Природопользование

Министерство образования  и науки РФ

Национальный исследовательский

Иркутский государственный  технический университет

Заочно - вечерний факультет

Кафедра: «Управление промышленными предприятиями»

 

 

Контрольная работа

по дисциплине: «Основы экономики природопользования»

 

                                                  

 

 

 

                                                           Выполнил: студент гр. МОЗ-09-1 Иордаки Ф.В.

                                                   Проверил: Верхозина В.А.

 

 

 

 

 

Иркутск 2012

Содержание

1. Естественные источники  радиации – 3 с

1.1 Космические лучи –  3 с

1.2 Земная радиация –  5 с

2. Искусственные источники  радиации –6 с

2.1 Излучение в медицине  – 6 с

2.2 Ядерные взрывы –  7 с

2.3 Энергетика – 7 с

2.4 Радиация – 8 с

3. Основные принципы охраны  окружающей среды – 10 с

3.1 Объекты и принципы охраны окружающей природной среды - 11с

Литература – 13 с 

 

1. Естественные  источники радиации

 

Естественными радиоактивными веществами принято считать вещества, которые образовались и воздействуют на человека без его участия.

Земная кора, вода, воздух всегда содержат радиоактивные элементы. Человек, как обитатель этой среды, также немного радиоактивен, так  как основную часть облучения  он получает от естественных источников радиации. Избежать облучения от естественных источников радиации совершенно невозможно. На протяжении всей истории существования  Земли, излучения из космоса, облучают земную цивилизацию, которая адекватно  адаптировалась к ней.

 

1.1 Космические  лучи

 

Радиационный фон, от космических  лучей, ответственен за половину всего  облучения, получаемого населением от естественных источников радиации.

Космические лучи представлены высокоэнергетическими потоками (примерно 90%), альфа-частицами (около 9%), нейтронами, фотонами, электронами и ядрами легких элементов (1%). Однако планета Земля, входящая в Солнечную систему, имеет  свои защитные механизмы от радиационных воздействий, иначе жизнь на Земле  была бы невозможна.

На расстоянии от одного до восьми земных радиусов космические  частицы отклоняются магнитным  полем Земли. Магнитное поле Земли  создаёт мощную защиту для человека от космической радиации, хотя и  не абсолютную. Часть высокоэнергетических частиц прорывается через магнитное  поле и достигает верхних слоев  атмосферы. Немногие из них проникают  через всю атмосферу и достигают  поверхности Земли. Большинство  же, сталкиваясь с атомами азота, кислорода, углерода атмосферы, взаимодействуют  с ядрами этих атомов, разбивая их, рождая множество новых частиц протонов, нейтронов, мезонов, мезонов, образующих вторичное космическое излучение.

Защититься от этого невидимого "космического душа" невозможно. Но одни участки земной поверхности  более подвержены его действию, чем  другие. Северный и Южный полюсы получают больше космической радиации, чем экваториальные области, так  как влияние магнитного поля Земли  здесь меньше. Уровень облучения  существенно растет с высотой, так  как уменьшается слой воздуха, играющего  защитную роль Космические лучи, проходя  сквозь атмосферу, вызывают появление  космогенных радионуклидов, которых  сегодня насчитывается около 20. Однако более значительными из них являются изотоп водорода — тритий и углерод-14.

Заряженные частицы, попадая  в магнитное поле Земли, образуют так называемые радиационные пояса  Земли. Выходу заряженных частиц из радиационных поясов Земли мешает особая конфигурация направлений линий магнитной  напряженности, создающих магнитную  ловушку. Радиационные пояса Земли  были открыты американским ученым Дж. Ван Алленом и русскими физиками С.Н. Верновым и А.Е. Чудановым.

Заряженные частицы в  магнитном поле движутся по-разному  в зависимости от соотношения  плотностей магнитной кинетической энергии. Примерно на расстоянии 10-ти земных радиусов поток заряженных частиц встречает  сильное магнитное поле и под  действием силы Лоренца изменяется направление их движения. Движение потока заряженных частиц можно представить, как колебательное движение но спиральной траектории вдоль силовых линий  магнитного поля из Северного в Южное  полушарие и обратно.

