Динамика радиационной обстановки после аварии на ЧАЭС

⇐ ПредыдущаяСтр 5 из 13Следующая ⇒

Период	Основные радионуклиды, определявшие (ющие) радиационную обстановку	Тип радионуклидов
I Апрель-июнь 1986 г.	Короткоживущие	¹³¹I, ¹²⁷Te, ¹³²Te, ¹⁴⁰Ba, ¹⁴⁰La, ⁹⁹Mo.
II Лето 1986-лето 1987 г.	Среднеживущие	^103, ¹⁰⁶Ru, ^141, ¹⁴⁴Ce, ⁸⁹Sr, ⁹⁵Zr, ⁹⁵Nb, ¹³⁴Cs, ²⁴¹Pu.
III Лето 1987 г.–по настоящее время	Долгоживущие	¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ^{238, 239,} ²⁴⁰Pu, ²⁴¹Am.

1. Короткоживущие радионуклиды определяли радиационную остановку в течение апреля-июня месяцев 1986 г. В первые дни после аварии на ЧАЭС особенно высокой была концентрация в воздухе ¹³¹I, находившегося в аэрозольной форме. ¹³¹I — короткоживущий изотоп с периодом полураспада 8, 14 дней, является β - и γ - излучателем. Дозовые нагрузки у человека за счёт радиоактивного йода сформировались в течение первых 2—3 мес. после аварии (радионуклид оказывал влияние на здоровье человека в течение 10-15 периодов своего полураспада).

¹³¹I имеет 19 радиоактивных и 1 стабильный изотопы с М = 120-139. При распаде он превращается в ксенон-131 с выделением электрона (средняя энергия – 203 кэВ) и γ -кванта с энергией 637 кэВ:

₅₃¹³¹I → ₅₄¹³¹Xe + е^- + γ.

Поступает в организм йод-131 ингаляционным и алиментарным путём. В последнем случае - через биологическую цепочку: почва — растения — молочно-продуктивный скот — молоко - человек). Максимальное содержание радиойода в почве наблюдалось в период 28 апреля – 9 мая 1986 г. (сотни мкР/ч, зачастую выше 1 мР/ч). Попадая в организм, ¹³¹I избирательно накапливался в щитовидной железе и создавал кратковременное локальное облучение дозой высокой мощности (более 200 рад/с).

Облучение щитовидной железы привело к нарушению образования в ней трёх гормонов: тироксина, трийодтиронина и кальцитонина. Два первых гормона контролирует процессы роста, созревания тканей и органов, обмен веществ и энергии; кальцитонин - один из факторов управления обменом кальция в клетках, участник процессов роста и развития костного аппарата. Следовательно, после воздействия ионизирующей радиации произошли нарушения этих процессов в организме, особенно у детей. Изменения в генетическом аппарате клеток щитовидной железы явились причиной развития в ней ракового заболевания. Число этих заболеваний, как у облучённых детей, так и у взрослых возросло в десятки раз.

2. По мере распада короткоживущих радионуклидов, радиационная обстановка стала определяться среднеживущими радионуклидами (лето 1986 - лето 1987 г.). Одним из его представителей является цезий-134 - ₅₅¹³⁴Cs (T_1/2 = 2, 06 года). При β - распаде его выделяется электрон (энергия 662 кэВ) и γ -квант с энергией 128 и 796 кэВ:

₅₅¹³⁴Cs → ₅₆¹³⁴Ва + е^- + γ.

Другой представитель среднеживущих радионуклидов - стронций-89 (₃₈⁸⁹Sr) - Т_1/2 = 51 день. Излучая β - частицу с энергией 1, 462 МэВ, он переходит в стабильный иттрий-89 - ⁸⁹Y.

₃₈⁸⁹Sr → ₃₉⁸⁹Y + е^-

3. Начиная с 1987 г. по настоящее время радиационная обстановка в Беларуси определяется долгоживущими радионуклидами: ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ^238, ^239, ²⁴⁰ Pu и ²⁴¹Am (см. табл. 3.2). Из перечисленного списка большее облучение человека в настоящее время осуществляет цезий-137 (₅₅¹³⁷Cs).

