MINISTERUL EDUCAIEI CERCETRII I INOVRII

INSPECTORATUL COLAR AL JUDEULUI SUCEAVA

COLEGIUL ANDRONIC MOTRESCU RDUI

PROIECT DE SPECIALITATE

pentru obinerea certificatului de calificare profesional nivel 3

PROFILUL:

RESURSE NATURALE I PROTECIA MEDIULUI

SPECIALIZAREA:

TEHNICIAN ECOLOG I PROTECIA CALITII MEDIULUINDRUMTOR:

PROF. PAHOMI MARIANA

CANDIDAT:

ELEV DUMITRESCU VIORELSESIUNEA: IUNIE 2009 POLUAREA RADIOACTIV

ARGUMENT Radioactivitatea natural, componenta de baz a mediului nconjurtor, este determinat de prezena n sol, aer, apa, vegetaie, organisme animale, precum i n om a substanelor radioactive de origine terestr, existente n mod natural din cele mai vechi timpuri, la care se adaug radiaia cosmic extraterestr. Astfel, omul triete ntr-un mediu complex, fiind continuu sub aciunea multor ageni fizici cum sunt: lumina, sunetul, radiaia ionizant. Mediul nconjurtor conine surse naturale de radiaii, existente de miliarde de ani pe planeta Pmnt; acestora, omul le-a adugat, n ultimii aproape o sut de ani, i pe cele artificiale, create de el. Pe lng sursele naturale de radiaii este important de semnalat, nc de la nceput, c omul modific prin activitatea economic i social sursele naturale de radiaii, n sensul c el poate produce acumularea acestora n anumite locuri sau chiar zone relativ ntinse. Omul creeaz, astfel, o radioactivitate natural suplimentar, iar mulimea surselor naturale de radiaii include, prin definiia, i sursele naturale de radiaii suplimentare.

Contiei de schimbarile care au loc n nvmntul romnesc accentul care se pune n nvmnt n ceea ce privete alinierea la standardele europene prezentul proiect face parte din cerinele impuse n acest sens.Dezvoltarea industrial, nclzirea global impune cunoatere permanent a acestui domeniu din care face parte i proiectul meu.

Dobndirea cunoatiielor n meseria noastr:Tehnicean Ecolog se reflect prin asimilarea cunotiinelor att teoretice ct i practice, mi-am ales ca tem: POLUAREA RADIOACTIV considernd ca fiind reprezentativ pentru domeniul nostru.

Proiectul este structurat pe trei capitole i subcapitole la care se adaug grafice, desene i tabele. Primul capitol prezint o Introducere despre poluarea radioactiv. n capitolul II sunt prezentate sursele naturale de iradiere i modificarea radioactivitii naturale ca urmare a activitii umane. Capitolul III vorbete despre evaluarea iradierii suplimentare i despre metodele de control al deeurilor radioactive Consider c tema aleas de mine i redactarea proiectului tip,desenele,tabelele,ndeplinete condiiile profesionale ale cerinelor actuale care conduc la dobndirea capacitilor de cunoatere de competen profesional tehnician ecolog i protecia calitii mediului.

CUPRINS CAPITOLUL I - Tehnici de control al radioactivitii mediului pag. 6 1.1 Concepte de baz pag. 7 1.2 Efectele biologice ale radiaiilor pag.13 CAPITOLUL II - Surse naturale de iradiere pag.19 2.1 Modificarea radioactivitii naturale ca urmare a activitii umane pag.22 CAPITOLUL III - Evaluarea iradierii suplimentare pag.26 3.1 Metode de control al deeurilor radioactive pag.29 Bibliografie pag.34 Anexe pag.35 Capitolul 1 - Tehnici de control alradioactivitii

