- •В.О. Кіцно, с.В. Поліщук, і.М. Гудков основи радіобіології та радіоекології
- •1. Теми самостійних занять 10
- •Тема 1. Норми радіаційної безпеки 10
- •1.1. Принципи нормування радіаційного впливу 10
- •Тема 2. Основні санітарні правила протирадіаційного захисту 26
- •Тема 3. Історія розвитку радіобіології та радіоекології 40
- •Тема 4. Фізичні основи радіобіології 46
- •Тема 5. Біологічна дія іонізуючих випромінень 82
- •Тема 6. Радіоекологія 121
- •Тема 7. Ведення сільськогосподарського виробництва на забруднених радіонуклідами територіях
- •Тема 8. Використання іонізуючих випромінень в сільському господарстві
- •1. Теми самостійних занять Тема 1. Норми радіаційної безпеки
- •1.1. Принципи нормування радіаційного впливу
- •1.2. Основні положення “Норм радіаційної безпеки України” (нрбу-97)
- •1.3. Основні регламентні величини
- •1.3.1. Радіаційно-гігієнічні регламенти першої групи – контроль за практичною діяльністю
- •1.3.2. Радіаційно-гігієнічні регламенти другої групи - медичне опромінення населення
- •1.3.3. Радіаційно-гігієнічні регламенти третьої групи - втручання в умовах радіаційної аварії
- •1.3.4. Радіаційно-гігієнічні регламенти четвертої групи – зменшення доз хронічного опромінення населення
- •Тема 2. Основні санітарні правила протирадіаційного захисту
- •2.1. Загальні положення “Основних санітарних правил протирадіаційного захисту України” (оспу-2001)
- •2.2.Типи джерел випромінення
- •2.3. Групи радіотоксичності
- •2.4. Основні принципи захисту від закритих джерел іонізуючих випромінень
- •2.5. Вимоги до влаштування, обладнання та організації праці у радіологічній лабораторії при роботі з відкритими джерелами іонізуючих випромінень
- •2.5.1. Влаштування лабораторій
- •2.5.2. Поводження з радіоактивними відходами
- •2.5.3. Дезактивація робочих приміщень та устаткування лабораторії
- •2.5.4. Засоби індивідуального захисту та особистої гігієни при роботі з радіоактивними речовинами
- •Тема 3. Історія розвитку радіобіології та радіоекології
- •3.1. Визначення наук
- •3.2. Історія розвитку радіобіології та радіоекології
- •Тема 4. Фізичні основи радіобілогії
- •4.1. Типи ядерних перетворень. Радіоактивність, одиниці її вимірювання
- •4.3. Види доз іонізуючих випромінень, одиниці їх вимірювання, порядок розрахунку і застосування
- •4.4. Основні методи виявлення іонізуючих випромінень
- •4.5. Методи радіометрії
- •4) Визначення сумарної β-активності по зольному залишку.
