ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 20.02.2019
Просмотров: 3401
Скачиваний: 4
Катастрофа на 4-ом блоке ЧАЭС, которая произошла в результате взрыва пара, снесшего крышу здания, разгерметизации активной зоны и возникшего пожара, сопровождалась выбросом в окружающую среду значительного количества радиоактивных веществ (около 10 ЭксаБк). Выброс газо-аэрозольной струи, достигшей 1,5 км, был длительным (10 суток), неравномерным по количеству выбрасываемых радионуклидов, при постоянно меняющихся метеоусловиях (направление ветра, осадки).
Динамика ежесуточного выброса радионуклидов в атмосферу:
|
Дата |
Время после аварии, сутки |
Активность выброса, МКи |
|
26.04.86 |
0 |
12,0 |
|
27.04.86 |
1 |
4,0 |
|
28.04.86 |
2 |
3,4 |
|
29.04.86 |
3 |
2,6 |
|
30.04.86 |
4 |
2,0 |
|
1.05.86 |
5 |
2,0 |
|
2.05.86 |
6 |
4,9 |
|
3.05.86 |
7 |
5,0 |
|
4.05.86 |
8 |
7,0 |
|
5.05.86 |
9 |
8,0 |
|
6.05.86 |
10 |
0,1 |
|
9.05.86 |
14 |
0,01 |
|
23.05.86 |
28 |
0,028 |
Динамика выброса радионуклидов в пространстве.
Формирование радиоактивного загрязнения РБ началось сразу после взрыва реактора, т.к. радиоактивное облако перемещалось с воздушными потоками в северо-западном и северном направлениях. Около 70% радиоактивных веществ, выброшенных из разрушенного реактора в атмосферу, в результате сухого и влажного осаждения выпали на территорию Беларуси. При этом 23% территории РБ с 3221 населенными пунктами, в том числе 27 городов, где проживало 2,2 млн. человек (из них более 400 тыс. детей), оказалось загрязненной цезием-137 более 1 Ки/км2.
Радиоактивное загрязнение распространилось по всем областям республики. Оно имеет неравномерный "пятнистый" характер, что обусловлено динамикой выброса и постоянно меняющимися метеоусловиями. Максимальные уровни загрязнения были обнаружены в 30-километровой зоне вокруг АЭС (зоне отчуждения): по цезию-137 - 500 Ки/км2, по стронцию-90 - более 12 Ки/км2, по плутонию-239,240 - около 4 Ки/км2. За пределами зоны отчуждения также выявлены участки с высокими уровнями загрязнения (д. Чудяны Могилевской области). В пределах некоторых населенных пунктов отмечалось большое различие уровней загрязнения почвы цезием-137.
1. Загрязнение территории РБ по цезию-137 - самые пострадавшие области:
а) Гомельская
б) Могилевская
в) Брестская (Столинский, Пинский, Лунинецкий, Дрогичинский, Березовский, Барановичский районы)
В Минской, Гродненской и 4-х населенных пунктах Витебской области содержание цезия-137 в почве превышает 37 кБк/м2 (1 Ки/км2). На остальной территории РБ уровни загрязнения почвы цезием-137 также выше доаварийных значений и лишь в северо-западных районах Витебской области сопоставимы с глобальными выпадениями.
2. Загрязнение территории РБ по стронцию-90 - в отличие от загрязнения цезием-137 имеет более локальный характер:
- уровни содержания стронция-90 в почве выше 5,5 кБк/м2 (0,15 Ки/км2) обнаружены на площади, составляющей 10% от территории РБ
- максимальные уровни стронция-90 обнаружены в пределах 30-км зоны ЧАЭС (около 49 Ки/км2) в Хойникском районе Гомельской области
- наиболее высокое содержание стронция-90 в почвах дальней зоны обнаружено в Чериковском районе Могилевской области и в Ветковском районе Гомельской области
3. Загрязнение территории РБ по плутонию - 238, 239, 240.
