Основы радиационной экологии (стр. 9 )

Синий люминофор экрана монитора вместе с ускоренными в электронно-лучевой трубке электронами являются источником ультрафиолетового излучения. Его воздействие особенно сказывается при длительной работе с компьютером или при заболеваниях сетчатки глаза. Защититься от воздействия ультрафиолета можно, используя стеклянный защитный фильтр.

Излучение телевизора. В настоящее время ничто не может сравниться с голубым экраном телевизора по скорости, полноте, достоверности и красочности передаваемой информации. Но вместе с тем телевизор также таит в себе определенную опасность для человека.

Телевизор представляет собой электронно-вакуумный пробор, создающий видимое изображение (цветное или черно-белое) за счет облучения электронами люминесцентного экрана кинескопа. В кинескопе с особого катода, находящегося под высоким напряжением, вылетают с большой скоростью электроны, бомбардирующие люминесцентный экран, создавая за счет движения луча (15-120 кГц) видимое изображение. Возникающее во время бомбардировки экрана вторичное облучение губительно действует на любой живой организм, находящийся вблизи экрана. Спектр вторичного излучения очень широк – микроволновая, рентгеновская и ультрафиолетовая радиация, электронное излучение и другие виды электромагнитных полей.

Средняя мощность радиации у цветного телевизора составляет 40-50 мкР/ч. Для сравнения, полет самолета на высоте 10-12 тыс. км – 500 мкР/ч.

При пользовании компьютером:

– освещение должно быть слева от компьютера, старайтесь избегать бликов от дополнительных источников света. Общая освещенность должна быть порядка 300-500 люкс;

– излучение идет не только со стороны экрана, но и с боковых и задних поверхностей. Поэтому лучше, чтобы компьютер тылом был расположен к стене. Если это по каким-то причинам невозможно, то расстояние между тылом одной ЭВМ и экраном другой должно быть не менее 2 метров; между боковыми поверхностями – не менее 1,2 м. Электромагнитные поля быстро убывают с увеличением расстояния от источника излучения: в 10 см от экрана компьютера в 5-10 раз выше, чем на расстоянии, где обычно сидит человек. Площадь на одно рабочее место должна составлять не менее 6 м2.

ОСНОВНЫЕ ПРАВИЛА:

1. В среднем через каждые 2 часа нужно делать 10-15 минутные перерывы. Беременные и кормящие женщины к работе с компьютером не допускаются.

2. Для преподавателей вузов и школ установлена длительность работы в дисплейных классах и кабинетах информатики не более 4 часов в день.

3. Инженеры, обслуживающие учебный процесс, могут находиться в них не более 6 часов.

4. Студенты 1 курса могут работать на компьютере 1 час, старшекурсники – 2 часа с перерывом на 15-20 минут.

5. Для учащихся:

– 10-11 классов должно быть не более 2 уроков на компьютерах в неделю, а для остальных классов – один урок;

– 1-х классов –10 минут;

– 2-5 классов – не более 15 минут;

– 6-7 классов – не более 20 минут;

– 8-9 классов – не более 25 минут.

2.4. Экологическая характеристика

искусственных радиоактивных изотопов

В эту группу входят радионуклиды, которых нет в природе. Лишь некоторые из них в ничтожных количествах встречаются в гор­ных породах. Основная же их масса появилась в середине XX столе­тия в результате деятельности человека. Это продукты деления ра­диоизотопов, используемых при атомных взрывах и управляемых ядерных реакциях.

Искусственные радионуклиды легко включаются в пищевые цепи и накапливаются в живых организмах. Энергия частиц, испус­каемых этими изотопами, колеблется от 0,1 до 5 МэВ. Искусствен­ные радионуклиды приведены в таблице 24. В этом списке отсутству­ют крайне короткоживущие радиоизотопы, которые не представля­ют интереса для экологии.

Таблица 24 – Искусственные радиоактивные изотопы, имеющие
важное значение в экологии

Изотоп	Символ	Период полураспада	Преобладающий тип излучения
Стронций-90	90Sr	28 лет	бета
Стронций-89	89Sr	53 сут.	бета
Цезий-137	137Cs	33 года	бета, гамма
Цезий-134	134Cs	2,3 года	бета, гамма
Рутений-103	103Ru	40 сут.	бета, гамма
Рутений-106	106Ru	1 год	бета
Цирконий-95	95Zr	65 сут.	бета, гамма
Барий-140	140Ba	12,8 сут.	бета, гамма
Неодим-147	147Nd	11,3 сут.	бета, гамма
Иттрий-91	91Y	61 сут.	бета, гамма
Углерод-14	14C	5730 лет	бета
Фосфор-32	32P	14,5 сут.	бета
Железо-59	59Fe	45 сут.	бета, гамма
Йод-131	131J	8 сут.	бета, гамма
Кобальт-60	60Co	5,27 лет	бета, гамма
Плутоний-239	239Pu	2,4´104 лет	альфа, гамма
Водород-3 (тритий)	3H	12 лет	бета
Криптон-85	85Kr	10,4 года	бета
Ниобий-95	95Nb	35 сут.	бета, гамма
Уран-233	233U	1,63´105 лет	альфа, гамма
Радон-222	222Rn	3,82 дня	альфа