- •4.6. Призначення, класифікація, принцип будови дозиметричних приладів
- •Блок підсилення та перетворення
- •Блок живлення
- •4.7. Прилади індивідуального дозиметричного контролю
- •4.7.2. Прилади, що працюють на базі сцинтиляційного методу виявлення іонізуючих випромінень
- •4.7.3. Прилади, що працюють на базі фотографічного методу виявлення іонізуючих випромінень
- •4.7.4. Прилади, що працюють на основі люмінесцентного методу виявлення іонізуючих випромінень
- •4.8. Прилади загального дозиметричного контролю
- •Тема 5. Біологічна дія іонізуючих випромінень
- •5.1. Загальні уявлення про природу дії іонізуючих випромінень на живий організм
- •5.2. Радіобіологічні ефекти
- •5.2.1. Радіаційна стимуляція
- •5.2.2. Морфологічні зміни
- •5.2.3. Променева хвороба
- •5.2.4. Прискорення старіння і скорочення тривалості життя
- •5.2.5. Загибель
- •5.2.6. Генетичні зміни
- •5.2.7. Близькі і віддалені наслідки радіаційного ураження
- •5.3. Радіочутливість організмів
- •5.3.1. Радіочутливість рослин
- •5.3.2. Радіочутливість тварин
- •5.3.3. Радіочутливість риб
- •5.3.4. Радіочутливість амфібій і рептилій
- •5.3.5. Радіочутливість бактерій і вірусів
- •5.3.6. Радіочутливість рослинних угруповань
- •5.3.7. Особливості дії малих доз іонізуючих випромінень на живі організми
- •5.3.8. Критичні органи
- •5.4. Модифікація радіаційного ураження організму
- •5.4.1. Протипроменевий біологічний захист
- •5.4.2. Радіосенсибілізація
- •5.4.3. Післярадіаційне відновлення організму
- •Тема 6. Радіоекологія
- •6.1. Джерела радіоактивного забруднення об’єктів навколишнього середовища
- •6.1.1. Природні джерела
- •6.1.2. Джерела штучних радіонуклідів
- •6.2. Міграція радіонуклідів у навколишньому середовищі
- •6.3. Особливості надходження радіонуклідів у водні екосистеми
- •6.4. Розподіл радіонуклідів у морській екосистемі
- •Радіонукліди
- •6.5. Міграція радіонуклідів у прісноводних екосистемах
- •6.6. Загальні властивості прісноводних екосистем
- •6.7. Розподіл радіонуклідів серед компонентів прісноводних водоймищ
- •6.8. Надходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини та
- •6.8.1. Надходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини
- •6.8.2. Надходження радіонуклідів у рослини з ґрунту
- •6.8.3. Надходження радіонуклідів у організм сільськогосподарських тварин
- •6.9. Накопичення радіонуклідів гідробіонтами
- •6.10. Прогнозування надходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини та організм тварин
- •6.11. Особливості ураження організму інкорпорованими радіоактивними речовинами
- •Тема 7. Ведення сільськогосподарського виробництва на забруднених радіонуклідами територіях
- •7.1. Основні принципи організації ведення сільського господарства на забруднених радіонуклідами територіях
- •7.2. Зниження надходження радіонуклідів у продукцію сільського господарства
- •7.2.1. Засоби зниження надходження радіонуклідів у сільськогосподарські рослини
- •7.2.2. Засоби зниження надходження радіонуклідів в організм сільськогосподарських тварин
- •7.3. Ведення особистого підсобного господарства в районах радіоактивного забруднення
- •7.4. Очищення продукції сільського господарства від радіонуклідів технологічною переробкою
- •7.4.1. Очищення продукції рослинництва
- •7.4.2. Очищення продукції тваринництва
- •Тема 8. Використання іонізуючих випромінень в сільському господарстві
- •8.1. Радіаційна техніка в сільському господарстві
- •8.2. Радіаційно-біологічні технології в рослинництві
- •8.2.1. Передпосівне опромінення насіння сільськогосподарських культур для прискорення проростання, розвитку та підвищення продуктивності рослин
- •8.2.2. Передсадивне опромінення органів вегетативного розмноження та розсади дня прискорення розвитку і підвищення продуктивності рослин
- •8.2.3. Опромінення насіння і рослин з метою одержання нових сортів
- •8.2.4. Радіаційна біотехнологія подолання несумісності тканин і стимуляція зрощення при вегетативних щепленнях рослин
- •8.2.5. Радіаційна біотехнологія запобігання проростанню бульб, коренеплодів і цибулин при зберіганні
