В мире с радиацией

В мире с радиацией

Автор работы

Гофман Никита

9 «А» класс, МАОУ «СОШ № 7»

г. Балаково, Саратовской области

Руководители

Трибунская Елена Жановна

Учитель химии и биологии МАОУ «СОШ № 7»

г. Балаково, Саратовской области

Королева Татьяна Юрьевна

Учитель физики МАОУ «СОШ № 7»

г. Балаково, Саратовской области

Балаково

2021

Содержание

Балаково – маленькая точка на нашей планете, моя малая Родина с большими экологическими проблемами.

В нашем городе, кроме большого числа промышленных предприятий, есть ТЭС, ГЭС и АЭС. Балаковцам хорошо знакомы проблемы экологии и страхи, рождающие радиофобию.

Большинство людей, услышав слово «радиация», впадает в панику. Чего ей только не приписывают. Но главное, конечно же, – глобальное радиационное загрязнение окружающей среды. Широкая общественность все еще немного знает о ядерной энергетике [2].

Чтобы, выяснить информированность горожан и их отношение к данной проблеме, я провел социологический опрос среди школьников старших классов, педагогов МАОУ «СОШ № 7», жителей города (всего 151 человек).

Анализ результатов соцопроса (Приложение 1) показал, что наиболее информированы о радиационном фоне балаковцы в возрасте до 30 лет, только 45% респондентов считают, что он в норме, радиации боятся 76,2% опрошенных. Причиной этих страхов, по мнению 71,5% респондентов, является близость АЭС.

Это как раз тот случай, когда слухи и незнание вопроса отчасти вредят здоровью жителей (развивается радиофобия, фатализм, депрессии) и тормозят развитие атомной энергетики, которой Россия гордится по праву[2].

Работа «В мире с радиацией» – это моя попытка помочь людям побороть страхи, развеять мифы о том, что в нашем городе из-за близости АЭС радиационный фон повышен, и жить в Балаково нельзя.

Лучшее лекарство от подобных страхов – это достоверная информация о радиационной обстановке.

Гипотеза. В связи с близостью АЭС радиационный фон в городе повышен.

Целью данной работы является: получение достоверной информации о радиационной обстановке в Балаково и изучение влияния АЭС и различных природных факторов на уровень радиации в городе.

Задачи для достижения поставленных целей:

- изучить справочную, информационную, учебную литературу, содержащую сведения по исследуемому вопросу;

- провести соцопрос с целью выявления отношения жителей города к радиации;

- провести мониторинг радиационного фона (РФ) в г. Балаково с января по декабрь 2014г. и экспериментальные аналитические исследования;

- выявить влияние солнечной и геомагнитной активности, метеорологических условий на стабильность естественного радиационного фона;

- провести сравнительный анализ результатов исследования, составить вывод о влиянии природных факторов и АЭС на уровень РФ в Балаково.

Методы: наблюдение, эксперимент, исследование, анализ, сравнение, обобщение, систематизация, социологический опрос.

Практическая значимость работы

Материалы работы могут быть использованы на уроках физики, химии, биологии, экологии, ОБЖ, классных часах. Знания о радиации и атомной энергетике, о её экологической составляющей и значимости в современном мире будут полезны всем, кто заинтересован в сохранении своего здоровья и окружающей среды. Экология касается каждого.

1. Радиация – это естественно

Радиация – это поток любых микрочастиц (протонов, нейтронов, электронов (ния), ядер гелия (α-излучения), γ - квантов и фотонов), обладающих высокой энергией и способных ионизировать вещество, то есть превращать нейтральные атомы и молекулы в ионы.

Откуда берутся эти частицы? Анализируя статьи старших преподавателей кафедры инженерной радиологии Санкт-Петербургского ГТУ А. А. Акатова и Ю.С. Коряковского, а также учебные материалы предмета физики старших классов и др. источников, можно сформулировать следующие выводы:

1). Радиоактивные вещества (уран, торий, актиний и их изотопы, калий-40) содержатся в земной коре со времен образования Солнечной системы. Земная радиация обусловливает основную долю РФ Земли – 17,5%.

2). Солнце и космос испускают невидимую радиацию в виде фотонов и γ - квантов, протонов и α – частиц. И не все виды излучений способна задержать атмосфера. Интенсивность излучений особенно увеличивается в периоды повышенной солнечной активности. Мощность дозы космической радиации больше на полюсах, чем на экваторе, так как магнитное поле Земли отклоняет заряженные космические частицы от экватора к полюсам. Таким образом, и магнитосфера оказывает влияние на ЕРФ. Космическое излучение составляет 9,8% естественного радиационного фона (Приложение 2). [7]

3). Самый значимый естественный радиоактивный изотоп, вносящий наибольший вклад в радиационный фон и облучение человека – газ – радон-222. Радон выделяется из земли повсеместно, может накапливаться в непроветриваемых помещениях. В исследованиях группы ученых во главе с доктором технических наук А. Я. Яфасовым было установлено, что концентрация радона резко увеличивается после продолжительных дождей, сменяющих длительную засуху. Это происходит за счет набухания пород и частичного «выдавливания» газа.[5]

4). В организм человека радиоактивные изотопы попадают естественным путем: из воздуха, с пищей, водой, и мы сами становимся источником радиации.

