Medistok » Медицина » Влияние ядерных испытаний на здоровье человека

Информация

Добавить в ЗАКЛАДКИ

Поделиться:

Влияние ядерных взрывов

Ядерный взрыв представляет собой неконтролируемую цепную реакцию, в ходе которой возникает очень интенсивный поток нейтронов, способный навести радиоактивность на всю окружающую среду. Радиоактивные продукты, образующиеся при взрыве, состоят из оставшихся неиспользованными взрывчатых веществ (и235 и Ри239), продуктов расщепления, возникающих из этих веществ (Бг90, Сэ137, 31 и т. п.), и продуктов активации, образующихся из элементов, присутствующих в почве и воде (Са45, №24), под влиянием бомбардировки нейтронами.[ . ]

Будем исходить из того, что во время ядерного конфликта будет взорвано большое количество термоядерных и атомных бомб с суммарной мощностью заряда 10 тыс.Мт и взрывы эти произойдут главным образом в широтном поясе 30-60° с. ш. По воздействию на атмосферу следует различать наземные взрывы и высотные (выше 1 км в атмосфере). При наземных в атмосферу выбрасываются миллиарды тонн грунта, значительная часть которого в виде мелкой пыли может достигнуть стратосферы. При всех взрывах грибовидное облако поднимается в стратосферу, занимая область высот от 10-15 до 30-40 км в зависимости от мощности заряда. Основное влияние в стратосфере будет оказано на озон.[ . ]

Проведенные исследования в районе испытания ядерного оружия в Тоцком районе свидетельствуют, что заболеваемость злокачественными новообразованиями на территориях, расположенных близко к эпицентру ядерного взрыва значительно превышает аналогичный показатель по области. При общем увеличении числа врожденных аномалий по области в 2,7 раза по сравнению с 1979 годом в Тоцком, Бузулукском, Грачевском районах рост их выше. В Тоцком районе относительно чаще регистрируется анемия, токсикозы беременности, патология щитовидной железы. Среднегодовой показатель общей смертности среди жителей Тонкого района за 1954 — 60 гг. составил 7,8, что на 0,7 превышает аналогичный показатель по области. В прилегающих к Тоцкому району территориях смертность также стабильно выше среднеобластных показателей. Полученные данные не могут служить абсолютным критерием влияния Тонкого ядерного взрыва, но говорят о необходимости более углубленного и тщательного изучения всех антропогенных факторов, выяснения сочетанного влияния малых доз радиации и экзогенных химических веществ.[ . ]

Радиоактивные осадки в результате испытательных взрывов ядерного оружия являются совершенно своеобразным видом атмосферных загрязнений, поскольку их биологическое действие определяется в большей ¡степени радиоактивностью, чем токсичностью данного химического вещества. Влияние радиации на животных качественно аналогично ее влиянию на человека (Holla-ender, 1954; National Academy of Sciences, 1956a). Возникающие эффекты можно условно подразделить на непосредственные и отдаленные.[ . ]

Северная часть Уральского региона находится в зоне влияния Новоземельского полигона ядерных испытаний. На территории Урала произведено 38 подземных технологических ядерных взрывов, из них пять с выбросом на поверхность, испытания ядерного оружия, сосредоточено производство и хранение ядерных боеприпасов, проводится переработка ядерного горючего, ведется добыча и первичная переработка урана и тория. Кроме того, регион испытывает загрязнение от природных радиоактивных источников.[ . ]

Проблемы исследования последствий возможного массированного ядерного удара (ядерной войны) для природы, в том числе-для погоды и климата, а также для биосферы интенсивно изучались в последние годы. Результаты этих исследований международными группами ученых представлены в книгах [24, 56, 61 ] Основное внимание в них уделялось изменениям погодных и климатических характеристик атмосферы и подстилающей поверхности под влиянием множественных ядерных взрывов и их прямых, последствий, влияющих на живую природу и хозяйственную деятельность человека в разных регионах. Изучались также изменения газового состава атмосферы, в частности изменения озоно-сферы, приводящие к существенным изменениям радиационного режима атмосферы, включая изменения уровней УФ излучения Солнца на подстилающей поверхности, производящих, как известно (см. п. 6.6), значительные воздействия на биосферу.[ . ]

На формирование радиационной обстановки на Южном Урале значительное влияние оказал и воздушный ядерный взрыв, произведенный 14 сентября 1954 г. в ходе Тоцкого войскового учения (Оренбургская область). Исследования, проведенные научно-про-изводственным объединением «Инеко ЛТД» в 1981 г. (спустя почти четыре десятилетия!) позволили выделить ближний радиационный след, включающий целый ряд районов в Оренбургской области [19].[ . ]

