Глава 4. Основы радиационной экологии

Внимание! Часть функций, например, копирование текста к себе в конспект, озвучивание и т.д. могут быть доступны только в режиме постраничного просмотра.

Работа АЭС требует добычи урановой руды, ее переработки в обогащенное ураном-235 ядерное топливо, производства тепловыделяющих элементов (ТВЭЛов), использование отработанного топлива для последующего извлеченного делящегося материала, дезактивации и захоронения образующихся радиоактивных отходов. Перечисленные стадии входят в так называемый ядерный топливный цикл (ЯТЦ). К ним добавляется также транспортировка радиоактивных материалов для обеспечения всех этих стадий.

При нормальной работе реакторов постоянно накапливаются радиоактивные отходы. Источником жидких отходов может быть вода или растворы, применяемые для охлаждения реактора, а также растворы, образующиеся при дезактивации оборудования и помещений. Кроме того, при работе реактора могут накапливаться и газообразные, и твердые радиоактивные вещества. Все эти отходы после концентрирования подвергаются захоронению в специальных могильниках, а вода, сливаемая в канализацию, – предварительной очистке в отстойниках и специальных очистных сооружениях.

Несмотря на то, что радиационная опасность эксплуатации объектов атомной энергетики существенно преувеличивается, благодаря разработке всесторонней системы обеспечения радиационной безопасности атомная промышленность и энергетика во всем мире относятся к отраслям деятельности человека с малой опасностью для жизни.

Так, по данным НКДАР ООН, за период с 1945 по 1992 г. вклад ядерной энергетики в формирование коллективной эффективной дозы населения всего земного шара составляет 2,4 млн Зв/человек, а дополнительный вклад тяжелых радиационных аварий – 0,6 млн Зв/человек, т.е. почти в 1100 раз меньше, чем вклад облучения от источников естественного фона (табл. 17).

Таблица 17. Коллективная эффективная доза населения за период 1945–1992 гг.

Источник облучения	Коллективная эффективная доза, 1 млн Зв/человек
Естественные источники	650
Медицинское облучение: диагностика терапевтические процедуры	90 75
Испытания ядерного оружия	30
Ядерная энергетика	2,4
Радиационные аварии	0,6
Профессиональное облучение	0,6

Вопрос о широком использовании альтернативных источников весьма спорный, поскольку одни источники не в состоянии обеспечить промышленность и транспорт достаточным количеством энергии (ветровые установки), другие – даже более опасны, нежели атомная энергетика (например геотермальные воды всегда являются высокорадиоактивными). С другой стороны – попытки заменить атомную энергетику старыми традиционными источниками (уголь, нефть, газ) приводят к необходимости добывать дополнительно только угля 630 млн т. Кроме того, выработка аналогичного количества энергии старыми методами приведет к дополнительному выбросу в атмосферу 2 млрд т диоксида углерода, 30 млн т оксида азота, 4 млн. т летучей золы, 70 тыс. т альдегидов и углеводородов, 12,2 тыс. т оксида углерода. Все это в течение 50–100 лет привело бы к повышению температуры воздуха на Земле на 3–8 ⁰С вследствие парникового эффекта, вызванного загрязнением атмосферы.

Следует, однако, заметить, что и эксплуатация АЭС сопряжена с определенной степенью социального, экономического и экологического риска, а также риска ухудшения здоровья людей вследствие возникновения крупных радиационных аварий. В табл. 18 приведены характеристики основных поступлений искусственных радионуклидов в атмосферу с 1946 по 1986 г.

4.4. Основы радиационно-экологического мониторинга

В первые десятилетия применения источников ионизирующего излучения радиационному контролю подвергался лишь весьма ограниченный круг лиц, непосредственно работавших с ними, и этого было достаточно для получения необходимой информации о радиационной безопасности на рабочих местах и о дозах облучения персонала.

Таблица 18. Основные источники поступления искусственных радионуклидов в атмосферу с 1946 по 1986 г.

