Контрольная работа по «Основам радиационной безопасности»

Человечество только в последние годы узнало о достоверных фактах подобных нарушений в Казахстане, о загрязнениях земли, воздуха и водных ресурсов. Сейчас наша страна должна принять все меры для того, чтобы избавиться от последствий экологических бедствий и катастроф и обеспечить будущему поколению здоровый образ жизни.

Таблица 2

Экологическая опасность, ее вредное воздействие

Из данных табл. 2 видно, что все еще сохраняется экологическая  опасность. В последние годы в  соответствии с программой “Казахстан 2030” проводится большая работа по повышению социально-бытового уровня жизни населения регионов, оказавшихся в зоне экологического бедствия. В основном жителям этих районов оказывается специализированная медицинская помощь и создаются условия для повышения материального уровня жизни. Районам экологического бедствия государство выделяет средства. И в будущем также предусматривается бесплатная медицинская помощь для пострадавшего населения. С целью улучшения охраны здоровья граждан ведется борьба с вредными отходами производства и создаются безопасные условия труда. Самое главное — внедрять в производство малоотходные и безотходные современные технологии.

Система мониторинга  контроля качества окружающей среды

Обострение экологических условий на земном шаре создает необходимость ежедневного наблюдения за качеством окружающей среды. Требованием сегодняшнего для является контроль за качеством продуктов и состоянием рабочего места, особенно это актуально в больших городах и населенных пунктах. Для этого необходимо предварительное исследование причин загрязнения. Претворение этих проблем и является системой контроля мониторинга.

Мониторинг (англ. monitor —  “наблюдатель”) — система контроля качества окружающей среды, оценки, прогнозирования. Этот термин был впервые введен ООН на Стокгольмской конференции в 1972 г. В 1974 г. в Кении в соответствии с программой ООН прошло I Межгосударственное совещание по проблемам окружающей среды. Основная цель — создание системы мониторинга контроля качества окружающей среды. На совещании были определены цели и задачи системы мониторинга. Система контроля мониторинга в первую очередь ставит перед собой задачу определения степени загрязнения окружающей среды на региональном, местном и мировом уровнях. Ученый-эколог Ю. А. Израэль предложил первую рабочую схему системы контроля мониторинга:

Схема 1

По схеме 1 система  контроля мониторинга работает постоянно. Таким образом осуществляется контроль качества окружающей среды.

Служба мониторинга  проводит постоянное наблюдение за химическим, физическим, биологическим источниками загрязнения. При этом используются физико-химические, биологические, географические и другие методы. Также часто используются космические методы наблюдения.

По системе академика  И. П. Герасимова, мониторинг разделяют на биоэкологический, геоэкологический и биосферный.

Биоэкологический мониторинг, в свою очередь, делится на биологический, санитарно-гигиенический, санитарно-токсикологический.

Мониторинг в этом направлении определяет:

• качество окружающей среды;

• степень загрязнения  природных объектов;

• влияние загрязнения  на живой организм, людей;

• конкретные виды аллергенов, пыли, возбудителей болезней окружающей среды;

• нахождение в воздухе  азота, серы, тяжелых металлов и т. д.;

• степень и источники загрязнения водных ресурсов.

Для претворения в  жизнь этих работ берутся контрольные  пробы воздуха, воды, почвы, бытовых  и промышленных отходов сточных  вод. Осуществление биологического мониторинга производится через метеостанции, обсерватории и пункты контроля воды. Затем по результатам наблюдения через определенное время от небольшого населенного пункта до города передаются экспресс-анализы.

Геоэкологический мониторинг осуществляет контроль за сложными экологическими системами, природными комплексами, ландшафтами, за качественными и количественными изменениями биомассы и биопродуктивности. Также ведутся наблюдения за изменениями за изменения в составе полезных ископаемых, воды, почвы, растений и животных.

К объектам географического  мониторинга относятся исчезающие виды растений, животных, экосистемы, агросистемы и т. д. Контроль за этими объектами ведется через постоянные и полевые географические полигоны.

В местах контроля работают пункты по определению пределы к  допустимой концентрации (ПДК) вредных веществ. Получению сведения далее обрабатываются на гидрометеорологических станциях и в институтах, затем уже планируются меры борьбы.

Биосферный мониторинг рассматривает все изменения  в природе на мировом уровне. Берутся  под контроль колебания в области биосферы, а также изменения, происходящие в географических зонах ПОЛ влиянием деятельности человека, К основным объектам мониторинга относятся радиационное равновесие, чистота атмосферы, равновесие воды в мире, загрязнение океанов, биохимический перенос химических элементов. Также ведутся наблюдения за теплообменом между географическим слоем и космосом, мировыми миграциями птиц, животных, растений, насекомых, закономерностями колебаний численности популяций. Для наблюдения за природными антропогенными изменениями некоторые земли определяются как природные наблюдательные пункты. Такие земли объявляются биосферными заповедниками и не используются в хозяйственных целях. В настоящее время в мире известно около 230 биосферных заповедников. В нашей стране биосферными считаются заповедники Аксу-Жабаглы и Коргалжын. Цель создания таких заповедников — сравнивая изменения в антропогеном ландшафте с биосферным заповедником, подвести итог по мониторингу.

В изменениях сходных  ландшафтов оценка дается в соответствии с временем и пространством. Большое значение в наблюдении за природными изменениями имеет космическая система. Исследования на Земле проводятся с помощью космических кораблей “Космос”, орбитальных станций. Известно, что с помощью космических станций “Союз-3”, “Союз-4”, “Союз-5” исследуются строение Земли, глубина океанов и морей, водное течение, миграция рыб и т. д. Также посредством космических кораблей можно находить или прогнозировать нефтяные и газовые месторождения. Большим открытием для ученых было определение степени загрязнения атмосферы в каждой части земного шара. С помощью космических кораблей были сделаны наблюдения за заливом Карабугаз, определена с научной точки зрения полная картина изменений и колебаний уровня воды. Мы гордимся, что названные космические корабли ушли в космос с нашей земли, с космодрома Байконур. Но, с другой стороны, мы не должны забывать, что каждый спутник, каждый космический корабль, улетающий с космодрома Байконур, наносит непоправимый вред окружающей среде.

2. Соматико-стохастические эффекты

Соматико-стохастические эффекты - трудно обнаруживаемые, так как они незначительны и имеют длительный скрытый период, измеряемый десятками лет после облучения. Соматико-стохастические эффекты выявляются при незначительных изменениях в клетках и тканях, которые обусловливают отдаленные последствия (лейкопения, различные формы рака, сокращение продолжительности жизни).

Соматико-стохастические эффекты имеют вероятностный  характер и могут обнаруживать за длительный период наблюдения больших контингентов облученных людей (сотни тысяч). Для оценки вероятности возникновения соматико-стохастических эффектов облучения используют статистические данные числа случаев заболевания лейкемией у японцев, перенесших атомную бомбардировку, а также у лиц, прошедших лучевую терапию. Эти данные (50-70 случаев смерти на 106 человеко-рад) свидетельствует о линейной зависимости доза-эффект от кратковременного облучения в диапазоне 100 рад и больше. Принято, что линейную зависимость доза-эффект можно переносить на область малых доз и хроническое облучение малыми дозами.

3. Ионизационный метод регистрации и дозиметрии

Работа многих детекторов основана на способности  излучений к ионизации атомов. Под воздействием регистрируемого излучения в среде, заполняющей рабочий объем детектора, возникают заряженные частицы- положительные ионы и отрицательные электроны. Ионизацию вещества, возникающую вследствие непосредственного воздействия ионизирующего излучения, принято называть первичной. Заряженные частицы, возникшие в результате первичной ионизации, в свою очередь, могут вызвать дальнейшую ионизацию и возбуждение атомов рабочей среды. g- кванты могут вырывать из атомов фотоэлектроны и образовывать пары электрон-позитрон. Эти заряженные частицы также могут принять участие в процессе ионизации рабочей среды детектора. Измеряя заряд в детекторе, можно найти характеристики излучения, проходящего через его рабочий объем.

     Самыми  распространенными детекторами  ионизирующих излучений являются газонаполненные. Они имеют несколько разновидностей, которые рассматриваются ниже. Конструктивно газонаполненные детекторы представляют собой сосуды с двумя вмонтированными электродами, к которым приложена разность потенциалов U. Неионизованный газ является хорошим изолятором. Однако, если в объеме детектора распространяется излучение, вследствие его ионизирующего действия проводимость газа увеличивается. Протекание ионизационного тока зависит от свойств газа, приложенного напряжения и формы электродов. Зависимость силы тока I, протекающего в газонаполненном детекторе, от напряжения U, называется вольт-амперной характеристикой.

     При небольших  напряжениях, прикладываемых к  электродам, скорость направленного  движения ионов незначительна и оказывает малое влияние на их перемещение. Преобладает тепловое (хаотичное) движение ионов. В результате многочисленных столкновений ионов с атомами, электронами, а также между собой, происходят два явления: рекомбинация и диффузия ионов. Скорость рекомбинации зависит от плотности ионов в газе. Чем больше плотность электронов и положительных ионов, тем выше скорость рекомбинации. С увеличением скорости ионов их время взаимодействия, а вместе с ним и скорость рекомбинации уменьшаются. Плотность ионов, образующихся под воздействием ионизирующего излучения, неравномерна по объему газа. Вследствие различной плотности и теплового движения, ионы диффундируют в объеме детектора, т.е. перемещаются из мест с большей плотностью в места с меньшей. Процессы рекомбинации и диффузии ионов уменьшают ток через детектор. Это является следствием того, что не все образовавшиеся ионы могут попасть на электроды.

     С повышением  напряжения диффузия и рекомбинация  ионов уменьшаются и  количество ионов, достигших электродов увеличивается. При определенном напряжении все ионы, появившиеся в результате действия ионизирующего излучения на газонаполненный промежуток (первичные ионы), достигают электродов. Дальнейшее повышение напряжения практически не изменяет значения тока I_н, называемое током насыщения. В рассмотренной области напряжений работают ионизационные камеры.

     Если продолжать  процесс увеличения разности  потенциалов между электродами, легкоподвижные электроны между двумя последовательными столкновениями получат такую кинетическую энергию, которая является достаточной для ионизации атомов среды. Эта ионизация называется вторичной и характеризуется появлением процесса размножения зарядов. Наличие дополнительных зарядов приводит к увеличению тока. Такое явление называется газовым усилением и характеризуется коэффициентом газового усиления k, равным отношению заряда, собираемого на электродах, к первичному заряду, обусловленному действием ионизирующего излучения. В области насыщения k=1. Начиная с верхней границы области насыщения коэффициент газового усиления резко возрастает и в пределах следующей области зависит только от прикладываемого напряжения. Таким образом, в пределах некоторой области каждому значению напряжения соответствует свой коэффициент газового усиления. Размножение зарядов при этом напряжении пропорционально первичному заряду. Область напряжений, в пределах которой коэффициент  k не зависит от первичного заряда, называется областью пропорциональности. На ее верхней границе значения коэффициента газового усиления могут достигать 10³¸10⁴. В области пропорциональности работают пропорциональные счетчики.

     За областью  пропорциональности расположена  область ограниченной пропорциональности. В ее пределах коэффициент  газового усиления зависит и  от напряжения, и от первичного  заряда.

     В следующей  области напряжений характеристики газового разряда не зависят ни от первичного заряда, ни от вида ионизирующего излучения. Для возникновения электрического тока достаточно образования хотя бы одной пары ионов в газовом слое. Эту область напряжения называют областью Гейгера. Газовый разряд, возникающий в этой области, не может прекратиться самостоятельно. Для его гашения используются методы, рассматриваемые ниже. В области Гейгера работают счетчики Гейгера.

     За областью  Гейгера следует область самостоятельных  газовых разрядов.