1986 году 26 апреля в городе Чернобыль произошла авария на Чернобыльской АЭС. Радиационный фон в г. Чернобыле до аварии был 30 мкР/ч при норме 15 мкР/ч. В километре от станции радиация поднялась в 35 раз выше нормы, а в районе 5 км в 23 раз. В течение первых трёх месяцев после аварии скончался 31 человек. В период с 1987 по 2004 год скончались 19 человек, а также 134 человека перенесли острую лучевую болезнь той или иной степени тяжести. Проблема аварии на Чернобыльской АЭС заключалась в несоответствии нормам безопасности и низкой степени защиты. Поэтому вопрос о степени защиты атомных электростанций связанных с выбросом радиоактивных отходов является актуальным.

Кроме Чернобыльской АЭС существует Балаковская АЭС. Ее степень защиты соответствует нормам, так как на каждом энергоблоке имеются 3 канала систем безопасности с функциями автономного энергоснабжения, аварийного охлаждения активной зоны, подачи технической воды на теплообменное оборудование, контактирующее с радиоактивной средой. Радиационный фон находится под контролем путем измерений гамма-фона в районе расположения АЭС.

Положительные качества атомных электростанций: малое количество потребляемого топлива, экологически чистые предприятия, хорошее месторасположение. Отрицательные качества: в случае аварии возможна экологическая катастрофа огромных масштабов.

Кроме атомных электростанций существуют места захоронения радиоактивных отходов. В поселке Горном планируют создать производственно-технический комплекс по обработке, утилизации и обезвреживанию отходов наивысших I и II классов опасности. В год здесь планируется обрабатывать до 50 тысяч тонн отходов. На предприятиях должны быть предусмотрены различные защиты от аварий, а также санитарно-защитная зона. Будут соблюдены самые жесткие требования безопасности, гарантировано непопадание опасных радиоактивных веществ в окружающую среду «даже на уровне допустимых значений». Стопроцентная гарантия безаварийной работы невозможна, и в этом случае возможен выход поражающих факторов за пределы предприятия и даже санитарно-защитной зоны.

Ионизирующее излучение вызывает лучевую болезнь и отрицательно влияет на организм животных. Радиоактивные вещества оказывают внешнее и внутреннее воздействие на организм человека и приносят серьёзный ущерб. Опасные радиоактивные вещества, легко приспосабливаются в органах и тканях живых существ, например, радиоизотоп йода, способен сменяться на йод, находившийся в организме человека. Особо опасным последствием является влияние на потомство. Таким образом, РАО представляют опасность как для окружающей среды, так и для человечества.

Поэтому целью работы является изучить явление радиоактивности, виды радиоактивных отходов и способ их утилизации и защиты от выбросов в окружающую среду.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи:

1. На основе анализа информационных источников изучить явление радиоактивности.

2. Проанализировать степень защиты от радиоактивных отходов.

3. Изучить, какое воздействие радиации оказывает на организм человека.

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Открытие явления радиоактивности

Радиоактивность – явление самопроизвольного распада атомов неустойчивых (радиоактивных) элементов с образованием атомов других химических элементов, сопровождающееся испусканием ядерного излучения в виде альфа-частиц, бета-лучей или гамма-лучей [1].Для открытия новых химических элементов, которые расположены в таблице Д. И. Менделеева после урана, используют ядерные реакции. Впервые искусственную ядерную реакцию осуществил английский физик Э. Резерфорд (1919), при облучении ядер атома азота α-частицами, ученый получил ядра атома кислорода с выделением протонов: .

Другими примерами ядерных реакций являются реакции под действием нейтронов и протонов: .

С помощью ядерных реакций были синтезированы химические элементы с атомными номерами 43, 61, 85, 87 и все трансурановые элементы. Трансурановые элементы — радиоактивные химические элементы, расположенные в периодической системе элементов Д. И. Менделеева за ураном, то есть с атомным номером выше 92. Первым из них был получен технеций в 1937 году при облучении ядер атомов молибдена ядрами дейтерия: .

Особую группу ядерных реакций составляют термоядерные реакции, протекающие на звездах, в том числе и на Солнце. При облучении образца бериллия α-частицами образуются атомы углерода и нейтроны: .

Для каждого радиоактивного элемента характерен постоянный, независящий от внешних условий, тип радиоактивного распада.

Таким образом, радиоактивность происходит в результате деятельности человека, радиоактивный распад происходит самопроизвольно в природе. Так, например, уран представляет собой радиоактивный металл и состоит из трех изотопов: уран-238, уран-235 и уран-234. Последний изотоп является радиогенным, так как входит в состав радиоактивного ряда уран-238. Радиоактивность природного урана обусловлена изотопами урана-238 и урана-234, их удельные активности равны.

