«Наука и инновации в интересах
национального и глобального развития»
30
ТЕНДЕНЦИЯ РОСТА ФОНОВОГО РАДИАЦИОННОГО
ИЗЛУЧЕНИЯ И ИХ ПОСЛЕДСТВИЯ
Мамура Атабаева
Ташкентский государственный технический университет
имени И. Каримова, Узбекистан, Ташкент.
Кахрамон Атабаев
PhD
, Ташкентский государственный технический университет
имени И.Каримова, Узбекистан, Ташкент.
Введение
Радиационное излучение –
это феномен, с которым человечество
сталкивается с самых ранних времен существования нашей планеты. Оно
несет в себе как потенциальные блага, так и риски. Однако в последние
десятилетия наблюдается тревожная тенденция к росту фонового
радиационного излучения, что вызывает серьезные обеспокоенности
среди ученых, экологов и общества в целом.
Эта статья посвящена исследованию этой важной проблемы.
Мы рассмотрим причины, которые приводят к увеличению уровня
фонового радиационного излучения, и проанализируем возможные
последствия этой тенденции для здоровья человека и окружающей среды.
Важно понимать, что радиационное излучение имеет как положительные,
так и негативные аспекты, и нашей задачей является оценка баланса между
ними и поиск способов минимизации рисков.
Давайте вместе погрузимся в эту сложную и актуальную тему и
попытаемся разобраться, какие меры предосторожности и инновации
могут помочь нам справиться с вызовами, связанными с ростом фонового
радиационного излучения.
Рис. 1
.
Фоновая радиация в разных частях мира
«Наука и инновации в интересах
национального и глобального развития»
31
Причины роста фонового радиационного излучения
Анализ причин роста уровня фоновой радиации является важным
аспектом понимания этой проблемы. Проведя исторический и
эмперический анализ можно выделить следующие основные причины:
1.
Атомные катастрофы и аварии:
одной из ключевых причин роста
фоновой радиации являются атомные катастрофы и аварии, такие как
Чернобыльская и Фукусимская АЭС. Эти события вызвали выбросы
радиоактивных веществ в атмосферу, что привело к повышению фонового
излучения в регионах аварий и даже в более удаленных районах.
2.
Ядерные испытания:
ядерные испытания, включая взрывы
атомных бомб и термоядерных устройств, также вносят свой вклад в рост
фоновой радиации. Эти испытания вызывают выбросы радиоактивных
веществ, которые могут распространяться по всей планете.
3.
Использование радиации в медицине:
с развитием медицинской
технологии стали более распространенными процедуры, которые
используют ионизирующее излучение, такие как рентгеновские и
компьютерные томографы. Это может увеличивать дозы радиации,
получаемые пациентами и медицинским персоналом.
4.
Природные источники радиации:
природные источники
радиации, такие как радон, космическое излучение и радиоактивные
элементы в почве и горных породах, также вносят свой вклад в фоновое
излучение. Эти источники могут различаться в зависимости от
местоположения и геологических особенностей региона.
5.
Технологический прогресс:
с развитием технологии и
расширением использования радиоактивных материалов в различных
сферах, таких как энергетика и промышленность, увеличивается
вероятность выбросов радиоактивных веществ в окружающую среду.
6.
Распространение радиоактивных веществ:
распространение
радиоактивных веществ по воздуху, воде и через
пищевые цепи может
привести к долгосрочному накоплению радиации в окружающей среде.
7.
Неуправляемая
захоронение
радиоактивных
отходов:
неэффективное управление радиоактивными отходами может привести к
их распространению и попаданию в экосистемы.
Исследование и анализ этих факторов имеют критическое значение
для разработки стратегий и мер, направленных на управление ростом
фоновой радиации и минимизацию ее негативных последствий. Это важное
направление работы для ученых и экологов в борьбе за сохранение
здоровья человека и окружающей среды.
Анализ причин роста фоновой радиации
Рост фоновой радиации может быть связан с несколькими основными
причинами, такими как аварии, ядерные испытания, использование
радиации в медицине и т. д. Для анализа их влияния на уровень фоновой
радиации мы можем использовать вероятностный подход.
«Наука и инновации в интересах
национального и глобального развития»
32
Предположим, что у нас есть три основные категории событий,
которые могут повлиять на рост фоновой радиации:
Аварии и катастрофы
(например, авария на атомной электростанции;
Ядерные испытания
(включая подземные и наземные испытания);
Использование радиации в
медицине и промышленности
(включая рентгеновские исследования и
промышленное использование радиоактивных веществ).
