додати матеріал


приховати рекламу

Цитологія та охорона навколишнього середовища

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

Зміст:
"1-3" Вступ .. 2
Вплив радіації на живі організми ... 3
Канцерогенний ризик, що викликається опроміненням .. 4
Генетичні наслідки опромінення. 8
Чорнобильська катастрофа .. 11
Наслідки випробувань ядерної зброї .. 16
Хіросіма і Нагасакі .. 18
Радіоактивні відходи ... 19
Висновок .. 21
Список літератури ... 22
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введення


З давніх часів людина удосконалював себе, як фізично, так і розумово, постійно створюючи й удосконалюючи знаряддя праці. Постійна нестача енергії змушувала людину шукати й знаходити нові джерела, впроваджувати їх, не піклуючись про майбутнє. Таких прикладів безліч: паровий двигун спонукав людину до створення величезних фабрик, що спричинило за собою миттєве погіршення екології в містах. Іншим прикладом служить створення каскадів гідроелектростанцій, що затопили величезні території і змінили до невпізнання екосистеми окремих районів. У пориві за відкриттями наприкінці XIX ст. двома вченими: П'єром Кюрі і його дружиною Марією Склодовської-Кюрі було відкрите явище радіоактивності. Саме це досягнення поставило існування всієї планети під загрозу. За 100 з гаком років людина наробив стільки дурниць, скільки не робив за все своє існування. Давно вже пройшла Холодна війна, ми вже пережили Чорнобиль і багато засекречених аварії на полігонах, однак проблема радіаційної загрози нікуди не пішла і до цього дня служить головною загрозою біосфері.
Радіація відіграє величезну роль у розвитку цивілізації на даному історичному етапі. Завдяки явищу радіоактивності був зроблений істотний прорив в області медицини і в різних галузях промисловості, включаючи енергетику. Але одночасно з цим стали все виразніше виявлятися негативні сторони властивостей радіоактивних елементів: з'ясувалося, що вплив радіаційного випромінювання на організм може мати трагічні наслідки. Подібний факт не міг пройти повз увагу громадськості. І чим більше ставало відомо про дію радіації на людський організм і навколишнє середовище, тим суперечливіше ставали думки про те, наскільки велику роль повинна грати радіація в різних сферах людської діяльності.
На жаль, відсутність достовірної інформації викликає неадекватне сприйняття даної проблеми. Газетні історії про шестиногих ягнят і двоголових немовлятах сіють паніку в широких колах. Проблема радіаційного забруднення стала однією з найбільш актуальних. Тому необхідно прояснити обстановку і знайти вірний підхід. Радіоактивність варто розглядати як невід'ємну частину нашого життя, але без знання закономірностей процесів, пов'язаних з радіаційним випромінюванням, неможливо реально оцінити ситуацію.
Для цього створюються спеціальні міжнародні організації, що займаються проблемами радіації, у тому числі існуюча з кінця 1920-х років Міжнародна комісія з радіаційного захисту (МКРЗ), а також створений в 1955 році в рамках ООН Науковий Комітет з дії атомної радіації (НКДАР).

Вплив радіації на живі організми


Вплив радіації на організм може бути різним, але майже завжди воно негативно. У малих дозах радіаційне випромінювання може стати каталізатором процесів, що призводять до раку або генетичних порушень, а у великих дозах часто приводить до повної або часткової загибелі організму внаслідок руйнування кліток тканин.
Складність у відстеженні послідовності процесів, викликаних опроміненням, пояснюється тим, що наслідки опромінення, особливо при невеликих дозах, можуть проявитися не відразу, і найчастіше для розвитку хвороби вимагаються роки чи навіть десятиліття. Крім того, внаслідок різних проникаючих і іонізуючих здібностей різних видів радіоактивних випромінювань вони впливають на організм: a-частинки найбільш небезпечні, однак для a-випромінювання навіть аркуш паперу є непереборною перешкодою; b-випромінювання здатне проходити в тканині організму на глибину один- два сантиметри; найбільш необразливе g-випромінювання характеризується найбільшою проникаючою здатністю: його може затримати лише товста плита з матеріалів, що мають високий коефіцієнт поглинання, наприклад, з бетону або свинцю.
Проходячи через речовину, випромінювання викликає в ньому різні перетворення фізичного, фізико-хімічного, хімічного і біологічного характеру.
Перша стадія радіаційного впливу полягає у передачі (перенесення) енергії випромінювання молекул середовища, через яку вона проходить. Характер відбуваються при цьому визначається видом і енергією випромінювання, а також видом речовини, що опромінюється. Спочатку в речовині відбуваються первинні радіаційні процеси, які призводять до утворення проміжних радіохімічних і радіобіологічних продуктів. Ці продукти, що володіють великою енергією, дуже радіоактивні, і в ході подальших перетворень вони утворюють кінцеві продукти радіаційного впливу.
Радіаційно-біологічний вплив представляє собою комплекс багатьох взаємопов'язаних приватних процесів різної інтенсивності та тривалості. Весь цей комплекс можна розділити на чотири етапи: фізичний, фізико-хімічний, хімічний і біологічний процеси, кожен з яких характеризується певним типом взаємодії випромінювання з речовиною та продуктами цієї взаємодії.
Під дією випромінювання і ряду інших факторів хромосома (і навіть один ген) може зазнавати певних перетворення, частково або повністю змінюючи свої властивості. Такий перехід називають мутацією. Якщо мутація виникає в статевій клітині, то вона поширюється на всі клітини нового організму, які утворилися шляхом поділу. Крім генетичних ефектів, які можуть позначатися на наступних поколіннях, спостерігаються і так звані соматичні ефекти, які небезпечні для самої людини, яка зазнала радіоактивного випромінювання. Якщо мутація відбувається в клітці тіла вже функціонуючого організму, вона поширюється тільки на певне коло клітин, що утворилися шляхом звичайного поділу з первинної клітини, зазнала мутацію.
Слід більш докладно розглянути найпоширеніші й серйозні ушкодження, викликані опроміненням, а саме рак і генетичні порушення.

