radiații de fond naturale

SUBIECT: surse naturale de radiații.

Reactoare nucleare. Accidentul de la Cernobîl

Radiația forma naturala grinzi incidente pe Pământ din spațiu (radiații spațiu), și elementele radioactive conținute în formațiunile de pământ, materiale și produse alimentare (radiații terestre) clădire.

1) Izotopii radioactivi de origine naturală prezentă în toate membranele Pământului: litosfera, hidrosfera si atmosfera biosfera.

Toate sursele naturale de radiații pot afecta mijloacele interne și externe ale omului. Printre exterior merită razele cosmice atenție specială și radiații naturale în materiale de construcții și de sol. Printre substanțele interne radioactive în aer, apă, alimente și oameni. Cinci surse naturale majore de radiații ionizante

1. Radon de gaz și a produselor sale de degradare - 49,5%;

2. radioizotop 40 K - 15%;

3. radiația cosmică - 15,3%;

4. Numărul de Radiu uraniu - 12,2%;

5. uraniu seria toriu - 8%.

Sursele terestre de radiații constituie o mare parte a radiațiilor la care este expus omul. În medie, ei dau mai mult de 5/6 din echivalentul anual doza efectivă primită de către populație, în principal datorită expunerii interne. radiații Pământ crea elemente radioactive conținute în formațiunile de pământ, gaze naturale, materiale de construcții, produse alimentare, apă, aer și altele.

Elemente radioactive formațiuni de pământ și produse alimentare. Principala sursă de venit într-un mediu de substanțe radioactive naturale sunt roci care conțin elemente radioactive care au apărut în timpul perioadei de formare și dezvoltare a planetei. Ca urmare a proceselor distructive ale naturii meteorologice, hidrologice, geochimice și vulcanică substanțelor radioactive sunt supuse unei dispersii largi. Cantitatea de elemente radioactive conținute în roci depinde de tipul de rocă și locația sa.

De obicei, în sol nu există un echilibru între precursori și fiica nuclidele datorită proprietăților lor chimice diferite. De-a lungul exces marcate (în raport cu 226 Ra) 210 cantitate Pb în stratul superior al solului (0-5-10 Sunt 2) Se crede că principala cauză a acumulării 210 de Pb în sol fertil -., Precipitații atmosferice.

Astfel, în cenușa plantelor cultivate pe soluri de uraniu convențional conține, în medie 3 • 10 4 g / kg, iar în cenușa plantelor în creștere în sol îmbogățit uraniu - 2 • 10 „3 g / kg.

La acumularea substanțelor radioactive de către plante este influențată de mai mulți factori. Astfel, în solurile fine le stăpâni, de regulă, nu este mai puțin intensă decât în grosier. Atunci când este aplicat de nutrienți din sol radionuclid redus în plantă, și coeficientul de acumulare sol umed mai mic decât uscat. Reducerea pH-ului este însoțită prin creșterea coeficientului de acumulare. Acumularea este afectată și de forma sistemului radicular, productivitatea, lungimea perioadei de creștere și de alți factori.

Cel mai important dintre cele mai mari activitatea izotopilor produs ia potasiu izotop - 40 K, care este asimilat cu izotopul neradioactiv de potasiu, esențiale pentru viața organismului.

Prin element natural este compus din trei izotopi 39 K (93.98%), K 40 (0,119%) și 41 K (6,91%). Dintre acestea, 40 K este un izotop radioactiv, cu un timp de înjumătățire de 1,3 • Septembrie 10 ani.

Tabelul 5 prezintă datele privind conținutul de potasiu în unele alimente de origine vegetală și animală, precum și activitate specifică de 40 K.

Radioactivitatea a corpului uman, datorită prezenței în corpul tuturor radioizotopilor care se găsesc în biosferă.

Datele cu privire la conținutul de radionuclizi naturali din corpul uman sunt prezentate în tabel.

Cantitatea de tritiu - 10,2% în mușchi, și 6,4% în oase. Activitatea specifică a țesutului moale a corpului uman, datorită 3 H este de 0,55 Bq / kg, și os - 0,34 Bq / kg.

Rubidiu este similară în compoziția chimică a potasiului. Radioizotopi 87 Rb - de lungă durată (un timp de înjumătățire de 6,1 • I0 la 10 ani), cu ușoară # 946; emisie de raze (0,275 MeV) și # 947; emisie de raze (0,94MeV). Concentrația țesuturilor moi ale organismului aproximativ 8,5 Bq / kg.

