Rambler's Top100 Service
Поиск   
 
Обратите внимание!   Посетите Сервер по Физике Обратите внимание!
 
  Наука >> Физика >> Основы технологии >> Ядерная энергетика | Книги
 Посмотреть комментарии[1]  Добавить новое сообщение
 См. также

Аннотации книг"Ядерное электричество"

НовостиЯпония разрабатывает миниатюрный ядерный реактор

НовостиNRC удовлетворила просьбу компаний Southern California Edison Company и San Diego Gas & Electric Company об увеличении установленной мощности АЭС Сан-Онофре.

Популярные статьиЗагадки простой воды

Ядерное электричество

Ян Гор-Лесси,
директорУранового информационного центра, Австралия

Перевод на русский язык В.С. Малышевского,
Ростовский информационно-аналитический центр РоАЭС Оглавление

6.3 Излучение и здоровье

Отметим, что для оценки рисков и влияния на здоровье населения необходимо сопоставить ядерную энергетику с главным альтернативным источником энергии - угольной электроэнергетикой. При этом наряду с экологическими аспектами необходимо также оценить и профессиональные риски.

Традиционно профессиональные риски оцениваются на основе коэффициентов смертности при различных инцидентах. Однако сегодня, особенно это касается ядерной энергетики, акцент смещается на анализ менее очевидных и отдаленных последствий воздействия излучения, вызывающих раковые заболевания.

За последние 40 лет накоплен большой статистический материал о различных инцидентах на ядерных реакторах США и Великобритании. Эти данные можно сравнить с аналогичными для угольных электростанций. Сравнение с очевидностью показывает, что ядерная энергетика является в этом аспекте более надежным способом производства электроэнергии. Некоторые данные показаны в Таблицах 12 и 12A. Основная причина неблагоприятных данных для угольной энергетики состоит в том, что для обеспечения работы даже одной электростанции необходимо добыть, обработать и транспортировать огромное количество угля. Горнодобывающая промышленность и обработка такого большого количества сырья значительно увеличивает степень опасности производства, что и отражено в статистике.

Таблица 12
Статистика инцидентов при базовом производстве электроэнергии
ТопливоКоличество несчастных случаев за 1970-92 годыПострадавшиеКоэффициент смертности на 1 ГВт/год произведенной электроэнергии
Уголь6400Рабочие0.32
Природный газ1200Рабочие и население0.09
Гидро4000Население0.80
Ядерная энергия31Рабочие0.01

Таблица 12А
Некоторые инциденты, связанные с производством энергии (начиная с 1977 года)
МестоГодЧисло погибшихСобытие
Донбасс, Украина198068Взрыв метана в угольной шахте
Кузбасс, Сибирь198239Взрыв метана в угольной шахте
Мехико1984500+Взрыв на трубопроводе
Италия1985250Прорыв дамбы
Чернобыль, Украина198631+Авария на ядерном реакторе
Северное море1988167Взрыв на нефтяной платформе
Уфа, Сибирь1989600Прорыв трубопровода и пожар
Турция1992270Взрыв метана в угольной шахте
Египет1994460Удар молнии в склад топлива
Таегю, Южная Корея1995100+Взрыв метана в угольной шахте
Хиньян, Китай199684Взрыв метана в угольной шахте
Дайтонг, Китай1996114Взрыв метана в угольной шахте
Хиньян, Китай199789Взрыв метана в угольной шахте
Фашюнь, Китай199768Взрыв метана в угольной шахте
Кузбасс, Сибирь199767Взрыв метана в угольной шахте
Хуайнянь, Китай199789Взрыв метана в угольной шахте
Хуайнянь, Китай199745Взрыв метана в угольной шахте
Шанхай, Китай199728Взрыв метана в угольной шахте
Гуйжоу, Китай199743Взрыв метана в угольной шахте
Донбасс, Украина199863Взрыв метана в угольной шахте
Лиаонинг, Китай199871Взрыв метана в угольной шахте
Уарри, Нигерия1998500+Прорыв нефтепровода и пожар
Донбасс, Украина199950+Взрыв метана в угольной шахте
Донбасс, Украина200080Взрыв метана в угольной шахте
Шанхай, Китай200040Взрыв метана в угольной шахте
Юньян, Китай200013Взрыв метана в угольной шахте
В Австралии:   
Аппин197914Взрыв метана в угольной шахте
Моура198612Взрыв метана в угольной шахте
Моура199411Взрыв метана в угольной шахте

