Дозиметры, радиометры, радиация

Наследство оказалось неутешительным. На настоящий момент установлены площадь и плотность загрязнения северной части области сравнительно долгоживущими изотопами – стронцием-90 и цезием-137. Челябинским областным Центром гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды составлены карты загрязнения этими изотопами (рис. 1 и 2). По ним можно узнать уровень загрязнения стронцием-90 и цезием-137 в месте своего проживания. К сведению! Считается, что стронций-90 и цезий-137 являются основными дозообразующими радионуклидами. Бета-излучение, испускаемое ими, имеет большую энергию распада. Попадают внутрь с воздухом и пищей. Стронций-90 подобно кальцию накапливается в костях. Период выведения его около 30 лет. Цезий-137 подобно калию накапливается в мышцах, почках, яичниках. Период выведения 100 дней. Картина загрязнения была ясна и ранее. Только тем, кто жил на этих землях, существовал от этой земли, знать все про нее было не положено. Начиная с 1961-1963 гг. на ПО «Маяк» был организован систематический контроль за выбросами радионуклидов в атмосферу из основных высоких труб. Более 90% выбросов радионуклидов в атмосферу произведено до 1970 года. Контроль за выпадением радиоактивных осадков проводится, начиная с 1951 года. Данные контроля за выбросами и выпадениями при нормальной работе предприятия содержатся в многочисленных годовых отчетах ПО «Маяк». Как упоминалось выше, уже первые радиометрические обследования территории после аварии 1957 года показали, что загрязнение очень пятнисто. В ямках, низинках – больше, на холмиках, вершинках – ниже. Ландшафт, как оказалось, наряду с погодными условиями, играет очень большую роль в распространении загрязнения. Поэтому проводились дополнительные исследования и в 1997 году Челябинским Центром радиационного мониторинга закончено составление более подробных карт загрязнения стронцием-90 и цезием-137. Также накоплены данные по содержанию стронция-90 и цезия-137 в воде рек и озер. «Исследования, проводимые Институтом экологии растений и животных УрО РАН, показывают, что содержание стронция-90 и цезия-137 в воде реки Теча превышает на 2-3 порядка уровни для рек северных умеренных широт. Запас некоторых радионуклидов в воде по расчетным данным составляет стронция-90 2х1010, цезия-137 109 Бк, плутония 106 Бк. Содержание в грунтах Течи в 49 км от места сброса составляет по стронцию-90 2,4–11,2 кБк/кг, цезия-137 4,9–640 кБк/кг с максимумом на глубине 14-20 см. На 237-ом км уровень их накоплений соответственно составляет по стронцию-90 0,05–1,8 кБк/кг, по цезию-137 0,03–0,25 кБк/кг» (Рихванов, 1997). По государственной программе РФ по радиационной реабилитации Уральского региона был выполнен определенный объем исследований для проведения комплексной оценки радиоэкологической обстановки по реке Теча. Сделан анализ информации, накопленной с 1941 года, о гидрологическом режиме реки и плотности загрязнения пойменных почв техногенными радионуклидами. По данным обследования выявлено значительное загрязнение поймы реки. Максимальные уровни загрязнения в верховьях (после водоема-11) достигают значительных величин, а именно цезия-137 более 10 тыс. Кu/км2, стронция-90 более 400 Кu/км2, изотопов плутония – более 2 Кu/км2. Существенно загрязнены пойма реки в пределах населенных пунктов, расположенных по ее берегам, и территории самих поселков (Муслюмово, Бродокалмак, Русская Теча, Нижнепетропавловское). В настоящее время созданы крупномасштабные карты (1:5000) распределения цезия-137 в пойме реки в пределах сел, изучено содержание техногенных нуклидов в почвах на территориях этих населенных пунктов. Полученные карты позволили определить, что в селе Муслюмово плотность загрязнения цезием-137, превышающая 40 Ku/кв.км, составляет около 20% территории поймы реки (0,15 кв.км), в селе Бродокалмак – 23% (0,11 кв.км), в селе Русская Теча – 15% (0,06 кв.км), в селе Нижнепетропавловское – 20% (0,14 кв.км). Примерно 30% поймы этих населенных пунктов загрязнены цезием-137 в пределах от 1 до 15 Ku/кв.км. Также выявлены наиболее загрязненные территории ВУРСа – около 1000 га за пределами санитарно-защитной зоны «Маяка» и выполнены работы по уточнению радиационной обстановки на территориях населенных пунктов, расположенных в наиболее загрязненной зоне (Татарская Караболка, Красный Партизан, Багаряк, Башакуль и др.). Определен приоритетный список населенных пунктов, подлежащих дополнительному радиационному обследованию. Первое место в этом списке занимают те из них, которые наиболее подвержены загрязнению от текущей деятельности ПО «Маяк» - пос. Новогорный и совхоз Худайбердинский. Они расположены вблизи промышленного водоема Карачай на расстоянии 5 и 10 км от предприятия в неблагоприятном, с точки зрения розы ветров, направлении (Челябинская область. Ликвидация последствий радиационных аварий. 1996). Следует привести результаты еще двух исследований, которые могут быть полезны жителям радиационно загрязненных территорий. • В 1992-93 гг. по заказу Социально-экологического Союза была выполнена комплексная оценка радиоэкологического состояния территории пос. Муслюмово. В состав работ входили локальные измерения по двум профилям гамма-спектрометром СП-4 с целью определения гамма-излучающих радионуклидов, которые формируют гамма-фон в пос. Муслюмово. Было установлено, что помимо естественных радионуклидов в почвенном слое отмечается присутствие цезия-137. В то же время радиоактивность цезия-137 мало обеспечивает дополнительный гамма-фон, всего 0,03 – 0,04 мкЗв/час или 3-4 мкр/час (Чечеткин, Хотулева, 1993). • Плотность загрязнения цезием-137 пос. Муслюмово согласно рис. 2 составляет 0,5-1 Ku/км2. Приближенно можно оценить дополнительный гамма-фон при других плотностях загрязнения цезием-137. Так, при плотности загрязнения 1-2 Ku/км2 6-8 мкр/час, при 0,2-0,5 Ku/км2 1-2 мкр/час. • Из почвы и воды радионуклиды поступают в пищевой рацион животных и человека. Исследования Челябинской областной станции химизации сельского хозяйства показали, что содержание основного дозообразующего радионуклида стронция-90 в продукции растениеводства и молоке коров общественного сектора в контрольных пунктах, расположенных по периметру ВУРСа, в 2-5 раз превышает глобальные уровни и составляет в среднем 10-50% от временно допустимых уровней (ВДУ, 1993). Концентрация этого радионуклида в молоке коров личного пользования в отдельных населенных пунктах в 1,5-2 раза выше, чем его содержание в молоке общественного поголовья. В отдельных подворьях отмечено превышение ВДУ в картофеле. (Челябинская область: ликвидация последствий радиационных аварий)

