Атомное оружие и мирный атом

До за облучения. Для измерения количества п оглощаемой энергии вводится понятие дозы излучения , ил и сокращенно дозы . Под дозой понимается ко личество поглощаемой энергии в единице объема облучаемого вещества . Таким образом , доза равна : D=E/V эрг /см ^3, где D - доза излучения , E-погло щенная энергия в эргах и V - величина о блучаемого объема в кубических сантиметрах . Энергия , поглощенная в единице объема облучаемого вещества за единицу времени , называется мощностью дозы . Она равна : P=D/t эрг /см ^3*сек , где P-мощность дозы , D- доза излучения , t - вре мя облучения . Дозы рентгеновских и гамма-лучей измеряютс я в международных единицах - рентгенах . Рентген - такое количес тво рентгеновых или гамма-лучей , под действием которого в 1 см ^3 воздуха (при t = 0 и норма льном атмосферном давлении ) образуются ион ы , несущие заряд в одну электростатическую единицу каждого знака . Биологическое действие излучения В результате воздействия ионизирующего излучения на орг анизм человека в тканях могут происходить сложные физические , химические и биохимические про цессы. При попадание радиоактивных веществ внутрь организма пора жающее действие оказывают в основном альфа- источники , а затем и бетта-источники , т.е . в обратной наружному облучению последователь ности . Альфа-частицы , имеющи е небольшую плот ность ионизации , разрушают слизистую оболочку , которая является слабой защитой внутренних органов по сравнению с наружным кожным покровом. Существует три пути поступления радиоакти вных веществ в организм : при вдыхание возд уха , загрязне нного радиоактивными веществами , через зараженную пищу или воду , через кожу , а также при заражении открытых ра н . Наиболее опасен первый путь , поскольку во-первых , объем легочной вентиляции очень бол ьшой , а во-вторых , значения коэффициента усвоен ия в л е гких более высоки. Пылевые частицы , на которых сорбированы радиоактивные изотопы , при вдыхании воздуха через верхние дыхательные пути частично ос едают в полости рта и носоглотке . Отсюда пыль поступает в пищеварительный тракт . Остальные частицы пост упают в легкие . Степень задержки аэрозолей в легких зависит от их дисперсионности . В легких задержив ается около 20% всех частиц ; при уменьшении размеров аэрозолей величина задержки увеличивает ся до 70%. При всасывании радиоактивных веществ из желудоч но-кишечного тракта имеет значение коэффициент резорбции , характеризующий долю ве щества , попадающего из желудочно-кишечного тракта в кровь . В зависимости от природы из отопа коэффициент изменяется в широких предел ах : от сотых долей процента (для циркония, ниобия ), до нескольких десятков проценто в (водород , щелочно-земельные элементы ). Резорбция через неповрежденную кожу в 200-300 раз меньше , чем через желудочно-кишечный тракт , и , как правило , не играет существенной роли . При попадании радиоактивных веще ств в организм любым путем они уже через несколько минут обнаруживаются в крови . Если поступление радиоактивных веществ было о днократным , то концентрация их в крови вн ачале возрастает до максимума , а затем в течение 15-20 суток снижаетс я. Концентрации в крови долгоживущих изотопо в в дальнейшем могут удерживаться практическ и на одном уровне в течение длительного времени вследствие обратного вымывания отложив шихся веществ . Эффект воздействия ионизирующего излучения на клетку - рез ультат компле ксных взаимосвязанных и взаимообусловленных прео бразований . Конечный эффект облучения является результатом не только первичного повреждения клеток , но и последующих процессов во сстановления . Предполагается , что значит е льная часть первичных повреждений в клетке возникает в виде так называемых п отенциальных повреждений , которые могут реализовы ваться в случае отсутствия восстановительных процессов . Реализация этих процессов способств уют процессы биосинт е за белков и нуклеиновых кислот . Пока реализация потенциаль ных повреждений не произошла , клетка может в них "восстановиться ". Это , как предполаг ается , связано с ферментативными реакциями и обусловлено энергетическим обменом . Считает с я , что в основе этого явления лежит деятельность систем , которые в об ычных условиях регулируют интенсивность естестве нного мутационного процесса. Ионизирующие излучения способны вызывать все виды наследственных перемен . Спектр мутац ий , индуцирован ных облучением , не отличает ся от спектра спонтанных мутаций. Средства з ащиты организмов от излучения… Так , например , для защиты от воздуха , заражённого радиоактивными частицам и можно применять противогазы и респираторы (для шахтёров ). Также есть общие мето ды зажиты