Источник поступления	Суммарная активность, ×10¹⁶ Бк	Ареал распространения, км²
Испытания атомного оружия в атмосфере	181 060	510 · 10¹⁶
Авария на Чернобыльской АЭС, 1986 г.	185	250 · 10⁶
Технологический сброс отходов в проточный водоем р. Теча, 1950 г.	10,2	2 · 10²
Авария в районе г. Кыштым, 1957 г.	7,4	23 · 10³
Пожар на заводе в г. Уиндскейле (Великобритания), 1957 г.	1,1	3 · 10²
Ветровой выброс из поймы озера Карачай, 1967 г.	0,003	2 · 10²

После Второй мировой войны в связи с начавшимися и прогрессивно ускоряющимися сооружением и эксплуатацией предприятий атомной промышленности и расширением масштабов применения радионуклидов в различных отраслях народного хозяйства возникла проблема организации контроля облучения больших контингентов лиц, например, проживающих вблизи АЭС и других объектов ядерного топливного цикла. Возникла также необходимость количественной характеристики радиационных воздействий практически на все население Земли в результате ядерных испытаний. Потребовалось также решение проблем радиационной безопасности в связи с осознанием возможного получения довольно высоких доз от естественного радиационного фона (например, при использовании некоторых строительных материалов).

Радиационно-экологическая ситуация на больших территориях оценивается обычно на основе площадной радиационной съемки по таким показателям, как плотность радиоактивного загрязнения (Ки/км²) и мощность экспозиционной дозы (мР/ч, мкР/ч).

Решение проблем радиационной безопасности в отношении больших контингентов людей осуществляют путем радиационно-экологического мониторинга. Под радиационно-экологическим мониторингом понимают измерение излучения или концентрации нуклида в целях оценки (или контроля) воздействия внешнего излучения или радиоактивного вещества. Определение мониторинга включает интерпретацию результатов измерений. В зависимости от конкретных задач и условий выделяют радиационно-экологический мониторинг:

источника, заключающийся в измерении и оценке доз в воздухе и количества радионуклидов, поступающих в среду из данного источника;
окружающей среды, выполняемый за пределами того места, где находится источник. Он заключается в измерении мощности дозы в воздухе и концентрации радионуклидов в отобранных пробах окружающей среды. Для оперативного контроля уровня радиационного воздействия на человека применяют показатели, величина которых зависит от предельной дозы облучения и пределов годового поступления радионуклидов, а именно: допустимая мощность дозы внешнего облучения и допустимая концентрация радионуклидов в воздухе и воде;
индивидуальный, состоящий в выполнении измерений непосредственно у человека. Чувствительность счетчиков излучения человека позволяет определять доли допустимого содержания йода-131, йода-133 в щитовидной железе или цезия-137 в теле, поэтому возможен эффективный контроль за содержанием этих радионуклидов в организме и недопущение переоблучения.

Заподозрить радиационно-экологическое неблагополучие в том или ином районе могут заставить также результаты систематического наблюдения за состоянием здоровья проживающих там людей.

Программы мониторинга для конкретных источников составляются как для нормальных условий, так и на случай чрезвычайных ситуаций. Помимо непосредственных измерений, для решения задач мониторинга могут применяться математические модели, основанные на имеющихся сведениях о миграции радионуклидов, их метаболизме и т.д.

На основании оценки результатов радиационного мониторинга, даются заключения о необходимости прекращения работы источника или возможности продолжения его эксплуатации, необходимости проведения дополнительных защитных мероприятий, разрабатываются рекомендации для населения и т.п. Выполнение программ мониторинга способствует обеспечению общественности необходимой информацией о радиационной обстановке.

Основные мероприятия радиационно-экологического мониторинга осуществляются в соответствии с требованиями законодательных актов и документов. Конечной их целью является обеспечение экологической безопасности населения и окружающей среды.