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GRUNDLAGEN EINES SICHEREN LEBENS
Notfälle in strahlengefährdeten Einrichtungen. Grundlagen des sicheren Lebens
Verzeichnis / Grundlagen des sicheren Lebens Radioaktive Stoffe (RS) und Quellen ionisierender Strahlung werden im Alltag, in der Produktion und in der Medizin eingesetzt. Beispielsweise decken Kernreaktoren bis zu 13 % des russischen Strombedarfs. Sie treiben Turbinen und Schiffe an; Sicherstellung des Betriebs einer Reihe von Weltraumobjekten. Dazu gehören die Qualitätskontrolle von Nähten beim Gießen im Maschinenbau, medizinische Untersuchungen und gezielte Bestrahlungen, aber darüber hinaus handelt es sich auch um eine Waffe von enormer Zerstörungskraft, die die Zivilisation zerstören kann. Der Kernbrennstoffkreislauf (NFC) kann in Stufen unterteilt werden:
Das Ergebnis des Abbaus und der Zerkleinerung von Uranerz und der Urananreicherung sind Bergbauberge, die:
Der geringe Gehalt an Uran-235 im geförderten Erz (0,7 %) erlaubt keine Nutzung in der Kernenergie: Eine Anreicherung dieses Erzes ist erforderlich, d. und erhebliche Energiekosten. Eine Anreicherung ist nach der Trennung der Isotope von Uran-235, Uran-233, Uran-235 auf atomarer Ebene möglich. Natürliches Uran wird in Form von Uranoxid (komprimiertes gelbbraunes Pulver) auf den Markt gebracht, angereichertes Uran in Form von Uranoxidtabletten oder gasförmigem Uranhexafluorid (in Stahlflaschen). In Uranbergbaugebieten besteht der Großteil der Deponien aus Bergen aus feinem Sand, gemischt mit natürlichen Radionukliden, die hauptsächlich das RA-Gas Radon-222 (das α-Strahlung erzeugt) emittieren, was die Wahrscheinlichkeit von Lungenkrebs erhöht. Bis 1982 hatten sich in den Vereinigten Staaten etwa 175 Millionen Tonnen solchen Sandes angesammelt, dessen Strahlung unter dem maximal zulässigen Grenzwert lag. Bis heute wurden Tausende Häuser, Schulen und andere Gebäude aus diesen Materialien abgerissen. Die gesamten Uranreserven auf der Erde belaufen sich auf etwa 15 Millionen Tonnen. Lagerstätten mit Reserven von bis zu 2,7 Millionen Tonnen werden erschlossen. Auf die ehemalige UdSSR entfielen bis zu 45 % der weltweiten Uranreserven, die nahezu gleichmäßig auf Russland, Usbekistan und Kasachstan verteilt sind . Eine strahlengefährdende Anlage (RAHO) ist eine Anlage, in der es infolge eines Unfalls zu massiven Strahlungsemissionen oder Schäden an lebenden Organismen und Pflanzen kommen kann. Arten von RAOO:
Bei einer Kernreaktion gelangen bis zu 99 % des Kernbrennstoffs als Abfall (Plutonium, Strontium, Cäsium, Kobalt) in die Republik Armenien, der nicht zerstört werden kann und daher gelagert werden muss. Kontakte mit Kernbrennstoffen, deren Abfällen, Energieträgern, Brennelementen (Brennelementen) und anderen RA-Produkten führen zu Schäden an Gebäuden, Anlagen und Transportmitteln. Wenn die Infektionsrate durch eine spezielle Behandlung nicht unter den MAC-Wert sinkt, müssen sie ebenfalls beerdigt werden. Ein Kernreaktor ist der Hauptbestandteil eines Kernkraftwerks und von Kernmotoren. Es handelt sich um einen großen Kessel zum Erhitzen von Kühlmittel (Wasser, Gas). Die Wärmequelle ist eine kontrollierte Kernreaktion. Dabei ist zu bedenken, dass 0,5 g Kernbrennstoff Energie erzeugen, die 15 Autos Kohle entspricht, die zudem bei der Verbrennung eine große Menge krebserregender Stoffe in die Atmosphäre abgibt. Angereicherter Kernbrennstoff wird in Form eines regelmäßigen Gitters aus Brennelementbündeln (ca. 700 Stück) in den Reaktorkern eingebracht. Ein Brennstab ist ein Stab mit einem Durchmesser von 10 mm, einer Länge von 4 m, mit einer Zirkoniumhülle, der ständig mit Wasser gewaschen wird. Wasser wirkt als Kühler und Neutronenabsorber (bei Verwendung von „schwerem Wasser“ bremst es Neutronen nur ab, absorbiert sie aber nicht, d. h. in diesem Fall kann natürliches Uran verwendet werden. Dieser Reaktortyp verbraucht nur 1 % davon die freigesetzte Energie). Es gibt Kernreaktoren mit langsamen und schnellen Neutronen. Langsame Neutronenreaktoren können mit normalem Wasser gekühlt