такие как : Ш увеличение ра сстояния между оператором и источником ; Ш сокращение продолжительности работы в по ле излучения ; Ш экранирование источника излучения ; Ш дистанционное управление ; Ш использование манипуляторов и ро ботов ; Ш полная автоматизация технологического процес са ; Ш ис пользование средств индивидуальной защиты и предупреждение знаком радиационной опасности ; Ш по стоянный контроль над уровнем излучения и за дозами облучения персонала. К средствам индивидуальной защиты можно о тнести противорадиационный костюм с включением свинца . Лучшим поглотителем гамма-лучей являетс я свинец . Медленные нейтроны хорошо поглощают ся бором и кадмием . Быстрые нейтроны предв арительно замедляются с помощью гра ф ита. Скандинавская компания Handy - fashions . com занимается разработкой защиты от излучения мобильных телефонов , так , например , в этом (2003) году она представила жилет , кепку и шарф предназначенные для защиты о т вредного изучения мобильных телефонов . Для их производства используется специальная антирадиационная ткань . Только карман на жи летке выполнен из обычной ткани для устой чивого приёма сигнала . Стоимость полного защи тного комплекта от 300 долларов . З ащи та от внутреннего облучения заключается в у странении непосредственного контакта рабо тающих с радиоактивными частицами и предотвр ащение попадания их в воздух рабочей зо ны. Нео бходимо руководствоваться нормами радиационной безопасности , в которых приведены категории облучаемых л иц , дозовые пределы и мер оприятия по защите , и санитарными правилами , которые регламентируют размещение помещений и установок , место работ , порядок получени я , учета и хранения источников излучения , требования к вентиляции , пылега з оочист ке , обезвреживанию радиоактивных отходов и др . Также для защиты помещений с персонало м , в Пензенской государственной архитектурно-строи тельной академии ведутся разработки по создан ию «высокоплотной мастики для защиты от р адиации» . В состав мастик входят : связующ ее - резорцино-формальдегидная смола ФР -12, отвердител ь - параформальдегид и наполнитель - материал вы сокой плотности. Известно , что и в медицине для лече ния рака применяется способ лучевой терапии , т.е . облучения раковых клеток . Облучение у ничтожает раковые клетки , но убивает и только что пересаженные из костного мозг а донора стволовые клетки . Решением этой п роблемы занялся институт Паттерсона в Манчест ере под руководством доктора Радж Чопра (Raj Chopra). Они усовершенствовали метод пересад к и стволовых клеток донора больному , ко торый применяется в некоторых случаях при неэффективности стандартных схем . Этим клеткам была добавлена защита от лучевой терапии . Ученые предложили вводить при помощи вир уса в донорские клетки специальный ген , ко торы й защищает их от повреждающего действия лучевой терапии . Манчестерские ученые , которым удалось на практике создать такие устойчивые к радиац ии клетки , надеются , что их присутствие в организме поможет активизировать противоопухоле вый иммунитет. Такж е разра батываются и законодательные меры защиты . С начала 1996 года в РФ действу ет Закон «О радиоактивной безопасности насел ения». При нципиальная основа Закона РФ заключается в новой стратегии радиационной защиты . Атомное оружие. Атомное оруж ие – самое мощное оружие на сегод няшний день , находящееся на вооружении пяти стран-сверхдежав : России , США , Великобритании , Фра нции и Китая . Существует также ряд государ ств , которые ведут более-менее успешные разраб отки атомного оружия , однако их исследов а ния или не закончены , или эти страны не обладают необходимыми средствами доставки оружия к цели , что делает ег о бессмысленным . Индия , Пакистан , Северная Коре я , Ирак , Иран имеют разработки ядерного ор ужия на разных уровнях , ФРГ , Израиль , ЮАР и Япония теоре т ически обладают н еобходимыми мощностями для создания ядерного оружия в сравнительно короткие сроки . Трудно переоценить роль ядерного оружия . С одной стороны , это мощное средство ус трашения , с другой – самый эффективный ин струмент укрепления мира и предотв ращения военного конфликтами между державами , которы е обладают этим оружием . С момента первого применения атомной бомбы в Хиросиме прош ло 52 года . Мировое сообщество близко подошло к осознанию того , что ядерная война нем инуемо приведет к глобальной эколог и ческой катастрофе , которая сделает дальней шее существование человечества невозможным . В течение многих лет создавались правовые меха низмы , призванные разрядить напряженность и о слабить противостояние между ядерными державами . Так например , было подписано м но жество договоров о сокращении