Ядерная опасность Семипалатинского полигона

Министерство науки и  образования Республики Казахстана Средняя школа-гимназия №10

Проектная работа на тему Ядерная опасность Семипалатинского полигона

Выполнили:

г. Талдыкорган 2012г

 

Введение

Великий переворот в жизни человечества, связанный с внедрением ядерной  энергии, открыл невиданные ранее возможности  в решении многих проблем социального  и экономического характера. В наши дни сфера применения радиоактивных веществ и источников ионизирующих излучений весьма многогранна. Это — использование радионуклидов в качестве так называемого метода меченых атомов с целью изучения закономерностей протекания процессов в различных сферах, осуществление неразрушающего контроля структуры сплавов, качества изделий, изменение физических и химических свойств различного рода материалов, стерилизация перевязочных материалов и медицинских изделий, исследования функционального состояния различных систем организма, лечение злокачественных новообразований и т. д.

Вместе  с тем, являясь мощным средством технического прогресса, атомная энергия таит в себе огромную потенциальную опасность, которая может оказать вредное влияние на организм человека или нарушить нормальную жизнедеятельность людей.

Стремительно  вошедшая в нашу жизнь атомная  энергия и ее массовое использование  вызвали необходимость установления надежного заслона возможности отрицательного влияния ионизирующего излучения на организм.

Свойства  и особенности воздействия ионизирующего  излучения на человека во многом определили специфику разработки форм и методов защиты. Это, прежде всего, регламентирование радиационного фактора, раз-работка специального санитарно- гигиенического законодательства, системы профилактических мероприятий и подготовки квалифицированных кадров, правового регулирования отношений, связанных с обеспечением радиационной безопасности различных групп населения, а также защиты окружающей среды от радиоактивного загрязнения.

Стремительное развитие ядерной энергетики, выпуска  различного вида радиационной техники  и приборов, резкое расширение производства радиоактивных изотопов еще острее ставят задачу радиационной защиты лиц, работающих в сфере действия радиации, и населения различных регионов страны.

Отечественная и мировая практика строительства  в многолетней эксплуатации различного рода предприятий, производящих и эксплуатирующих источники ионизирующих излучений, радиационной техники, особенно атомной энергетики, свидетельствует о том, что важнейшими задачами науки являются вопросы высокого уровня обеспечения безопасности, надежности и эффективности их использования.

Беда, разразившаяся на Чернобыльской АЭС, приведшая к гибели людей и потребовавшая проведения в целях охраны здоровья населения эвакуации в безопасные районы, трагическая гибель космического корабля «Челенджер», инциденты на ядерном полигоне в Неваде, многочисленные аварии на атомных электростанциях США, Англии и других стран, радиационный инцидент в Бразилии еще раз показали, к чему может при вести неконтролируемая ядерная энергия, и подчеркнули значение человеческого фактора в наш технический век.

Как известно, в Республике Казахстан, в бывших республиках СССР уделяется большое  внимание законодательному регулированию  атомной энергии, безопасному ее применению, что в значительной степени  способствует рациональному использованию  энергии излучения в мирных целях. Следствием этого принципа является отражение в законодательных и нормативные документах требований по соблюдению безопасности при использовании атомной энергии, охраны жизни здоровья настоящего и будущего поколения, а также окружающей среды.

Ни одна достаточно широко используемая в настоящее время технология не может сравниться с радиационной по полноте соблюдения предъявляемых к ней требований и нормативов. Это позволяет практически безгранично расширять диапазон решаемых задач, как обособленно, так и в комплексе с традиционными процессами и средствами (при высокой вероятности обеспечения радиационной безопасности населения).

В нашей  стране уделяется большое внимание вопросам радиационной безопасности населения  и экологическим аспектам. Это  позволяет в условиях широкого использования  ядерной энергии в различных  отраслях народного хозяйства свести до минимума поступление радиоактивных  веществ в окружающую среду. За относительно короткий период созданы благоприятные условия труда в сфере действия радиационного факто-ра. Величина радиационного воздействия на лиц, непосредственно работающих с источниками ионизирующих излучений, не превышает допустимых значений.

Успехам в области радиационной безопасности населения способствовала организация специализированной системы санитарного надзора — особого звена в системе органов государственного управления, осуществляющих контроль за обеспечением радиационной безопасности. В результате закономерного развития атомной промышленности возникла необходимость установления в масштабе страны единого специализированного контроля за радиационной безопасностью персонала и населения.