Окись азота эффективно образуется при температурах, превышающих 2000 К, например при ядерных взрывах и в реактивных двигателях. Последний источник может стать серьезной проблемой фотохимии стратосферы в случае появления большого флота высотных самолетов. Этой проблеме, как и проблеме фторхлорметанов, в последние годы были посвящены обширные исследования [67, 144, 163, 256, 272]. Хотя имеются значительные неопределенности и в измерениях имеющихся N0 в атмосфере, и в теории (в последнем случае порядка фактора 2), роль N0 в фотохимии озона достаточно хорошо установлена. Сейчас можно было сделать два основных вывода. Во-первых, планируемая на ближайшее время сверхзвуковая транспортная авиация благодаря малой высоте полета (17 км) и ограниченному числу (менее 50) не должна оказать существенного или отличного от естественных изменений влияния на озон. Однако большой флот сверхзвуковой авиации, действующий на больших высотах, согласно модельным прогнозам, может заметно повлиять на слой озона, так что общий уровень выбросов двигателей, возможно, следует определить международным соглашением [4]. Основные оценки суммированы в табл. 11 (результаты отчета по Программе оценок воздействия на климат (ПОВК)) и табл. 12 (отчет Национальной Академии наук США), относящихся к северному полушарию. Более высокие оценки в табл. 12 объясняются в основном использованием в моделях других коэффициентов вертикального турбулентного перемешивания, полученных, в частности, путем изучения распределения в стратосфере углерода-14.[ . ]

Безусловно, этот вид антропогенного воздействия на окружающую среду достаточно хорошо прогнозируется. Применение ядерного оружия представляет собой наиболее серьезную угрозу для окружающей среды. Широкомасштабная ядерная война по свидетельству экспертов ООН может привести не только к прямым физическим воздействиям ударной волны и других факторов, возникающих при взрыве, но и к климатическим изменениям, резкому падению освещенности и температуры на больших пространствах, изменениям характера атмосферных осадков. В результате синергизма факторов и распространения их воздействия от одних элементов экосистем к другим могут происходить более крупные сдвиги, чем при изолированном их действий. Одновременное влияние таких факторов, как понижение температуры и освещенности, уменьшение уровня ультрафиолетового излучения, а также поступление в окружающую среду вредных веществ, может привести к резкому нарушению жизнедеятельности биологических сообществ и к снижению на длительный период их способности к восстановлению. После ядерной войны, когда экстремальные условия приобретут новые формы, природные сообщества подвергшихся ударам регионов вступят в фазу нового формирования. Предсказать ход этого формирования точно невозможно.[ . ]

Наиболее чувствительны к внешним воздействиям зоны разломов и геологические формации, содержащие большие количества способных к миграции флюидов (вода, нефть, газ). Особенно сильное влияние на геодинамические и гидрологические процессы оказывают подземные ядерные взрывы. В 1980-1984 гг. на Астраханском газоконденсатном месторождении было произведено 15 таких взрывов. Вскоре (с 1986 г.) началась внезапная деформация и уменьшение объема образовавшихся полостей. В результате этих взрывов и, вероятно, предшествовавшего им создания крупных водохранилищ на Волге неоднократно происходило резкое нарушение водного режима недр Прикаспийской низменности. Следствием многолетнего воздействия на недра региона стало увеличение водных масс Каспийского моря, носившее взрывной характер.[ . ]

Оценки изменений состава атмосферы сделаны в основном с использованием одномерных радиационно-фотохимических моделей, в которых задаются оптические свойства аэрозолей — продуктов ядерных взрывов — и эволюция со временем концентрации частиц пыли и дыма пожаров в тропосфере и стратосфере. Вертикальные распределения этих концентраций в начальный момент также задаются, а вертикальные профили малых газов — продуктов взрывов — и газов, взаимодействующих с ними фотохимически, рассчитываются в моделях с использованием профилей параметров вертикального переноса — коэффициентов макротурбулентной диффузии Кг для «стандартных» условий. В некоторых работах величина Кг существенно уменьшалась в тропосфере, чтобы отразить влияние ее прогревания и роста вертикальной статической устойчивости на интенсивность вертикального переноса примесей [55, 61, 213].[ . ]

Необходимость международного сотрудничества в области охраны окружающей среды диктуется тем, что все страны оказались в экологической зависимости друг от друга. Разрушение озонового слоя земли, загрязнение атмосферного воздуха, Мирового океана, пагубное влияние ядерных взрывов распространяются не только на те государства, где допускаются экологически опасные действия, но и на все мировое сообщество. Поэтому в настоящее время государства под эгидой ООН или на двухсторонней основе организуют взаимодействие с целью охраны среды обитания человека, растительного и животного мира. В основу такого взаимодействия положен ряд общепризнанных мировым сообществом принципов человеческой деятельности в области использования природной среды. Они содержатся отчасти в межгосударственных договорах и актах, в нормативных документах международных организаций и суммированы в решениях наиболее значительных международных конференций, полностью или частично посвященных охране окружающей среды и регулированию сотрудничества государств и народов в этой области.[ . ]

