Особенности радиационного загрязнения местности

     В зонах, подверженных радиационному  воздействию, после Чернобыля защитные мероприятия проводятся только в  том случае, если уровень дозы облучения  населения в год более 0,1 бэр (биологический  эквивалент рентгена), если меньше, то население проживает по обычному режиму жизнедеятельности. 

2. Нормативы загрязнения

     В ходе ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС было разработано  большое количество нормативных  документов, инструкций, рекомендаций по индивидуальной защите личного состава, а также населения проживающего в загрязненных районах. Среди них на первом месте - документы, регламентирующие допустимые уровни радиационного загрязнения кожи человека и поверхностей различных объектов. Разработанные ранее нормы радиационной безопасности (НРБ-76) к такой аварийной ситуации мирного времени не подходили, поэтому потребовалось внести соответствующие корректуры.

     В связи с этим 11 мая 1990г. Главным  государственным санитарным врачом СССР были утверждены новые временные нормативы радиоактивного загрязнения кожи человека и поверхностей различных объектов в населенных пунктах контролируемых районов России, Украины, Белоруссии.

     На  другие районы эти нормативы не распространяются. Там используются допустимые уровни загрязнения, установленные нормами радиационной безопасности НРБ-76/87.

     Следует помнить, что некоторые естественные радиоактивные элементы в определенных количествах содержатся в продуктах  питания и питьевой воде. Иными  словами — все продукты, как  и сам человек, радиоактивны. 

     Например, в 1 кг свежего картофеля содержится около 2,9х10^-9 кюри (Ки) радиоактивного калия, а природная радиоактивность воды не превышает 5х1010^-11 Кил (кюри-литр). Такая их естественная радиоактивность не оказывает вредного влияния на организм человека.

     При крупных радиационных авариях происходит загрязнение внешней среды и  дополнительное поступление радионуклидов  в продукты питания и воду. В  этих случаях они могут оказывать  неблагоприятное влияние на здоровье человека.

     В целях исключения необоснованного  облучения организма Министерством здравоохранения устанавливаются временные нормативы содержания радионуклидов. В настоящее время действуют “Временно допустимые уровни (ВДУ) содержания радионуклидов цезия и стронция-90 в пищевых продуктах и питьевой воде, установленные в связи с аварией на Чернобыльской АЭС (ВДУ-91)”. Приводим некоторые из них.

     Эти нормы введены в действие с 22 января 1991 г. В последующем они могут  быть пересмотрены, но только в сторону  уменьшения.  

2. Особенности радиоактивного загрязнения  местности при  ядерных взрывах

     Ядерный взрыв - это результат индуцированной реакции деления, синтеза, или слияния ядер, сопровождающийся мощным выбросом энергии. Энергия реализуется в виде кинетической энергии осколков ядер (порядка 170Мэв на одно деление) и нейтронным излучением (порядка 30 Мэв).  Осколки деления сильно ионизированы и, разлетаясь, передают энергию окружающим атомам и молекулам, разогревая объем до нескольких миллионов градусов. Некоторая доля энергии трансформируется в рентгеновское излучение.

     Визуально при взрыве такой температуры  образуется светящийся шар раскалённого вещества, диаметр которого зависит от мощности ядерного заряда.

     Через один час после взрыва в атмосфере  присутствуют порядка 70 изотопов, большинство  из которых являются короткоживущими - полураспад 30% из них измеряется часами, полураспад 26% - сутками, 32% месяцами и только у 5% период полураспада длится более года.

     Наиболее  долгоживущими являются ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr, имеющие период полураспада 26,6 и 28,4 года соответственно.  

     Также, в результате нейтронного излучения образуются изотопы атомов атмосферы и почвы (наведённая радиация). Их активность существенно ниже, чем активность осколков деления и их дочерних продуктов.

     Чем больше становится в объёме огненный шар, сформированный надземная ядерным взрывом, тем ниже становится давление и температура на его границе. Когда давление внутри шара становится сопоставимым с атмосферным, а энергия частично растрачивается на свечение, шар начинает подниматься вверх, перемешиваясь с воздушными массами. Так образуется радиоактивное облако, по форме напоминающее гриб. Отсюда пошло выражение "ядерный гриб".

     СССР  были проведены три подводных  взрыва в районе губы Чёрная на Новой Земле. Они стали основными источниками техногенных радионуклидов в донных осадках губы. США проводили подводные взрывы на атолле Эниветок (Маршалловы острова).

     Надводный ядерный взрыв – это взрыв, произведённый на поверхности воды, при котором образующаяся в процессе взрыва светящаяся область касается поверхности воды. Облако надводного взрыва по высоте подъёма и своему виду аналогично облаку наземного взрыва, но размеры локального следа и плотность загрязнения хотя и значительны, но меньше, чем после наземного, однако больше, чем после подводного взрыва ядерного заряда примерно такой же мощности.

