Краткая характеристика радионуклидов: йод 131, цезий 137, стронций 90, плутоний 239

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ  РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УО «БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

 

 

Кафедра безопасности жизнедеятельности

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

 

по дисциплине: Защита населения  и хозяйственных объектов в чрезвычайных   ситуациях. Радиационная безопасность.

на тему: Краткая характеристика радионуклидов: йод 131, цезий 137, стронций 90, плутоний 239

 

 

 

 

 

 

Студент

ВШУБ, 4 курс, ВВЛ - 3                              

           

                                                                                            

Проверил                                                           А.И. Антоненков   

 

 

 

 

МИНСК 2013

СОДЕРЖАНИЕ

 

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………3

 

I. РАДИОНУКИДЫ:

1.1 Йод – 131………………………………………………………………….4

1.2 Цезий – 137………………………………………………………………..6

1.3 Стронций – 90…………………………………………………………….10

1.4 Плутоний – 239…………………………………………………………..12

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………………13

ЛИТЕРАТУРА………………………………………………………………….14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время и  в перспективе особо остро  встаёт проблема экологической безопасности окружающей среды, экологически безопасного  природопользования при возрастающих антропогенных нагрузках.

          Загрязнение системы “почва –  растения – вода” различными  химическими веществами, а главным  образом твердыми, жидкими и газообразными  отходами промышленности, продуктами  топлива и т.д. приводит к  изменению химического состава почв.

          Техногенные выбросы радионуклидов  в природную среду в ряде районов земного шара значительно превышают природные нормы.

          До недавнего времени в   качестве  важнейших загрязняющих  веществ рассматривались, главным  образом, пыль, угарный и углекислый  газы, оксиды серы и азота, углеводороды. Радионуклиды рассматривались в  меньшей степени. В настоящее  время интерес к загрязнению  радиоактивными веществами вырос,  в связи с факторами появления  острых токсичных эффектов, вызванных  загрязнением стронцием и цезием.

Основной вклад в радиоактивное  загрязнение местности Республики Беларусь в первые дни после аварии на ЧАЭС внесли йод – 131, 132, телур  – 132, другие короткоживущие радионуклиды рутений – 103, барий – 140 и другие. Позже стали доминировать цезий  – 134 и цезий – 137. Практически  вся территория Республики Беларусь была загрязнена йодом – 131.

После распада йода – 131 и  других короткоживущих радионуклидов  основными источниками  радиоактивного загрязнения местности в Республике Беларусь в настоящее время остались: цезий – 137, стронций – 90, плутоний – 239.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

I. РАДИОНУКЛИДЫ

1. Йод – 131

 

Йод-131 — радионуклид с периодом полураспада 8.04 сут., бета- и гамма-излучатель. Вследствие высокой летучести практически весь йод-131, имевшийся в реакторе (7,3 МКи), был выброшен в атмосферу. Его биологическое действие связано с особенностями функционирования щитовидной железы. Ее гормоны — тироксин и трийодтирояин — имеют в своем составе атомы йода. Поэтому в норме щитовидная железа поглощает около 50% поступающего в организм йода. Естественно, железа не отличает радиоактивные изотопы йода от стабильных. Щитовидная железа детей в три раза активнее поглощает попавший в организм радиойод. Кроме того, йод-131 легко проникает через плаценту и накапливается в железе плода.

Накопление в щитовидной железе больших количеств йода-131 ведет к радиационному поражению  секреторного эпителия и к гипотиреозу  — дисфункции щитовидной железы. Возрастает также риск злокачественного перерождения тканей. Минимальная доза, при которой  есть риск развития гипотиреоза у  детей — 300 рад, у взрослых — 3400 рад. Минимальные дозы, при которых  появляется риск развития опухолей щитовидной железы, находятся в диапазоне 10-100 рад. Наиболее велик риск при дозах 1200-1500 рад. У женщин риск развития опухолей в четыре раза выше, чем у мужчин, у детей в три-четыре раза выше, чем у взрослых.

Величина и скорость всасывания, накопление радионуклида в органах, скорость выведения из организма  зависят от возраста, пола, содержания стабильного йода в диете и  других факторов. В этой связи при  поступлении в организм одинакового  количества радиоактивного йода поглощенные  дозы значительно различаются. Особенно большие дозы формируются в щитовидной железе детей, что связано с малыми размерами органа, и могу в 2-10 раз  превышать дозы облучения железы у взрослых.

