Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8 | Следующая страница реферата

в медицинских целях. Кроме того, существуют и технические трудности. Для оценки эффективной эквивалентной доз нужны точные данные о том, сколько излучения поглощается различными орг, нами или тканями во время каждого обследования. Такое распределение доз может различаться в 1000 и более раз щ одного и того же типа обследования, несмотря на технические усовершенство вания, которые должны были бы умень шить эти различия. Реально только две страны Япония Польша смогли представить в комитет достаточно полную информацию, по которой удалось рассчитать эффективны дозы: примерно 600 чел-
Зв на 1 млн. жителей Польши в 1976 году и 1800 чел-Зв на 1 млн. населения
Японии в 197~ году. Из-за отсутствия каких бы то ни было других данных
НКДАР принял в качестве оценки годовой коллективной эффективной эквивалентной дозы от рентгенологических обследований в развитых странах значение 1000 чел-Зв на 1 млн. жителей. Конечно, в развивающихся странах эта величина, вероятно, окажется ниже, хотя индивидуальные дозымогут быть и выше. Радиоизотопы используются для исследования различных процессов, протекающих в организме, и для локализации опухолей. За последние 30 лет их применение сильно возросло, и все же они и сейчас применяются реже, чем рентгенологические обследования. Информация об использовании радиоизотопов довольно ограниченна, но имеющиеся данные позволяют предположить, что в промышленно развитых странах на 1000 жителей приходится лишь 10 40 обследований. Так же трудно оценить идозы; результаты одного исследования, проведенного в Японии, показывают, что годовая эффективная эквивалентная доза составляет ~ 20 мкЗв на человека. Коллективные эффективные эквивалентные дозы лежат в диапазоне от 20 чел-Зв на 1 млн. жителей в
Австралии до 150 чел-Зв в США. Во всем мире имеется также около 4000 радиотерапевтических установок, которые используются для лечения рака.
Здесь, как и в описанных выше случаях, мы располагаем лишь ограниченной информацией о том, как часто эти установки используются и какие дозы получают при этом пациенты. Суммарные дозы для каждого пациента очень велики, однако это, как правило, уже тяжелобольные люди и вряд ли у них будут дети. Крометого, такие дозы получает сравнительно небольшое число людей, поэтому вклад в коллективную дозу оказывается весьма незначительным.
Суммарная доза, получаемая населе- нием Земли ежегодно во время сотен миллионов рентгенологических обследований с применением малых доз, значительно превышает дозу, получаемую в сумме сравнительно малым числом больных раком. Средняя эффективная эквивалентная доза, получаемая от всех источников облучения в медицине, в промышленно развитых странах состав- ляет, по-видимому, 1 мЗв на каждого жителя, т.е. примерно половину средней дозы от естественных источников. Следует иметь в виду, однако, что средние дозы в разных странах неодинаковы и могут различаться в 3 раза. Поскольку в развивающихся странах облучение в медицинских целях используется существенно реже, средняя индивидуальная доза за счетэтого источника во всем мире составляет 400 мкЗв на человека в год. Таким образом, коллективная эффективная эквивалентная доза для всего населения Земли равна примерно 1 600 000 чел-Зв в год. Ядерные взрывы За последние 40 лет каждый из нас подвергался облучению от радиоактивных осадков, которые образовались в результате ядерных взрывов. Речь идет не о тех радиоактивных осадках, которые выпали после бомбардировки Хиросимы и На- гасаки в 1945 году, а об осадках, связанных с испытанием ядерного оружия в атмосфере.
Максимум этих испытаний приходится на два периода: первый на 1954 1958 годы, когда взрывы проводили Великобритания, США и СССР, и второй, более значительный,на 1961 1962 годы, когда их проводили в основном Соединенные
Штаты и Советский Союз. Во время первого периода большую часть испытаний провели США, во время второго СССР. Эти страны в 1963 году подписали
Договор об ограничении испытаний ядерного оружия, обязывающий не испытывать его в атмосфере, под водой и в космосе. С тех пор лишь Франция и Китай провели серию ядерных взрывов в атмосфере, причем мощность взрывов была существенно меньше, а сами испытания проводились реже (последнее из них в
1980 году). Подземные испытания проводятся до сих пор, но они обычно не сопровождаются образованием радиоактивных осадков. Часть радиоактивного материала выпадает неподалеку от места испытания, какая-то часть задерживается в тропосфере (самом нижнем слое атмосферы), подхватывается ветром и перемещается на большие расстояния, оставаясь примерно на одной и той же широте. Находясь в воздухе в среднем около месяца , радиоактивные вещества во время этих перемещений постепенно выпадают на землю. Однако большая часть радиоактивного материала выбра- сывается в стратосферу