Количество смертных случаев на один миллион тонн добытого угля находится в диапазоне от 0.1 в год в Австралии и США до 119 в Турции. Полное количество погибших в Китае на предприятиях угольной промышленности составляет в среднем более чем 1000 человек в год; в Украине - более 200 человек в год (1999 - 274, 1998 - 360, 1995 - 339, 1992 - 459). В Австралии на шахтах с 1902 года погибло 281 человек в 18 инцидентах, хотя Австралийская угольная промышленность считается самой надежной в мире.

Риски в уранодобывающей промышленности подробно обсуждались в Разделе 4.1. Наиболее существенным эффектом здесь является облучение шахтеров газом радон, с последующей вероятностью возникновения рака легкого. Такое облучение практически исключено за последние более чем тридцать лет. Однако, присутствие некоторого количества радона в районах размещения предприятий уранодобывающей промышленности и некоторых продуктов радиоактивного распада, несет в себе некоторую опасность, как и вдыхание пыли в угольной шахте. В обоих случаях, использование современных технологий снижает уровень опасности для здоровья персонала до минимума, и риски от этих факторов намного меньше, чем от техногенных инцидентов.

На предприятиях ядерного топливного цикла, радиационная опасность для персонала сведена до минимума, а аварийные ситуации достаточно редки. Конечно, производство электроэнергии на атомных станциях не свободно от опасностей в профессиональном смысле, но в любом случае такой источник энергии более надежен, чем другие формы превращения энергии. Раковые заболевания не являются исключением и для персонала атомных станций, как и для людей не связанных профессионально с работой на атомных объектах. Это, однако, совершенно не означает, что они вызваны облучением. Проявление раковых заболеваний неоднородно среди населения земного шара, и из-за различных местных особенностей не так просто определить, действительно ли имеется прямая зависимость между низкими дозами профессионального облучения и возможными раковыми новообразованиями. Этот вопрос подробно исследовался во множестве регионов, и работа в данном направлении продолжается постоянно. Пока никакого доказательства того, что раковые новообразования более часты среди персонала атомных станций, чем среди остального населения подобных возрастов, где смертность от этой болезни составляет 15-25 %, не появилось. При существующих низких уровнях облучения персонала ядерной промышленности, эффекты здесь скорее вероятностные, чем измеримые.

Влияние на здоровье населения промышленных предприятий качественно не отличается от воздействия на персонал, хотя для большинства это обстоятельство более очевидно для воздействия ионизирующих излучений, чем каких-либо загрязняющих среду веществ. Наибольшее беспокойство вызывает, конечно, ионизирующее излучение. Поскольку оно всегда ассоциируется с прошлыми испытаниями ядерного оружия, то и порождает серьезные опасения относительно радиационной безопасности ядерной энергетики. К счастью, радиоактивность хорошо измерима. Ее влияние на человека известно и понятно по сравнению, например, со многими химическими веществами, вызывающими с течением времени раковые заболевания.

Существенное качественное различие между атмосферным воздействием угольной электроэнергетики и облучением, связанным с эксплуатацией атомных электростанций состоит в том, что человек, живущий рядом с атомной электростанцией, получает в течение года меньшее количество облучения, чем от нескольких часов полета на самолете (см. Таблицу 13), а угольные электростанции настолько ухудшают качество атмосферы, что это может оказать существенное влияние на здоровье населения. Кроме того, поскольку уголь содержит некоторое количества радия и торий, то угольные электростанции выбрасывают в атмосферу вместе с золой гораздо большее количество радиоактивности, чем любая атомная электростанция.