Мы можем представить вероятности этих событий как
P(A), P(B)
и
P(C)
соответственно. Далее, мы можем определить, как каждое из этих
событий влияет на уровень радиации. Предположим, что аварии и
катастрофы имеют наибольший потенциал для увеличения радиации,
ядерные испытания
–
средний, а использование радиации в медицине и
промышленности
–
наименьший. Давайте обозначим эти коэффициенты
как
KA, KB
и
KC
соответственно.
Прогноз на будущее с использованием теории вероятности
Теперь мы можем попробовать создать прогноз на будущее уровня
фоновой радиации, используя вероятностный подход. Предположим, что
уровень фоновой радиации в определенном регионе в данный момент
времени составляет
R0.
Мы можем определить вероятность
P(
ΔR
)
, что уровень радиации
увеличится на определенное значение ΔR
в следующем году. Эта
вероятность зависит от вероятностей событий
P(A), P(B)
и
P(C)
, а также их
воздействия на уровень радиации
KA, KB
и
KC:
P(ΔR)=P(A)
⋅
KA+P(B)
⋅
KB+P(C)
⋅
KCP(
ΔR
)=P(A)
⋅
KA+P(B)
⋅
KB+P(C)
⋅
KC
Затем мы можем использовать эту вероятность для расчета
ожидаемого изменения уровня радиации:
ΔR
ожидаемое
=∑ΔR
⋅
P(ΔR)
С учетом этой оценки ожидаемого изменения уровня радиации, мы
можем сделать прогноз на будущее. Однако важно понимать, что такой
прогноз будет приблизительным и будет зависеть от точности наших
вероятностных оценок и коэффициентов воздействия
KA, KB
и
KC.
Это упрощенная модель, и в реальных условиях анализа роста
фоновой радиации учитываются множество других факторов, таких как
местоположение, климатические условия и действия по снижению
радиационных рисков.
Моделирование будующего роста.
Для создания математической модели из имеющихся данных о росте
фоновой радиации, нам сначала нужны конкретные числовые данные.
Давайте предположим, что у нас есть данные о среднегодовом уровне
фоновой радиации в некотором регионе за последние 10 лет. Предположим
также, что уровень радиации измеряется в микрозивертах в час.
«Наука и инновации в интересах
национального и глобального развития»
33
Таблица 1.
Уровень фоновой радиации 2013–2022 год
Год
Уровень радиации (мкЗв/ч)
2013
12
2014
13
2015
14
2016
14.5
2017
15.2
2018
15.8
2019
16.2
2020
16.7
2021
17.3
2022
18.0
Теперь мы можем попробовать аппроксимировать эти данные с
помощью математической модели. Одним из простых способов сделать это
является линейная регрессия. Линейная регрессия позволяет нам найти
линейную функцию, которая наилучшим образом соответствует данным.
Давайте представим, что уровень радиации yy в году xx можно
описать следующим образом:
y=ax+by=ax+b,
где
:
•
y
–
уровень радиации в мкЗв/ч.
•
x
–
год.
•
a
–
коэффициент наклона (скорость изменения уровня радиации
в мкЗв/год).
•
b
–
свободный член (начальный уровень радиации в 2013 году).
Мы можем использовать метод наименьших квадратов для нахождения
оптимальных значений a и b, которые минимизируют сумму квадратов
разностей между предсказанными и наблюдаемыми значениями.
После вычисления оптимальных коэффициентов a и b мы получим
нашу математическую модель, которая позволяет прогнозировать уровень
фоновой радиации в будущем на основе года.
Это только один из возможных способов моделирования данных о
фоновой радиации. Реальные данные и модели могут быть намного более
сложными, и выбор конкретной модели зависит от характеристик данных
и целей анализа.
Анализ причин роста фоновой радиации и прогноз на будущее с
использованием теории вероятности может быть сложным и
многогранным заданием. Однако мы можем попробовать разработать
простую модель для иллюстрации основных принципов.
«Наука и инновации в интересах
национального и глобального развития»
34
Последствия роста фоновой радиации: угроза и воздействие
Рост уровня фоновой радиации представляет серьезную угрозу для
человечества и окружающей среды. Эта проблема обладает широким спектром
последствий, которые охватывают здоровье человека, экосистемы и социально
-
экономическое развитие. Давайте подробно рассмотрим эти последствия и
попытаемся понять, как рост фоновой радиации воздействует на наш мир.
