Зао «Балтийский банк» e-mail: root@lanpbl spb ru

Вид материалаДокументы

Содержание


ISBN 5-8114-0583-9 Год выпуска 2006
Какие же функции выполняет естественный радиационный фон?
Сахаров В. К. Радиоэкология: Уч. пособие. 1-е изд. Оглавление
Глава 2. Миграция радионуклидов в биосфере 32
Глава 3. Дозиметрические модели определения характеристик радиационного воздействия на человека 83
Глава 4. Источники естественного фонового облучения в биосфере и природный радиационный фон 98
Глава 5. Технологически повышенный естественный радиационный фон 145
Глава 6. Радиоактивное загрязнение в результате испытаний ядерного оружия 161
Глава 7. Ионизирующие излучения в медицине 178
Глава 8. Радиоактивность в ядерном топливном цикле 196
Типы ядерных реакторов 221
Подобный материал:


О ОО «Лань-Трейд»

ИНН 7801220018 КПП 780101001 Юридический адрес: 199155, г. Санкт-Петербург,
р/с 40702810800007017364, ул. Железноводская, д.17/5, литер Д.
к/с 30101810100000000875,  (812) 567-85-78, 567-85-91,
БИК 044030875 факс: (812) 567-54-93,

ЗАО «Балтийский банк» e-mail: root@lanpbl.spb.ru, l.spb.ru.


ОКОНХ 71100, 71200, 71500 Почтовый адрес: 192029, г. Санкт-Петербург,

ОКПО 59440846 ул. Крупской, д. 13.


Сахаров В. К.

Радиоэкология: Уч. пособие. 1-е изд.

Рекомендовано Советом УМО в качестве учебного пособия для студентов физических и инженерно-физических специальностей вузов, обучающихся по направлению 651000 "Ядерные физика и технологии".

ISBN 5-8114-0583-9

Год выпуска 2006


Тираж 1500 экз.

Формат 60*90 1/16

Переплет 7Бц

Страниц 320

Цена 551,98руб.

В основу книги положены материалы курсов лекций «Радиоэкология» и «Охрана окружающей среды», более десяти лет читаемых автором студентам физических специальностей в МИФИ и МФТИ и изданных в МИФИ в 1995 г. (учебное пособие «Радиоэкология». Рассматриваются основные радиобиологические эффекты воздействия радиации, концепции санитарно-гигиенического и экологического нормирования, вопросы радиационной безопасности. Изложены процессы миграции радионуклидов в биосфере и модели их переноса в отдельных элементах экосистем. Всесторонне освещены источники радиации в окружающей среде. Представлены данные о радиационной обстановке в Российской Федерации в настоящий момент.

Учебное пособие предназначено для студентов, аспирантов и преподавателей инженерно-физических и физико-технических вузов, специалистов в области радиоэкологии, охраны окружающей среды..

Введение


Одним из важных и быстро развивающихся в настоящее время разделов экологии как науки о взаимоотношениях и связях между живыми организмами и средой их обитания является радиоэкология.

Основная задача радиоэкологии — выявление характера действия ионизирующих излучений на биоценозы, всестороннее изучение особенностей проявления ионизирующего фактора как важного экологического компонента внешней среды, способного вызвать благоприятные и отрицательные изменения в биогеоценозе. Причем следует отметить, что ионизирующий фактор может быть естественным по своей природе и искусственным, как результат деятельности человека, и роль последнего постоянно возрастает.

Широкое использование ионизирующих излучений в различных сферах человеческой деятельности, вынос радионуклидов в окружающую среду и их воздействие на биоту, глобальный характер процессов радиационного воздействия способствовали выделению радиоэкологии в практически самостоятельную дисциплину, которая решает следующие задачи:

1) изучение вида и характера сочетаний ионизирующих факторов среды, влияющих на жизненные процессы;

2) выяснение особенностей взаимоотношения живых организмов с естественными и искусственными источниками радиации, являющимися непременными факторами среды обитания;

3) изучение процессов миграции радионуклидов в среде обитания и выяснение роли популяций и биоценозов в круговороте радионуклидов;

4) выявление радиационных дозовых нагрузок, формируемых средой, которые оказывают в той или иной степени влияние на соматические и генетические функции бионтов;

5) исследование обстоятельств, влияющих на формирование дозовых нагрузок, испытываемых как отдельными организмами, так и целыми сообществами, и определение роли радиационного фактора в биопоэзе;

6) определение возможности использования действия этого фактора внешней среды в утилитарных целях и локализации его действия на живые организмы в тех случаях, когда ожидаемые последствия могут приобретать нежелательный характер.

Человек как биологический вид подчиняется биологическим законам, поэтому радиоэкология по праву изучает взаимоотношения с радиационными факторами внешней среды не только растительных и животных организмов, но и самого человека.