В настоящее время разрабатываются системы астероидной защиты Земли, они включают станции наземного наблюдения за телами в околоземном космическом пространстве, космические станции ближнего и дальнего наблюдения. После выявления астероида, представляющего опасность для Земли, предполагается его уничтожение при помощи ядерного оружия. Для этих целей могут быть использованы системы космической обороны, которые разрабатывались в СССР для отражения ракетно-ядерного удара. В США подобные программы известны под названием «звездных войн». Однако применение этих разработок для уничтожения космических тел, угрожающих Земле, требует всестороннего научного анализа. Например, неясны экологические последствия мощного ядерного взрыва в непосредственной близости от Земли. Реальным шагом на пути создания системы защиты от космических объектов является проведение совместного эксперимента Российской академией наук и Национального исследовательского комитета Италии по разработке методов и средств дальнего обнаружения астероидов и метеоритов. Эксперимент проводится на базе двух синхронно работающих телескопов, один размещен в Крыму, другой в Медичине (Италия). Эксперименты показали, что такая система из двух телескопов может обнаружить объект диаметром 200 м на удалении 1,8 млн км от Земли.[ . ]

В настоящей брошюре лишь попутно затрагиваются экологические проблемы, связанные с добычей, обогащением и транспортировкой урановой руды, производством и транспортировкой я дерн ого топлива. Близкие к затронутым в настоящей брошюре проблемам, будет посвящены другие брошюры этой же серии, в том числе: о проблемах переработки отработавшего ядерного топлива, радиоактивных отходов, проблеме чернобыльской катастрофы, влияния малых доз радиации, мирных ядерных взрывов.[ . ]

Малые реки стали объектами радиоэкологии пресноводных экосистем, изучающей распространение техногенных радионуклидов в водоемах [239, 319], ландшафтной георадиоэкологии и географии радиоактивных загрязнений [44, 123, 294, 318]. Донные отложения малых рек загрязнены радионуклидами во многих регионах России: Брянской и Тульской областях, на Южном Урале, Забайкалье, в Якутии, Туве, вблизи ядерных центров и мест проведения подземных ядерных взрывов. Тщательно изучаются закономерности распределения радионуклидов в биотических и абиотических компонентах экосистем малых рек в условиях влияния АЭС [130, 336].[ . ]

Третья задача серии — информирование самих атомщиков («атомщиками» называют сами себя работники Минатома России, даже в подзаголовке своей газеты «АТОМПРЕССА» они пишут: «ГазетаРоссийских атомщиков»). В их критических откликах на публикации и выступления «зеленых» по ядер-ным проблемам часто обнаруживается явная ограниченность только близкой каждому из них областью. Ядерщики-энергетики не знают об опасных последствиях подземных ядерных взрывов, а ядерщики — «бомбоделы» не знают о влиянии сверхмалых доз радиации на живые организмы. Те и другие всерьез не анализировали проблему радиоактивных отходов.[ . ]

Подчеркну еще раз, что за внешне объективными официальными терминами «среднесуточный», «среднемесячный», «среднегодовой выброс» могут скрываться крайне опасные для живой природы и человека многократные разовые превышения концентраций радионуклидов в выбросах АЭС. Именно кратковременное повышение концентраций короткоживущих изотопов йода (йода-133 с перидом полураспада в 20,9 час и йода-131 с периодом полураспада 8 сут.) стали причиной тысяч заболеваний раком щитовидной железы после взрыва на Чернобыльской АЭС. Трудно избавиться от ощущения, что «средние» величины выбросов широко используются в немалой степени для того, чтобы замаскировать опасное влияние предприятий ядерной индустрии. Поэтому для понимания истинных масштабов опасности, исходящей от АЭС, важны не столько эти «средние» выбросы, сколько реально наблюдаемое радиоактивное загрязнение вокруг АЭС.[ . ]

Радиация – это невидимое человеческому глазу излучение, которое тем не менее оказывает мощнейшее влияние на организм. К сожалению, последствия облучения для человека исключительно негативные.

Виды излучения

Изначально излучение влияет на организм извне. Оно исходит от естественных радиоактивных элементов, которые находятся в земле, а также попадает на планету из космоса. Также внешнее облучение исходит в микродозах от стройматериалов, медицинских рентгеновских аппаратов. Большие дозы облучения можно обнаружить на ядерных электростанциях, специальных физических лабораториях и урановых рудниках. Также крайне опасны полигоны испытания ядерного оружия и места захоронения радиационных отходов.

В определенной степени наша кожа, одежда и даже дома защищают от вышеперечисленных источников излучения. Но главная опасность радиации заключается в том, что облучение может быть не только внешним, но и внутренним.

