Охарактеризуйте основное принципиальное различие изотопов йода 131 и 129

Йод-131 — бета- и гамма-излучатель. радионуклид с периодом полураспада 8.04 сут. Этим обусловлена его сравнительно невысокая опасность и возможность медикаментозной помощи. В связи с коротким периодом полураспада, через несколько месяцев после такого выброса содержание иода-131 опускается ниже порога чувствительности детекторов.

Йод-129 относится к числу наиболее радиологически значимых нуклидов в глобальном масштабе, благодаря своему периоду полураспада, который оценивается в 17 млн. лет. Его вклад в окружающую среду в отдаленной перспективе оценивается значительным. Активно включаясь в глобальный цикл, йод-129 является потенциальным глобальным облучателем на протяжении миллионов лет. К сожалению I129, как правило, не оценивается как радиационно – опасный фактор, хотя суммарный его выброс в атмосферу составил 1012 Бк

Антропогенными источниками йода 131 и 129 могут быть заводы по переработке облученного ядерного топлива, АЭС и атомные взрывы. Непосредственно в реакции деления выход этих изотопов невелик, но они образуются в значительных количествах из своих радиоактивных предшественников: 129I из 129mТе и 129Те, a 131I из 131mТе и 131Те.

В обычном режиме работы АЭС выбросы йода также невелики, но в аварийных ситуациях радиоактивная опасность обуславливается (в начальный период) именно изотопами йода, поступающими в организм, в основном, перорально и через органы дыхания.

Обладая высокой миграцией, 129I быстро включается в биологические цепи и становится источником внешнего и внутреннего облучения. Особенно большие дозы формируются в щитовидной железе детей. Проблема йода-129 заключается в том, что этому радионуклиду практически не уделяется внимания. Разработанные в настоящее время методы изоляции йода-129 вместе с отходами обеспечат эту изоляцию лишь на несколько столетий, затем хранилища разрушатся и весь йод-129 рассеется в биосфере. Глобальный вклад йода-129 в ожидаемую дозу облучения за счет ЯТЦ обусловлен на период интегрирования от 10 до 108 лет поступлением от заводов по переработке ТВЭЛов и составит 40 ГБк на 1 ГВт (эл.)*год. К настоящему времени суммарный выброс йода-129 в атмосферу достиг 1014 Бк.

Специфика йода заключается в многообразии его химич. Соед-ий. К наиболее активным формам относится элементарный йод, который под возд-ем различных факторов образует многочисленные химич. соед-я, взаимод-ет с твердыми атмосферными ч-цами, адсорбируясь на их пов-ти.

50 В чем заключается недостаток расчетных модельных определений дозовых нагрузок?

По мнению Тихомирова Ф.А., при опред-нии дозовых нагрузок в биологич. системах не всегда возможно в силу различных объективных обстоятельств получить необходимую дозиметрическую инф-цию.

Это может быть обусловлено рядом причин:

1) неравномерность распределения источников радионуклидов, чаще всего имеющих «пятнистый» характер распределения;

2) одновременное сочетанное воздействие внутренних и внешних природных и техногенных факторов радиационного характера;

3) сложный энергетический спектр излучающих радионуклидов с разными показателями ЛПЭ.

А если к этому добавить еще и факторы субъективного характера по принципу «этого быть не может, потому что этого не может быть никогда», то возникает проблема объективного определения полученных дозовых нагрузок на человека и биоту.

51 Основные радиационно-опасные факторы в зоне влияния предприятий ЯТЦ

В ЯТЦ искусствен. радионуклиды (ИРН) нарабатываются в ядерных реакторах АЭС и выбрасываются в окружающую среду как АЭС (~ 4% в общем загрязнении от ЯТЦ), так и заводами по переработке ядерного топлива (~ 96% в общем загрязнении от ЯТЦ).

