Дипломная работа: Оценка содержания радионуклидов в подземных водах Челябинской области

Содержание

Введение

1. Радиология подземных вод

1.1 Источники радиоактивного излучения. Общая характеристика

1.2 Экологические нормативы и стандарты в сфере радиационной безопасности

2. Методика подготовки проб к исследованию

2.1 Приготовление счетных образцов для измерения удельной суммарной альфа- и бета-активности воды

2.2 Рекомендации по Измерению активности счетных образцов и определению удельной активности радионуклидов в пробах воды

2.2.1 Подготовка к измерениям

2.2.2 Определение удельной суммарной активности альфа- и бета-излучающих радионуклидов

3. Гидродинамический и гидрохимический режим подземных вод Челябинской области

3.1 Характеристика подземных вод Челябинской области

3.2 Виды подземных вод Челябинской области

3.3 Бассейны подземных вод Челябинской области

3.3.1 Западно-Сибирский бассейн пластовых вод

3.3.2 Большеуральский бассейн подземных вод

3.3.3 Характеристика подземных вод Предуральского бассейна

4. Характеристик скважин

4.1 Скважина Есаульское

4.2 Скважина Биргильда

4.3 Скважина станции Клубника

4.4 Скважина Аргаяш

4.5 Скважина станции Пирит

4.6 Скважина Бишкиль

4.7 скважина Полетаево

4.8 Скважина Верхний - Уфалей

4.9 Дополнительные данные по выбранным точкам

Заключение

Список использованных источников

Приложения

Введение

подземный вода радиационный безопасность

Радиоактивное загрязнение подземных вод как правило связано именно с содержанием радионуклидов. Радиоактивность является хорошим косвенным показателем для оценки содержания радионуклидов.

Радиационный контроль - вид неразрушающего контроля, основанный на регистрации и анализе проникающего ионизирующего излучения после взаимодействия его с контролируемым объектом. В основе радиационного контроля лежит получение дефектоскопической информации об объекте с помощью ионизирующего излучения, прохождение которого через вещество сопровождается ионизацией атомов и молекул среды.

В основе радиационного контроля лежит получение дефектоскопической информации об объекте с помощью ионизирующего излучения, прохождение которого через вещество сопровождается ионизацией атомов и молекул среды[11].

Объект исследования - Альфа- и бета-активность радионуклидов подземных вод и их радиационная безопасность.

Цель исследования - Дать оценку альфа- и бета-активности радионуклидов подземных вод Челябинской области, и характеристику радиационной безопасности подземных вод.

Задачи:

1) Изучить Альфа-активность радионуклидов подземных вод Челябинской области

2) Изучить Бета-активность радионуклидов подземных вод Челябинской области.

3) Дать оценку радиационной безопасности подземных вод области.

1. Радиология подземных вод

1.1 Источники радиоактивного излучения. Общая характеристика

Слово «радиация» произошло от латинского слова «radiatio», что в переводе означает «сияние», «излучение».

Основное значение слова «радиация» (в соответствии со словарём Ожегова изд. 1953 года): излучение, идущее от какого-нибудь тела. Однако со временем оно было заменено на одно из его более узких значений - радиоактивное или ионизирующее излучение.

Ионизирующее излучение -- в самом общем смысле -- различные виды микрочастиц и физических полей, которые могут ионизировать вещество.

Не у каждых химических элементов ядра такие стабильные, как у углерода. Многие ядра имеют возможность неожиданно распадаться, выбрасывая огромную энергию и свои части, претерпевая заметные превращения. Это явлениеназывают радиоактивностью. Радиоактивность делят на естественную и искусственную.

Естественная радиоактивность -- это самопроизвольный распад атомных ядер, встречающихся в природе.

Искусственная радиоактивность -- самопроизвольный распад атомных ядер, полученных искусственным путем посредством ядерных реакций [11].

Человек подвергается облучению двумя способами. Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении. Или же они могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма. Такой способ облучения называют внутренним[3].