Радиоактивные элементы могут проникать с воздухом и водой, через порезы в коже и даже сквозь ткани организма. В этом случае источник облучения действует намного дольше – пока он не будет выведен из тела человека. От него не защититься свинцовой плитой и невозможно уехать подальше, что делает ситуацию еще опаснее.

Дозировка облучения

Для того чтобы определить мощность облучения и степень воздействия радиации на живые организмы было придумано несколько шкал измерения. В первую очередь измеряется мощность источника излучения в Греях и Радах. Здесь все достаточно просто. 1 Гр=100Р. Именно так определяется уровень облучения с помощью счетчика Гейгера. Также используется шкала Рентген.

Но не стоит считать, что данные показания достоверно указывают на степень опасности для здоровья. Недостаточно знать мощность излучения. Влияние радиации на организм человека меняется также в зависимости от типа излучения. Всего их 3:

  1. Альфа. Это тяжелые радиоактивные частицы – нейтроны и протоны, которые несут наибольший вред для человека. Но они обладают малой пробивной силой и не способны проникнуть даже сквозь верхние слои кожи. Но при наличии ран или взвеси частиц в воздухе,
  2. Бета. Это радиоактивные электроны. Их пробивная способность – 2 см. кожи.
  3. Гамма. Это фотоны. Они свободно пронизывают тело человека, и защититься возможно только с помощью свинца или толстого слоя бетона.

Радиационное воздействие происходит на молекулярном уровне. Облучение приводит к образованию в клетках тела свободных радикалов, которые начинают разрушать окружающие вещества. Но, учитывая уникальность каждого организма и неравномерную чувствительность органов к действию радиации на человека, ученым пришлось ввести понятие эквивалентной дозы.

Для определения, чем опасна радиация в той или иной дозе, мощность излучения в Радах, Рентгенах и Греях умножается на коэффициент качества.

Для Альфа-излучения он равен 20, а для Бета и Гамма – 1. Рентгеновские лучи также имеют коэффициент 1. Полученный результат измеряется в Бэрах и Зивертах. При коэффициенте равном единице, 1 Бэр равен одному Раду или Рентгену, а 1 Зиверт равен одному Грею или 100 Бэрам.

Чтобы определить степень воздействия эквивалентной дозы на организм человека пришлось ввести еще один коэффициент риска. Для каждого органа он отличается, в зависимости от того как влияет радиация на отдельные ткани тела. Для организма в целом он равен единице. Благодаря этому получилось составить шкалу опасности радиации и ее влияния на человека при однократном воздействии:

  • 100 Зиверт. Это быстрая смерть. Через несколько часов, а в лучшем случае дней нервная система организма прекращает свою деятельность.
  • 10-50 – это смертельная доза, в результате которой человек умрет от многочисленных внутренних кровоизлияний спустя несколько недель мучений.
  • 4-5 Зиверт – -смертность составляет около 50%. Из-за поражения костного мозга и нарушения процесса кроветворения организм погибает спустя пару месяцев или меньше.
  • 1 Зиверт. Именно с этой дозы начинается лучевая болезнь.
  • 0,75 Зиверта. Кратковременные изменения в составе крови.
  • 0,5 – эта доза считается достаточной, чтобы стать причиной развития онкозаболеваний. Но других симптомов обычно не бывает.
  • 0,3 Зиверта. Это мощность аппарата при получении рентгеновского снимка желудка.
  • 0,2 Зиверта. Это безопасный уровень излучения, допустимого при работе с радиоактивными материалами.
  • 0,1 – при данном радиационном фоне добывается уран.
  • 0,05 Зиверта. Норма фонового облучения медицинской аппаратурой.
  • 0,005 Зиверта. Допустимый уровень радиации возле АЭС. Также это годовая норма облучения для гражданского населения.

Последствия радиационного облучения

Опасное влияние радиации на организм человека обуславливается воздействием свободных радикалов. Они образуются на химическом уровне из-за воздействия облучения и поражают в первую очередь быстро делящиеся клетки. Соответственно в большей мере от радиации страдают органы кроветворения и половая система.

Но на этом радиационные эффекты облучения человека не ограничиваются. В случае с нежными тканями слизистых и нервных клеток, происходит их разрушение. Из-за этого могут развиваться разнообразные нарушения психической деятельности.

Часто из-за действия радиации на организм человека страдает зрение. При большой дозе радиации может наступить слепота вследствие лучевой катаракты.

Другие ткани тела претерпевают качественные изменения, что не менее опасно. Именно из-за этого многократно увеличивается риск онкологических заболеваний. Во-первых, меняется структура тканей. А во-вторых, свободные радикалы повреждают молекулу ДНК. Благодаря этому развиваются мутации клеток, что и приводит к раку и опухолям в различных органах тела.

