Радиация.
Все космическое пространство заполнено излучением, основная составляющая которого – ядра водорода (протоны), они движутся со скоростями, близкими к скорости света. Попадая в газовую оболочку Земли (атмосферу), протон в результате многих ядерных взаимодействий рождает и гамма-излучение, и заряженные частицы. Образуются так называемые космогенные изотопы: бериллий-7, углерод-14, тритий, натрий-22 и др.
При рождении Вселенной образовались все элементы таблицы Менделеева. Но радиоактивные нуклиды, имеющие короткие периоды полураспада, распались и превратились в стабильные изотопы. И лишь долгоживущие изотопы до сих пор существуют в природе. Долгоживущие тяжелые нуклиды – уран-238, торий-232, калий-40, с периодами полураспада около 1 миллиарда лет являются родоначальниками многих других радиоактивных ядер, образующихся в результате последовательных ядерных превращений. Элементы, образующиеся при этом, называются продуктами распада.
Радиоактивные нуклиды – это ядра, нестабильные относительно ядерных превращений, сопровождающихся испусканием заряженных частиц (альфа- или бета-частицы) и коротковолнового электромагнитного излучения (гамма-излучения).
Основной характеристикой радиоактивного ядра является период полураспада. Физический смысл периода полураспада таков: за время, равное периоду полураспада, половина радиоактивных ядер претерпевает ядерные превращения. Например, период полураспада изотопа цезия-137 около 30 лет. Это означает, что через 30 лет 1 грамм ядер цезия-137 превратится в 0,5 грамм стабильных ядер бария-137, но останется 0,5 нестабильного изотопа цезия-137.
Вывод радиоактивных веществ из биосферы возможен лишь в результате радиоактивного распада, причем периоды полураспада лежат в широких пределах: от долей секунд до миллиардов лет.
Уран, торий, калий-40 и продукты их распада попадают с воздухом, водой и пищей в организмы животных и человека и таким образом создают их внутреннее облучение. Внешнее облучение происходит за счет излучения космического происхождения и радионуклидов, находящихся в окружающей среде. Таким образом, от природных изотопов человек и все живые существа (растения, животные) получают определенную дозу облучения организмов, величина которой зависит от содержания природных изотопов в окружающей среде.
В результате антропогенной деятельности, доза облучения, получаемая людьми увеличилась по следующим причинам:
- человек стал использовать, помимо дерева, различные строительные материалы. Строительные материалы в зависимости от состава и места их добычи существенно отличаются по своей радиоактивности. Если в 1 кг дерева происходит в среднем 1,1 радиоактивных распадов в секунду ( Бк - беккерелей), то в песке и гравии – около 30 Бк, в 1 кг кирпича – около 120 Бк, в 1 кг глинозема – от 500 до 1300 Бк. В 1 кг кальций-силикатных шлаков – около 2000 Бк.
- за последние 100 лет дозовая нагрузка на человека возросла за счет широко используемых рентгенодиагностических процедур (флюорография, рентгеноскопия внутренних органов). Наибольшую дозовую нагрузку человек получает при лечении щитовидной железы препаратами с радиоактивным йодом.
Во второй половине 20 века начали вводить в эксплуатацию атомные электростанции, атомные ледоколы, военные корабли с ядерными установками. В настоящее время в мире действует около 400 реакторов.
Атомные электростанции – это лишь одно звено всей ядерной технологии, которая включает в себя добычу урана, его переработку, обогащение, изготовление топливных элементов, транспортировку к АЭС, затем извлечение отработанного топлива, хранение его на складах, затем переработка на химических производствах, выделение осколков деления, их захоронение.
По подсчетам специалистов увеличение облучения населения за счет безаварийного использования ядерного способа получения энергии оказывается незначительным – менее 1% от облучения за счет естественных источников радиоактивности.
Ядерный способ получения электроэнергии имеет смысл лишь в случае принципиального исключения аварий с выбросом в окружающую среду радиоактивных элементов в миллиарды беккерелей. |