Человечество на протяжении своего существования всегда подвергалось естественному радиационному воздействию, а значит, привыкло к его наличию. Следовательно, радиация – это естественно.

А вот техногенные радионуклиды, производимые атомной энергетикой и которые волнуют жителей города больше всего, занимают в этом ряду последнее место - 0,3 % от годовой дозы в среднем по стране (Приложение 2).[7]

Единицей измерения радиационного излучения является Зиверт (Зв.).

2. Контроль радиоактивного загрязнения окружающей среды

ФГБУ «Приволжским УГМС» установлен критерий высокого радиоактивного загрязнения окружающей среды на период 2013-2015 г.г. для Саратовской области – 0,23 мкЗв/ч.

Контроль радиоактивного загрязнения окружающей среды в городе осуществляют ФГУЗ СЭС и Специализированная Озерная станция «Балаково», а также лаборатория контроля внешней радиационной безопасности города Балаково.

По данным годового Отчета о состоянии окружающей среды в городе Балаково за 2014г. радиационная составляющая всех контролируемых объектов значительно ниже установленных норм.

В ходе изучения организации экологического мониторинга на Балаковской АЭС установлено, что контроль мощности дозы гамма-излучения на местности осуществляется 22 мониторинговыми станциями автоматизированной системы контроля радиационной обстановки (АСКРО)[1]. Датчики АСКРО располагаются в 30-ти километровой зоне вокруг Балаковской АЭС (Приложение 3).

Любой желающий может получить необходимую информацию о состоянии гамма-фона в городе и районе на ближайшем информационном табло или указанном сайте «Радиационная обстановка на предприятиях Росатома» в режиме реального времени (Приложение 3) [8,1].

В Отчетах БАЭС по экологической безопасности за 2013 и 2014 годы даются заключения: «Экологическая обстановка в районе и водных объектах района расположения Балаковской АЭС в целом является благополучной»[6].

Почему же так волнуются жители Балаково? Можно ли жить «в мире с радиацией» в десяти километрах от АЭС? Ответ на эти и другие вопросы надеюсь получить в ходе проведенного мною мониторинга.

В рамках данной работы проведены собственные мониторинговые исследования состояния радиационного фона в городе и его окрестностях, надежности и точности получаемой информации на табло и сайте АСКРО. На основе полученных данных в ходе наблюдений, эксперимента, изучения природных факторов, влияющих на ЕРФ, проведен сравнительный анализ результатов, и на основе данных всех исследований сделан обобщающий вывод о радиационной обстановке в городе Балаково.

#1048;сследование природных источников излучения и их влияния на ЕРФ

Практическая работа:

Исследование радиационного излучения различных объектов.

Средства измерения: ДРГ-01Т1, прошедший метрологическую поверку, и поисковый прибор СРП; в качестве вспомогательного прибора (Приложение 4).

В ходе практической работы исследованы более 60 объектов и отобраны наиболее интересные из них, в том числе объекты Театральной площади и Городского парка культуры и отдыха. (Приложение 4,5).

Все измерения были проведены способом «вплотную» к исследуемым объектам. Усредненные результаты трёхкратных измерений некоторых из них представлены в таблице 2.

Таблица 1. Результаты замеров радиационного фона различных объектов

Вывод: В ходе исследования было установлено, что все окружающие нас объекты радиоактивны. (Приложения 4,5). Уровень радиации у них различен. Но каждый окружающий нас объект вносит свой вклад в общую «копилку» под названием естественный радиационный фон.

4. Мониторинговые исследования радиационного фона в г.Балаково

Условия проведения мониторинга

#1057;роки проведения: с января по декабрь 2014г.

#1054;бъекты исследования: основной - уровень РФ; дополнительные - текущая солнечная активность, состояние магнитосферы, метеоусловия.

3. Пункты наблюдений. Их всего -5: 4 пункта, входящие в АСКРО, – это СПП Балаковской АЭС (далее «БАЭС»), Балаковское муниципальное объединение («БМО»), «Драмтеатр», «Резинотехника» («РТИ») и - информтабло для населения – «Центральная библиотека»; а также пункты для самостоятельного наблюдения и сверки данных – «Центральная библиотека», «БМО», «Драмтеатр».

