Application de la radioactivité. Utilisation de la radioactivité à des fins pacifiques

Le phénomène de la radioactivité et son utilisation dans la science, l'industrie et la médecine

Préparé par : étudiant

École n°26, Vladimir

Khrupolov K.

Un autre mystère de la nature

La fin du XIXe et le début du XXe siècle ont été exceptionnellement riches en découvertes et inventions époustouflantes dont les gens ne pouvaient que rêver. L'idée de la possibilité d'obtenir une énergie inépuisable contenue dans une quantité insignifiante de matière vivait dans les recoins de la pensée humaine.

Becquerel était un scientifique célèbre de l'époque, qui s'était fixé pour objectif de découvrir la nature de la lueur mystérieuse de certaines substances sous l'influence du rayonnement solaire. Becquerel rassemble une énorme collection de produits chimiques incandescents et de minéraux naturels.

But du travail

Etude de la notion de radioactivité, sa découverte.
Découvrez comment les isotopes radioactifs sont utilisés dans la science, l'industrie et la médecine.
Déterminer la valeur du phénomène de radioactivité dans le monde.

Phénomène de radioactivité

La radioactivité est la capacité de certains noyaux atomiques à se transformer spontanément en d'autres noyaux avec l'émission de divers types de rayonnements radioactifs et de particules élémentaires.

Comment utiliser le phénomène de radioactivité ?

Application de la radioactivité en médecine

La radiothérapie consiste à utiliser un rayonnement puissant pour tuer les cellules cancéreuses.

L'iode radioactif s'accumule dans la thyroïde

glande, détermine le dysfonctionnement et

utilisé dans le traitement de la maladie de Basedow.

Une solution saline marquée au sodium mesure la vitesse de circulation sanguine et détermine la perméabilité des vaisseaux sanguins des extrémités.

Le phosphore radioactif mesure le volume sanguin et traite l'érythrémie.

Applications de la radioactivité dans l'industrie

Un exemple en est la méthode suivante pour surveiller l’usure des segments de piston dans les moteurs à combustion interne. En irradiant le segment de piston avec des neutrons, ils provoquent des réactions nucléaires et le rendent radioactif. Lorsque le moteur tourne, des particules de matériau annulaire pénètrent dans l'huile lubrifiante. En examinant le niveau de radioactivité dans l'huile après un certain temps de fonctionnement du moteur, l'usure des segments est déterminée. Un puissant rayonnement gamma provenant de médicaments radioactifs est utilisé pour examiner la structure interne des pièces moulées en métal afin d'en détecter les défauts.

Application de la radioactivité en agriculture

L'irradiation des graines de plantes avec de petites doses de rayons gamma provenant de médicaments radioactifs entraîne une augmentation notable du rendement. Les « atomes marqués » ont été utilisés dans la technologie agricole. Par exemple, pour savoir quel engrais phosphoré est le mieux absorbé par une plante, divers engrais sont marqués avec du phosphore radioactif P. En examinant ensuite la radioactivité des plantes, il est possible de déterminer la quantité de phosphore qu'elles ont absorbée provenant de différents types d'engrais.

Découverte du phénomène de radioactivité.

La découverte du phénomène de radioactivité peut être considérée comme l’une des découvertes les plus marquantes de la science moderne. C'est grâce à lui que l'homme a pu approfondir considérablement ses connaissances sur la structure et les propriétés de la matière, comprendre les lois de nombreux processus de l'Univers et résoudre le problème de la maîtrise de l'énergie nucléaire.

Le potentiel d’une grande science

Jusqu’à la découverte de la radioactivité, les scientifiques croyaient connaître tous les phénomènes physiques et n’avoir rien à découvrir.

Est-il possible qu’il existe quelque chose d’autre dans le monde inconnu de l’humanité ?
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La radioactivité est la transformation de noyaux atomiques en d'autres noyaux, accompagnée de l'émission de diverses particules et de rayonnements électromagnétiques. D'où le nom du phénomène : en latin radio – rayonner, activus – efficace. Ce mot a été inventé par Marie Curie. Lorsqu'un noyau instable - un radionucléide - se désintègre, une ou plusieurs particules de haute énergie s'en échappent à grande vitesse. Le flux de ces particules est appelé rayonnement radioactif ou simplement rayonnement.

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Types de rayonnement radioactif

Lorsque de puissantes sources de rayonnement sont apparues entre les mains des chercheurs, des millions de fois plus puissantes que l'uranium (il s'agissait de préparations de radium, de polonium, d'actinium), il a été possible de se familiariser davantage avec les propriétés du rayonnement radioactif. Ernest Rutherford, les époux Maria et Pierre Curie, A. Becquerel et bien d'autres ont pris une part active aux premières études sur ce sujet. Tout d'abord, la capacité de pénétration des rayons a été étudiée, ainsi que l'effet du champ magnétique sur le rayonnement. Il s'est avéré que le rayonnement n'est pas uniforme, mais est un mélange de « rayons ». Pierre Curie a découvert que lorsqu'un champ magnétique agit sur le rayonnement du radium, certains rayons sont déviés tandis que d'autres ne le sont pas. On savait qu'un champ magnétique dévie uniquement les particules volantes chargées, positives et négatives, dans des directions différentes. Sur la base de la direction de déviation, nous étions convaincus que les rayons ? déviés étaient chargés négativement. D'autres expériences ont montré qu'il n'y avait pas de différence fondamentale entre la cathode et les rayons ?, ce qui signifiait qu'ils représentaient un flux d'électrons. Les rayons déviés avaient une plus grande capacité à pénétrer dans divers matériaux, tandis que les rayons non déviés étaient facilement absorbés même par une fine feuille d'aluminium - c'est ainsi, par exemple, que se comportait le rayonnement du nouvel élément polonium - son rayonnement ne pénétrait même pas à travers le carton parois de la boîte dans laquelle le médicament était stocké. Lors de l'utilisation d'aimants plus puissants, il s'est avéré que les rayons ? sont également déviés, mais beaucoup plus faibles que les rayons ?, et dans l'autre sens. Il s'ensuit qu'elles étaient chargées positivement et avaient une masse nettement plus grande (comme ils l'ont découvert plus tard, la masse des particules ? est 7740 fois supérieure à la masse de l'électron). Ce phénomène a été découvert pour la première fois en 1899 par A. Becquerel et F. Giesel. Plus tard, il s'est avéré que les particules ? sont les noyaux des atomes d'hélium (nucléide 4He) avec une charge de +2 et une masse de 4 unités. Lorsqu'en 1900, le physicien français Paul Villar (1860-1934) a étudié la déviation ? -et ? -rayons, il découvrit dans le rayonnement du radium un troisième type de rayons qui ne dévient pas dans les champs magnétiques les plus forts ; cette découverte fut bientôt confirmée par Becquerel ; Ce type de rayonnement, par analogie avec les rayons alpha et bêta, était appelé rayons gamma ; Rutherford a proposé la désignation de différents rayonnements avec les premières lettres de l'alphabet grec. Les rayons gamma se sont avérés similaires aux rayons X, c'est-à-dire ce sont des rayonnements électromagnétiques, mais avec des longueurs d'onde plus courtes et donc plus d'énergie. Tous ces types de rayonnements ont été décrits par M. Curie dans sa monographie « Radium et Radioactivité ». Au lieu d'un champ magnétique, un champ électrique peut être utilisé pour « diviser » le rayonnement, seules les particules chargées qu'il contient ne seront pas déviées perpendiculairement aux lignes de force, mais le long de celles-ci - vers les plaques de déflexion. Pendant longtemps, on ne savait pas d’où venaient tous ces rayons. Au cours de plusieurs décennies, grâce aux travaux de nombreux physiciens, la nature du rayonnement radioactif et ses propriétés ont été clarifiées et de nouveaux types de radioactivité ont été découverts. Les rayons alpha sont émis principalement par les noyaux des atomes les plus lourds et donc les moins stables (ils se situent après le plomb dans le tableau périodique). Ce sont des particules à haute énergie. Est-il courant de voir plusieurs groupes ? -des particules dont chacune a une énergie strictement définie. Alors, presque tout ? -les particules émises par les noyaux de 226Ra ont une énergie de 4,78 MeV (mégaélectron-volts) et une petite fraction ? -des particules d'une énergie de 4,60 MeV. Un autre isotope du radium, le 221Ra, émet quatre groupes ? -particules d'énergies de 6,76, 6,67, 6,61 et 6,59 MeV. Cela indique la présence de plusieurs niveaux d'énergie dans les noyaux ; leur différence correspond à l'énergie émise par le noyau ? -quantes. Des émetteurs alpha « purs » sont également connus.