1.2 Виды радиоактивного излучения

Существует несколько видов радиоактивного излучения.

Альфа излучение — это поток альфа-частиц, которые образуются в процессе распада ядра. При испускании одной α-частицы (e+) ядро атома теряет два протона и два нейтрона, то есть заряд ядра уменьшается на 2, а массовое число уменьшается на 4 (рисунок 1).

Рисунок 1. Механизм Альфа распад.

Дочернее ядро будет соответствовать химическому элементу, смещенному в периодической системе на два номера к началу системы по отношению к материнскому элементу: Э → Не + Э′. Например, при α-распаде ядра радона-222 образуется ядро атомаполония-218: .

Бета-излучение — механизм бета-излучения заключается в том, что частицы, которые появляются при распаде атомных ядер элементов с радиоактивными свойствами. Это определение является выводом ученых, открывших бета-излечение Мария Склодовская и Пьер Кюри, они стали одними из первых, кто официально пострадал от бета-облучения. Механизм бета распада представлен на рисунке 2.

Рисунок 2– бета распад.

При испускании ядром атома β- лучей, (поток электронов – ē) происходит превращение нейтрона в протон, и ядро испускает электрон – β--частицу: n → ē + р.

Позитронному β-распаду соответствует ядерный процесс превращения протона в нейтрон: р → n + е+. Позитрон, или β+ -частица (е+) – обладает массой электрона и зарядом, равным заряду электрона, но противоположным по знаку. Число протонов в ядре при позитронном распаде уменьшается на единицу, а массовое число не изменяется. Образующееся ядро – изобар исходного ядра – принадлежит элементу, смещенному от материнского элемента на один номер к началу периодической сиcтемы: .

Существует также процесс K-захвата. При захвате ядром электрона с ближайшего к ядру К-слоя в ядре уменьшается число протонов вследствие протекания процесса: р + 0ē = =n.

При переходе периферийного электрона на освободившуюся в К-слое вакантную орбиталь выделяется энергия в виде кванта рентгеновского излучения. Например:

.

Гамма-излучение – это коротковолновое электромагнитное излучение. На шкале электромагнитных волн оно граничит с жестким рентгеновским излучением, занимая область более высоких частот.

Радиоактивное ядро атома в возбужденном состоянии испускает γ-лучи – поток коротковолнового электромагнитного излучения с длиной волны менее 10-8 см. При этом энергия ядра уменьшается, однако заряд ядра и массовое число его остаются без изменения.

Радиоактивный распад сопровождается выделением большого количества энергии. Так, при делении ядер 1 кг урана выделяется около 2107 кВтч энергии, что эквивалентно сжиганию более 2500 т антрацита. Каждый радиоактивный элемент характеризуется определенным периодом полураспада (Т1/2); для разных радионуклидов он может быть от 10-10 до 1010 лет. Например, для урана-238 период полураспада 4,5109 лет; для марганца-56 – 2,6 часов; для ванадия-52 – 3,8 мин и так далее. Уран-238 используется для работы атомных энергетических станций в качестве топлива.

Радиоактивные ряды – последовательные ряды изотопов, образующиеся в результате естественного радиоактивного распада радиоактивных долгоживущих природных элементов (радионуклидов). Каждый ряд заканчивается стабильным изотопом свинца. Известны три природных радиоактивных ряда:

1. Ряд урана-238: изотоп 238U через ряд следующих один за другим радиоактивных распадов с образованием новых различных радионуклидов приводит к изотопу 206Pb (период полураспада 4,5 миллиардов лет).

2. Ряд урана-235: изотоп 235U приводит к изотопу 207Pb (период полураспада 710 миллионов лет).

3. Ряд тория-232 завершается изотопом 208Pb (период полураспада 13,9 миллиардов лет).

2.1 Классификация радиоактивных отходов

Существует классификация радиоактивных отходов по удельной активности (таблица 1).

Таблица 1

Категории РАО

Удельная активность, Ки/л (Бк/кг)

Низко-активные

ниже 10-5 (ниже 3,7*105)

Средне-активные

10-5 – 1 (3,7*105 - 3,7*1010)

Высокоактивные

выше 1 (выше 3,7*1010)

Радиоактивные отходы классифицируют на разные виды:

1. Особые радиоактивные отходы – это отходы, для которых риски, связанные с радиационным воздействием, а также затраты, связанные с извлечением таких радиоактивных отходов из пункта хранения, превышают риски и затраты, связанные с захоронением таких радиоактивных отходов в местах их нахождения.