Ядерная опасность

 

Ионизирующие  излучения являются одним из экологических факторов, оказывающих непосредственное влияние на все процессы преобразования окружающей среды.

Ионизирующие  излучения - рентгеновские и тормозные лучи, альфа, бега, гамма- излучения, поток протонов, нейтронов, тяжелых частиц и другие, которые при взаимодействии с веществами обладают: проникающей способностью, вызывают процесс ионизации и оказывают биологическое действие, а также - потемнение фотопленки и свечение некоторых веществ.

Радиоактивные вещества в огромном количестве образуются в результате ядерных взрывов. Ионизирующие излучения образуются в результате распада радиоактивных веществ.

Радиоактивные вещества находятся в окружающей среде и в нас. А большое  количество радиоактивных веществ  образуется в результате ядерных  взрывов - воздушных, наземных и подземных, а также в случаях катастроф на ядерных реакторах, атомных электростанциях, других ситуациях. В результате взрыва образуется радиоактивное облако с последующим следом. Происходит загрязнение окружающей среды радиоактивными веществами (радиоактивный дождь, радиоактивные осадки). Радиоактивное вещество - из самого понятия исходит, что оно активное. Активность его проявляется в том, что самопроизвольно распадается и при этом образуются излучения, новое вещество с выделением энергии. А почему оно распадается? Оно распадается потому, что оно неустойчиво. А неустойчиво потому, что ядро радиоактивного вещества перегружено нейтронами, что и делает его неустойчивым.

Ядерное оружие - оружие массового  поражения, уничтожения и разрушения, действие которого основано на выделении  при ядерном взрыве большого количества энергии в форме ударной волны, светового и ионизирующего излучений, а также образования радиоактивных продуктов ядерного взрыва.

Ядерный взрыв - мощный взрыв, вызванный  высвобождением ядерной энергии, либо при быстро развившейся цепной реакции деления тяжелых ядер, либо при термоядерной реакции синтеза ядер гелия на более легкие ядра.

Ядерный реактор: атомный реактор - устройство для осуществления управления ядерной цепной реакцией деления. Первый ядерный реактор пущен в США в 1942 году.

Ядерная энергия: атомная энергия - внутренняя энергия атомов ядер, выделяющаяся при ядерных реакциях. Ядерная энергия основана на использовании цепных реакций деления ядер и реакции термоядерного синтеза.

Атомная электростанция (АЭС) - отрасль энергетики, использующая атомную энергию или ядерную. В Советском Союзе в 1943 году была создана лаборатория атомной энергии им. В. И. Курчатова, в которой в 1946 году был построен атомный реактор. Лаборатория в 1955 г. была переименована в Институт атомной энергии.

Ядерное излучение - первоначально частицы и гамма-кванты, испускаемые при радиоактивном распаде ядер. В дальнейшем потоке частиц и гамма-излучения от ускорителей, заряженных частиц, ядерных реакторов и др., а также космическое излучение.

Ядерное топливо служит для получения энергии в ядерном реакторе. Обычно представляет собой смесь веществ, содержащих как делящиеся ядра, так и ядра способные в результате нейтронной бомбардировки образовывать делящиеся ядра.

СТРОЕНИЕ АТОМА

Атомная теория строения вещества зародилась еще в древней Греции. Большая  заслуга в формулировке научной  атомной гипотезы принадлежит В.М.Ломоносову. Он писал, что атом характеризуется определенной массой, обладает химическими свойствами, в молекулах атомы соединяются в определенных количественных отношениях. В 1913 г. датский физик Бор приняв за основу ядерную модель атома, дал подробную картину строения электронной оболочки атома. Он исходил из того, что поглощение и испускание света в атоме происходит отдельными порциями, квантами. Из положений Бора следует, что чем дальше от ядра находится электрон, тем большим запасом энергии он обладает. Атом, несмотря на свои ничтожные размеры 10" 13 - 10"'2 см представляет собой сложное образование. Атом представлен в виде ядра, состоящего из тяжелых элементарных частиц - нуклонов (протонов - имеющих положительный заряд, и нейтронов - не имеющих заряда), вокруг которого вращаются с большой скоростью элементарные частицы- электроны, несущие отрицательный заряд. Протоны и нейтроны в ядре прочно связаны между собой посредством сил ядерного сцепления. В нейтральном атоме суммарный заряд электронов по Величине равен суммарному заряду протонов. Электроны имеют отрицательный заряд и благодаря этому удерживают вблизи положительно заряженные

ядра. Масса электрона ничтожно мала и составляет 1/1240 часть массы  нуклона. Приобретение или потеря электрона  атомом меняет его химические свойства, он неустойчив и легко вступает в  химическую связь с другими атомами  и молекулами и называется ионом. Массовое число атома определяется количеством протонов и нейтронов  в ядре. Количество протонов для  химических элементов является строго определенным и в таблице Менделеева оно указывает на порядковый номер. В ядрах атомов одного вещества количество нейтронов может быть различным и они называются изотопами. В таблице Менделеева они находятся в одной и той же клетке.

ЕСТЕСТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ

Явление радиоактивности  было открыто в 1896 г. Анри Беккерелем.

В 1898 г. М.Складовская-Кюри установила, что излучения испус-кают не только соли урана, но и элемент торий и его соединения. Она и ее супруг Пьер Кюри выделили из урановой руды два новых радио-активных элемента, которые были названы полонием и радием.

Естественная радиоактивность - это  самопроизвольный распад ра-диоактивного вещества с образованием а- в и у-излучения и нового вещества с выделением энергии.

Активность радиоактивного вещества - мера количества радиоактивного вещества, выраженная числом распадов атомных ядер в единицу времени. Единица радиоактивности распад атома в секунду.

Кюри - единица измерения активности, символическое обозначение С. I кюри = 3,1 х 1010 актов распада в секунду. Производные от кюри единицы активности 1 милликюрн/1 МКюри = 0,001 кюри микрокюри /I мк кюри 0,00001 кюри/.

Беккерель - один распад в одну секунду.

РАДИЙ - в переводе на русский означает ЛУЧИСТЫЙ. Естественные радиоактивные вещества - это элементы, обладающие свойством самопроизвольно испускать невидимые лучи. Радий испускает три вида излучений, которые были названы по первым трем буквам греческого алфавита: а-лучи, 0-лучи, у-лучи.

Альфа - излучение это поток частиц с массой, равной 4 и двойным положительным зарядом. Альфа-частица состоит из двух протонов и двух нейтронов и представляет собой ядра элемента гелия. Альфа-частицы возникают при распаде радиоактивных веществ (естественная радиоактивность) или при явлении искусствен-ной радиоактивности - в ядерном реакторе. Они обладают очень маленькой проникающей способностью, составляющую в тканях человека 50 - 70 мкм. но вызывая при этом высокую плотность ионизации 3-4 тыс. пар ионов на единицу пробега. В воздухе одна альфа частица образует 200 тыс. пар ионов. Высокая плотность ионизации обуславливает высокую биологическую эффективность. Альфа-частицы, несущие в себе высокую энергию (до 800 Мэв), полученные в атомных реакторах, обладают высокой проникающей способностью.

Бета-излучение - это положительно или отрицательно заряженные частицы. Они образуются при распаде радиоактивных  веществ (естественная радиоактивность) или явлении искусственной радиоактивности  в ядерном реакторе, а также в линейных или циклических ускорителях (линейный ускоритель, бетатрон). Проникающая способность бета-излучения, образующегося при распаде радиоактивного вещества в ткани равна 8-10 мм. Плотность ионизации от бета-частиц в 100 раз меньше, чем альфа-частиц. Вместе с

тем, поток электронов может обладать большой проникающей способностью, образующейся в ускорителях и зависит от энергии, которую они имеют.

Гамма-лучи - электромагнитные колебания  по своим свойствам напоминают рентгеновские  лучи. Энергия у-лучей, как правило, больше рентгеновых, поэтому проникающая способность значительно больше.

Гамма-излучение - электромагнитное колебание, возникающее при изменении энергетического  состояния атомного ядра.

Таблица 4

Свойства излучений

Вид, природа излучения Скорость Энергия (Е)

Длина пробега воздух - ткани Плотность  ионизации в тканях Ядра гелия

15-20 тыс.

км/сек.

До 9 МЭВ 3-7 см 50-70 мк

3000-4000 пар ионов на 1 м Поток электронов

87-298 тыс. км/сек До 3 МЭВ до 13 м до 10 мм

50-70 пар  ионов на 1 м

Электромагнитные  колебания 300 тыс. км/сек.

До 3 МЭВ до 0,6 км В СМ

3000 пар  ио-нов на всем пути

Вскоре после открытия радиоактивности  было обнаружено существование нескольких десятков элементов с разными  атомными весами, каждый из которых  имел характерные свойства - радиоактивные.