Экологические последствия длительного радиоактивного загрязнения на Южном Урале

	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии имени К.И.Скрябина»	Реферат
		Лист  1/25

 

 

Кафедра радиобиологии и биофизики имени академика РАСХН, профессора А.Д. Белова

Реферат по дисциплине «Радиобиология» 
на тему 

 
Экологические последствия длительного радиоактивного загрязнения на Южном Урале

 

 

Выполнила студентка 
ФЗТА 4 курса 1 группы 
Иванова А.М. 
Проверил преподаватель: 
Рогожина Л.В.

 

 

 

 

 

 

Москва, 2014

 

Введение

Радиоактивное загрязнение биосферы- это превышение естественного уровня содержания в окружающей среде радиоактивных веществ. Оно может быть вызвано ядерными взрывами и утечкой радиоактивных компонентов в результате аварий на АЭС или других предприятиях, при разработке радиоактивных руд и т.п. При авариях на АЭС особенно резко увеличивается загрязнение среды радионуклидами (стронций-90, цезий-137, йод-131, рутений-106 и др.).

Ядерная энергетика, при условии строжайшего выполнения необходимых требований, более или менее экологически чище пo сравнению с теплоэнергетикой, поскольку исключает вредные выбросы в атмосферу (зола, диоксиды, углерода и серы, оксиды азота и др.). Однако в целом в мире отмечена тенденция сокращения строительства новых АЭС.

Использование атомной энергии в широких масштабах приводит к накоплению радиоактивных отходов. Возникает проблема их захоронения. [1]

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Характеристика радиационного загрязнения

Научные открытия и развитие физико-химических технологий в XX в. привели к появлению искусственных источников радиации, представляющих большую потенциальную опасность для человечества и всей биосферы. Этот потенциал на много порядков больше естественного радиационного фона, к которому адаптирована вся живая природа.

Естественный радиационный фон обусловлен рассеянной радиоактивностью земной коры, проникающим космическим излучением, потреблением с пищей биогенных радионуклидов и составлял в недавнем прошлом 8—9 микрорентген в час (мкР/ч), что соответствует среднегодовой эффективной эквивалентной дозе для жителя Земли в 2 миллизиверта (мЗв). Рассеянная радиоактивность обусловлена наличием в среде следовых количеств природных радиоизотопов с периодом полураспада (T1/2) более 105 лет (в основном урана и тория), а также 40К, 14С, 226Ra и 222Rn. Газ радон в среднем дает от 30 до 50% естественного фона облучения наземной биоты. Из-за неравномерности распределения источников излучения в земной коре существуют некоторые региональные различия фона и его локальные аномалии.

Указанный уровень фона был характерен для доиндустриальной эпохи и в настоящее время несколько повышен техногенными источниками радиоактивности — в среднем до 11— 12 мкР/ч при среднегодовой ЭЭД в 2,5 мЗв. Эту прибавку обусловили:

а) технические источники проникающей радиации (медицинская диагностическая и терапевтическая рентгеновская аппаратура, радиационная дефектоскопия, источники сигнальной индикации и т.п.);

б) извлекаемые из недр минералы, топливо и вода;

в) ядерные реакции в энергетике и ядерно-топливном цикле;

г) испытания и применение ядерного оружия. Деятельность человека в несколько раз увеличила число присутствующих в среде радионуклидов и на несколько порядков — их массу на поверхности планеты.

Главную радиационную опасность представляют запасы ядерного оружия и топлива и радиоактивные осадки, которые образовались в результате ядерных взрывов или аварий и утечек в ядерно-топливном цикле — от добычи и обогащения урановой руды до захоронения отходов. В мире накоплены десятки тысяч тонн расщепляющихся материалов, обладающих колоссальной суммарной активностью.

С 1945 по 1996 г. США, СССР (Россия), Великобритания, Франция и Китай произвели в надземном пространстве более 400 ядерных взрывов. В атмосферу поступила большая масса сотен различных радионуклидов, которые постепенно выпали на всей поверхности планеты. Их глобальное количество почти удвоили ядерные катастрофы, произошедшие на территории СССР. Долгоживущие радиоизотопы (углерод-14, цезий-137, стронций-90 и др.) и сегодня продолжают излучать, создавая приблизительно 2%-ю добавку к фону радиации. Последствия атомных бомбардировок, ядерных испытаний и аварий еще долго будут сказываться на здоровье облученных людей и их потомков.

 

 

 

 

 

 

 

История и структура ФГУП «Производственное объединение «Маяк»

Производственное объединение «Маяк» выросло на базе Комбината №817 - первого в СССР предприятия по промышленному получению делящихся материалов - урана-235 и плутония-239 - для ядерной бомбы.

