Radioaktyvumo reiškinys ir jo panaudojimas moksle, pramonėje ir medicinoje Parengė: studentas 26 mokykla, Vladimiras Chrupolovas K. Dar viena gamtos paslaptis
Parengė: studentas 26 mokykla, Vladimiras Chrupolovas K. Dar viena gamtos paslaptis
Chrupolovas K. Dar viena gamtos paslaptis
XIX amžiaus pabaiga ir XX amžiaus pradžia buvo išskirtinai turtinga kvapą gniaužiančių atradimų ir išradimų, apie kuriuos žmonės galėjo tik pasvajoti. Idėja apie galimybę gauti neišsenkančią energiją, esančią nereikšmingame kiekyje medžiagos, gyvavo žmogaus minties įdubose. 
Garsus to meto mokslininkas buvo Bekerelis, užsibrėžęs tikslą atskleisti tam tikrų medžiagų paslaptingo švytėjimo pobūdį veikiant saulės spinduliuotei. Bekerelis sukaupia didžiulę švytinčių cheminių medžiagų ir natūralių mineralų kolekciją.
Darbo tikslas
Radioaktyvumo sampratos tyrimas, jo atradimas.
Sužinokite, kaip radioaktyvieji izotopai naudojami moksle, pramonėje ir medicinoje.
Nustatykite radioaktyvumo reiškinio vertę pasaulyje.
Radioaktyvumo reiškinys
Radioaktyvumas – tai kai kurių atomų branduolių gebėjimas spontaniškai transformuotis į kitus branduolius, išspinduliuojant įvairių tipų radioaktyviąją spinduliuotę ir elementariąsias daleles. Kaip panaudoti radioaktyvumo fenomeną?
Radioaktyvumo taikymas medicinoje
Radioaktyvumo sampratos tyrimas, jo atradimas.
Sužinokite, kaip radioaktyvieji izotopai naudojami moksle, pramonėje ir medicinoje.
Nustatykite radioaktyvumo reiškinio vertę pasaulyje.
Kaip panaudoti radioaktyvumo fenomeną?
Radioaktyvumo taikymas medicinoje
Radioaktyvumo taikymas medicinoje
Radioterapija yra stiprios spinduliuotės naudojimas vėžio ląstelėms naikinti.
Radioaktyvusis jodas kaupiasi skydliaukėje
liaukos, nustato disfunkciją ir
vartojamas Greivso ligai gydyti.
Natriu pažymėtas druskos tirpalas matuoja kraujotakos greitį ir nustato galūnių kraujagyslių praeinamumą.
Radioaktyvusis fosforas matuoja kraujo tūrį ir gydo eritremiją. 
Radioaktyvumo taikymas pramonėje
Vienas iš pavyzdžių yra toks vidaus degimo variklių stūmoklio žiedų susidėvėjimo stebėjimo metodas. Apšvitindami stūmoklio žiedą neutronais, jie sukelia jame branduolines reakcijas ir daro jį radioaktyvų. Kai variklis veikia, žiedinės medžiagos dalelės patenka į tepalinę alyvą. Ištyrus radioaktyvumo lygį alyvoje po tam tikro variklio veikimo laiko, nustatomas žiedo susidėvėjimas. Galinga radioaktyviųjų vaistų gama spinduliuotė naudojama metalo liejinių vidinei struktūrai ištirti, siekiant nustatyti jų defektus. 
Radioaktyvumo taikymas žemės ūkyje
Augalų sėklų švitinimas nedidelėmis radioaktyviųjų vaistų gama spindulių dozėmis žymiai padidina derlių. „Žymėti atomai“ naudojami žemės ūkio technologijose. Pavyzdžiui, norint išsiaiškinti, kokias fosforo trąšas augalas geriau pasisavina, įvairios trąšos ženklinamos radioaktyviuoju fosforu P. Tada ištyrus augalus radioaktyvumui nustatyti, galima nustatyti fosforo kiekį, kurį jie pasisavino iš skirtingų trąšų rūšių. 
Radioaktyvumo reiškinio atradimas.
Radioaktyvumo fenomeno atradimas gali būti laikomas vienu iškiliausių šiuolaikinio mokslo atradimų. Būtent jo dėka žmogus sugebėjo gerokai pagilinti žinias apie materijos sandarą ir savybes, suprasti daugelio Visatoje vykstančių procesų dėsnius, išspręsti branduolinės energijos įsisavinimo problemą.
Didelio mokslo potencialas
Iki pat radioaktyvumo atradimo mokslininkai manė, kad žino visus fizinius reiškinius ir neturi ką atrasti. Ar gali būti, kad pasaulyje yra dar kažkas, ko žmonija nežino?
Ar gali būti, kad pasaulyje yra dar kažkas, ko žmonija nežino?
2 skaidrė
Radioaktyvumas – tai atomų branduolių pavertimas kitais branduoliais, lydimas įvairių dalelių ir elektromagnetinės spinduliuotės emisijos. Iš čia ir kilo reiškinio pavadinimas: lotyniškai radio – spinduliuoti, activus – efektyviai. Šį žodį sugalvojo Marie Curie. Skilus nestabiliam branduoliui – radionuklidui, iš jo dideliu greičiu išskrenda viena ar kelios didelės energijos dalelės. Šių dalelių srautas vadinamas radioaktyvia spinduliuote arba tiesiog spinduliuote.
3 skaidrė
Radioaktyviosios spinduliuotės rūšys
Kai tyrėjų rankose atsirado galingi spinduliuotės šaltiniai, milijonus kartų stipresni už uraną (tai buvo radžio, polonio, aktinio preparatai), buvo galima labiau susipažinti su radioaktyviosios spinduliuotės savybėmis. Pirmuosiuose tyrimuose šia tema aktyviai dalyvavo Ernestas Rutherfordas, sutuoktiniai Maria ir Pierre'as Curie, A. Becquerel ir daugelis kitų. Pirmiausia buvo ištirtas spindulių prasiskverbimo gebėjimas, taip pat poveikis magnetinio lauko spinduliuotei. Paaiškėjo, kad spinduliuotė nėra vienoda, o yra „spindulių“ mišinys. Pierre'as Curie atrado, kad kai magnetinis laukas veikia radžio spinduliuotę, kai kurie spinduliai yra nukreipiami, o kiti ne. Buvo žinoma, kad magnetinis laukas įvairiomis kryptimis nukreipia tik įkrautas skraidančias daleles, teigiamas ir neigiamas. Remiantis nukreipimo kryptimi, buvome įsitikinę, kad nukreipti ?-spinduliai buvo neigiamai įkrauti. Tolesni eksperimentai parodė, kad tarp katodo ir α spindulių nebuvo esminio skirtumo, o tai reiškė, kad jie reprezentuoja elektronų srautą. Nukreipti spinduliai turėjo stipresnę galimybę prasiskverbti į įvairias medžiagas, o nenukrypstančius spindulius lengvai sugerdavo net plona aliuminio folija – taip, pavyzdžiui, elgėsi naujojo elemento polonio spinduliuotė – jo spinduliuotė neprasiskverbė net per kartoną. dėžutės, kurioje buvo laikomas vaistas, sienelės. Naudojant stipresnius magnetus paaiškėjo, kad ?-spinduliai irgi nukrypsta, tik daug silpnesni už ?-spindulius, ir į kitą pusę. Iš to išplaukė, kad jie buvo teigiamai įkrauti ir turėjo žymiai didesnę masę (kaip vėliau išsiaiškino,?-dalelių masė yra 7740 kartų didesnė už elektrono masę). Pirmą kartą šį reiškinį 1899 metais atrado A. Becquerel ir F. Giesel. Vėliau paaiškėjo, kad?-dalelės yra helio atomų (nuklido 4He) branduoliai, kurių krūvis yra +2 ir masė 4 vienetai. - ir? -spinduliai, jis atrado radžio spinduliuotę trečio tipo spindulius, kurie nenukrypsta stipriausiuose magnetiniuose laukuose, šį atradimą netrukus patvirtino Bekerelis. Šis spinduliuotės tipas, pagal analogiją su alfa ir beta spinduliais, buvo vadinamas gama spinduliais. Skirtingų spindulių žymėjimą pirmosiomis graikų abėcėlės raidėmis pasiūlė Rutherfordas. Gama spinduliai pasirodė panašūs į rentgeno spindulius, t.y. jie yra elektromagnetinė spinduliuotė, bet trumpesnio bangos ilgio ir todėl daugiau energijos. Visas šias spinduliuotės rūšis aprašė M. Curie savo monografijoje „Radis ir radioaktyvumas“. Vietoj magnetinio lauko spinduliuotei „skaldyti“ gali būti naudojamas elektrinis laukas, tik jame esančios įkrautos dalelės bus nukreiptos ne statmenai jėgos linijoms, o išilgai jų - link nukreipimo plokščių. Ilgą laiką buvo neaišku, iš kur atsiranda visi šie spinduliai. Per kelis dešimtmečius daugelio fizikų darbu buvo išsiaiškinta radioaktyviosios spinduliuotės prigimtis ir jos savybės, atrastos naujos radioaktyvumo rūšys.? Alfa spindulius daugiausia skleidžia sunkiausių ir todėl mažiau stabilių atomų branduoliai (periodinėje lentelėje jie yra po švino). Tai didelės energijos dalelės. Ar įprasta matyti kelias grupes? -dalelės, kurių kiekviena turi griežtai apibrėžtą energiją. Taigi, beveik viskas? -iš 226Ra branduolių išskiriamų dalelių energija yra 4,78 MeV (megaelektronvoltai) ir maža dalis? -dalelės, kurių energija 4,60 MeV. Kitas radžio izotopas 221Ra skleidžia keturias grupes? -dalelės, kurių energija yra 6,76, 6,67, 6,61 ir 6,59 MeV. Tai rodo, kad branduoliuose yra keli energijos lygiai, jų skirtumas atitinka branduolio skleidžiamą energiją? - kvantai. Taip pat žinomi „grynieji“ alfa skleidėjai.