Таблица 13 иллюстрирует некоторые типичные значения доз облучения от различных источников излучения. Вклад в общее облучение от поверхности земли меняется в зависимости от географического расположения. В Канаде, например, диапазон доз меняется в среднем от 500 до 1100 микроЗивертов в год (µЗв/год). Вблизи Сиднея он колеблется от 160 до 900 µЗв/год, в Западной Австралии от 20 до 3000 µЗв/год. Граждане Корнуолла в Великобритании получают в среднем, приблизительно, 7000 µЗв/год. Доза космического излучения меняется в зависимости от высоты и широты. Экипажи самолетов могут получать до 5000 µЗв/год. А от предприятий атомной энергетики граждане Великобритании, например, получают приблизительно 0.3 µЗв/год.

Таблица 13
Ионизирующее излучение. Относительные вклады различных источников излучения.
Земная поверхность радиоактивна, и уровень ее радиоактивности постепенно снижается, поскольку распадаются долгоживущие изотопы. Этот радиоактивный распад и приводит к появлению ионизирующего излучения. Наряду с этим мы подвергаемся воздействию космического излучения. Вклад космического излучения тем больше, чем на большей высоте от уровня моря мы находимся. В дополнение к этим факторам, мы получаем некоторые дозы облучения от искусственных источников излучения (например, при рентгенографии легких). В организме взрослого человека содержится приблизительно 13 мг радиоактивного калия-40, поэтому мы даже облучаем друг друга на близких расстояниях!
ИсточникиµЗв/годДиапазон
Естественные:  
Поверхность земли + радон в домах200200-100000
Поверхность земли + гамма-фон в домах600100-1000
Космос (на уровне моря)300 
+20 на каждые 100 м над уровнем моря...0-500
Продовольствие, спиртные напитки и ткани человеческого тела400100-1000
ВСЕГО1500 (плюс поправка на высоту над уровнем моря) 
Искусственные:  
От испытаний ядерного оружия3 
Медицина370До 75000
От атомной энергетики0.3 
От угольных электростанций0.1 
От домашних приборов0.4 
ВСЕГО375 
Поведенческие:  
Лыжный спорт и отпуск в горах8 в неделю 
Воздушное путешествие на самолете1.5 - 5.0 в час До 5000

Международная Комиссия по радиологической защите рекомендует в дополнение к природному фону, следующие пределы экспозиции:

  • Для населения - 1000 (то есть 1 mЗв/год)
  • Для персонала атомной промышленности - 20000 (то есть 20 mЗв/год), усредненный более чем в течение 5 последовательных лет.

Меры по защите от облучения основаны на понимании того, что малое увеличение экспозиции по сравнению с естественным уровнем вряд ли нанесет вред здоровью, но, тем не менее, должно сводиться к минимуму. Международная Комиссия по радиологической защите (ICRP) установила стандарты, основанные на трех основных правилах:

  • Компенсация. Никакая технология, связанная с радиацией, не должна приниматься к использованию, если она не приводит к преимуществам для персонала или населения.
  • Оптимизация. Дозы облучения и риски должны быть настолько низкими, насколько это достижимо с учетом экономических и социальных факторов.
  • Ограничение. Индивидуальные дозы облучения должны иметь ограничения, выше которых радиационный риск считается недопустимым.

Эти правила относятся как к возможным аварийным ситуациям, так и к существующим условиям облучения.

Основой для этих рекомендаций является, так называемая, "линейная гипотеза", согласно которой любой уровень дозы облучения, независимо от того насколько он низок, приводит к риску для человеческого здоровья. Это предположение дает возможность определить "коэффициенты риска" путем исследования последствий облучения людей высокими дозами (например, после ядерной бомбардировки японских городов) и экстраполяции этих данных в диапазон низких доз. Однако научные исследования указывают на отсутствие какого-либо риска для здоровья при дозах облучения ниже 50 mЗв в год.

Основываясь на этих консервативных правилах, ICRP рекомендует, чтобы дополнительная доза выше естественного фона (исключая медицинскую экспозицию) была ограничена предписываемыми уровнями. А они сегодня таковы: один 1 mЗв в год для населения, и 20 mЗв в год в течение более чем 5 лет для персонала.