К наиболее опасным искусственным радионуклидам, являю­щимся продуктами распада урана, относятся цезий-137 и стронций-90, а также искусственно получаемый изотоп – плутоний-239. Источ­никами поступления их во внешнюю среду являются аварийные вы­бросы и утечки из атомных реакторов, хранилищ и могильников РАО, заводов ядерного цикла и, конечно, ядерные взрывы. В таблице 25 при­веден выход стронция-90 и цезия-137 при делении ядер урана-235 и плутония-239, по данным ВНИИФТРИ (1996).

Таблица 25 – Выход искусственных радионуклидов при делении ядер, %

Искусственные радионуклиды	Уран-235	Плутоний-239
Строниций-90	5,93	2,01
Цезий-137	6,81	6,47

В настоящее время фоновые значения глобального радиоак­тивного загрязнения составляют: по стронцию-90 – 0,045, по цезию-137 – 0,08, по плутонию-239 – 0,005 Ки/км2.

2.5. Радиоактивные отходы и экология

После запрещения испытаний ядерного оружия в трех сферах проблема уничтожения радиоактивных отходов, образующихся в процессе использования атомной энергии в мирных целях, занимает одно из первых мест среди всех проблем радиационной экологии.

По физическому состоянию радиоактивные отходы (РАО) под­разделяются на твердые, жидкие и газообразные.

Согласно ОСПОРБ-99 (Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности) 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, в которых удельная ак­тивность радионуклидов больше значений, приведенных в приложе­нии П-4 НРБ-99 (нормы радиационной безопасности). При неизвестном радионуклидном составе к РАО следует относить материалы с удельной активностью больше:

100 кБк/кг – для источников бета-излучения;

10 кБк/кг – для источников альфа-излучения;

1 кБк/кг – для трансурановых радионуклидов (химические радиоактивные элементы, расположенные в периодической системе элементов после урана, т. е. с атомным номером больше 92. Все они получены искусственно, а в природе встречаются лишь Np и Pu в чрезвычайно малых количествах).

К жидким радиоактивным отходам относятся не подлежа­щие дальнейшему использованию органические и неорганические жидкости, пульпы и шламы, в которых удельная активность радио­нуклидов более чем в 10 раз превышает значения уровней вмеша­тельства при поступлении с водой, приведенные в приложении П-2 НРБ-99.

К газообразным радиоактивным отходам относятся не подле­жащие использованию радиоактивные газы и аэрозоли, образую­щиеся при производственных процессах с объемной активностью, превышающей допустимые среднегодовые объемные активности (ДОА), приведенные в приложении П-2 НРБ-99.

Жидкие и твердые радиоактивные отходы подразделяются по удельной активности на 3 категории: низкоактивные, среднеактивные и высокоактивные (табл. 26).

Таблица 26 – Классификация жидких и твердых РАО (ОСПОРБ-99)

Категория отходов	Удельная активность, кБк/кг
бета-излучающие	альфа-излучающие	трансурановые
Низкоактивные	менее 103	менее 102	менее 101
Среднеактивные	от 103 до 107	от 102 до 106	от 101 до 105
Высокоактивные	более 107	более 106	более 105

Радиоактивные отходы образуются:

−  в процессе добычи и переработки радиоактивного минераль­
ного сырья;

−  при работе атомных электростанций;

−  в процессе эксплуатации и утилизации кораблей с ядерными
установками;

−  при переработке отработавшего ядерного топлива;

−  при производстве ядерного оружия;

−  при проведении научных работ с использованием исследова­
тельских ядерных реакторов и делящегося материала;

−  при использовании радиоизотопов в промышленности, меди­
цине, науке;

−  при подземных ядерных взрывах.

Система обращения с твердыми и жидкими РАО в местах их об­разования определяется проектом для каждой организации, плани­рующей работы с открытыми источниками излучения, и включает их сбор, сортировку, упаковку, временное хранение, кондициониро­вание (концентрирование, отверждение, прессование, сжигание), транспортирование, длительное хранение и захоронение.

Для сбора радиоактивных отходов в организации должны быть специальные сборники. Места расположения сборников должны обеспечиваться защитными приспособлениями для снижения излу­чения за их пределами до допустимого уровня.

Для временного хранения РАО, создающих у поверхности дозу гамма-излучения более 2 мГр/ч, должны использоваться специаль­ные защитные колодцы или ниши.