Комбинат был построен на Южном Урале, недалеко от старинных уральских городов Кыштыма и Касли. На южном берегу небольшого озера Иртяш было выбрано место для строительства жилого массива, а рядом, на южном берегу озера Кызыл-Таш соорудили первый промышленный объект Комбината - уран-графитовый реактор для наработки оружейного плутония. В настоящее время город, в котором живут работники ПО «Маяк» и члены их семей, носит название Озерск. В состав предприятия первоначально вошли:

* уран-графитовый реактор;

* радиохимический завод  по выделению плутония из облученного  в реакторе урана;

* химико-металлургический  завод по производству металлического плутония.

Уран-графитовый реактор

22 июня 1948 года реактор  после серии испытаний, начавшихся 7 июня, был выведен на проектную  мощность. При конструировании реактора, разумеется, были разработаны системы  контроля за безопасностью технологического процесса. Главным образом контролировались расход воды, охлаждавшей урановые блоки, и влажность в трубах, заполненных графитом. В случае выхода реактора из заданного режима из аварийного технологического канала автоматически удалялся аварийный поглощающий нейтроны стержень. Можно представить сложность организации контроля за безопасностью производства, если при наличии более 1000 технологических каналов все измерения температуры и влажности производились вручную. Впрочем, для срочного выхода из рабочего режима существовали и другие системы, позволявшие производить аварийное охлаждение реактора при отключении электроэнергии, либо нарушениях подачи воды в систему охлаждения. Предусматривалась и возможность автоматического «заглушения» цепной реакции в случае прекращения подачи воды в реактор.

 

Тем не менее, люди работали, рискуя здоровьем, а подчас и жизнью. Все работы по проектированию, испытанию и эксплуатации объектов Комбината велись в условиях жесткого лимита времени. Испытания, наладка и ввод в эксплуатацию агрегатов и систем производились, что называется, «на ходу». Например, система разгрузки урановых блоков - операции, от которой зависела работа всего реактора, была проверена на стенде лишь на единичном канале.

 

Первая крупная авария на реакторе произошла уже в первые сутки работы реактора при выведении его на проектную мощность. 19 июня 1948 года из-за приоткрытия одного из клапанов в технологическом канале в центре активной зоны возник дефицит охлаждающей воды. Реактор был остановлен, оставшиеся в графитовой кладке разрушенные урановые блоки были извлечены. Вскоре последовала еще одна авария. Однако в связи с тем, что на ликвидацию последствий первой аварии было потрачено 40 дней, руководители работ заместитель председателя Спецкомитета при Государственном Комитете обороны СССР Б.Л. Ванников (председателем Спецкомитета был Л.П. Берия) и академик И.В. Курчатов решили ликвидировать аварию при работающем реакторе.

 

Выполнение этого и последовавших аналогичных решений привело к переоблучению сменного персонала и бригады ремонтников. Ликвидация последствий аварийных ситуаций периодически приводила и к трагическому исходу.

 

Согласно «Общим санитарным нормам и правилам» охраны здоровья работающих на объектах Комбината №817 дневная норма при шестичасовой смене устанавливалась в 1 мЗв (т.е. за год не более 300 мЗв). В случае аварии допустимым считалось однократное облучение в дозе 250 мЗв за период не более 15 минут. После такого облучения проводилось медицинское обследование пострадавшего, а затем следовали либо отпуск, либо работа, не связанная с воздействием радиации. Позднее, в 1952 году был введен более строгий норматив, допускавший дозу облучения за рабочую смену 0,5 мЗв (150 мЗв в год), и только в 1970 году были установлены правила, согласно которым годовой уровень облучения не должен превышать 50 мЗв.

 

Радиохимический завод

Первая продукция с атомного реактора - облученный уран с содержащимся в нем плутонием - поступила на радиохимический завод 22 декабря 1948 года, однако первая партия концентрата плутония была получена только в феврале 1949 года. В начальный период работы завода экспериментальные данные о минимальных критических массах плутония в водных растворах отсутствовали. Поэтому практически было невозможно обосновать предельно допустимые количества плутония в отдельных видах оборудования, чтобы обеспечить ядерную безопасность. Необходимые данные были опубликованы лишь в 1955 году. Тем не менее, аварий, связанных с самопроизвольными цепными реакциями, на заводе не возникало до 1953 года. Это было вызвано тем, что, с одной стороны, в первые годы не удавалось получить высокую степень обогащения плутонием, а, кроме того, под руководством И.В. Курчатова в 1951 году были экспериментально определены значения минимальных критических масс в растворах плутония и урана-235 с 75%-ным обогащением.