2. Удаляемые радиоактивные отходы - радиоактивные отходы, для которых риски, связанные с радиационным воздействием, а также затраты, связанные с извлечением таких радиоактивных отходов из пункта хранения, не превышают риски и затраты, связанные с захоронением таких радиоактивных отходов в месте их нахождения.

Удаляемые радиоактивные отходы в зависимости от периода полураспада содержащихся в них радионуклидов подразделяются на долгоживущие, короткоживущие радиоактивные отходы [2].

В зависимости от удельной активности радиоактивные отходы подразделяются на: высокоактивные, средне-активные, низко-активные, очень низко-активные.

Высокоактивные отходы отходы с большим объемом долгоживущих радионуклидов, которые необходимо учитывать при захоронения таких отходов. Общепризнанным вариантом захоронения ВАО является захоронение в стабильных глубоких геологических формациях, обычно на глубине в несколько сотен или более метров от поверхности.

Средне-активные отходы – отходы, которые из-за содержания долгоживущих радионуклидов, требуют большей степени локализации. САО могут содержать долгоживущие, альфа-излучающие радионуклиды. Отходы этого класса требуют захоронения на больших глубинах, порядка от десятков до нескольких сотен метров.

Низко-активные отходы – отходы, с ограниченным объемом долгоживущих радионуклидов. Такие отходы требуют надежной изоляции и локализации на срок до нескольких сотен лет, они пригодны для захоронения в приповерхностных пунктах с инженерно-техническими барьерами.

Очень низко-активные отходы – отходы, которые не требуют высокого уровня локализации и изоляции и подходят для захоронения на установках приповерхностного захоронения ограниченным регулирующим контролем.

Радиоактивные отходы по агрегатному состоянию подразделяются на жидкие, твердые и газообразные [3].

Жидкие радиоактивные отходы – жидкости, в которых допустимая концентрация радионуклидов превышает концентрацию, установленную для воды открытых водоемов. Ежегодно на АЭС образуется большое количество жидких радиоактивных отходов (ЖРО). В основном большинство ЖРО сливается в открытые водоемы, так как их радиоактивность считается безопасной для окружающей среды. Жидкие РАО образуются также на радиохимических предприятиях и исследовательских центрах [4].

Категории РАО

Мощность экспозиционной дозы, Р/ч

Вид доминирующего излучения

альфа-излучатели, Ки/кг

бета-излучатели, Ки/кг

Мощность дозы гамма-излучения (0,1м от поверхности), Гр/ч

Низко-активные

ниже 0,2

2*10-7 – 10-5

2*10-6 – 10-4

3*10-7 – 3*10-4

Средне-активные

0,2 – 2

10-5 – 10-2

10-4 – 10-1

3*10-4 – 10-2

Высокоактивные

выше 2

выше 10-2

выше 10-1

выше 10-2

Твердые радиоактивные отходы — это форма радиоактивных отходов, которая непосредственно подлежит хранению или захоронению. Твердые радиоактивные отходы, классифицируют на три вида, в таблице 3 приведена классификация твердых радиоактивных отходов (таблица 2).

Таблица 2

К твердым радиоактивным отходам относятся отработавшие свой ресурс радионуклидные источники, не предназначенные для дальнейшего использования материалы, изделия, оборудование, биологические объекты, грунт, а также отвержденные жидкие радиоактивные отходы, соответствующие критериям отнесения к радиоактивным отходам. Существует 3 основных вида твердых отходов:

1) Остатки урана или радия, не извлеченные при переработке руд,

2) Искусственные радионуклиды, возникшие при работе реакторов и ускорителей,

3)Выработавшие ресурс, демонтированные реакторами, ускорителями, радиохимическим и лабораторным оборудованием.

Среди жидких и твердых радиоактивных отходов существуют газообразные радиоактивные отходы. Последние образуются в основном при работе АЭС, радиохимических заводов по регенерации топлива, а также при пожарах и других аварийных ситуациях на ядерных объектах [5]. В таблице 3 представлена классификация газообразных отходов.

Таблица 3

Категории РАО

Объемная активность, Ки/м3

Низко-активные

ниже 10-10

Средне-активные

10-10 - 10-6

Высокоактивные

выше 10-6

Радиоактивные отходы подвергаются захоронению. Существует 6 классов захоронения радиоактивных отходов.