4 skaidrė
Radioaktyviosios spinduliuotės poveikis žmogui
Visų tipų radioaktyvioji spinduliuotė (alfa, beta, gama, neutronai), taip pat elektromagnetinė spinduliuotė (rentgeno spinduliai) turi labai stiprų biologinį poveikį gyviems organizmams, kuriuos sudaro atomų ir molekulių sužadinimo ir jonizacijos procesai. iki gyvų ląstelių. Jonizuojančiosios spinduliuotės įtakoje sunaikinamos sudėtingos molekulės ir ląstelių struktūros, o tai sukelia radiacijos žalą organizmui. Todėl dirbant su bet kokiu spinduliuotės šaltiniu, būtina imtis visų priemonių apsaugoti žmones, kurie gali būti veikiami radiacijos. Tačiau žmogus gali būti veikiamas jonizuojančiosios spinduliuotės namuose. Inertinės, bespalvės, radioaktyvios dujos radonas gali kelti rimtą pavojų žmonių sveikatai. Kaip matyti iš 5 pav. pateiktos diagramos, radonas yra radžio skilimo produktas, kurio pusinės eliminacijos laikas T = 3,82 dienos. Radžio nedideliais kiekiais yra dirvožemyje, akmenyse ir įvairiose statybinėse konstrukcijose. Nepaisant gana trumpo gyvavimo laiko, radono koncentracija nuolat papildoma dėl naujų radžio branduolių irimo, todėl radonas gali kauptis uždarose erdvėse. Patekęs į plaučius, radonas išskiria β-daleles ir virsta poloniu, kuris nėra chemiškai inertiška medžiaga. Toliau pateikiama urano serijos radioaktyviųjų virsmų grandinė (5 pav.). Amerikos radiacinės saugos ir kontrolės komisijos duomenimis, vidutinis žmogus gauna 55% jonizuojančiosios spinduliuotės iš radono ir tik 11% iš medicininės priežiūros. Kosminių spindulių indėlis yra maždaug 8%. Bendra apšvitos dozė, kurią žmogus gauna per savo gyvenimą, yra daug kartų mažesnė už didžiausią leistiną dozę (MAD), kuri yra nustatyta tam tikrų profesijų žmonėms, kuriems taikomas papildomas jonizuojančiosios spinduliuotės poveikis.
5 skaidrė
Radioaktyviųjų izotopų taikymas
Vienas ryškiausių tyrimų, atliktų naudojant „pažymėtus atomus“, buvo organizmų metabolizmo tyrimas. Įrodyta, kad per gana trumpą laiką organizmas beveik visiškai atsinaujina. Jį sudarantys atomai pakeičiami naujais. Tik geležis, kaip parodė kraujo izotopų tyrimai, yra šios taisyklės išimtis. Geležis yra raudonųjų kraujo kūnelių hemoglobino dalis. Kai į maistą buvo patalpinti radioaktyvūs geležies atomai, buvo nustatyta, kad fotosintezės metu išsiskyręs laisvas deguonis iš pradžių buvo vandens, o ne anglies dioksido dalis. Radioaktyvieji izotopai medicinoje naudojami tiek diagnostikos, tiek gydymo tikslais. Radioaktyvusis natris, suleidžiamas nedideliais kiekiais į kraują, naudojamas tirti kraujotaką, ypač sergant Greivso liga, jodas intensyviai nusėda skydliaukėje. Stebint radioaktyvaus jodo nusėdimą matuokliu, galima greitai nustatyti diagnozę. Didelės radioaktyvaus jodo dozės sukelia dalinį nenormaliai besivystančių audinių sunaikinimą, todėl radioaktyvusis jodas naudojamas Greivso ligai gydyti. Intensyvi kobalto gama spinduliuotė naudojama vėžiui gydyti (kobalto ginklas). Ne mažiau platus radioaktyviųjų izotopų panaudojimas pramonėje. Vienas iš pavyzdžių yra toks vidaus degimo variklių stūmoklio žiedų susidėvėjimo stebėjimo metodas. Apšvitindami stūmoklio žiedą neutronais, jie sukelia jame branduolines reakcijas ir daro jį radioaktyvų. Kai variklis veikia, žiedinės medžiagos dalelės patenka į tepalinę alyvą. Ištyrus radioaktyvumo lygį alyvoje po tam tikro variklio veikimo laiko, nustatomas žiedo susidėvėjimas. Radioaktyvieji izotopai leidžia spręsti apie metalų sklaidą, procesus aukštakrosnėse ir kt. Galinga radioaktyviųjų preparatų gama spinduliuotė naudojama metalo liejinių vidinei struktūrai tirti, siekiant nustatyti jų defektus. Radioaktyvieji izotopai vis dažniau naudojami žemės ūkyje. Augalų sėklų (medvilnės, kopūstų, ridikėlių ir kt.) švitinimas nedidelėmis radioaktyviųjų vaistų gama spindulių dozėmis pastebimai padidina derlių. Didelės spinduliuotės dozės sukelia augalų ir mikroorganizmų mutacijas, dėl kurių kai kuriais atvejais atsiranda naujų vertingų savybių turinčių mutantų (radio selekcija). buvo gauti antibiotikų gamyboje. Radioaktyviųjų izotopų gama spinduliuotė taip pat naudojama kenksmingiems vabzdžiams kontroliuoti ir maisto konservavimui. „Žymėti atomai“ plačiai naudojami žemės ūkio technologijose. Pavyzdžiui, norint išsiaiškinti, kokias fosforo trąšas augalas geriau pasisavina, įvairios trąšos ženklinamos radioaktyviuoju fosforu 15 32P. Tuomet ištyrus augalų radioaktyvumą, galima nustatyti fosforo kiekį, kurį jie pasisavino iš skirtingų trąšų rūšių. Įdomus radioaktyvumo pritaikymas – archeologinių ir geologinių radinių datavimo pagal radioaktyviųjų izotopų koncentraciją metodas. Dažniausiai naudojamas datavimo metodas yra radioaktyviosios anglies datavimas. Dėl kosminių spindulių sukeltų branduolinių reakcijų atmosferoje atsiranda nestabilus anglies izotopas. Nedidelė šio izotopo dalis randama ore kartu su įprastu stabiliu izotopu Augalai ir kiti organizmai paima anglį iš oro ir kaupia abu izotopus tokiomis pat proporcijomis kaip ir ore. Po to, kai augalai miršta, jie nustoja vartoti anglį, o nestabilus izotopas dėl β skilimo palaipsniui virsta azotu, kurio pusinės eliminacijos laikas yra 5730 metų. Tiksliai išmatavus santykinę radioaktyviosios anglies koncentraciją senovės organizmų liekanose, galima nustatyti jų žūties laiką.
6 skaidrė
Radioaktyvumo taikymas.