Самое опасное, что данные изменения могут сохраняться и у потомков, из-за повреждения генетического материала половых клеток. С другой стороны, возможно и обратно воздействие радиации на человека – бесплодие. Также во всех без исключения случаях, радиационное облучение приводит к быстрому износу клеток, что ускоряет старение организма.

Мутации

Сюжет многих фантастических историй начинается с того, как радиация приводит к мутации человека или животного. Обычно мутагенный фактор дает главному герою разнообразные сверхспособности. В реальности радиация влияет немного иначе – в первую очередь генетические последствия радиации сказываются на будущих поколениях.

Из-за нарушений в цепочке молекулы ДНК, вызванных свободными радикалами, у плода могут развиваться различные отклонения, связанные с проблемами внутренних органов, внешними уродствами или нарушениями психики. При этом данное нарушение может распространяться и на будущие поколения.

Молекула ДНК участвует не только в размножении человека. Каждая клетка тела делится согласно программе, заложенной в генах. Если данная информация повреждается, клетки начинают делиться неправильно. Это приводит к образованию опухолей. Обычно оно сдерживается за счет иммунной системы, которая пытается ограничить поврежденный участок тканей, а в идеале и избавиться от него. Но из-за иммунодепрессии, вызванной радиацией, мутации могут распространяться бесконтрольно. Из-за этого опухоли начинают пускать метастазы, превращаясь в рак, или разрастаются и давят на внутренние органы, например мозг.

Лейкоз и другие виды рака

Из-за того, что влияние радиации на здоровье человека в первую очередь распространяется на кроветворные органы и кровеносную систему, наиболее частым следствием лучевой болезни является лейкоз. Его еще называют «раком крови». Его проявления затрагивают весь организм:

  1. Человек теряет в весе, при этом отсутствует аппетит. Его постоянно сопровождает слабость в мышцах и хроническая усталость.
  2. Появляются боли в суставах, они начинают сильнее реагировать на окружающие условия.
  3. Воспаляются лимфатические узлы.
  4. Увеличиваются печень и селезенка.
  5. Затрудняется дыхание.
  6. На коже обнаруживаются пурпурные высыпания. Человек часто и обильно потеет, могут открываться кровотечения.
  7. Проявляется иммунодефицит. Инфекции свободно проникают в тело, из-за чего часто поднимается температура.

До событий в Хиросиме и Нагасаки, врачи не считали лейкоз болезнью от радиации. Но 109 тысяч обследованных японцев подтвердили связь радиации и онкологических заболеваний. Также выяснилась вероятность поражения тех или иных органов. На первом месте оказался лейкоз.

Затем радиационные эффекты облучения людей чаще всего приводят к:

  1. Рак молочной железы. Поражается каждая сотая женщина, пережившая сильное радиационное облучение.
  2. Рак щитовидной железы. Им также страдает 1% облученных.
  3. Рак легких. Эта разновидность сильнее всего проявляет себя у облучаемых шахтеров урановых рудников.

К счастью, современная медицина вполне может справиться с онкологическими заболеваниями на ранних стадиях, если влияние радиации на здоровье человека было кратковременным и достаточно слабым.

Что влияет на последствия облучения

Влияние радиации на живые организмы сильно различается от мощности и типа излучения: альфа, бета или Гамма. В зависимости от этого одна и та же доза радиации может оказаться практически безопасной или привести к скоропостижной смерти.

Также важно понимать, что воздействие радиации на организм человека редко бывает одновременным. Получить дозу в 0.5 Зиверта за один раз – это опасно, а 5-6 – смертельно. Но сделав несколько рентгеновских снимков по 0,3 Зиверта в течение определенного времени, человек дает возможность организму очиститься. Поэтому негативные последствия радиационного облучения просто не проявляются, так как при суммарной дозе в несколько Зиверт, единовременно на тело будет действовать лишь малая часть облучения.

Кроме того, различные последствия действия радиации на человека сильно зависят от индивидуальных особенностей организма. Здоровое тело дольше сопротивляется разрушительному действию облучения. Но лучше всего для обеспечения безопасности радиации для человека, как можно меньше контактировать с излучением для минимизации ущерба.

Загрязнение окружающей среды в результате ядерных испытаний

Находящиеся в окружающей среде радионуклиды подразделяются на природные и искусственные. Природные частично образовались одновременно с веществом Земли, частично – постоянно образуются в ядерных реакциях под действием космического излучения. В настоящее время именно они составляют основу дозовой нагрузки на человека.

Искусственные радионуклиды поступали в окружающую среду в результате испытаний ядерного оружия, ядерных взрывов, проводившихся в мирных целях, а также деятельности предприятий ядерно-топливного цикла. В течение ряда лет многие страны, в том числе и СССР, сбрасывали в моря и реки жидкие радиоактивные отходы и затапливали отработавшие ядерные установки. Свой вклад внесли и аварийные ситуации на предприятиях ядерно-топливного цикла, из которых наиболее глобальные последствия имела катастрофа на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 г.