Для систематизации всех направлений мониторинга и более наглядного обобщения и сравнительного анализа полученных результатов была разработана ежемесячная сводная ведомость «Мониторинг состояния естественного радиационного фона и возможных факторов. Месяц ___2014г.» (Приложение 6).

Процедура проведения мониторинга ЕРФ

Процедура проведения мониторинга состояла в следующем. Ежедневно после школы мною снимались показания гамма-фона, температуры с информационных табло города и заносились в сводную ведомость. Далее с сайтов «Вспышки на Солнце»[9], «Магнитные бури онлайн»[10], «Погода в Балаково»[11] нужные мне данные этого дня также вносились в сводную ведомость (Приложение 6). Недостающие данные об уровне гамма-фона на пунктах «БАЭС» и «РТИ» снимались с сайта «Радиационная обстановка на предприятиях Росатома»[8]. С помощью этого же сайта производилась сверка с данными, полученными на информтабло «БМО» и «Драмтеатр». Далее проводилось изучение данных, сравнение с предыдущими результатами. Если были обнаружены «скачки» в показаниях уровня гамма-фона, то устанавливалась первопричина.

Если накануне была обнаружена повышенная солнечная активность или магнитная буря (Приложение 6), то изучалось возможность их влияние на радиационный фон каждого подконтрольного пункта. В этом случае анализ уровня гамма-фона за каждый час прошедших суток проводился по данным того же сайта АСКРО. В конце каждого месяца проводился обобщающий анализ, делались выводы.

Например, в апреле (Приложение 7) уровень гамма-фона практически на всех контролируемых постах был в среднем 0,08мкЗв/ч - стабильно ниже среднего по РФ (0,095 мкЗв/ч), а на посту «БАЭС» – иногда даже чуть ниже, чем на «БМО». Исключение составили и , когда практически в одно и то же время гамма-фон на трех основных постах увеличился с 0,08мкЗв/ч до 0,10 мкЗв/ч.

По моему мнению, причиной стали магнитные бури, разразившиеся накануне ночью: их было три – уровня G1(слабые), ; одна, в эти дни к тому же наблюдалась повышенная активность Солнца (Приложение 8).

Влияние активности Солнца и магнитосферы на уровень ЕРФ прослеживается в течение каждого месяца 2014 года. Чем выше активность рассматриваемых природных факторов, тем выше и чаще нестабильность ЕРФ. Подробнее остановимся на наиболее ярких примерах.

Февраль – рекордный месяц! Зарегистрированы 232 вспышки на Солнце, из них класса М (средняя) – 38, класса Х (сильная) – 1вспышка (); 14 магнитных бурь, из них уровня G1(слабая) - 7, G2(средняя)-7. Единственный случай в году, когда за 20-21 февраля происходят 9 магнитных бурь, 6 из них среднего уровня G2 (Приложение 9,10).

Первая половина февраля (Приложение 10) характерна высокой активностью Солнца, но более спокойным состоянием магнитосферы – одна магнитная буря. Во второй половине наоборот, активность Солнца чуть ниже, зато активность магнитосферы необычайно высока – 13 магнитных бурь, 7 из них уровня G2(средние). Но оба случая привели к нестабильности уровня радиации.

Подобная картина вырисовывается и во второй половине августа, сентября, октября, где колебания уровня ЕРФ составили от 0,08 до 0,13 мкЗв/ч, а в середине декабря, доходили до 0,14 мкЗв/ч.

Ещё одним доказательством влияния активности Солнца и магнитосферы на стабильность уровня радиационного фона служит период с 15 по 25 июля (Приложение 11,12). Отсутствие вспышек на Солнце, низкий поток радиоизлучений, абсолютно спокойная магнитосфера – всему этому соответствует абсолютно стабильный и низкий уровень РФ! Июль по всем параметрам – самый стабильный месяц в 2014году.

А вот июнь отличился повышением уровня гамма – фона до 0,17 мкЗв/ч ( с 1500 до 2100) на посту «РТИ»– это единственный случай в году (Приложение 13). Резкий скачок (до 0,14 мкЗв/ч) наблюдается и на постах «БМО», чуть ниже (0,12 мкЗв/ч) – на «БАЭС» [8]. Что в очередной раз исключает негативное влияние АЭС на РФ г. Балаково в данной радиационной ситуации.

При более тщательном изучении данного вопроса удалось установить и экспериментально доказать, что причина – длительный обильный дождь после продолжительной засухи, а следствие – газ радон![4] По информации, предоставленной нам работниками лаборатории контроля внешней радиационной безопасности, такое явление произошло (Приложение 14). На графике виден всплеск уровня радиации на трех постах.

Аналогичная ситуация складывается и у нас 13-14 июня (Приложение 15), 03 мая, 04 октября и 01- 02 ноября 2014 года (Приложение 16), когда одновременно на РТИ, БМО, АЭС наблюдаются резкие скачки гамма-фона. Подтвердить подобное явление может наличие радионуклидов в дождевой воде. Согласно данным прогноза погоды и в надежде на то, что подобная ситуация повторится в конце октября – начале ноября, началась подготовка к проведению лабораторного эксперимента.