Одно колебание вдоль  силовой линии из Северного в  Южное полушарие протон с энергией 100 МэВ совершает приблизительно за 3 секунды, а время его нахождения в магнитном поле составляет около 100 лет. При этом совершается до 10¹⁰ колебаний. В зависимости от энергии и заряда, частицы совершают полный оборот вокруг Земли за время от нескольких минут до суток, двигаясь в западном и восточном направлениях.

Радиационные пояса Земли  можно подразделить на внутренний и  внешний. Во внутреннем радиационном поясе  находятся протоны высоких энергий  и электроны. На нижней границе внутреннего  пояса на расстоянии 200-300 км от поверхности Земли заряженные частицы испытывают столкновения с атомами и молекулами атмосферы и меняют свою энергию, поглощаясь атмосферой. Во внешнем радиационном поясе находятся электроны с энергией до 100 КэВ и временем «жизни» 10⁵-10⁷ с.

Пояс протонов малых энергий (до 10 МэВ) находится между внутренним и внешним поясами Земли. Зона квазизахвата расположена за внешним  поясом и имеет сложную конфигурацию, зависимую от плотности потока космических  лучей солнечного ветра.

В годы активного солнца плотность потока энергии солнечного ветра усиливается, граница радиационных поясов отодвигается дальше и становится большим препятствием для космических  лучей.

В результате этого, с временной  задержкой около года происходит возрастание интенсивности космических  лучей на Земле. Время задержки определяется расстоянием, которое проходит солнечный  ветер до границ магнитосферы. Радиационные пояса Земли представляют серьезную  опасность для экипажей космических  кораблей при длительных полетах  в околоземном пространстве, если их орбита проходит через область  радиационных поясов. Длительное пребывание космических кораблей в радиационном поясе приводит к переоблучению  экипажей, выходу из строя оптических приборов и солнечных батарей, находящихся  на корабле. В связи с этим проводятся интенсивные исследования при помощи спутников, специальных зондов по определению  координат радиационных поясов Земли, а также рассчитываются орбиты космических  кораблей для снижения действия радиационного  фактора.

 

1.2 Земная радиация

 

Как описано выше, земная радиация была открыта более 100 лет  назад.

В основном, ответственность  за естественную земную радиацию несут  три семейства радиоактивных  элемента — уран, торий и актиний. Указанные радиоактивные элементы нестабильны и, в результате физических превращений, переход в стабильное состояние, сопровождается выделением энергии или ионизирующим излучением.

Главными источниками  земной радиации являются радиоактивные  элементы, содержащиеся в горных породах, которые образовались в результате геофизических процессов. Наибольшее содержание радиоактивных элементов  содержится в гранитных породах  и вулканических образованиях. Средняя  концентрация радиоактивных изотопов калия-40, Ra-226, Th-232 колеблется у них от 10² до 10³ Бк/кг. В течение эволюционных процессов радиоизотопы мигрируют, участвуя в метрологических и геохимических формированиях окружающей среды. В результате соединения со стабильными элементами они участвуют в обменных реакциях живых организмов, тем самым создавая естественную радиоактивность обитателей Земли. К наиболее значимым элементам, обеспечивающим жизнедеятельность живой материи относятся изотопы калия, углерода и трития, а всего в биосфере находится значительно больше радиоактивных элементов, что обуславливает общую радиоактивность человека.

Основную роль в радиоактивность  человека вносит калий-40 — около 20 • 10³ Бк или 0,2% от общей массы человека, углерод-14 — около 30 • 10² Бк или 18% от общей массы человека, которые поступают в организм человека в основном по пищевой цепочке.

Основные радиоактивные  изотопы, встречающиеся в Земной коре — калий-40, рубидий-87 и члены  двух радиоактивных семейств, берущих  начало соответственно от урана-238 и  тория-232.

Уровни земной радиации неодинаковы  и зависят от концентрации радионуклидов  в том или ином участке земной коры. В местах проживания основной массы населения мощность дозы облучения  в среднем составляет 0,3-0,6 микрозиверта в год.

 

2. Искусственные  источники радиации

 

Открытие радиоактивности  послужило толчком для прикладного  использования этого физического  явления.