1. Biologiniai veiksmai. Radioaktyvioji spinduliuotė neigiamai veikia gyvas ląsteles. Šio veiksmo mechanizmas yra susijęs su atomų jonizacija ir molekulių skaidymu ląstelėse greitai įkraunamoms dalelėms praeinant. Spartaus augimo ir dauginimosi būklės ląstelės yra ypač jautrios radiacijos poveikiui. Ši aplinkybė naudojama vėžiniams navikams gydyti. Kai spinduliuotės dozės nėra per didelės, vėžio ląstelės žūva, o paciento organizmui nepadaroma didelė žala. Reikia pažymėti, kad vėžio radioterapija, kaip ir rentgeno terapija, jokiu būdu nėra universali priemonė, kuri visada išgydo. Per didelės radioaktyviosios spinduliuotės dozės sukelia sunkias gyvūnų ir žmonių ligas (vadinamąją spindulinę ligą). ir gali baigtis mirtimi. Labai mažomis dozėmis radioaktyvioji spinduliuotė, daugiausia a-spinduliuotė, priešingai, stimuliuoja kūną. Tai siejama su radioaktyviųjų mineralinių vandenų, kuriuose yra nedideli radžio arba radono kiekiai, gydomuoju poveikiu.2. Šviečiantys junginiai švyti veikiant radioaktyviajai spinduliuotei (plg. § 213). Į liuminescencinę medžiagą (pavyzdžiui, cinko sulfidą) pridedant labai nedidelį kiekį radžio druskos, gaunami nuolat šviečiantys dažai. Šiuos dažus tepant ant laikrodžių ciferblatų ir rodyklių, taikiklių ir pan., jie tampa matomi tamsoje.3. Žemės amžiaus nustatymas. Paprasto švino, išgaunamo iš rūdų, kuriose nėra radioaktyviųjų elementų, atominė masė yra 207,2. Kaip matyti iš fig. 389, švino, susidariusio dėl urano skilimo, atominė masė yra 206. Pasirodo, kai kuriuose urano mineraluose esančio švino atominė masė yra labai artima 206. Vadinasi, šiuose mineraluose tuo metu švino nebuvo. susidarymas (kristalizacija iš lydalo arba tirpalo); viso švino, esančio tokiuose mineraluose, susikaupusio dėl urano skilimo. Taikant radioaktyvaus skilimo dėsnį, galima nustatyti jo amžių pagal švino ir urano kiekių santykį minerale (žr. 32 užduotį skyriaus pabaigoje Nustatytas įvairios kilmės mineralų, turinčių urano, amžius). šiuo metodu matuojamas šimtais milijonų metų. Seniausių mineralų amžius viršija 1,5 milijardo metų Žemės amžiumi paprastai laikomas laikas, praėjęs nuo kietosios žemės plutos susidarymo. Daugelis matavimų, pagrįstų urano, taip pat torio ir kalio radioaktyvumu, nustato, kad Žemės amžius yra daugiau nei 4 milijardai metų.
7 skaidrė
Peržiūrėkite visas skaidres
Įvadas………………………………………………………………………………3
Radioaktyviųjų šaltinių taikymas įvairiose
žmogaus veiklos sritys……………………………………………………….3
Chemijos pramonė
Miesto ekonomika
Medicinos pramonė
Radiacinė gaminių ir medžiagų sterilizacija
Radioizotopinių širdies stimuliatorių gamyba
Sėklų ir gumbų švitinimas prieš sėją
Radioizotopinė diagnostika (radioaktyvaus vaisto patekimas į organizmą)
Radioaktyviosios atliekos, jų laidojimo problemos……………………..8
Metodo neišvystymas……………………………………………………………………………………
Spaudimas dėl išorinių aplinkybių……………………………………………………
Sprendimų priėmimas ir problemos technologinis sudėtingumas…………………………13
Sąvokos neapibrėžtumas…………………………………………………………14
Literatūra………………………………………………………….16
Įvadas
Šiuo metu sunku rasti mokslo, technologijų, pramonės, žemės ūkio ir medicinos šaką, kurioje nebūtų naudojami radioaktyvumo šaltiniai (radioaktyvieji izotopai). Dirbtiniai ir natūralūs radioaktyvieji izotopai yra galingas ir subtilus įrankis kuriant jautrius analizės ir kontrolės metodus pramonėje, unikali priemonė piktybinių navikų ligų medicininei diagnostikai ir gydymui bei veiksminga priemonė įvairioms medžiagoms, tarp jų ir organinėms, daryti įtaką. Svarbiausi rezultatai gauti naudojant izotopus kaip spinduliuotės šaltinius. Įrenginių su galingais radioaktyviosios spinduliuotės šaltiniais sukūrimas leido jį panaudoti technologiniams procesams stebėti ir valdyti; techninė diagnostika; žmonių ligų terapija; naujų medžiagų savybių įgijimas; paverčiant radioaktyviųjų medžiagų skilimo energiją į šilumą ir elektrą ir kt. Dažniausiai šiems tikslams naudojami izotopai, tokie kaip ⁶⁰CO, ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs ir plutonio izotopai. Kad šaltiniai nesumažėtų slėgio, jiems taikomi griežti mechaninio, šiluminio ir atsparumo korozijai reikalavimai. Tai užtikrina sandarumo išlaikymą per visą šaltinio veikimo laikotarpį.
Radioaktyviųjų šaltinių naudojimas įvairiose žmogaus veiklos srityse.
Chemijos pramonė
Radiacinis-cheminis poliamidinio audinio modifikavimas, suteikiantis jam hidrofilines ir antistatines savybes.
Tekstilės medžiagų modifikavimas, siekiant gauti vilnos savybes.
Antimikrobinių savybių turinčių medvilninių audinių gavimas.
Radiacinis kristalų modifikavimas, norint pagaminti įvairių spalvų kristalinius produktus.
Gumos-audinių medžiagų radiacinė vulkanizacija.
Polietileno vamzdžių radiacinė modifikacija, siekiant padidinti atsparumą karščiui ir atsparumą agresyviai aplinkai.
Dažų ir lakų dangų kietėjimas ant įvairių paviršių.
Medienos pramonė
Dėl švitinimo minkšta mediena įgauna žymiai mažą gebėjimą sugerti vandenį, didelį geometrinių matmenų stabilumą ir didesnį kietumą (gaminamas mozaikinis parketas).
Miesto ekonomika
Radiacinis nuotekų valymas ir dezinfekcija.
Medicinos pramonė
Gaminių ir medžiagų radiacinė sterilizacija
Radiaciniu būdu sterilizuojamų gaminių asortimente – per tūkstantį prekių, tarp kurių – vienkartiniai švirkštai, kraujo tiekimo sistemos, medicinos instrumentai, siūlų ir tvarsčių medžiagos, įvairūs protezai, naudojami širdies ir kraujagyslių chirurgijoje, traumatologijoje ir ortopedijoje. Pagrindinis radiacinės sterilizacijos privalumas yra tai, kad ją galima nuolat atlikti dideliu našumu. Tinka sterilizuoti gatavus gaminius, supakuotus į transportavimo konteinerius arba antrines pakuotes, taip pat tinka termolabių produktų ir medžiagų sterilizavimui.
Radioizotopinių širdies stimuliatorių gamyba su maitinimo šaltiniais, kurių ²³⁸P. Implantuoti į žmogaus organizmą, jais gydomi įvairūs širdies ritmo sutrikimai, kurių negalima gydyti vaistais. Radioizotopinio energijos šaltinio naudojimas padidina jų patikimumą, padidina jų tarnavimo laiką iki 20 metų, o pacientų gyvenimą grąžina į normalų gyvenimą, nes sumažėja kartotinių operacijų, kai implantuojamas širdies stimuliatorius, skaičius.
Žemės ūkis ir maisto pramonė
Žemės ūkis yra svarbi jonizuojančiosios spinduliuotės taikymo sritis. Iki šiol žemės ūkio praktikoje ir žemės ūkio moksliniuose tyrimuose galima išskirti šias pagrindines radioizotopų naudojimo sritis:
Žemės ūkio objektų (pirmiausia augalų) švitinimas maža doze, siekiant paskatinti jų augimą ir vystymąsi;
Jonizuojančiosios spinduliuotės taikymas radiacinei mutagenezei ir augalų selekcijai;
Radiacinės sterilizacijos metodas kovai su žemės ūkio augalų kenkėjais.
Sėklų ir gumbų švitinimas prieš sėją(kviečiai, miežiai, kukurūzai, bulvės, burokėliai, morkos) gerina sėklų ir gumbų sėjos savybes, pagreitina augalų vystymosi procesus (ankstyvumą), padidina augalų atsparumą nepalankiems aplinkos veiksniams.
Veisimo srityje atliekami mutagenezės tyrimai. Tikslas – parinkti makromutacijas derlingoms veislėms išvystyti. Jau buvo gauti dominantys radiaciniai mutantai daugiau nei 50 pasėlių.
Jonizuojančiosios spinduliuotės naudojimas vabzdžiams kenkėjams sterilizuoti elevatoriuose ir klėtise gali sumažinti pasėlių nuostolius iki 20%.