(следующий слой атмосферы, лежащий на высоте 10 50 км), где он остается многие месяцы, медленно опускаясь и рассеиваясь по всей поверхности земного шара. Радиоактивные осадки содержат несколько сотен различных радионуклидов, однако большинство из них имеет ничтожную концентрацию или быстро распадается; основной вклад в облучение Радиоактивные осадки содержат несколько сотен различных радионуклидов, однако большинство из них имеет ничтожную концентрацию или быстро pаспадается; основной вклад в облучение человека дает лишь небольшое число радионуклидов. Вклад в ожидаемую коллективную эффективную эквивален ную дозу облучения населения от ядерных взрывов, превышающий 1%, дают толь четыре радионуклида. Это углерод-14, цезий-137, цирконий-95 и стронций-90. Дозы облучения за счет этих и других радионуклидов различаются в разные периоды времени после взрыва, поскольку они распадаются с различной скоростью. Так, цирконий-95, период полураспада которого составляет 64 суток, уже не является источником облучения. Цезий-137 и стронций-90 имеют периодыполураспада 30 лет,поэтому они будут давать вклад в облучение приблизительно до конца этого века. И только углерод-14, у которого период полураспада равен 5730 годам, будет оставаться источником радиоактивного излучения (хотя и с низкой мощностью дозы) даже в отдаленном будущем: к 2000 году он потеряет лишь 7% своей активности. Годовые дозы облучения четко коррелируют с испытаниями ядерного оружия в атмосфере: их максимум приходится на те же периоды . В
196З году коллективная среднегодовая доза, связанная с ядерными испытаниями,составила около 7% дозы облучения от естественных источников; в
1966 году она уменьшилась до 2%, а в начале 80-х до 1%. Если испытания в атмосфере больше проводиться не будут, то годовые дозы облучения будут становиться все меньше и меньше. Все приведенные цифры, конечно, являются средними. На Северное полушарие, где проводилось большинство испытаний, выпала и большая часть радиоактивных осадков. Пастухи на Крайнем Севере получают дозы облучения от цезия-137, в 100 1000 раз превышающие среднюю индивидуальнуюдозу для остальной части населения (впрочем, они получают большие дозы и от естественных источников цезий накапливается в ягеле и по цепи питания попадает в организм человека). К несчастью, те люди, которые находились недалеко от испытательных полигонов, получили в результате значительные дозы; речь идет о части населения Маршалловых островов и команде японского рыболовного судна, случайно проходившего неподалеку от места взрыва. Суммарная ожидаемая коллективная эффективная эквивалентная доза от всех ядерных взрывов в атмосфере, произведенных к настоящему времени, составляет 30000000 чел-Зв. К 1980 году человечество получило лишь
12% этой дозы, останьыую часть оно будет получать еще миллионы лет.
Атомная энергетика Источником облучения, вокруг которого ведутся наиболее интенсивные споры, и являются атомные электростанции, хотя в настоящее время они вносят весьма незначительный вклад в суммарное облучение населения. При нормальной работе ядерных установок выбросы радиоактивных материалов в окружающую среду очень невелики. К концу 1984 года в 26 странах работало 345 ядерных реакторов, вырабатывающих электроэнергию. Их мощность составляла 13% суммарной мощности всех источников электроэнергии и была равна 220 ГВт. До сих пор каждые 5 лет эта мощность удваивалась, однако, сохранится ли такой темп роста в будущем, неясно, Оценки предполагаемой суммарной мощности атом- ных электростанций на конец века имеют постоянную тенденцию к снижению. Причины тому экономический спад, реализация мер по экономии электроэнергии, а также противодействие со стороны общественности. Согласно последней оценке МАГАТЭ (1983 г.), в 2000 году мощность атомных электростанций будет составлять 720-950 ГВт. Атомные электростанции являются лишь частью ядерного топливного цикла, который начинается с добычи и обогащения урановой руды. Следующий этап производство ядерного топлива. Отработанное в АЭС ядерное топливо иногда подвергают вторичной обработке, чтобы извлечь из него уран и плутоний. Заканчивается цикл,как правило, захоронением радиоактивных отходов. На каждой стадии ядерного топливного цикла в окружающую среду попадают радиоактивные вещества. НКДАР оценил дозы, которые получает население на различных стадиях цикла за короткие промежутки времени и за многие сотни лет.
Заметим, что проведение таких оценок очень сложное и трудоемкое дело.
Начнем с того, что утечка радиоактивного материала даже у однотипных установок одинаковой конструкции очень сильно варьирует. Например, у корпусных кипящих реакторов с водой в качестве теплоносителя и замедлителя