ядерного потенц иала держав , была подписана Конвенция о Не распространении Ядерного Оружия , по которой с траны-обладателя обязались не передавать технолог ии производства этого оружия другим странам , а страны , не имеющие ядерно г о оружия , обязались не предпринимать шагов для его разработки ; наконец , совсем недавно сверхдержавы договорились о полном запрещении ядерных испытаний . Очевидно , что ядерное оружие является важнейшим инструментом , который стал регулирующим символом целой э похи в истории международных отношений и в истории человечества . Атомные бомбы , тротиловый эквивалент котор ых равен 1- 50 тыс . т , относят к классу так тических атомных бомб и предназначают для решения оперативно-тактических задач . К тактиче скому оружию отн осят также артиллерийские снаряды с атомным зарядом мощность 10 – 15 тыс . т . и атомные заряды (мощностью окол о 5 – 20 тыс . т ) для зенитных управляемых снарядов и снарядов , используемых для вооруже ния истребителей . Атомные и водородные бомбы мощностью свыш е 50 тыс . т относят к классу стратегического оружия . Нужно отметить , что подобная классификация атомного оружия является лишь условной , п оскольку в действительности последствие применен ия тактического атомного оружия могут быть не меньшими , чем те , которые испытало на себе население Хиросимы и Нагасаки , а даже большими . Сейчас очевидно , что взрыв только одно й водородной бомбы способен вызвать такие тяжелые последствия на огромных территориях , каких не несли с собой десятки тысяч снарядов и бомб , применявши хся в про шлых мировых войнах . А нескольких водородных бомб вполне достаточно , чтобы превратить в зону пустыни огромные территории . Ядерное оружие подразделяется на 2 основных типа : атомное и водородное (термоядерное ). В атомном оружии выделение энергии пр о исходит за счет реакции деления ядер атом ов тяжелых элементов урана или плутония . В водородном оружии энергия выделяется в р езультате образования (или синтеза ) ядер атомо в гелия из атомов водорода . Атомные электростанции Получение яд ерной энергии в боль ших количествах вп ервые было достигнуто в цепной реакции де ления ядер урана . Когда изотоп уран -235 погло щает нейтрон , ядро урана распадается на дв е части и при этом вылетают два – три нейтрона . Если из числа нейтронов , о бразующихся после каждого акта деле н ия , в следующем участвует в среднем более одного нейтрона , то процесс экспоненц иально нарастает , приводя к неуправляемой цеп ной реакции . Для преобразования ядерной энергии в э лектрическую этот процесс необходимо замедлить и сделать управляемым ; тогда его можно использовать для получения тепла , которое затем превращается в электричество . Ядерный реактор – это своего рода “печка” . Вер оятность деления ядра урана -235 велика , если последний движется сравнительно медленно (со скоростью около 2 км /c). Для замедл е ния нейтронов в ядерный реактор помещают спе циальные материалы , называемые замедлителями . Ядерные реакторы : классификация . Ядерные реакторы можно классифицировать по ти пу применяемых в них замедлителей : реакторы на графите , на воде и на тяжелой во де . Тяж елой называется вода , в которой обычный водород заменен его тяжелым изот опом – дейтерием . Тяжелая вода поглощает значительно больше электронов , чем обычная . Для поддержания цепной реакции необходимо определенное количество делящегося вещества . Если в реак торе теряется в результате поглощения или испускания больше нейтронов , чем возникает , то реакция не будет са моподдерживающейся . Если же , наоборот , нейтронов возникает больше , чем теряется , то реакция становится самоподдерживающейся и нарастающей . Минималь н ое количество вещества , обе спечивающее самоподдерживающееся протекание реакции , называется критической ма ссой . Для нормальной работ ы ядерного реактора поток нейтронов должен поддерживаться постоянным на требуемом уровне . Режим работы реактора регулируют , вдвиг ая и выдвигая стержни из поглощающего мат ериала . Чернобыльская авария и ее последствия Чернобыль . В ночь на 26 апреля 1986 г . один из реакто ров АЭС взорвался от давления пара . На реакторе возник пожар . Из разрушенного реактора и от разбр осанных взрывом его радио активных обломков и сходило интенсивное излучение. Почти две недели выбрасывались радиоактивные веществ а , которые разнесло ветром на многие сотни и тысячи километров . Их осаждению на почву способствовали дожди , вызывая "пятнис то сть " радиоактивного загрязнения . Обширные территор ии надол го оказались загрязненными радиоактивным и нуклидами. Чернобыльская катастрофа по своим последс твиям влияния на жизни людей и природу относится к