Жидкие радиоактивные отходы собираются в специальные ем­кости, после чего направляются на захоронение. Запрещается сброс жидких РАО в хозяйственно-бытовую и ливневую канализацию, во­доемы, колодцы, скважины, на поля орошения, поля фильтрации и на поверхность Земли.

При ядерных реакциях, происходящих в активной зоне реакто­ра, выделяются радиоактивные газы: ксенон-133 (Тфиз. = 5 сут.), криптон-85 (Тфиз. = 10 лет), радон-222 (Тфиз. = 3,8 сут.) и другие. Эти газы посту­пают в фильтр-адсорбер, где теряют свою активность и только после этого выбрасываются в атмосферу. В окружающую среду поступает также некоторое количество углерода-14 и трития.

Другой источник родионуклидов, попадающих в окружающую среду от функционирующих АЭС, – дебалансная и техническая вода. ТВЭЛ-ы, находящиеся в активной зоне реактора, часто деформируют­ся и продукты деления попадают в теплоноситель. Дополнительным источником радиации в теплоносителе являются радионуклиды, об­разующиеся в результате облучения материалов реактора нейтро­нами. Поэтому периодически вода первого контура обновляется и очищается от радионуклидов.

Чтобы не произошло загрязнение окружающей среды, вода всех технологических контуров АЭС включается в систему оборотно­го водоснабжения (рис. 8).

Тем не менее часть жидких стоков сбра­сывают в водоем-охладитель, имеющийся при каждой АЭС. Этот во­доем является слабопроточным бассейном (чаще всего это искусст­венное водохранилище), поэтому сброс в него жидкостей, содержа­щих даже малое количество радионуклидов, может привести к опас­ной их концентрации. Сброс жидких радиоактивных отходов в водо­емы-охладители категорически запрещен «Санитарными правилами». В них можно направлять только жидкости, в которых концентрация радиоизотопов не превышает допустимые нормы. Кроме того, коли­чество сливаемых в водоем жидкостей ограничивается нормой до­пустимого сброса. Эта норма устанавливается таким образом, что бы воздействие радионуклидов на водопользователей не превыси­ло дозу 5´10-5 Зв/год. Объемная активность основных радионукли­дов в сбрасываемой воде АЭС Европейской части России, по оценке (2000), составляет (Бк):

137Cs-1,5 ´ 10-3; 60Со-1,5 ´ 10-4; 59Fe-1,5 ´ 10-4; 54Мn-4 ´ 10-4.

 

Рис. 8. Структурная схема оборотного водоснабжения АЭС

В процессе самоочищения воды эти радионуклиды опускают­ся на дно и постепенно захораниваются в донных отложениях, где их концентрация может достигать 60 Бк/кг. Относительное распреде­ление радионуклидов в экосистемах водоемов-охладителей АЭС, по данным приведено в таблице 27. По мнению этого автора, такие водоемы могут быть использованы в любых народно-хозяйс­твенных и рекреационных целях.

Таблица 27 – Относительное распределение радионуклидов в водоемах-охладителях, %

Компоненты экосистем	137Cs	134Cs	60Со	54Mn
Вода	2-5	2-5	0,2-0,4	0,2-0,4
Взвеси	0,25	0,25	1	1
Гидробионты: моллюски	0,05-2	0,05-2	0,01	0,01
нитчатые водоросли	5´10-3	5´10-3	1´10-3	1´10-3
высшие растения	10-2	2´10-3	2´10-3	5´10-4
рыбы	1´10-4	2´10-4	2´10-4	5´10-4
Донные отложения	95-98	95-98	98,5	98-98,5

Наносят ли вред окружающей среде атомные электростанции? Опыт эксплуатации отечественных АЭС показал, что при правильном техническом обслуживании и налаженном мониторинге окружающей среды они практически безопасны. Радиоактивное воздействие на биосферу этих предприятий не превышает 2% от местного радиаци­онного фона. Ландшафтно-геохимические исследования в десяти­километровой зоне Белоярской АЭС показывают, что плотность за­грязнения плутонием почв лесных и луговых биоценозов не превыша­ет 160 Бк/м2 и находится в пределах глобального фона (Павлецкая, 1967). Расчеты показывают, что в радиационном отношении гораздо более опасны тепловые электростанции, поскольку сжигаемые на них уголь, торф и газ содержат природные радионуклиды семейств урана и тория. Средние индивидуальные дозы облучения в районе располо­жения тепловых электростанций мощностью 1 ГВт/год составляют от 6 до 60 мкЗв/год, а от выбросов АЭС – от 0,004 до 0,13 мкЗв/год. Таким образом АЭС при нормальной их эксплуатации являются экологичес­ки более чистыми, чем тепловые электростанции.