Фундаментом радиационной экологии являются достижения ядерной геофизики и геохимии, так как они дают первичные представления о законах формирования природных радиационных нагрузок бионтов, об особенностях поля ионизирующего излучения, в сфере которого протекает жизнедеятельность всего населения планеты, обеспечивают радиоэкологию основными методами дозиметрического обследования среды обитания.

Геохимические и биогеохимические исследования позволили установить, что в результате многовекового процесса выщелачивания земной коры, ее выветривания, вымывания и рассеяния радионуклидов в зоне биогенеза все субстраты органического и неорганического происхождения на поверхности Земли приобрели в той или иной степени выраженную радиоактивность. В связи с обнаружением радиационных факторов во всех элементах биосферы в настоящее время общепризнано, что облучение является постоянным спутником всех жизненных процессов, как протекавших в далекие доисторические эпохи, так и происходящих в современный период. В присутствии радиации зарождалась жизнь и протекала сложная эволюция растительных и животных организмов. В этой связи мнение об исключительно отрицательном влиянии ионизирующего излучения не вполне гармонирует с общебиологической концепцией, утверждающей, что всякое приспособление имеет конкретную форму.

Рассмотрим место радиоэкологии среди других разделов экологии, как науки о взаимоотношениях живых организмов с их неживым окружением, исходя из главных уровней организации живой материи, которые составляют биологический спектр.

Главные уровни организации живой материи, показанные в порядке роста их сложности, представляют собой биотические компоненты, вступающие во взаимодействие с окружающей их средой — абиотическими компонентами: энергией, гидрохимическими, климатическими, почвенными факторами и т. д., в том числе и с естественной радиацией. В результате на каждом уровне такое взаимодействие обусловливает существование определенных функциональных систем, которые и изучает экология. Традиционно, в общей экологии исследования систем ниже клеточных являются прерогативой молекулярной биологии, систем органов и организмов — физиологии, а прерогативой экологии являются исследования систем выше организменного уровня. Столь четкого разграничения в радиоэкологии обычно не проводится.

Из всех абиотических факторов окружающей среды радиоэкология выделяет радиационный и, включая дополнительно искусственную радиацию, рассматривает взаимоотношения с этим фактором всех биотических компонентов.

Естественная радиация является таким же важным и ответственным фактором, как и остальные абиотические компоненты, без которых трудно представить современные формы жизни на Земле, что косвенно подтверждает ее положительное влияние в биосфере.

Какие же функции выполняет естественный радиационный фон?

Более чем столетняя история исследований радиоактивности, к сожалению, так и не дала однозначного ответа на этот коренной вопрос экологии. Мы находимся лишь на уровне предположений и некоторых модельных представлений, хотя имеем достаточно четкие знания о характере взаимодействия ионизирующих излучений с веществом, в том числе и с биологическими объектами.

Попытаемся на уровне этих знаний высказать некоторые предположения о функции естественной радиации в биосфере. Было бы неплохо, если бы они были исследованы и дополнены.

Во-первых, однозначно определено мутагенное действие радиации. Исходя из этого, можно предположить, что естественная радиация могла и может играть роль одного из эволюционных факторов биосферы, и существующие в настоящее время формы жизни в какой-то степени определены именно ею. Причем можно отметить, что уровни естественной радиации в момент появления жизни на Земле были выше теперешних.

Во-вторых, поскольку формирование жизни на Земле происходило при наличии естественного радиационного фона, то все формы живых организмов должны были выработать определенный тип иммунной системы, обеспечивающей возможность выживания и нормального функционирования при наличии неблагоприятных проявлений действия естественного радиационного фона в виде канцерогенеза. Можно предположить, что исключение радиационного фактора в окружающей среде может вызвать нарушения в этой сложившейся иммунной системе организмов. Проведенные исследования показывают корреляцию между уровнем организации живой материи и ее радиорезистентностью. Как правило, чем ниже уровень организации, тем выше сопротивляемость организмов к действию радиации на уровне летальных доз. Это может быть косвенным свидетельством того, что чем раньше в истории биосферы происходило появление той или иной формы организации материи, тем выше был естественный радиационный фон, которому должна была соответствовать возникающая структура.

В настоящей книге рассматриваются отдельные вопросы радиоэкологии, связанные с формированием дозовых нагрузок от естественных и искусственных источников ионизирующих излучений в биосфере и как итог этого рассмотрения — дозовые нагрузки на человека. На основе существующего радиоактивного состояния окружающей природной среды можно прогнозировать изменение этого состояния с ростом использования ионизирующих излучений в различных сферах хозяйственной деятельности человека и с увеличением выбросов в атмосферу и сбросов в гидросферу естественных радионуклидов при возрастающем использовании природных ресурсов.