Radioactivitatea natural, componenta de baz a mediului nconjurtor, este determinat de prezena n sol, aer, apa, vegetaie, organisme animale, precum i n om a substanelor radioactive de origine terestr, existente n mod natural din cele mai vechi timpuri, la care se adaug radiaia cosmic extraterestr. Astfel, omul triete ntr-un mediu complex, fiind continuu sub aciunea multor ageni fizici cum sunt: lumina, sunetul, radiaia ionizant. Mediul nconjurtor conine surse naturale de radiaii, existente de miliarde de ani pe planeta Pmnt; acestora, omul le-a adugat, n ultimii aproape o sut de ani, i pe cele artificiale, create de el. Pe lng sursele naturale de radiaii este important de semnalat, nc de la nceput, c omul modific prin activitatea economic i social sursele naturale de radiaii, n sensul c el poate produce acumularea acestora n anumite locuri sau chiar zone relativ ntinse. Omul creeaz, astfel, o radioactivitate natural suplimentar, iar mulimea surselor naturale de radiaii include, prin definiia, i sursele naturale de radiaii suplimentare.

Radioactivitatea natural prezint, n ultimile 4-5 decenii, modificri semnificative datorit activitilor omului. Pe de o parte, aducerea la suprafa a minereurilor radioactive, extracia i utilizarea crbunelui i a apelor geotermale, precum i a unor minereri neradioactive, dar cu coninut radioactiv natural care nu poate fi neglijat i, pe de alt parte, folosirea pentru construcie a unor materiale neconvenionale a pus omenirea n faa reconsiderrii conceptului de radioactivitate natural prin controlul i spravegherea acesteia.

Pe plan mondial radioactivitatea mediului, att cea natural ct i cea artificial, creat de om, este investigat i evaluat, din punct de vedere al efectelor produse de radiaii asupra organismului uman, de ctre Comitetul tiinific al Naiunilor Unite privind Efectele Radiaiilor Atomice (UNSCEAR), creat n 1955. Rapoartele sale din 1977, 1982, 1988 i 1993 constituie chintesena cunotinelor n domeniu la data redactrii, fiind elaborate de specialitii de vrf din lume.

Agenia Internaional pentru Energie Atomic (AIEA) a elaborat, de asemenea, o serie de documente pentru protecia i securitatea nuclear, iar n prezent pregtete Normele Internaionale de Radioprotecie, n colaborare cu Organizaia Mondial a Sntii (OMS) i alte foruri internaionale.

1.1 Concepte de bazScopurile supravegherii radioactivitii sunt [2,12,21,24]

-cunoaterea factorului fizic - radioactivitatea - existent pe Pmnt i, ntr-o bun msur, determinant al evoluiei vieii;

-evaluarea expunerii omului la radiaii i, dup caz, luarea de msuri de radio protectie;

- stabilirea oportunitilor i prioritilor n refacerea ecologic a zonelor cu radioactivitate crescut, ca urmare a aciunilor umane.

Cel mai important fenomen prin care apar radiaiile este radioactivitatea, care este studiat ntr-un capitol al fizicii, numit, la nceput, fizic atomic; ulterior, din aceasta s-a desprit fizica nuclear. Pentru acest motiv, radiaiile de care ne ocupm s-au numit mai nti radiaii atomice, i mai apoi radiaii nucleare. Exist ns i o alt denumire foarte rspndit: aceea de radiaii ionizante, bazat pe faptul c principala poprietate a acestor radiaii este cea de ionizare a substanei pe care o strbat. Efectele radiaiilor au la baz interaciunea lor cu materia, fenomen bazat pe cedarea energiei radiaiilor incidente ctre substana strbtut. Iradierea esuturilor i organelor se produce fie datorit unei surse de radiaii din afara organismului (iradiere extern), fie datorit radionuclizilor ajuni n organism, ceea ce constituie contaminarea intern prin care se realizeaz o iradiere intern a organismului.

Spre deosebire de lumin i sunet, radiaiile nu pot fi percepute de ctre simurile omului. Ele pot fi detectate i msurate cu aparate speciale a cror component de baz este detectorul pentru radiaii. Asemenea aparate se numesc, generic, dozimetre, iar disciplina fizicii care le studiaz principiile n vederea mbuntirii lor este dozimetria. Msurarea contaminrii radioactive, att a factorilor de mediu, alimentelor ct i a prodselor biologice i/sau a omului, se face cu aparate realizate special n acest scop (contaminometru, analizoare audio i multicanal etc.). Scopul msurrii dozimetrice este determinarea iradierii sau expunerii organismului, adic a cedrii energiei radiaiilor incidente esutului acelui organism. Printr-o msurare dozimetric se determin doza absorbit, adic energia cedat de radiaia ionizant inciden, unitii de mas a esutului din organism.