Канцерогенний ризик, що викликається опроміненням

Рак - найбільш серйозне з усіх наслідків дії на людину відносно невеликих доз іонізуючого випромінювання, принаймні, безпосередньо для тих людей, які зазнали опромінення. Справді, великі обстеження, що охопили близько 100 000 чоловік, які пережили атомні бомбардування Хіросіми і Нагасакі в 1945 році, показали, що поки рак є єдиною причиною підвищеної смертності в цій групі населення. Оцінки НКДАР ООН ризику захворювання на рак в значній мірі спираються на результати обстеження людей, які пережили атомне бомбардування. Комітет використовує й інші матеріали, в тому числі відомості про частоту захворювання раком серед жителів островів у Тихому океані, на яких відбулося випадання радіоактивних опадів після ядерних випробувань в 1954 році, серед робітників уранових рудників і серед осіб, які пройшли курс променевої терапії. Але матеріали по Хіросімі і Нагасакі - єдине джерело відомостей, що відображає результати ретельного обстеження протягом більше 30 років численної групи людей різного віку, які зазнали більш-менш рівномірному опроміненню всього тіла. Незважаючи на всі ці дослідження, оцінка ймовірності захворювання людей на рак в результаті опромінення не цілком надійна. Є маса корисних відомостей, отриманих при експериментах на тваринах, однак, незважаючи на їх очевидну користь, вони не можуть повною мірою замінити відомостей про дію радіації на людину. Для того щоб оцінка ризику захворювання на рак для людини була досить надійна, отримані в результаті обстеження людей відомості повинні задовольняти цілий ряд умов. Повинна бути відома величина поглиненої дози. Випромінювання має рівномірно потрапляти на все тіло або, принаймні, на ту його частину, яка вивчається в даний момент. Опромінене населення повинно проходити обстеження регулярно протягом десятиліть, щоб встигли проявитися всі види ракових захворювань. Діагностика повинна бути досить якісною, що дозволяє виявити всі випадки ракових захворювань. Дуже важливо також мати «контрольну» групу людей, яку можна порівняти в усіх відношеннях (крім самого факту опромінення) з групою осіб, за якою ведеться спостереження, щоб з'ясувати частоту захворювання раком у відсутність опромінення. І обидві ці популяції повинні бути досить численні, щоб отримані дані були статистично достовірні. Жоден з наявних матеріалів не задовольняє повністю всім цим вимогам. Ще більш принципова невизначеність полягає в тому, що майже всі дані про частоту захворювання раком в результаті опромінення отримані при обстеженні людей, що отримали відносно великі дози опромінення. Є дуже небагато відомостей про наслідки опромінення при дозах, пов'язаних з деякими професіями, і зовсім відсутні прямі дані про дію доз опромінення, одержуваних населенням Землі в повсякденному житті. Тому НКДАР ООН, так само як і інші установи, що займаються дослідженнями в цій області, у своїх оцінках спирається на два основних допущення, які поки що цілком узгоджуються з усіма наявними даними. Відповідно до першого припущення, не існує ніякої порогової дози, за якої відсутній ризик захворювання на рак. Будь-яка як завгодно мала доза збільшує ймовірність захворювання на рак для людини, яка отримала цю дозу, і будь-яка додаткова доза опромінення ще більш збільшує цю ймовірність. Друге припущення полягає в тому, що ймовірність, або ризик, захворювання зростає прямо пропорційно дозі опромінення: при подвоєнні дози ризик подвоюється, при отриманні трикратної дози потроюється і т. д. НКДАР вважає, що при такому допущенні можлива переоцінка ризиків у сфері малих доз, але навряд чи можлива його недооцінка. На такий завідомо недосконалою, але зручною основі і будуються всі приблизні оцінки ризику захворювання на різні види раку при опроміненні. Згідно з наявними даними, першими в групі ракових захворювань, що вражають населення у результаті опромінення, стоять лейкози. Вони викликають загибель людей в середньому через 10 років з моменту опромінення набагато раніше, ніж інші види ракових захворювань. Смертність від лейкозів серед тих, хто пережив атомні бомбардування Хіросіми і Нагасакі, стала різко знижуватися після 1970 року. Таким чином, оцінка ймовірності померти від лейкозу в результаті опромінення більш надійна, ніж аналогічні оцінки для інших видів ракових захворювань. Згідно з оцінками НКДАР ООН, від кожної дози опромінення в 1 Гр. в середньому дві людини з тисячі помруть від лейкозів.
Найпоширенішими видами раку, викликаними дією радіації, виявилися рак молочної залози та рак щитовидної залози. За оцінками НКДАР, приблизно у десяти чоловік з тисячі опромінених відзначається рак щитовидної залози, а у десяти жінок з тисячі рак молочної залози (у розрахунку на кожен грей індивідуальної поглиненої дози). Однак обидва різновиди раку в принципі виліковні, а смертність від раку щитовидної залози особливо низька, причому у чоловіків смертність приблизно в п'ять разів нижче, ніж у жінок. Рак легенів, навпаки, дуже небезпечний. Він теж належить до поширених різновидів ракових захворювань серед опромінених груп населення.