экологическим катастрофам планетар ного масштаба . Вот горькие факты : высокую дозу облучения получили 20 млн . чел .; погибли десятки тысяч от лучевой болез ни ; нанесен материальный ущерб 4,8 млн . чел .; перемена места жительства коснулась 200 тыс . чел .; заражена Территория на 130 тыс . м 2 . Радио активный йод сделал свое черное дело . В первые месяц-два он приводил к облу чению щитовидной железы . Потом радио активный йод исчез из-за своего распада. В о рганизм людей радиоактивный йод попадал понач алу с вды хаемым воздухом , позже - с молок ом и молочным и продуктами . Попав внутр ь , он активно захватывался из крови щитови дной железой , приводя к местному облучению в дозах , способных по влиять на функции этого органа . К сожалению , высокие дозы на щитовидную железу получили многие тысячи людей . При этом сильн е е взрослых от облучения щитовидной железы пострадали дети. После облучения щитовидной железы временно нарушаетс я вы работка ею гормонов , регулирующих важные стороны жизнедея тельности организма . У некот орых функция щитовидной железы может нарушить ся надолг о , привести к длительно проте кающему заболеванию. Облучен ие всего тела , а также таких органов , к ак легкие и ко сти , за счет долгоживущих радионуклидов , началось вскоре после аварии , создастся радиационный риск отдаленных последс твий дня проживающих там люд ей. Борьба уче ных за м и рный атом Во второй половине XX века человечество столкнулось с опасностью радиацио нного загрязнения окружающей природной среды , которая поставила под угрозу существование в сего живого на Земле . О последствиях радио активного загряз нения международная обществен ность хорошо информирована . Описания трагических последствий атомных взрывов в Японии , выс тупления против испытаний ядерного оружия шир око известны . Принятие международно-правовых мер против испытаний ядерного оружия встречает активную поддержку. Основным актом , реш ающим задачу предотвращения радиоактивного загря знения среды является Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере , косм ическом пространстве и под водой , который был подписан 5 августа 1963 г . в Москве и в котором в настоящее время участвует более 10 государств . Московский Договор оказал благоприятное воздей ствие на состояние радиоактивного фона Земли , радиоактивность нашей планеты снизилась . Одн ако после серии взрывов в атмо сфере , проведенных в 1969 — 1970 гг . Францией и КНР содержание стронция -90 в атмосфере вновь под нялось на 20 процентов . Дают о себе знать и подземные ядерные взрывы , которые еще не запрещены . Явления , сопутствующие взрывам атомных и водородных бомб , влияют н а погоду , являются причиной изменения направления ветров , внезапных ливней , бурь и паводков . По мнению ученых , ядерные взрывы изменяют напряженность электрического поля а тмосферы и могут стать серьезной причиной климатических нарушений , в частности неожид а нных похолоданий в районах , где обычно низкие температуры не наблюдались . Д оказано , что ядерные взрывы на поверхности Земли и в атмосфере не только отрицате льно отражаются на здоровье ныне живущих людей , но и угрожают последующим поколениям . Все эти обсто я тельства диктуют н еобходимость дальнейшей последовательной борьбы за полное запрещение ядерных испытаний , а также принятие необходимых мер защиты окружаю щей среды от загрязнения в результате мир ного использования атомной и ядерной энергии. Проблема предотв ращения и устранения радиоактивного загрязнения природной среды про явилась в новых драматических чертах после аварии на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 г . Авария подтолкнула и правовую сферу ядерной безопасности , вы звав к жиз ни , помимо прочего , большой комплекс новых международных экологических пра воотношений. В частности 26 сентября 1986 г . в Вене были при няты Конвенция об оперативном оповещении о ядерной аварии и Конвенция о помощи в случае ядер ной аварии или радиационно й аварийной ситуации . Участники конвенций взя ли на себя обязательства строго следить з а состоянием ядерных объектов , а в случае возникновения ядерных аварий или аварийных ситуаций , наряду с принятием защитных мер , немедленно опов е щать другие догов аривающиеся стороны . Они обязались также оказ ывать разнообразную техническую , социальную и иную помощь (оперативно и в долгосрочном контексте ) тем государствам и народам , которые оказались жертвами ядерной аварии или ав арийной ситуации . Б ы ло принято и осуществляется множество программ , связанных с реализацией международных экологических правоот ношений в этой области развития атомной э нергетики и обеспечения радиационной безопасност и.