Sursele naturale de radiaii sunt prezente nc de la formarea Pmntului, nsoind apariia i evoluia vieuitoarelor, inclusiv a omului.

Ansamblul surselor naturale de radiaii provoac iradierea organismului, avnd o contribuie bine cunoscut astzi i care s-a pstrat n limite destul de restrnse pe toat durata de via a speciei umane. Contribuia acestora la iradierea organismului se numete iradiere natural; la aceasta s-au adugat iradierea natural suplimentar iradierea medical, iradierea profesional i iradierea accidental, n timp ce evaluarea iradierii naturale este bine realizat i accesibil n documente internaionale, aceea a iradierii naturale suplimentare este n curs de evaluare; aici trebuie subliniat faptul c documentele internaionale aduc continuu date noi despre modificrile aprute n extinderea i intensitatea" surselor naturale de radiaii suplimentare. Radiaiile ionizante, dup cum am mai spus, nu pot fi percepute direct de ctre simurile omului, dar pot fi detectate i msurate cu o varietate ntreag de mijloace, printre care filme fotografice, contor GEIGER i detectoare cu scintilaii. Msurtorile fcute cu astfel de detectoare se pot interpreta n termenii dozei de radiaie absorbit de organism sau de o anumit parte a corpului. Cnd nu sunt posibile msurri ca, de exemplu, atunci cnd un radionuclid este depozitat ntr-un organ intern, este posibil s calculm doza absorbit de acel organ dac este cunoscut activitatea radionuclidului din el.

Doz absorbit - se exprima ntr-o unitate numit gray (simbol Gy), dup numele unui savant britanic. Ea reprezint energia cedat de radiaia ionizant unitii de mas a substanei prin care trece (cum ar fi esutul). Un gray corespunde unui joule pe kilogram. n mod frecvent se folosesc submultipli ai grayului cum ar fi micrograyul (Gy), care este a milioana parte dintr-un gray.

Doze absorbite egale nu au neaprat efecte biologice egale: un gray de radiaie alfa ntr-un esut, de exemplu, este mai periculos dect un gray de radiaie beta, deoarece particula alfa fiind mai lent i cu sarcin electric mai mare dect particula beta disipeaz mai mult energie de-a lungul traiectoriei sale. Pentru a pune toate radiaiile ionizante pe o baz egal n raport cu posibilitatea de a produce efecte negative este nevoie de o alt mrime fizic. Aceast mrime este echivalentul dozei i se exprim printr-o unitate numit sievert, dup numele unui savant suedez i simbolul ei este Sv. Echivalentul dozei este egal cu doza absorbit nmulit cu un factor care ine cont de modul n care o radiaie anumit i distribuie energia n esut, influennd astfel eficacitatea de a produce efecte reale. n cazul radiaiilor gamma, al radiaiilor X i al particulelor beta, factorul a fost luat egal cu unitatea; astfel, grayul i sievertul sunt numeric egale. n cazul particulelor alfa, factorul este 20, astfel nct 1 Gy de radiaie alfa corespunde la un echivalent al dozei de 20 Sv. n mod obinuit se folosesc submultipli ai sievertului, cum ar fi milisievertul (mSv), care reprezint a mia parte dintr-un sievert.

Echivalentul dozei constituie, astfel, un indicator al riscului la expunere al unui anumit esut, la diferite radiaii.

De reinut schema:Fig. 1.1 Ierarhizarea mrimilor dozimetrice

Structura materiei. Materia se compune din elemente chimice, n care predomin H, O, C, Na, Si, K etc, iar elementele sunt formate din: -atomi caracteristici, care conin un nucleu constituit din protoni, cu sarcin pozitiv i neutroni, fr sarcin;

-electroni cu sarcin negativ care se misc in jurul nucleului, pe orbite nedefinite.

Atomul conine un numr egal de protoni i electroni, ceea ce l face neutru electric.