werden, wie zum Beispiel der RBMK – Hochleistungs-Kanalreaktor; WWER – wassergekühlter Reaktor, entweder „schweres“ Wasser oder Gas, wie VTGR – heliumgekühlter Hochtemperaturreaktor. Reaktoren für schnelle Neutronen werden Brutreaktoren (BR) genannt. Wenn WWER 5 % Kernbrennstoff verbraucht, verbraucht ein schneller Neutronenreaktor, zum Beispiel BN-600, bis zu 55 %. Der Betrieb des Reaktors, also die Bewegung der Stäbe im Kern relativ zur Substanz, die Neutronen absorbiert, wird von einem Bediener oder einem automatischen System gesteuert. Der Reaktor (Abb. 5.2) verfügt über zwei Wasserkreisläufe. Im ersten Kreislauf (wo ein Druck von 7 kPa herrscht) bleibt Wasser auch bei einer Temperatur von 330 °C in flüssigem Zustand und gibt beim Durchlaufen eines Wärmetauschers (Dampferzeuger) Wärme an das Wasser des zweiten ab Schaltkreis. Der erste und zweite Stromkreis des Reaktors sind zuverlässig voneinander isoliert. Im zweiten Kreislauf des Reaktors befindet sich Wasser in dampfförmigem Zustand, da hier Atmosphärendruck herrscht. Dieser Dampf treibt einen Turbogenerator an, der Strom erzeugt. In einem heliumgekühlten Reaktor (HTGR) werden Graphitblöcke zur Verlangsamung von Neutronen verwendet und als Kühlmittel wird Kohlendioxid oder Helium mit einer Temperatur von 70 °C verwendet (diese Gase ermöglichen keine Metallkorrosion). Die Wärme wird über den Wärmetauscher an den zweiten Kreislauf übertragen, wo die Dampftemperatur 540 °C erreicht.
Reis. 5.1. Prinzip der Kernkraftwerkskonstruktion: 1 - Turbine; 2 - Wechselstromgenerator; 3 - Betonschutz; 4 - Kondensator; 5 - Umwälzpumpe; 6 - Uranstäbe; 7 - Reaktor; 8 - vom Kern ausgehende Gammastrahlung; 9 - Moderator; 10 - Steuerstäbe; 11 - Kühlmittel; 12 - Dampferzeuger
Reis. 5.2. Das Funktionsprinzip eines Kernreaktors Für eine Notabschaltung des Reaktors kann sein Kern ohne Bedienereingriff aus einem speziellen Reservoir mit Wasser mit einem Neutronenabsorber (Bor oder einer anderen wasserstoffhaltigen Substanz als Wasser) gefüllt werden. Dieses Wasser vermischt sich unter normalen Bedingungen nicht mit dem Arbeitskühlmittel, sondern „schaltet“ den Reaktor nur dann ab, wenn sich der Unfall stark entwickelt. (Im Normalbetrieb werden Rohre mit Wasser bis zu einer bestimmten Tiefe eingetaucht. Wenn Dampf in ihnen auftritt, schwimmen die Rohre, was die Produktivität der Pumpen erhöht. Wenn die Pumpen die Abschaltung nicht bewältigen können, ist der Reaktorkern nicht in der Lage gefüllt mit einer Zusammensetzung aus dem Notfall-Spezialreservoir: Der Reaktor wird „getötet“. Die Wahrscheinlichkeit einer Gesundheitsschädigung des KKW-Personals pro Jahr beträgt 5x10-6 von Krebs und 10'6 von Strahlenkrankheit. Um den Schutz zu gewährleisten, verfügen Kernkraftwerke über entsprechende Sicherheitsmaßnahmen, mechanische Hindernisse, elektronische Sicherheitsalarme und elektrische Autarkie. Um mit der Weltgemeinschaft mithalten zu können, muss Russland seine Atomenergieindustrie weiterentwickeln. Die Aussichten für die Entwicklung von Kernkraftwerken in Russland sind in der Tabelle dargestellt. 5.1. Tabelle 5.1. Planung für die Inbetriebnahme von KKW-Einheiten
Um eine kontrollierte thermonukleare Reaktion zu erreichen, haben Wissenschaftler mehrere Wege beschritten. Eine davon führte zur Entwicklung eines Tokamaks, die andere zu einem Reaktordesign mit „offener“ Falle. Im Jahr 1968 schockierte der Tokamak die Welt mit seinen vielversprechenden Ergebnissen und es wurden große Investitionen in diese Richtung getätigt. Befürworter des zweiten Weges halten ihr Schema jedoch für vorzuziehen: Der Kern eines Reaktors mit offener Falle ist viel einfacher herzustellen (seine Vakuumkammer kann auf einer Drehmaschine gedreht werden); Solche Reaktoren sind einfacher zu reparieren (sie erfordern keine Demontage wie runde Tokamaks); Es ist einfacher, eine neue Generation von Reaktoren (neutronenfrei, radioaktiv sicher) auf Basis einer offenen Falle zu schaffen. Wissenschaftler von Akademgorodok in Nowosibirsk demonstrierten die GOL-3-Anlagen – eine 12 Meter lange Falle, in der das Plasma