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L'effet des rayonnements radioactifs sur l'homme

Les rayonnements radioactifs de tous types (alpha, bêta, gamma, neutrons), ainsi que les rayonnements électromagnétiques (rayons X) ont un effet biologique très fort sur les organismes vivants, qui consiste en les processus d'excitation et d'ionisation des atomes et des molécules qui composent des cellules vivantes. Sous l'influence des rayonnements ionisants, des molécules complexes et des structures cellulaires sont détruites, ce qui entraîne des dommages radioactifs au corps. Par conséquent, lorsque vous travaillez avec une source de rayonnement, il est nécessaire de prendre toutes les mesures nécessaires pour protéger les personnes susceptibles d'être exposées aux rayonnements. Cependant, une personne peut être exposée à des rayonnements ionisants à son domicile. Le radon, un gaz inerte, incolore et radioactif, peut constituer un grave danger pour la santé humaine. Comme le montre le diagramme de la figure 5, le radon est un produit de la désintégration du radium et a une demi-vie T = 3,82 jours. Le radium se trouve en petites quantités dans le sol, les pierres et diverses structures de bâtiments. Malgré sa durée de vie relativement courte, la concentration de radon est continuellement reconstituée en raison de nouvelles désintégrations des noyaux de radium, de sorte que le radon peut s'accumuler dans les espaces clos. Une fois dans les poumons, le radon émet des particules ? et se transforme en polonium, qui n'est pas une substance chimiquement inerte. Ce qui suit est une chaîne de transformations radioactives de la série de l'uranium (Fig. 5). Selon la Commission américaine de sûreté et de contrôle des radiations, une personne moyenne reçoit 55 % des rayonnements ionisants dus au radon et seulement 11 % des soins médicaux. La contribution des rayons cosmiques est d'environ 8 %. La dose totale de rayonnement qu'une personne reçoit au cours de sa vie est plusieurs fois inférieure à la dose maximale admissible (MAD), qui est établie pour les personnes exerçant certaines professions qui sont exposées à une exposition supplémentaire aux rayonnements ionisants.

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Application d'isotopes radioactifs

L’une des études les plus remarquables réalisées à l’aide d’« atomes marqués » a été l’étude du métabolisme des organismes. Il a été prouvé qu'en un temps relativement court, le corps subit un renouvellement presque complet. Les atomes qui le composent sont remplacés par de nouveaux. Seul le fer, comme l'ont montré des expériences sur les études isotopiques du sang, fait exception à cette règle. Le fer fait partie de l’hémoglobine des globules rouges. Lorsque des atomes de fer radioactifs ont été introduits dans les aliments, il a été découvert que l’oxygène libre libéré lors de la photosynthèse faisait à l’origine partie de l’eau et non du dioxyde de carbone. Les isotopes radioactifs sont utilisés en médecine à des fins diagnostiques et thérapeutiques. Le sodium radioactif, injecté en petites quantités dans le sang, est utilisé pour étudier la circulation sanguine ; l'iode se dépose intensément dans la glande thyroïde, notamment dans la maladie de Basedow. En observant les dépôts d'iode radioactif à l'aide d'un compteur, un diagnostic peut être posé rapidement. De fortes doses d'iode radioactif provoquent une destruction partielle des tissus en développement anormal et c'est pourquoi l'iode radioactif est utilisé pour traiter la maladie de Basedow. Un rayonnement gamma intense au cobalt est utilisé dans le traitement du cancer (pistolet à cobalt). Les applications des isotopes radioactifs dans l'industrie ne sont pas moins étendues. Un exemple en est la méthode suivante pour surveiller l’usure des segments de piston dans les moteurs à combustion interne. En irradiant le segment de piston avec des neutrons, ils provoquent des réactions nucléaires et le rendent radioactif. Lorsque le moteur tourne, des particules de matériau annulaire pénètrent dans l'huile lubrifiante. En examinant le niveau de radioactivité dans l'huile après un certain temps de fonctionnement du moteur, l'usure des segments est déterminée. Les isotopes radioactifs permettent de juger de la diffusion des métaux, des processus dans les hauts fourneaux, etc. Le puissant rayonnement gamma des préparations radioactives est utilisé pour étudier la structure interne des pièces moulées métalliques afin d'en détecter les défauts. Les isotopes radioactifs sont de plus en plus utilisés en agriculture. L'irradiation des graines de plantes (coton, chou, radis, etc.) avec de petites doses de rayons gamma provenant de médicaments radioactifs entraîne une augmentation notable du rendement. De fortes doses de rayonnement provoquent des mutations dans les plantes et les micro-organismes, ce qui conduit dans certains cas à l'apparition de mutants dotés de nouvelles propriétés précieuses (sélection radio). C'est ainsi que des variétés précieuses de blé, de haricots et d'autres cultures ont été développées et que des micro-organismes hautement productifs ont été utilisés. dans la production d'antibiotiques ont été obtenus. Le rayonnement gamma des isotopes radioactifs est également utilisé pour lutter contre les insectes nuisibles et pour la conservation des aliments. Les « atomes marqués » sont largement utilisés dans la technologie agricole. Par exemple, pour savoir quel engrais phosphoré est le mieux absorbé par la plante, divers engrais sont étiquetés au phosphore radioactif 15 32P. En examinant ensuite la radioactivité des plantes, il est possible de déterminer la quantité de phosphore qu’elles ont absorbée provenant de différents types d’engrais. Une application intéressante de la radioactivité est la méthode de datation des découvertes archéologiques et géologiques par la concentration d'isotopes radioactifs. La méthode de datation la plus couramment utilisée est la datation au radiocarbone. Un isotope instable du carbone apparaît dans l'atmosphère en raison de réactions nucléaires provoquées par les rayons cosmiques. Un faible pourcentage de cet isotope se trouve dans l’air avec l’isotope stable régulier. Les plantes et autres organismes absorbent le carbone de l’air et accumulent les deux isotopes dans les mêmes proportions que dans l’air. Après la mort des plantes, elles cessent de consommer du carbone et l'isotope instable, suite à la désintégration β, se transforme progressivement en azote avec une demi-vie de 5 730 ans. En mesurant avec précision la concentration relative de carbone radioactif dans les restes d'organismes anciens, l'heure de leur mort peut être déterminée.

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Applications de la radioactivité.