 

Профилактика  поступления йода-131 в организм человека

 

Эффективно предотвращает  поступление радиоактивного йода в  щитовидную железу прием препаратов стабильного йода. При этом железа полностью насыщается йодом и  отвергает попавшие в организм радиоизотопы. Прием стабильного йода даже через 6 ч после разового поступления 131I может снизить потенциальную  дозу на щитовидную железу примерно в  два раза, но если отложить йодопрофилактику на сутки, эффект будет небольшим.

Поступление йода-131 в организм человека может произойти в основном двумя путями: ингаляционным, т.е. через  легкие, и пероральным — через  потребляемые молоко и листовые овощи.

 

Загрязнение окружающей среды 131I после аварии на ЧАЭС

 

Интенсивное выпадение 131I в  городе Припять началось  по-видимому, в ночь с 26 на 27 апреля. Поступление  его в организм жителей города происходило ингаляционным путем, а следовательно — зависело от времени пребывания на открытом воздухе и от степени проветривания помещений. Значительно серьезнее была обстановка в селах, попавших в зону радиоактивных выпадений. Вследствие неясности радиационной обстановки не всем сельским жителям была своевременно проведена йодная профилактика. Основным путем поступления 131I в организм был пищевой, с молоком (до 60% по одним данным, по другим данным — до 90%). Этот радионуклид появился в молоке коров уже на вторые-третьи сутки после аварии. Надо отметить, что корова ежесуточно съедает на пастбище корм с площади 150 м2 и является идеальным концентратором радионуклидов в молоке. 30 апреля 1986 г. Минздравом СССР были даны рекомендации о повсеместном запрете потребления молока от коров, находящихся на пастбищах, во всех районах, примыкающих к зоне аварии. В Белоруссии скот еще находился на стойловом содержании, но в Украине коровы уже паслись. На государственных предприятиях этот запрет сработал, а вот в личных хозяйствах запретные меры обычно срабатывают хуже. Надо отметить, что в Украине тогда около 30% молока потреблялось от личных коров. В первые же дни был установлен норматив на содержание йода-13I в молоке, при соблюдении которого доза на щитовидную железу не должна была превысить 30 бэр. В первые недели после аварии концентрация радиойода в отдельных пробах молока превышала этот норматив в десятки и сотни раз.

Представить масштабы загрязнения  природной среды йодом-131 могут  помочь такие факты. По существующим нормативам, если плотность загрязнения  на пастбище достигает 7 Ки/км2, следует  исключить или ограничить употребление в пищу загрязненных продуктов, перевести  скот на незагрязненные пастбища или  фуражные корма. На десятый день после  аварии (когда прошел один период полураспада  йода-131), под действие этого норматива  попадали Киевская, житомирская и  Гомельская области УССР, весь запад  Белоруссии, Калининградская область, запад Литвы и северо-восток Польши.

Если плотность загрязнения  лежит в пределах 0.7-7 Ки/км2, то решение  следует принимать в зависимости  от конкретной обстановки. Такие плотности  загрязнения были почти по всей Правобережной  Украине, по всей Белоруссии, Прибалтике, в Брянской и Орловской областях РСФСР, на востоке Румынии и Польши, юго-востоке Швеции и юго-западе Финляндии.

 

Неотложная  помощь при загрязнении радиойодом.

 

При работе в зоне, загрязненной радиоизотопами йода, с целью профилактики прием ежедневно йодида калия 0,25 г (под врачебным присмотром). Дезактивация кожных покровов водой с мылом, промывание носоглотки и полости рта. При поступлении радионуклидов в организм – внутрь иодид калия 0,2 г, иодид натрия 02, г., сайодин 0,5 или тереостатики (перхлорат калия 0,25 г). Рвотные средства или промывание желудка. Отхаркивающие с повторным назначением йодистых солей и тереостатиков. Обильное питье, мочегонные.

 

 

 

1.2. Цезий –  137

 

Цезий-137 - бета-излучатель с периодом полураспада 30.174 года. 137Сs  открыт в 1860 г. немецкими учеными Кирхгофом и Бунзеном. Название получил от латинского слова caesius — голубой, по характерной яркой линии в синей области спектра. В настоящее время известно несколько изотопов цезия. Наибольшее практическое значение имеет 137Сs, один из наиболее долгоживущих продуктов деления урана.

Ядерная энергетика является источником поступления 137Сs в окружающую среду. Согласно опубликованным данным в 2000 году реакторами АЭС всех стран  мира в атмосферу было выброшено  около 22,2 х 1019 Бк 137Сs. Выброс 137Сs осуществляется не только в атмосферу, но и в океаны с атомных подводных лодок, танкеров, ледоколов, оснащенных ядерно-энергетическими  установками. Суммарная активность продуктов деления, образовавшихся в ядерном реакторе атомной подводной  лодки мощностью 60 МВт при его  непрерывной работе в течение  одного года, достигает более 3,7 х 1017 Вк, в том числе 137Сs — приблизительно 24 х 1014 Бк. Естественно, что при крупных  авариях, происшедших с двумя  атомными подводными лодками США («Третер» в 1963 году и «Скорпион» в 1967), большая  часть радиоактивных веществ, включая 137Сs, могла поступить в воду и  явиться источником длительного  загрязнения.

По своим химическим свойствам  цезий близок к рубидию и калию  — элементам 1 группы. Радиоизотопы цезия применяются в химических исследованиях, в гаммадефектоскопии, в радиационной технологии, в радиобиологических экспериментах. 137Сs используется как  источник -излучения для контактной и дистанционной лучевой терапии, а также для радиационной стерилизации. Изотопы цезия при любом пути поступления в организм хорошо всасываются.

После аварии на ЧАЭС во внешнюю  среду поступило 1.0 МКи цезия-137. В  настоящее время это основной дозообразующий радионуклид на территориях, пострадавших от аварии на Чернобыльской  АЭС. От его содержания и поведения  во внешней среде зависит пригодность  загрязненных территорий для полноценной  жизни.

Почвы Украинско-Белорусского Полесья имеют специфическую  особенность — цезий-137 плохо  фиксируется ими и, как следствие, он легко поступает в растения через корневую систему. Поэтому  еще в доаварийные времена  содержание этого радионуклида в  выращенной здесь продукции было в 35-40 раз выше, чем в центральных  районах страны. После аварии на ЧАЭС людей пришлось отселять из наиболее пострадавших районов вовсе не из-за опасно высокого радиационного фона — там стало невозможным ведение  сельского хозяйства.

В Украине есть места, где  нельзя получать чистую продукцию даже при уровне загрязнения цезием-137 в 1 Ки/км2.

 

Биологическое действие 137Сs

Изотопы цезия, являясь продуктами деления урана, включаются в биологический  круговорот и свободно мигрируют  по различным биологическим цепочкам. В настоящее время 137Сs обнаруживается в организме различных животных и человека. Следует отметить, что стабильный цезий входит в состав организма человека и животных в количествах от 0,002 до 0,6 мкг на 1 г мягкой ткани.

Всасывание 137Сs в ЖКТ животных и человека составляет 100%. В отдельных  участках ЖКТ всасывание 137Сs происходит с различной скоростью. По данным ученых через час после введения всасывается по отношению к введенной  дозе: в желудке всасывается 7% 137Сs, в двенадцатиперстной кишке—77%, в  тощей—76%, в подвздошной—78%, в слепой—13%, в поперечно-ободочной кишке—39%.

Через дыхательные пути в  организм человека поступление 137Сs составляет 0,25% величины, поступающей с пищевым  рационом. После перорального поступления  цезия значительные количества всосавшегося радионуклида секретируются в кишечник, затем реабсорбируются в нисходящих отделах кишечника. Степень реабсорбции  цезия может существенно различаться  у разных видов животных. Поступив в кровь, он сравнительно равномерно распределяется по органам и тканям. Путь поступления и вид животного  не влияют на характер распределения  изотопа.

Л. А. Булдаков, Г. К. Королев  считают, что изотопы цезия больше всего накапливаются в мышцах. По данным Ю. И. Москалева после внутривенного  введения 137Сs быстро покидает кровяное русло. В первые 10 - 30 мин максимальная концентрация его регистрируется в  почках (7-10% в 1 грамме ткани). Затем происходит перераспределение его, и основные количества — до 52,2% — задерживаются  в мышечной ткани.