На додаток до даних обстеження осіб, які пережили атомні бомбардування Хіросіми і Нагасакі, були отримані відомості про частоту захворювання раком легенів серед шахтарів уранових рудників у Канаді, Чехословаччині та США. Цікаво, однак, що оцінки, отримані в обох випадках, значно розходяться: навіть беручи до уваги різний характер опромінення, ймовірність захворіти на рак легенів на кожну одиницю дози опромінення для шахтарів уранових рудників опинилася в 4 - 7 разів вище, ніж для людей, які пережили атомну бомбардування. НКДАР розглянув кілька можливих причин такої розбіжності, серед яких не останню роль відіграє той факт, що шахтарі в середньому старші, ніж населення японських міст в момент опромінення. Згідно з поточними оцінками комітету, з групи людей у ​​тисячу чоловік, вік яких в момент опромінення перевищує 35 років, мабуть, п'ятеро людей помруть від раку легенів у розрахунку на кожний грей індивідуальної середньої дози опромінення, але лише половина цієї кількості в групі, що складається з представників всіх вікових груп. І це тільки нижня оцінка смертності від раку легенів серед шахтарів уранових рудників.
Рак інших органів і тканин, як виявилося, зустрічається серед опромінених груп населення рідше. Діти більш чутливі до опромінення, ніж дорослі, а при опроміненні плоду ризик захворювання на рак, мабуть, ще більше. У деяких роботах дійсно повідомлялося, що дитяча смертність від раку більше серед тих дітей, матері яких в період вагітності зазнали впливу рентгенівських променів, однак НКДАР поки не переконаний, що причина встановлена ​​вірно. Серед дітей, опромінених в період внутрішньоутробного розвитку в Хіросімі і Нагасакі, також поки не виявлено підвищену схильність до захворювання на рак.
Взагалі кажучи, є ще ряд розбіжностей між даними по Японії та іншими джерелами. Крім зазначених вище суперечностей в оцінці ризику захворювання на рак легенів є значні розбіжності, як по раку молочної залози, так і по раку щитовидної залози. І в тому і в іншому випадку дані по Японії дають значно нижчу частоту захворювання раком, ніж інші джерела; в обох випадках НКДАР прийняв як оцінок великі значення. Зазначені суперечності зайвий раз підкреслюють труднощі отримання оцінок в області малих доз на підставі відомостей, що відносяться до великих доз і отриманих з дуже обмеженого числа джерел. Труднощі отримання більш-менш надійних оцінок ризику ще більше зростає через невизначеність в оцінці доз, які були отримані людьми, що пережили атомне бомбардування. Немає єдиної думки з питання про те, наскільки великий ризик захворювання на рак при малих дозах опромінення. У цій галузі необхідні подальші дослідження. Особливо корисно було б провести обстеження людей, які отримують дози, характерні для ряду професій і умов навколишнього середовища. На жаль, чим менше доза, тим важче отримати статистично достовірний результат. Підраховано, наприклад, що якщо оцінки НКДАР більш-менш вірні, то при визначенні частот захворювання по всіх видах раку серед персоналу підприємств ядерного паливного циклу, які отримують індивідуальну середню дозу близько 0,01 Гр. на рік, для отримання значимого результату буде потрібно кілька мільйонів років. А отримати значущий результат при обстеженні людей, на яких діє лише радіаційний фон від навколишнього середовища, було б набагато важче.
Є ряд питань ще більш складних, які потребують вивчення. Радіація, наприклад, може в принципі надавати дію на різні хімічні і біологічні агенти, що може приводити в якихось випадках до додаткового збільшення частоти захворювання на рак. Очевидно, що це питання надзвичайно важливе, тому що радіація присутній скрізь, а в сучасному житті багато різноманітних агентів, які можуть з нею взаємодіяти. НКДАР ООН провів попередній аналіз даних, що охоплює велике число таких агентів. Щодо деяких з них виникли деякі підозри, але серйозні докази були отримані лише для одного з них: тютюнового диму. Виявилося, що шахтарі уранових рудників з числа тих, що палять хворіють на рак набагато раніше (рис. 5.6). В інших випадках даних явно недостатньо, і необхідні подальші дослідження.
Давно висловлювалися припущення, що опромінення, можливо, прискорює процес старіння і таким чином зменшує тривалість життя. НКДАР ООН розглянув недавно всі дані на користь такої гіпотези, але не знайшов досить переконливих доказів, які підтверджують її, як для людини, так і для тварин, принаймні, при помірних і малих дозах, одержуваних при хронічному опроміненні. Опромінені групи людей дійсно мають меншу тривалість життя, але у всіх відомих випадках це цілком пояснюється більшою частотою ракових захворювань.