     После 1963 г. испытания проводились в  основном под землёй. При проведении подземных ядерных взрывов основная часть радионуклидов остаётся в полости взрыва, однако во многих случаях наблюдается выброс в атмосферу радиоактивных благородных газов и других летучих продуктов взрыва. По некоторым сведениям, обнаружена также миграция ряда радионуклидов с коллоидной фракцией природных вод.  

2.1. Влияние радиационного заражения на здоровье

     Различают пороговые (детерминированные) и стохастические эффекты воздействия радиации. Первые возникают, когда число клеток, которые в результате облучения погибли, потеряли способность воспроизводства или нормального функционирования, достигает критического значения, при котором заметно нарушение функции поражённых органов.

     Стохастические (вероятностные) эффекты, такие, как  злокачественные новообразования  и генетические нарушения, могут  возникать при любых дозах  облучения. С увеличением дозы повышается не тяжесть этих эффектов, а вероятность (риск) их появления.

     Оценка  стохастических эффектов, главным образом, канцерогенных, в настоящее время  базируется на линейной беспороговой концепции. В её основу положены в  первую очередь особенности действия радиации. Поглощение любой дозы сопровождается процессами ионизации и возбуждения  атомов и молекул с последующим  образованием биологически активных радикалов. Однако многие исследователи полагают, что и для стохастических эффектов существует порог. Жизнь на Земле  существовала и существует в условиях постоянного воздействия естественного  радиационного фона. В процессе эволюции выработалась и генетически закрепилась  система восстановления и уничтожения  повреждённых молекул и клеток.

     Однако  оценить опасность облучения  в малых дозах в условиях действия на организм живых существ других негативных факторов физической, химической и биологической природы, крайне сложно. Официально в настоящее время  принята именно беспороговая концепция.   

2.2.Общая характеристика воздействия продуктов ядерного взрыва

     Продукты  ядерного взрыва, поступив во внешнюю  среду, становятся источником внешнего гамма- и бета-облучения. Помимо этого, в условиях формирования радиоактивного следа и нахождения людей и животных на загрязнённой радионуклидами местности, возможно, их поступление в организм. Радионуклиды могут поступать человеку ингаляционно в момент выпадения из облака взрыва и вторичного пылеобразования и перорально с загрязнёнными продуктами питания и водой. Поэтому в зонах радиоактивного загрязнения облучение населения носит комбинированный характер – сочетание внешнего и внутреннего облучения, что приводит к сложному развитию патологических процессов.

     В процессе распада радионуклидов  их радиоизотопный состав изменяется. В начальном периоде загрязнения  дозы внешнего облучения формируются  за счёт короткоживущих радиоизотопов  йода, циркония, рутения, лантана. Затем  в связи с естественным процессом  распада радиоактивность уменьшается. При этом возрастает относительное  содержание долгоживущих радионуклидов  – цезия, стронция, церия и др.

     В зависимости от количества продуктов  ядерного взрыва (ПЯВ), поступившего в  организм, радиационное поражение может  проявляться в форме острой, подострой  и хронической болезни.

     В генезисе острого поражения, клинике  болезни, процессах выздоровления, формировании отдалённой патологии  большое значение при поступлении  молодых ПЯВ имеет радиационное поражение щитовидной железы радиоизотопами йода, которые составляют значительную часть их активности. Опухоли в случае поступления молодых ПЯВ в основном возникают в эндокринных железах и органах, имеющих тесную функциональную связь с эндокринной системой (молочные железы, гонады). В их генезисе определяющее значение имеет нарушение эндокринного статуса организма, начальным звеном которого является радиационное поражение щитовидной железы. При поступлении в организм ПЯВ большого возраста спектр опухолей иной – саркомы, лейкозы. 

3. Сведения  о некоторых нуклидах

1. Йод

     Среди известных 26-ти изотопов йода стабильным является только природный ¹²⁷I. Стабильный ¹²⁷I относится к числу наиболее важных биоэлементов. Он входит в состав синтезируемых щитовидной железой гормонов. Остальные изотопы йода, с массовыми числами 115-126 и 128-141 радиоактивны. Периоды полураспада большинства из них колеблются от нескольких минут до нескольких недель. ^131-135I составляют значительную часть активности молодых продуктов ядерного деления. Эти изотопы при испытаниях ядерного оружия выпадают в основном в ближних зонах. В глобальных выпадениях йод практически отсутствует, т.к. распадается до выпадения на земную поверхность.

     В организм человеку радиойод может поступать  через органы дыхания, с пищей  и водой, через кожные покровы, раны и ожоговые поверхности. Основное значение имеют два первых пути. Главным  источником поступления радиойода  населению в зонах радионуклидного  загрязнения были местные продукты питания растительного и животного  происхождения. В первую очередь  это молоко, свежие молочные продукты и листовые овощи, имеющие поверхностное  загрязнение.