durch einen Elektronenstrahl erhitzt wird, und AMBAL-M, das das Plasma aufgrund des elektrostatischen Potentials in Längsrichtung hält. Im Februar 1967 wurde das weltweit erste orbitale thermionische Kernkraftwerk Topaz (Thermionic Experimental Converter in the Core) ins All geschossen, in dem die Energie des Kernzerfalls direkt in elektrischen Strom umgewandelt wird. Und im Juli 1987 wurde eine zweite ähnliche Anlage ins All gebracht, die dort mehr als ein Jahr lang in Betrieb war. „Topaz“ wurde durch die Arbeit von Wissenschaftlern des Physik- und Energieinstituts (PEI) in Obninsk geschaffen. Ein Merkmal eines Kernreaktors mit schnellen Neutronen (F-R) ist seine Fähigkeit, mehr Kernbrennstoff zu produzieren, als er selbst verbraucht. In diesem Fall werden die Uran-238-Stäbe in der Brutzone (einem Ring, der den Kern umschließt) platziert. Hier wird durch den Einfluss von Neutronen ein Teil der U-238-Atome in Pu-239-Atome umgewandelt. Wenn diese Mischung (U-238 und Pu-239) in die aktive Zone gebracht wird, entsteht beim „Verbrennen“ „waffenfähiges“ Plutonium, da natürliches Uran angereichert wird. Diese Zyklen können mehrmals wiederholt werden und produzieren 40-mal mehr Strom als in einem langsamen Neutronenreaktor. Darüber hinaus weist RR im Vergleich zu einem langsamen Neutronenreaktor einen deutlich höheren Wirkungsgrad auf. Es nutzt Kernbrennstoffe effizienter, produziert weniger RA-Abfälle und arbeitet bei niedrigerem Druck, was bedeutet, dass es weniger wahrscheinlich ist, dass der Druck abnimmt („Leckagen“). Es hat aber auch einen gravierenden Nachteil: Durch den Einschlag schneller Neutronen kommt es zu einer „Schwächung“ des Metalls (der Stahl schwillt an und wird spröde). R-R sind „Allesfresser“: Nur sie sind in der Lage, Kernbrennstoffe und Abfälle wiederzuverarbeiten und das bei der Abrüstung freigesetzte Plutonium zu zerstören. Einer der Hauptführer in der Entwicklung schneller Neutronenreaktoren ist IPPE (Obninsk). Sein Versuchsreaktor BR-10 ist seit langem ein ernstzunehmender Konkurrent des berühmten Tokamak. Das IPPE verfügt über den weltweit größten Stand für Forschung im Bereich Kernenergie. Der weltweit erste industrielle R-R wurde in der Stadt Schewtschenko gebaut. Es war eine BN-350, und im Kernkraftwerk Belojarsk ist seit 1980 eine BN-600 in Betrieb. Jetzt ist es der einzige Reaktor der Welt, der waffenfähiges Plutonium in Strom umwandeln kann. Im Jahr 1994 war geplant, den ersten von drei geplanten BN-800 im Kernkraftwerk Südural in Betrieb zu nehmen. Betriebserfahrungen von Kernkraftwerken haben gezeigt, dass wassergekühlte Zweikreisreaktoren am gefährlichsten sind – aufgrund von „Leckagen“ infolge von Mängeln im verwendeten Material beim Bau, an Verbindungsstellen, im Kühlsystem, aufgrund von Korrosion in des Dampferzeugers und Personalfehler. Die Dichtheit der Stäbe kann beeinträchtigt werden und es kann zu einer Überhitzung kommen, wodurch der aus dem Wasser freigesetzte Wasserstoff explodieren kann. Es ist möglich, dass der Reaktor aufgrund des enormen Drucks des entstehenden Wasserdampfs unter Freisetzung von RA-Produkten der Kernreaktion platzt. Auch in Kernkraftwerken in flüssigem Zustand gelagerte RA-Abfälle stellen eine ernsthafte Gefahr dar, da die garantierte Lebensdauer von Betontanks 40 Jahre beträgt und in vielen Kernkraftwerken kurz vor dem Ablauf steht. RA-Abfälle sind tausendmal schädlicher als Uranerz, da es sich um winzigen Staub handelt, der durch den geringsten Wind über weite Gebiete getragen wird, diese über Hunderte von Jahren hinweg kontaminiert und dort eine hohe Strahlung erzeugt. Für die Lagerung von Abfällen werden spezielle Lagereinrichtungen genutzt. Ein 1000-MW-Reaktor wandelt jährlich 30 Tonnen Uranbrennstoff in RA-Abfall um. 21 Tonnen gebrauchte Brennelemente werden jährlich aus 300 Kernkraftwerken in Deutschland entfernt. Im Jahr 1986 wurden in den Vereinigten Staaten mehr als 12 Tonnen abgebrannter Brennelemente gelagert, und bis zum Jahr 000 werden bis zu 2000 Tonnen erwartet. Es gibt viele Möglichkeiten, RA-Abfälle zu entsorgen, eine