Генетичні наслідки опромінення


Спадкові ознаки всіх живих організмів не є незмінними в часі. Вироблений протягом мільйонів років еволюції зроблений механізм розподілу і дозрівання статевих клітин не застрахована від помилок. Цей механізм помиляється, що приводить до виникнення різноманітних змін у спадкоємних особливостях нащадків - мутацій. При цьому в нащадків може змінюватися число або будова хромосом, так само як і тонка структура генів.
Вплив різноманітних факторів навколишнього середовища, включаючи радіацію і ряд хімічних сполук, приводить до збільшення частоти мутацій. У 1927 році американський генетик, згодом - лауреат Нобелівської премії Генріх Меллер уперше показав, що опромінення рентгенівськими променями приводить до істотного збільшення частоти мутацій у мухи дрозофіли. Ця робота поклала початок новому напрямку в біології - радіаційній генетиці. Завдяки численним роботам, проведеним за останні десятиліття, ми тепер знаємо, що при попаданні елементарних частинок (γ-кванти, електрони, протони і нейтрони) у ядро ​​відбувається іонізація молекул води, які, у свою чергу, порушують хімічну структуру ДНК. У цих місцях відбуваються розриви ДНК, що і призводить до виникнення додаткових, індукованих радіацією мутацій.
Але генетичні мутації будуть спостерігатися тільки в тому випадку, якщо пошкоджений ген з'єднається з геном, що має таке ж пошкодження. Тому ймовірність появи генетичних ефектів, обумовлених радіацією, залежить не тільки від дози опромінення, а й від кількості осіб, які зазнали опромінення.
Чим більше загальна чисельність всієї популяції і чим менше число осіб, які зазнали радіоактивного впливу, тим менше ймовірність шлюбів між особами, які зазнали опромінення і, отже, менше ймовірність прояви генетичних наслідків опромінення.
Але, як це не сумно, але використання атомної енергії у військових і мирних цілях привело до масового опромінення людей. Усім відомі трагедії Хіросіми, Нагасакі і Чорнобиля, коли десятки тисяч людей піддалися впливу іонізуючої радіації. Виникає природне запитання - які генетичні наслідки впливу радіації на людину?
Перше і до теперішнього часу єдине широкомасштабне вивчення генетичних наслідків впливу радіації на людину було проведено американськими і японськими дослідниками в Хіросімі і Нагасакі. Ці роботи почалися в 1946 році, тобто практично відразу після капітуляції Японії. Вибухи атомних бомб у Хіросімі і Нагасакі привели до одномоментної загибелі десятків тисяч людей і масовому опроміненню, що вижили. У той час ефекти радіації були практично невідомі, тому американський уряд прийняв рішення про проведення всебічного вивчення наслідків вибухів для населення двох міст. Тоді в американській армії служив лейтенант медичної служби Джеймс Ніл, який до війни активно займався генетичними дослідженнями на мусі дрозофілі. Йому було доручено наукове керівництво цими роботами, які відразу ж набули яскраво вираженої генетичну спрямованість.
Слід зазначити, що в той час генетика людини як наука практично не існувала. Учені навіть не знали, скільки хромосом у ядрі клітини людини. Тому з самого початку було прийнято рішення досліджувати частоту мертвонароджень, смертність, пороки розвитку і захворюваність серед нащадків опромінених батьків. Пізніше, у міру розвитку генетики людини, у дітей почали вивчати мінливість хромосом і деяких генів. У кінцевому підсумку була проведена колосальна робота з аналізу десятків тисяч нащадків опромінених батьків. Основний результат цих робіт - повна відсутність впливу ефектів радіації на вивчені ознаки. При цьому багато батьків одержали досить високі дози опромінення при вибухах бомб. При таких дозах генетичні наслідки радіації виявляються в мишей - найбільш близького до людини організму в радіаційній біології. Чому так вийшло?
Відповідь на це питання лежить у самій природі ознак, вивчених у японських дітей. Причина смерті дитини або його схильності захворюванням визначається, грубо кажучи, або впливом несприятливих факторів середовища (наприклад, інфекція), або наявністю певних генетичних ознак, що негативно позначаються на дитині. Якщо говорити про спадкові фактори, то дитина може захворіти (померти) чи завдяки несприятливим генетичним ознакам, успадкованим від батьків, або тому, що він є носієм нової шкідливої ​​мутації. Згідно з сучасними даними, не більше 5 відсотків випадків всієї дитячої смертності пов'язані з мутаціями. Припустимо для простоти, що в Японії до вибухів дитяча смертність складала 1 відсоток, а частота мутацій після вибухів зросла в 2 рази. При цьому навіть дворазове збільшення частоти мутацій привело до дуже незначного збільшення загальної дитячої смертності, знайти яке практично неможливо. Отже, вивчення дитячої смертності не дозволяє виявити генетичних наслідків впливу радіації в людини.
Крім смертності і захворюваності, у японських дітей були вивчені деякі аномалії хромосом і мутації в ряді генів. Багато хромосомні мутації дуже шкідливі для людини, в своїй більшості приводять до загибелі плоду, і їх частота дуже низька серед новонароджених. Теоретично, радіація повинна приводити до істотного збільшення частоти хромосомних аномалій у людини, але зрозуміло, що вивчати цей процес треба серед плодів, а не серед новонароджених. Подібні роботи в Японії не проводилися. Що стосується більшості генів, що кодують білки, то частота мутацій серед них дуже низька. Треба досліджувати щонайменше 100 тисяч дітей, щоб знайти одну мутацію по визначеному гену. Ясно, що якщо після вибухів ця частота навіть сильно змінилася, то виявити це можна, вивчивши не десятки (як це було зроблено на самом деле), а сотні тисяч дітей.
Якщо підвести підсумки багаторічних генетичних досліджень у Хіросімі і Нагасакі, то вони невтішні. Були витрачені колосальні кошти, в роботі брали участь сотні американських і японських дослідників, а в результаті стало очевидно, що радіаційна генетика людини знаходиться в глухому куті. Причина тому - повна відсутність адекватних експериментальних підходів до вивчення генетичних наслідків впливу радіації в людини. Якщо це так, то треба шукати нові генетичні підходи.
У середині 80-х років у людини та інших живих організмів був відкритий новий клас послідовностей ДНК, що одержали назву минисателлитах. Вони складаються з відносно коротких повторюваних фрагментів ДНК довжиною 10-60 нуклеотидів, зібраних разом. Мутації в минисателлитах призводять до зміни числа повторів. Найголовніше - ці мутації відбуваються з неймовірною частотою, яка більш ніж в 1000 разів перевищує таку для звичайних генів.
Якщо минисателлитах настільки перспективні для радіаційної генетики, то їх треба використовувати. Роботи по їх вивченню почалися в 1991 році. У них брали участь учені трьох країн - Росії, Великобританії і Білорусії. Більша їх частина проводилася у Великобританії, в лабораторії професора Алека Джеффрейза, який відкрив минисателлитах в середині 80-х років.
Мутації в минисателлитах нейтральні за своєю суттю і не позначаються на життєздатності дітей. Здавалося б - нехай частота мутацій зростає хоч у сто разів - все одно це не має ніякого впливу на смертність і захворюваність. Це, на жаль, не так. Збільшення частоти мутацій серед минисателлитах, яке сталося після Чорнобиля, свідчить про те, що радіація вже привела до генетичних змін серед нащадків опромінених батьків. Іншими словами, процес пішов і, судячи з усього, він торкнувся не тільки минисателлитах. Використовуючи наявні дані, передбачити наслідки змін, що відбулися для здоров'я наступних поколінь поки не можна. Теоретично, вони повинні бути мінімальні. Але вивчати їх треба, вони повинні стати предметом серйозного і всебічного дослідження в наступні роки.