Во-первых, им загрязнено почти 23% территории Беларуси.

Во-вторых, он является β - и γ -излучателем, T_1/2 у него = 30, 2 года. Цезий имеет 20 радиоактивных и 1 стабильный изотоп. При β -распаде ₅₅¹³⁷Cs выделяется электрон (энергия 514 кэВ, макс. – 1, 18 МэВ) и γ -квант (энергия – 661 кэВ), что способствует превращению его в стабильный изотоп бария:

₅₅¹³⁷Cs → ₅₆¹³⁷Ва + е- + γ.

Цезий-137 попадает в организм, как правило, с цельным молоком и мясом, полученными в районах повышенного загрязнения. ₅₅¹³⁷Cs является аналогом калия, содержится преимущественно в крови и мышцах. Циркуляция его в организме и поступление туда по биологическим цепочкам определяют постоянное воздействие ионизирующей радиации на внутренние органы человека в течение всей его жизни. В районах, загрязненных цезием, формирование доз у жителей происходит сравнительно медленно. Поэтому основным видом облучения на сегодняшний день является общее хроническое внутреннее облучение.

Стронцием-90 (₃₈⁹⁰Sr) загрязнено 10% территории Беларуси. Известны 12 радиоактивных изотопов стронция с М = 81-83, 85, 89-96. Он испускает электрон с энергией 546 кэВ, превращаясь в иттрий-90 (₃₉⁹⁰Y). Последний теряет электрон с максимальной энергией 2, 27 МэВ и превращается в цирконий-90 (₄₀⁹⁰Zr):

₃₈⁹⁰Sr → ₃₉⁹⁰Y + е^- → ₄₀⁹⁰Zr + е^-.

Период полураспада стронция-90 и иттрия-90 составляют, соответственно, 29, 12 лет и 64, 8 часа.

Изотопы стронция накапливаются в костях скелета, в особенности в позвонках, зонах активного роста и перестройки костей. Вызывают развитие опухолей. Эффективный период полувыведения из скелета: ⁸⁹Sr – 50, 4 дня, ⁹⁰Sr – 6, 4∙ 10³ дней.

Плутоний-238, 239 и 240 распространились на 2% территории республики. ₉₄²³⁹Pu излучает α -частицы (энергия около 5 МэВ), мягкое рентгеновское излучение с энергией 10-22 кэВ, γ -кванты – 380 кэВ и превращается в уран-238:

₉₄²³⁹Pu → ₉₂²³⁸U + ₂⁴α + + R + γ

Период полураспада у ₉₄²³⁹Pu = 24, 38 тыс. лет, у ₉₂²³⁸U = 713 млн. лет. Большой интерес представляет также плутоний-241, который испускает α -, β -частицы (122 и 524 кэВ), и γ -кванты (2, 54

МэВ), превращаясь в америций-241. Образующийся америций более токсичный, с бó льшим периодом полураспада, чем плутоний-241:

₉₄²⁴¹Pu → ₉₅²⁴¹Am + ₂⁴α + + β ^- + γ

Период полураспада у ₉₄²⁴¹Pu - 14, 4 года, у ₉₅²⁴¹Am - 432 года. Оба они накапливаются в костях, печени, лёгких. Вызывают развитие хронической анемии, остеопороза, рака костей, лёгких и др.

В зависимости от уровня загрязнения почвы долгоживущими радионуклидами территория нашей республики делится на зоны (табл. 3.3).

Таблица 3.3.