Первый и второй класс радиоактивных отходов – это самые опасные радиоактивные отходы, но их меньше всего по количеству. Это высокоактивные радиоактивные отходы, период полураспада которых измеряется сотнями тысяч лет. К 1 классу опасности относят все отходы, способные оказать необратимое влияние на экологию, в том числе содержащие ртуть, фтороводород, таллий, соли свинца и отходы солей мышьяка. 2 класс опасности — это высоко-опасные вещества, ликвидировать воздействия которых на природу можно в срок от 30 лет. К ним относятся сурьма, мышьяк, сероводород, фенол, барий, щелочи, отходы нефтепереработки.

Радиоактивными отходами третьего и четвертого класса являются твердые или отвержденные отходы, с удельной активностью короткоживущих радионуклидов. Это радиоактивные отходы: ветошь, приборы, одежда, загрязненные радиоактивными веществами перчатки, строительный мусор. Их можно изолировать в приповерхностных хранилищах, до ста метров глубиной.

Радиоактивные отходы пятого и шестого класса. К пятому классу радиоактивных отходов относятся жидкие радиоактивные отходы, средне активные короткоживущие радиоактивные отходы, низко активные долгоживущие радиоактивные отходы, не подлежащие дальнейшему использованию органические и неорганические жидкости, пульпы, шламы. Изоляция происходит в пунктах глубинного захоронения. К шестому классу относятся радиоактивных отходы, которые образовались при добыче и переработке урановых руд, минерального и органического сырья с повышенным содержанием природных радионуклидов. Это отвалы горнорудной промышленности с повышенным радиационным фоном. Изоляция происходит в пунктах приповерхностного захоронения.

2. Влияние радиоактивных отходов на организм человека и на окружающую среду

Источником радиоактивного заражения являются радиоактивные отходы, так как происходит заражение предметов, помещений, окружающей среды ядовитыми и радиоактивными химикатами. Радиоактивные отходы опасны содержащимися в них радионуклидами, которые могут рассеиваться в биосфере и вызывать различные генетические изменения в клетках живых организмов [6]. Зараженным, считается человек, который контактировал с радиоактивными веществами. В таблице 4 приведены дозы облучения человека при радиации.

Таблица 4

Доза облучения в мзв (1 мЗв = 1000 мкЗв)

Признаки поражения организма человека

0 — 100 мЗв

Допустимая норма радиации, которая совершенно безвредна для организма человека.

100 – 500 мЗв

Количество лейкоцитов в крови снижается, но лучевая болезнь не наблюдается.

1000 – 2000 мЗв

Человек чувствует легкую усталость, тошноту, головокружение. Уровень эритроцитов значительно снижается, наблюдается частичное облысение и анорексия. Наступает легкая форма лучевой болезни.

2000 – 4000 мЗв

Плотность костей снижается, костный мозг начинает распадаться. Количество лейкоцитов и эритроцитов резко снижается. Наблюдаются диарея, тошнота, внутрибрюшное кровоизлияние.

4000 мЗв и больше

Смертельная доза радиации. Человека, получившего такую дозу радиации, ждет летальный исход.

В результате выброса на АЭС радионуклид «цезий-137», попадая в организм человека, вызывает саркому. Другой радионуклид – «стронций-90» - может замещать кальций в твердых тканях и грудном молоке. А малые дозы облучения «криптоном-85» повышают вероятность заболевания раком кожи. Наибольшему воздействию радиации подвергаются работники самих ядерных объектов, а также люди, проживающие в прилегающих к ним зонах (ЗАТО). Людей можно обеззараживать путем соскабливания наружного слоя кожи [7].

Альфа-лучи при внешнем воздействии способны нанести вред организму, только при наличии открытой раны. Альфа-излучение при проникновении внутрь организма привести к лучевой болезни. Бета-излучение не может проникнуть сквозь плотные структуры (металл), но может пройти сквозь одежду человека и не полностью сквозь живые ткани. Живому организму, оно может нанести вред на расстоянии несколько десятков метров. Радиоактивный изотоп, попадая внутрь организма, накапливается в органах и тканях, приводя к повреждениям, которые будут облучать его годами, что приводит к раку. Гамма-излучение является очень опасным, так как оно проходит огромные расстояния и влияет на живые организмы за несколько сотен метров [8].

Проблема радиоактивных отходов является частным случаем общей проблемы загрязнения окружающей среды отходами человеческой деятельности. Одним из основных источников радиоактивных отходов высокого уровня активности является атомная энергетика (отработанное ядерное топливо) [9]. В соответствии с нормативными документами, допустимый уровень радиации от естественных источников излучения 5 мЗв/год.