- уровни загрязнения почвы изотопами плутония-238, 239, 240 более 0,37кБк/м2 (0,01 Ки/км2) охватывает почти 2% площади республики (Брагинский, Наровлянский, Хойникский, Речицкий, Добрушский и Лоевский районы Гомельской области и Чериковский район Могилевской области)
- наиболее высокий уровень изотопов плутония отмечен в Хойникском районе
Газо-аэрозольное облако имело радионуклидный состав, однозначно характеризующий источник выброса: в него входили изотопы 27 радионуклидов. Радионуклидный состав выпадений, особенно в первые недели после аварии, имеет существенное значение для ретроспективной оценки доз облучения жителей ближайших к станции населенных пунктов, персонала станции и лиц, принимавших участие в аварийно-восстановительных и дезактивационных работах.
В окружающую среду были выброшены:
- летучие радиоактивные инертные газы;
- сотни осколочных продуктов деления, накопившихся в зоне реактора;
- изотопы наведённой радиоактивности за счет веществ, которые сбрасывали на реактор;
- частички ядерного топлива.
Сразу после аварии радиационная обстановка и формирование дозовых нагрузок на население определялись действием короткоживущих радионуклидов (молибдена, технеция, лантана, бария, благородных инертных газов, радиоизотопов йода-131, 132, 133, 134, 135, 123, 125, 126). В окружающую среду было выброшено 50-60% накопившихся в реакторе радиоизотопов йода. Уровни радиоактивного загрязнения короткоживущими радионуклидами йода во многих регионах РБ были настолько велики, что вызванное ими облучение миллионов людей квалифицируется как период "йодного удара". В апреле - мае 1986 года наибольшие уровни выпадения йода-131 имели место в:
а) до 1000 Ки/км2 - в Брагинском, Хойникском, Наровлянском районах Гомельской области
б) до 500 Ки/км2 - в Чечерском, Кормянском, Буда-Кошелевском, Добрушском районах
Значительному загрязнению радиоизотопов йода подверглись также юго-западные регионы РБ (Гомельская и Брестская области), север Гомельской и Могилевской областей.
Пути воздействия радионуклидов чернобыльского выброса на население.
1. внешнее гамма-облучение от радиоактивного облака - было недолгим и продолжалось до формирования радиоактивного следа на местности и объектах окружающей среды; вклад в формирование дозы в первый послеаварийный год 2,5%.
2. ингаляционное поступление радионуклидов в организм человека - формирует 4,5% дозы за счёт внутреннего облучения организма. Аэрозольное загрязнение атмосферного воздуха делится на 2 этапа:
а) относительно кратковременный - момент выброса газо-аэрозольной струи в атмосферный воздух, формирование и перенос радиоактивных облаков до момента их осаждения на поверхность земли, воды, объекты окружающей среды (ингаляционное поступление радионуклидов из радиоактивного облака).
б) непрерывный - вторичное загрязнение атмосферы за счёт ветрового подъёма пыли.
Загрязнение приземного слоя атмосферы в результате ветровой эрозии почвы является дополнительным фактором загрязнения территории радионуклидами. Мельчайшие аэрозольные частички переносятся с воздухом на большие расстояния вследствие медленной седиментации. В ряде случаев перенос радиоактивной пыли обуславливал повторное загрязнение дезактивированных территорий. Особую опасность вторичное загрязнение атмосферы радионуклидами за счет ветрового подъема пыли представляет для населения, постоянно проживающего и работающего на загрязненной территории.
3. внешнее гамма-излучение от осевших на земную поверхность и объекты окружающей среды радионуклидов - обуславливает самое длительное и интенсивное облучение, формирует около 50-60% дозы у населения. Определяется, в основном, гамма-излучением цезия-137 и другими гамма-излучающими радионуклидами.