Выбросы и сбросы ЯТЦ, как правило, организованные и контролируемые. При нормальной эксплуатации объектов ЯТЦ технические меры обеспечивают высокие коэффициенты удержания ИРН, образующихся в активной зоне и в теплоносителе. Качественный состав выбросов и сбросов предприятий ЯТЦ очень близок к таковому при ядерных взрывах, но количественные соотношения активностей различных радионуклидов и химические формы существенно другие и различаются даже для предприятий ЯТЦ.

Абсолютные величины выбросов и сбросов отдельных радионуклидов зависят от технологической схемы АЭС (типов реакторов), от состояния его активной зоны, герметичности основного оборудования, продолжительности работы от начала кампании, принятых схем очистки (задержки и фильтрации).

В газоаэрозольных выбросах АЭС значимыми принято считать ³H, ¹⁴C, РБГ, радионуклиды йода и долгоживущие радионуклиды, а в жидких сбросах - ³H, продукты деления и продукты активации.

В выбросах и сбросах регенерационных заводов преобладают долгоживущие радионуклиды, имеющие глобальное значение: ³H, ¹⁴C, ⁸⁵Kr, ⁹⁰Sr, ¹⁰⁶Ru, ¹²⁹J, ^134,137Cs и трансурановые элементы; при этом, по этим радионуклидам выбросы регенерационных заводов составляют значительную долю общих выбросов предприятий ЯТЦ: 99% выбросов ³H, ⁸⁵Kr, ¹²⁹J: 70 – 80% выбросов ¹⁴C.

Среди продуктов деления ПД, нарабатываемых в активной зоне реактора из топливной композиции (UO₂) основными являются ^89,90Sr, ⁹⁵Zr, ⁹⁵Nb, ^103,106Ru, ^103,106Rh, ^134,137Cs¹⁴⁰Ba, ¹⁴⁰La, ¹⁴⁴Ce, а также радиоактивные благородные газы РБГ, в том числе ⁴¹Ar, девять радионуклидов криптона, одиннадцать радионуклидов ксенона и шесть радионуклидов йода. Кроме того, в небольшом количестве выбрасывается ²³⁹Np.

Эти радионуклиды накапливаются под оболочкой ТВЭЛов, могут химически взаимодействовать друг с другом и материалом оболочки, образуя различные соединения (например, йодиды CsJ, ZrJ и др.) как летучие, так и менее летучие. Газообразные и легколетучие радионуклиды через неплотности в оболочке ТВЭЛов переходят в теплоноситель и с паром или с водой попадают в окружающую среду. Химические процессы продолжаются в теплоносителе и при дальнейшем прохождении радионуклидов через технологические среды и защитные барьеры вплоть до выхода в окружающую среду.

РАО на самих АЭС и на заводах по регенерации отработанного ядерного топлива подвергаются сложной переработке, в результате которой их химический состав изменяется качественно и количественно, но всегда бывает очень сложным. Все это относится к нормальной эксплуатации предприятий ЯТЦ. При авариях на АЭС, вероятность которых очень мала (~ 10^-6) качественный и количественный состав выбросов ИРН существенно другой. Он зависит от характера разрушений активной зоны, мощности реактора, времени, прошедшего после последней перегрузки топлива.

Так как большинство ИРН образуется в активной зоне задолго до ее разрушения, то в аварийном выбросе содержание короткоживущих ИРН будет значительно ниже, чем при ЯВ. Отсюда более медленный спад радиоактивного загрязнения от аварийного выброса, чем при ЯВ. Таким образом, радиоактивное заражение после аварии АЭС будет сохраняться дольше, чем при наземном ЯВ, но масштаб распространения (площадь зараженной поверхности) будет в десятки раз меньше (при небольшой высоте аварийного выброса).

52 В чем сходство и различие радона, торона и актинона?

Радон, торон, актинон - радиоактивные газы, относящиеся к различным радиоактивным семействам. [Радиоактивные семейства (ряды) - генетически связанные последовательным радиоактивным распадом цепочки (ряды) ядер естественного происхождения.]