Žinomas kad jonizuojanti γ spinduliuotė neleidžia dygti bulvėms ir svogūnams, naudojama džiovintų vaisių, maisto koncentratų dezinfekcijai, lėtina mikrobiologinį gedimą ir pailgina vaisių, daržovių, mėsos, žuvies galiojimo laiką. Nustatyta galimybė paspartinti vynų ir konjako senėjimo procesus, keisti vaisių nokimo greitį, pašalinti nemalonų gydomųjų vandenų kvapą. Konservų (žuvies, mėsos ir pieno produktų, daržovių ir vaisių) pramonėje plačiai taikoma konservų sterilizacija. Pažymėtina, kad apšvitintų maisto produktų tyrimas parodė, kad γ apšvitinti produktai yra nekenksmingi.
Išnagrinėjome atskiroms pramonės šakoms būdingų radioizotopų naudojimą. Be to, radioizotopai visoje pramonėje naudojami šiems tikslams:
Skysčių lydalo lygių matavimas;
Skysčių ir masės tankio matavimas;
Daiktų skaičiavimas ant konteinerio;
Medžiagų storio matavimas;
Ledo storio matavimas ant orlaivių ir kitų transporto priemonių;
Dirvožemių tankio ir drėgnumo matavimas;
Neardomasis gaminio medžiagų γ defektų nustatymas.
Radioizotopiniai terapiniai prietaisai, taip pat klinikinė radioizotopų diagnostika, buvo tiesiogiai naudojami medicinos praktikoje.
Buvo įsisavinti γ-terapiniai prietaisai išoriniam γ-švitinimui. Šie prietaisai žymiai išplėtė nuotolinės navikų γ terapijos galimybes, naudojant statinio ir mobiliojo švitinimo galimybes.
Atskiroms naviko vietoms taikomos įvairios spindulinio gydymo galimybės ir metodai. Nuolatinis penkerių metų gydymas 1, 2 ir 3 stadijose buvo gautas atitinkamai
90-95, 75-85 ir 55-60 proc. Taip pat gerai žinomas teigiamas spindulinės terapijos vaidmuo gydant krūties, plaučių, stemplės, burnos ertmės, gerklų, šlapimo pūslės ir kitų organų vėžį.
Radioizotopinė diagnostika (radioaktyvaus vaisto patekimas į organizmą) tapo neatsiejama diagnostikos proceso dalimi visuose ligos vystymosi etapuose arba įvertinant sveiko organizmo funkcinę būklę. Radioizotopų diagnostikos tyrimus galima sutrumpinti iki šių pagrindinių skyrių:
Viso kūno, jo dalių, atskirų organų radioaktyvumo nustatymas, siekiant nustatyti organo patologinę būklę;
Radioaktyvaus vaisto judėjimo per atskiras širdies ir kraujagyslių sistemos sritis greičio nustatymas;
Radioaktyvaus vaisto erdvinio pasiskirstymo žmogaus organizme tyrimas organų, patologinių darinių ir kt. vizualizavimui.
Svarbiausi diagnostikos aspektai yra patologiniai širdies ir kraujagyslių sistemos pokyčiai, savalaikis piktybinių navikų nustatymas, kaulų, kraujodaros ir limfinės sistemos būklės įvertinimas, sunkiai prieinami objektai tyrimams naudojant tradicinius klinikinius ir instrumentinius metodus. .
Nay, pažymėtas ¹³y, buvo įtrauktas į klinikinę praktiką skydliaukės ligų diagnozavimui; NaCe, pažymėtas ²⁴Na, skirtas vietinei ir bendrai kraujotakai tirti;
Na3PO4, pažymėtas ³³P, siekiant ištirti jo kaupimosi pigmentiniuose odos dariniuose ir kituose navikų dariniuose procesus.
Neurologijos ir neurochirurgijos diagnostikos metodas, naudojant izotopus ⁴⁴Tc, ¹³³Xe ir ¹⁶⁹Y, įgijo pirmaujančią reikšmę. Jis reikalingas tikslesnei smegenų ligų, taip pat širdies ir kraujagyslių sistemos ligų diagnostikai. Nefrologijoje ir urologijoje radioaktyvūs vaistai, kurių sudėtyje yra ¹³¹Y, ¹⁹⁷Hg,
¹⁶⁹Yb, ⁵¹Cr ir ¹¹3Yn. Pradėjus taikyti radioizotopų tyrimo metodus, pagerėjo ankstyvas inkstų ir kitų organų sergamumas.
Mokslinis ir taikomasis p/izotopų pritaikymas yra labai platus. Pažvelkime į keletą:
Praktiškai įdomu naudoti radioizotopines jėgaines (RPU), kurių elektros galia nuo kelių vienetų iki šimtų vatų. Didžiausias praktinis pritaikymas rastas radioizotopiniuose termoelektriniuose generatoriuose, kuriuose radioaktyviosios skilimo energijos pavertimas elektros energija vykdomas naudojant termoelektrinius keitiklius tokios elektrinės pasižymi visiška autonomija, galimybe veikti bet kokiomis klimato sąlygomis, ilgai tarnavimo laikas ir veikimo patikimumas.
Radioizotopiniai maitinimo šaltiniai užtikrina darbą automatinių meteorologinių stočių sistemose; navigacinės įrangos sistemose atokiose ir negyvenamose vietovėse (elektros tiekimas švyturiams, krypties ženklai, navigaciniai žibintai).
Dėl teigiamos patirties juos naudojant žemoje temperatūroje, tapo įmanoma juos naudoti Antarktidoje.
Taip pat žinoma, kad izotopinės elektrinės su ²¹ºPo buvo naudojamos transporto priemonėms, judančioms Mėnulio paviršiumi (mėnulio roveriams).
R/a izotopų panaudojimo moksliniuose tyrimuose negalima pervertinti, nes visi praktiniai metodai išplaukia iš teigiamų tyrimų rezultatų.
Be to, verta paminėti tokias labai siauras specializacijas kaip kenkėjų kontrolė senoviniuose meno objektuose, taip pat natūralių radioaktyvių izotopų panaudojimas radono voniose ir purve SPA procedūrų metu.
Pasibaigus jų eksploatavimo laikui, radioaktyvieji šaltiniai turi būti nustatyta tvarka pristatyti į specialias perdirbimo (kondicionavimo) gamyklas, o vėliau šalinamos kaip radioaktyviosios atliekos.
Radioaktyviosios atliekos, jų šalinimo problemos
Radioaktyviųjų atliekų problema yra ypatingas bendrosios aplinkos taršos žmonių atliekomis problemos atvejis. Tačiau tuo pat metu ryškus radioaktyviųjų atliekų specifiškumas reikalauja naudoti specifinius metodus žmonių ir biosferos saugumui užtikrinti.
Istorinė pramoninių ir buitinių atliekų tvarkymo patirtis susiformavo tokiomis sąlygomis, kai atliekų pavojingumo suvokimas ir jų neutralizavimo programos buvo paremtos tiesioginiais pojūčiais. Pastarųjų galimybės užtikrino adekvatų suvokimą apie tiesiogiai juslėmis suvokiamų poveikių ir gresiančių pasekmių ryšius. Žinių lygis leido pateikti atliekų poveikio žmogui ir biosferai mechanizmų logiką, kuri gana tiksliai atitiko realius procesus. Praktiškai išplėtotas tradicines idėjas apie atliekų šalinimo būdus istoriškai jungė kokybiškai skirtingi požiūriai, sukurti atrandant mikroorganizmus, sudarantys ne tik empiriškai, bet ir moksliškai pagrįstą metodinę atramą žmonių ir jo buveinių saugumui. Medicinoje ir socialinio valdymo sistemose susiformavo atitinkami subsektoriai, pavyzdžiui, sanitariniai ir epidemiologiniai reikalai, savivaldybių higiena ir kt.
Sparčiai vystantis chemijai ir chemijos gamybai, pramoninėse ir buitinėse atliekose masiškai atsirado naujų elementų ir cheminių junginių, tarp jų ir neegzistuojančių gamtoje. Savo mastu šis reiškinys tapo panašus į natūralius geocheminius procesus. Žmonija susidūrė su būtinybe pasiekti kitą problemų vertinimo lygį, kai, pavyzdžiui, turi būti kaupiamasis ir uždelstas poveikis, poveikio dozių nustatymo metodai, poreikis naudoti naujus metodus ir specialią labai jautrią įrangą pavojui aptikti ir kt. būti atsižvelgta.