1. Actions biologiques. Les rayonnements radioactifs ont un effet néfaste sur les cellules vivantes. Le mécanisme de cette action est associé à l'ionisation des atomes et à la décomposition des molécules à l'intérieur des cellules lors du passage de particules chargées rapidement. Les cellules en état de croissance et de reproduction rapides sont particulièrement sensibles aux effets des radiations. Cette circonstance est utilisée pour traiter les tumeurs cancéreuses. À des fins thérapeutiques, des médicaments radioactifs émettant des rayons g sont utilisés, car ces derniers pénètrent dans le corps sans affaiblissement notable. Lorsque les doses de rayonnement ne sont pas trop élevées, les cellules cancéreuses meurent sans causer de dommages importants au corps du patient. Il convient de noter que la radiothérapie contre le cancer, comme la radiothérapie, n'est en aucun cas un remède universel qui conduit toujours à la guérison. Des doses excessives de rayonnements radioactifs provoquent de graves maladies chez les animaux et les humains (appelées maladies des radiations). et peut conduire à la mort. A très petites doses, les rayonnements radioactifs, principalement les rayonnements a, ont au contraire un effet stimulant sur l'organisme. Ceci est associé à l’effet curatif des eaux minérales radioactives contenant de petites quantités de radium ou de radon.2. Composés lumineux. Les substances luminescentes brillent sous l'influence d'un rayonnement radioactif (cf. § 213). En ajoutant une très petite quantité de sel de radium à une substance luminescente (par exemple, le sulfure de zinc), des peintures lumineuses en permanence sont préparées. Ces peintures, lorsqu'elles sont appliquées sur les cadrans et les aiguilles des montres, les viseurs, etc., les rendent visibles dans l'obscurité.3. Déterminer l'âge de la Terre. La masse atomique du plomb ordinaire, extrait de minerais ne contenant pas d'éléments radioactifs, est de 207,2. Comme on peut le voir sur la Fig. 389, la masse atomique de plomb formée à la suite de la désintégration de l'uranium est de 206. La masse atomique de plomb contenue dans certains minéraux d'uranium s'avère être très proche de 206. Il s'ensuit que ces minéraux ne contenaient pas de plomb à l'époque de formation (cristallisation à partir d'une masse fondue ou d'une solution) ; tout le plomb présent dans ces minéraux s'est accumulé à la suite de la désintégration de l'uranium. Grâce à la loi de la désintégration radioactive, il est possible de déterminer son âge à partir du rapport des quantités de plomb et d'uranium dans un minéral (voir exercice 32 en fin de chapitre L'âge des minéraux d'origines diverses contenant de l'uranium déterminé). par cette méthode est mesurée en centaines de millions d’années. L'âge des minéraux les plus anciens dépasse 1,5 milliard d'années. L'âge de la Terre est généralement considéré comme le temps écoulé depuis la formation de la croûte terrestre solide. De nombreuses mesures basées sur la radioactivité de l'uranium, ainsi que du thorium et du potassium, situent l'âge de la Terre à plus de 4 milliards d'années.

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Introduction…………………………………………………………………………………3

Application de sources radioactives dans divers

sphères de l'activité humaine……………………………………………………….3

Industrie chimique

Économie urbaine

Industrie médicale

Stérilisation par rayonnement des produits et matériaux

Production de stimulateurs cardiaques radio-isotopiques

Irradiation avant semis des graines et tubercules

Diagnostic radio-isotopique (introduction d'un médicament radioactif dans l'organisme)

Déchets radioactifs, problèmes de leur élimination…………………..8

Manque d'évolution de la méthode………………………………………………………...12

Pression exercée par des circonstances extérieures………………………………………………………..13

Prise de décision et complexité technologique du problème………………………...13

Incertitude du concept………………………………………………………...14

Références……………………………………………………….16

Introduction

Actuellement, il est difficile de trouver une branche de la science, de la technologie, de l’industrie, de l’agriculture et de la médecine où les sources de radioactivité (isotopes radioactifs) ne sont pas utilisées. Les isotopes radioactifs artificiels et naturels constituent un outil puissant et subtil pour créer des méthodes sensibles d'analyse et de contrôle dans l'industrie, un outil unique pour le diagnostic médical et le traitement des tumeurs malignes et un moyen efficace d'influencer diverses substances, y compris les substances organiques. Les résultats les plus importants ont été obtenus en utilisant des isotopes comme sources de rayonnement. La création d'installations dotées de puissantes sources de rayonnement radioactif a permis de l'utiliser pour surveiller et gérer des processus technologiques ; diagnostics techniques; thérapie des maladies humaines; obtenir de nouvelles propriétés de substances; convertir l'énergie de désintégration des substances radioactives en chaleur et en électricité, etc. Le plus souvent, à ces fins, des isotopes tels que ⁶⁰CO, ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs et les isotopes du plutonium sont utilisés. Pour éviter que les sources ne se dépressurisent, elles sont soumises à des exigences strictes en matière de résistance mécanique, thermique et à la corrosion. Ceci offre une garantie de maintien de l'étanchéité pendant toute la durée de fonctionnement de la source.

L'utilisation de sources radioactives dans divers domaines de l'activité humaine.

Industrie chimique

Modification radiochimique du tissu polyamide pour lui conférer des propriétés hydrophiles et antistatiques.

Modification des matières textiles pour obtenir des propriétés semblables à celles de la laine.

Obtention de tissus en coton aux propriétés antimicrobiennes.

Modification par rayonnement du cristal pour produire des produits cristallins de différentes couleurs.

Vulcanisation par rayonnement de matériaux en caoutchouc.

Modification par rayonnement des tuyaux en polyéthylène pour augmenter la résistance à la chaleur et la résistance aux environnements agressifs.

Durcissement des revêtements de peintures et vernis sur diverses surfaces.

Industrie du bois

À la suite de l'irradiation, le bois tendre acquiert une capacité d'absorption d'eau nettement faible, une grande stabilité des dimensions géométriques et une dureté plus élevée (production de parquet mosaïque).

Économie urbaine

Radiotraitement et désinfection des eaux usées.

Industrie médicale

Stérilisation par rayonnement des produits et matériaux

La gamme de produits stérilisables par rayonnement comprend plus d'un millier d'articles, dont des seringues jetables, des systèmes de transfusion sanguine, des instruments médicaux, du matériel de suture et de pansement, ainsi que diverses prothèses utilisées en chirurgie cardiovasculaire, en traumatologie et en orthopédie. Le principal avantage de la stérilisation par rayonnement est qu’elle peut être réalisée en continu à haut débit. Convient pour la stérilisation de produits finis emballés dans des conteneurs de transport ou des emballages secondaires, et également applicable pour la stérilisation de produits et matériaux thermolabiles.

Production de stimulateurs cardiaques radio-isotopiques avec des alimentations à base de ²³⁸Pu. Implantés dans le corps humain, ils sont utilisés pour traiter divers troubles du rythme cardiaque qui ne se prêtent pas à des médicaments. L'utilisation d'une source d'énergie radio-isotopique augmente leur fiabilité, augmente leur durée de vie à 20 ans et ramène les patients à une vie normale en réduisant le nombre d'opérations répétées pour implanter un stimulateur cardiaque.

Industrie agricole et alimentaire

L'agriculture est un domaine d'application important des rayonnements ionisants. À ce jour, dans la pratique agricole et la recherche scientifique agricole, on peut distinguer les principaux domaines d'utilisation des radio-isotopes suivants :

Irradiation d'objets agricoles (principalement des plantes) avec une faible dose afin de stimuler leur croissance et leur développement ;

Application des rayonnements ionisants à la radiomutagenèse et à la sélection des plantes ;

Utiliser la méthode de stérilisation par rayonnement pour lutter contre les insectes nuisibles aux plantes agricoles.

Irradiation avant semis des graines et tubercules(blé, orge, maïs, pommes de terre, betteraves, carottes) améliore les qualités de semis des graines et des tubercules, accélère les processus de développement des plantes (précocité) et augmente la résistance des plantes aux facteurs environnementaux défavorables.

Dans le domaine de la sélection, des recherches sur la mutagenèse sont en cours. L'objectif est de sélectionner des macromutations pour le développement de variétés à haut rendement. Des mutants radiologiques intéressants ont déjà été obtenus pour plus de 50 cultures.

L'utilisation de rayonnements ionisants pour stériliser les insectes nuisibles dans les silos et les greniers peut réduire les pertes de récolte jusqu'à 20 %.