Чорнобильська катастрофа

 
Розвиток ядерної енергетики в багатьох країнах світу в останні роки створило загрозу радіоактивного зараження великих територій. Ця загроза стала реальною не тільки у разі застосування ядерної зброї, але і в разі руйнування об'єктів ядерно-паливного циклу (атомні підводні човни, атомні електростанції і т. п.).
Найбільш небезпечними за масштабами наслідків в даний час є аварії на АЕС з викидом в атмосферу радіоактивних речовин, у результаті чого, окрім руйнування енергоблоків і будівель, має місце тривалий радіоактивне забруднення місцевості на обмежених площах. У результаті аварії на Чорнобильській атомній електростанції (25 квітня 1986 р.) значні регіони Росії, Білорусії та України виявилися забрудненими радіоактивними речовинами на багато років.
Причиною трагедії, що трапилася стало непередбачувана поєднання порушень регламенту та режиму експлуатації енергоблоку, допущених обслуговували його персоналом.
З численних учасників ліквідації аварії в Чорнобилі (всього - 600 000 чоловік) найбільші дози були отримані пожежними, які працювали в першу ніч аварії. Гостра променева хвороба була діагностована у 145 осіб, з яких 28 померли протягом трьох місяців від променевого ураження в поєднанні з важкими опіками. Ще два смертельних результату було безпосередньо під час вибуху реактора. Один працівник АЕС помер від серцевого нападу в автобусі після закінчення робочої зміни.
Загиблі були опромінені дозами, які складали не менше 10 Зв (1000 бер).
У загальній складності активність, викинута з реактора Чорнобильської АЕС, перевищує 50 млн. кюрі, тобто 2.10 18 Бк (1 бекерель відповідає одному ядерному перетворенню (розпаду) в секунду).
Більше 90% всієї активності доводилося на порівняно короткоживучі нукліди, у яких періоди напіврозпаду укладені в інтервалі від декількох днів до двох місяців. До 1990 року більшість з них розпалася. Але також були радіоактивні нукліди, період напіврозпаду яких становив набагато більший термін (див. таблицю 1).
Таблиця 1. Період напіврозпаду довгоіснуючих радіонуклідів у викиді аварійного реактора ЧАЕС
Нуклід
Період напіврозпаду, роки
Викид, жовтень 1916 Бк
144Ce
106Ru
137Cs
85Kr
134Cs
90Sr
241Pu

0,78
1,0
30,2
10,2
2,1
28,8
3,76 · 10 5

8,9
5,9
3,7
3,3
1,8
0,8
0,5

У межах 30-кілометрової зони навколо Чорнобильської АЕС в 1986 році проживало близько 135 тис. жителів. Місто Прип'ять, населений переважно співробітниками АЕС та членами їх сімей, налічував 45 тисяч чоловік. Вони отримали порівняно невеликі ефективні еквівалентні дози опромінення - в середньому приблизно 0,033 Зв (див. таблицю 2). Це пояснюється тим, що основна маса радіонуклідів була викинута на велику висоту, а тоді рознесена вітром на значні відстані, при цьому Прип'ять опинилася в своєрідній «мертвій зоні».
Таблиця 2. Розподіл величини середньої ефективної еквівалентної дози ср еф), отриманої жителями регіону, в якому розташована Чорнобильська АЕС
Видалення від ЧАЕС
Кількість жителів
Н СР еф, Зв
Г. Прип'ять, 4 км
Від 4 до 10 км
Від 10 до 20 км
Від 20 до 30 км
45 000
16 000
8 200
65 000
0,033
0,5
0,35
0,05