- •8.2.6. Використання іонізуючих випромінень для подовження строків зберігання ягід, фруктів та овочів
- •8.2.7. Радіаційна консервація продукції рослинництва і плодівництва
- •8.2.8. Радіаційні способи боротьби з комахами - шкідниками сільськогосподарських рослин
- •8.3. Радіаційно-біологічні технології в тваринництві
- •8.3.1. Радіаційне консервування кормів і поліпшення їх якості
- •8.3.2. Радіаційна біотехнологія подовження строків зберігання м'яса і м'ясних продуктів
- •8.3.3. Радіаційне знезараження деяких видів продукції тваринництва
- •8.3.4. Радіаційне знезараження стічних вод тваринницьких комплексів
- •8.3.5. Метод ізотопних індикаторів у дослідженнях в галузі сільськогосподарської біології. Радіоавтографія. Особливості використання стабільних ізотопів
- •Тема 9. Відбір і підготовка проб води, ґрунту, рослин, продуктів харчування рослинного і тваринного походження для радіометрії
- •9.1. Відбір проб води і інших рідин
- •9.2. Відбір проб грунту
- •9.3. Відбір проб рослин
- •9.4. Відбір проб зерна
- •9.5. Відбір проб коренебульбоплодів
- •9.6. Відбір проб трави і зеленої маси сільськогосподарських культур
- •9.7. Відбір проб грубих кормів (сіно, солома)
- •9.8. Відбір проб молока і молочних продуктів
- •9.9. Відбір проб м'яса і субпродуктів
- •9.10. Відбір проб риби
- •9.11. Відбір проб яєць
- •9.12. Відбір проб натурального меду
- •9.13. Підготовка проб до радіометрії
- •2. Лабораторні роботи
- •4. Розрахувати об’ємну і питому активність за формулою:
- •5. Встановити коефіцієнт нормування, рекомендований заводом-
- •6. Кодовий перемикач “фон” необхідно перевести в нульову позицію.
- •2. Визначаємо вміст 137Cs на 1 м2, якщо товщина забрудненого шару
- •3. Ситуаційні задачі з прогнозування забруднення продукції рослинництва, тваринництва та лісокористування
- •3.1. Прогнозування забруднення продукції рослинництва
- •2. Знаходимо вміст 137Cs на 1 м2, для чого забруднення 1 кг множимо на визначену
- •5. Визначаємо забруднення зерна вівса, для чого отримане забруднення території
- •14. Визначаємо необхідну кількість внесення калійних добрив по діючій речовині:
- •3.2. Прогнозування вмісту радіонуклідів в продукції тваринництва
- •3.3. Прогнозування можливого радіонуклідного забруднення продукції лісового господарства
- •3.4. Розрахунок і оцінка еквівалентної дози опромінення внаслідок надходження радіонуклідів в організм
- •5. Орієнтовні контрольні запитання з підготовки до вирішення тестових завдань
- •Рекомендована література
6.1.2. Джерела штучних радіонуклідів
Штучні радіонукліди утворюються в процесі ядерних реакцій, які
відбуваються під впливом опромінення (бомбардування) звичайних елементів або їх природних ізотопів частинками високих енергій (від кількох
мільйонів до десятків мільярдів електрон-вольт). Досі одержано 1880
радіоактивних ізотопів більш як 80 хімічних елементів.
Велика кількість радіоактивних речовин утворюється під час вибуху атомної бомби, основою якого є саморозвиваюча ланцюгова реакція поділу
235U або 239Рu. Після вибуху в атмосфері атомної бомби середньої потужності
(10-15 Мт) близько половини утворених радіоактивних продуктів випадає в районі вибуху на земну і водну поверхні в радіусі 100 км, а інші потрапляють
в тропосферу й стратосферу. З тропосфери частинки протягом місяця
випадають на Землю в зоні, що визначається вже радіусом 250-450 км від місця вибуху (залежно від сили і напрямів вітру). Радіонукліди, які потрапляють в стратосферу, поширюються навколо всієї земної кулі і випадають на поверхню Землі значно пізніше, хоч початок випадання їх
можна виявити через 2-3 тижні, а повне випадання відбувається протягом
1,5-2 років. За цей час короткоживучі радіонукліди розпадаються, і в опадах переважають довгоживучі радіонукліди 90Sr (стронцій) та 137Cs (цезій) з періодами піврозпаду відповідно 29 і 30 років.
Після підписання в 1963 р. Московського договору про заборону ядерних випробувань у трьох середовищах - атмосфері, космосі й воді - навколишня біосфера стала швидко звільнятися від радіоактивних речовин.