Kokybiškai kitokį pavojų, nors ir savo kai kuriomis savybėmis panašų į cheminį pavojų, žmonėms sukėlė "radioaktyvumas" , kaip žmogaus juslėmis tiesiogiai nesuvokiamas, žmonijai žinomais metodais nenaikinamas reiškinys ir apskritai dar nepakankamai ištirtas: negalima atmesti naujų šio reiškinio savybių, poveikių ir pasekmių atradimo. Todėl formuojant bendrąsias ir konkrečias mokslines ir praktines užduotis „panaikinti radioaktyviųjų atliekų pavojų“, o ypač sprendžiant šias problemas, kyla nuolatinių sunkumų, rodančių, kad tradicinė formuluotė tiksliai neatspindi tikrojo, objektyvaus radioaktyviųjų atliekų pobūdžio. „Raštų atliekų problema“. Tačiau tokio teiginio ideologija plačiai paplitusi nacionalinio ir tarpvalstybinio pobūdžio teisiniuose ir neteisiniuose dokumentuose, kurie, kaip galima manyti, apima platų šiuolaikinių mokslo pažiūrų, krypčių, tyrimų ir praktinės veiklos spektrą; atsižvelgti į visų gerai žinomų vidaus ir užsienio organizacijų, sprendžiančių „radatliekų problemą“, raidą.
1995 m. spalio 23 d. Rusijos Federacijos Vyriausybės dekretu Nr. 1030 buvo patvirtinta Federalinė tikslinė programa „Radioaktyviųjų atliekų ir panaudotų branduolinių medžiagų tvarkymas, jų perdirbimas ir šalinimas 1996–2005 m.“.
Radioaktyviosios atliekos jame laikomos „kaip medžiagos (bet kurios agregacijos būsenos), medžiagos, gaminiai, įrenginiai, biologinės kilmės objektai, kurių negalima toliau naudoti, kuriuose radionuklidų kiekis viršija norminiuose aktuose nustatytas normas. Programoje yra specialus skyrius „Problemos padėtis“, kuriame aprašomi konkretūs objektai ir viešosios erdvės, kuriose vykdomas „radioaktyviųjų atliekų tvarkymas“, taip pat bendrosios kiekybinės „radioaktyvių atliekų problemos“ Rusijoje charakteristikos.
„Didelis sukauptų nekondicinių radioaktyviųjų atliekų kiekis, techninių priemonių, užtikrinančių saugų šių atliekų ir panaudoto branduolinio kuro tvarkymą, nepakankamumas, patikimų saugyklų ilgalaikiam saugojimui ir (ar) laidojimui trūkumas didina radiacijos riziką. nelaimingų atsitikimų ir sukurti realią grėsmę radioaktyviam aplinkos užterštumui bei pertekliniam apšvitinimui gyventojų ir organizacijų bei įmonių, kurių veikla susijusi su atominės energijos ir radioaktyviųjų medžiagų naudojimu, personalui.
Pagrindiniai didelio aktyvumo radioaktyviųjų atliekų (RAA) šaltiniai yra branduolinė energija (panaudotas branduolinis kuras) ir karinės programos (plutonis iš branduolinių galvučių, panaudotas kuras iš branduolinių povandeninių laivų transporto reaktorių, skystos radiocheminių gamyklų atliekos ir kt.).
Kyla klausimas: ar radioaktyviosios atliekos turi būti laikomos tik atliekomis ar potencialiu energijos šaltiniu? Atsakymas į šį klausimą lemia, ar norime juos saugoti (prieinamu pavidalu), ar palaidoti (t. y. padaryti neprieinamus). Dabar visuotinai priimtas atsakymas, kad radioaktyviosios atliekos iš tiesų yra atliekos, išskyrus plutonį. Plutonis teoriškai gali būti energijos šaltinis, nors energijos iš jo gamybos technologija yra sudėtinga ir gana pavojinga. Daugelis šalių, įskaitant Rusiją ir JAV, dabar yra kryžkelėje: „paleisti“ plutonio technologiją naudojant nusiginklavimo metu išleisto plutonio, ar užkasti šį plutonį? Neseniai Rusijos vyriausybė ir „Minatom“ paskelbė, kad kartu su Jungtinėmis Valstijomis nori perdirbti ginklams skirtą plutonį; tai reiškia galimybę plėtoti plutonio energiją.
Jau 40 metų mokslininkai lygina radioaktyviųjų atliekų šalinimo galimybes. Pagrindinė idėja yra ta, kad jie turi būti pastatyti tokioje vietoje, kad nepatektų į aplinką ir nepakenktų žmonėms. Šis gebėjimas pakenkti radioaktyviosioms atliekoms išlieka dešimtis ir šimtus tūkstančių metų. apšvitintas branduolinis kuras, kurį išgauname iš reaktoriaus yra radioizotopai, kurių pusinės eliminacijos laikas nuo kelių valandų iki milijono metų (pusėjimo laikas – laikas, per kurį radioaktyviosios medžiagos kiekis sumažėja perpus, o kai kuriais atvejais atsiranda naujų radioaktyvių medžiagų). Tačiau bendras atliekų radioaktyvumas laikui bėgant žymiai sumažėja. Radžio pusinės eliminacijos laikas yra 1620 metų, ir nesunku apskaičiuoti, kad po 10 tūkstančių metų liks apie 1/50 pradinio radžio kiekio. Daugumos šalių teisės aktai numato atliekų saugą 10 tūkstančių metų laikotarpiui. Žinoma, tai nereiškia, kad po šio laiko radioaktyviosios atliekos nebebus pavojingos: mes tiesiog perkeliame tolesnę atsakomybę už radioaktyviąsias atliekas tolimiems palikuonims. Tam būtina, kad palikuonys žinotų šių atliekų laidojimo vietas ir formą. Atkreipkite dėmesį, kad visa rašytinė žmonijos istorija yra mažesnė nei 10 tūkstančių metų. Iššūkiai, kylantys laidojant radioaktyviąsias atliekas, yra precedento neturintys technikos istorijoje: žmonės niekada nebuvo išsikėlę sau tokių ilgalaikių tikslų.
Įdomus problemos aspektas yra tai, kad reikia ne tik apsaugoti žmones nuo atliekų, bet tuo pačiu apsaugoti atliekas nuo žmonių. Per jų laidojimui skirtą laikotarpį pasikeis daugelis socialinių ir ekonominių darinių. Neatmetama galimybė, kad tam tikroje situacijoje radioaktyviosios atliekos gali tapti geidžiamu teroristų taikiniu, atakų taikiniai karinio konflikto metu ir taip toliau. Akivaizdu, kad, galvodami apie tūkstantmečius, negalime pasikliauti, tarkime, valdžios kontrole ir apsauga – neįmanoma numatyti, kokie pokyčiai gali įvykti. Galbūt geriausia, kad atliekos būtų fiziškai neprieinamos žmonėms, nors, kita vertus, tai apsunkintų mūsų palikuonių tolesnių saugumo priemonių įgyvendinimą.
Akivaizdu, kad nei vienas techninis sprendimas, nei viena dirbtinė medžiaga negali „dirbti“ tūkstančius metų. Akivaizdi išvada – pati gamtinė aplinka turi izoliuoti atliekas. Svarstytos galimybės: radioaktyviąsias atliekas užkasti giliai okeaninės įdubos, vandenynų dugno nuosėdose, poliarinėse kepurėse; siųsti juos į erdvė; įdėti juos gilūs žemės plutos sluoksniai. Dabar visuotinai priimta, kad optimaliausias būdas yra užkasti atliekas giliai geologiniai dariniai.
Akivaizdu, kad kietosios radioaktyviosios atliekos yra mažiau linkusios prasiskverbti į aplinką (migruoti) nei skystos radioaktyviosios atliekos. Todėl daroma prielaida, kad skystos radioaktyviosios atliekos pirmiausia bus paverstos kietu pavidalu (stiklintos, paverstos keramika ir pan.). Tačiau Rusijoje vis dar praktikuojamas skystų labai aktyvių radioaktyvių atliekų įpurškimas į gilius požeminius horizontus (Krasnojarskas, Tomskas, Dimitrovgradas).
Šiuo metu vadinamasis „daugiabarjeras“ arba „giliai ešelonuota“ laidojimo koncepcija. Atliekos pirmiausia sulaikomos matrica (stiklas, keramika, kuro granulės), tada universalus konteineris (naudojamas transportavimui ir šalinimui), tada aplink konteinerius yra sorbento užpildas ir galiausiai geologinė aplinka.
Taigi, bandysime radioaktyviąsias atliekas laidoti giliose geologinėse frakcijose. Kartu mums buvo duota sąlyga: parodyti, kad mūsų laidotuvės veiks, kaip planuojame, 10 tūkst. Dabar pažiūrėkime, su kokiomis problemomis susidursime šiame kelyje.
Pirmosios problemos kyla renkantis studijų vietas.