Какая доза считается малой? В настоящее время не существует единого определения малых доз. Наиболее распространена точка зрения, по которой малыми считаются все дозы менее 1 Гр (грея). В соответствии с другим подходом, малые дозы – это дозы в 100 раз превышающие уровень естественного радиоактивного фона (Ядерная энциклопедия, 1996). Влияние каких доз обсуждалось на третьем съезде по радиационным исследованиям в 1997 году в Москве? В экспериментах по влиянию малых доз на различные микросистемы организмов животных применялись дозы от 0,1 до 1 Гр (Тезисы докладов на 3 съезде по радиационным исследованиям, 1997). По экспертным оценкам Научной Комиссии по действию атомной радиации ООН (НКДАР), для человека граница малой дозы соответствует 0,02 сГр (или 0,002 Гр) (Рождественский, Кондратов, 1997). При хроническом облучении излучениями малой мощности (или малыми) дозами, суммарные дозы тоже могут быть большими. Наносимое организму повреждение может частично восстанавливаться, поэтому некоторые ученые считают, что доза 50 бэр, приводящая к болезненным явлениям при однократном общем облучении, при хроническом облучении, растянутом на 10 лет, к видимым явлениям не приводит. Однако, относительно влияния малых доз нет единого мнения. Одни ученые считают, что очень малое радиационное воздействие до определенного предела безопасно, так как организм в состоянии сам восстановить (репарировать) вызываемые им повреждения. Другие считают, что даже при самых малых дозах, пусть хоть и с малой вероятностью, возможно появление вредных воздействий. Эти воздействия не носят характер радиационного синдрома, а выражены рядом обычных болезней, которые проявляются среди людей, неустойчивых к радиации. Трудность получения точной информации по данному вопросу связана с тем, что при очень малых дозах невозможно отделить последствия радиационного воздействия от многих других причин (химическое воздействие, наследственность и т.п.). Поэтому первые ученые предлагают уровень естественного фона принять за начальный уровень отсчета, хотя он возможно и приводит к некоторому количеству наследственных и раковых заболеваний из числа тех, которые воспринимаются как возникающие сами собой, без явных причин, то есть спонтанно. Более того, увеличение радиационного воздействия даже в 2–3 раза выше уровня фона, по мнению тех же ученых, также не приводит к серьезным последствиям. Те же, кто с этими выводами не соглашается, считают, что биологические и медицинские воздействия малых доз радиации могут быть недостаточно оценены сегодня на основе чисто химических и физических измерений. И это находит подтверждение в открытии эффекта Петко.