 

И все же условия работы были опасны. Плутоний из массы сопровождавших примесей выскабливали вручную. Вследствие большой площади поверхности технологических аппаратов, трубопроводов и проч. плутоний оседал на стенках арматуры и «пропадал». Агрессивные растворы вызывали коррозию оборудования, нарушая его герметичность. Ремонтники, сотрудники аналитических и эксплуатационных служб практически постоянно работали в аварийном режиме, получая недопустимо высокие дозы облучения.

 

Химико-металлургический завод

Первая очередь завода закладывалась в переоборудованных складских помещениях, расположенных вблизи станции Татыш недалеко от города Кыштыма. Работы по переоборудованию помещений начались в 1947 году, а 26 февраля 1949 года на завод поступил первый конечный продукт с радиохимического завода, и в августе того же года были изготовлены первые детали из чистого плутония.

 

На этом заводе завершался технологический цикл изготовления «сердцевины» ядерной бомбы. В книге «Создание первой советской ядерной бомбы» под редакцией В.Н. Михайлова (Энергоиздат, 1995 г.), она описывается так: «Активным материалом ядерной бомбы является элемент плутоний д-фазы с удельной массой 15,8. Он изготовлен в виде полого шара, состоящего из двух половинок, которые, как и внешний шарик инициатора, спрессовываются в атмосфере никель-карбонил. Внешний диаметр шара 80-90 мм. Масса активного материала вместе с инициатором 763-1060 г. Между полушариями имеется прокладка из рифленого золота толщиной 0,1 мм.

 

Ядерное производство Комбината с самого начала представляло собой крайне опасный объект для работающих на нем. Еще в 1949 году были зарегистрированы первые случаи лучевой болезни. Смертельной опасности подвергались и люди, просто жившие вблизи комбината, ничего не знавшие об опасности и долгое время ничем не защищенные от нее. И состояние природной среды, которая определяет здоровье и благополучие людей, остается тревожным и по сей день.

 

Позднее был построен второй радиохимический завод, реконструировано и расширено металлургическое производство.

 

В настоящее время действующее реакторное производство ПО «Маяк» включает два реактора (остальные остановлены), производящих радионуклиды различного назначения.

 

Завод радиоактивных изотопов стал одним из крупнейших мировых поставщиков радиоактивных источников и радиоактивных препаратов. В числе потребителей - известные фирмы Англии, Франции, США, Германии.

 

Приборный завод занимается разработкой и изготовлением средств измерения и автоматизации, обеспечивающих контроль и управление реакторных, радиохимических и других специализированных производств.

 

25 октября 2001 года пущена  в эксплуатацию после реконструкции  печь остекловывания жидких ВАО ЭП 500/3. Переработано 230 куб. м. ВАО, получено 38,96 т стекла с активностью около 9,820 млн. Ки. Остеклованные отходы размещены в хранилище 120/12. Емкости-хранилища ВАО заполнены почти на 80%. Активность хранящихся на предприятии жидких ВАО (комплекс «С» и здания 954, 954А, 153) составляет более 430 млн. Ки.

 

В настоящее время в производственную структуру ПО «Маяк» входят ряд производств ядерного цикла, комплекс по захоронению высокоактивных материалов, хранилища и могильники РАО.

 

За время деятельности ПО «Маяк» на комбинате произошло большое количество аварий, последствия которых различались по степени тяжести. Приведем основные из них.

 

 

 

 

Заключение

Многолетняя деятельность ПО «Маяк» привела к накоплению огромного количества радионуклидов и сильному загрязнению районов Челябинской, Свердловской, Курганской и Тюменской областей. В результате сброса отходов радиохимического производства непосредственно в открытую речную систему Обского бассейна через р. Теча (1949-1951 гг.), а также вследствие аварий 1957 и 1967 гг. в окружающую среду было выброшено 23 млн. Ки активности. Радиоактивное загрязнение охватило территорию в 25 тыс. км2 с населением более 500 тыс. человек. Официальные данные о десятках поселков и деревень, подвергшихся загрязнению в результате сбросов радиоактивных отходов в р. Теча, появились только в 1993 г.

В 1957 г. в результате теплового взрыва емкости с РАО произошел мощный выброс радионуклидов (церий-144, цирконий-95, стронций-90, цезий-137 и др.) с суммарной активностью 2 млн. Ки. Возник «Восточно-Уральский радиоактивный след» длиной до 110 км (в результате последующей миграции даже до 400 км) и шириной до 35-50 км. Общая площадь загрязненной территории, ограниченной изолинией 0,1 Ки/км2 по стронцию-90, составила 23 тыс. км2. Около 10 тыс. человек из 19 населенных пунктов в зоне наиболее сильного загрязнения с большой задержкой были эвакуированы и переселены.