Pavyzdžiui, JAV to nenori nei viena valstybė. Kad jos teritorijoje būtų nacionalinė laidojimo vieta. Tai lėmė tai, kad politikų pastangomis daugelis potencialiai tinkamų sričių buvo išbrauktos iš sąrašo ne dėl mokslinio požiūrio, o dėl politinių žaidimų.
Kaip tai atrodo Rusijoje? Šiuo metu Rusijoje vis dar galima tyrinėti vietoves nejaučiant didelio vietos valdžios spaudimo (jei nelaidoji šalia miestų!). Tikiu, kad didėjant tikrajai Federacijos regionų ir subjektų nepriklausomybei, situacija pasislinks į Jungtinių Valstijų padėtį. Jau dabar jaučiamas Minatomo polinkis savo veiklą perkelti į karines vietas, kurių praktiškai nekontroliuojama: pavyzdžiui, Novaja Zemlijos salyne (Rusijos bandymų aikštelė Nr. 1) siūloma įrengti laidojimo vietą, nors m. geologinių parametrų požiūriu tai toli gražu ne pati geriausia vieta, apie kurią bus kalbama vėliau.
Bet tarkime, kad pirmasis etapas baigėsi ir svetainė pasirinkta. Būtina jį ištirti ir pateikti laidojimo funkcionavimo prognozę 10 tūkstančių metų. Čia iškyla nauja problema.
Metodo tobulinimo trūkumas.
Geologija yra aprašomasis mokslas. Tam tikros geologijos šakos yra susijusios su prognozėmis (pavyzdžiui, inžinerinė geologija numato dirvožemio elgseną statybos metu ir pan.), tačiau niekada anksčiau geologijai nebuvo pavesta nuspėti geologinių sistemų elgseną dešimtis tūkstančių metų. Daugelį metų įvairiose šalyse tyrinėjant net kilo abejonių, ar įmanoma daugiau ar mažiau patikima tokių laikotarpių prognozė.
Tačiau įsivaizduokime, kad mums pavyko parengti pagrįstą svetainės tyrimo planą. Aišku, kad šiam planui įgyvendinti prireiks ne vienerių metų: pavyzdžiui, Jakos kalnas Nevadoje tyrinėtas daugiau nei 15 metų, tačiau išvada apie šio kalno tinkamumą ar netinkamumą bus padaryta ne anksčiau kaip po 5 metų. . Tuo pačiu metu šalinimo programa patirs vis didesnį spaudimą.
Išorinių aplinkybių spaudimas.
Šaltojo karo metu atliekos buvo ignoruojamos; jie kaupėsi, buvo laikomi laikinuose konteineriuose, buvo pamesti ir kt. Pavyzdys – Hanfordo karinis objektas (analogiškas mūsų „Švyturiui“), kuriame yra keli šimtai milžiniškų tankų su skystomis atliekomis, o daugeliui jų nežinia, kas yra viduje. Vienas mėginys kainuoja 1 milijoną dolerių! Ten, Hanforde, maždaug kartą per mėnesį aptinkamos užkastos ir „pamirštos“ statinės ar dėžės atliekų.
Apskritai per branduolinės technologijos plėtros metus susikaupė daug atliekų. Daugelio atominių elektrinių laikinosios saugyklos yra arti užpildymo, o kariniuose kompleksuose jos dažnai yra ant gedimo slenksčio dėl senatvės ar net po to.
Taigi, laidojimo problema reikalauja skubus sprendimus. Suvokimas apie šią skubą tampa vis aštresnis, ypač dėl to, kad 430 elektrinių reaktorių, šimtai tyrimų reaktorių, šimtai transportinių branduolinių povandeninių laivų, kreiserių ir ledlaužių ir toliau nuolat kaupia radioaktyviąsias atliekas. Tačiau žmonės, atsirėmę į sieną, nebūtinai sugalvoja geriausius techninius sprendimus ir dažniau klysta. Tuo tarpu priimant sprendimus, susijusius su branduoline technologija, klaidos gali kainuoti labai brangiai.
Galiausiai darykime prielaidą, kad potencialios svetainės studijoms išleidome 10–20 milijardų dolerių ir 15–20 metų. Atėjo laikas priimti sprendimą. Akivaizdu, kad idealių vietų Žemėje nėra, bet kuri vieta turės teigiamų ir neigiamų laidojimo savybių. Akivaizdu, kad turėsite nuspręsti, ar teigiamos savybės nusveria neigiamas ir ar šios teigiamos savybės suteikia pakankamai saugumo.
Sprendimų priėmimas ir technologinis problemos sudėtingumas
Išmetimo problema techniškai labai sudėtinga. Todėl labai svarbu, pirma, kokybiškas mokslas, antra, veiksminga sąveika (kaip sakoma Amerikoje – „sąsaja“) tarp mokslo ir sprendimus priimančių politikų.
Rusijos atominės energetikos ministerijos Pramonės technologijos institute (VNIPIP) buvo sukurta rusiška radioaktyviųjų atliekų ir panaudoto branduolinio kuro požeminio izoliavimo amžinojo įšalo uolienose koncepcija. Jį patvirtino Rusijos Federacijos ekologijos ir gamtos išteklių ministerijos, Rusijos Federacijos sveikatos apsaugos ministerijos ir Rusijos Federacijos „Gosatomnadzor“ Valstybinė aplinkosaugos ekspertizė. Mokslinę paramą koncepcijai teikia Maskvos valstybinio universiteto Amžinojo įšalo mokslo katedra. Reikėtų pažymėti, kad ši koncepcija yra unikali. Kiek žinau, nė viena pasaulio šalis nesvarsto radioaktyviųjų atliekų laidojimo amžinajame įšale klausimo.
Pagrindinė mintis yra tokia. Šilumą generuojančias atliekas dedame į amžinąjį įšalą ir atskiriame jas nuo uolienų nepralaidžiu inžineriniu barjeru. Dėl šilumos išsiskyrimo aplink palaidoti esantis amžinasis įšalas pradeda tirpti, tačiau po kurio laiko, kai šilumos išsiskyrimas sumažės (dėl trumpalaikių izotopų irimo), uolienos vėl užšals. Todėl pakanka užtikrinti inžinerinių užtvarų nepralaidumą amžinojo įšalo atšilimo laikotarpiui; Po užšalimo radionuklidų migracija tampa neįmanoma.
Neapibrėžtumo samprata
Su šia koncepcija yra bent dvi rimtos problemos.
Pirma, koncepcijoje daroma prielaida, kad sušalusios uolienos yra nepralaidžios radionuklidams. Iš pirmo žvilgsnio tai atrodo pagrįsta: visas vanduo užšalęs, ledas dažniausiai nejudantis ir netirpsta radionuklidų. Tačiau atidžiai išstudijavus literatūrą paaiškėja, kad daugelis cheminių elementų gana aktyviai migruoja įšalusiose uolienose. Net esant 10-12ºC temperatūrai, uolienose yra neužšąlančio, vadinamojo plėvelės, vandens. Ypač svarbu tai, kad radioaktyviųjų elementų, sudarančių radioaktyviąsias atliekas, savybės, atsižvelgiant į galimą jų migraciją amžinajame įšale, iš viso nebuvo ištirtos. Todėl prielaida, kad sušalusios uolienos yra nepralaidžios radionuklidams, yra nepagrįstos.
Antra, net jei ir paaiškėtų, kad amžinasis įšalas iš tiesų yra geras radioaktyviųjų atliekų izoliatorius, neįmanoma įrodyti, kad pats amžinasis įšalas išliks pakankamai ilgai: prisiminkime, kad standartai numato laidojimo laikotarpį 10 tūkstančių metų. Yra žinoma, kad amžinojo įšalo būklę lemia klimatas, o du svarbiausi parametrai yra oro temperatūra ir kritulių kiekis. Kaip žinia, oro temperatūra kyla dėl pasaulinės klimato kaitos. Didžiausias atšilimo greitis vyksta šiaurinio pusrutulio vidutinėse ir aukštosiose platumose. Akivaizdu, kad toks atšilimas turėtų lemti ledo atšildymą ir amžinojo įšalo sumažėjimą.
Skaičiavimai rodo, kad aktyvus atšildymas gali prasidėti per 80-100 metų, o atšildymo greitis gali siekti 50 metrų per šimtmetį. Taigi, užšalusios Novaja Zemljos uolienos gali visiškai išnykti per 600–700 metų, ir tai yra tik 6–7% laiko, reikalingo atliekoms izoliuoti. Be amžinojo įšalo Novaja Zemljos karbonatinės uolienos turi labai mažas izoliacines savybes radionuklidų atžvilgiu.