Гонады (половые железы) обладают высокой чувствительностью к воздействию ионизирующего излучения, и их повреждение является существенной компонентой возникающего у человека радиационного синдрома. Поэтому половые железы наряду с костным мозгом отнесены к первой – наиболее чувствительной группе критических органов. Облучение мужской половой системы. За репродуктивную функцию у особей мужского пола отвечают семенники, обладающие высокой чувствительностью к облучению. Наиболее радиочувствительными клетками являются сперматогонии, а наиболее устойчивыми – сперматозоиды. После облучения в умеренных дозах способность мужчин к воспроизведению потомства снижается не сразу, так как сперматозоиды остаются сравнительно подвижными. Если повреждены все сперматогонии, то вскоре наступает полная стерильность. Облучение в дозе 0,1 Гр приводит к снижению количества сперматозоидов в течение года. Облучение в дозе 2,5 Гр вызывает стерильность на 2–3 года, а после облучения в дозе 4–6 Гр наступает полная стерильность. Реакция семенников на фракционное (дробное) облучение в дозах низкой мощности отличается от реагирования на подобное воздействие большинства других тканей, в которых оно вызывает так называемый щадящий эффект. В случае фракционного облучения семенников щадящий эффект не наблюдается, напротив оно может оказывать более сильное воздействие, чем однократное облучение. Для них суммарная доза, полученная в несколько приемов, более опасна, чем та же доза, полученная за один прием. Таким образом, облучение семенников приводит к временной стерильности, которая при больших дозах может стать необратимой, причем дробное, а также хроническое облучение, делает ткани семенников более чувствительными к радиации. Облучение женской половой системы. Яичники взрослых женщин содержат группу незаменяемых первичных и вторичных ооцитов (яйцеклеток), находящихся на разных стадиях развития. Критической компонентой в репродуктивной системе особей женского пола является половая клетка. Излучение, убивая ооциты, может вызвать стойкое бесплодие. Однократные дозы в 1–2 Гр на оба яичника вызывают временное бесплодие и прекращение менструации на 1–3 года. Дозы около 4 Гр вызывают стойкое бесплодие. Лучевое повреждение яичников необратимо снижает не только число ооцитов, но и женских половых гормонов – эстрогенов и прогестеронов, поскольку для их циклической секреции необходим нормальный овогенез.

(more…)