Певну частку у забруднення навколишнього середовища вносять підприємства атомної енергетики, робота яких пов'язана з видобутком уранової руди, її переробкою на збагачене ядерне паливо, виробництвом твелів, переробкою відпрацьованого палива для наступного використання,
переробкою і захороненням радіоактивних відходів. Перелічені виробничі операції становлять ядерний паливний цикл (ЯПЦ).
На всіх етапах ЯПЦ можливе потрапляння радіонуклідів у навколишнє середовище. Інтенсивність впливу радіаційного фактора на об'єкти
природного середовища в різних його частинах неоднакова. Навіть на перших етапах цього циклу (видобуток і переробка уранової сировини й
виготовлення твелів), коли не відбуваються ядерні реакції поділу й нейтронної активації і не утворюються штучні (техногенні) радіонукліди, в навколишнє середовище викидаються важкі природні радіонукліди і
«нормальна» інтенсивність їх кругообігу змінюється. На наступних етапах ЯПЦ - (під час роботи АЕС, переробки відпрацьованого палива, коли утворюється велика кількість штучних радіонуклідів, а також під час захоронення радіоактивних відходів) інтенсивність впливу радіаційного
фактора на навколишнє середовище може зростати.
Атомна енергетика, враховуючи небезпеку ядерного випромінення, будується за принципом замкнутого циклу, завдяки чому в навколишнє середовище потрапляє лише незначна кількість важких для вловлювання радіоактивних речовин. Так, під час видобутку уранової руди і вилучення урану 99% породи потрапляє у відвали, спричинюючи лише локальне забруднення середовища ураном, радієм, радоном та деякими іншими радіонуклідами. Під час роботи реакторів у навколишнє середовище можуть потрапити газоподібні летючі радіонукліди 14С, 3Н, 85Кr та І29І. Однак
практично їх можна вловлювати за допомогою спеціальних фільтруючих систем. Радіоактивні відходи зберігаються в ізольованих місцях. В результаті проведення цих заходів в нормальних безаварійних умовах роботи частка викидів підприємствами атомної енергетики у природному радіаційному фоні незначна - не перевищує кількох відсотків.
Ядерні реактори АЕС, що працюють у багатьох країнах світу, є джерелом незначного забруднення навколишнього середовища радіоактивними відходами навіть безпосередньо біля них.
Слід зазначити, що мешкання поблизу вугільної ТЕС, якщо врахувати викиди в атмосферу не лише радіоактивних, а й хімічних речовин, набагато
шкідливіше для здоров'я людини, ніж мешкання поблизу АЕС такої самої потужності. І хоч доза опромінення внаслідок викиду з АЕС зростає щороку внаслідок збільшення їх кількості й потужності, частка випромінення за їх
рахунок у загальному радіаційному фоні залишається, як і раніше, незначною
(за даними Міжнародного агентства з атомної енергії, вона не перевищує
4%).
Радіоекологічні проблеми загострюються в умовах порушення технологічних процесів на підприємствах ЯПЦ, що супроводжується аваріями з викидом радіоактивних речовин в навколишнє середовище. Внаслідок цього радіоактивне забруднення може потрапити в природні екосистеми, на сільськогосподарські угіддя і призвести до важких радіоекологічних і соціально-економічних порушень.
Найбільш тяжкими вважаються аварії на сховищі радіоактивних відходів на Південному Уралі та на Чорнобильській АЕС. Під час цих аварій були забруднені великі території внаслідок того, що в обох випадках викид
радіонуклідів відбувався на значну висоту (до 1 км на Південному Уралі й до
7 км у Чорнобилі). Радіоекологічна обстановка в районі аварії на Південному Уралі зумовлена забрудненням території довгоживучим радіонуклідом 90Sr, внаслідок чого сільськогосподарські угіддя на площі понад 100 тис. га на довгі роки були вилучені із землекористування.
Територія, у десятки разів більша, ніж на Південному Уралі, була забруднена довгоживучими радіонуклідами 90Sr, 137Cs та 239Pu і 240Am внаслідок найбільшої за всю історію розвитку атомної енергетики аварії на Чорнобильській АЕС.