Лабораторный эксперимент (Приложение 17).

Для лабораторных исследований мною были отобраны пробы дождевой воды с крыши дома в начале дождя (фоновая проба) и две пробы воды из разных луж на четвертый день дождя - Для проведения спектрометрического анализа воды на содержание в ней радионуклидов я обратился за помощью в лабораторию контроля внешней радиационной безопасности города Балаково.

Анализ проводился по методике измерения активности радионуклидов в счетных образцах на сцинтилляционном гамма-спектрометре с использованием программного обеспечения «Прогресс». Для этого пробу воды наливал в кюветы и помещал в прибор. Результаты снимал с электронного табло приборов и заносил в протокол исследования. Сравнительный анализ результатов исследования показал содержание радионуклидов в дождевой воде примерно в 4 раза выше, чем в фоновой воде.

В рамках данной работы, полученные результаты могут служить доказательством влияния радона и продуктов его распада на уровень ЕРФ, но в дальнейшем мне интересно расширить и углубить исследования в этой области.

Для того чтобы иметь общую картину состояния РФ в нашем городе в целом за год, мною разработана итоговая таблица «Результаты мониторинга уровня РФ и влияющих природных факторов за 2014г». В итоговую таблицу внесены усредненные результаты мониторинга каждого месяца. Для наглядности и сравнительного анализа построена диаграмма. (Приложение 18). Проанализируем полученные данные и сделаем выводы.

Выводы. Сравнительный анализ результатов мониторинга за год показал: ежемесячные усредненные результаты уровня радиации не превышают средний уровень гамма-фона по стране (0,095 мкЗв/ч) и далеки от установленного критерия высокого радиоактивного загрязнения окружающей среды для Саратовской области (0,23 мкЗв/ч). Показатели гамма-фона на постах «АЭС», «БМО» практически одинаковы, чуть ниже - на «РТИ», следовательно, АЭС не оказывает негативного влияния на естественный радиационный фон города. Природные факторы (в т. ч. активность Солнца и магнитосферы, а иногда и метеоусловия) оказывают более серьезное влияние на уровень ЕРФ, чем АЭС.

Заключение

Обобщая и анализируя результаты, полученные в ходе годового мониторинга, подведем итоги. Надеюсь, что они помогут развеять некоторые мифы, живущие в умах жителей нашего города и ответить на вопрос: «Можно ли жить в мире с радиацией?»

В ходе мониторинга и анализа его результатов установлено:

- естественный радиационный фон в городе Балаково и его окрестностях в целом соответствует средне установленному уровню по РФ -0,095мкЗв/ч;

- по данным проведенных контрольных наблюдений за показаниями гамма – фона на информационных табло для населения на пунктах «Драмтеатр», «Центральная библиотека», а также «БМО» установлено соответствие с показаниями на сайте АСКРО;

- в течение 2014 года не зафиксировано ни одного случая колебаний радиационного фона в городе Балаково, связанных с деятельностью АЭС;

- результаты исследований подтвердили, что основной вклад в радиационный фон города вносят природные источники излучений, многократно большее, чем АЭС.

Все эти результаты являются важными аргументами в пользу АЭС.

В ходе выполнения данной работы все задачи исследования решены, поставленные цели достигнуты, гипотеза опровергнута. Считаю, что атомная энергетика - энергетика будущего и гордость России сегодня.

Приложение к работе по ссылке

Используемая литература и интернет ресурсы

1. Автоматическая система контроля радиационной обстановки. - Информационная брошюра. - Балаковская АЭС, 2013
2. Акатов А.А., Коряковский Ю.С. Радиация: говорят, что… - АНО «ИЦАО»,2012 Акатов А.А., Коряковский Ю.С. АЭС и биосфера. - АНО «ИЦАО»,2012
3. Акатов А.А., Коряковский Ю.С. Радиоактивность: несекретные материалы. – АНО «ИЦАО», 2012
4. Акимов В.А., Яфасов Я.А. Проблемы радоноопасности жилья в бассейне горных рек. Ж. АНРИ. – М.: НПП Доза, #8470;4. С.32-38
5. Отчет об экологической безопасности за 2013год. РОСЭНЕРГОАТОМ Балаковская АЭС, 2014
6. Акатов А.А., Коряковский Ю.С. Радиация: от космических лучей до компьютерного томографа. - АНО «ИЦАО»,2012
7. > Радиационная обстановка на предприятиях Росатома
8. ;d=24&y=2014 > Текущая солнечная активность
9. ;d=24&y=2014> Магнитные бури онлайн
10. > Погода в Балаково
11. >