МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

УЧРЕЖДЕНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ

«МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. А.А. КУЛЕШОВА»

О.В.Поворова

РАДИОЭКОЛОГИЯ

Учебное пособие

Могилев

МГУ им. А.А.Кулешова

2005

УДК

ББК

Рецензенты:

А.М.Карабанов, доктор биологических наук, заведующий кафедрой биологии МГУ им. А.А.Кулешова

Поворова О.В.

Радиоэкология: Учебное пособие. – Могилев: МГУ им. А.А.Кулешова, 2005. – с.

Показаны биологическое действие ионизирующих излучений на организмы, токсикология радиоактивных веществ. м представлены основные вопросы накопления, распространения в биосфере радиоактивных веществ. и условиях приводятся лабораторно-практические занятия, наглядно демонстрирующие состояние экологических факторов.

Предназначено для студентов биологических специальностей вузов.

Пути поступления радионуклидов во внешнюю среду

Радиоактивные вещества поступают во внешнюю среду

• в резуль­тате испытаний ядерного и термоядерного оружия (особенно если они проводятся на поверхности земной коры, в воздухе и воде),

• в качестве радиоактивных отходов промышленных и энергетических реакторов и

• в результате аварийных ситуаций на этих установках.

• Определен­ное количество радиоактивных материалов поступает в окружающую среду при добыче урановой руды, выделении из нее и обогащении урана,

• переработке отработанных тепловыделяющих элементов (твэлов) в целях получения ядерного горючего ²³⁹Ри, а также

• в результате транспортировки и хранения радиоактивных отходов.

Урановая руда содержит не более 0,2 % урана, а также такие ра­дионуклиды, как ²²⁶Ra, ²¹⁰Pb, ²¹⁰Po. Часть из них при обогащении урана концентрируется, а основная часть поступает в отвалы и про­мывные воды; выделяющийся при этом газообразный радон посту­пает в атмосферу. По этой причине в местах добычи и обогащения урана радиационный фон возрастает.

Радионуклиды, загрязняющие внешнюю среду, имеют различное происхождение и физико-химические свойства.

Часть из них представ­ляет собой осколки и продукты радиоактивного распада этих осколков при делении ядер. Радиоактивные вещества могут распространяться в виде радиоактивного облака, состоящего из летучих веществ и частиц различных размеров. Радиоактивные вещества, состоящие из частиц, осаждаются в виде радиоактивных выпадений, распределение которых зависит главным образом от метеорологических условий.

Закономерности поведения радиоактивных веществ в биосфере.

1) Химические свойства радионуклидов обусловлены местом рас­положения элемента в периодической системе Д. И. Менделеева.

Высокой химической активностью обладают радионуклиды элемен­тов I группы и галогенов, которые не образуют труднорастворимых соединений,

менее подвижны нуклиды щелочноземельных элемен­тов.

Наименьшей химической активностью обладают радионукли­ды редкоземельных элементов, таких, как цирконий и ниобий, а так­же радионуклиды трансурановых элементов.

В результате проведения экспериментальных ядерных воздушных и надводных взрывов выявлено, что радиоактивные продукты деления состоят из легкорастворимых соединений.

2) Химическая подвижность радиоактивных веществ при наземном взры­ве значительно снижается по сравнению с воздушным.

3) Растворимость радионуклидов тесно связана с составом почвы и грунтов, на кото­рых произведен взрыв. При взрыве:

а) на силикатных грунтах радиоак­тивные вещества взрыва представлены стеклообразными оплавлен­ными частицами с весьма малой растворимостью.

б) на карбонатных грунтах продукты взрыва представлены в основном карбонатами и оксидами щелочноземельных элементов, обладаю­щими сравнительно высокой растворимостью в природных средах.

3) Биологическая доступность радионуклидов из оплавленных частиц определяется временем их образования, составом и дисперсностью.

Растворимость радионуклидов из мелких частиц, как правило, выше, чем из крупных. Частицы, содержащие радионуклиды глобальных выпадений, крайне малы (до 1 мкм), практически полностью раство­римы в воде, и биологическая подвижность радионуклидов соизме­рима с подвижностью их в водных растворах.

При радиационных авариях на атомных электростанциях проис­ходит выброс в окружающую среду большого количества радиоак­тивных веществ, которые загрязняют среду обитания всего живого на Земле, в том числе и сельскохозяйственные угодья. При этом ус­тановлено, что основное воздействие излучения на население обус­ловлено потреблением продуктов питания, выращенных на загряз­ненных территориях, и в основном молока.

При радиационной аварии выделяют несколько периодов в раз­витии радиационной ситуации.

1. Первый период называют периодом йодной опасности. Он наблюдается сразу после выброса радионук­лидов в атмосферу. Вследствие короткого периода полураспада изо­топов йода этот период непродолжителен и завершается в течение нескольких месяцев. При поедании животными загрязненных йодом кормов происходит его интенсивный переход в молоко и мясо.

2. Второй период в развитии радиационной обстановки начинает­ся после распада короткоживущих радионуклидов и сопровождает­ся преимущественно некорневым загрязнением кормовых угодий. Заканчивается этот период с завершением первого послерадиационного срока вегетации растений.

3. Третий период радиоэкологической ситуации в агропромышлен­ном комплексе начинается со второго срока вегетации растений пос­ле радиационных выпадений. В этот период основным путем поступ­ления радионуклидов в растения является корневой. Продолжитель­ность периода может быть несколько десятков лет, если в составе аварийных выбросов присутствует большое количество долгоживущих изотопов ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ²³⁹Pu и др.