(Boiling Water Reactor, BWR) уровень утечки радиоактивных газов для двух разных установок (или для одной и той же установки, но в разные годы) может различаться в миллионы раз. Доза облучения от ядерного реактора зависит от вpемени и pасстояния. Чем дальше человек живет отатомной электростанции, тем меньшую дозу он получает. Несмотря на это, наряду с АЭС, расположенными в отдаленных районах, имеются и такие, которые находятся недалеко от крупных населенных пунктов. Каждый реактор выбрасывает в окружающую среду целый ряд радионуклидов с разными периодами полураспада. Большинство радионуклидов распадается быстро и поэтому имеет лишь местное значение.
Однако некоторые из них живут достаточно долго и могут распространяться по всему земному шару, а определенная часть изотопов остается в окружающей среде практически бесконечно. При этом различные радионуклиды та кже ведут себя по-разному: одни распространяются в окружающей среде быстро, другие чрезвычайно медленно. Чтобы разобраться в этой ситуации, НКДАР разработал для каждого этапа ядерного топливного цикла параметры гипоте тической модельной установки, имеющей типичные конструктивные элементы и расположенной в типичном географическом районе с типичной плотностью населения. НКДАР изучил также данные об утечках на всех ядерных установках в мире и о пределил среднюю величину утечек, приходящуюся на гигаватт-год вырабатываемой электроэнергии. Такой подход дает общее представление об уровне загрязнения окружающей среды при реализации программы по атомной эн ергетике. Однако полученные оценки, конечно же, нельзя безоговорочно применять к какой-либо конкретной установке. Ими следует пользоваться крайне осторожно, поскольку они зависят от многих специально оговоренных в докладе НКДАР допущений. Примерно половина всей урановой руды добывается открытым способом, а половина шахтным. Добытую руду везут на обогатительную фабрику, обычно расположенную неподалеку. И рудники, и обогатительные фабрики служат источником загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами. Если рассматривать лишь непродолжительные периоды времени, то можно считать, что почти все загрязнение связано с местами добычи урановой руды. Обогатительные же фабр ики создают проблему долговременного загрязнения: в процессе переработки руды образуется огромное количество отходов . Вблизи действующих обогатительных фабрик (в основном в
Северной Америке) уже скопилось 120 м лн. т отходов, и если положение не изменится, к концу века эта величина возрастет до 500 млн. т. Эти отходы будут оставаться радиоактивными в течение миллионов лет, когда фабрика давно перестанет существовать. Таким обра зом, отходы являются главным долгоживущим источником об лучения населения, связанным с атомной энергетикой. Однако их вклад в облучени можно значительно уменьшить, если отвалы заасфальтировать или покрыть и. полив инилхлоридом. Конечно, покрытие необходимо будет регулярно менять. Урановый концентрат, поступающий обогатительной фабрики, подвергается дальнейшей переработке и очистке и на специальных заводах превращается в ядерное топливо. В результате такой переработки образуются газообразные и жидкие радиоактивные отходы, однако дозы облучения от них намного меньше чем на других стадиях ядерного топливного цикла. Теперь ядерн ое топливо готово к использованию в ядерном реакторе. Существует пять основных типов энергетических реакторов: водо-водяные реакторы с водой под давлением (Pressurised Water Reactor,
PWR), водо-водяные кипящие р еакторы (Boiling Water Reactor, BWR), разработанные в США и наиболее распространенные в настоящее время; реакторы с газовым охлаждением, разработанные и применяющиеся в Великобритании и
Франции; реакторы с тяжелой водо й, широко распространенные в Канаде; водо- графитовые канальные реакторы, которые эксплуатируются только в СССР. Кроме реакторов этих пяти типов в Европе и СССР имеются также четыре реактора- размножителя на быстрых нейтронах, которые представляют собой ядерные реакторы следующего поколения. Величина радиоактивных выбросов у разных реакторов колеблется в широких пределах: не только от одного типа реактора к другому и не только для разных конструкций реактора одного и того же типа, но также и для двух разных реакторов одной конструкции. Выбросы могут существенно различаться даже для одного и того же реактора в разные годы, потому что различаются объемы текущих ремонтных работ, во время которых и происходит большая часть выбросов. В последнее время наблюдается тенденция к уменьшению количества выбросов из ядерных реакторов, несмотря на увели чение мощности АЭС. Частично это связано с техническими усовершенствованиями, частично с введением более строгих мер по радиационной защите. В мировом масштабе примерно 10% использованного на АЭС ядерног о топлива направляется на переработку для извлечения урана и плутония с целью повторного их использования. Сейчас имеются лишь три завода, где занимаются такой переработкой в промышленном масштабе: в
Маркуле и Ла-Are (Франция) и в Уиндскейле (Великобритания). Самым <