Numrul protonilor, numit i numr atomic, caracterizeaz un element, iar numrul de mas este dat de totalitatea protonilor i neutronilor care constituia nucleul i dau mas atomului. Pentru a caracteriza sumar un element, numit i nuclid, pe lng numele acestuia sau simbolul su chimic se adaug numrul de mas. Elementul chimic reunete nuclizii cu acelai numr de protoni. Astfel, plumbul-208 (Pb-208) este un nuclid cu 82 de protoni i 126 neutroni. Nuclizii unui element care au numere diferite de neutroni se numesc izotopi ai acestui element. Astfel, elementul hidrogen are trei izotopi: H-1, H-2, numit deuteriu i H-3, numit tritiu.

Atomii unui element sau ai mai multor elemente se pot combina pentru a forma entiti neutre electric, numite molecule: astfel, doi atomi de oxigen formeaz o molecul de oxigen (O2), iar doi atomi de hidrogen se pot combina cu un atom de oxigen pentru a forma o molecul de ap (H20).

Radioactivitatea. O mare parte dintre nuclizi nu sunt stabili datorit numrului de neutroni i protoni, configuraiei lor i forelor existente n atom. Astfel, un nuclid instabil se tansform n mod spontan n nuclidul altui element, cu emisie de radiaii. Aceast proprietate de a emite radiaii se numete radioactivitate, transformare prin dezintegrare, iar nuclidul este de fapt un radionuclid. Pentru exemplificare se prezint dezintegrarea a doi radionuclizi:

C-14 radioactiv N -14 stabil, cu emisie de radiaii beta. Ba-140 radioactiv La -140 radioactiv Ce-140 stabil, cu emisie de radiaii beta i gamma.

Radiaiile sunt de origine i natur foarte variat, clasificndu-se astfel: -radiaii electromagnetice, X i gamma, de nalt frecven, avnd aceeainatur c i lumina vizibil;

-radiaii corpusculare ncrcate electric: alfa, beta, ioni accelerai etc. Radiaiile beta sunt de fapt electroni, care au vitez de deplasare mare, comparabil cu cea a radiaiilor X i gamma, apropiat de cea a luminii. Radiaiile alfa sunt constituite din nuclee de He;

-radiaii corpusculare neutre electric, neutroni. Radiaiile alfa, beta i gamma, toate separat, nsoesc procesul de dezintegrare radioactiv. Radiaiile X, utilizate frecvent i n medicin, sunt produse prin bombardarea cu electroni a unei inte metalice, ntr-un tub vidat; ele au proprieti similare cu cele ale radiaiilor gamma, dar au energie mult mai mic. Neutronii pot fi eliberai spontan,de nuclizi (cazul Cf-252), emii de Be-9 dac este bombardat cu particule alfa ale Po-210 (se formeaz C-12 care emite neutroni) sau n procesele de fisiune ale U-235, U-238, Pu-239 etc.

Radiaiile amintite, fie c sunt unde electromagnetice, fie c sunt particule elementare n micare, prezint unele proprieti comune: sunt invizibile, se deplaseaz cu vitez foarte mare i pot ptrunde n materiale la adncimi (parcursuri); diferite, n funcie de natura i energia radiaiei. n natur exist cteva elemente radioactive, cel mai bine cunoscute fiind uraniul si tonul. Alte cteva elemente au izotopi radioactivi care se gsesc n natura cei mai stabili fiind carbonul-14 i potasiul-40.n ultimele cteva zeci de ani s-au produs cu mijloace artificiale cteva sute de izotopi radioactivi ai elementelor naturale, inclusiv cei bine cunoscui, ca stroniu-90, cesiu-137 i iod-131. S-au produs, de asemenea, i cteva elemente radioactive, de exemplu, prometiu i plutoniu, dar cal din urm apare sub form de urme i n minereurile de uraniu.