Основные факторы, уменьшающие внешнее гамма-излучение:
1) естественный распад радионуклидов - в настоящее время доза на организм человека формируется за счет долгоживущих радионуклидов:
а) цезия-137 (период полураспада 30 лет)
б) стронция-90 (период полураспада 29,1 лет)
в) трития (период полураспада 12 лет)
г) углерода-14 (период полураспада 5730 лет)
д) плутония-239 (период полураспада более 24000 лет)
2) миграция радионуклидов вглубь почвы - она незначительная: основная масса цезия-137 спустя 12 лет после аварии сосредоточена в верхнем 5-сантиметровом почвенном слое, основная часть радиостронция находится в поверхностных слоях (0-1 см) почвы. Наиболее интенсивно вертикальная миграция протекает в торфяниках; прогнозы показывают, что самоочищение почв вследствие данного процесса будут происходить крайне медленно. Нахождение радионуклидов в корнеобитаемом слое, а также увеличение относительного количества обменного стронция в поверхностных слоях почв будут длительное время обуславливать интенсивную миграцию радионуклидов по пищевым цепочкам.
4. попадание радионуклидов в организм по пищевым цепочкам - данный тип воздействия имеет особое значение для РБ, связанный с особенностями почв (преимущественно на Полесье). Среди загрязненных радионуклидами земель РБ больше половины составляют почвы легкого гранулометрического состава, характеризующиеся низкой емкостью поглощения, малым содержанием гумуса и вторичных глинистых минералов. В легких почвах республики радионуклиды цезия-137 и стронция-90 аномально подвижны, т.е. они плохо связываются частицами почвы и поэтому коэффициент перехода их в растения высокий. Хорошо фиксирует радионуклиды чернозем, глинистая почва, а в Белорусском Полесье почва песчаная, подзолистая, торфяно-болотная, т.е. легкая. Все это определяет высокие уровни накопления радионуклидов в местных продуктах питания и высокие дозовые нагрузки на организм проживающего там населения (Лельчицкий район Гомельской области, Столинский и Лунинецкий районы Брестской области).
19. Основные пути проникновения радионуклидов в организм, типы их распределения в организме.
Попадание радиоактивных веществ внутрь организма человека представляет особую опасность, т.к. концентрация их в органах может во много раз превысить таковую в окружающей среде. Поведение радионуклидов в организме (пути и способы поступления, распределения по органам и системам, скорость и пути выведения) обусловлены их химическими свойствами.
Основные пути поступления радиоактивных изотопов в организм:
1) ингаляционный путь - при вдыхании загрязненного радиоактивными аэрозолями воздуха. Радиоактивные вещества задерживаются на всем протяжении дыхательного тракта от преддверия носа до глубоких, альвеолярных отделов легких. Чем меньше диаметр вдыхаемых частиц, тем относительно меньше их задерживается в верхних дыхательных путях, в бронхах и тем больше проникает в альвеолярные отделы легких, где отсутствуют механизмы, способные выводить попавшие частицы в бронхи и трахею.
а) растворимые или труднорастворимые радионуклиды, осевшие на слизистой верхних дыхательных путей, трахеи, бронхов быстро с помощью мерцательного эпителия переводятся в глотку и ротовую полость, откуда поступают в желудок
б) растворимые радионуклиды, попавшие в альвеолярный отдел легких, хорошо и быстро всасываются в кровоток, чему способствует широко развитая сеть капилляров
в) радионуклиды, образующие радиоколлоиды или труднорастворимые гидроксиды и попавшие в альвеолярный отдел легких, фагоцитируются и распределяются неравномерно в легочной ткани; после проникновения в лимфатические сосуды они медленно поступают в лимфатические узлы легкого, трахеи и средостения, затем еще медленнее - в кровеносные сосуды. Общая величина труднорастворимых радиоактивных веществ, поступающих в организм через легкие, гораздо выше, чем через кишечник, из-за большой поверхности всасывания легких.
По скорости выведения из легких все радионуклиды разделяются по времени биологического полувыведения (Тб) на три класса:
1. Д (дни) - растворимые соединения радиоактивных элементов 1 группы, а также соединения элементов 1-го, 2-го и отчасти 3-го периодов Периодической системы.
2. Н (недели)
3. Г (годы) - соединения меди, серебра, золота, цинка, кадмия, иттрия, актиния, циркония и металлы платиновой группы.
2) алиментарный - через желудочно-кишечный тракт с водой и пищей. Данным путем в организм поступают хорошо растворимые радионуклиды (водород, щелочные металлы, галогены, благородные газы, все элементы второго периода, кроме берилия). Хуже всасываются щелочноземельные элементы, а также цинк, кадмий и ртуть. Плохорастворимые радионуклиды покидают кишечник в течение 1-4 дней, не успевая создать значительные дозы облучения (элементы третьей группы, частично четвертой, пятой, лантаноиды, актиноиды), они способны образовывать коллоиды и труднорастворимые гидроксиды, которые препятствуют их всасыванию в желудочно-кишечном тракте. Зато та часть радионуклидов, которая попала в организм, по типу коллоидальной адсорбции очень прочно удерживается в тканях и период биологического полувыведения из организма для таких радионуклидов составляет десятки лет.
3) через кожу - проницаемость кожи для радиоактивных веществ зависит от:
1. агрегатного состояния радионуклидов, склонности их к гидролизу и комплексообразованию - водорастворимые и жирорастворимые соединения радионуклидов всасываются через кожу быстро, скорость их проникновения сравнима со скоростью всасывания в кишечнике (наибольшая скорость проникновения у йода-131, также активно проникают в кожу изотопы молибдена, трития и элементов I и VI групп).
2. кислотности раствора, в котором находятся радиоактивные вещества
3. состояния кожного барьера и длительности контакта с ним радионуклидов - при повреждении кожи ее проницаемость для радионуклидов увеличивается. Для уменьшения контакта радионуклидов с кожей необходима своевременная дезактивация кожных покровов (например, обильная обработка кожных покровов водой и моющими средствами).
Особенность поведения в организме химических элементов - достаточно постоянное и строгое распределение их по системам, органам и тканям. Стабильные и радиоактивные изотопы одних и тех же элементов абсолютно одинаково ведут себя в организме, поэтому накапливаются они в одних и тех же органах и тканях.
В основу распределения положены принципы максимального или преимущественного содержания радионуклида в органе.
Типы распределения радионуклидов в организме:
а) равномерный - более половины обнаруженного в организме радионуклида распределено равномерно, характерен для химических элементов I группы, II побочной группы, III главной подгруппы Периодической системы, за исключением серебра, поступающего преимущественно в печень вследствие коллоидообразования (Сs-137, С-14, Н-3, Ru-106)
б) скелетный - характерен для всех элементов II главной подгруппы и III побочной подгруппы (Sr-90, Zr-95, Сe-144, Рu-239, Аm-241, Ra-226,Pb-210)
в) щитовидный (I-131)
г) ретикуло-эндотелиальный - характерен для лантаноидов и актиноидов (Рu-239, Аm-241, Zn-65, Fe-55)
д) почечный - характерен для висмута, урана, кадмия, мышьяка (U-238, Pb-210, Be-7)
Данные типы распределения в организме касаются только той доли радионуклидов, которые поступают в кровь; при ингаляционном поступлении радионуклидов, их содержание и концентрация, как правило, максимальны в легких.
20. Сравнительная характеристика перорального и ингаляционного путей поступления растворимых и нерастворимых радионуклидов в организм человека.
1. Ингаляционный путь поступления радионуклидов наиболее опасен для организма из-за большого объема легочной вентиляции.
2. Ингаляционным путем в альвеолярные отделы легких могут поступать радионуклиды различной растворимости, пероральным путем в организм поступают преимущественно хорошо растворимые радионуклиды.
3. Определяющий фактор для ингаляционного пути поступления радионуклидов в альвеолярные отделы легких – диаметр вдыхаемых частиц (чем он меньше, тем больше их проникает в альвеолярные отделы легких). Для перорального пути поступления радионуклидов диаметр поглощенных частиц принципиального значения не имеет.