absolut zuverlässige Möglichkeit wurde jedoch noch nicht gefunden. Erst vor kurzem wurde das Pumpen flüssiger RA-Abfälle in Tiefbrunnen eingestellt (viele artesische Brunnen wurden beschädigt). Wir müssen uns weigern, sie in den Meeren des Pazifiks, des Atlantiks und der Arktis zu überschwemmen. Auch in Sonderlagerstätten (Gräberfelder, Sonderdeponien), die trotz streng definierter Bodenhöhe errichtet werden und einen sehr komplexen technischen Komplex darstellen, ist die Sicherheit nicht gewährleistet. Behälter mit RA-Abfällen werden luftdicht verschlossen. Begräbnisstätten erfordern die Entfremdung eines riesigen Territoriums. Sie enthalten auch RA-Abfälle von Organisationen. Abfälle aus VR-400-Reaktoren werden zur Verarbeitung zur Gewinnung von Uran oder Plutonium geschickt, das in den Kernbrennstoffkreislauf zurückgeführt wird. Reste aus der Regeneration werden in Betonlagern verglast gelagert. RA-Abfälle in die Tiefen des Weltraums zu schicken, ist ebenfalls keine Option: Der Unfall einer Rakete beim Start in die Umlaufbahn führt zur Ausbreitung von Plutonium, dessen tödliche Dosis 0,01 g beträgt. „Friedliche“ Atomexplosionen sind nicht weniger gefährlich für der Bau von Gas- und Ölspeicheranlagen, die Anlage von Seen, Flussumlenkungen Der Hauptschadensfaktor bei einem Unfall mit radioaktivem Abfall ist neben Bränden und Explosionen die radioaktive Kontamination. Radioaktive Stoffe haben keinen Geruch, keine Farbe, keinen Geschmack und werden nicht mit den Sinnen wahrgenommen. Strahlung ist das Ergebnis einer Veränderung der Struktur eines Atoms, der Eigenschaft von Atomkernen, aufgrund innerer Instabilität spontan zu zerfallen und eine Ionisierung der Umgebung zu verursachen. Es gibt verschiedene Arten von Strahlung, die durch den Zerfall von Kernen entstehen: α-Teilchen - Fluss von Heliumkernen. Ihre Ladung beträgt +2, Masse 4, das heißt für den Mikrokosmos ist es ein sehr schweres Teilchen, das schnell ein Ziel findet. Nach einer Reihe von Kollisionen verliert das α-Teilchen Energie und wird von einem Atom eingefangen. Ihre Wechselwirkung ähnelt der Kollision von Billardkugeln oder elektrischen Ladungen. Die äußere Strahlung solcher Partikel ist unbedeutend, sie sind jedoch äußerst gefährlich, wenn sie in den Körper gelangen. β-Teilchen - Sie sind ein Elektronenfluss (Positronen), ihre Ladung beträgt -1 (oder +1) und ihre Masse ist 7,5 Tausend Mal kleiner als die eines α-Teilchens. Für ein β-Teilchen ist es schwieriger, in einem bestrahlten Medium ein Ziel zu finden, da es hauptsächlich nur mit seiner elektrischen Ladung wirkt. Die äußere Einstrahlung ist nicht groß ((3-Partikel werden vom Fensterglas zurückgehalten). γ-Strahlung - Dabei handelt es sich um hochfrequente elektromagnetische Strahlung. Da ein vollständiger Schutz davor nicht möglich ist, werden Abschirmungen aus Materialien verwendet, die den Strahlungsfluss dämpfen können. Wenn ein Material die Strömung um das Zweifache schwächt, spricht man von einem halben Schwächungskoeffizienten. Dieser Koeffizient wird in der Praxis verwendet. Protonen und Proton-Neutronen-Paare wirken auf das bestrahlte Medium ähnlich wie Alphateilchen. Neutronen - Diese Teilchen, die keine Ladung haben, aber eine enorme Masse haben, können bei Bestrahlung des Körpers irreparablen Schaden anrichten. Sie interagieren nur mit den Atomkernen (der Vorgang ähnelt dem Zusammenstoß zweier Billardkugeln). Durch mehrere solcher Kollisionen verliert das Neutron Energie und wird von einem der Kerne der bestrahlten Substanz eingefangen. Die Schädigung des Körpers durch die Einwirkung ionisierender Strahlung hängt von der Energie ab, die radioaktive Strahlung (RAI) auf den Körper überträgt. Dies wird als Grundlage für ihre Messung herangezogen. Schauen wir uns die gebräuchlichsten dieser Einheiten an. Rad ist eine Einheit der RAI-Dosis, bei der ein Gramm eines lebenden Organismus 100 Erg Energie absorbiert. Die SI-Einheit der absorbierten Dosis ist ein Gray (Gy), wobei jedes Kilogramm der bestrahlten Substanz eine Energie von einem Joule absorbiert, d. h. 1 Gy entspricht 100 Rad. Da es schwierig ist, die absorbierte Dosis zu messen, wird häufig eine andere Einheit verwendet – das Röntgen. Röntgenstrahlen sind eine nicht-systemische Einheit für die Strahlungsdosis. Sie wird durch die Einwirkung von Strahlung auf die Luft bestimmt (in diesem Fall entsprach sie lebendem Gewebe), die zur Ionisation führt, also zum Auftreten einer elektrischen Ladung, die mit Messgeräten erfasst wird. Die Expositionsdosis charakterisiert die potenzielle Gefährdung einer Strahlenexposition bei allgemein gleichmäßiger Bestrahlung des menschlichen Körpers. 