чистым> является завод в Маркуле, на котором осуществляется особенно строгий контроль, поскольку его стоки попадают в реку Рону. Отходы двух други х заводов попадают в море, причем завод в Уиндскейле является гораздо большим источником загрязнения, хотя о

сновная часть радиоактивных материалов попадает в окружающую среду не при переработке, а в результате коррозии емкостей, в которых ядерное топливо хранится до переработки. За период с 1975 по 1979 год на каждый гигаватт
-год выработанной энергии уровень

загрязнений от завода в Уиндскейле по р-активности примерно в 3,5 раза, а по а-активности в 75 раз превышал уровень загрязнений от завода в Ла-Are.
С тех пор ситуация на заводе в Уиндскейле значительно улучшилась, однако в пересчете на единицу переработ анного ядерного горючего это предприятие по-прежнему остается более
, чем завод в Ла-Are. Можно надеяться, что в будущем утечки на перерабатывающих предприятиях будут ниже, чем сейчас. Существуют проекты установок с очень низким уровнем утечки в воду, и НКДАР взял в качестве модельной установку, строительство которой планируется в Уиндскейле. До сих пор мы совсем не касались проблем, связанных с последней стадией ядерного топливного цикла захоронением высокоактивных отходов АЭС. Эти проблемы

находятся в ведении правительств соответствующих стран. В некоторых странах ведутся исследования по отверждению отходов с целью последую- щего их захоронения в геологически стабильных районах на суше, на дне океана или в расположенных под ними пластах.

Предполагается, что захороненные таким образом радиоактивные отходы н е будут источником облучения населения в обозримом будущем. НКДАР не оценивал ожидаемых доз облучения от таких отходов, однако в материалах по программе за 1979 год сделана попытка предсказать судьбу радиоактивных материалов, захороненных под землей. Оценки показали, что заметное количество радиоактивных веществ дос-гигнет биосферы лишь спус тя
10’ 10 лет. По данным НКДАР, весь ядерный т

опливный цикл дает ожидаемую коллективную эффективную эквивалентную дозу облучения за счет короткоживущих изотопов около 5,5 чел-Зв на к аждый гигаватт-год вырабатываемой на АЭС электроэнергии. Из них процесс добычи руды дает вклад 0,5 чел-Зв, ее обогащен

ие 0,04 чел-Зв, производство ядерного топлива 0,002 чел-Зв, эксплу- атация ядерных реакторов около 4 чел-Зв (наибольший вклад) и, наконец, процессы,связанные с регенерацией топлива чел-Зв. Как уже отмечалось, данные по регенерации получены из оце нок ож

идаемых утечек на заводах, которые предполагается построить будущем. На самом же деле для современных установок эти цифры в 10 20 раз выше, но эти установки перерабатывают лишь 10% отработанного яд ерного топлива, таким образом, приведенная выше оценка ос

