Радиациялық қалдықтарды жою

Мазмұны

Кіріспе

Атом энергиясы – адам өмірінде маңызды орын алады. Энергия жеткілікті болғанда қоғамның дамуы қарыштап алға басады. Оған жиырмасыншы ғасыр дәлел. Бүгінгі күнгі негізгі энергия қоры болып саналатын – көмір, мұнай, газ бір кезде өзінің шегіне жетуі мүмкін. Соны болжай білген ғалымдар энергия көзін ашты. Бұл – атом энергиясы. Атом энергиясы адам өмірінде кең қолданылатын энергия түріне айналып келеді. Бұл энергия түрімен жұмыс істегенде, оның адам ағзасына тигізетін әсерін және соған байланысты физиологиялық өзгерістерді біліп, денсаулықты сақтау маңызды мәселе.

Биологияның барлық салаларының табиғи құбылыстарымен тығыз байланысты өріс алтынын ғылымның бүгінігі даму деңгейі айқын көрсетіп отыр. Өсімдіктер күн сәулесінің энергиясын өзіне сіңіріп, тіршілігін жалғастырса, жануарлар және адам организміндегі физиологиялық құбылыстардың өтіп тұруы да энергияны қажет етеді. Табиғи энергияның тым жоғары немесе төмен болуына байланысты тірі организмнің пайда болып, дамып, күрделенуі немесе Жер бетінен жойылып кетуі эволюциялық кезеңдерде кездесіп отырған.

Табиғи энергия және жасанды энергия /атомнан алынған/ әсерлері қатарлас келсе, онда тірі организмнің өмір сүруіне қауіп туатынын оқымыстылар зерттеулерінде ғылыми тұрғыдан дәлелдеп берді.

Жыл өткен сайын адамдардың радиоактивті сәулеленумен зақымдануы көбеие түсуде. Өйткені жыл сайын атом электр станциялары салып, олар іске қосылып жатыр. Сондай-ақ неше түрлі тездеткіштер (ускорительдер) сыналып, атом бомбалары жарылып жатыр. Олардан қаншама радиоактивті сәулелер бөлініп шығып, адамзат баласына неше түрлі зиян келтіріп, әлі де келтіруде. Сондықтан да адамзат баласын радиациядан қорғау осы кездегі кезек күттірмейтін өзекті мәселеге айналып отыр.ағаштарды радиациядан қорғау үшін неше түрлі киімдер тігуді қажетті етеді. Олардың құрамында қорғасын болады. Ол гамма сәулесін тұтып қалып, адам денелеріне сәулені артпайды.

Космостан келетін космостық сәулелерден практика жүзінде адамзат баласының қорғануға ешқандай мүмкіндігі жок. Ол 1000км атмосфералық қабаттан лезде өтіп кетеді де жер шарына түгелдей таралды. Космонавтарды да космос сәулесін қорғау оңай шаруа емес екендігін өмірдің өзі көрсетіп отыр Әлем ғалымдарының болжаулары бойынша 21 ғасырдың алғашқы ширегінде планетамызда энергетикалық қордың тапшылығы сезілу қаупі бар, оның шикізатына деген талас күшеюде. Мұндай адамзат цивилизациясына төңген экологиялық қауіп-қатер ең жоғарғы мемлекетаралық деңгейде мойындалып отыр. Тіпті, экологиялық апаттың туындауы ғылыми-техникалық прогрестің «даму» құбылысына деген көзқарасты дүдәмалдыққа әкеліп отыруы жер-жерде байқалуда. Сөйтіп адамзат құндылығының кейбір шкалаларын қайта қарастыру қажеттілігі пайда болуда. Бүгінгі таңда иондаушы сәулелердің антропогендік көздері көптеп табылуда. Олар қоршаған ортаны ластаумен қатар әртүрлі биологиялық кері нәтижеліктің басты себепкері болуы әбден мүмкін.

Радиацияға толы сфера

Радиацияға толы сфера – Біздің қоршаған ортада радиактивті элементтердің (заттардың) көп болуынан. Бұл ашық түде болуы, антропогендік факторлармен де болады. Осы 1940-1980 ж әлемде 1349 рет ядролық сынақтар жүргізілді. Осының нәтижесінде өте үлкен, өте көп қоршаған ортағарадионуклидтер әкеліп соқтырды. 1950 ж атмосферада және су астында 11,000 кем емес радиоактивті қалдықтарымен контейнерлер жүргізілді. 60 жылдары Арикаспийде әлемдік мақсатқа байланысты 50 жер асты ядролық жарылыстар болып өтті.

Чернобыль оқиғасы АЭС  1986 жылғы өзінің қауіпті жағдайымен, өте үлкен экологиялық фактор ретінде тарихта қалған. Әлемдік радиациялық заттардың атмосфераға тасталғанымен 77 кг болып шықты (салыстырмалы түрде Хиросимода бомбасының жарылысынан кейін 740 г тасталған радионуклеидтер),сонда да радиоактивті заттардың 70% Белорусь территориясында кездеседі.

Россиядағы Ченобыль АЭС-сы, 1995 ж. ластану систематизацияландыру жұмысы аяқталды. Ластанғаны – 137. (15%-ы тасталынған радионуклеидтердің толық саны). Көбі Брянская, Колужская, Тульская және Орлов облыстары.

Нәтижеінде Чернобль оқиғасының кезінде құрылған ормандардың 600 га болып шықты, ол зақымданғандардың 15,000 га. Радионуклеидтерден Дуная, Днепр, Днестра, Дона, Волги өзендерінің бассеиндері зақымданды, ол суқоймалардан (Киев, Коневский т.б.)

Осылай, қалдықтар ағылшын және француз атомдық зауыттары өздерінің радионуклеидтермен айтарлықтай бүкіл Солтүстік Атлантинаны, Сотүстік Корвежскиді, Гренландия, Баренцево көлдерін зақымдандырды.

көлінде 11,000 радиоактивті қалдығы контейнерлер, және де 15 атомдық суасты қайықармен реакторлар батып кеткен.

Айналадағы ортаны радиация қалдықтарымен ластау – адамға да, табиғатқа да жасалған зиянкестік. Сондықтан атомдық реакторлар мен атомдық электор станцияларын салуда, уран өндіруде, олардан шығатын радиактивті қалдықтардан сақтануды ескеріп жеті рет өлшеп, бір рет кескен жөн. Атом энергиясын қауіпсіз өндіру адамзатқа қойылып отырған үлкен сын, онсыз өркениеттің өрге басуы мүмкін емес. Алайда радиактивті қалдықтарды залалсыздандыру немесе қауіп келтірместей етіп сақтау адамзат алдындағы ең күрделі мәселелердің біріне айналып отыр. Бұл мәселелерді оңтайлы шешу үшін ұлттық деңгейде арнайы радиациялық қауіпсіздік шаралары қабылданып іске асырылуы керек. Кері жағдайда табиғатта үздіксіз жүріп жататын зат алмасулары салдарынан, радиактивті бөлшектер жер бетіндегі тіршілік атаулыны бірте – бірте жоятын болады міне, сондықтан қошаған табиғи ортаның тазалығын сақтауда әр адамға зор жауапкершілік жүктеледі.

Альфа бөлшектер – кейбір радиоактивті заттардың ыдырауынан шығып, екі  рет иондаған  гелий  атомының ядросы  (  Не). Альфа бөлшектері бір-бірімен өте күшті байланысқан екі протоннан және екі нейтроннан тұрады. Альфа бөлшектерінің массасы 6,644·10ֿ²  гр, заряды электрон зарядынан екі есе артық. Альфа бөлшектері нейтрон мен кейбір радиоактивті изотоптарды алуға арналған ядролық реакцияларда пайдаланылады. Альфа бөлшектердің ұзақ әсері нәтижесінде тірі организм сәуле ауруына шалдығады. Альфа бөлшектері парақ қағазға тұтылып, одан өте алмайды. Бірақ та, адам терісінда қалып қойса немесе ішкі органдарына тыныс жолымен, яғни жеген тағамы арқылы өтіп кетсе, ӨТЕ ҚАУІПТІ!!!

Бета бөлшектер – атом ядросына бета ыдырау кезінде бөлініп шығатын электрондар мен позитрондар. Бета бөлшектері электрондар болса β– деп, ал позитрондар болса β+ деп белгіленеді. Бета бөлшектерінің өтімділік қабілеті үлкен. Олар адам ағзасына 1 – 2см тереңдеп ене алады. Алайда бірнеше миллиметр алюминий қаңылтыры оны толық жұтып алады.

Гамма сәулелер - өте қысқа толқанда (толқын ұзындығы 1ºА=10ˉ  см-ден аз) электромагниттік сәуленің бір түрі. Гамма сәулелері атом ядросының радиоактивті түрленуі, микробөлшектердің зат ішінде кенеттен тежелуі, элементар бөлшектердің аннигиляциясы және әр түлі ыдырау (πº-мезонның ыдырауы) т.б. процесстер кезінде бөлініп шығады. Гамма сәулелерді электромагниттік толқын ретінде де қарастыруға болады. Ұзын толқынды гамма сәулелердің толқындық қасиеті, ал қысқа толқынды гамма сәулелердің корпускулалық, яғни бөлшекке ғана тән қасиеті (фотоэффект, Комптон эффектісі) басым болады. Гамма сәулелердің (γ-кванттыңэнергиясы Е=hν) арқылы өрнектеледі. Энергиясы Е=І ГэВ шамасындағы  гамма сәулелер зарядты бөлшек үдеткіштерінде электронның кенеттен тежелуі кезінде бөлініп шығады. Гамма сәулелері – ең өткір сәулелердің бірі. Гамма сәулелердің өткірлігі оның энергиясы мен сәуле өтетін ортаның қасиетіне байланысты анықталады. Гамма сәулесін шығаратын радиоактивті заттар техникада түрлі ақауларды анықтауда,медецинада әр түрлі ауруларға диагноз қоюда және оны емдеуде кеңінен қолданылады.

Сәулелік ауру - әр түрлі иондауыш сәулелердің әскерінен пайда болатын қатерлі сырқат. Адам, жануарлар, микроорганизмдер және өсімдіктерге жер қыртысынан бөлінетін гамма-сәулелер және космос сәулелері сырттан, организмде болатын радиоактивті элементтер (  К, Ra,  Rn,  С т.б.) сәулелері іштен әсер етеді. Егер бұл сәулелер тірі организмге артық мөлшерде өтсе клеткалардың, органдардың тіршілігіне қауіпті ауру туғызады. Адамда ортаның әсерінен және ішкі органдарға, әсіресе тыныс алу жолы арқылы теріге, ішек қарынға радиоактивті заттардың өтуінен пайда болады. Сәлелік ауру жедел және созылмалы деп екіге бөлінеді. Жедел түрі бір мезгілде организмге сәуленің өте көп мөлшері өткен жағдайда пайда болады. Ал созылмалы сәлелік ауру сәуленің аз мөлшерінен зақымданғанда, кейде жедел түрі созылмалы түрге айналуынан болады. Сәлелік ауруының белгілері организмге өткен сәуленің мөлшеріне байланысты 100p өткенде ауру жеңіл өтеді, организмдегі өзгеріс кейде тіпті байқалмауы мүмкін. Сәуле мөлшері 100p-нен артса, организмде аурудың белгілері анық білінеді, мұндайда, мысалы, сүйек кемігінің қызметі бұзылады, қан азаяды, тіршілік әрекеті төмендейді, организмнің ауру туғызатын микробтарға қарсы қабілеті нашарлайды. Егер организм 600p мөлшерінде сәулеленсе, 1–2 айда өледі. Сәулелік ауруына шалдыққан адамның бірнеше минуттан кейін жүрегі айниды, құсады, әлі кетеді. Мұндай жағдай 3–4 тәуліктен кейін басылып, науқас 14–15 күн, кейде 4–5 жетідей айыққандай сезінеді. Бірақ науқастың жалпы жағдайы нашарлайды, кейбір органға қан құйылады, дене температурасы көтеріледі, іші өтеді, тәбеті кемиді, терісі көгереді, тістің түбі қанталайды, шашы түсе бастайды. Мұндай жағдай 15–20 күнге созылады. Организмнің әр түрлі ауруларға қарсы тұратын қабілеті кемігендіктен өкпе қабынады, теріге іріңді жара шығады. Егер организмге сәуленің 1000–5000р мөлшері өтсе, сәулелік ауруына ішек – қарын шалдығып, зат алмасуы, әсіресе тұз және су алмасуы бұзылады да, ол қан айналысына әсер етеді. Сәулелік ауруының бұл түрінен адам алғашқы 1–2 тәулікте өледі. Қарттар мен балалар сәулелік ауруын көтере алмайды. Сәулелік ауруының қай түрінде болмасын организмнің қан айналыс, нерв, ас қорыту жүйесінің

қызметі бұзылады. Емі: қан түйіршіктері түзілетін органдарға операция жасалады, қан құяды, антибиотиктер, құнарлы тағам беріледі, витаминмен емдеу, таза ауа, емдік физкультура, организмді әлдендіретін препараттар қолданылады. Сәулелік ауруына үй жануарлары мен өсімдіктер де шалдығады. Сәуленің мөлшеріне қарай сәулелік ауру жануарларда жеңілу (150-200р), орташа (200-400p), ауыр (400-600p) деп бөлінеді. өсімдіктер сәулелік ауруына шалдыққанда углевод, май, нуклеин қышқылдарының алмасуы бұзылады. Жануарларға адамды емдегенде пайдаланатын дәріледі беріледі, ал өсімдікдің ауруына ем әлі табылған жоқ.

Күнге күю – күн сәулесінің әсерінен меленин пигменті көбеюден терінің қоңыр түске боялуы. Ультракүлгін сәуленің әсерінен тері тез қызарып, терінің зат алмасуы, қан айналысы жақсарады. Терідегі минерал заттарының алмасуын қалыптастыратын «D» витамины молаяды. Сондай-ақ күнге күю әр түрлі тері ауруларын (терлегіштік, қабыршықты теміреткі безеу т.б.) емдеуге пайдалы. Күнге күйгенде алғашқы күндері 10–15 минут, кейін қыздырыну уақытын ұзарту қажет. Кенет ұзақ қыздырынса күн сәулесі өтіп, адамның дене қызуы көтеріліп, басы ауырып, қалтырауы, кейде естен тануы мүмкін. Сондықтан күнге күюден бұрын дәрігерге қаралып денсаулығын мұқият тексерту керек. Тері біркелкі күю үшін қыздырыну алдынды денеге өсімдік майын (шабдалы, жаңғақ майы т.б.) жаққан жөн.

Қара құрдым – ғарыштық нысан. Ол гравитациялық күштің әсерімен өзінің (rg=2GM/c², М – дененің массасы, G – гравитациялық тұрақты, c – жарық жылдамдығының сан мәні) кіші мөлшерге дейін сығылуы нәтижесінде пайда болады. Гравитациялық өріс кернеулігі орасан зор болуына байланысты қара құрдым сыртқа сәуле шығара алмайды. Ғаламда қара құрдымның болатыны жөніндегі алғашқы болжам жалпысалыстырмалық теориясы негізінде жасалды. Қара құрдымның пайда болуы жайындағы алғашқы пікірдің біреуіжұлдыздардың эволюциялық теориясына негізделген. Ол бойынша қойнауында термоядролық энергияның көзі таусылған жұлдыз қара құрдымға айналады. Массасы М>Мкриз=1,5 - 3Мo (Мo – Күннің массасы) жұлдыздардағы ішкі қысым күші гравитациялық күшке қарсы тұра алмай, біртіндеп соғыла береді. Сыртқы беті, радиусы rg сфераға (Шварцшильд сферасы) дейін сығылған жұлдызда мынадай ерекше қасиет байқалады: Шварцшильд сферасының ішінен шыққан сигнал (жарық, бөлшектер) оны көктей өтіп, сыртқы бақылаушыға жетпей, сонда қалып кқояды. Жарығы сыртқа шыға алмайтын облыс шекарасын қара құрдымның горизонты деп атайды. Қара құрдымның гравитацичлық өрісінің үлкен ара қашықтықтарда кәдімгі жұлдыз өрісінен айырмашылығы болмайды. Зерттеулер нәтижелері көрсеткендей қара құрдым абсолют қара дене тәрізді температурасы Т=10² /М (кельвин бойынша) сәуле шағарады. Қара құрдымның осындай сәуле шығару механизмін 1974 ж. ағылшын физигі С.Хоукинг қарастырды. өздігінен пайда болған, сондай-ақ, жұлдыздық табиғаты бар қара құрдымды іздестіру қазіргі астрономияның аса маңызды мәселелерінің бірі болып саналыды. Галактикалар мен квазарлардың қарқынды процестер өтіп жататын қойнауында аса үлкен қара құрдымдардың (М~10 – 10 Мo)орналасуы да мүмкін деген болжам бар.

Радиация көздері, табиғи радиоактивтілік, жергілікті жердің радиоактивті зақымдалуы

Радиоактивтілік және оған жалғасатын иондық сәулелену Жер бетінде тіршілік пайда болғанға дейін өмір сүрді. "Иондық сәулелену" атауы физикалық табиғаты бойынша әртүрлі сәулелену түрлерін біріктіреді. Радиоактивтік материалдар Жер мен Күн жүйесінің планеталарының қүрамына олар пайда болған сәттен бастап кірді. Радионуклидтер тау жаныстарында, топырақта, суда кездеседі. Олар белгілі бір деңгейде өсімдіктер, адам үлпасы мөн мүшелерінде және хайуанаттарда да кездеседі. Радиоактивтілікті ашу француз ғалымы Анри Беккерелдің есімімен байланысты, ол 1896 жылы қара қағазбен жабылған фотопластинканы ағартқан уран түзының сәулеленуін анықтады. Жарыққа және 1895 жылы ашылған рентген сәулелеріне үқсастыру бойынша бүл қүбылыс радиоактивтілік атауына ие болды, яғни сәулелендіру қабілеті. Радиоактивтілік сәулелену көптеген физиктер мен химиктердің назарын аударды. Осы қүбылысты зерттеуге Мария және Пьер Кюри орасан зор үлес қосты. 1898 жылы олар уранның сәулеленгеннен кейін басқа химиялық элементке айналатындығын анықтады. Олардің кейбірін - радий мен полонийді ғалымдар таза күйінде ажыратты. Бір грамм радийдің сәулеленуінің бір грамм уранның сәулеленуінен миллион есе асып түсетін болып шықты. Бүдан кейін радий өзінің "сәулеленуші" атауына ие болды. Аз уақыттан кейін радиоактивті сәулеленудің біртекті емес екендігі және иондаушы және кіру қабілетімен ерекшеленетін сәулеленудің үш түрінің бар екендігі анықталды. Сәулеленудің осы үш түрі грек харіпінің алғашқы әріптерімен аталды: альфа, бета және гамма. Кейіннен альфа-бөлшектің гелийдің алты, ондық ядросы; бета-бөлшектің электрон екендігі, гамма-сәуленің электромагнитті сәулелену екендігі анықталды. Радиоактивтік ыдырау кезінде шығатын бөлшек пен гамма-квант заттармен ықпалдаса отыра өз энергиясын иондануға жүмсайды. Осы сәулелердің ортақ термин ретінде мына сөздер пайдаланылады: иондаушы сәулелену, иондағыш радиация немесе жай ғана радиация.

Иондаушы сәулелену - элементті бөлшектер ағынынан (электрон, протон, нейтрон, позитрон) және электрон магнитті сәулелену кванттарынан түратын сәулелену, олардың заттар мен ықпалдасуы бүл заттарда әр түрлі заттардың пайда болуына алып келеді. Радионуклид - атомдық салмағы мен атомдық заряды бар радиоактивті заттың атомы. Бірдей зарядтары бар, алайда атомдық салмағы әр түрлі атомдар осы элементтің изотоптары деп аталады.

Радионуклидтің ыдырау өнімдерінен басқа иондаушы радиацияға Жерге ғаламдық кеңістіктен келген ғарыш сәулелері мен электр энергиясын иондаушы сәулеленуге айналдыратын сәулеленудің жасанды көздері жатады (рентген аппараты, элементті бөлшектерді жылдамдатушылар және т.б.). Иондаушы сәулелердің әр түрлі ену қабілеті жоғалған энергияның әр түрлі жылдамдығымен байланысты болып шықты. Альфа бөлшектөр заттармен ықпалдаса отыра өз қозғалысының бойын толық иондайды, сөйтіп энергиясын жылдам жоғалтады. Сондықтан альфа бөлшектердің көптеген заттардағы қозғалысы үлкен емес - олар ауада 3 - 8 см өтеді, металда - 10 микрон, ал тіпті тығыз қағаздың бір бет парағы да альфа бөлшекті толығынан ұстайды.