Основным источником искусственной радиоактивности в окружающей среде стали испытания ядерного оружия в атмосфере. Общая мощность ядерных взрывов, произведённых в ходе атмосферных испытаний, составила 545 мегатонн (Мт). По оценкам, до 90% от общего числа искусственных радионуклидов поступило в окружающую среду в результате атмосферных ядерных взрывов. Выпадения радионуклидов происходили неоднородно по поверхности планеты. Так, около 76% глобальных выпадений стронция-90 пришлось на северное полушарие, где было проведено 90% от общего числа испытаний. Максимум глобальных выпадений пришёлся на 40 0 -50 0 с.ш.

Испытания ядерного оружия достигли наибольшей интенсивности в начале 1960-х годов. В 1961-1962 гг. на Новой Земле было проведено 56 атмосферных взрывов суммарной мощностью около 300 Мт тротила, в том числе термоядерный взрыв мощностью более 50 Мт. Загрязнение окружающей среды стало принимать угрожающие масштабы, и в 1963 г. СССР, США и Великобритания подписали в Москве договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, в космосе и под водой.

После подписания Московского договора СССР, США и Великобритания проводили исключительно подземные ядерные взрывы, тогда как Китай и Франция, не присоединившись к соглашению, впоследствии провели ряд атмосферных испытаний.

С 1963 г. наблюдается постепенный спад интенсивности глобальных выпадений радионуклидов.

Образование радионуклидов

При делении тяжёлых ядер урана и плутония образуются сотни различных радионуклидов с разными периодами полураспада. Распределение дочерних продуктов по массовым числам имеет два максимума, находящихся в интервалах 85-105 и 130-150. С высоким выходом образуются радионуклиды цезия-137 и стронция-90. Они имеют относительно большие периоды полураспада (около 30-ти лет) и поэтому представляют особую опасность для здоровья человека. В первые недели после взрыва особое значение имеет йод-131 (период полураспада 8 дней), способный накапливаться в щитовидной железе и тем самым создавать высокие локальные дозы облучения.

Образующиеся при ядерном или термоядерном взрыве нейтроны взаимодействуют с ядрами атомов, входящих в состав атмосферы, почвы, конструкционных материалов. Так, их взаимодействие с ядрами атмосферного азота приводит к образованию радиоактивного углерода 14 C.

В атмосфере природным путём углерод 14 C образуется под действием космического излучения в количестве 3.4*10 26 атомов в год. Взрыв ядерного боеприпаса мощностью 1 Мт приводит к образованию 3.2*10 26 атомов 14 C. Ожидаемая доза облучения населения Земли за счёт 14 C вследствие ядерных испытаний в атмосфере будет формироваться в течение тысяч лет и, по оценкам, составит около 70% суммарного вклада от всех радионуклидов.

Избыток содержания С-14 в атмосфере по годам (нажмите на изображение для его увеличения)

Радиационное воздействие ядерных взрывов

Существуют две разновидности радиационного воздействия ядерного взрыва: проникающая радиация и радиоактивное заражение.

Проникающая радиация (ионизирующее излучение) представляет собой гамма-излучение и поток нейтронов, испускаемых из зоны ядерного взрыва в течение единиц или десятков секунд.

Радиоактивное заражение. Источниками радиоактивных веществ могут являться продукты деления ядерного горючего, не вступившая в реакцию часть ядерного заряда и радиоактивные изотопы, образовавшиеся в грунте и других материалах под воздействием нейтронов (наведённая активность).

Наземный или низкий взрыв втягивает в огненное облако, содержащее радиоактивные продукты деления ядер урана и плутония, множество пылинок почвы. Пылинки оплавляются с поверхности и при этом поглощают (растворяют) радиоактивные вещества. Когда атомное облако движется в ту или иную сторону под действием господствующих верховых (стратосферных) ветров пылинки постепенно выпадают на землю – сначала более крупные, потом всё более и более мелкие. Образуется длинная радиоактивная полоса – “след” – результат выпадения из поднятого в воздух облака значительного количества радиоактивных веществ. Форма следа может быть самой разнообразной, в зависимости от окружающих условий.

Радиоактивные осадки

Местные (локальные) радиоактивные осадки – это осадки, которые выпадают в течение первых нескольких часов, но не более чем через сутки после взрыва. Они образуют на местности радиоактивный след облака взрыва с достаточно высокими уровнями загрязнения. Такие локальные следы могут образовываться в основном после наземных взрывов в зоне, непосредственно примыкающей к воронке взрыва.