тается справедливой. 90% в сей дозы облучения, обусловленной короткоживущими изотопами, население получает в течение года по сле выброса, 98% в течение 5 лет. Почти вся доза приходится на людей, живущих не далее нескольких тысяч километров от АЭС. Ядерный

топливный цикл сопровождается также образованием большого к оличества долгоживущих радионуклидов, которые распространяются по всему земному шару.
НКДАР оценивает коллективную эффективную ожидаемую эквивалентную дозу облучения такими изотопами в 670 чел-З

в на каждый г игаватт-год вырабатываемой электроэнергии, из которых на первые 500 лет после выброса приходится менее 3%. Таким образом, от долгоживущих радионуклидов все население Земли получает примерно такую же средне- годовую дозу облучения, как и нас

еление, живущее вблизи АЭС, от короткоживущих радионуклидов, при этом долгоживущие изотопы оказывают свое воздействие в течение гораздо более длительного времени 9 0% всей дозы население получит за время от тысячи до сотен миллионов лет после выброса. Сле

довательно, люди, живущие вблизи АЭС, даже при нормальной работе реактора получают всю дозу сполна от коротко- живущих изотопов и малую часть дозы от долгоживущих. Эти цифры не учитывают вклад в облучение от радиоактивных отходов, образующихся в результ

ате переработки и от отработанного топлива. Есть основания полагать, что в ближайши е несколько тысяч лет вклад радиоактивных захоронений в общую дозу облучения будет оставаться пренебрежимо малым, 0,1 1% от ожидаемой коллективной дозы для всего населения

. Однако радиоактивные отвалы обогатительных фабрик, если их не изолировать соответствующим образом, без сомнения, создадут серьезные проблемы. Если учесть эти два дополнительных источника облучения, то для населения Земли ожидаемая коллективная эффектив

ная эквивалентная доза облучения за счет дол гоживущих радионуклидов составит около 4000 челЗв на каждый гигаватт-год вырабатываем ой энергии.
Все подобные оценки, однако, неизбежно оказываются ориентировочными, поскольку трудно судить не только о будущей

технологии переработки отходов, численности населения и местах его проживания, но и о дозе, которая будет иметь место через 10000 лет. Поэтому
НКДАР советует не слишком полагаться на эти оценки при принятии каких-либо решений. Годовая коллективная эффек

ти вная доза облучения от всего ядерного цикла в 1980 году составляла около
500 чел-Зв. Ожидается, что к 2000 году она возрастет до 10000 чел-Зв, а к
2100 году до 200000 чел-Зв. Эти оценки основаны на пессимистическом предположении, что нынешний уровень

выбросов сохранится и не будут введены существенные технические усовершенствования. Но даже и в этом случае средние дозы будут малы по сравнению с дозами, получаемыми от естественных источников,в 2100 году они соста вят лишь 1% от естественного фона. Люди

, проживающие вблизи ядерных реакторов, без сомнения, получают гораздо большие дозы, чем население в среднем. Тем не менее в настоящее время эти дозы обычно не превышают нескольких процентов естественного радиационного фона. Более того, даже доза, получ

енная людьми, живущими около завода в Уиндскейле, в результате выброса цезия-137 в 1979 году была, по-видимому, меньше ‘/~ дозы, получ енной ими от естественных источников за тот же год. Все приведенные выше цифры, конечно, получены в предположении, что я

дерные реакторы работают нормально. Однако количество радиоактивных вещ еств, поступивших в окружающую среду при авариях, может оказаться гораздо больше. В одном из последних докладов НКДАР была сделана попытка оценить дозы, полученные в результате аварии

в Тримайл-Айленд е в 1979 году и в Уиндскейле в 1957 году. Оказалось, что выбросы при аварии на АЭС в ТримайлАйленде были незначительными, однако, согласно оценкам, в результате аварии в Уиндскейле ожидаемая ко ллективная эффективная эквивалентная доза с

оставила 1300 чел-Зв. Комитет, однако, считает, что нельзя прогнозировать уровень аварийных выбросов на основании анализа последствий этих двух аварий.

Рекомендуем скачать другие рефераты по теме: сайт рефератов, пример дипломной работы.





Предыдущая страница реферата | 1  2  3  4  5  6  7  8 | Следующая страница реферата