Жителі селищ, розташованих на відстанях від 4 до 10 кілометрів від АЕС, отримали найбільшу дозу. Ця доза підвищила у знаходилися на цьому видаленні людей ризик смерті від раку в середньому на кілька відсотків. Відомо, що все населення в межах 30-кілометрової зони було евакуйовано з неї.
Протягом двох перших днів після вибуху реактора вітер ніс радіоактивну хмару на північ, на територію північно-заходу Росії, Фінляндії та Швеції. На третій день вітер повернув на захід і південний захід, радіоактивний пил почала осідати в Німеччині, Чехословаччині, Австрії, на півночі Італії. Потім радіоактивні опади випали в Румунії, Болгарії, Греції і Туреччини.
Можна стверджувати, що Чорнобильська катастрофа мала глобальний характер, оскільки в тій чи іншій мірі їй було порушено все населення Землі. Радіоактивні гази і аерозолі поступово осідали на земну поверхню, радіонукліди надходили у воду і грунт, а звідти - в продукти харчування. Опромінення людей було як зовнішнім (головним чином від грунту), так і внутрішнім (у результаті вдихання газів і аерозолів і надходження радіонуклідів з їжею та водою). Про те, яку величину отримали жителі різних країн Європи протягом першого року після аварії, можна судити за даними таблиці 3.
Таблиця 3. Оцінки середньої ефективної еквівалентної дози ср еф) опромінення людей у країнах Європи за перший рік після аварії в Чорнобилі
Країни
Н СР еф, мЗв / рік
Австрія, Болгарія
Греція, Румунія, Фінляндія
Югославія, Чехословаччина, Італія
СРСР, Польща, Угорщина, Норвегія
Швеція, Німеччина, Туреччина, Ірландія
0,6 - 0,8
0,4 - 0,6
0,3 - 0,4
0,2 - 0,3
0,1 - 0,2

Значна частина радіонуклідів у викиді чорнобильського реактора характеризується великими періодами напіврозпаду. Серед довгоживучих нуклідів найбільш небезпечними є радіоцезій (137 Cs) і радіостронцій (90 Sr). Потрапивши на земну поверхню, вони ще довго будуть давати внесок у частку зовнішнього і внутрішнього опромінення людей. Оцінки середніх значень індивідуальної еквівалентної дози, яка буде накопичена в організмі протягом усього життя після першого року, відлічених від аварії в Чорнобилі, представлені в таблиці 4 (див. наступну. Стор).
Протягом 50 років, які пройдуть після чорнобильської катастрофи, все населення Землі отримає колективну дозу, яка складатиме приблизно 5.10 5 чол · Зв. З огляду на це, можна вирахувати, що в результаті цього опромінення від злоякісних пухлин і смертельних генетичних порушень у перших двох поколіннях помруть 8250 чоловік. За рік це становитиме 165 смертей. І це тільки чорнобильська аварія. При підрахунку не враховувалося радіоактивне забруднення Землі в результаті не настільки відомих аварій на інших АЕС, ядерних вибухів у Хіросімі та Нагасакі і, нарешті, природної радіації.
Після аварії фахівці ретельно проаналізували попередню роботу Чорнобильською АЕС. На жаль, картина виявилася настільки райдужною, як її представляли. Тут і раніше допускалися грубі порушення вимог ядерної безпеки. Так, з 17 січня 1986 року до дня аварії на тому ж четвертому блоці шість разів без достатніх на те підстав виводилися з роботи системи захисту реактора. З'ясувалося, що з 1980 по 1986 роки двадцять сім випадків відмови в роботі обладнання взагалі не розслідувалися і залишилися без відповідних оцінок.
Таблиця 4. Оцінки середніх значень повної індивідуальної дози Н СР еф, яка буде отримана людьми в різних регіонах у результаті катастрофи в Чорнобилі після травня 1987
Регіони
Н СР еф, мЗв
Південно-Східна Європа
Північна та Центральна Європа
Колишній СРСР
Західна Європа
Південно-Східна Азія
Північна Америка
Південна Америка
1,2
0,95
0,81
0,15 - 0,19
0,15 - 0,19
0,08
0,004

Першочерговою задачею по ліквідації наслідків аварії було здійснення комплексу робіт, спрямованого на припинення викидів радіоактивних речовин у навколишнє середовище із зруйнованого реактора. За допомогою військових вертольотів вогнище аварії закидався тепловідвідними і фільтруючими матеріалами, що дозволило істотно знизити, а потім і припинити викид радіоактивності в навколишнє середовище. Проводилися також спеціальні заходи щодо запобігання потрапляння радіоактивних речовин із зруйнованого реактора в грунт під будівлею четвертого енергоблоку.
Важливим етапом цієї роботи стало спорудження укриття над зруйнованим реактором з метою забезпечення нормальної радіаційної обстановки на навколишній території та в повітряному просторі.
З метою попередження розповсюдження радіоактивності через підземні та поверхневі води в районі Чорнобильської АЕС був створений комплекс захисних та гідротехнічних споруд.
В даний час в зоні жорсткого контролю триває дезактивація найбільш забруднених ділянок та здійснюються заходи щодо захисту населення від зовнішнього і внутрішнього радіоактивного опромінення. Вжито заходів, що забезпечують регламентацію опромінення жителів зони на тривалу перспективу відповідно до норм радіаційної безпеки, що діють у районах розміщення атомних станцій. Населення зони інформується про конкретну радіаційну обстановку в районах його проживання.