Connu que les rayons gamma ionisants empêchent la germination des pommes de terre et des oignons, sont utilisés pour la désinfestation des fruits secs, des concentrés alimentaires, ralentissent la détérioration microbiologique et prolongent la durée de conservation des fruits, légumes, viandes et poissons. La possibilité d'accélérer les processus de vieillissement des vins et du cognac, de modifier le taux de maturation des fruits et d'éliminer l'odeur désagréable des eaux médicinales a été identifiée. Dans l'industrie des conserves (poisson, viande et produits laitiers, légumes et fruits), la stérilisation des conserves est largement utilisée. Il convient de noter qu’une étude sur les produits alimentaires irradiés a montré que les produits irradiés aux rayons gamma sont inoffensifs.

Nous avons examiné l'utilisation de radio-isotopes spécifiques à certaines industries. De plus, les radio-isotopes sont utilisés dans toute l’industrie aux fins suivantes :

Mesurer les niveaux de liquide fondu ;

Mesure des densités de liquides et de pulpes ;

Compter les articles sur un conteneur ;

Mesurer l'épaisseur des matériaux ;

Mesurer l'épaisseur de la glace sur les avions et autres véhicules ;

Mesure de la densité et de la teneur en humidité des sols ;

Détection non destructive des défauts γ des matériaux des produits.

Les dispositifs thérapeutiques radio-isotopiques, ainsi que les diagnostics cliniques radio-isotopiques, ont trouvé une utilisation clinique directement dans la pratique médicale.

Les dispositifs γ-thérapeutiques pour l'irradiation γ externe sont maîtrisés. Ces appareils ont considérablement élargi les possibilités de thérapie gamma à distance des tumeurs grâce à l'utilisation d'options d'irradiation statique et mobile.

Diverses options et méthodes de radiothérapie sont utilisées pour des emplacements de tumeurs individuels. Des guérisons persistantes de cinq ans pour les stades 1, 2 et 3 ont été obtenues respectivement en

90-95, 75-85 et 55-60% des patients. Le rôle positif de la radiothérapie dans le traitement du cancer du sein, du poumon, de l'œsophage, de la cavité buccale, du larynx, de la vessie et d'autres organes est également bien connu.

Diagnostic radio-isotopique (introduction d'un médicament radioactif dans l'organisme) est devenu partie intégrante du processus de diagnostic à tous les stades du développement de la maladie ou de l'évaluation de l'état fonctionnel d'un organisme sain. Les études de diagnostic radio-isotopique peuvent être réduites aux sections principales suivantes :

Détermination de la radioactivité de l'ensemble du corps, de ses parties, des organes individuels afin d'identifier l'état pathologique de l'organe ;

Détermination de la vitesse de déplacement d'un médicament radioactif à travers des zones individuelles du système cardiovasculaire ;

Etude de la répartition spatiale d'un médicament radioactif dans le corps humain pour la visualisation d'organes, de formations pathologiques, etc.

Les aspects les plus importants du diagnostic comprennent les modifications pathologiques du système cardiovasculaire, la détection rapide des néoplasmes malins, l'évaluation de l'état des systèmes osseux, hématopoïétique et lymphatique du corps, qui sont des objets difficiles d'accès pour la recherche utilisant des méthodes cliniques et instrumentales traditionnelles. .

Nay marqué ¹³y a été introduit dans la pratique clinique pour le diagnostic des maladies thyroïdiennes ; NaCe marqué au ²⁴Na pour étudier le flux sanguin local et général ;

Na₃PO₄, marqué au ³³P pour étudier les processus de son accumulation dans les formations cutanées pigmentées et autres formations tumorales.

La méthode de diagnostic en neurologie et en neurochirurgie utilisant les isotopes ⁴⁴Tc, ¹³³Xe et ¹⁶⁹Y a acquis une importance capitale. Il est nécessaire pour un diagnostic plus précis des maladies du cerveau, ainsi que des maladies du système cardiovasculaire. En néphrologie et en urologie, les médicaments radioactifs contenant ¹³¹Y, ¹⁹⁷Hg,

¹⁶⁹Yb, ⁵¹Cr et ¹¹³Yn. Grâce à l'introduction de méthodes d'examen des radio-isotopes, la morbidité précoce des reins et d'autres organes s'est améliorée.

Les applications scientifiques et appliquées des isotopes p sont très vastes. Regardons-en quelques-uns :

L'utilisation de centrales électriques à radio-isotopes (RPU) avec une puissance électrique allant de plusieurs unités à des centaines de watts est d'un intérêt pratique. La plus grande application pratique a été trouvée dans les générateurs thermoélectriques à radio-isotopes, dans lesquels la conversion de l'énergie de désintégration radioactive en énergie électrique est effectuée à l'aide de convertisseurs thermoélectriques ; ces centrales électriques se caractérisent par une autonomie totale, la capacité de fonctionner dans toutes les conditions climatiques, une longue durée de vie. durée de vie et fiabilité opérationnelle.

Les alimentations radio-isotopiques assurent le fonctionnement des systèmes de stations météorologiques automatiques ; dans les systèmes d'équipements de navigation dans les zones reculées et inhabitées (alimentation électrique des phares, panneaux de direction, feux de navigation).

Grâce à l'expérience positive de leur utilisation à basse température, il est devenu possible de les utiliser en Antarctique.

On sait également que des centrales isotopiques au ²¹ºPo étaient utilisées sur des véhicules se déplaçant à la surface de la Lune (rovers lunaires).

L’utilisation des isotopes r/a dans la recherche scientifique ne peut être surestimée, puisque toutes les méthodes pratiques découlent des résultats positifs de la recherche.

En outre, il convient de mentionner des spécialisations aussi étroites que la lutte antiparasitaire dans les objets d'art anciens, ainsi que l'utilisation d'isotopes radioactifs naturels dans les bains de radon et la boue lors des cures thermales.

À la fin de leur durée de vie, les sources radioactives doivent être livrées de la manière prescrite à des installations spéciales pour être traitées (conditionnées) avec élimination ultérieure en tant que déchets radioactifs.

Déchets radioactifs, problèmes de leur élimination

Le problème des déchets radioactifs est un cas particulier du problème général de la pollution de l'environnement par les déchets humains. Mais dans le même temps, la spécificité prononcée des déchets radioactifs nécessite le recours à des méthodes spécifiques pour garantir la sécurité de l'homme et de la biosphère.

L'expérience historique de la gestion des déchets industriels et ménagers s'est formée dans des conditions où la conscience du danger des déchets et les programmes de neutralisation reposaient sur des sensations directes. Les capacités de ces derniers assuraient l'adéquation de la conscience des liens entre les influences directement perçues par les sens et les conséquences à venir. Le niveau de connaissance a permis de présenter la logique des mécanismes d'impact des déchets sur l'homme et la biosphère, qui correspondait assez fidèlement aux processus réels. Aux idées traditionnelles développées dans la pratique sur les méthodes d'élimination des déchets ont été historiquement ajoutées des approches qualitativement différentes développées avec la découverte de micro-organismes, formant un support méthodologique non seulement empirique, mais également scientifiquement fondé pour la sécurité des humains et de leur habitat. Dans les systèmes de médecine et de gestion sociale, des sous-secteurs correspondants ont été formés, par exemple les affaires sanitaires et épidémiologiques, l'hygiène municipale, etc.

Avec le développement rapide de la chimie et de la production chimique, de nouveaux éléments et composés chimiques, y compris ceux qui n'existaient pas dans la nature, sont apparus en quantités massives dans les déchets industriels et ménagers. En termes d'échelle, ce phénomène est devenu comparable aux processus géochimiques naturels. L'humanité s'est trouvée confrontée à la nécessité d'atteindre un autre niveau d'évaluation des problèmes, où, par exemple, les effets cumulatifs et différés, les méthodes d'identification des doses d'exposition, la nécessité d'utiliser de nouvelles méthodes et des équipements spéciaux hautement sensibles pour détecter le danger, etc. être pris en compte.

Un danger qualitativement différent, bien que similaire au danger chimique dans certaines de ses caractéristiques, a été présenté à l'homme par "radioactivité" , en tant que phénomène qui n'est pas directement perçu par les sens humains, n'est pas détruit par les méthodes connues de l'humanité, et est encore généralement insuffisamment étudié : la découverte de nouvelles propriétés, impacts et conséquences de ce phénomène ne peut être exclue. Par conséquent, lors de la formulation de tâches scientifiques et pratiques générales et spécifiques « pour éliminer le danger des déchets radioactifs » et, en particulier, lors de la résolution de ces problèmes, des difficultés constantes surgissent, montrant que la formulation traditionnelle ne reflète pas fidèlement la nature réelle et objective de la « problème des déchets radioactifs ». Cependant, l'idéologie d'une telle déclaration est répandue dans les documents juridiques et non juridiques de nature nationale et interétatique qui, comme on peut le supposer, couvrent un large éventail de vues, d'orientations, de recherches et d'activités pratiques scientifiques modernes ; prendre en compte les développements de toutes les organisations nationales et étrangères de renom s'occupant du « problème des déchets radioactifs ».

Le décret n° 1030 du gouvernement de la Fédération de Russie du 23 octobre 1995 a approuvé le programme fédéral cible « Gestion des déchets radioactifs et des matières nucléaires usées, leur recyclage et leur élimination pour 1996-2005 ».

Les déchets radioactifs y sont considérés « comme des substances (dans tout état d'agrégation), des matériaux, des produits, des équipements, des objets d'origine biologique qui ne sont pas soumis à une utilisation ultérieure, dans lesquels la teneur en radionucléides dépasse les niveaux fixés par la réglementation. Le programme comporte une section spéciale « État du problème », contenant une description d'objets spécifiques et de zones publiques où se déroule la « gestion des déchets radioactifs », ainsi que des caractéristiques quantitatives générales du « problème des déchets radioactifs » en Russie.

« La grande quantité de déchets radioactifs non conditionnés accumulés, l'insuffisance des moyens techniques pour assurer la manipulation sûre de ces déchets et du combustible nucléaire usé, le manque d'installations de stockage fiables pour leur stockage à long terme et (ou) leur élimination augmentent le risque de radiation. accidents et créer une menace réelle de contamination radioactive de l’environnement et de surirradiation de la population et du personnel des organisations et des entreprises dont les activités sont liées à l’utilisation de l’énergie atomique et des matières radioactives.

Les principales sources de déchets hautement radioactifs (RAW) sont l'énergie nucléaire (combustible nucléaire usé) et les programmes militaires (plutonium des ogives nucléaires, combustible usé des réacteurs de transport des sous-marins nucléaires, déchets liquides des usines radiochimiques, etc.).

La question se pose : faut-il considérer les déchets radioactifs simplement comme des déchets ou comme une source potentielle d’énergie ? La réponse à cette question détermine si l’on souhaite les stocker (sous une forme accessible) ou les enterrer (c’est-à-dire les rendre inaccessibles). La réponse généralement acceptée aujourd’hui est que les déchets radioactifs sont bel et bien des déchets, à l’exception peut-être du plutonium. Le plutonium peut théoriquement servir de source d'énergie, bien que la technologie permettant de produire de l'énergie à partir de celui-ci soit complexe et assez dangereuse. De nombreux pays, dont la Russie et les États-Unis, se trouvent désormais à la croisée des chemins : « lancer » la technologie du plutonium en utilisant plutonium libéré lors du désarmement, ou enterrer ce plutonium ? Récemment, le gouvernement russe et Minatom ont annoncé qu'ils souhaitaient retraiter du plutonium de qualité militaire avec les États-Unis ; cela signifie la possibilité de développer l'énergie du plutonium.

Depuis 40 ans, les scientifiques comparent les options d'élimination des déchets radioactifs. L’idée principale est qu’ils doivent être placés dans un endroit tel qu’ils ne puissent pas pénétrer dans l’environnement et nuire aux humains. Cette capacité à nuire aux déchets radioactifs persiste pendant des dizaines, voire des centaines de milliers d’années. Combustible nucléaire irradié, que l'on extrait du réacteur contient radio-isotopes avec demi-vie de plusieurs heures à un million d'années (la demi-vie est le temps pendant lequel la quantité de substance radioactive est réduite de moitié et, dans certains cas, de nouvelles substances radioactives apparaissent). Mais la radioactivité globale des déchets diminue considérablement avec le temps. La demi-vie du radium est de 1 620 ans et il est facile de calculer qu'après 10 000 ans, il restera environ 1/50 de la quantité initiale de radium. Les réglementations de la plupart des pays prévoient la sécurité des déchets pour une période de 10 000 ans. Bien entendu, cela ne signifie pas qu’au-delà de cette période, les déchets radioactifs ne seront plus dangereux : nous rejetons simplement une responsabilité accrue en matière de déchets radioactifs sur une postérité lointaine. Pour ce faire, il faut que les lieux et la forme d’enfouissement de ces déchets soient connus de la postérité. Notez que toute l’histoire écrite de l’humanité date de moins de 10 000 ans. Les défis qui se posent lors du stockage des déchets radioactifs sont sans précédent dans l’histoire de la technologie : jamais l’homme ne s’est fixé d’objectifs à aussi long terme.

Un aspect intéressant du problème est qu’il est nécessaire non seulement de protéger les personnes des déchets, mais en même temps de protéger les déchets des personnes. Durant la période impartie pour leur enterrement, de nombreuses formations socio-économiques vont changer. On ne peut exclure que, dans une certaine situation, les déchets radioactifs puissent devenir une cible privilégiée pour les terroristes, cibles d'attaque dans un conflit militaire et ainsi de suite. Il est clair qu'en pensant aux millénaires, nous ne pouvons pas compter, par exemple, sur le contrôle et la protection du gouvernement - il est impossible de prévoir les changements qui pourraient survenir. Il serait peut-être préférable de rendre les déchets physiquement inaccessibles aux humains, même si d'un autre côté, cela rendrait difficile pour nos descendants de prendre des mesures de sécurité supplémentaires.

Il est clair qu’aucune solution technique, aucun matériau artificiel ne peut « fonctionner » pendant des milliers d’années. La conclusion évidente est que le milieu naturel lui-même doit isoler les déchets. Des options ont été envisagées : enfouir les déchets radioactifs en profondeur dépressions océaniques, dans les sédiments du fond des océans, dans les calottes polaires ; envoyez-les à espace; mettez-les dedans couches profondes de la croûte terrestre. Il est désormais généralement admis que la méthode optimale consiste à enfouir les déchets en profondeur. formations géologiques.

Il est clair que les déchets radioactifs solides sont moins susceptibles de pénétrer dans l'environnement (migration) que les déchets radioactifs liquides. On suppose donc que les déchets radioactifs liquides seront d'abord transformés sous forme solide (vitrifiés, transformés en céramiques, etc.). Cependant, en Russie, l'injection de déchets radioactifs liquides hautement actifs dans des horizons souterrains profonds est toujours pratiquée (Krasnoïarsk, Tomsk, Dimitrovgrad).

Actuellement, ce qu'on appelle "multi-barrières" ou concept de sépulture « profondément échelonné ». Les déchets sont d'abord contenus par une matrice (verre, céramique, pastilles combustibles), puis un conteneur polyvalent (utilisé pour le transport et l'élimination), puis un remplissage absorbant autour des conteneurs, et enfin par le milieu géologique.

Nous allons donc essayer d'enfouir les déchets radioactifs dans des fractions géologiques profondes. En même temps, on nous a posé une condition : montrer que notre enterrement fonctionnera, comme nous le prévoyons, pendant 10 mille ans. Voyons maintenant quels problèmes nous rencontrerons sur ce chemin.

Les premiers problèmes surviennent au stade de la sélection des sites d'étude.

Aux États-Unis, par exemple, aucun État n’en veut. Afin qu'un lieu de sépulture national soit implanté sur son territoire. Cela a conduit au fait que, grâce aux efforts des hommes politiques, de nombreux domaines potentiellement appropriés ont été rayés de la liste, non pas sur la base d'une approche scientifique, mais à la suite de jeux politiques.

A quoi ça ressemble en Russie ? Actuellement, en Russie, il est encore possible d'étudier des zones sans ressentir de pression importante de la part des autorités locales (à moins d'impliquer des enterrements à proximité des villes !). Je crois qu'à mesure que l'indépendance réelle des régions et des sujets de la Fédération augmente, la situation évoluera vers celle des États-Unis. On sent déjà la propension du Minatom à déplacer ses activités vers des installations militaires sur lesquelles il n'y a pratiquement aucun contrôle : par exemple, l'archipel de Novaya Zemlya (site d'essai russe n°1) est censé être créé pour la création d'un lieu de sépulture. , bien qu'en termes de paramètres géologiques, ce soit loin d'être le meilleur endroit, qui sera discuté plus tard .

Mais supposons que la première étape soit terminée et que le site soit sélectionné. Il faut l'étudier et donner une prévision du fonctionnement de la sépulture sur 10 mille ans. Ici, un nouveau problème apparaît.

Manque de développement de la méthode.

La géologie est une science descriptive. Certaines branches de la géologie s'occupent de prédictions (par exemple, la géologie technique prédit le comportement des sols lors de la construction, etc.), mais jamais auparavant la géologie n'a été chargée de prédire le comportement des systèmes géologiques sur des dizaines de milliers d'années. Suite à de nombreuses années de recherche dans différents pays, des doutes sont même apparus quant à la possibilité d'une prévision plus ou moins fiable pour de telles périodes.

Imaginons cependant que nous parvenions à élaborer un plan raisonnable d'étude du site. Il est clair qu'il faudra de nombreuses années pour mettre en œuvre ce plan : par exemple, le mont Yaka au Nevada est étudié depuis plus de 15 ans, mais une conclusion sur l'adéquation ou l'inadaptation de cette montagne ne sera pas tirée avant 5 ans. . Dans le même temps, le programme d’élimination sera soumis à une pression croissante.

Pression provenant de circonstances extérieures.

Pendant la guerre froide, les déchets étaient ignorés ; ils se sont accumulés, ont été stockés dans des conteneurs temporaires, ont été perdus, etc. Un exemple est l’installation militaire de Hanford (analogue à notre « Beacon »), où se trouvent plusieurs centaines de réservoirs géants contenant des déchets liquides, et pour beaucoup d’entre eux, on ne sait pas ce qu’il y a à l’intérieur. Un échantillon coûte 1 million de dollars ! Là-bas, à Hanford, des barils ou des caisses de déchets enterrés et « oubliés » sont découverts environ une fois par mois.

En général, au fil des années de développement de la technologie nucléaire, de nombreux déchets se sont accumulés. Dans de nombreuses centrales nucléaires, les installations de stockage temporaires sont sur le point d'être remplies, et dans les complexes militaires, elles sont souvent au bord de la panne en raison de leur vieillesse, voire au-delà de ce point.

Ainsi, le problème de l'enterrement nécessite urgent solutions. La prise de conscience de cette urgence devient de plus en plus aiguë, d'autant plus que 430 réacteurs de puissance, des centaines de réacteurs de recherche, des centaines de réacteurs de transport de sous-marins nucléaires, croiseurs et brise-glaces continuent d'accumuler en permanence des déchets radioactifs. Mais ceux qui sont dos au mur ne trouvent pas nécessairement les meilleures solutions techniques et sont plus susceptibles de commettre des erreurs. Parallèlement, dans les décisions liées à la technologie nucléaire, les erreurs peuvent s’avérer très coûteuses.

Supposons enfin que nous ayons dépensé 10 à 20 milliards de dollars et 15 à 20 ans pour étudier un site potentiel. Il est temps de prendre une décision. De toute évidence, il n’existe pas d’endroits idéaux sur Terre et tout lieu aura des propriétés positives et négatives du point de vue de l’enterrement. Évidemment, vous devrez décider si les propriétés positives l’emportent sur les propriétés négatives et si ces propriétés positives offrent une sécurité suffisante.

Prise de décision et complexité technologique du problème

Le problème de l’élimination est techniquement extrêmement complexe. Par conséquent, il est très important d'avoir, d'une part, une science de haute qualité et, d'autre part, une interaction efficace (comme on dit en Amérique - « interface ») entre la science et les décideurs politiques.

Le concept russe d'isolement souterrain des déchets radioactifs et du combustible nucléaire usé dans les roches du pergélisol a été développé à l'Institut de technologie industrielle du ministère russe de l'Énergie atomique (VNIPIP). Il a été approuvé par l'expertise environnementale d'État du ministère de l'Écologie et des Ressources naturelles de la Fédération de Russie, du ministère de la Santé de la Fédération de Russie et du Gosatomnadzor de la Fédération de Russie. Le soutien scientifique au concept est fourni par le Département des sciences du pergélisol de l’Université d’État de Moscou. Il convient de noter que ce concept est unique. À ma connaissance, aucun pays au monde n’envisage la question de l’enfouissement des déchets radioactifs dans le pergélisol.

L'idée principale est la suivante. Nous plaçons les déchets générateurs de chaleur dans le pergélisol et les séparons des roches par une barrière technique impénétrable. En raison du dégagement de chaleur, le pergélisol autour de l'enterrement commence à fondre, mais après un certain temps, lorsque le dégagement de chaleur diminue (en raison de la désintégration des isotopes à vie courte), les roches gèlent à nouveau. Il suffit donc d'assurer l'imperméabilité des barrières techniques pendant la période de dégel du pergélisol ; Après congélation, la migration des radionucléides devient impossible.

Notion d'incertitude

Ce concept pose au moins deux problèmes sérieux.

Premièrement, le concept suppose que les roches gelées sont impénétrables aux radionucléides. À première vue, cela semble raisonnable : toute l'eau est gelée, la glace est généralement immobile et ne dissout pas les radionucléides. Mais si vous étudiez attentivement la littérature, il s'avère que de nombreux éléments chimiques migrent assez activement dans les roches gelées. Même à des températures de 10 à 12 °C, l'eau, appelée film, ne gèle pas et est présente dans les roches. Ce qui est particulièrement important, c'est que les propriétés des éléments radioactifs qui composent les déchets radioactifs, du point de vue de leur éventuelle migration dans le pergélisol, n'ont pas du tout été étudiées. L’hypothèse selon laquelle les roches gelées seraient imperméables aux radionucléides est donc sans fondement.

Deuxièmement, même s'il s'avère que le pergélisol est effectivement un bon isolant des déchets radioactifs, il est impossible de prouver que le pergélisol lui-même durera assez longtemps : rappelons que les normes prévoient un stockage pour une durée de 10 mille ans. On sait que l’état du pergélisol est déterminé par le climat, les deux paramètres les plus importants étant la température de l’air et la quantité de précipitations. Comme vous le savez, la température de l’air augmente en raison du changement climatique mondial. Le taux de réchauffement le plus élevé se produit aux latitudes moyennes et élevées de l’hémisphère nord. Il est clair qu’un tel réchauffement devrait entraîner la fonte des glaces et la réduction du pergélisol.

Les calculs montrent que le dégel actif peut commencer d'ici 80 à 100 ans et que le taux de dégel peut atteindre 50 mètres par siècle. Ainsi, les roches gelées de Novaya Zemlya peuvent disparaître complètement en 600 à 700 ans, ce qui ne représente que 6 à 7 % du temps nécessaire pour isoler les déchets. Sans pergélisol Les roches carbonatées de Novaya Zemlya ont des propriétés isolantes très faibles vis-à-vis des radionucléides.

Le problème du stockage et de l’élimination des déchets radioactifs (RAW) est le problème le plus important et non résolu de l’énergie nucléaire.

Personne au monde ne sait encore où et comment stocker les déchets hautement radioactifs, même si des travaux dans ce sens sont en cours. Jusqu'à présent, nous parlons de technologies prometteuses et en aucun cas industrielles pour enfermer les déchets radioactifs hautement actifs dans des composés de verre ou de céramique réfractaires. Cependant, on ne sait pas exactement comment ces matériaux se comporteront sous l’influence des déchets radioactifs qu’ils contiennent pendant des millions d’années. Une durée de conservation aussi longue est due à l'énorme demi-vie d'un certain nombre d'éléments radioactifs. Il est clair que leur rejet vers l’extérieur est inévitable, car le matériau du conteneur dans lequel ils seront enfermés ne « vit » pas tellement.

Toutes les technologies de traitement et de stockage des déchets radioactifs sont conditionnelles et discutables. Et si les scientifiques nucléaires, comme d'habitude, contestent ce fait, alors il conviendrait de leur demander : « Où est la garantie que toutes les installations de stockage et tous les cimetières existants ne sont pas déjà porteurs de contamination radioactive, puisque toutes leurs observations sont cachées aux yeux des gens ? le public?"

Il existe plusieurs cimetières dans notre pays, même s'ils essaient de garder le silence sur leur existence. Le plus grand est situé dans la région de Krasnoïarsk, près de l'Ienisseï, où sont enterrés les déchets de la plupart des centrales nucléaires russes et les déchets nucléaires d'un certain nombre de pays européens. Lors de travaux de recherche scientifique sur cette installation de stockage, les résultats se sont révélés positifs, mais des observations récentes ont montré une violation de l'écosystème de la rivière Ienisseï, l'apparition de poissons mutants et la structure de l'eau dans certaines zones. changé, bien que les données des examens scientifiques soient soigneusement cachées.

Dans le monde, le stockage des déchets hautement radioactifs n'a pas encore été réalisé ; il n'existe qu'une expérience en matière de stockage temporaire.

Bibliographie

1. Vershinin N.V. Exigences sanitaires et techniques pour les sources de rayonnement scellées.

Dans le livre. "Actes du Symposium". M., Atomizdat, 1976

2. Frumkin M. L. et al. Fondements technologiques du traitement par rayonnement des produits alimentaires. M., Industrie Agroalimentaire, 1973

3. Breger A. Kh. Isotopes radioactifs – sources de rayonnement dans la technologie radiochimique. Les isotopes en URSS, 1975, n° 44, pp. 23-29.

4. Pertsovsky E. S., Sakharov E. V. Dispositifs radio-isotopiques dans les industries alimentaires, légères et des pâtes et papiers. M., Atomizdat, 1972

5. Vorobyov E.I., Pobedinsky M.N. Essais sur le développement de la médecine radiologique domestique. M., Médecine, 1972

6. Sélection d'un site pour la construction d'une installation de stockage de déchets radioactifs. E.I.M., TsNIIatominform, 1985, n° 20.

7. État actuel du problème du stockage des déchets radioactifs aux États-Unis. La technologie nucléaire à l'étranger, 1988, n° 9.

8. Heinonen Dis, Disera F. Élimination des déchets nucléaires : processus se produisant dans les installations de stockage souterraines : Bulletin de l'AIEA, Vienne, 1985, vol.

9. Etudes géologiques des sites de stockage définitif des déchets radioactifs : E.I.M. : TsNIIatominform, 1987, n° 38.

10. Bryzgalova R.V., Rogozin Yu.M., Sinitsyna G.S. et al. Évaluation de certains facteurs radiochimiques et géochimiques qui déterminent la localisation des radionucléides lors de l'enfouissement des déchets radioactifs dans les formations géologiques. Actes du 6e Symposium du CAEM, vol. 2, 1985.

rayonnement irradiation de particules radon

Les gens ont appris à utiliser les rayonnements à des fins pacifiques, avec un haut niveau de sécurité, ce qui a permis d'élever presque toutes les industries à un nouveau niveau.

Produire de l'énergie à partir de centrales nucléaires. De toutes les branches de l’activité économique humaine, l’énergie est celle qui a le plus grand impact sur nos vies. Le chauffage et l'éclairage des habitations, la fluidité du trafic et le fonctionnement de l'industrie : tout cela nécessite de l'énergie. Cette industrie est l’une des plus dynamiques. En 30 ans, la capacité totale des centrales nucléaires est passée de 5 000 à 23 millions de kilowatts.

Peu de gens doutent que l’énergie nucléaire occupe une place importante dans le bilan énergétique de l’humanité.

Considérons l'utilisation des rayonnements dans la détection des défauts. La détection des défauts par rayons X et gamma est l’une des utilisations les plus courantes des rayonnements dans l’industrie pour contrôler la qualité des matériaux. La méthode aux rayons X est non destructive, de sorte que le matériau testé peut ensuite être utilisé conformément à sa destination. La détection des défauts par rayons X et gamma repose sur la capacité de pénétration du rayonnement X et les caractéristiques de son absorption dans les matériaux.

Le rayonnement gamma est utilisé pour les transformations chimiques, par exemple dans les processus de polymérisation.

La médecine nucléaire est peut-être l’une des industries en développement les plus importantes. La médecine nucléaire est une branche de la médecine associée à l'utilisation des acquis de la physique nucléaire, notamment des radio-isotopes, etc.

Aujourd'hui, la médecine nucléaire permet d'étudier presque tous les systèmes organiques humains et est utilisée en neurologie, cardiologie, oncologie, endocrinologie, pneumologie et dans d'autres domaines de la médecine.

Les méthodes de médecine nucléaire sont utilisées pour étudier l’apport sanguin aux organes, le métabolisme de la bile et la fonction des reins, de la vessie et de la glande thyroïde.

Il est possible non seulement d'obtenir des images statiques, mais également de superposer des images obtenues à différents moments pour étudier la dynamique. Cette technique est utilisée, par exemple, pour évaluer la fonction cardiaque.

En Russie, deux types de diagnostics utilisant des radio-isotopes sont déjà activement utilisés : la scintigraphie et la tomographie par émission de positons. Ils vous permettent de créer des modèles complets de fonctionnement des organes.

Les médecins pensent qu'à faibles doses, les rayonnements ont un effet stimulant, entraînant le système de défense biologique humain.

De nombreuses stations balnéaires utilisent des bains de radon, où le niveau de rayonnement est légèrement supérieur à celui des conditions naturelles.

Il a été remarqué que ceux qui prennent ces bains améliorent leurs performances, calment le système nerveux et guérissent les blessures plus rapidement.

Des recherches menées par des scientifiques étrangers suggèrent que l'incidence et la mortalité dues à tous les types de cancer sont plus faibles dans les régions où le rayonnement naturel est plus élevé (c'est le cas de la plupart des pays ensoleillés).

Les rayonnements, la radioactivité et les émissions radio sont des concepts qui semblent même très dangereux. Dans cet article, vous apprendrez pourquoi certaines substances sont radioactives et ce que cela signifie. Pourquoi tout le monde a-t-il si peur des radiations et à quel point sont-elles dangereuses ? Où pouvons-nous trouver des substances radioactives et de quoi cela nous menace-t-il ?

Notion de radioactivité

Par radioactivité, j’entends la « capacité » des atomes de certains isotopes à se diviser et ainsi à créer un rayonnement. Le terme « radioactivité » n’est pas apparu immédiatement. Initialement, ce rayonnement était appelé rayons Becquerel, en l'honneur du scientifique qui l'a découvert en travaillant avec un isotope de l'uranium. Nous appelons désormais ce processus le terme « rayonnement radioactif ».

Dans ce processus plutôt complexe, l’atome d’origine est transformé en atome d’un élément chimique complètement différent. En raison de l'éjection de particules alpha ou bêta, le nombre de masse de l'atome change et, par conséquent, cela le déplace selon le tableau de D.I. Mendeleïev. Il convient de noter que le nombre de masse change, mais la masse elle-même reste presque la même.

Sur la base de ces informations, nous pouvons légèrement reformuler la définition du concept. Ainsi, la radioactivité est aussi la capacité des noyaux atomiques instables à se transformer indépendamment en d'autres noyaux plus stables et plus stables.

Les substances - qu'est-ce que c'est ?

Avant de parler de ce que sont les substances radioactives, définissons généralement ce qu'on appelle une substance. Donc, tout d’abord, c’est un type de question. Il est également logique que cette matière soit constituée de particules, et dans notre cas ce sont le plus souvent des électrons, des protons et des neutrons. Ici, nous pouvons déjà parler d'atomes, constitués de protons et de neutrons. Eh bien, les molécules, les ions, les cristaux, etc. sont constitués d’atomes.

La notion de substance chimique repose sur les mêmes principes. S’il est impossible d’isoler un noyau dans la matière, celui-ci ne peut alors être classé comme substance chimique.

À propos des substances radioactives

Comme mentionné ci-dessus, pour présenter de la radioactivité, un atome doit se désintégrer spontanément et se transformer en atome d'un élément chimique complètement différent. Si tous les atomes d’une substance sont suffisamment instables pour se désintégrer de cette manière, alors vous avez une substance radioactive. En langage plus technique, la définition ressemblerait à ceci : les substances sont radioactives si elles contiennent des radionucléides, et en concentrations élevées.

Où se trouvent les substances radioactives dans le tableau de D.I. Mendeleev ?

Un moyen assez simple et facile de savoir si une substance est radioactive est de consulter le tableau de D.I. Mendeleïev. Tout ce qui vient après l'élément plomb est constitué d'éléments radioactifs, ainsi que du prométhium et du technétium. Il est important de se rappeler quelles substances sont radioactives, car cela peut vous sauver la vie.

Il existe également un certain nombre d'éléments qui contiennent au moins un isotope radioactif dans leurs mélanges naturels. En voici une liste partielle, montrant certains des éléments les plus courants :

Potassium.
Calcium.
Vanadium.
Germanium.
Sélénium.
Rubidium.
Zirconium.
Molybdène.
Cadmium.
Indium.

Les substances radioactives comprennent celles qui contiennent des isotopes radioactifs.

Types de rayonnement radioactif

Il existe plusieurs types de rayonnements radioactifs, dont nous allons parler maintenant. Les rayonnements alpha et bêta ont déjà été mentionnés, mais la liste n’est pas exhaustive.

Le rayonnement alpha est le rayonnement le plus faible et il est dangereux si des particules pénètrent directement dans le corps humain. Ce rayonnement est produit par des particules lourdes et est donc facilement stoppé, même par une feuille de papier. Pour la même raison, les rayons alpha ne parcourent pas plus de 5 cm.

Le rayonnement bêta est plus fort que le précédent. Il s’agit d’un rayonnement provenant d’électrons, qui sont beaucoup plus légers que les particules alpha et peuvent donc pénétrer plusieurs centimètres dans la peau humaine.

Le rayonnement gamma est réalisé par des photons, qui pénètrent assez facilement encore plus loin dans les organes internes d'une personne.

Le rayonnement le plus puissant en termes de pénétration est le rayonnement neutronique. Il est assez difficile de s'en cacher, mais en réalité, il n'existe pas dans la nature, sauf peut-être à proximité immédiate des réacteurs nucléaires.

Impact des radiations sur les humains

Les substances radioactives dangereuses peuvent souvent être mortelles pour les humains. De plus, l’exposition aux radiations a un effet irréversible. Si vous êtes exposé aux radiations, vous êtes condamné. Selon l'ampleur des dégâts, une personne meurt en quelques heures ou sur plusieurs mois.

Dans le même temps, il faut reconnaître que les gens sont continuellement exposés aux rayonnements radioactifs. Dieu merci, c'est assez faible pour être mortel. Par exemple, en regardant un match de football à la télévision, vous recevez 1 microrad de rayonnement. Le rayonnement naturel de notre planète atteint généralement 0,2 rad par an. 3ème cadeau - votre part de rayonnement lors des radiographies dentaires. Eh bien, l’exposition à plus de 100 rads est déjà potentiellement dangereuse.

Substances radioactives nocives, exemples et avertissements

La substance radioactive la plus dangereuse est le polonium-210. En raison du rayonnement qui l’entoure, une sorte d’« aura » bleue lumineuse est même visible. Il convient de dire qu'il existe un stéréotype selon lequel toutes les substances radioactives brillent. Ce n'est pas du tout vrai, bien qu'il existe des variantes telles que le Polonium-210. La plupart des substances radioactives n’ont aucune apparence suspecte.

Le Livermorium est actuellement considéré comme le métal le plus radioactif. Son isotope Livermorium-293 met 61 millisecondes à se désintégrer. Cela a été découvert en 2000. Ununpentium lui est légèrement inférieur. Le temps de désintégration d'Ununpentia-289 est de 87 millisecondes.

Un autre fait intéressant est qu’une même substance peut être à la fois inoffensive (si son isotope est stable) et radioactive (si les noyaux de son isotope sont sur le point de s’effondrer).

Scientifiques qui ont étudié la radioactivité

Les substances radioactives n'ont pas été considérées comme dangereuses pendant longtemps et ont donc été librement étudiées. Malheureusement, de tristes décès nous ont appris que la prudence et des niveaux de sécurité accrus sont nécessaires avec de telles substances.

L'un des premiers, comme déjà mentionné, fut Antoine Becquerel. Il s'agit d'un grand physicien français, à qui appartient la renommée du découvreur de la radioactivité. Pour ses services, il a été nommé membre de la Royal Society of London. En raison de ses contributions dans ce domaine, il est décédé assez jeune, à l'âge de 55 ans. Mais son travail reste dans les mémoires aujourd'hui. L'unité de radioactivité elle-même, ainsi que les cratères de la Lune et de Mars, ont été nommés en son honneur.

Marie Skłodowska-Curie, qui travaillait avec son mari Pierre Curie sur les substances radioactives, était également une personne formidable. Maria était également française, mais d'origine polonaise. En plus de la physique, elle était engagée dans l'enseignement et même dans des activités sociales actives. Marie Curie est la première femme à remporter le prix Nobel dans deux disciplines : la physique et la chimie. La découverte d'éléments radioactifs comme le Radium et le Polonium est le mérite de Marie et Pierre Curie.

Conclusion

Comme on le voit, la radioactivité est un processus assez complexe qui ne reste pas toujours sous contrôle humain. C’est l’un de ces cas où les gens peuvent se retrouver complètement impuissants face au danger. C’est pourquoi il est important de se rappeler que les choses vraiment dangereuses peuvent avoir une apparence très trompeuse.

Le plus souvent, vous pouvez savoir si une substance est radioactive ou non une fois qu’elle y a été exposée. Soyez donc prudent et attentif. Les réactions radioactives nous aident à bien des égards, mais nous ne devons pas non plus oublier qu’il s’agit d’une force pratiquement indépendante de notre volonté.

Il convient également de rappeler la contribution de grands scientifiques à l’étude de la radioactivité. Ils nous ont transmis une quantité incroyable de connaissances utiles qui sauvent désormais des vies, fournissent de l'énergie à des pays entiers et aident à traiter de terribles maladies. Les produits chimiques radioactifs constituent un danger et une bénédiction pour l’humanité.