Зонирование территории республики по уровню

Радиоактивного загрязнения

Наименование зоны	Уровень загрязнения территории, кБк/м² (Ки/км²)
¹³⁷Cs	⁹⁰Sr	^{238, 239, 240}Pu
Зона проживания с периодическим радиационным контролем	37-185 (1-5)	5, 55-18, 5	0, 37-0, 74
-«-«- с правом на отселение	185-555 (5-15)	18, 5-74	0, 74-1, 85
-«-«- последующего отселения	555-1480 (15-40)	74-111	1, 85-3, 7
-«-«- первоочередного отселения	> 1480 (> 40)	> 111	> 3, 7
-«-«- эвакуации (отчуждения)	Территория вокруг ЧАЭС, с которой в 1986 году было эвакуировано население

3.2. Миграция радионуклидов в окружающей среде происходит в горизонтальном и вертикальном направлениях.

1) Горизонтальная миграция - радионуклиды разносятся ветром, водой во время лесных пожаров и пожаров торфяников, дикими животными, птицами и др.

2) Движущими силами вертикального перемещения (миграция) радионуклидов являются:

-конвективный перенос (фильтрация атмосферных осадков вглубь почвы);

-капиллярный перенос радионуклидов с влагой к поверхности в результате испарения;

-термоперенос радионуклидов с влагой под действием градиента температур;

-перенос по корневым системам растений;

-роющая деятельность почвенных животных;

-хозяйственная деятельность человека и др.

3.2.1. Распространение радионуклидов в воздухе, воде, почве. В настоящее время концентрации радионуклидов в атмосферном воздухе составляет, в среднем:

o для β -активных радионуклидов - 15, 9•10^-5 Бк/м³,

o для ¹³⁷Cs - 4, 9•10^-7 Бк/м³,

o для ⁹⁰Sr - 1, 19•10^-7Бк/м³.

Во время ветрового подъема радиоактивной пыли с поверхности земли, либо пожара на загрязнённой территории в аномально жаркое и сухое лето наблюдают и более высокие уровни ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr и изотопов плутония в воздухе (пыль и дым пожара содержат все радиоактивные вещества, находящиеся в почве).

3.2.2. Оседание радионуклидов на почву и растения вызывает загрязнение их снаружи. Радионуклиды частично проникают в листья и всасываются внутрь растения. Накапливаются в корнях, плодах и листьях культурных растений, в молоке и мясе домашних животных и с ними попадают в организм человека. Выпадения ∑ β из атмосферы составляют в настоящее время в среднем 1, 4 Бк/м² в сутки.

3.2.3. Оседание радионуклидов на землю, здания, воду является причиной:

1. Проникновения радионуклидов с поверхности почвы через корневую систему в растения;

2. Загрязнения радионуклидами поверхности зданий, сооружений, техники, транспорта, оборудования и других объектов.

3.2.4. Лесные массивы в зонах загрязнения аккумулировали значительное количество радиоактивных выбросов, поскольку лес является природным барьером на пути распространения радиоактивных аэрозолей ветровыми потоками воздуха.

3.2.5. Вдыхаются и проглатываются животными и человеком. Человек, вдыхая аэрозоли радионуклидов с воздухом и употребляя загрязнённую радиоактивными веществами воду, сельскохозяйственные продукты или продукты загрязнённых морей, рек и водоемов, подвергается радиоактивному облучению. Например, из-за попадания внутрь организма с пищей элемента земной коры - калия-40 (после аварии на ЧАЭС – также цезия-137, стронция-90 и изотопов плутония) повысилась радиоактивность человеческого тела, увеличилось внутреннее облучение человека.

3.3. Отбор проб почвы на полях и др. для анализа проводят методом конверта, с таким расчетом, чтобы каждая проба представляла собой часть почвы, типичной для слоя данного типа почвы. Изымаются 5 точечных проб с одной пробной площадки. Все взятые пробы перевозятся в лабораторию в стеклянной таре (вес которых не должен превышать 200 г.). Пробы берутся в течение суток с определением точных координат их взятия.

Для анализа проб используется радиометр РКГ-01 " АЛИОТ", который позволяет определять содержание цезия-137 (до 1987 г. - и цезия-134, к настоящему времени он почти распался) с автоматическим учетом в измеряемой пробе радионуклида калия-40 и сведения к минимуму его влияния на точность измерения.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