1 Röntgen ist eine Dosis Röntgen- oder Gammastrahlung, bei der 1 cm3 trockene Luft mit einer Temperatur von 0°C und einem Druck von 760 mm Hg. Kunst. 2,08x10 entsteht9 Ionenpaare, die eine elektrostatische Strommengeneinheit jedes Zeichens tragen. Im SI-System wird die Expositionsdosis in Coulomb pro Kilogramm (C/kg) gemessen. In diesem Fall entspricht ein Röntgen 2,58-10-4 C/kg. Der Grad der Strahlung in einem Gebiet wird durch die Höhe der Strahlung (Dosisleistung) zu einem bestimmten Zeitpunkt charakterisiert, die in R/h oder rad/h gemessen wird. So führt eine Strahlendosis von 400 Rad in einer Stunde zu schweren Strahlenschäden, und die gleiche Dosis, die über mehrere Jahre hinweg eingenommen wird, führt zu einer behandelbaren Krankheit, d. h. die Intensität der Strahlung spielt eine große Rolle. Strahlenschäden am Körper hängen von der Strahlungsflussdichte und ihrer Energie (Härte) ab. Aufgrund des Zerfalls von Strahlungsprodukten nimmt das Strahlungsniveau mit der Zeit ab, was dem RA-Zerfallsgesetz gehorcht: Pt = P0 (t/t0)-1.2 wo P0 - der Strahlungspegel zum Zeitpunkt des Unfalls oder der Explosion t; Pt - der Strahlungspegel zu einem bestimmten Zeitpunkt t. Die Menge radioaktiver Stoffe wird nicht nach ihrem Gewicht beurteilt, sondern nach ihrer Aktivität, also der Anzahl der zerfallenden Kerne eines Stoffes pro Zeiteinheit. Die Maßeinheit ist 1 Zerfallsereignis pro Sekunde, im SI-System ist dies Becquerel (Bq). Eine außersystemische Maßeinheit für die Aktivität ist 1 Curie (Ci) – die Aktivität einer solchen Menge radioaktiver Stoffe, bei der pro Sekunde 37 Milliarden Zerfallsvorgänge von Atomkernen stattfinden, also 1 Ci = 3,7 * 1010 Bk. Da die Anzahl der RA-Atome mit der Zeit abnimmt, nimmt auch die Aktivität von RA ab Ct = C0e-λt = C0e-0,693 t/T wo ct - RV-Aktivität nach einer bestimmten Zeit t; C0 - Aktivität des Stoffes im Anfangsmoment t0; λ und T – Zerfallskonstante und Halbwertszeit der radioaktiven Substanz. Die betrachteten RAI-Einheiten spiegeln die energetische Seite des Problems wider, berücksichtigen jedoch nicht die biologischen Auswirkungen von RAI auf den Körper. Die Art der Strahlung und die Teilchenenergie verändern das Bild dramatisch! Es reicht nicht aus, die absorbierte Dosis zu kennen; Sie müssen die Veränderungen kennen, die im Körper aufgrund der Strahlenbelastung auftreten, also die biologischen Folgen der Strahlung. Die Ionisierung biologischen Gewebes führt zum Aufbrechen molekularer Bindungen und zu einer Veränderung der chemischen Struktur seiner Verbindungen. Veränderungen in der chemischen Zusammensetzung vieler Moleküle führen zum Zelltod. Die Strahlung spaltet das Wasser im Gewebe in H (atomarer Wasserstoff) und OH (Hydroxylgruppe). Als Ergebnis der Reaktion entsteht H2O2 (Wasserstoffperoxid) und eine Reihe anderer Produkte. Sie alle weisen eine hohe chemische Aktivität auf, und im Körper treten Oxidations-, Reduktions- und Kombinationsreaktionen einiger Moleküle mit anderen Gewebemolekülen auf. Dies führt zur Bildung chemischer Verbindungen, die für lebendes Gewebe des Körpers nicht charakteristisch sind, wodurch das Immunsystem aktiviert wird. All dies führt zu Störungen im normalen Ablauf biologischer Prozesse im Körper. Es reicht aus, den biologischen Gefährdungskoeffizienten einer bestimmten Art radioaktiver Substanz zu kennen, um die vom Körper aufgenommene Dosis zu bestimmen. Zu diesem Zweck wurde die Einheit rem eingeführt – das biologische Äquivalent des Rads, das sich von der Gammastrahlungsdosis um den Wert des Qualitätsfaktors (QC) unterscheidet. Es wird manchmal als RBE (relative biologische Wirksamkeit) einer bestimmten Art und Schwere der Strahlung bezeichnet. Als äquivalente Einheit wird Gammastrahlung verwendet, da für diesen Fall eine Referenzquelle vorhanden ist und eine Messtechnik entwickelt wurde. Der CC-Wert für verschiedene Strahlungen wird aus dem Nachschlagewerk ermittelt. Einige dieser Verhältnisse sind:
Die Schwierigkeit, radioaktive Stoffe aus dem Körper zu entfernen, wird dadurch verschärft, dass verschiedene radioaktive Stoffe unterschiedlich vom Körper aufgenommen werden. RA-Natrium, Kalium und Cäsium sind nahezu gleichmäßig in den Organen und Geweben verteilt; Radium, Strontium, Phosphor reichern sich in den Knochen an; Ruthenium, Polonium – in Leber, Nieren, Milz und Jod-131 reichert sich ausschließlich in der Schilddrüse an – dem wichtigsten inneren Sekretionsorgan, das den Stoffwechsel, das Wachstum und die Entwicklung des Körpers reguliert. Die Schilddrüse nimmt das gesamte Jod auf, das in den Körper gelangt, bis sie vollständig gesättigt ist. Die Ansammlung von Jod darin führt zu einer Störung des Hormonstatus der Schilddrüse. Besonders gefährlich ist eine solche Sättigung bei Kindern, da die Schilddrüse in ihrem Leben eine wichtigere Rolle spielt als bei Erwachsenen. Deshalb ist es zum Schutz der Schilddrüse vor der Bestrahlung und in den ersten Stunden notwendig, dem Körper einen Überschuss an neutralem Jod zuzuführen. Nach der Bestrahlung mit RA-Jod kann sich in dieser Drüse eine akute hormonelle Störung entwickeln; im Extremfall kommt es zur vollständigen Zerstörung der Schilddrüse. Der Mensch war schon immer der natürlichen Strahlung ausgesetzt. Sein Wert schwankt – je nach Gebiet – zwischen 100 mrem und 1,2 rem pro Jahr. Der durchschnittliche Wert für die Russische Föderation beträgt 300 mrem pro Jahr, und in seiner zentralen Region beträgt die Hintergrundstrahlung 10...30 mrem/h. Durch die Atmosphäre abgeschwächte Strahlung kommt aus dem Weltraum, steigt von der Erde auf und wird von Granitgebäuden und chemischen Elementen im menschlichen Körper abgegeben. Je höher die Flughöhe, desto dünner ist die Schutzschicht der Atmosphäre (bei einem Flug in 13 km Höhe erhält ein Mensch eine Strahlendosis von 1 mR/h, bei Sonnenflecken auf der Sonne erhöht sich diese Dosis). Es gibt Gebiete, in denen die Gesamtdosis der aus dem Erdinneren austretenden Strahlung höher ist als in der Tschernobyl-Zone, und der Großteil davon (bis zu 70 %) ist Radon. Es stammt aus den RA-Familien Uran und Thorium und die Zerfallsprodukte der Elemente dieser Reihe sind überall vorhanden (in Steinen, Beton, Erde, Wasser). Ungefähre Aufschlüsselung der Radonkonzentration in einer Wohnung (Bq/m).3): aus Baustoffen - 6,4; aus Haushaltsgas - 0,3; aus der Luft von der Straße - 5; vom Boden unter dem Gebäude - 41,7; aus Wasser - 0,1. Mehrere Millionen RA-Atome Radon gelangen jede Minute in unsere Lunge und verursachen schmerzhafte Symptome. Es ist seit langem bekannt, dass in manchen Gegenden und sogar einzelnen Häusern der Anteil bösartiger Erkrankungen viel höher ist. Wenn die Strahlung in der Raumluft über 200 Bq/m liegt3, dann müssen Maßnahmen ergriffen werden, um den Raum vor der Strahlung aus dem Untergrund abzudichten. Strahlung kann zu biologischen Veränderungen im Körper führen, und diese Krankheit selbst wird Strahlenkrankheit genannt. Strahlenkrankheit ist eine komplexe Reaktion des Körpers auf die Menge und Intensität der absorbierten Energie: Es ist wichtig, um welche Art von Strahlung es sich handelte, welche Teile und Organe des Körpers betroffen sind, welche Art von Strahlung aufgetreten ist – innerlich oder äußerlich, ob die Knochenmark – das wichtigste blutbildende Organ – ist betroffen. Ständige Exposition gegenüber niedrigen Dosen (auch bei unvollständiger Dekontamination) kann zu einer chronischen Form der Strahlenkrankheit oder negativen Folgen im späteren Leben führen. Das gleiche Ergebnis tritt auf, wenn radioaktive Substanzen über die Atemwege, Wunden, Verbrennungen, mit der Nahrung oder Flüssigkeiten in den Körper gelangen. Diese Form der Strahlenkrankheit ist heilbar, die Bestrahlung muss jedoch gestoppt werden. Die akute Form der Strahlenkrankheit wird durch die Daten in der Tabelle charakterisiert. 