Радон - продукт распада радия, образующегося в процессе радиоактивного распада урана-238. Радон радиоактивный бесцветный и без запаха газ с периодом полураспада 3,82 суток. Он в 7,5 раз тяжелее воздуха. данный газ и образующиеся короткоживущие продукты его распада являются интенсивными альфа - излучателями. Энергия альфа - частиц колеблется от 5,48 до 7,68 Мэв. Это обусловливает их активное воздействие на биологические ткани внутренних органов человека (бронхи, лёгочный эпителий и т.д.). Основ. путь переноса радона – из горных пород по трещинам с газовой фазой и с водой к поверхности Земли через почву, в которой может содержаться в значительном количестве в почвенном воздухе. Основ. путь поступления радона в организмы – ингаляционный (при дыхании), а основное радиационное воздействие связано с дочерними продуктами распада радона. Вторичными путями поступления радона являются вода и распад радия, инкорпорированного в организм.

Газообразный продукт распада 232Th - торон (220Rn) с периодом полураспада 55 сек. В радиоэкологическом плане он менее опасен чем радон, но при определённых условиях торон может создавать повышенные концентрации, и «тороновый» фактор в областях развития торийсодержащих пород необходимо учитывать.

Радиоактивный газ актинон (219Rn), продукт распада урана-235, с периодом полураспада 4 сек, не представляющий радиационной опасности.

53 В чем заключаются недостатки прямых физических методов определения дозовых нагрузок?

Внешние дозовые нагрузки на человека, в том числе на его отдельные органы и ткани, определяются методами прямого измерения радиоактивного излучения индивидуальными дозиметрами различных типов. Дозиметры могут быть размещены на тех или иных участках тела. Недостатками являются: невозможность определения всего спектра радиоактивных элементов, а также возможность определения только гамма-излучения (самого безопасного вида излучения).

54 Основные радиационно-опасные ф-ры, которые могут сущ-ть в р-нах размещения «могильников» радиоактивных мат-лов

Специфичность материалов:

1. Эти продукты из-за присутствия делящихся материалов (урана, плутония и др.) имеют способность к разогреванию до высоких температур (сотни градусов).

Высокая радиоактивность способствует радиолизу (разложение под воздействием радиоактивного излучения) воды и других химических компонентов с образованием высоковзрывчатых азотистых, водородных и других соединений.

Недоучет этого фактора может приводить к весьма сложным аварийным ситуациям с выбросами радионуклидов в окружающую среду. Такой случай был реализован в 1957 г. в Челябинске-65, когда разогрев отходов в баке привел к парогазовому взрыву большой мощности.

2. Эти материалы по существу дела образуют специфичное техногенное месторождение (находка столь компактных по объему и концентрации компонентов месторождений являются вожделенной мечтой любого геолога), к разработке которого можно вернуться при возникновении потребности или появлении новых технологий.

3. К этим материалам должен быть закрыт несанкционированный доступ, так как они могут послужить основой для производства ядерного и радиологического оружия для проведения террористических актов и шантажа.

Факторы:

- сейсмическая активность и тектоническая стабильность;

- химич.состав вод, интенс-ть водообмена, скорость движ-я вод. потока, рас-е до зоны разгрузки подз. вод

- наличие типов пород, пригодных для стр-ва постоянного сооружения, с учетом их экранирующих св-в;

- близость вод. и минерал. рес-ов, которые могут вовлекаться в экспл-цию и могут стать причиной непреднамеренного проникновения человека в могильник в будущем

- близость к системе нац парков и населенных пунктов

55 Сравните м/д собой активности 1 грамма Cs -137, Sr-90, U-325, K-40

Активности относительно радия:

Активность одного грамма цезия 137 – 87 Ки (бета-распад, Т/2 – 30 лет)

Стронций 90 – 145 Ки (бета-распад, Т/2 – 28,1 лет)

Уран 235 – 2,1*10^-6 Ки

Калий 40 – 6,8*10^-6 Ки

Т.о., радиоактивность, например, 1 грамма урана 235 в 2000 000 раз выше, чем радиоактивность 1 грамма радия-226.