Кіріспе

Беттерде немесе газдарда, сұйықтықтарда немесе қатты денелердегі қажетсіз радиоактивті элементтер.

Радиоактивті ластану, сондай-ақ радиологиялық ластану деп аталады, – бұл радиоактивті заттардың беттерге немесе қатты денелерге, сұйықтықтарға немесе газдарға (адам денесін қоса) қасақана емес немесе қажетсіз түде олардың енуі немесе болуы (Халықаралық атом энергиясы агенттігінің (ХАЭА) анықтамасы бойынша). Мұндай ластану қауіпті, себебі ластаушылардың радиоактивті ыдырауы иондаушы сәулеленуді (яғни альфа, бета, гамма сәулелері және бос нейтрондарды) тудырады. Қауіптілік деңгейі ластаушылардың концентрациясына, шығарылатын сәулеленудің энергиясына, сәулелену түріне және ластанудың дене мүшелеріне жақындығына байланысты анықталады. Ластану радиациялық қауіпті тудыратынын және «радиация» мен «ластану» терминдерінің бір-бірімен алмастырылмайтынын түсіну маңызды. Радиоактивті ластану көздерін екі топқа бөлуге болады: табиғи және адамның әрекетінен туындаған. Ядролық қарудың атмосфераға таратылуынан немесе ядролық реактордың герметикалық бұзылуынан кейін ауа, топырақ, адамдар, өсімдіктер және жануарлар ядролық отынмен және бөліну өнімдерімен ластанады. Мысалы, уран нитраты сияқты радиоактивті материалдың құйылған ыдысы еденді және төгілгенді сүрту үшін қолданылған шүберектерді ластауы мүмкін. Көптеп тараған радиоактивті ластанудың мысалдарына Бикини атолы, Колорадо штатындағы Рокки Флатс зауыты, Фукусима Дайичи ядролық апатының аймағы, Чернобыль апатының аймағы және Маяк апатының аймағы жатады.

Ластану көздері

Радиоактивті ластанудың көздері табиғи немесе адам жасаған болуы мүмкін. Радиоактивті ластану түрлі себептерден туындауы мүмкін. Ол радиоактивті газдардың, сұйықтықтардың немесе бөлшектердің шығарылуына байланысты болуы мүмкін. Мысалы, егер ядролық медицинада қолданылатын радионуклид төгіліп кетсе (мүмкін қасақана, немесе Гойания оқиғасында болғандай, білімсіздік салдарынан), материал адамдардың қозғалысы кезінде таралуы мүмкін. Радиоактивті ластану сондай-ақ, ядролық отынды қайта өңдеу сияқты кейбір процестердің қажетті нәтижесі болуы мүмкін, мысалы радиоактивті ксенонның шығарылуы. Егер радиоактивті материалды тоқтату мүмкін болмаса, оны қауіпсіз деңгейге дейін сұйытуға болады. Альфа-эмиттерлердің қоршаған ортаны ластауы туралы мәліметтер үшін, қоршаған ортадағы актинидтер туралы қараңыз. Ядролық жауын-шашын – 1950-1980 жылдар аралығында жасалған 520 атмосфералық ядролық жарылыстардың салдарынан тараған радиоактивті ластану. Ядролық апаттарда, реактордан радиоактивтіліктің шығуы сияқты, шығарылған радиоактивтіліктің түрі мен мөлшері "көздік мүше" деп аталады. АҚШ-тың Ядролық реттеу комиссиясы оны "апаттан кейін қоршаған ортаға шығарылған радиоактивті немесе қауіпті материалдың түрлері мен мөлшері" деп анықтайды. Ластануға қызметтен шығарылғаннан кейін нысанда қалған қалдық радиоактивті материал кірмейді. Сондықтан, бекітілген және белгіленген контейнерлердегі радиоактивті материалды ластану деп атау дұрыс емес, бірақ өлшем бірліктері бірдей болуы мүмкін.