Здоровье человека
Одним из самых важных аспектов, касающихся роста фоновой
радиации, является его воздействие на здоровье человека. Высокие уровни
радиации могут привести к серьезным последствиям, включая:
–
Риск развития рака. Длительное воздействие радиации может
увеличить вероятность развития различных видов рака, таких как
лейкемия, рак щитовидной железы, рак легких и другие. Радиация может
повреждать ДНК и вызывать мутации, что способствует онкологическим
заболеваниям.
–
Хронические заболевания. Высокие дозы радиации могут вызвать
хронические заболевания, такие как радиационный дерматит, хроническое
облучение легких и катаракту. Эти заболевания могут существенно
ухудшить качество жизни пострадавших.
–
Воздействие
на
генетику.
Радиация
может
повреждать
генетический материал человека и влиять на наследственность. Это может
привести к нарушениям в развитии и здоровье будущих поколений.
Рис.
2.
Источники фоновой радиации
«Наука и инновации в интересах
национального и глобального развития»
35
Экосистемы и окружающая среда
Рост фоновой радиации также оказывает негативное воздействие на
окружающую среду и экосистемы:
–
Биоразнообразие: радиоактивные элементы, попадающие в
природу, могут накапливаться в растениях и животных, что может снизить
биоразнообразие. Высокие дозы радиации могут привести к гибели и
мутациям в популяциях различных видов.
–
Циклы питания
:
радиоактивные вещества могут встраиваться в
циклы питания, что влечет за собой перенос радиоактивности через
пищевые цепи. Это может повысить риск для животных и человека,
употребляющих продукты из радиоактивных регионов.
–
Изменения в экосистемах: рост фоновой радиации может привести
к изменениям в структуре и функционировании экосистем. Например, он
может вызвать смерть растений, что повлечет за собой деградацию почв и
ухудшение условий для жизни многих организмов.
Социально
-
экономические последствия
Помимо воздействия на здоровье и окружающую среду, рост фоновой
радиации оказывает влияние на социально
-
экономические аспекты:
–
Эвакуация и потеря рабочих мест: ядерные аварии и катастрофы
могут вынудить эвакуацию населения и привести к значительным
экономическим потерям, включая потерю рабочих мест и разрушение
инфраструктуры.
–
Утрата
сельскохозяйственных
угодий:
загрязнение
почв
радиоактивными элементами может сделать сельскохозяйственные угодья
непригодными для сельского
хозяйства,
что может
вызвать
продовольственные проблемы.
–
Страх и паника: рост фоновой радиации может вызвать страх и
панику среди населения, что может привести к массовым эвакуациям и
социальным беспорядкам.
Мероприятия по уменьшению уровня фонового радиационного
излучения
Уменьшение роста фонового
радиационного излучения может быть
достигнуто путем принятия различных мероприятий, включая
технические, технологические, организационные и регуляторные меры.
Вот несколько способов, как это можно осуществить:
Регулирование и нормативы:
Мероприятие:
Установление строгих
норм и стандартов по радиационной безопасности на законодательном
уровне.
Пути реализации:
Государства должны разрабатывать и принимать
законы и нормативные акты, устанавливающие допустимые уровни
радиации для различных видов деятельности. Регулярный мониторинг и
обновление нормативов в соответствии с научными исследованиями и
мировыми стандартами.
«Наука и инновации в интересах
национального и глобального развития»
36
Управление радиоактивными отходами:
Мероприятие:
Разработка
и внедрение эффективных методов хранения, переработки и утилизации
радиоактивных отходов.
Пути реализации:
Государства и организации,
работающие с радиоактивными материалами, должны создавать
специализированные хранилища и утилизационные заводы. Проведение
исследований и разработка новых технологий для обработки и
уменьшения объема отходов
.
Энергетические альтернативы:
Мероприятие:
Переход от ядерной
энергетики к более экологически чистым и безопасным источникам
энергии.
Пути реализации:
Развитие солнечной, ветровой, гидро
-
и
геотермальной энергетики. Инвестиции в исследования по увеличению
эффективности альтернативных источников энергии.
Мониторинг и контроль:
Мероприятие:
Установка сетей
мониторинга и контроля радиации.
Пути реализации:
Развертывание сетей
радиационных датчиков и мониторов по всей стране и в регионах, где
существует повышенный риск. Регулярный сбор и анализ данных.
Образование
и
обучение:
Мероприятие:
Проведение
образовательных программ и обучение работников по радиационной
безопасности.
Пути реализации:
Разработка образовательных курсов и
программ для специалистов, работающих с радиоактивными материалами.
Проведение обучающих семинаров и тренингов.
Сокращение
радиационных
источников:
Мероприятие:
Исследование и разработка более эффективных и безопасных методов
производства и использования радиоактивных материалов и источников.