Особенности биологического действия ионизирующего излучения на клетки обусловлены его способностью ионизировать любые атомы. Если при облучении живых клеток ионизируются атомы, входящие в небольшие молекулы (например, воды, сахара, аминокислот, витаминов и др.), то эти молекулы могут распадаться с образованием вторичных продуктов – свободных радикалов (ОН–), обладающих большой реакционной способностью. Этот процесс называют радиолизом. Радикалы являются чрезвычайно химически агрессивными соединениями (самые агрессивные в природе). При ионизации атомов макромолекул (белков, ферментов, нуклеиновых кислот) они теряют свои биологические функции. Различают два вида воздействия на клетки ионизирующего излучения: прямой, при котором энергия поглощается непосредственно в самих молекулах, и косвенный, при котором энергия излучения поглощается водой и другими низкомолекулярными соединениями клетки, а макромолекулы повреждаются продуктами радиолиза. К сведению! Напомним кратко о составе клетки. Живая клетка состоит из ядра, клеточной жидкости (протоплазмы или цитоплазмы) и мембран, которые отделяют клетку от внешней среды и ее внутренние органы или структуры (органоиды или органеллы) друг от друга. В состав клетки, кроме неорганических соединений – воды и минеральных солей – входят органические соединения: белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, ферменты. Молекулы белков, ферментов, нуклеиновых кислот состоят из тысяч атомов, поэтому их называют макромолекулами. В ядре, цитоплазме и мембранах содержится много макромолекул каждого вида соединений. При облучении доля повреждаемых макромолекул зависит от дозы ионизирующего излучения и даже при дозах в несколько десятков грей очень мала из–за многослоенности молекул каждого вида. Но при любой поглощенной дозе – даже в 0,01 грей (1 рад) – в каждой клетке осуществляются тысячи актов ионизации во всех клеточных структурах, что приводит к нарушению многих свойств и функций клеток – проницаемости мембран, ионного состава и др. Однако, большинство изменений являются временными и не вызывают гибели клетки. И только ионизация гигантской молекулы ДНК, несущей в себе всю генетическую информацию, может привести к потере клеткой способности к неограниченному делению (репродуктивная гибель). Это происходит в результате разрыва одной или обеих нитей молекулы ДНК, что препятствует дальнейшему воспроизводству нормальных клеток. К сведению! Хромосомы – нитевидные образования в ядре. Они являются носителями наследственных задатков организма. Одной из основных молекул хромосом является молекула дезоксирибонуклеиновых кислот (ДНК), одной из нуклеиновых кислот. Нуклеиновые кислоты образуются в ядре (нуклеус – латинское название ядра). ДНК играют основную роль в построении характерных для данной клетки белков и передаче наследственных задатков от родителей к потомству. То есть молекулы ДНК являются носителями генетической информации. Молекулы ДНК состоят из нуклеотидов, состоящих из пятиуглеродного сахара, азотистого основания и фосфорной кислоты. Нуклеотиды составляют длинные молекулы, которые закручены в две нити, свитые вместе и образующие спираль. Идентичное воспроизводство ДНК и равное распределение хромосом являются необходимыми предпосылками для нормального развития организма. Радиочувствительность делящихся клеток зависит от многих факторов и может быть искусственно увеличена или уменьшена. Например, при отсутствии кислорода поражение самых различных клеток ослабляется и радиочувствительность снижается приблизительно в 3 раза (кислородный эффект). Повреждения ДНК, которые приводят к потере клеткой способности к неограниченному делению, могут восстанавливаться благодаря существованию мощных систем репарации (восстановления). Основным восстановителем является аминокислота (глутатион), которая в момент облучения конкурирует с внутриклеточным кислородом, препятствуя ему перевести первичные повреждения ДНК в необратимое состояние. Повреждения, сохранившиеся после этого физико–химического этапа восстановления, эффективно устраняются различными ферментными системами, специфически восстанавливая различные повреждения ДНК. Конечный поражающий эффект облучения определяется невосстановленной частью этих повреждений. Гибель в результате воздействия ионизирующего излучения целостного организма млекопитающих обусловлена резким сокращением количества делящихся клеток тканей, необходимых для жизнедеятельности организма. Критическими системами у млекопитающих являются системы кроветворения и пищеварения. В костном мозге, селезенке и тонком кишечнике имеются активно делящиеся клетки (стволовые), которые являются родоначальниками всех функционирующих клеток крови и тонкого кишечника. Они ответственны за всасывание питательных веществ. В результате потери способности стволовых клеток к неограниченному делению, их численность падает ниже совместимого с жизнью критического уровня, что приводит к гибели организма. Клетки большинства других тканей организма – почек, печени, сердца, мышц, нервных клеток и др. – делятся очень редко или вообще не делятся. Под действием ионизирующего излучения они гибнут (так называемая интерфазная гибель). Для всех делящихся и большинства неделящихся клеток организма интерфазная гибель наступает при дозах в сотни Грей, поэтому, при опасных для жизни человека дозах 4–10 Грей (400–1000 бэр), эти клетки не гибнут. Исключение составляют клетки белой крови и половые клетки на некоторых стадиях развития. Интерфазная гибель этих клеток наступает уже при дозах в сотые доли грея. Механизм интерфазной гибели клеток и причина резкого различия в радиочувствительности лимфоцитов и других видов клеток не ясны. Предполагается, что интерфазная гибель клеток обусловлена не повреждением ДНК, а повреждением мембран и других структур клетки. Таким образом, самой общей реакцией клеток на облучение оказалось клеточное деление. Чувствительность клеток к воздействию ионизирующего излучения тем выше, чем чаще они делятся (то есть, чем выше их способность к размножению) и чем менее они дифференцированы. Ионизирующее излучение не только повреждает наследственный механизм клетки, но и вызывает в нем необратимые изменения – мутации, проявляющиеся в появлении стойких и передающихся по наследству новых признаков. (Yeaon, 1996).

(more…)

Получив сигнал “Радиационная опасность” и информацию о радиационной аварии, персонал предприятия, учреждений и населения действуют в соответствии с полученными конкретными рекомендациями.

В случае, если в поступившей информации отсутствуют рекомендации по действиям, следует защитить органы дыхания (платок, шарф и т. д.) и по возможности быстро укрыться в ближайшем здании, лучше всего в собственной квартире.

(more…)

Основными направлениями работ по профилактике возникновения аварий на РОО является создание высоконадежной техники и технологий, бездефектное изготовление оборудования, качественное выполнение монтажа и строительство, строгое соблюдение технологий и правил эксплуатации. Эффективным путем повышения безопасности ядерной энергетики является создание реакторов повышенной устойчивости и высоконадежных систем технологической безопасности. Наиболее перспективными являются высокотемпературные газовые реакторы (ВТГР), способные противостоять отказам оборудования, технологическим и эксплуатационным нарушениям, а также применение быстродействующих средств защиты, в том числе автоматических отсечных устройств, систем взрывопредупреждения и локализации аварии.

(more…)

Радиационно опасный объект (РОО) - научный, промышленный или оборонный объект, при авариях или разрушениях которого могут произойти массовые радиационные поражения людей, животных, растений и радиоактивное заражения среды.

(more…)