Сотни миллионов тонн радиоактивных отходов, образуются в результате деятельности атомных электростанций. Большая часть отходов сохраняет свою радиоактивность до 240 000 лет и должна быть изолирована от биосферы на это время. Отходы содержатся во "временных" хранилищах, или захораниваются неглубоко под землей. Во многих местах отходы безответственно сбрасываются на землю, в озера и океаны. Что касается глубокого подземного захоронения - официально признанного в настоящее время способа изоляции отходов, то со временем изменения русла водных потоков, землетрясения и другие геологические факторы нарушат изоляцию захоронения и приведут к заражению воды, почвы и воздуха [10].

Окружающую среду довольно сложно обеззаразить, так как зараженная почва подлежит удалению и утилизации, а загрязненная вода должна быть изолирована.

3. Образование радиоактивных отходов в результате деятельности человека и способы их утилизации

Образуются радиоактивные отходы с разными химическими и физическими характеристиками, формами, объемом радионуклидов и на разного вида предприятиях, из-за этого появляется много вариантов обращения с отходами. Эти вещества наносят огромный вред для жизнедеятельности человека, поэтому их накопление является главной проблемой. При неправильном обращении с радиоактивными отходами происходит ухудшение экологический ситуации, так как захоронение отходов происходит в гидросфере и литосфере, а из-за сжигания органического топлива – угля, в котором содержатся уран и торий, множество радиоактивных изотопов попадают в атмосферу.

Радиоактивные отходы образуются при эксплуатации объектов ядерного топливного цикла, атомных электростанций, исследовательских реакторов, критических стендов и сборок, мощных источников ионизирующего излучения, судов гражданского и кораблей военно-морского флотов с ядерными энергетическими установками и иными радиационными источниками, а также при использовании изотопной продукции в научных организациях, народном хозяйстве и медицине [11].

На атомных станциях происходит ядерная реакция деления, расщепления атомного ядра на два, реже три ядра с близкими массами с большим выделением энергии. Топливом для атомной станции являются ядра Урана 235. В результате реакции образуются около 100 различных изотопов с массовыми числами от 90 до 45. Для начала деления ядра урана необходим один нейтрон, например нейтрон от ядра плутония. Продуктами деления ядер урана могут быть изотопы бария, ксенона, стронция, рубидия:

Федеральный закон от 11.07.2011 N 190-ФЗ "Об обращении с радиоактивными отходами и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" (с изм. и доп., вступающими в силу с 16.07.2013) Статья 12. Требования к захоронению радиоактивных отходов:

1. Радиоактивные отходы, за исключением короткоживущих радиоактивных отходов, удельная активность которых в результате распада радионуклидов за время хранения может быть снижена до уровня, при котором такие отходы перестают быть радиоактивными отходами, подлежат обязательному захоронению в пунктах захоронения радиоактивных отходов.

2. Захоронение твердых высокоактивных долгоживущих и твердых средне-активных долгоживущих радиоактивных отходов осуществляется в пунктах глубинного захоронения радиоактивных отходов, обеспечивающих локализацию таких отходов в соответствии с Законом Российской Федерации от 21 февраля 1992 года N 2395-1 "О недрах".

3. Захоронение твердых низко-активных радиоактивных отходов и твердых средне-активных короткоживущих радиоактивных отходов может осуществляться в пунктах приповерхностного захоронения радиоактивных отходов.

4. Захоронение радиоактивных отходов, образующихся при добыче и переработке урановых руд, и твердых очень низко-активных радиоактивных отходов может осуществляться без их кондиционирования в пунктах приповерхностного захоронения радиоактивных отходов.

Утилизация радиоактивных отходов зависит от уровня активности составных элементов. Утилизация радиоактивных отходов не снижает уровень радиации до нуля, а только частично уменьшает степень излучения. Отходы проходят обработку перед транспортировкой к месту захоронения, чтобы избежать нанесения вреда людям и окружающей среде, так как обработка снижает уровень опасности радиоактивных отходов. Для этого используют несколько методов:

Материалы из дерева, текстиля, бумаги, картона, резины, контактировавшие с радиоактивными веществами низкого или среднего уровня, сжигают. Процесс переработки происходит внутри специальных камер, предотвращающих или минимизирующих попадание опасных частиц в окружающую среду. Термическая обработка не уничтожает уровень радиации, а только снижает. Поэтому остатки отходов смешивают с раствором цемента и заливают в герметичные контейнеры. Их захоронение происходит в специально оборудованных шахтах, складах, соляных штоках.