--------------------------------------------------------------------------------------

Сахаров В. К.

Радиоэкология: Уч. пособие. 1-е изд.

Оглавление:

Введение 3

Глава 1. Характеристики воздействия радиации на живые организмы и его проявление в их жизнедеятельности 7


1.1. Определение характеристик радиационного воздействия 8

1.2. Биологические эффекты радиационного воздействия 14

1.3. Основные принципы нормирования и нормы радиационной безопасности НРБ-99 23

Глава 2. Миграция радионуклидов в биосфере 32


2.1. Рассеяние примесей в атмосфере 33

2.2. Модели переноса примесей в атмосфере 37

Функция истощения облака примеси 50

Учет дочерних продуктов при миграции радионуклидов 52

Вторичный ветровой подъем 54

2.3. Выпадение примесей на поверхность Земли 55

2.4. Перенос примесей в гидросфере 56

Пресноводные водоемы 57

Моря и океаны 60

Накопление радионуклидов гидробионтами 62

2.5. Модели миграции радионуклидов в гидросфере 64

2.6. Миграция радионуклидов в наземной среде 72

2.7. Модели глобального переноса долгоживущих радионуклидов 77

Глава 3. Дозиметрические модели определения характеристик радиационного воздействия на человека 83


3.1. Оценка доз внешнего и внутреннего облучений 83

3.2. Расчет эффективных доз облучения 87

Выброс радионуклидов в атмосферу 87

Сброс радионуклидов в водоемы 95

Глава 4. Источники естественного фонового облучения в биосфере и природный радиационный фон 98


4.1. Радиоактивность горных пород 99

4.2. Радиоактивность почвы 107

4.3. Радиоактивность атмосферы 111

4.4. Радиоактивность гидросферы 114

4.5. Радиоактивность биоты 116

4.6. Радиоактивность человека 122

4.7. Природный радиационный фон 126

Дозы внешнего облучения 126

Дозы внутреннего облучения 136

Суммарный радиационный фон 142

Глава 5. Технологически повышенный естественный радиационный фон 145


5.1. Повышение дозы облучения за счет космического излучения 146

5.2. Дозы облучения за счет промышленного использования фосфатных руд 148

5.3. Дозы от выбросов ТЭС, работающих на органическом топливе 150

5.4. Дозы, обусловленные нахождением населения в помещениях 153

5.5. Дозы от радионуклидов, выбрасываемых в процессе добычи и переработки полезных ископаемых 156

5.6. Дозы, обусловленные предметами широкого потребления 157

Глава 6. Радиоактивное загрязнение в результате испытаний ядерного оружия 161


6.1. Испытания ядерного оружия в атмосфере 162

Глобальное радиоактивное загрязнение 165

Локальное и региональное радиоактивное загрязнение 173

6.2. Подземные ядерные испытания 174

6.3. Производство ядерного оружия 175

Глава 7. Ионизирующие излучения в медицине 178


7.1. Общие показатели уровня использования ионизирующих излучений в медицине 178

7.2. Диагностическая радиология 180

7.3. Диагностическое использование радиофармацевтических препаратов 188

7.4. Терапевтическое использование ионизирующих излучений 192

Глава 8. Радиоактивность в ядерном топливном цикле 196


8.1. Перспективы развития ядерной и термоядерной энергетики 196

8.2. Основные этапы ядерного топливного цикла 200

8.3. Радиоактивное загрязнение окружающей среды на начальной стадии ЯТЦ 205

Добыча руды 206

Переработка руды и получение концентрата 209

Очистка, конверсия, обогащение топлива и изготовление твэлов 216

8.4. Радиоактивное загрязнение окружающей среды при нормальной эксплуатации АЭС 221

Типы ядерных реакторов 221

Схемы ядерных реакторов 223

Источники радиоактивного загрязнения при нормальной эксплуатации АЭС 229

Миграция радионуклидов на АЭС 238

Радиоактивные отходы АЭС 242

Формирование доз персонала и населения 244

8.5. Радиоактивное загрязнение окружающей среды при переработке ядерного топлива на радиохимическом заводе 258

8.6. Глобальное радиоактивное загрязнение биосферы в ЯТЦ 269

8.7. Транспортировка радиоактивных веществ на различных этапах ЯТЦ 271

8.8. Суммарное радиационное воздействие на человека различных этапов ЯТЦ 272

Глава 9. Хранение и захоронение радиоактивных отходов 276


9.1. Образование радиоактивных отходов 276

9.2. Классификация радиоактивных отходов 277

9.3. Обращение с радиоактивными отходами 279

9.4. Хранение и захоронение радиоактивных отходов ЯТЦ 284

Глава 10. Радиационная обстановка в Российской Федерации 294

Литература 310


--------------------------------------------------------------------------------------