5.2. Die Leitdokumente in Sachen Strahlungsregulierung sind „Radiation Safety Standards NRB-96“ und „Basic Sanitary Rules for Working with“.RV und III OSP-72/87“. Ausschlaggebend ist hierbei die maximal zulässige Dosis (MAD) – die jährliche Strahlungsmenge, die bei gleichmäßiger Exposition über 50 Jahre keine nachteiligen Veränderungen im Gesundheitszustand der bestrahlten Person verursacht und seine Nachkommen. Kategorien exponierter Personen:
Die maximal zulässigen Grenzwerte für äußere und innere Bestrahlung werden für verschiedene Gruppen kritischer Organe und Gewebe unterschiedlich festgelegt [46, 47]. Personen über 18 Jahren dürfen mit radioaktiven Stoffen und Strahlungsquellen arbeiten, während die kumulierte Strahlendosis für Personen der Kategorie „A“ eines bestimmten Alters durch die Formel D = 5 (N-18) (rem) bestimmt wird. wobei N das Alter in Jahren ist. Die genetisch bedeutsame Strahlendosis, die die Gesamtbevölkerung aus allen Quellen erhält, sollte 5 Rem pro Person über 30 Jahre nicht überschreiten. Tabelle 5.2. Merkmale der Hauptformen der Strahlenkrankheit
Die durchschnittliche jährliche zulässige Konzentration radioaktiver Stoffe im Körper, im Wasser und in der Luft ist die maximal zulässige Menge radioaktiver Isotope pro Volumen- oder Masseneinheit, bei der der Körper bei natürlicher Zufuhr keine Strahlungsdosen erhält, die die maximal zulässigen Grenzwerte überschreiten. Bei der Arbeit mit radioaktiven Stoffen können diese die Arbeitsflächen und den Körper der Arbeiter kontaminieren, was zu einer Quelle innerer oder äußerer Exposition werden kann. Der maximale Kontaminationsgrad der Haut und Oberflächen von Gegenständen wird durch Hygienestandards (Regeln) auf der Grundlage von Erfahrungen im Umgang mit radioaktiven Stoffen festgelegt und anhand der Anzahl der pro Flächeneinheit pro Minute emittierten Partikel gemessen. Dies bestimmt die Entscheidung über Schutz- und Evakuierungsmaßnahmen (Tabellen 5.3, 5.4). Tabelle 5.3. Entscheidungskriterien für die RA-Belastung (mSv)
Notiz. Temporär PDU RZ (Partikel/min*m2): Haut, Unterwäsche - 10; Oberbekleidung, Schuhe, Innenfläche von Gegenständen und Gegenständen - 100; Innenflächen von Büroräumen, Transport - 200; Außenflächen von Fahrzeugen - 400. Die Notwendigkeit einer Umsiedlung ergibt sich aus der Tatsache, dass es unmöglich ist, „saubere“ Produkte zu erhalten, sie zu verarbeiten und zu verkaufen. Das bisher gesammelte Material zeigt, dass bei einer einmaligen Bestrahlung des gesamten Körpers mit einer Dosis von 25 rem keine Veränderungen des Gesundheitszustandes und des Blutes (das hauptsächlich auf die Bestrahlung reagiert) beobachtet werden. Bei einer Einzeldosis von 25...50 rem können vorübergehende Veränderungen im Blut beobachtet werden, die sich schnell normalisieren. Bei einer Exposition von 50...100 rem können leichte Anzeichen einer Strahlenkrankheit ersten Grades ohne Leistungseinbußen auftreten, und bei 10 % der Exponierten kann es zu Erbrechen kommen. Bald normalisiert sich ihr Zustand. Basierend auf experimentellem Material kann davon ausgegangen werden, dass die Wiederherstellungsrate nach Strahlenschäden pro Tag 2,5 % der akkumulierten Dosis erreicht und der irreversible Teil der Schäden 10 % beträgt (d. h. 40 Tage nach der Bestrahlung beträgt die Restdosis). 