Для обработки радиоактивных отходов низкого, среднего уровня активности применяют сжатие. Прессы уплотняют ядерные отбросы, уменьшая объём до десяти раз. Полученный материал, имеющий радиационный фон, заливают цементным раствором и захоранивают как сожжённый опасный мусор. Зацементированные отходы после сжатия, хранящиеся в специальных контейнерах, не представляют опасности для экологии.

Существует такой способ захоронения как остекловывание. Стекло способно поглощать большие объёмы опасных веществ. Радиоактивные отходы любого уровня активности складывают внутрь специальных стальных контейнеров и заливают жидким стеклом. Материал растворяется благодаря использованию печи электрического нагрева. Что бы предать мусору твёрдости, применяют супер кальцинаты, стеклокерамику, после тщательной герметизации полученной смеси, её захоранивают в оборудованных могильниках [12].

Глава 2. Экспериментальная часть

2.1 Радиационная обстановка на территории г. Саратова

В последние годы радиационная обстановка на территории Саратовской области определяется:

1. Глобальным радиационной фоном, обусловленным проводившимся ранее ядерными испытаниями.

2. Радиоактивным загрязнением территорий в следствие аварий в 1986 году на Чернобыльской АЭС.

3. Эксплуатации предприятий ядерного топливного цикла региональных хранилищ радиоактивных отходов.

Среднее значение МЭД по г. Саратов составило 12 мкР/ч, максимальное значение МЭД – 16 мкР/ч зафиксировано в мае 2002 года. В 2002 году на территории Саратовской области было отмечено 6 случаев радиоактивных выпадений с повышенной бета-активностью.

В таблице 5 зафиксированы измерения радиоактивности с помощью счётчика Гейгера — Мюллера на территории г. Саратова.

Таблица 5

Место замера

Единица измерения, МкЗв/час

Фотография

Медико-биологический лицей

00.14

 

Жир комбинат

00.12

 

Тех стекло

00.12

 

тц Тау Галерея

00.12

 

По результатам таблицы 5, можно прийти к выводу, что радиационная обстановка на территории г. Саратова в норме [13].

2. 2 Татищевский район Саратовской области

В Татищевском районе находится полигон для захоронения радиоактивных отходов. Концентрация радия в грунтовых водах под территорией полигона радиоактивных отходов РосРАО в Татищевском районе Саратовской области превышена в 10 раз. Существование полигона негативно влияет на окружающую среду и здоровье человека — жители села Курдюм стали чаще болеть онкологическими заболеваниями. Есть вероятность, что в р. Курдюмка могут попасть радиоактивные отходы, из-за чего пострадают не только жители села Курдюм, но и поселки ниже по течению, в том числе и Саратов. Изначально полигон принимал слабо и среднеактивные РАО Саратовской, Пензенской и Ульяновской областей, с 1973 года количество регионов-поставщиков отходов выросло до одиннадцати. Отходы Балаковская АЭС фасует в контейнеры и направляет на полигоны для долговременного хранения в Саратовскую область, под Татищево.

2. 3 Балаковская атомная электростанция

Балаковская АЭС – развитый энергетический комплекс, химической промышленности. На каждом энергоблоке имеются 3 канала систем безопасности с функциями автономного энергоснабжения, аварийного охлаждения активной зоны, подачи технической воды на теплообменное оборудование, контактирующее с радиоактивной средой. Радиационный контроль окружающей среды в зоне расположения Балаковской АЭС осуществляется путем измерений: гамма-фона в районе расположения АЭС, годовой дозы на местности в санитарно-защитной зоне и зоне наблюдения, общей активности и содержания радионуклидов в объектах окружающей среды.

Данные о радиационной и экологической обстановке в районе расположения Балаковской АЭС за январь 2020 года свидетельствуют о её безопасной и надёжной эксплуатации. Выбросы радиоактивных веществ в атмосферу не превысили установленных норм. Многолетний ряд наблюдений за состоянием окружающей среды в районе расположения Балаковской АЭС показывает, что радиационная обстановка во всех населенных пунктах зоны наблюдения и в городе Балаково, содержание радионуклидов в объектах внешней среды, объемная радиоактивность воды водоема-охладителя АЭС и реки Волги за годы эксплуатации БАЭС не превысило нормативных допустимых уровней. Отбор проб снега, почвы и луговой растительности проводится один раз в год пятью стационарными постами радиационного контроля.