Глобальные радиоактивные осадки – это те продукты ядерных взрывов, которые достаточно долго находились в стратосфере, т.е. выше тропопаузы. Затем, спустя примерно 4-6 месяцев после ядерного взрыва, они начинают выпадать на поверхность Земли в виде очень мелких частиц, распространяясь практически по всему земному шару. Выпадению глобальных радиоактивных частиц способствуют обычные атмосферные осадки – дождь, снег, туман.

Кроме того, после воздушных ядерных взрывов среднего и крупного калибров возможно формирование радиоактивного загрязнения в промежуточной зоне за счёт тропосферных выпадений, особенно когда приземное пылевое образование втягивается в облако взрыва. Это – полуглобальные радиоактивные осадки, выпадение которых начинается спустя примерно 10-20 ч. после взрыва на расстояниях около 500-1000 км от места взрыва и может продолжаться в течение 2-4 недель. Радиоактивные частицы, составляющие эти выпадения, легко переносятся ветрами.

Масштабы и степень радиационного загрязнения окружающей среды в результате испытаний ядерного оружия зависят от вида и мощности взрыва.

Виды ядерных взрывов

Ядерные взрывы могут производиться в воздухе, на поверхности земли и воды, под землей и водой. В соответствии с этим различают высотный, воздушный, наземный (надводный) и подземный (подводный) взрывы.

Наземный ядерный взрыв – это взрыв, произведённый на поверхности земли, при котором образующаяся в процессе взрыва светящаяся область касается поверхности земли. Такие взрывы приводят к наиболее значительному загрязнению окружающей среды. Район взрыва оказывается сильно загрязнённым, а радиоактивные осадки выпадают на поверхность земли по направлению движения образовавшегося при взрыве облака, создавая радиоактивный след.

В СССР было проведено 32 наземных взрыва (из них 30 – на Семипалатинском полигоне), из которых при 4 взрывах за пределами полигона в ближней зоне формировались локальные радиоактивные следы. В зоне выпадения радионуклидов оказался 41 населённый пункт. Максимальные дозы облучения населения достигали 1.5-1.9 Гр. Дозы формировались в основном за счёт короткоживущих радионуклидов, среди которых наибольшее значение имели радиоизотопы йода.

На Новоземельском полигоне был произведён один наземный взрыв (в 1957 г.). Степень радиоактивного загрязнения местности после него была весьма высокой.

Воздушный ядерный взрыв – это взрыв, произведенный на высоте до 10 км, когда светящаяся область не касается земли (воды). Сильное радиоактивное заражение местности образуется в основном вблизи эпицентров низких воздушных взрывов. Их характерной особенностью является то, что, несмотря на соединение пылевого столба с облаком взрыва, поднятые с поверхности земли частицы грунта не вступают во взаимодействие с радиоактивными продуктами – осколками деления ядерного топлива. В связи с этим формирование источника радиоактивного загрязнения происходит за счёт конденсации паров только конструкционных материалов бомбы. Радиоактивные продукты локализуются в каплях образовавшейся жидкости. Размер образовавшихся таким образом радиоактивных частиц – порядка 10 мкм. Эти частицы распространяются и выпадают на землю на расстояниях до нескольких сотен и даже тысяч километров от места проведения взрыва. Помимо этого, подвергшиеся воздействию нейтронного излучения частицы поверхностного слоя грунта вовлекаются в возмущённую область атмосферы и в последующем выпадают из пылевого столба на ближних расстояниях от эпицентра взрыва.

При высоких воздушных взрывах минеральные (почвенные) частицы практически не вовлекаются в облако взрыва. Радиоактивное загрязнение местности происходит в зоне распространения нейтронов проникающей радиации в районе эпицентра, а образующиеся в основном из конструкционных материалов ядерного боеприпаса радиоактивные частицы становятся одной из составляющих глобальных выпадений радионуклидов.

При высотном ядерном взрыве (высота взрыва более 10 км) радиоактивные продукты достигают поверхности земли спустя много времени после его проведения и только в виде глобальных выпадений.

При подводном взрыве мгновенные гамма-кванты и нейтроны поглощаются водой, а радиоактивные продукты распределяются между воздушной средой и морской водой. Возникает полый водяной столб с облаком вверху. После обрушения водяного столба у его основания образуется базисная волна, которая представляет собой приводное облако, состоящее из мелких радиоактивных капель воды и тумана. Через некоторое время это облако отрывается от поверхности воды, передвигается по ветру, и из него выпадает радиоактивный дождь, образуя локальный след. Протяжённость следа и плотность радиоактивного загрязнения местности при выпадении осадков на твёрдую поверхность после подводного взрыва существенно меньше, чем после наземного.

Подводный атомный взрыв 21 сентября 1955 г. в районе губы Чёрная
(нажмите на изображение для его увеличения)

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 о-ва).

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.

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.

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.