Фактический уровень индивидуального риска в соответствии с рекомендациями ICRP для населения очень мал и составляет, приблизительно, 1 летальный исход от ракового заболевания на 20000 человек. Тем не менее, влияние малых доз облучения на здоровье больших групп населения постоянно изучается радиобиологами и физиками. Так, в результате аварии на Чернобыльской АЭС (см. 6.5) большие группы населения подверглись радиоактивному облучению, фактические дозы которого приблизительно известны. Результаты изучения отдаленных последствий этой трагедии будут способствовать лучшему пониманию влияния малых доз облучения на здоровье, если таковое вообще имеет место. Сегодняшние знания относительно влияния излучения на здоровье людей получены в основном при исследовании последствий бомбардировок Хиросимы и Нагасаки в 1945 году, где полученные дозы было достаточно трудно оценить. Конечно, наблюдалось очевидное увеличение числа заболеваний некоторыми типами лейкемии, лимфомы, появления раковых новообразований среди оставшихся в живых.

Человеческий организм имеет защитные механизмы против повреждений, вызываемых ионизирующим излучением, также как против воздействия канцерогенных веществ. Однако, обычно организм имеет дело только с относительно небольшим количеством повреждений в каждый момент времени. У оставшиеся в живых после атомной бомбардировки японских городов было очень большое количество повреждений в организме сразу. Некоторые поправки на это обстоятельство делаются при определении профессиональных рисков. Но, тем не менее, сегодня степень защиты от малоинтенсивного излучения намного больше, чем требуют такие осторожные оценки.

Плутоний - предмет особого беспокойства. Как отмечалось в 5.2, плутоний образуется в результате ядерных реакций, накапливается в отработанном ядерном топливе и выделяется из него после специальной переработки. Плутоний является наиболее токсичным элементом, известным человечеству, и представляет большую опасность, которую надо избегать. Необходимо, однако, сравнить его токсичность с другими материалами, встречающимися в нашей жизни. Если плутоний попадает внутрь организма с пищей, то он менее токсичен, чем цианин или арсенид свинца и вдвое токсичен, чем концентрат кофеина из кофе. Его главная опасность проявляется при вдыхании вместе с мелкодисперсной пылью и последующим поглощением его в легких. Это увеличивает вероятность возникновения рака в 15 и более раз по прошествию нескольких лет. Имеются зарегистрированные документальные свидетельства несчастных случаев возникновения рака, инициированного влиянием плутония. За 30 лет после второй мировой войны около семи тонн плутония было рассеяно в верхних слоях атмосферы в результате ядерных испытаний. Вредные побочные действия, тем не менее, зарегистрированы не были.

Влияние на людей радиации и канцерогенных веществ, вызывающих раковые заболевания, должны рассматриваться с точки зрения возникновения отдаленных отрицательных последствий. Мы должны быть обеспокоены не только влиянием этих факторов на людей, живущих сегодня, но и оценивать их кумулятивное воздействие на следующие поколения. Некоторые радиоактивные материалы распадаются быстро и становятся безопасными по истечению нескольких дней, недель или нескольких лет, другие же оказывают воздействие в течение долгого времени, также, как и некоторые химические вещества, вызывающие рак. Конечно, некоторые токсичные вещества, такие как тяжелые металлы типа ртути, кадмия или свинца, являются естественной частью нашей среды обитания, как и, впрочем, окружающее нас, ионизирующее излучение. Главная задача для руководителей государств и крупных компаний состоит в том, чтобы предотвратить накопление чрезмерных количеств таких токсинов, наносящих вред людям сегодня или в будущем. Решением такой задачи может стать принятие жестких стандартов на основе всестороннего изучения человека и окружающей его среды.

В начало страницы

Назад  |  Вперед


Посмотреть комментарии[1]
 Copyright © 2000-2015, РОО "Мир Науки и Культуры". ISSN 1684-9876 Rambler's Top100 Яндекс цитирования