На Балаковской АЭС содержатся гамма-излучающие радионуклиды: цезий-137 и калий-40. В случае утечки гамма-излучающих радионуклидов и несоблюдении основных степеней защиты на Балаковской АЭС, то это повлечет за собой огромные проблемы для человечества и окружающей среды, так как отходы попадут в почву, реки, атмосферу и нанесут огромный вред всему живому. Балаковская АЭС находится в 145 км от г. Саратова. В случае утечки радиационное облако при ветре 6 м/с дойдет до г. Саратова за 6,7 часов:

6 м/с = 6 * 3,6 = 21,6 км/ч

145: 21, 6 = 6,7 ч

Одним из элементов выброса является цезий-137. Как он влияет на человека и окружающую среду? Внутрь живых организмов цезий-137 в основном проникает через органы дыхания и пищеварения. Около 80 % попавшего в организм цезия накапливается в мышцах, 8 % — в скелете, оставшиеся 12 % распределяются равномерно по другим тканям. Вред цезия-137 для человека в первую очередь связан с его радиоактивностью. На пути своих радиоактивных превращений он будет облучать окружающие ткани гамма- и бета-лучами, вызывая мутации и повреждения на клеточном уровне.

Другим элементом выброса является калий-40. Изотоп Калий-40 дает около 80% всей природной радиоактивности организма человека. Благодаря ему в организме человека весом 70 килограммов каждую секунду происходит примерно 4 000 радиоактивных распадов.

Гарантированная защита от радиации на Балаковской АЭС не предусмотрена. Возможная утечка или выброс радиоактивных веществ повлечет за собой огромные проблемы для человечества и окружающей среды, так как отходы попадут в почву, реки, атмосферу и нанесут огромный вред всему живому. Отходы Балаковская АЭС фасует в контейнеры и направляет на полигоны для долговременного хранения в Саратовскую область, под Татищево.

2. 4 Переработка радиоактивных отходов в п. Горном

В п. Горном планируют создать производственно-технический комплекс по обработке, утилизации и обезвреживанию отходов наивысших I и II классов опасности. В год здесь планируется обрабатывать до 50 тысяч тонн отходов. Проект будет осуществлен в 2023 году. На предприятиях должны быть предусмотрены различные защиты от аварий, а также санитарно-защитная зона. Будут соблюдены самые жесткие требования безопасности, гарантировано непопадание опасных радиоактивных веществ в окружающую среду «даже на уровне допустимых значений». Стопроцентная гарантия безаварийной работы невозможна, и в этом случае возможен выход поражающих факторов за пределы предприятия и даже санитарно-защитной зоны. Захоронение РАО любого класса опасности более негативного сказывается на окружающей среде, чем их переработка. При переработке из радиоактивных отходов извлекаются полезные компоненты и понижается класс опасности радиоактивных отходов.

В п. Горном будут перерабатываться радиоактивные отходы 1 и 2 класса опасности. К ним относятся: все отходы, способные оказать необратимое влияние на экологию, в том числе содержащие ртуть, фтороводород, таллий, соли свинца и отходы солей мышьяка. Если произойдет утечка радиоактивных отходов 1 и 2 классов, то это повлечет за собой огромные проблемы для человечества и окружающей среды, так как отходы попадут в почву, реки, атмосферу и нанесут огромный вред всему живому. Поселок Горный находится в 175 км от г. Саратова. В случае утечки радиационное облако при ветре 6 м/с дойдет до г. Саратова за 8 часов:

6м/с = 6 * 3,6 = 21,6 км/ч

175: 21,6 = 8 часов

В поселке Горный не предусмотрена гарантированная защита переработки радиоактивных отходов 1 и 2 классов от радиации. Возможная утечка или выброс радиоактивных веществ повлечет за собой огромные проблемы для человечества и окружающей среды, так как отходы попадут в почву, реки, атмосферу и нанесут огромный вред всему живому.

2. 5 Чернобыльская АЭС

Всем известна ситуация, произошедшая на Чернобыльской атомной электростанции, но мало кому известны причины взрыва и распространения радиации. Основные факторы возникновения аварии:

реактор не соответствовал нормам безопасности и имел опасные конструктивные особенности;

низкое качество регламента эксплуатации в части обеспечения безопасности;

неэффективность режима регулирования и надзора за безопасностью в ядерной энергетике, общая недостаточность культуры безопасности в ядерных вопросах как на национальном, так и на местном уровне;

отсутствовал эффективный обмен информацией по безопасности как между операторами, так и между операторами и проектировщиками, персонал не обладал достаточным пониманием особенностей станции, влияющих на безопасность;

Потребуется много времени для распада долго живущих радиоактивных изотопов и для снижения их концентрации до безопасной. При взрыве в окружающую среду были выброшены: цезий-137, йод-131, стронций-90 и изотопы плутония. Над чернобыльским 4-м энергоблоком сооружён саркофаг, предохраняющий окружающую среду от проникновения остатков ядерного топлива. Из-за взрыва на Чернобыльской АЭС погибло много людей и произошло большое количество мутаций у людей, растений и животных.

