Основные приоритеты долгосрочной энергетической стратегии России Традиционные виды энергетики Обзор зарубежного опыта строительства АЭС Реакторы на быстрых нейтронах Экологические преимучества атомной энергетики

Анализ мирового энернетического рынка

Воздействие радиации на ткани живого организма

    В органах и тканях биологических объектов как и в любой среде при облучении в результате поглощения энергии идут процессы ионизации и возбуждения атомов. Эти процессы лежат в основе биологического действия излучений. Его мерой служит количество поглощенной в организме энергии.

    В реакции организма на облучение можно выделить четыре фазы. Длительность первых трех быстрых фаз не превышает единиц микросекунд, в течение которых происходят различные молекулярные изменения. В четвертой медленной фазе эти изменения переходят в функциональные и структурные нарушения в клетках, органах и организме в целом.

    Первая, физическая фаза ионизации и возбуждения атомов длится 10-13 сек. Вo второй, химико-физической фазе, протекающей 10-10 сек образуются высокоактивные в химическом отношении радикалы, которые, взаимодействуя с различными соединениями, дают начало вторичным радикалам, имеющим значительно большие по сравнению с первичными сроки жизни. В третьей, химической фазе, длящейся 10-б сек, образовавшиеся радикалы, вступают в реакции с органическими молекулами клеток, что приводит к изменению биологических свойств молекул.

    Описанные процессы первых трех фаз являются первичными и определяют дальнейшее развитие лучевого поражения. В следующей за ними четвертой, биологической фазе химические изменения молекул преобразуются в клеточные изменения. Наиболее чувствительным к облучению является ядро клетки, а наибольшие последствия вызывает повреждение ДНК, содержащей наследственную информацию. В результате облучения в зависимости от величины поглощенной дозы клетка гибнет или становится неполноценной в функциональном отношении. Время протекания четвертой фазы очень различно и в зависимости от условий может растянуться на годы или даже на всю жизнь.

    Схематическое изображение проникающей способности различных излучений.

 Различные виды излучений характеризуются различной биологической эффективностью, что связано с отличиями в их проникающей способности и характером передачи энергии органам и тканям живого объекта, состоящего в основном из легких элементов

Химический состав мягкой ткани и костей в организме человека

Элемент

Заряд, Z

Процентное отношение по;весу

Мягкая ткань

кости

Водород

1

10.2

6.4

Углерод

6

12.3

27.8

Азот

7

3.5

2.7

Кислород

8

72.9

41.0

Натрий

11

0.08

-

Магний

12

0.02

0.2

Фосфор

15

0.2

7.0

Сера

16

0.5

0.2

Калий

19

0.3

-

Кальций

20

0.007

14.7

   Альфа-излучение имеет малую длину пробега частиц и характеризуется слабой проникающей способностью. Оно не может проникнуть сквозь кожные покровы. Пробег альфа-частиц с энергией 4 Мэв в воздухе составляет 2.5 см, а в биологической ткани лишь 31 мкм. Альфа-излучающие нуклиды представляют большую опасность при поступлении внутрь организма через органы дыхания и пищеварения, открытые раны и ожоговые поверхности.

     Бета-излучение обладает большей проникающей способностью. Пробег бета-частиц в воздухе может достигать нескольких метров, а в биологической ткани нескольких сантиметров. Так пробег электронов с энергией 4 Мэв в воздухе составляет 17.8 м, а в биологической ткани 2.6 см.

    Гамма-излучение имеет еще более высокую проникающую способность. Под его действием происходит облучение всего организма. 

Эффекты воздействия радиации на человека обычно делятся на две категории   1) Соматические (телесные) - возникающие в организме человека, который подвергался облучению. 2) Генетические - связанные с повреждением генетического аппарата и проявляющиеся в следующем или последующих поколениях: это дети, внуки и более отдаленные потомки человека, подвергшегося облучению.

Радионуклиды накапливаются в органах неравномерно. В процессе обмена веществ в организме человека они замещают атомы стабильных элементов в различных структурах клеток, биологически активных соединениях, что приводит к высоким локальным дозам. При распаде радионуклида образуются изотопы химических элементов, принадлежащие соседним группам периодической системы, что может привести к разрыву химических связей и перестройке молекул.

Пути воздействия радиоактивных отходов АЭС на человека. Относительная среднестатистическая вероятность заболевания раком после получения однократной дозы в 1 рад (0.01 Гр) при равномерном облучении всего тела Распространенными видами рака под действием радиации являются рак молочной железы и рак щитовидной железы. Обе эти разновидности рака излечимы и оценки ООН показывают, что в случае рака щитовидной железы летальный исход наблюдается у одного человека из тысячи, облученных при индивидуальной поглощенной дозе один Грей.

 Основную часть "радоновой" дозы облучения, как это ни парадоксально, человек получает в закрытых, непроветриваемых помещениях. В зонах с умеренным климатом концентрация радона в таких помещениях в среднем в 8 раз выше, чем в наружном воздухе. Но это - в среднем. А если помещение сильно загерметизировано (например, с целью утепления) и редко проветривается, то концентрация радона может быть в десятки и сотни раз выше, что наблюдается в некоторых северных странах.

Экологические проблемы энергетики Сегодня общепризнано, что не существует способов получения электроэнергии, не сопряженных с риском возможного вреда. Вопрос «какая электростанция характеризуется большим удельным выбросом радиоактивных веществ в окружающую среду – атомная или угольная?» звучит риторически, однако, как ни парадоксально, больший удельный выброс (на единицу произведенной электроэнергии) дает угольная станция. В угле всегда содержатся природные радиоактивные вещества – торий, два долгоживущих изотопа урана, продукты их распада (радий, радон и полоний), а также долгоживущий радиоактивный изотоп калия – калий-40. При сжигании угля они практически полностью попадают во внешнюю среду. При этом удельная активность выбросов ТЭС в 5–10 раз выше, чем для АЭС.

Ядерная энергетика положительно решает многие экологические проблемы, не потребляет ценного природного сырья и атмосферного кислорода, не выбрасывает в атмосферу парниковых газов и ядовитых веществ, и стабильно обеспечивает получение самой дешевой энергии. При истощении запасов органического топлива использование ядерного топлива – пока единственно реальный путь надёжного обеспечения человечества необходимой ему энергией, менее опасный для здоровья человека и окружающей среды.

При проектировании и эксплуатации АЭС жестко регламентированы: Правила и нормы радиационной безопасности

Твёрдыми радиоактивными отходами на АЭС являются в основном отдельные детали или узлы реакторного оборудования, инструменты, предметы спецодежды и средств индивидуальной защиты персонала, ветошь, фильтры из систем газоочистки. Эти отходы после переработки (сжигание, прессование, плавление) складируются в специальные хранилища-могильники. По показателю радиационного воздействия на человека и природное окружение нормально работающую АЭС можно считать безотходным производством.

Между тем, традиционные источники энергии существенно ограничены, причем по важнейшим энергоносителям даже не в среднесрочной, а в краткосрочной перспективе. Кроме того, наблюдается существенное удорожание органического топлива, в частности углеводородов. По разным данным, доступных для эффективной добычи рентабельных запасов газа хватит не более чем на 20-30 лет
Энергетической стратегии России на период до 2030 года