10 %, nicht Null). Beispiel: Eine Person hat eine Dosis von 200 Rem erhalten, nach 40 Tagen hat sie dann eine Restdosis von 20 Rem. Nach 50 Tagen erhielt er erneut eine Dosis von 200 Rem, das heißt, er hat 220 Rem. Zur Beurteilung der Wirkung einer Langzeitbestrahlung wird der Begriff der „effektiven Dosis“ eingeführt (der das Ergebnis des Erholungseffekts berücksichtigt). Sie ist geringer als die über den gesamten Zeitraum erhaltene Gesamtdosis. Es wird angenommen, dass sich die Reaktion des Körpers auf Strahlung langfristig (nach 10...20 Jahren) manifestieren kann. Dies sind Leukämie, Tumore, Katarakte und Hautläsionen, die nicht immer mit einer Strahlenexposition verbunden sind. Dieselben Krankheiten können durch andere schädliche Faktoren verursacht werden, die nicht auf Strahlung zurückzuführen sind. Die Analyse von Daten (Ergebnisse des Atombombenabwurfs auf Japan, Strahlentherapie) zeigt, dass bei Bestrahlung mit einer relativ hohen Strahlendosis Langzeitfolgen beobachtet werden (bei einer Dosis von mehr als 70 Rem steigt das Risiko für Lungenkrebs, mit a Dosis von mehr als 100 rem - Leukämie). Tabelle 5.4. Kriterien für die Entscheidung über die Umsiedlung bei RD, Ci/km2
Bei Personen, die sich einer Röntgenuntersuchung (Bestrahlung) unterziehen, bei der die Dosis hunderte Male höher ist als der natürliche Hintergrund (bei Durchleuchtung des Magens bis zu 3 rem, der Lunge – bis zu) ist es unmöglich, Veränderungen im Gesundheitszustand festzustellen 0,2 Rem, Schulter - bis zu 1 Rem). Bestandteile des natürlichen RA-Hintergrunds:
Hintergrund menschlicher Aktivität:
Merkmale von Unfällen bei RAOO und deren Vermeidung. Kernkraftwerke gelten als radioaktive Abfälle der ersten Gefährdungsstufe, Forschungsinstitute mit Kernreaktoren und Kernanlagen gelten als radioaktive Abfälle der zweiten Gefährdungsstufe. Um die Gefährlichkeit radioaktiver Abfälle zu bestimmen, wurde eine siebenstufige Skala der IAEA (Internationale Atomenergiebehörde) entwickelt. Phasen des Unfalls im RAOO: Frühzeitig – vom Beginn des Unfalls bis zum Ende der Freisetzung radioaktiver Stoffe und dem Ende der Bildung einer Spur radioaktiver Stoffe am Boden (abhängig von den spezifischen Wetterbedingungen kann es sich um „Flecken“ handeln) . Die Dauer der Phase beträgt bis zu zwei Wochen. Es besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit einer externen Exposition durch Gammastrahlung und Betapartikel sowie einer internen Exposition durch Nahrung, Wasser und Luft. Mittel – vom Ende der Frühphase bis zur Verabschiedung von Schutzmaßnahmen durch die Bevölkerung. Die Dauer der Phase beträgt mehrere Jahre. In diesem Fall sind auf dem Boden abgelagerte radioaktive Stoffe die Quelle der äußeren Belastung. Auch eine innere Belastung durch Nahrung und Luft ist möglich. Spät – bis zum Ende der Schutzmaßnahmen und der Aufhebung aller Beschränkungen. Der Grad der Strahlungsgefährdung hängt von vielen Faktoren ab: dem Gefährdungsgrad radioaktiver Abfälle, der Art des Kernreaktors, der wahrscheinlichen Menge der freigesetzten Produkte (Radionuklide), der Windrose (vorherrschende Windrichtungen), entwickelten Maßnahmen zur Verhinderung usw Beseitigung der Folgen von Unfällen mit radioaktiven Abfällen sowie die Fähigkeit der Zivilschutzkräfte, diese Maßnahmen rechtzeitig durchzuführen. Es ist zu unterscheiden zwischen der Gefahr, die von „kurzlebigen“ Radionukliden (RA-Jod-131) und „langlebigen“ Radionukliden (Strontium, Cäsium) ausgeht. Dies wird berücksichtigt, wennonisierung des Territoriums um die RAOO. 1. Zone – Zone der Notfallschutzmaßnahmen – ein Gebiet, in dem die Dosis der äußeren Bestrahlung des gesamten Körpers 75 rem und der inneren Bestrahlung 250 rem nicht überschreitet. Dabei handelt es sich um eine 30 Kilometer lange Zone rund um das Kernkraftwerk. 2. Zone – vorbeugende Maßnahmen – ein Gebiet, in dem die äußere Strahlungsdosis des gesamten Körpers 25 rem und die innere (und insbesondere die Schilddrüse) 90 rem nicht überschreitet. 3. Zone – Sperrzone – ein Gebiet, in dem die äußere Strahlungsdosis des gesamten Körpers 10 rem und die innere Strahlungsdosis 30 rem nicht überschreitet. Ist in einem Gebiet mit einer äußeren Strahlendosis von mehr als 10 rem im Laufe eines Jahres zu rechnen, ist die Einführung entsprechender Strahlenschutzmaßnahmen und die Evakuierung der Menschen aus dem 30-Kilometer-Bereich um das Kernkraftwerk (ggf. deren anschließende Rückkehr danach) erforderlich Beurteilung der Ist-Situation). Maßnahmen zur Unfallverhütung:
Autoren: Grinin A.S., Novikov V.N.
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