Activitatea unei cantiti de radionuclid este dat de rata cu care se produc dezintegrri spontane. Activitatea se exprim printr-o unitate numit becquerel (simbol Bq), dup numele savantului francez care a descoperit radioactivitatea n anul 1896. . Un becquerel este egal cu o dezintegrare (a unui radionuclid) ntr-o secund. n mod frecvent sunt utilizai multiplii becquerelului, cum ar fi megabecquerelul (Mbq) egal cu un milion de becquereli. De exemplu, un gram de plutoniu-239 are o activitate da aproximativ 2000 Mbq: el emite circa 2000 de milioane de particule alfa n fiecare secund. In trecut, activitatea se exprima cu unitatea numit curie. Timpul necesar ca activitatea unui radionuclid s scad la jumtate, prin" dezintegrare, se numete timp de injumtire, simbol T. Fiecare radionuclid are un timp de njumtire unic i nealterabil: pentru carbon-14 el este de 5730 ani; pentru bariu-140 de 1,28 zile; pentru lantan-140 de 40,3 ore; pentru plutoniu-239 de 24.131 ani; pentru uraniu-238 de 4,47 x109 ani. Valorile timpilor de njumtire a diferiilor radionuclizi variaz ntre fraciuni de secund i milioane de ani. n timpi succesivi egali cu timpul de njumtire, activitatea unui radionuclid se reduce prin dezintegrare la 1/2, 1/4, 1/8, 1/16 .a.m.d. din valoarea iniiala, astfel c este posibil s prevedem ce cantitate de radionuclid descrete, iar radiaia emis descrete n mod proporional. Un nuclid stabil se poate considera a fi un radionuclid cu un timp de njumtire infinit. Exist multe alte tipuri de radiaii ionizante, dar dou merit atenie special: radiaiile X i neutronii. Radiaiile X sunt produse n mod obinuit, prin bombardarea cu electroni a unei inte metalice ntr-un tub vidat. Ele au proprieti similare cu cele ale radiaiilor gamma, dar de obicei au energie mai mic: o instalaie obinuit de racfiii X dintr-un spital emite radiaii X cu energii pn la 0,15 MeV. Neutronii pot fi eliberai de diferii nuclizi n mai multe moduri. Dac, de exemplu, se bombardeaz beriliu-9 cu particule alfa de 5,3 MeV, emise de poloniu-210, se formeaz un nuclid de carbon-12 i se emit neutroni cu energia medie de 4,2 MeV. Totui, cea mai puternic surs de neutroni este reactorul nuclear. Interaciunea radiaiei cu substana. La strbaterea substanei de ctre radiaii are loc cedarea energiei unei radiaii, atomilor cu care interactioneaz. De regul, energia unei radiaii este cedat electronului unui atom; acest act elementar de transfer de energie se poate repeta de un numr mare de ori de ctre aceeai radiaia. Actul elementar de interaciune a unei particule incidente cu electronul unui atom, prin care electronul ncrcat negativ preia energie de la radiaia incident putnd fi expulzat din atom, ias atomul cu o sarcin electric pozitiv. Dac atomul face parte dintr-o molecul, atunci, prin smulgerea unui electron, molecula respectiv rmne ncrcat pozitiv. Procesul prin care un atom neutru sau o molecul devin ncrcate pozitiv se numete ionizare; entitatea rezultat se numete ion pozitiv. Electronul expulzat poate, la rndul sau, s ionizeze ali atomi sau molecule. Pentru acest motiv radiaiile alfa, beta, gamma, X i neutronii se mai numesc i radiaii ionizante. Surplusul de energie rezultat se poate localiza la nivelul unor legturi chimice, ceea ce declaneaz o suit de transformri n mas substanelor iradiate. Moleculele se pot transforma n componente reactive, radicali liberi, ioni sau alte molecule, care, la rndul lor, vor aciona asupra altor componente. Iradierea este aciunea prin care radiaiile incidente unui corp provoac transformri n acel corp. Transformrile din organismele vii sunt cunoscute sub numele de efecte biologice la iradiere".

Daca sursa de radiaii este exterioar corpului iradiat se folosete termenul,,Iradiere externdac sursa radiaii este ncorporat sau distribuit n masa corpului, se folosete termenul de iradiere intern".

Dup natura surselor de radiaii, aflate n mediul ncojurtor sau realizate" de om, distingem iradierea natural i, respectiv, iradierea artificial. Sursele de radiaii folosite n cercetare, n tehnic sau n industrie, produc, pentru persoanele care le utilizeaz, o iradiere profesional.