Materiale de constructie. Materialele utilizate în construcții, pot conține substanțe radioactive.

De un interes deosebit sunt nivelurile de radioactivitate în clădiri rezidențiale. cel mai puțin # 947; -fon remarcat în clădiri construite din lemn, - până la 0,5 Gy / kg, mai mult - în clădiri de cărămidă - până la 1 Gy / kg și beton - 1,7 Gy / kg. puterea medie Doza absorbită este de 6 interior • I0 -9 Gy / h.

O doză de radiație semnificativă o persoană primește de la aerul inhalat, fiind o lungă perioadă de timp în zonele neventilate. Cea mai mare contribuție la doza face radon de gaz invizibil, fără gust și fără miros.

Nobilul radon gaz 222 Rn este format din roci difuz în crustale putrefacție continuu -226 radiu (226 Ra). 222 Rn este un gaz inert, este relativ bine solubil în apă (coeficient de solubilitate de circa 0,5 - 0,2% la t = 0 - 30 ° C). Din sol pătrunde în stratul de suprafață al atmosferei și a surselor de apă subterană iradiindu continuu de energie înaltă (5,49 MeV) # 945; și soft-particule (0,51 MeV) # 947; microflorei din sol emisie de raze, rădăcinile plantelor și florei terestre și faunei.

Rn, descompunere la rândul său, oferă o serie de produse fiice. Dintre acestea, prima parte este, de asemenea, un emițători de mare energie # 945; -particles: poloniu - 218 (timp de înjumătățire (PP) - 3,05 min); Bismut - 214 (PP - 19,7 minute); Poloniu - 210 (PP - 138.4 zile); iar a doua parte - mai pătrunzătoare # 946; și particule # 947;: Bi razelor y - 214 (PP - 19,7 min); waists - 206 (PP - 4,2 m). Toate elementele de copil la temperaturi ambientale normale - solidele. Acestea sunt formate din molecule gazoase separat radon și există într-o stare dispersată molecular în apă și ca aerosol în atmosferă. În prezența unor particule de aerosoli atmosferici, eventual altă conexiune (depunere) fiica izotopii în ele. Aceeași depunere are loc la suprafețele exterioare și interioare Tacna animale, plante, w / v. Prin urmare, neskotrya scurt PP, produse fiice de radon sunt în mod constant l însoțească sub formă de aerosoli (starea de echilibru).

Curgând prin fundație și podeaua solului sau eliberată din materialele utilizate în construcții, case, radon se acumulează în zonele de neventilate închise (subsoluri, bai, bucatarii).

Cele mai frecvente materiale de construcții conțin unele radon. Acest lemn, cărămidă și beton. Mult mai mult de ea în blocuri de piatră ponce, granit, ipsos uscat, construcții realizate din fosfogips.

Principala sursă de radon care intră spații închise este la sol. Concentrația de radon la etajele superioare ale clădirii mare creștere este de obicei mai mică decât în primul și subsol etaje. Un mijloc eficient de reducere a concentrațiilor ridicate de radon care curg prin orificiile de podea sunt instalate în subsoluri. Izolarea radon din perete scade când acoperirea din trei straturi de vopsea de ulei sau un strat de tapet, precum și peretele unui material plastic.

Radon intră facilitățile de bucătărie, împreună cu gaze naturale. Reducerea conținutului de radon din gazele naturale are loc în timpul prelucrării la stațiile de alimentare și în timpul depozitării. Cu cât drumul de la stația de la consumator, cu atât mai mic radon de gaze naturale. Reducerea acumularea de radon în bucătărie, puteți utiliza ventilație locală.

Cea mai mare concentrație a gazelor radioactive sunt detectate în stratul de suprafață. La presiunea atmosferică scade creșterile de gaze ale emisiilor și scade în timpul formării snogov și topirea gheții. Takzho sozonnye fluctuații ale conținutului de radon cu un maxim lotom minim și iarna marcate.

Radioactivitatea Pământului, uneori de mai multe ori radiații de spațiu. Deci, în cazul în care toate sursele de expunere umană este luată ca 100%, atunci radiația din aer a reprezentat 52%, materialele 14 de sol și de construcții%, alimente și băuturi - 12% spațiu - 10%.

radiația cosmică are trei surse de origine.