В результате хозяйственной  деятельности за последние несколько  десятилетий человек создал искусственные  источники радиоактивного излучения  и научился использовать энергию  атома в самых разных целях: медицине, для производства энергии и атомного оружия, для поиска полезных ископаемых и обнаружения пожаров. Мирный атом применяется в сельском хозяйстве  и археологии. С каждым годом увеличивается  количество искусственных источников излучения, используемых в сфере  деятельности человека, которые дают дополнительную дозовую нагрузку.

Дозы, полученные каждым отдельным  человеком от искусственных источников радиации очень разнятся. В большинстве  случаев они невелики, но иногда техногенное облучение оказывается  весьма значительным, хотя и его  гораздо легче контролировать.

Совершенно иная ситуация сложилась на территориях, пострадавших от Чернобыльской катастрофы, между  искусственными и естественными  источниками облучения, о чем  подробнее остановимся ниже.

 

2.1 Излучение в  медицине

 

Медицинские процедуры и  методы лечения, которые связаны  с применением радиоактивного излучения  вносят основной вклад среди техногенных  источников радиации. Различают три  самостоятельных направления применения радиации в медицине.

Использование излучения в диагностических целях. Наиболее распространенным из них являются рентгеновские лучи. Принцип рентгенографии основан на способности рентгеновских лучей проходить сквозь человеческий организм. Как правило, они легче проходят сквозь мягкие ткани и труднее сквозь кости. Результат фиксируется на фотопленке или мониторе компьютера.

В развитых странах в среднем  каждый человек раз в два года проходит рентгеновские обследования, не считая рентгенологических обследований зубов и массовой флюорографии. В  большинстве стран около половины обследований приходится на долю грудной  клетки, но по мере уменьшения заболева-ния  туберкулезом интенсивность массовых обследований снижается.

Развитие компьютерной техники  позволило совместить рентгеноскопию с современными методами обработки  информации. Компьютерная томография находит все более широкое  применение. Такая методика при обследовании почек позволила уменьшить дозы облучения кожи в 5 раз, а яичников — в 25 раз по сравнению с обычными методами.

В настоящее время разработан новый метод диагностики на основе ядерно-магнитного резонанса. В таких  установках используют не рентгеновское  излучение, а очень интенсивное  магнитное поле и электромагнитные волны радиочастотного диапазона, этот вид диагностики особенно важен  в условиях чернобыльского фактора, так как не дает дополнительной дозовой  нагрузки.

 

2.2 Ядерные взрывы

 

Любое научное открытие, как показал исторический опыт, может  быть использовано во благо или во вред человеческой цивилизации. Одним  из примеров этого является разработка и применение ядерного оружия.

Испытания ядерного оружия в атмосфере, начатые после второй мировой войны, являются дополнительным источником облучения населения  Земли. Наибольшее количество испытаний  было проведено в 1954-1958 и 1961-1962 годах. С 1963 года проводятся в основном подземные  испытания, которые обычно не сопровождаются образованием радиоактивных осадков. На рис. 2.9 приведены данные о количестве испытаний в атмосфере различными государствами в период 1954-1962г.г.

В результате взрывов на планете образовалось огромное количество радионуклидов. Часть радиоактивного материала выпала неподалеку от места  взрыва (локальные осадки). Тропосферные осадки выпали на расстоянии нескольких сотен тысяч километров в течение  месяца после взрыва. Их распространение  зависит от погодных условий на данной широте. Большая часть радиоактивного материала сосредоточилась в  стратосфере (10-50 км от поверхности  Земли), обуславливая глобальное радиоактивное  загрязнение окружающей среды в  течение многих лет. Радиоактивные  осадки состоят из нескольких сотен  различных радионуклидов, но наибольшее значение для формирования доз облучения  населения Земли имеют следующие: углерод-14, цезий-137, церий-144, стронций-90, рутений-106, цирконий-95, тритий и иод-131. Дозы облучения от этих и других радионуклидов неодинаковы в  различные периоды времени после  взрыва, так как различна скорость их распада.

 

2.3 Энергетика

 

Атомная электростанция (АЭС) — новый современный тип предприятий  по производству электроэнергии. В  основе ее производства лежат цепные реакции деления тяжелых ядер.