Radioaktyviųjų atliekų (RAW) saugojimo ir laidojimo problema yra svarbiausia ir neišspręsta branduolinės energetikos problema.
Dar niekas pasaulyje nežino, kur ir kaip saugoti didelio aktyvumo radioaktyviąsias atliekas, nors darbai šia kryptimi vyksta. Kol kas kalbame apie perspektyvias ir jokiu būdu ne pramonines itin aktyvių radioaktyvių atliekų uždarymo į ugniai atsparų stiklo ar keramikos junginius technologijas. Tačiau neaišku, kaip šios medžiagos elgsis milijonus metų jose esančių radioaktyviųjų atliekų įtakoje. Tokį ilgą galiojimo laiką lemia didžiulis daugelio radioaktyviųjų elementų pusinės eliminacijos laikas. Aišku, kad jų išleidimas į išorę yra neišvengiamas, nes konteinerio, į kurį jie bus įkišti, medžiaga „negyvena“ tiek.
Visos radioaktyviųjų atliekų apdorojimo ir saugojimo technologijos yra sąlyginės ir abejotinos. Ir jei branduoliniai mokslininkai, kaip įprasta, ginčija šį faktą, tada derėtų jų paklausti: „Kur garantija, kad visos esamos saugyklos ir kapinynai jau nėra radioaktyviosios taršos nešėjai, nes visi jų stebėjimai yra paslėpti nuo viešas?"
Mūsų šalyje yra keletas kapinynų, nors apie jų egzistavimą jie stengiasi nutylėti. Didžiausias yra Krasnojarsko srityje prie Jenisejaus, kur palaidotos daugumos Rusijos atominių elektrinių atliekos ir daugelio Europos šalių branduolinės atliekos. Atliekant šios saugyklos mokslinius tyrimus, rezultatai buvo teigiami, tačiau pastaruoju metu stebėjimai parodė Jenisejaus upės ekosistemos pažeidimą, atsirado mutantų žuvys, tam tikrose vietose vandens struktūra pablogėjo. pasikeitė, nors mokslinių ekspertizių duomenys kruopščiai slepiami.
Pasaulyje didelio aktyvumo radioaktyviųjų atliekų laidojimas dar nėra vykdomas, yra tik jų laikino saugojimo patirtis.
Bibliografija
1. Vershinin N.V. Sanitariniai ir techniniai reikalavimai uždariems spinduliuotės šaltiniams.
Knygoje. „Simpoziumo medžiaga“. M., Atomizdatas, 1976 m
2. Frumkin M. L. ir kt. Maisto produktų radiacinio apdorojimo technologiniai pagrindai. M., Maisto pramonė, 1973 m
3. Breger A. Kh. Radioaktyvieji izotopai – spinduliuotės šaltiniai radiacinėje-cheminėje technologijoje. Izotopai SSRS, 1975, Nr.44, p.23-29.
4. Pertsovsky E. S., Sakharov E. V. Radioizotopiniai prietaisai maisto, lengvosios ir celiuliozės bei popieriaus pramonėje. M., Atomizdatas, 1972 m
5. Vorobjovas E.I., Pobedinsky M.N. Esė apie buitinės radiacinės medicinos raidą. M., Medicina, 1972 m
6. Radioaktyviųjų atliekų saugyklos statybos vietos parinkimas. E.I.M., TsNIIatominform, 1985, Nr. 20.
7. Dabartinė radioaktyviųjų atliekų laidojimo problema JAV. Branduolinės technologijos užsienyje, 1988, Nr.9.
8. Heinonen Dis, Disera F. Branduolinių atliekų šalinimas: procesai, vykstantys požeminėse saugyklose: IAEA Bulletin, Viena, 1985, t. 2.
9. Radioaktyviųjų atliekų galutinio laidojimo aikštelių geologiniai tyrimai: E.I.M.: TsNIIatominform, 1987, Nr.38.
10. Bryzgalova R.V., Rogozin Yu.M., Sinitsyna G.S. ir kt. Kai kurių radiocheminių ir geocheminių veiksnių, lemiančių radionuklidų lokalizaciją laidojant radioaktyviąsias atliekas geologinėse formacijose, įvertinimas. 6-ojo CMEA simpoziumo medžiaga, 2 t., 1985 m.
radiacija dalelė švitinimas radonas
Žmonės išmoko naudoti spinduliuotę taikiems tikslams, užtikrindami aukštą saugos lygį, o tai leido pakelti beveik visas pramonės šakas į naują lygį.
Energijos gamyba naudojant atomines elektrines. Iš visų žmogaus ekonominės veiklos šakų energetika daro didžiausią įtaką mūsų gyvenimui. Šiluma ir šviesa namuose, transporto srautai ir pramonės veikla – visa tai reikalauja energijos. Ši pramonė yra viena iš sparčiausiai augančių. Per 30 metų bendra branduolinių blokų galia išaugo nuo 5 tūkstančių iki 23 milijonų kilovatų.
Mažai kas abejoja, kad branduolinė energija užėmė tvirtą vietą žmonijos energijos balanse.
Panagrinėkime spinduliuotės naudojimą aptikdami trūkumus. Rentgeno spindulių ir gama defektų aptikimas yra vienas iš labiausiai paplitusių radiacijos panaudojimo būdų pramonėje medžiagų kokybei kontroliuoti. Rentgeno metodas yra neardomasis, todėl bandoma medžiaga gali būti naudojama pagal paskirtį. Rentgeno spindulių ir gama defektų aptikimas grindžiamas rentgeno spinduliuotės gebėjimu prasiskverbti ir jos absorbcijos medžiagose ypatybėmis.
Gama spinduliuotė naudojama cheminėms transformacijoms, pavyzdžiui, polimerizacijos procesuose.
Bene viena iš svarbiausių besivystančių pramonės šakų yra branduolinė medicina. Branduolinė medicina yra medicinos šaka, susijusi su branduolinės fizikos pasiekimų, ypač radioizotopų ir kt., naudojimu.
Šiandien branduolinė medicina leidžia tirti beveik visas žmogaus organų sistemas ir yra naudojama neurologijoje, kardiologijoje, onkologijoje, endokrinologijoje, pulmonologijoje ir kitose medicinos srityse.
Branduolinės medicinos metodais tiriamas organų aprūpinimas krauju, tulžies apykaita, inkstų, šlapimo pūslės, skydliaukės veikla.
Galima ne tik gauti statinius vaizdus, bet ir perdengti vaizdus, gautus skirtingais laiko momentais, kad būtų galima ištirti dinamiką. Šis metodas naudojamas, pavyzdžiui, širdies funkcijai įvertinti.
Rusijoje jau aktyviai naudojama dviejų tipų diagnostika naudojant radioizotopus – scintigrafija ir pozitronų emisijos tomografija. Jie leidžia sukurti pilnus organų veikimo modelius.
Gydytojai mano, kad esant mažoms dozėms, spinduliuotė turi stimuliuojantį poveikį, lavina žmogaus biologinę gynybos sistemą.
Daugelyje kurortų naudojamos radono vonios, kur radiacijos lygis yra šiek tiek didesnis nei natūraliomis sąlygomis.
Pastebėta, kad besimaudantiems šiose voniose pagerėjo darbingumas, nusiramina nervų sistema, greičiau išsigydo traumos.
Užsienio mokslininkų tyrimai rodo, kad sergamumas ir mirtingumas nuo visų rūšių vėžio yra mažesnis vietovėse, kuriose yra didesnis natūralus foninis spinduliavimas (daugumoje saulėtų šalių tai yra).
Radiacija, radioaktyvumas ir radijo emisija yra sąvokos, kurios netgi skamba gana pavojingai. Šiame straipsnyje sužinosite, kodėl kai kurios medžiagos yra radioaktyvios ir ką tai reiškia. Kodėl visi taip bijo radiacijos ir kuo ji pavojinga? Kur galime rasti radioaktyviųjų medžiagų ir kuo tai mums gresia?
Radioaktyvumo samprata
Radioaktyvumu turiu omenyje tam tikrų izotopų atomų „gebėjimą“ skaidytis ir taip sukurti spinduliuotę. Terminas „radioaktyvumas“ pasirodė ne iš karto. Iš pradžių tokia spinduliuotė buvo vadinama Bekerelio spinduliais, pagerbiant mokslininką, kuris ją atrado dirbdamas su urano izotopu. Dabar šį procesą vadiname „radioaktyvia spinduliuote“.
Šiame gana sudėtingame procese pradinis atomas paverčiamas visiškai kito cheminio elemento atomu. Dėl alfa arba beta dalelių išstūmimo keičiasi atomo masės skaičius ir atitinkamai jį perkelia pagal D. I. Mendelejevo lentelę. Verta pažymėti, kad masės skaičius keičiasi, tačiau pati masė išlieka beveik tokia pati.
Remdamiesi šia informacija, galime šiek tiek pakeisti sąvokos apibrėžimą. Taigi radioaktyvumas taip pat yra nestabilių atomų branduolių gebėjimas savarankiškai transformuotis į kitus, stabilesnius ir stabilesnius branduolius.
Medžiagos – kas tai?
Prieš kalbėdami apie tai, kas yra radioaktyviosios medžiagos, bendrai apibrėžkime, kas vadinama medžiaga. Taigi, visų pirma, tai yra materijos rūšis. Taip pat logiška, kad ši medžiaga susideda iš dalelių, o mūsų atveju tai dažniausiai yra elektronai, protonai ir neutronai. Čia jau galime kalbėti apie atomus, kurie susideda iš protonų ir neutronų. Na, iš atomų susidaro molekulės, jonai, kristalai ir pan.
Tais pačiais principais grindžiama cheminės medžiagos samprata. Jei materijoje neįmanoma išskirti branduolio, tada jis negali būti klasifikuojamas kaip cheminė medžiaga.
Apie radioaktyviąsias medžiagas
Kaip minėta aukščiau, kad atomas būtų radioaktyvus, jis turi spontaniškai suirti ir virsti visiškai kito cheminio elemento atomu. Jei visi medžiagos atomai yra pakankamai nestabilūs, kad tokiu būdu suirtų, vadinasi, turite radioaktyvią medžiagą. Techniškesne kalba apibrėžimas skambėtų taip: medžiagos yra radioaktyvios, jei jose yra radionuklidų, ir didelės koncentracijos.
Kur yra radioaktyviosios medžiagos D.I. Mendelejevo lentelėje?
Gana paprastas ir lengvas būdas sužinoti, ar medžiaga yra radioaktyvi, yra pažvelgti į D. I. Mendelejevo lentelę. Viskas, kas yra po švino elemento, yra radioaktyvūs elementai, taip pat prometis ir technecis. Svarbu atsiminti, kurios medžiagos yra radioaktyvios, nes tai gali išgelbėti jūsų gyvybę.
Taip pat yra nemažai elementų, kurių natūraliuose mišiniuose yra bent vienas radioaktyvusis izotopas. Čia yra dalinis jų sąrašas, kuriame pateikiami kai kurie dažniausiai pasitaikantys elementai:
- Kalis.
- Kalcis.
- Vanadis.
- germanis.
- Selenas.
- Rubidis.
- Cirkonis.
- Molibdenas.
- kadmis.
- Indis.
Radioaktyviosioms medžiagoms priskiriamos tos, kuriose yra bet kokių radioaktyvių izotopų.
Radioaktyviosios spinduliuotės rūšys
Yra keletas radioaktyviosios spinduliuotės rūšių, kurios bus aptartos dabar. Alfa ir beta spinduliuotė jau buvo paminėta, tačiau tai ne visas sąrašas.
Alfa spinduliuotė yra silpniausia spinduliuotė ir yra pavojinga, jei dalelės patenka tiesiai į žmogaus kūną. Tokią spinduliuotę gamina sunkiosios dalelės, todėl ją nesunkiai sustabdo net popieriaus lapas. Dėl tos pačios priežasties alfa spinduliai sklinda ne daugiau kaip 5 cm.
Beta spinduliuotė yra stipresnė nei ankstesnė. Tai elektronų spinduliuotė, kuri yra daug lengvesnė už alfa daleles, todėl į žmogaus odą gali prasiskverbti kelis centimetrus.
Gama spinduliuotę realizuoja fotonai, kurie gana lengvai prasiskverbia dar toliau į žmogaus vidaus organus.
Pagal prasiskverbimą galingiausia spinduliuotė yra neutroninė spinduliuotė. Gana sunku nuo jo pasislėpti, bet iš tikrųjų jis neegzistuoja gamtoje, išskyrus galbūt arti branduolinių reaktorių.
Radiacijos poveikis žmogui
Radioaktyviai pavojingos medžiagos dažnai gali būti mirtinos žmonėms. Be to, radiacijos poveikis turi negrįžtamą poveikį. Jei esate veikiamas radiacijos, esate pasmerktas. Priklausomai nuo žalos dydžio, žmogus miršta per kelias valandas arba per daugelį mėnesių.
Kartu reikia pasakyti, kad žmonės nuolat yra veikiami radioaktyviosios spinduliuotės. Ačiū Dievui, tai pakankamai silpna, kad būtų mirtina. Pavyzdžiui, žiūrėdami futbolo rungtynes per televizorių, gaunate 1 mikroradą spinduliuotės. Iki 0,2 rad per metus paprastai yra natūralus mūsų planetos radiacijos fonas. 3 dovana – jūsų spinduliuotės dalis dantų rentgeno spindulių metu. Na, daugiau nei 100 radų poveikis jau yra potencialiai pavojingas.
Kenksmingos radioaktyviosios medžiagos, pavyzdžiai ir įspėjimai
Pavojingiausia radioaktyvioji medžiaga yra polonis-210. Dėl aplinkui esančios spinduliuotės netgi matoma savotiška šviečianti mėlyna „aura“. Verta pasakyti, kad egzistuoja stereotipas, kad visos radioaktyvios medžiagos švyti. Tai visiškai netiesa, nors yra tokių variantų kaip Polonium-210. Dauguma radioaktyviųjų medžiagų visai neatrodo įtartinai.
Livermoris šiuo metu laikomas radioaktyviausiu metalu. Jo izotopas Livermorium-293 suyra per 61 milisekundę. Tai buvo atrasta dar 2000 m. Ununpentium yra šiek tiek prastesnis už jį. Ununpentia-289 skilimo laikas yra 87 milisekundės.
Dar vienas įdomus faktas – ta pati medžiaga gali būti ir nekenksminga (jei jos izotopas stabilus), ir radioaktyvi (jeigu jos izotopo branduoliai tuoj subyrės).
Mokslininkai, tyrinėję radioaktyvumą
Radioaktyviosios medžiagos ilgą laiką nebuvo laikomos pavojingomis, todėl buvo laisvai tiriamos. Deja, liūdnos mirtys mus išmokė, kad naudojant tokias medžiagas reikia būti atsargiems ir užtikrinti didesnį saugumą.
Vienas pirmųjų, kaip jau minėta, buvo Antoine'as Becquerelis. Tai puikus prancūzų fizikas, kuriam priklauso radioaktyvumo atradėjo šlovė. Už nuopelnus jis buvo apdovanotas Londono karališkosios draugijos nariu. Dėl savo indėlio šioje srityje jis mirė gana jaunas, sulaukęs 55 metų. Tačiau jo darbai prisimenami iki šiol. Jo garbei buvo pavadintas pats radioaktyvumo vienetas, taip pat Mėnulyje ir Marse esantys krateriai.
Ne mažiau puiki asmenybė buvo Marie Skłodowska-Curie, kuri kartu su savo vyru Pierre'u Curie dirbo su radioaktyviosiomis medžiagomis. Marija taip pat buvo prancūzė, nors ir su lenkiškomis šaknimis. Be fizikos, ji užsiėmė mokymu ir net aktyvia visuomenine veikla. Marie Curie yra pirmoji moteris, laimėjusi Nobelio premiją dviejose disciplinose: fizikos ir chemijos. Tokių radioaktyvių elementų kaip radis ir polonis atradimas yra Marie ir Pierre Curie nuopelnas.
Išvada
Kaip matome, radioaktyvumas yra gana sudėtingas procesas, kurį žmogus ne visada kontroliuoja. Tai vienas iš tų atvejų, kai pavojaus akivaizdoje žmonės gali atsidurti visiškai bejėgiai. Štai kodėl svarbu atsiminti, kad tikrai pavojingi dalykai gali būti labai apgaulingi.
Sužinoti, ar medžiaga yra radioaktyvi, ar ne, dažniausiai galite sužinoti po to, kai ji buvo paveikta. Todėl būkite atsargūs ir dėmesingi. Radioaktyviosios reakcijos mums padeda daugeliu atžvilgių, tačiau taip pat neturėtume pamiršti, kad tai yra praktiškai nuo mūsų nepriklausančios jėgos.
Be to, verta prisiminti didžiųjų mokslininkų indėlį į radioaktyvumo tyrimą. Jie mums perdavė neįtikėtinai daug naudingų žinių, kurios dabar gelbsti gyvybes, aprūpina ištisas šalis energija ir padeda gydyti baisias ligas. Radioaktyvios cheminės medžiagos yra pavojus ir palaima žmonijai.