Құрастыру

Контейнерлік бақылау – қоршаған ортаға радиоактивті ластанудың таралуын, немесе адамдармен тікелей жанасуын немесе жұтылуын алдын алудың басты жолы. Радиоактивті материал контейнерде болғанда, ол радиоактивті ластанудан ерекшеленеді. Егер радиоактивті материалдар контейнерден тыс, анықтамалы деңгейге дейін жиынтықталып, шоғырланса, онда әсер еткен аймақ «ластанған» деп аталады. Радиоактивті материалдарды таралудан қорғау және ластанудың алдын алу үшін көптеген техникалар бар. Сұйық материалдар үшін бұл жоғары сапалы резервуарлар немесе контейнерлерді пайдалану арқылы жүзеге асырылады, олар әдетте, ағып кетуді радиометриялық немесе стандартты құралдармен анықтауға мүмкіндік беретін жинақтағыш жүйемен жабдықталған. Материалдың ауаға таралу қаупі болған жағдайда, қолғап қорабы кеңінен қолданылады, бұл көптеген салалардағы қауіпті зертханалық және өндірістік операцияларда жиі қолданылатын техника. Қолғап қораптары шамалы теріс қысымда ұсталады, ал шығатын газ жоғары тиімді сүзгілерден өтеді, олар радиологиялық құралдармен бақыланады, осылайша олардың дұрыс жұмыс істеп жатқаны қамтамасыз етіледі.

Табиғи радиоактивтілік

Табиғи ортада әртүрлі радионуклидтер кездеседі. Уран, торий сияқты элементтер және олардың ыдырау өнімдері тау жыныстары мен топырақта болады. Калий-40, бастапқы нуклид, барлық калийдің шағын пайызын құрайды және адам организмінде кездеседі. Басқа нуклидтер, мысалы, барлық тірі организмдерде болатын көміртек-14, ғарыш сәулелері арқылы үздіріліссіз пайда болады. Бұл деңгейдегі радиоактивтілік аз қауіп тудырады, бірақ өлшеулерді қиындатады. Әсіресе, табиғи жолмен пайда болатын радон газы мәселелі, ол нормадан аспайтын деңгейдегі ластануды анықтауға арналған құралдарға әсер етіп, қате дабылдарға себеп болуы мүмкін. Сондықтан радиологиялық зерттеу құралдарын пайдаланатын оператордың фондық сәулелену мен ластанудан таралатын сәулеленуді ажырата білуі қажет. Табиғи радиоактивті материалдар (NORM) адамның қызметі, мысалы, кен өндіру, мұнай және газ өндіру, көмірді пайдалану салдарынан жер бетіне шығарылуы немесе шоғырлануы мүмкін.

Ластануды бақылау және бақылау

Радиоактивті ластану беттерде, материалдың көлемдерінде немесе ауада болуы мүмкін, ал шығарылатын сәулеленуді анықтау арқылы ластану деңгейін өлшеу үшін арнайы техникалар қолданылады.

Ластануды бақылау

Ластануды бақылау радиациялық бақылау құралдарын дұрыс және тиімді орналастыру мен пайдалануға толыққанды байланысты.

Жер бетіндегі ластану

Жер бетіндегі ластану тұрақты немесе "бос" болуы мүмкін. Тұрақты ластану жағдайында радиоактивті материалдың таралуы мүмкін емес, бірақ оның сәулеленуі өлшенуге болады. "Бос" ластану жағдайында, ластанудың тері, киім сияқты басқа беттерге таралуы немесе ауаға сіңіп кету қаупі бар. Радиоактивті заттармен ластанған бетон бетінің белгілі бір тереңдікке дейін қабығы алынып, ластанған материалты кәдеге жіберуге болады. Кәсіби қызметкерлер үшін ластану қаупі бар бақыланатын аймақтар белгіленеді. Мұндай аймақтарға кіру түрлі кедергілер арқылы бақыланады, кейде қажет болған жағдайда киім мен аяқ киімді ауыстыру шаралары қолданылады. Бақыланатын аймақтағы ластану әдетте жүйелі түрде бақыланады. Радиологиялық қорғау құралдары (РҚҚ) кез келген таралу мүмкіндігін анықтау және бақылауда маңызды рөл атқарады, сондай-ақ қолмен ұсталатын зондтар мен тұрақты орнатылған аймақтық мониторлар, мысалы, ауадағы бөлшектерді анықтағыштар және аймақтық гамма-мониторлар жиі орнатылады. Персонал мен жабдықтың беткі ластануын анықтау және өлшеу әдетте Гейгер санағышы, сцинтилляциялық санағыш немесе пропорционалдық санағыш арқылы жүзеге асырылады. Пропорционалдық санағыштар және қос фосфорлы сцинтилляциялық санағыштар альфа және бета ластануын ажырата алады, бірақ Гейгер санағышы мұндай мүмкіндікке ие емес. Сцинтилляциялық детекторлар көбінесе қолмен ұсталатын мониторинг құралдары үшін таңдалады және үлкен аумақтарды жылдам бақылау үшін үлкен анықтау терезесімен жабдықталған. Гейгер детекторларының терезелері кішкентай, олар ластанудың шағын аймақтарын бақылауға көбірек бейім.

Шығуды бақылау

Ядролық материал қолданылатын немесе өңделетін бақыланатын аймақтардан шығатын персоналдың ластануы арнайы орнатылған шығу бақылау құралдарымен, мысалы, зондты тексеру құралдары, қолдың ластануын бақылау құралдары және толық дене тексеру құралдары арқылы бақыланады. Бұл құралдар бақыланатын аймақтардан шығатын адамдардың денесінде немесе киімдерінде ластанудың жоқтығын тексеру үшін қолданылады. Ұлыбританияда HSE, қолданылатын мақсатқа сәйкес портативті радиациялық өлшеу құралын таңдау бойынша пайдаланушыға арналған нұсқаулықты жариялаған. Бұл нұсқаулық барлық радиациялық құралдар технологиясын қамтиды және ластану түріне қарай дұрыс технологияны таңдау үшін пайдалы салыстырмалы нұсқаулық болып табылады. Ұлыбританияның Ұлттық физикалық зертханасы (NPL) бақыланатын аймақтардан шығатын персоналды тексеру үшін қолданылатын құралдармен қолданылатын дабыл деңгейлері туралы нұсқаулық жариялайды. Жер бетіндегі ластану әдетте альфа немесе бета сәуле шығарушылар үшін бірлік ауданына шаққандағы радиоактивтілік бірліктерімен көрсетіледі. Халықаралық жүйеде (SI) бұл бір шаршы метрге (немесе Bq/м²) бекерель болып табылады. 100 см² үшін пикокюри немесе бір шаршы сантиметрге минут сайын тіркелетін ыдыраулар саны (1 дпм/см² = 167 Бк/м²) сияқты басқа бірліктер де қолданылуы мүмкін.

Ауа арқылы таралатын ластану

Ауа радиоактивті изотоптармен бөлшектер түрінде ластануы мүмкін, бұл тыныс алу арқылы ерекше қауіп төндіреді. Ауа сүзгілері бар респираторлар немесе жеке ауамен қамтамасыз етілген толыққанды қорғау костюмдері осы қауіптерді азайтуға көмектеседі. Ауадағы ластануды арнайы радиологиялық құралдар өлшейді, олар үлгі ауаны сүзгі арқылы үздіксіз сорғылайды. Ауадағы бөлшектер сүзгіде жиналады және оларды әртүрлі тәсілдермен өлшеуге болады: сүзгі қағазы жиналған радиоактивтілікті өлшейтін "скалер" сияқты құралға белгілі бір уақыт аралығында қолмен алынып, тексеріледі. Сүзгі қағазы бекітілген күйде болады және радиациялық детектормен орнында өлшенеді. Сүзгі баяу жылжымалы жолақ түрінде болып, сәулелену детекторымен өлшенеді. Бұл құрылғылар көбінесе "қозғалмалы сүзгі" деп аталады және жинақталу үшін таза учаскеге сүзгіні автоматты түрде жылжытып, уақыт өте келе ауадағы концентрацияның графигін құруға мүмкіндік береді. Көбінесе, жиналған ластану туралы спектрографиялық ақпарат бере алатын жартылай өткізгіштік сәулеленуді анықтау сенсоры қолданылады. Альфа бөлшектерін анықтауға арналған ауадағы ластану мониторларының ерекше мәселесі – табиғи радонның кең таралған болуы, ол ластанудың төмен деңгейін іздеген кезде ластану ретінде көрінуі мүмкін. Сондықтан, қазіргі заманғы құралдар бұл әсерді жою үшін "радонды компенсациялау" функциясына ие.

Адамның ішкі ластануы

Радиоактивті ластану организмге жұту, тыныс алу, сіңіру немесе инъекция арқылы енуі мүмкін. Бұл міндетті дозаға алып келеді. Осы себепті радиоактивті материалдармен жұмыс істегенде жеке қорғаныш құралдарын пайдалану маңызды. Радиоактивті ластану, ластанған өсімдіктер мен жануарларды жеу немесе ластанған суды ішу, сондай-ақ ластанған жануарлардан алынған сүт ішу нәтижесінде де болуы мүмкін. Ірі ластану оқиғасы болған жағдайда, ішкі әсердің барлық мүмкін жолдары ескерілуі керек. Харольд МакКласкиге сәтті қолданылған келациялық терапия және ішкі радионуклидтік ластану үшін басқа да емдеулер бар.

Зақымданудан тазарту

Ластануды тазарту радиоактивті қалдықтарға әкеледі, егер радиоактивті материалды қайта өңдеу арқылы коммерциялық қолдануға қайтару мүмкін болмаса. Кейбір жағдайларда, кең аумақтардағы ластануды қоршаған ортаға одан әрі таралуын болдырмау үшін, ластанған заттарды бетон, топырақ немесе таспен көміп, жабу арқылы азайтуға болады. Егер адамның денесі жұтыну немесе жарақат алу арқылы ластанса және стандартты тазалау ластануды одан әрі азайта алмаса, онда адам тұрақты ластануға ұшырауы мүмкін. АҚШ Энергетика министрлігі (DOE) және коммерциялық ядролық өнеркәсіп ондаған жылдар бойы радиоактивті жабдықтар мен беттердегі ластануды азайту және ластануды орнында тұрақтандыру үшін ластануды бақылау өнімдерін пайдаланып келеді. "Ластануды бақылау өнімдері" – кең термин, ол бекіткіштер, қабылдамалы жабындар және залалсыздандыру гельдерін қамтиды. Бекіткіш өнім, қалдық бос/тасымалданатын радиоактивті ластануды орнықтыруға арналған тұрақты жабық ретінде қызмет етеді; бұл ластанудың таралуын болдырмауға және ластанудың ауаға түсу мүмкіндігін азайтуға, жұмыс күшінің әсерін азайтуға және болашақтағы деактивациялау және жою (D&D) жұмыстарын жеңілдетуге көмектеседі. Қабылдамалы жабын өнімдері бояу сияқты жабысады және олардың залалсыздандыру қабілеттері үшін қолданылады. Олар бос/тасымалданатын радиоактивті ластануы бар беттерге жағылады, содан кейін кептірілгеннен кейін, олар алынып тасталады, бұл өніммен бірге ластануды жояды. Қабылдамалы жабынды алып тастағаннан кейін, бетіндегі қалдық радиоактивті ластану айтарлықтай төмендейді. Қазіргі заманғы қабылдамалы жабындар жоғары залалсыздандыру тиімділігін көрсетеді және дәстүрлі механикалық және химиялық залалсыздандыру әдістерімен бәсекелесе алады. Залалсыздандыру гельдері басқа қабылдамалы жабындар сияқты жұмыс істейді. Ластануды бақылау өнімдерін қолдану арқылы алынған нәтижелер өзгермелі және субстраттың түріне, таңдалған ластануды бақылау өніміне, ластаушы заттарға және қоршаған ортаның жағдайларына (мысалы, температура, ылғалдылық және т.б.) байланысты. Тазалауға арналған ең үлкен аумақтардың бірі Жапонияның Фукусима префектурасында орналасқан. 2011 жылдың наурыз айындағы Фукусимадағы ядролық апаттан кейін радиоактивтілікті мүмкіндігінше көп жерден тазарту үшін ұлттық үкімет қысымға ұшырады, осылайша 110 000 жер аударылған адамның кейбірі қайта оралуы мүмкін. Төменгі деңгейдегі қалдықтардан денсаулыққа қауіп төндіретін радиоизотопты (цезий-137) алып тастау арнайы жоюды қажет ететін қалдықтардың көлемін айтарлықтай азайта алады. Мақсаты – ластанған топырақ пен басқа да материалдардан 80-95% цезийді тиімді түрде және топырақтағы органикалық заттарды жоймастан алып тастайтын әдістерді табу. Бірін зерттеуге гидротермальдық жарылыс деп аталады. Цезий топырақ бөлшектерінен бөлініп, содан кейін темір феррицианидімен (пруссия көк) тұншықтырылады. Бұл арнайы жерлеу орындарын қажет ететін қалдықтардың жалғыз компоненті болады. Мақсаты – ластанған ортадан жыл сайынғы әсерді фоннан бір миллизивертке (mSv) дейін төмендету. Жарылыстың мөлшері жылына 50 мЗв-ден асатын ең ластанған аймақтарға тыйым салынады, бірақ қазіргі уақытта жылына 5 мЗв-ден төмен аймақтар тазаланып, 22 000 тұрғынға оралуға мүмкіндік беріледі. Радиоактивті ластанған аймақтарда тұратын адамдарды қорғау үшін Халықаралық радиациялық қорғау жөніндегі комиссия "111-ші басылым" атты нұсқаулық шығарды: "Ядролық апат немесе радиациялық төтенше жағдайдан кейін ұзақ уақыт бойы ластанған аймақтарда тұратын адамдарды қорғау жөніндегі комиссияның ұсынымдарын қолдану".

Кішігірім ластану

Радиоактивті ластанудан адамдар мен қоршаған ортаға қауіптің деңгейі радиоактивті заттың түріне, ластану деңгейіне және ластанудың таралу ауқымына байланысты. Радиоактивті ластанудың төмен деңгейі аз қауіп тудырады, бірақ оны радиациялық құралдармен анықтауға болады. Ластанған аумақты зерттеу немесе картаға түсірген кезде, кездейсоқ үлгі алынған жерлердегі белсенділік бекерель немесе кюримен көрсетілуі мүмкін. Төмен деңгейдегі шамалар сцинтилляциялық санауышпен минут сайын тіркелген сан түрінде берілуі мүмкін. Егер ластану қысқа жартылай ыдырау периоды бар изотоптармен болса, материалдың табиғи түрде ыдырауына рұқсат ету – ең тиімді шара болар. Ұзақ жартылай ыдырау периоды бар изотоптарды тазалау және дұрыс жою қажет, себебі тіпті өте төмен деңгейдегі радиация да ұзақ уақытқа толып тұрса өмірге қауіпті болуы мүмкін. Ластанған деп танылған объектілер мен физикалық орындар денсаулық физигімен оқшауланып, "Ластанған аймақ" деп белгіленуі мүмкін. Мұндай аймаққа жақындаған адамдарға әдетте радиациядан қорғау киімдері ("анти-Cs") қажет болады.

Жоғары деңгейдегі ластану

Қоқыстың жоғары деңгейі адамдар мен қоршаған ортаға елеулі қауіп төндіруі мүмкін. Адамдар үлкен мөлшерде радиоактивті материалды қамтитын апаттан (немесе қасақана жасалған) кейін ластанудың таралуынан сыртқы және ішкі жағынан қауіпті радиациялық деңгейлерге ұшырауы мүмкін. Радиациялық ластануға сыртқы әсердің биологиялық әсерлері, әдетте, радиоактивті материалдарға қатысы жоқ сыртқы сәулелену көзінен, мысалы рентген аппараттарынан туындайтын әсерлермен бірдей және сіңірілген дозаға байланысты. Радиоактивті ластануды өлшегенде немесе картаға түсіргенде, радиацияның нүктелік көзі болып көрінетін кез келген орын ауыр ластануға ұшырауы мүмкін. Өте ластанған жерді халық арасында "ыстық нүкте" деп атайды. Ластанған жердің картасында ыстық нүктелер олардың "тікелей жанасу кезіндегі" дозасының мөлшері мСв/сағ арқылы белгіленуі мүмкін. Ластанған нысанда ыстық нүктелер белгімен көрсетілуі, қорғасыннан жасалған қаптармен қоршалуы немесе радиоактивті үшбұрыш символы бар ескерту таспасымен бөгелуі мүмкін. Ластанудан туындайтын қауіп – иондаушы сәуле шығару. Басты сәулелер – альфа, бета және гамма, бірақ олардың қасиеттері әртүрлі. Олардың ену қабілеті мен сәулелену әсерлері әртүрлі, ал осы сәулелердің енуі қарапайым түрде диаграммада көрсетілген. Осы сәулелердің әртүрлі иондау әсерлерін және қолданылатын салмақ коэффициенттерін түсіну үшін сіңірілген доза туралы мақаланы қараңыз. Сәулеленуді бақылау – сәулеленуге немесе радиоактивті заттарға ұшырауды бағалау немесе бақылау мақсатында сәулелену дозасын немесе радионуклидтермен ластануды өлшеу және нәтижелерді түсіндіруді қамтиды. Әртүрлі радионуклидтер, қоршаған ортаның құрамдас бөліктері және нысандар үшін қоршаған ортадағы радиациялық мониторинг бағдарламаларын және жүйелерін жобалау мен іске қосудың әдістемелік және техникалық егжей-тегжейлері МАГАТЭ қауіпсіздік стандарттары сериясының No. RS–G 1.8 және МАГАТЭ қауіпсіздік туралы есептер сериясының No. 64-інде келтірілген.

Биологиялық әсерлері

Радиоактивті ластану, анықтама бойынша, иондаушы сәулелену шығарады, бұл адам организмін сырттан немесе іштен сәулелендіруі мүмкін.

Сыртқы сәулелендіру

Бұл адам денесінен тыс жерде орналасқан ластанудан туындайтын сәулеленудің салдарынан болады. Сәуленің көзі денеге жақын немесе тері бетінде болуы мүмкін. Денсаулыққа қауіптің деңгейі сәулеленудің ұзақтығына, түріне және қарқындылығына байланысты. Гамма-сәулелері, рентген сәулелері, нейтрондар немесе бета бөлшектері сияқты тереңдете түсетін сәулелер сыртқы көзден туындайтын ең үлкен қауіпті құрайды. Альфа бөлшектері сияқты тереңдете түспейтін сәулеленудің сыртқы қаупі төмен, себебі терінің үстіңгі қабаттары қорғаныш ретінде танылады. Бұл қалай есептеледі дегенге қатысты толық ақпарат алу үшін "Зиверт" мақаласын қараңыз.