Сведения о некоторых нуклидах

Среди известных 26-ти изотопов йода стабильным является только природный 127 I. Стабильный 127 I 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. 131-135 I 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.

Опасность для здоровья усугубляется в районах, характеризующихся нехваткой природного йода.

Цезий

Из 23-х изотопов цезия 22 – радиоактивные с массовыми числами 123-132 и 134-144. Наибольшее значение из радиоизотопов цезия имеет 137 Cs. Его период полураспада – T1/2 = 30 лет. Радиоактивные выпадения радиоизотопов цезия на сушу при испытаниях ядерного оружия и выбросы ядерных предприятий к настоящему времени явились наиболее значимым источником загрязнения внешней среды и радиационного воздействия на человека.

Носителями активности при ядерных взрывах являются аэрозоли, образующиеся в результате конденсации радиоактивных и нерадиоактивных продуктов взрыва. Атмосфера представляет собой первичный резервуар, откуда радионуклиды поступают на земную поверхность. Процесс выпадения ускоряют атмосферные осадки и агрегация частиц с образованием более крупных. Период полуочищения стратосферы примерно равен одному году.

В организм человека нуклид может поступать в основном через органы дыхания в период радиоактивных выпадений и перорально с загрязнёнными продуктами питания и водой. Начальным звеном большинства пищевых цепочек являются растения. Радионуклиды могут попасть на растения (листья, стебли, плоды) непосредственно в момент радиоактивных выпадений, через корневую систему из почвы и с загрязнённой водой.

Поступая в организм, радиоцезий распределяется практически равномерно, что приводит к приблизительно равномерному облучению органов и тканей.

Стронций

Из радиоактивных изотопов стронция наибольший интерес представляют 89 Sr (T1/2 = 50.5 сут.) и 90 Sr (T1/2 = 29.1 года).

Основным источником загрязнения внешней среды радиоактивным стронцием были испытания ядерного оружия и аварии на предприятиях топливно-ядерного цикла. Атмосфера – первичный резервуар 89 Sr и 90 Sr, откуда радионуклиды поступают на сушу и в гидросферу. Осаждение определяется гравитацией, адсорбцией на нейтральной пыли, постоянно присутствующей в атмосфере, и атмосферными осадками (дождь, снег). Время пребывания радиоактивных аэрозолей в атмосфере составляет 30-40 суток, в стратосфере – несколько лет.

Населению нуклид в основном поступает с загрязнёнными продуктами. Ингаляционный путь имеет меньшее значение. Почва => растения – начальное звено большинства цепочек переноса радиостронция из внешней среды человеку. В растения радионуклиды могут поступать в результате непосредственного загрязнения наземных их частей в момент выпадения, пылеобразования и поглощения из почвы через корневую систему.

Заключение

В 1995 г. Российская научная комиссия по радиационной защите (РНКРЗ) приняла “Концепцию радиационной, медицинской, социальной защиты и реабилитации населения Российской Федерации”, в которой определены такие понятия, как “облучённый” и “пострадавший”. В рамках данной концепции облучённым признаётся тот, у кого в результате воздействия ионизирующего излучения эффективная доза превышает 50 мЗв (5 бэр) или накопленная эффективная доза хронического облучения превышает 70 мЗв. Пострадавшим является тот, у кого в подобных обстоятельствах возникли лучевые поражения или другие заболевания в отношении которых официально установлена причинно-следственная связь с воздействием ионизирующих излучений.

При оценке степени влияния ядерных испытаний на здоровье населения, проживающего в районе их проведения, следует учитывать как параметры сложившейся на территориях этих районов радиационной обстановки, так и целый комплекс различного рода факторов, воздействующих на человека.

Л и т е р а т у р а:

  1. Ю.А. Сапожников, Р.А. Алиев, С.Н. Калмыков “Радиоактивность окружающей среды”, изд-во “БИНОМ. Лаборатория знаний”, М., 2006 г.
  2. О.И. Василенко “Радиационная экология”, изд-во “Медицина”, М., 2004 г.
  3. “Ядерные испытания”, книга 1 “Ядерные испытания в Арктике”, том 2. Под общей редакцией научного руководителя РФЯЦ ВНИИЭФ академика РАН В.Н. Михайлова. Изд-во “Картуш”, М., 2006 г.
  4. “Ядерные испытания”, книга 2 “Тоцкое войсковое учение”. Под общей редакцией научного руководителя РФЯЦ ВНИИЭФ академика РАН В.Н. Михайлова. Изд-во “Картуш”, М., 2006 г.

Автор статьи: Vorona N, автор сайта "Нагасаки"

Читайте также:  Ребенок поломал руку

Обратите внимание

Эссенциале или овесол что лучше

Содержание1 Овесол2 Эссенциале3 Что общего между препаратами4 Сравнение. Чем отличаются5 В каких случаях и когда ...

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock detector