1. galactic radiații;

2. centurile de radiații ale Pământului;

3. Radiația solară;

radiații Galactic intră în sistemul solar din spațiul interstelar, din adâncimile spațiului. Astronauții-l descrie în formă de nori luminoase, stele, benzi mici. Acesta poate fi văzut chiar și în întuneric cu ochii închiși, ca urmare a trecerii particulelor prin pleoapă și efectele imediate asupra retinei. Ei au o energie foarte mare, greutate mare și de dimensiuni mari.

Dar cele mai multe dintre ele sunt deviate sub influența câmpului geomagnetic al Pământului, iar restul trece prin atmosferă, în mod repetat, se ciocnesc cu alți atomi și molecule și, prin urmare, decelerat.

Razele cosmice care ajung Pământul reprezintă fluxul de particule nucleare, energia medie este de 1,6 x 10 -9 J. Această așa-numită radiație cosmică primară. Se compune din protoni (92%) și particulele - nuclee de heliu (7%) și alte nuclee ale atomilor. În particulele de spațiu de interacțiune cu atomii și moleculele din atmosferă apare razele cosmice secundare care rezultă în radionuclizi formate. Așa cum se apropie de suprafața pământului intensitatea primare scade radiațiilor cosmice; la densitatea de flux afectează câmpul magnetic al Pământului, deflecting particulele încărcate înapoi în spațiu.

centurile de radiații Pământului. În jurul Pământului există zone (straturi), în care câmpul magnetic deține cantitate mare de particule încărcate și făcându-le să se deplaseze înainte și înapoi de la pol la pol în direcții diferite de-a lungul căi închise. Aceste straturi sunt numite centuri de radiații sau curele Van Allen.

Există două zone: interne și externe. Interiorul are o densitate maximă a particulelor (de preferință protoni) peste ecuator la o altitudine de aproximativ 35 x 10 5 m, stratul exterior - e - la o înălțime de aproximativ 22 x 10 6 m.

centurile de radiații Pământului - sursa de pericol de radiații în zborurile spațiale.

O anumită contribuție la fluxul total al razelor cosmice incidente pe suprafața Pământului, Sun a introdus. Cu o creștere bruscă a activității solare crește și intensitatea radiației cosmice.

Radiația solară - radiațiile electromagnetice și corpusculare soarelui. radiație electromagnetică acoperă o gamă de lungimi de undă de raze gamma la unde radio, maximul de energie în spectrul vizibil, și radiații corpusculare - cea mai mare parte protoni si electroni.

Suprafața Soarelui este încălzită la o temperatură de 5700 ° C, dar ocazional orice domeniu de temperatura de suprafață ajunge la un milion de grade. Acest tip de activitate începe cu pete solare (structuri din fotosfera Soarelui), care uneori se transforma in flacari solare (creșterea locală bruscă în strălucirea soarelui cromosfera). Exploziile solare se dezvoltă rapid, într-o chestiune de minute, este imposibil de prezis cu exactitate, cu excepția faptului că acestea se repetă în 11 ani.

In timpul focarelor de soare emite cantități enorme de energie sub formă de radiații în vizibil, ultraviolet și spectrul de raze X. Toate tipurile de valuri generate (lumina, unde radio, raze X) ajung pe Pământ. Fiecare erupție solară acționează asupra terminațiilor nervoase umane reacționează oscilații de energie și de câmp magnetic, chiar nesemnificative acționează foarte puternic asupra pacienților.

Din punct de vedere practic, bogat locul de nastere luata in considerare, care conține până la 0,1% din greutatea totală a speciilor de uraniu. Depozitele care conțin 0.02-0.05% uraniu, deși nu este larg dezvoltat, dar sunt considerate a fi foarte promițătoare. În zonele în care există depozite de uraniu creșteri de radioactivitate. Din formațiuni de pământ uraniu intră în sol, și apa incluse în lanțul alimentar.

Din dezintegrarea radioactivă a 238 U de cel mai mare interes sunt radiu-226, plumb-210, poloniu-210

Toriu - 232 (232 Th) este al doilea numai la scară largă radionuclid uraniu natural. În natură, este în echilibru cu sale numeroase, produse fiica obicei de scurtă durată de degradare radioactivă.

Th cu pure PP 232 = 1,1 * 10 10 ani este de numai # 945; emitatori (cu o energie de 3,95-4,01 MeV).

Toate organismele vii, inclusiv oameni, sunt iradiate în mod continuu radiații nucleare naturale. Acesta este compus în principal din sursele menționate mai sus. Fiecare dintre aceste surse sunt prezente în biosferă în cantitate mică, asigură intensitatea emisiei este mică. Prin urmare, este legitim să ia în considerare nivelul total combinat al intensității radiației ionizante naturale din toate sursele, este în mod constant emite.