Наслідки випробувань ядерної зброї

 
Ядерні вибухи є найпотужнішим джерелом радіоактивного забруднення біосфери. Обумовлена ​​наслідками випробувань ядерної зброї потужність мала - 0,02 мЗв / рік, однак сумарна очікувана колективна доза від усіх ядерних вибухів в атмосфері становить значну цифру - 30 000 000 чол · Зв. При цьому зараз людство отримало лише близько 15% цієї дози, а іншу частину воно буде отримувати ще дуже довго, тому що в багатьох радіонуклідів, утворених при вибухах, періоди напіврозпаду дуже великі.
Таблиця 5. Очікувані еквівалентні дози за рахунок радіонуклідів, що утворилися в результаті випробувань ядерної зброї
Радіонукліди
Період напіврозпаду, роки
Сумарна доза, мкЗв
Колективна доза, 10 4 чол · Зв
3 H
14 C
90 Sr
95 Zr
106 Ru
131 I
137 Cs
144 Ce
239 Pu
Решта
Всього
12,3
5730
28,8
64 дні
367 днів
8 днів
30,2
284 дня
2,41 · 10 Квітня


47
2600
120
200
83
33
540
54
27
100
3800
19
2600
47
64
27
11
220
17
10
100
3000

У період з 1945 по 1981 рік в атмосфері було здійснено більше 400 випробувань ядерної зброї. Максимум цих випробувань припадає на 1961-1962 рр.., Він пов'язаний з вибухами, зробленими у той час провідними ядерними державами - США і СРСР. У 1963 році Радянський союз, США і Великобританія підписали Договір про обмеження випробувань ядерної зброї, що зобов'язує ці країни не відчувати його в атмосфері, під водою і в космосі. З тих пір тільки Франція і Китай провели серію ядерних вибухів в атмосфері, причому потужність їхній була значно менше, а самі випробування проводилися набагато рідше. Підземні випробування ядерної зброї проводяться до цих пір, але вони зазвичай не супроводжуються утворенням радіоактивних опадів.
У результаті випробувань ядерної зброї утворилося близько 12,5 тонн радіоактивних продуктів поділу. Для порівняння: під час вибуху атомної бомби над Хіросімою в 1945 році виділилося 1,1 кг продуктів поділу.
Крім продуктів поділу, при ядерних вибухах в атмосферу Землі було викинуто багато плутонію, в основному радіонукліда плутонію-239, (близько 3,4 тонн).

Хіросіма і Нагасакі

Наслідки ядерної атаки на японські міста Хіросіму і Нагасакі були жахливі. У Хіросімі загинуло близько 200 000 чоловік, а в нагаса-ки - близько 80 000. Спочатку над містами пронеслася ударна хвиля, яка зруйнувала більшість будинків і поховала під руїнами їх величезна кількість людей. Від вогняних куль, що утворилися в точках вибухів атомних бомб, виходило теплове випромінювання такої потужності, що люди буквально випаровувалися; ті ж, хто не потрапив в епіцентр, отримали важкі, часто смертельні опіки. Потім над містами пройшли «вогняні урагани», що спалюють все, що ще не встигло згоріти. Третім джерелом смерті стала іонізуюча радіація.
Первинне випромінювання тривало всього хвилину. Найбільш сильним воно було в епіцентрі вибуху. У людей, що знаходилися на відстані декількох сот метрів від епіцентру, розвинулася променева хвороба, яка викликала ураження центральної нервової системи, кишечника та кровотворних органів. При такій дозі опромінення смерть наздоганяла людей в терміни від декількох годин до чотирьох тижнів.
У людей, що отримали меншу дозу опромінення, у випадках так званої кістково-мозкової форми захворювання, смертність була також велика. У пережили гострий період спостерігалося помітне збільшення частоти пухлин ряду органів.
Вчені досліджували нащадків людей, які перенесли ядерні вибухи в Хіросімі і Нагасакі. У них виявилося деяке почастішання пухлинних захворювань. Генетичні наслідки не були виявлені. Відбувається це не через малу мутагенності гамма-і нейтронного випромінювання, а внаслідок того, що при атомних вибухах велика частина людей загинула навіть при відносно невеликих дозах опромінення. Серед уражених лише 7-10% були опромінені в дозах більше 50-100 радий.
Таким чином, можливість виявлення генетичних ефектів у цих невеликих за чисельністю груп була малоймовірна. Оцінюючи дозу опромінення, отриману людьми, які залишили нащадків, вчені вважають, що в Хіросімі слід чекати збільшення числа мутацій на 11,7-16,2%, а в Нагасакі - на 5,2-7,1% по відношенню до їх природної частоті.