Пути реализации:
Инвестиции
в исследования и разработку
альтернативных материалов и технологий, которые не требуют
использования радиоактивных элементов.
Международное сотрудничество:
Мероприятие:
Сотрудничество
между странами и организациями по вопросам радиационной безопасности
и обмен знаний и опытом.
Пути реализации:
Подписание международных
договоров и соглашений о сотрудничестве в области радиационной
безопасности. Обмен информацией и опытом между странами.
Профилактика радиационных аварий:
Мероприятие:
Разработка и
внедрение мер по профилактике и подготовке к радиационным авариям.
Пути реализации:
Создание планов и сценариев для реагирования на
радиационные аварии. Проведение регулярных тренировок и учений.
Совершенствование технологий и оборудования:
Мероприятие:
Использование современных технологий и оборудования с целью
минимизации выбросов радиоактивных веществ.
Пути реализации:
Исследование и разработка новых технологий и оборудования с более
высокой степенью радиационной безопасности.
«Наука и инновации в интересах
национального и глобального развития»
37
Повышение общественной осведомленности:
Мероприятие:
Образование и информирование общества о радиационной безопасности.
Пути реализации:
Проведение информационных кампаний, семинаров и
лекций о радиационной безопасности. Публикация доступных материалов
и исследований.
Уменьшение роста фонового радиационного излучения требует
совместных усилий государств, международных организаций и научного
сообщества. Комбинация указанных мероприятий, а также постоянное
следование лучшим практикам и научным открытиям, помогут обеспечить
более безопасное использование радиации и уровень фонового излучения.
Заключение
Рост фонового радиационного излучения
–
это важная проблема,
требующая внимания и комплексных мероприятий для обеспечения
радиационной безопасности человека и окружающей среды. В ходе данной
статьи мы рассмотрели причины этого роста, его влияние на человека и
пути уменьшения фоновой радиации.
Причины роста фоновой радиации включают ядерные испытания,
ядерные аварии, ядерные отходы, космическую радиацию и природные
источники радиации. Эти факторы могут вносить значительный вклад в
уровень радиации в окружающей среде.
Фоновое радиационное излучение может оказывать негативное
воздействие на здоровье человека, окружающую среду и общество в целом.
Это включает в себя риск рака, социально
-
экономические последствия,
экологические изменения и необходимость контроля и мониторинга.
Для снижения уровня фоновой радиации необходимо принимать ряд
мероприятий. Эти мероприятия включают в себя:
•
Установление строгих нормативов и стандартов
по радиационной
безопасности.
•
Эффективное управление радиоактивными отходами и разработка
новых методов их утилизации.
•
Переход к более чистым и безопасным источникам энергии.
•
Развитие сетей мониторинга и контроля радиации.
•
Образование и обучение специалистов и общества в области
радиационной безопасности.
•
Исследование и разработка новых технологий для сокращения
радиационных источников.
Международное сотрудничество и обмен опытом также играют
важную роль в борьбе с ростом фоновой радиации.
В целом, уменьшение роста фоновой радиационной излучения
требует усилий на мировом, национальном и региональном уровнях. Это
обеспечит безопасность нашего общего будущего и сохранение
окружающей среды для будущих поколений.
«Наука и инновации в интересах
национального и глобального развития»
38
Библиографические ссылки:
1.
Тихонов М.Н. Радоновая
радиация: источники, дозы и нерешённые
вопросы// Экология промышленного производства. 2008. № 1. С.35
-51.
2.
Угланова В.З., Черкасова О.А., Гайдаенко А.О., Левченко П.А. Влияние
различных факторов на величину радиационного фона бытовых
помещений в процессе водопотребления// Техногенная и природная
безопасность ТПБ
-
2013. Материалы
II
Всероссийской научно
-
практической
конференции. Саратов. 2013. С.238
-242.
3.
Угланова В.З., Денисов Н.С., Панорядов В.М., Борзов В.М. Вариации
радиационного фона естественных водных источников// Экономика и
социум. №2(15). 2015. С. 1216
-1221.
4.
Яковлев Г.А., Зулу М.Ч. Искажение радиационного фона городской
среды вследствие агрессивного влияния техносферы// Вестник КРАУНЦ.
2020. Т.33. №4. С. 231
-238.
5.
Михнев И.П. Фоновое облучение населения и методы защиты от
природных радионуклидов в помещении// Диссертация. 2000. С. 51
-64.
6.
Крышев И.И., Сазыкина Т.Г., Радиационная безопасность
окружающей среды. Обзор// Радиация и риск. 2018. Т.27. №3.С.113
-118.