Степень защиты на Чернобыльской АЭС была незначительна, что повлекло за собой аварию и распространение радиации.

Выводы:

Рассмотрены виды радиоактивного излучения.

Изучены процессы утилизации и влияние РАО на человека и окружающую среду.

Доказано, что в Ленинском районе, г. Саратова радиационный фон находится в пределах нормы.

Заключение

Вопрос о степени защиты атомных электростанций связанных с выбросом радиоактивных отходов является очень важным. Авария на атомной электростанции приведет к глобальным экологическим проблемам. Радиоактивные отходы попадут в почву, реки, атмосферу и нанесут огромный вред всему живому. На Чернобыльской атомной электростанции произошел взрыв реактора из-за низкой степени защиты. С помощью ветра радиоактивные элементы распространились на огромное расстояние, к ним относят: цезий-137, йод-131, стронций-90. В связи с этой ситуации погибли люди, и многие получили острую лучевую болезнь. Степень защиты от аварии на атомных-электростанций должна быть на высоком уровне. На Балаковской атомной электростанции степень защиты в норме, но риск аварии есть.

Места захоронения радиоактивных отходов являются опасным, так как при утечке радиоактивных отходов, они могут попасть в почву, реки и атмосферу в целом. В поселке Горном будут утилизироваться радиоактивные отходы I и II классов опасности. Предприятие имеет хорошую степень защиты, но риск аварии есть.

В Саратовской области за весь период деятельности предприятий с 1963 года не было радиационных аварий и инцидентов. Система хранения радиоактивных веществ и РАО соответствует современным критериям, нормам и требованиям безопасности. Деятельность по обращению с РАО на предприятии осуществляется в строгом соответствии с федеральным законодательством, правилами и нормами в области использования атомной энергии и обеспечения радиационной безопасности.

Список используемой литературы:

1. Г. И. Штремплер «Задачи и упражнения по общей химии» (2005)

2. Информационные интернет-ресурс: consultant.

Федеральный закон от 11.07.2011 N 190-ФЗ (ред. от 02.07.2013) "Об обращении с радиоактивными отходами и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации" Статья 4.

Web: http://www.consultant.ru/document/

3. Информационные интернет-ресурс: consultant.

Обращение с радиоактивными отходами (в ред. Изменений N 1, утв. Постановлением Главного государственного санитарного врача РФ от 16.09.2013 N 43).

Web: http://www.consultant.ru/document/cons

4. Информационные интернет-ресурс: studwood.

Классификация радиоактивных отходов.

Web: https://studwood.ru/1297511/klassifikatsiya_radioaktivnyh_othodov

5. Информационные интернет-ресурс: him.1sept.

Радиоактивные отходы и их классификация.

Web: https://him.1sept.ru

6. Информационные интернет-ресурс: infopedia.su.

Проблема радиоактивных отходов.

Web: https://infopedia.su/16x489f.html

7. Информационные интернет-ресурс: fela-control.

Влияние радиации на здоровье человека.

Web: http://fela-control.ru/dorove-cheloveka.html

8. Информационные интернет-ресурс: beztoksina.

Гамма-излучение. Влияние на человека.

Web: https://beztoksina.ru/гамма-излучениеl

9. Информационные интернет-ресурс: vuzlit.

Радиоактивные отходы, проблемы их захоронения.

Web: https://vuzlit.ru/radioaktivnye_othody_problemy_zahoroneniya

10. Информационные интернет-ресурс: informecolog.

Влияние радиоактивных отходов на окружающую среду.

Web: http://www.informecolog.ru/infoes-1000-2.html

11. Информационные интернет-ресурс: km.

Системный подход к нормативному регулированию безопасности при обращении с радиоактивными отходами.

Web: https://www.km.ru/referats/2

12. Информационный интернет-ресурс: bezotxodov.

Утилизация и переработка радиоактивных отходов.

Web: https://bezotxodov.ru/utilizacija-radioaktivnyh-othodov

13. Красильникова С. Ю. Доклад о состоянии окружающей природной среды Саратовской области в 2002 году.

Просмотров работы: 134