Существует пять видов ионизирующего излучения (радиации):

1. Альфа излучение -- представляют собой поток ядер атомов гелия, излучение обладает низкой проникающей способностью (при внешнем облучении не способно проникнуть через роговой слой кожи). Пробег в воздухе - 2см. Таким образом, альфа излучение безопасно при внешнем воздействии и крайне опасно при внутреннем воздействии. Наиболее эффективнаязащита - соблюдении дистанции (более 2-3 см от источника), защититься от альфа излучения можно листом обычной бумаги.

2. Бета излучение -- это поток электронов, обладает относительно низкой проникающей способностью (2-3 см. при внешнем облучении). Пробег в воздухе - порядка 15 см. Таким образом, бета излучение может быть опасным при внешнем воздействии (при условии воздействия с кожей), но более опасно при внутреннем облучении, хотя менее опасно, чем альфа излучение. Лучшей защитой будет являться время и расстояние, а также экраном (достаточно плотной одежды).

3. Гамма излучение и рентгеновское излучение -- это электромагнитные излучения. Оба вида обладают высокой проникающей способностью (порядка метра, т.е. при внешнем облучении пронизывает тело человека насквозь). Таким образом, это излучение наиболее опасно при внешнем воздействии, от него можно защититься расстоянием, временем и экраном (используют продукты переработки нефти).

4. Нейтронное излучение -- представляет собой поток нейтронов. Характерна высокая проникающая способность (еще большая, чем гамма излучения), т.е. также пронизывает тело человека при внешнем облучении. Ионизирующая способность относительно низкая, но, несмотря на это, нейтронное излучение является очень опасным при внешнем облучении. Защита от него временем, расстоянием, экраном (используют свинцовые пластины) [16].

1.2 Экологические нормативы и стандарты в сфере радиационной безопасности

Для объектов, представляющих потенциальную угрозу загрязнения поверхностных вод, должны быть разработаны план мероприятий и инструкции по предотвращению аварий на этих объектах.

ГОСТ 27065-86 - Качество вод. Термины и определения

Настоящий стандарт устанавливает термины и определения основных понятий в области качества вод.

Стандарт не распространяется на сточные воды.

ГОСТ 27384-2002 - Вода. Нормы погрешности измерений показателей состава и свойств

Настоящий стандарт применяют при разработке и пересмотре методик измерений показателей состава и свойств вод, при организации контроля качества вод, оценке состояния измерений в лабораториях, аккредитации лабораторий, а также при метрологическом контроле и надзоре за деятельностью лабораторий, осуществляющих контроль качества вод [12].

В РФ приняты три базовых закона в области использования атомной энергии и обеспечения радиационной безопасности: «Об использовании атомной энергии» № 170-ФЗ от 21.11.95. и «О радиационной безопасности населения» № 3-ФЗ от 09.01.96г».и «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» № 52-ФЗ от 30.03.99 г.

Первый закон определяет правовую основу и принципы регулирования отношений, возникающих при использовании атомной энергии. Он направленпрежде всего на защиту здоровья людей и охрану окружающей среды.

Закон «О радиационной безопасности населения» формулирует правовые основы обеспечения радиационной безопасности населения.

Третий из перечисленных законов устанавливает санитарно-эпидемиологические требования, несоблюдение которых создает угрозу жизни или здоровью человека.

В целях конкретизации отдельных положений перечисленных законов в настоящее время введены два основополагающих нормативных документа (НД) федерального уровня:

- «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99)»;

-«Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99)».

НРБ-99 являются основополагающим документом, регламентирующим требования Закона в форме основных пределов доз, допустимых уровней воздействия ИИ и других требований по ограничению облучения человека.

ОСПОРБ-99 устанавливают требования по защите людей от вредного радиационного воздействия при всех условиях облучения от источников ИИ, на которые распространяется действие НРБ-99.

Радиационная безопасность персонала, населения и окружающей среды считается обеспеченной, если соблюдаются основные принципы радиационной безопасности:

- обоснования - запрещения всех видов деятельности с ИИ, при которых польза не превышает риск возможного вреда;

- оптимизации - поддержание на возможно низком и достижимом уровне как индивидуальных, так и коллективных доз облучения;

- нормирования - не превышения допустимых пределов индивидуальных доз облучения граждан от всех видов источников ИИ.

С целью создания основы для организации и проведения контроля состояния радиационной безопасности в Российской Федерации создана система законодательного и научно-методического обеспечения РБ, которая базируется на нормативных документах нескольких уровней.

Верхний уровень составляют законы РФ, относящиеся к обеспечению РБ, и нормы, и правила, конкретизирующие основные положения этих законов. Документы этого уровня рассмотрены выше.

Для реализации требований законов, норм и правил разрабатываются методические указания (МУ) разного уровня, которые определяют конкретные процедуры выполнения измерений при контроле радиационной обстановки. В настоящее время составлены и действуют Методические указания 1-го уровня, которые определяют общие требования к организации контроля профессионального облучения, к дозиметрическому контролю внешнего и внутреннего облучения персонала и к контролю радиационной обстановки. Следующим этапом этой работы должны быть Методические указания 2-го уровня, посвященные более конкретным вопросам радиационного контроля, например, определению индивидуальных эффективных доз от нейтронного излучения.

Приведенные нормативные документы отражают признанные международным сообществом принципы радиационной безопасности, которые базируются на рекомендациях Международной комиссии по радиационной защите (МКРЗ).

ГОСТ Р 51592-2000 Вода. Общие требования к отбору проб. Настоящий стандарт распространяется на любые типы вод и устанавливает общие требования к отбору, транспортированию и подготовке к хранению проб воды, предназначенных для определения показателей ее состава и свойств.

ГОСТ 17.1.3.08-82 Охрана природы. Гидросфера. Правила контроля качества морских вод

ГОСТ 17.1.504-81 Охрана природы. Гидросфера. Приборы и устройства для отбора первичной обработки и хранения проб природных вод. Общие технические условия

ГОСТ 17.1.5.05-85 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод льда и атмосферных осадков

СанПиН 2.6.1.2523-09 "Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)" от 7 июля 2009 г. N 47[1].

2. Методика подготовки проб к исследованию

2.1 Приготовление счетных образцов для измерения удельной суммарной альфа- и бета-активности воды

При определении удельной суммарной альфа- и бета-активности необходимо соблюдать, по крайней мере, два условия: во-первых, при прокаливании остатка, полученного в результате упаривания воды и ее сульфатации (для обеспечения идентичности матриц стандарта и пробы), температура не должна превышать 300-400°С.

Во-вторых, следует соблюдать временной интервал измерения полученного счетного образца после его приготовления. При наличии в пробе воды 226Rn при прокаливании из препарата удаляется 222Ra, через 3-4 часа распадаются его дочерние продукты распада (ДПР) и именно по прошествии этого времени следует выполнять измерение суммарной активности альфа и бета радионуклидов, поскольку в дальнейшем становится заметным накопление 222Rn и его ДПР из 226Ra, содержащегося в сухом остатке, что выражается в существенном увеличении скорости счета, особенно поальфа, и результаты могут быть завышены в полтора-два раза. Если необходимо провести измерение образца еще раз, следует повторить процедуру прокаливания и измерения проводить, соблюдая регламентированный временной интервал. При наличии в воде других изотопов радия схемы изменения активности во времени усложняются и для одной и той же пробы, в зависимости от времени отбора, приготовления образца и его измерения могут быть получены различающиеся данные.

Для приготовления счетных образцов для измерения удельной суммарной альфа- и бета-активности воды выпаривают 1 кг воды до объема 20 мл, переносят в фарфоровую чашку, стакан обмывают 10 мл 10% H2SO4, 10 мл дистиллированной воды и также переливают в чашку. Содержимое чашки выпаривают на электрической плитке до удаления паров H2SO4 и образования сухого остатка, который затем прокаливают в муфельной печи в течение 1 ч при температуре 300-400°С. После охлаждения осадок растирают до состояния "пудры", взвешивают, аликвотную часть наносят на подложку, фиксируют этиловым спиртом и высушивают под инфракрасной лампой.