Радіоактивні відходи


Сотні мільйонів тонн радіоактивних відходів, що утворюються в результаті діяльності атомних електростанцій (рідкі та тверді відходи й матеріали, що містять сліди урану) нагромадилися у світі за 50 років використання атомної енергії. Адже при виробленні кожного гігават-року електроенергії на АЕС утворюється приблизно 1 тонна радіоактивних продуктів поділу. Крім того, при роботі на АЕС накопичується плутоній і інші трансуранові елементи, кількість яких залежить від типу реактора. Основу ж радіоактивних відходів, пов'язаних з виробництвом енергії на АЕС, становить відпрацьоване ядерне паливо.
Радіоактивні відходи створюються не тільки на АЕС, але і на суднових енергетичних установках. Всього на підводних і надводних судах знаходиться понад 500 ядерних реакторів, у тому числі 400 реакторів, що стоять на російських судах. Експлуатація суднових реакторів дає щорічно десятки тисяч кубічних метрів твердих і рідких радіоактивних відходів.
Величезні кількості радіоактивних відходів утворюються в процесі розробки та вдосконалення ядерної зброї, велика частина їх представлена ​​трансурановими елементами. Тільки в США сумарний обсяг напрацьованих військово-промисловим комплексом радіоактивних відходів з високою питомою активністю досягає 400 000 м 3.
У залежності від рівня активності всі радіоактивні відходи (РАВ) поділяються на низько-, середньо-і високоактивні (відповідно МАО, САВ і ВАО). Рідкі радіоактивні відходи з питомою активністю менш 10 -5 кюрі / л відносяться до низькоактивних, САВ охоплюють інтервал питомої активності від 10 -5 до 1 кюрі / л, а ВАО характеризують значення більше 1 кюрі / л.
При нинішньому рівні виробництва кількість відходів у найближчі кілька років може подвоїтися. При цьому жодна з 34 країн з атомною енергетикою не знає сьогодні рішення цієї проблеми. Справа в тому, що більша частина відходів зберігає свою радіоактивність до 240 000 років і повинна бути ізольована від біосфери на цей час.
Протягом тривалого часу НАО і САО скидали в моря й океани. У північно-східній частині Атлантичного океану з 1967 по 1982 рік було скинуто близько 200 000 контейнерів з радіоактивними відходами, їх загальна маса становить приблизно 95 000 тонн, а сумарна активність - близько 1 млн. кюрі. Великі кількості рідких НАО зливали в акваторії морів, що омивають Росію. Рідкі радіоактивні відходи з питомою активністю порядку 10 -8 кюрі / л допускалося розбавляти до концентрації 10 -11 кюрі / л і скидати з спеціальних судів в струмінь гвинта. Загальна активність разового скидання на 1 квадратну милю не повинна була перевищувати 10% від загальної активності глобальних випадінь внаслідок ядерних випробувань, що потрапили в ту ж площу. Лише в 1992 році Конференція ООН з навколишнього середовища і розвитку однозначно висловилася за припинення поховання радіоактивних відходів у морях.
Сьогодні відходи містять в "тимчасових" сховищах, або ховають неглибоко під землею. У багатьох місцях відходи і зараз безвідповідально скидаються на землю, в озера й океани. Що стосується глибокого підземного поховання - офіційно визнаного в цей час способу ізоляції відходів, то згодом зміни русла водних потоків, землетруси та інші геологічні фактори порушать ізоляцію поховання й приведуть до зараження води, грунту і повітря.
Багато ядерних держав намагаються продати радіоактивні відходи в більше бідні країни, які вкрай потребують в іноземній валюті. Так, низькоактивні відходи звичайно продаються з Європи в Африку. Перекидання отрутних відходів у менш розвинені країни тим більше безвідповідальні, зважаючи на те, що в цих країнах немає відповідних умов для їх зберігання.
Фахівці вважають, що ядерні відходи повинні міститися ізольовано від навколишнього середовища в місцях їх виробництва в накопичувачах тривалого строку зберігання і контролюватися висококваліфікованим персоналом.

Висновок


У вступі вказувалося те, що одним з найсерйозніших упущень сьогодні є відсутність об'єктивної інформації. Тим не менш, вже виконана величезна робота з оцінки радіаційного забруднення, і результати досліджень час від часу публікуються як у спеціальній літературі, так і в пресі. Але для розуміння проблеми необхідно володіти не уривчастими даними, а ясно представляти цілісну картину.
А вона така.
Ми не маємо права і можливості знищити основне джерело радіаційного випромінювання, а саме природу, а також не можемо і не повинні відмовлятися від тих переваг, які нам дає наше знання законів природи й уміння ними скористатися.
Людина - коваль свого щастя, і тому, якщо він хоче жити і виживати, то він повинен навчитися безпечно використовувати радіацію. Людина ще не усвідомлює дар, даний йому природою. Якщо він навчиться керувати їм без шкоди для себе й усього навколишнього світу, то він досягне небувалого світанку цивілізації. А поки нам необхідно зробити перші боязкі кроки у вивченні радіації і зберегти накопичені знання для наступних поколінь.

Список літератури:


1. Адабаш І. І. Трагедія чи гармонія? .. М.: «Думка», 1973 р.
 
2. Ваганов П. А. Ядерний ризик. СПб.: Вид. Санкт-Петербурзького університету, 1997 р.
 
3. Дубінін М. П. Нарис
Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Екологія та охорона природи | Реферат | 93.4кб. | скачати

Схожі роботи:
Охорона навколишнього середовища
Охорона навколишнього середовища
Охорона праці і навколишнього середовища
Міжнародна правова охорона навколишнього середовища
Міжнародне право та охорона навколишнього середовища 2
Міжнародне право та охорона навколишнього середовища
Технічний прогрес та охорона навколишнього середовища
Охорона навколишнього середовища промисловими підприємствами
Правова охорона навколишнього природного середовища 2
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru