Вопрос радиационной безопасности в экологическом образовании в средней школе - Педагогика - Скачать бесплатно
1,25 мільярдів канадських
доларів. У Швеції це податок складає, приблизно, 0,3 центів за кіловат
годину, і йде на фінансування нормально функціонуючого державного сховища
радіоактивних відходів, і дослідження в цій області. Безпечне збереження
радіоактивних відходів – це існуюча норма, що технології збереження добре
розроблені, що витрати прийнятні і що повномасштабна демонстрація цього
незабаром буде можлива в декількох країнах.
5.Основні заходи захисту населення від іонізуючого випромінювання.
Як уже відзначалося, біологічний вплив різних видів випромінювання
неоднозначний, тобто та сама поглинена доза гама- і альфа- випромінювання
приводить до різного біологічного ефекту.
Характер радіаційної поразки організму визначається не тільки видом
випромінювання, але і в значній мірі залежить від того яким було
опромінення – зовнішнім чи внутрішнім.
Одним з варіантів тимчасового захисту населення від радіоактивного
зовнішнього опромінення, у комплексі з іншими заходами, є використання для
цих цілей захисних властивостей усіляких будинків, споруд, глибинних
сховищ, споруджень метрополітену, підземних гаражів, підвалів і т.д. Це
зв'язано з тим, що проходячи через різні матеріали, потоки гама- і
нейтронного випромінювань послабляються. Здатність того чи іншого матеріалу
послабляти іонізуючі випромінювання характеризують «шаром половинного
ослаблення», тобто товщиною шару чи матеріалу, що зменшує дозу
випромінювання в 2 рази. Значення шарів половинного ослаблення для деяких
матеріалів приведені в наступній таблиці:
Таблиця 6
| | | |
| | |Товщина шару половинного |
|Матеріал |Густина, г/см3 |ослаблення, см |
| | | |Для |
| | |Для нейтронів |гамма-випромі|
| | | |нювання |
|Вода |1,0 |2,7 |23 |
|Поліетилен |0,92 |2,7 |24 |
|Броня |7,8 |11,5 |3 |
|Свинець |11,3 |12 |2 |
|Ґрунт |1,6 |12 |14,4 |
|Бетон |2,3 |12 |10 |
|Деревина |0,7 |9,7 |33 |
У середньому приблизно дві третини ефективної еквівалентної дози
опромінення, що людина одержує від природних джерел радіації, надходить від
радіоактивних речовин, що потрапили в організм з їжею, водою і повітрям.
Перш ніж потрапити в організм людини радіоактивні речовини проходять по
складних маршрутах у навколишнім середовищі і це приходиться враховувати
при оцінці доз опромінення, отриманих від якого-небудь джерела.
Радіоактивні речовини, що випадають на поверхню землі, включаються в
біологічний круговорот речовин, насамперед через рослини.
Одним з істотних бар'єрів, що перешкоджають включенню продуктів
розпаду в біологічний цикл, є ґрунт, що їх накопичує. У відмінності від
більшості продуктів розподілу 90Sr порівняно легко десорбірується катіонами
нейтральних солей, що полегшує його надходження в рослини і нагромадження в
урожаї.
З метою скорочення надходження 90Sr і деяких інших радіонуклідів в
організм людини і тварин необхідно знижувати інтенсивність їхнього
залучення в біологічний круговорот через рослини. Оскільки 90Sr
концентрується, як правило, у верхньому шарі ґрунту товщиною близько 5 см
(до 70% - 80%), його можна перевести глибоким переорюванням в нижні шари
ґрунту, до яких не доходить коренева система рослин. На глибині 25-30 см
він не буде сильно впливати на життя рослин. Необхідно відзначити також, що
застосування деяких агротехнічних заходів, таких, як внесення в ґрунт
органічних добрив і вапна знижує надходження в рослини 90Sr.
Необхідно також прийняти міри, що запобігають надходженню в організм
радіоактивних речовин із їжею та водою.Запаси продовольства і води варто
зберігати у пило-водонепроникних ємкістях. Якщо запаси продовольства
виявилися зараженими і виникла необхідність споживання заражених продуктів,
то їх необхідно піддати дезактивації. Наприклад, достатньо свіжі фрукти і
овочі обмити чи зняти з них шкірку. Погано дезактивуються продукти, що
мають пористу поверхню, вони підлягають знищенню чи відлежуванню. Молоко
від корів, що знаходяться в зоні радіоактивного зараження, у зв'язку з
наявністю в ньому радіоактивного йоду, можливо, виявиться непридатним для
вживання в їжу, тому що радіоактивність молока може зберігатися на протязі
декількох тижнів.
При зараженні водойм радіоактивні речовини можуть надходити в організм
людини по біологічних ланцюжках вода-водорості, планктон-риба-людина чи,
якщо водойма служить для питного водопостачання безпосередньо по ланцюжку
вода-людина. На водопровідних станціях питна вода, що забирається з
підземних джерел, може бути очищена від радіоактивних речовин осадженням
часток з наступною фільтрацією. Питна вода, одержувана з підземних
свердловин або, яка зберігається в герметичних емкістях, звичайно не
піддається зараженню радіоактивними речовинами.
Деякі харчові речовини володіють профілактичною радіозахисною дією чи
здатністю зв'язувати і виводити з організму радіонукліди. До них
відносяться полісахариди(пектин, декстрин), фенильні і фітинові з'єднання,
етиловий спирт, деякі жирні кислоти, мікроелементи, вітаміни, ферменти,
гормони. Радіостійкість організмів підвищують деякі антибіотики (біоміцин,
стрептоцин) та наркотики.
Пектинові речовини (пектин, пектинова кислота). Пектин – речовина, яка
дуже схожа на варення або желе, приготовлених із плодів. У процесі
засвоєння їжі пектин перетворюється в кислоту, яка з'єднується з
радіонуклідами і токсичними важкими металами. Утворюються нерозчинні солі,
що не всмоктуються через слизову шлунково-кишкового тракту і виділяються з
організму з калом.
Вітаміни. До дуже важливих радіозахисних з'єднань відносяться так
називані "вітаміни протидії". У першу чергу це відноситься до вітамінів
групи В и С. Хоча на думку фахівців одна аскорбінова кислота не має захисну
дію, але вона підсилює дію вітамінів В и Р.
У той час як радіоактивні елементи приводять до руйнування стінок
кровоносних судин, спільна дія вітамінів Р и С відновлює їхню нормальну
еластичність і проникність. Радіонукліди руйнують кров, знижують кількість
еритроцитів і активність лейкоцитів, а вітаміни В1, В3, В6, В12 поліпшують
регенерацію кровотворення, прискорення відновлення еритроцитів і
лейкоцитів. Якщо випромінювання знижує згортання крові, то вітаміни Р и К1
нормалізують цей процес.
Етиловий спирт. Володіє вираженою профілактичною радіозахистною дією
на різноманітні організми: людини, тварин, бактерій. При введенні в
живильну суміш етилового спирту виживаність бактерій підвищується на 11 -
18%, спирт захищає від загибелі майже всіх мишей, опромінених
рентгенівськими променями в дозі 600 рентгенів.
Серед заходів щодо скорочення надходження активних речовин в організм
людини важливе місце приділяється використанню засобів захисту органів
дихання. Для цієї мети придатні в першу чергу респіратори різних типів (Р-
2, Р-2д, "Пелюсток", "Астра" і інші). При відсутності респіраторів можуть
бути використані протигази і найпростіші засоби захисту органів дихання,
такі, як ватно-марлева пов'язка й інші. Застосовуються ці засоби в період
випадання радіоактивних речовин і протягом декількох наступних діб, коли
радіоактивні речовини можуть попадати в повітря в результаті вторинного
пилоутворення володіючи при цьому високою активністю.
Основними положеннями, що визначають характер захисту від гамма-
випромінювання на забрудненій території є:
. Потужність дози гамма-випромінювання найбільш висока на початку після
випадання радіоактивних опадів, тому захист від гамма-випромінювання
необхідно здійснювати буквально з першої години, навіть з перших хвилин
випадання радіоактивних опадів. Початок випадання виявляється різким
підвищенням рівня радіації.
. Перебування в будь-якому будинку чи споруді знижує дозу гамма-
опромінення, тому що радіоактивні опади, що забруднили місцевість,
пропорційні коефіцієнту ослаблення гамма-випромінювання, визначеним для
будівлі цього типу.
. Унаслідок того, що потужність дози гама-випромінювання знижується швидше
спочатку, укриття людини в спорудженнях з визначеним коефіцієнтом
ослаблення на той самий термін не завжди рівноцінно. У першу добу після
випадання радіоактивних опадів укриття рятує людину від дії випромінювання
в значно більшій дозі, ніж у другу і тим більше в наступну добу.
На основі вищесказаного для захисту від зовнішнього гамма-
випромінювання на забрудненій території розроблена практично важлива
рекомендація, що полягає в тім, що перший час після випадання радіоактивних
опадів раціонально рекомендувати такий режим радіаційного захисту, щоб при
ньому коефіцієнт ослаблення гамма-випромінювання укриттями чи середня
добова захищеність були вище, ніж надалі.
6. Лекція на тему: "Радіація та її вплив на людину".
Вступ.
Зараз основною задачею людства в області радіаційного контролю – не
допустити помітного збільшення радіоактивності, що створена природою, тобто
недопущення збільшення природного радіаційного фону. Для рішення такої
задачі людству необхідно мати представлення про фізико-хімічну основу
такого явища як радіоактивність; знати як взаємодіє іонізуюче
випромінювання з речовиною та, обов’язково, як впливає радіація на живий
організм; а також мати деякі знання по дозам та заходам захисту населення
від дії іонізуючого випромінювання. Для нас ця тема особливо актуальна
тим, що на Україні працює чотири атомних електростанції, є родовища
уранової руди, а також вже відбулася аварія в 1986 році на Чорнобильській
атомній електростанції. Тому необхідно деякі початкові знання про ядерну
енергію надавати ще школярам. Більшість теперішніх учнів отримають такі
знання тільки в школі.
Атомна енергетика в Україні почала свій відлік з 1977р., коли було
введено до експлуатації перший блок Чорнобильської АЕС. За період з 1977 по
1989 рр. було введено 16 енергоблоків загальною потужністю 14800 МВт на 5
атомних станціях: Запорізькій, Рівненській, Хмельницькій, Чорнобильській,
Південноукраїнській.
Зараз на Україні діє 4 атомних електростанції: Рівненська,
Хмельницька, Південноукраїнська та Запорізька. П’ята – Чорнобильська АЕС –
була законсервована в 2003 році. В Україні більше 50% електроенергії
виробляється на атомних електростанціях. А якщо введуть в експлуатацію на
Рівненській та Хмельницькій АЕС ще по одному блоку, то виробництво
електроенергії від АЕС буде приблизно 60% від загальної кількості.
Україна має п’ять регіональних підприємств Державного об’єднання
“Радон” по поводженню з радіоактивними відходами, які приймають на
збереження радіоактивні відходи від усіх галузей народного господарства
(крім ядерної енергетики). Вони знаходяться поблизу Києва, Харкова, Львова,
Донецька та Дніпропетровська.
В нормальному робочому стані атомні електростанції наносять екології
країни не більшу шкоду, ніж теплові або гідроелектростанції. Тим більше, що
запаси вуглеводневої сировини у нас на Україні дуже не значний. Тому
зазначену сировину необхідно купувати, а уранова руда у нас своя, але її
необхідно збагачувати за кордоном. Вугілля також, подібно більшості інших
природних матеріалів, містить незначні кількості первинних радіонуклідів.
Останні після спалювання вугілля попадають у навколишнє середовище, де
можуть служити джерелом опромінення людей. Тобто теплові електростанції
також є джерелами радіоактивного випромінювання. Можна говорити також про
ціну 1 кВт·год. Порівняно дорога 1 кВт·год вироблена на теплових
електростанціях, дешевше – на атомних електростанціях, і сама дешева – на
гідроелектростанціях. Але іноді на АЕС трапляються аварії, що наносять
великої шкоди навколишньому середовищу. Так аварія на Чорнобильській АЕС
(26 квітня 1986 р.) є найбільшою екологічною катастрофою. В результаті
понад 41 тис. км2 території було забруднено радіонуклідами. Її наслідки
виходять далеко за межі проблем довкілля і переростають у ряд медичних,
біологічних та психологічних проблем.
У нас на Україні знаходяться поклади уранової руди. Підприємства по
видобутку та переробці уранової руди знаходяться у Дніпропетровській,
Миколаївській та Кіровоградській областях і належать до виробничого
об’єднання “Східний гірничо-збагачувальний комбінат”. Недоліком у розробці
покладів уранової руди є її дорожнеча – поклади знаходяться глибоко під
землею.
Види випромінювання
Іонізуючим називається випромінювання, яке здатне прямо або не прямо
іонізувати середовище. До нього відносять рентгенівське і гама-
випромінювання, а також випромінювання, яке складається з потоків
заряджених або нейтральних частинок, які мають достатню енергію для
іонізації.
Радіоактивні речовини звичайно випускають альфа-, бета-частинки та гама-
випромінювання, нейтрони ( іноді можуть бути протони і важкі ядра ).
Згадаємо з курсу середньої школи, що альфа-частинки – це позитивно
заряджені атоми гелію. Вони володіють великою іонізаційною та малою
проникаючою здібностями. Альфа-частинки можуть пройти шар повітря товщиною
не більше 11 см або шар води до 150 мкм. Бета-частинки – це електрони.
Кількість іонізованих та збуджених атомів, які утворюються під дією альфа-
частинки на одиниці довжини шляху в середовищі, в сотні разів більше, ніж у
бета-частинки. А гама-випромінювання – це електромагнітне випромінювання
високої енергії, що володіє великою проникаючою здатністю. Його іонізуюча
здатність значно менше, ніж у альфа- чи бета-частинок.
Бета-частинки можуть проникати через верхній шар шкіри (0.07 мм). А
бета-частинки з великою енергією можуть пройти через шар алюмінію до 5 мм.
Альфа-частинки мають дуже високу іонізаційну здатність, це пояснюється
тому, що маса альфа-частинки в 8000 разів більша ніж маса електрона, а за
нейтрон в 2 раза. Біологічна ефективність кожного виду іонізуючого
випромінювання знаходиться в залежності від питомої іонізації. Так,
наприклад, альфа-частинки з енергією 3 Мев утворять 40 000 пар іонів на
одному міліметрі шляху, бета-частинки з такою же енергією – до чотирьох пар
іонів. Зовнішнє опромінення альфа- і бета-випромінюваннями менш небезпечно,
тому що альфа- і бета-частинки мають невелику величину пробігу в тканині і
не досягають кровотворних і інших органів.
Нейтрони, як і фотони, непрямо іонізуючі частинки, іонізація середовища
в полі нейтронного випромінювання проводиться зарядженими частинками, які
з’являються при зіткненні нейтронів з речовиною.
Таблиця 1
Властивості радіоактивного природного випромінювання
|Тип |Склад |Іонізуюча |Проникаюча здатність |
|випромінювання |випромінювання |здатність | |
|( |Іони Не++ |Дуже висока |Низька. Захист: 0,1 |
| | | |мм води, лист папера |
|( |Електрони |Значно висока|Висока. Захист: шар |
| | | |алюмінію до 0,5 мм. |
|( |Електромагнітне |Значно низька|Дуже висока. Захист: |
| |випромінювання | |шар свинцю до |
| | | |декількох см. |
Види і одиниці вимірювання доз опромінення.
Біологічну дію іонізуючого випромінювання умовно можна розділить на:
первинні фізико-хімічні процеси, що виникають в молекулах живих клітин та
порушення функцій організму як наслідок первинних процесів – біологічний.
Початковий етап розвивається на атомарному рівні – іонізація і
збудження атомів. Час протікання цього процесу складає 10-16-10-14с. Це
фізико-хімічний етап радіаційного впливу на живий організм
Первинним фізичним актом взаємодії іонізуючого випромінювання з
біологічним об'єктом є іонізація. Саме через іонізацію відбувається
передача енергії об'єкту. Не можливо прямо виміряти іонізацію об’єкта. Тому
найкращим способом вимірювання енергії є доза опромінення.
Доза випромінювання – це кількість енергії іонізуючого випромінювання,
поглиненої одиницею маси середовища, що опромінюється. Розрізняють
експозиційну, поглинену й еквівалентну дози випромінювання. Для визначення
поглиненої енергії будь-якого виду випромінювання в середовищі прийняте
поняття поглиненої дози випромінювання.
Поглинена доза випромінювання визначається як енергія, поглинена
одиницею маси речовини, що опромінюється. За одиницю поглиненої дози
випромінювання приймається джоуль на кілограм (Дж/кг).
У системі СІ поглинена доза виміряється в греях (Гр). 1Гр – це така
поглинена доза, при якій 1 кг речовини, що опромінюється, поглинає 1 Дж
енергії, тобто 1 Гр = 1 Дж/кг. Поглинена доза залежить від матеріалу, що
опромінюється. Так історично склалось, що еталонним матеріалом є повітря.
Для оцінки біологічного впливу іонізуючого випромінювання
використовується еквівалентна доза Dекв. Вона залежить від коефіцієнта
відносної біологічної ефективності даного виду випромінювання ?.
Для рентгенівського, гама-, бета- випромінювань ? =1; для альфа-
випромінювання ? =20; для нейтронів ? =3ч10.
Одиницею вимірювання еквівалентної дози в системі СІ використовується
зіверт (Зв), названий на честь одного з перших дослідників по радіаційній
безпеці. 1Зв = 100 бер =1 Гр( ? ·
Для характеристики джерела випромінювання по ефекту іонізації
застосовується так названа експозиційна доза рентгенівського і гамма-
випромінювань. Експозиційна доза виражає енергію випромінювання,
перетворену в кінетичну енергію заряджених часток в одиниці маси
атмосферного повітря.
За одиницю експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювань
приймається кулон на кілограм – 1 Кл/кг. Кулон на кілограм – експозиційна
доза рентгенівського і гамма-випромінювань, при якій сполучена з цим
випромінюванням корпускулярна емісія на кілограм сухого повітря при
нормальних умовах (при t0 = 0°C і тиску 760 мм рт. ст.) робить у повітрі
іони, що несуть заряд в один кулон електрики кожного знаку.
Несистемною одиницею експозиційної дози рентгенівського і гамма-
випромінювань є рентген. Рентген – це доза гамма-випромінювання, під дією
якої в 1см3 сухого повітря при нормальних умовах (t =0°C і тиску 760 мм рт.
ст.) створюються іони, що в одиниці об’єму несуть одну електростатичну
одиницю електрики одного знака. Дозі в 1Р відповідає утворенню 2,08·109
пар іонів у 1см3 повітря. Випромінювання може вимірятися в рентгенах - Р,
мілірентгенах - мР чи мікрорентгенах - мкР (1 Р = 103 мР = 106 мкР).
Рентген – це випромінювання від 1 гр радія на відстані 1м.
Отже, для одержання експозиційної дози в один рентген потрібно, щоб
енергія, витрачена на іонізацію в одному кубічному сантиметрі повітря (чи
грамі), відповідно дорівнювала
1 Р = 2,58·10- 4 Кл/кг або 1 P = 3,86·10-3 Дж/кг
Джерела іонізуючих випромінювань характеризуються активністю, що
визначається кількістю ядерних розпадів за проміжок часу.
У системі СІ одиницею вимірювання активності є бекерель (Бк),
названий на честь Анрі Бекереля, який виявив у 1896 р., що джерелом
невидимого випромінювання є уран. 1 Бк – це один розпад за секунду.
Несистемною одиницею є кюрі (Ки), також названий на честь подружжя Марії
Складовської-Кюрі і П’єра Кюрі, які виявили невидиме випромінювання у
торію, а потім у полонію та радію.
1 Ки = 3,7·1010 Бк.
Поглинена доза випромінювання й експозиційна доза рентгенівського і
гамма-випромінювань, поділені на одиниці часу, називаються відповідно
потужністю поглиненої дози випромінювання і потужністю експозиційної дози
рентгенівського і гамма-випромінювань (Рпогл і Рексп).
За одиницю потужності поглиненої дози випромінювання і потужності
експозиційної дози прийнятий відповідно ват на кілограм (Вт/кг) і ампер на
кілограм (А/кг).
Несистемними одиницями потужності поглиненої дози випромінювання і
потужності експозиційної дози рентгенівського і гамма-випромінювань
відповідно є рентген в секунду ( р/сек):
Співвідношення між одиницями СІ і несистемними одиницями активності і
характеристик поля випромінювання:
Таблиця 2
|Величина та |Назва та позначення одиниць |
|