Pentru a măsura nivelurile de radiație, există în natură este acceptat să utilizeze o cantitate de 10 -5 Sv.

Toate cele de mai sus se aplică surselor de radiații naturale. Printre sursele artificiale de radiații includ: reactoare nucleare, centrale nucleare și diverse accidente la instalațiile nucleare

Pericolul omenirii testează arme nucleare în atmosferă, apă și subteran (desigur, mult mai puțin). Astfel de teste sunt, desigur, interzise prin acorduri internaționale. Ei au semnat marea majoritate a țărilor din întreaga lume, iar controlul este instalat prezent cel mai complet și de încredere. Până în prezent, consecințele durabile ale testelor efectuate arme nucleare anterioare.

Una dintre principalele surse de radiații artificiale sunt reactoare nucleare. Sursa de energie în reactoare nucleare este dezintegrarea radioactivă a elementelor, fluxul reacțiilor nucleare.

reacția nucleară - este interacțiunea nucleelor atomice cu un alt nucleu sau o particulă elementară este însoțită de o schimbare în compoziția și structura nucleului și eliberarea particulelor secundare, sau # 947; raze.

Ca urmare a reacțiilor nucleare se pot forma noi izotopi radioactivi, care nu sunt în lume în setările naturale.

Prima reacție nucleară a fost realizată de E. Rutherford în 1919 în experimente pe detectarea protonilor din nucleele produselor de degradare. În 1939, oamenii de știință germani O. Hahn și F. Strassman uraniu de fisiune a fost descoperit.

Energia cinetică eliberată de fisiune a nucleului de uraniu este enorm - aproximativ 200 MeV.

Într-un reactor nuclear este diviziunea U-235 nuclee cauzate de coliziunea cu un neutron. În procesul de 2 sau 3 neutroni eliberați. În condiții favorabile, acești neutroni pot lovi alte nuclee de uraniu și diviziunea cauză. În această etapă, va avea de la 4 la 9 neutroni pot determina noi dezintegrările nuclee de uraniu și t. D. Un astfel de proces avalanșă numită reacție în lanț.

Pentru o reacție în lanț este necesar ca așa-numitul factor de multiplicare a neutronilor mai mare decât unitatea. Cu alte cuvinte, în fiecare generație de neutroni trebuie să fie mai mare decât cea anterioară.

Faptul că neutronii produse în dezintegrarea nucleelor de uraniu au viteza prea mult, iar nucleele de probabilitate uraniu-235 de captare de neutroni lente în o sută de ori mai mult decât cel mai rapid. Prin urmare, unul dintre elementele unui reactor nuclear este așa-numitul moderator de neutroni.

Ei bine cu neutroni moderator este apa grea D2 O. apă obișnuită prin reacția cu neutroni se transformă într-o apă grea.

Bine retarder este, de asemenea, grafit, a cărui miez nu absoarbe neutronii.

Astfel, reactorul nuclear (sau atomic) este un dispozitiv care susține controlat reacția de fisiune nucleară.

reactor nuclear este alcătuit din următoarele părți:

· Nucleul combustibilului nuclear și moderator;

· Neutron reflector care înconjoară miezul;

· Reacție în lanț sistem de control, inclusiv de protecție de urgență;

· Sistemul de control de la distanță.

Principalele caracteristici ale reactorului - producția de energie. Putere 1 MW corespunde reacție în lanț, în care cele 3 10 16 diviziuni la 1 sec.

Zona activă este răcit cu lichid de răcire pompat, ca, care poate fi utilizată apa sau un metal cu punct de topire scăzut (de exemplu, sodiu, având un C punct de topire 98 °). În aburul generatorului transferurile purtătoare de căldură energie termică pentru apă, ceea ce face un abur de înaltă presiune. Aburul este direcționat către turbină cuplat la un generator electric. Din turbina cu abur intră într-un condensator.

Cu toate acestea, problema principală este de a se asigura că siguranța radiațiilor plin de oameni care lucrează în centralele nucleare, precum și prevenirea emisiilor accidentale de substanțe radioactive, care se acumulează în cantități mari în miezul reactorului. La proiectarea reactoarelor nucleare această problemă a primit multă atenție. Cu toate acestea, după mai multe accidente la centralele nucleare, în special în centrala nucleară din Pennsylvania (SUA, 1979) și de la Cernobîl (1986), problema siguranței energiei nucleare a devenit deosebit de acută.