Sursele de radiaii pot fi folosite n medicin pentru diagnostic i tratament ceea ce conduce, pentru pacieni, la o iradiere medical, iar pentru personalul medical i sanitar la o iradiere profesional.

1.2. Efectele biologice ale radiaiilor Materia vie se caracterizeaz printr-o mare heterogenitate, la alctuirea ei lund parte numeroase feluri de molecule organice, o mare cantitate de ap i substane anorganice care se afl fie dizolvate n ap, fie sub form de combinaii organo-minerale.

Compoziia de baz a materiei vii difer la plante fa de animale, difer de la o specie la alta, difer de la o vrst la alta, chiar i de la un organ la altul. In structura materiei vii, pe elemente, 95 % din masa sa este dat de hidrogen, carbon, azot i oxigen; la acestea se mai adaug fosforul, sulful, clorul, sodiul, magneziu), potasiul i calciul. Alte elemente chimice, mpreun, sunt sub 1 %, i se gsesc n mod sporadic. Interacia radiaiilor cu materia, n faz iniial, nu difer dac materia este vie sau fr via, i const, aa cum s-a vzut mai sus, n transfer de energie. Deosebirea fundamental apare datorit comportrii diferite a produilor rezultai din interacia primar, care depinde de tipul i energia radiaiei, i de compoziia chimic a materiei. Datorit marii diversiti n structura materiei vii, interacia radiaiilor cu aceasta va produce o multitudine de efecte care, de multe ori, sunt greu de explicat. Astfel, un flux de radiaii X sau gamma va interaciona n alt mod dect un flux de neutroni, iar radiaiile gamma acioneaz diferit asupra esutului adipos fa de esutul osos.

Referitor la parcursul radiaiilor, radiaiile alfa sunt oprite de stratul superficial al pielii (deci, n contaminarea extern a omului, efectele sunt foarte reduse). Radiaiile beta pot traversa mai muli centimetri de esut ,iar radiaiile gamma i cele cosmice sunt capabile s traverseze chiar blindajele de plumb de mai muli metri.Neuroni rapizi pot cauza distrugeri grave la nivelul celulei,printre care cele mai periculoase fiind ruperea fragmentelor lanurilor acizilor nucleici. Aceleai efecte grave asupra structurilor celulare pot produce radiaiile alfa n cazul contaminarilor interne. Efectul radiaiilor asupra materiei se manifest,mai intai,prin ionizarea materiei vii(mai ales a apei din structura sa,numita i radioliza apei) .Radicalii liberi i ionii rezultai prezinta o mare reactivitate chimic,care poate duce la modificarea diverilor constitueni celulari, la formarea de peroxizi i a altor compui citotoxici .Radiaiile ionizante pot produce si importante distrugeri celulare, mai ales cnd sunt emise din interiorul oganismului(contaminarea interna cu radionuclizi care emit radiatii alfa i beta).n iradierile cu neuroni ,in afara ionizrilor i distrugerilor subcelulare , poate aparea si radioactivitatea indusa(nuclizi C,Na,K etc.din corp devin radioactivi).

Efectele biologice ale radiaiilor ionizante pot fi grupate astfel:

-efectele somatice,care apar la nivelul celulelor somatice i acioneaa asupra fiziologiei individului expus,provocand unele distrugeri care duc fie la moartea rapid,fie la reducerea semnificativ a speranei medii de viaa.Leziunile somatice apar n timpul viei individului iradiat.n functie de timpul cnd apar ,aceste leziuni pot fi imediate sau tardive.Efectele somatice imediate sau pe termen scurt se manifest la cateva zile,saptmani sau luni dupa iradiere.O iradiere locala (intern sau extern)se poate manifesta numai prin efecte la nivelul esutului respectiv , in timp ce o iradiere o ntregului corp poate duce la apariia unor efecte generalizate.Efectele imediate sunt,de regula ,nestochastice(nealeatorii),adica se produc la toi indivizii expui la o doz superioar unei anumite doze,numit doz-prag.Efectele somatice tardive sunt cele care apar dup o perioad mai lung de timp,de ordinul anilor,numit perioada de laten,i se manifest in principal sub form de leucemie sau cancer.Aceste efecte sunt de natur stochastic sau aleatorie(ntmpltoare)n sensul c este imposibil de evideniat o relaie cauzat direct.Probabilitatea producerii unui efect este proporional cu doza de iradiere.Corelaia ntre doza de iradiere i efectele induse se poate stabili numai in cazul unei populaii numeroase de indivizi iradiai. -efectele genetice(ereditare)apar n celulele germinale(sexuale) gonade (ovar si testicul).Cercetarile au aratat ca aceste celule in perioada inmuliri sunt foarte sensibile la radiaiile,ceea ce explica aciunea mutagen.Apariia unor mutaii letale sau subletale la descendeni se datoreaz unor efecte imediate ale radiaiilor ca :alternarea cromozomilor (translocai,apariia de extrafragmente),ruperea unor segmente de cromatin,alterarea chimica a codului genetic, fie prin aciunea radicalilor liberi asupra bazelor azotate ale acizilor nucleici,fie prin ruperea lanului acelorai acizi,datorit dezintegrarii,H-3 sau C-14 n He i respectiv,n N.n concluzie , leziunile produse n urma interaciuni radiaiilor cu materia vie pot duce la moartea celulelor (efecte somatice imediate)sau la transformari ulterioare care pot aparea la individul iradiat (efecte somatice tardive)sau la descendeni(efecte genetice)

Celulele somatice i sexuale, in inmulirea lor, sunt foarte sensibile la radiaii tocmai datorit distrugerilor provocate de radiaiile ionizate asupra cromozomilor. Astfel se explic marea vulnerabilitate a celulelor sexuale i aciunea sterilizant rezultata n urma expunerii la radiaii ionizante. Sterilitatea poate fi parial sau totala, reversibila sau definitiv, n funcie de doz.

Doz letal 50 %. Dozele mari de radiaii provoac moartea indivizilor expui. Pentru evaluarea acestui efect, se utilizeaz termenul de DL50. Aceasta reprezint; doza teoretic de radiaii ionizante care poate produce moartea ntr-un timp determinat a 50 % din indivizii expui. Iradierea experimental a numeroaselor specii de plante i animale a scos n eviden o mare variabilitate a sensibilitii fiinelor vii, respectiv a DL50. Organismele cele mai rezistente la radiaiile ionizante sunt bacteriile, iar cele mai sensibile sunt organismele cu snge cald (mamifere i psri) (fig. 1.2).

sterilizare

microorganisme alge

protozoare

molute crustacei

peti

batracieni

reptile pasri

mamifere 10 10 10 10 10 10 rad(0.01 Gy)Fig. 1.2 Tolerana relativ a unor grupe de organisme la radiaii (DL50) Astfel, DL50 este de ordinul a cteva mii de Gy pentru microorganisme, sute de mii de Gy pentru plante, sute de Gy pentru artropode (insecte) i doar civa Gy pentru mamifere.

Expunerea la radiaii ionizante produce, n organismele animalelor iradiate, o scdere a activitii de sintez a acizilor nucleici l a proteinelor, corelat cu reducerea sau absena elaborrii de anticorpi. Aceast scdere a imunitii organismului iradiat explic sensibilitatea ridicat la radiaii a mamiferelor. Radiosensibilitatea sau sensibilitatea organismelor la radiaiile ionizante este cu att mai mare cu ct gradul de evoluie i complexitatea organismului sunt mai mari.Totui, diferene mari de radiosensibilitate, uneori greu de explicat, apar n cadrul aceleiai clase de organisme, cum este cazul musculiei de oet (Drosophila meianogaster), cu DL50 de circa 850 Gy, faa de numai 100 Gy la musca obinuita (Musca domestic).

n cazul omului, DL50 pentru 20 zile este de circa 4 Gy n cazul iradierii ntregului organism. Alte efecte care apar pentru diverse doze de iradiere total sunt prezentate n tabelul urmtor. - tabel 1.3.

Tabelul 1.3 Efectele iradierii totale aupra omuluiDoza totala corporal n GyEfecte dup expunere

1000Moarta la cteva minute

100Moarte la cteva ore

10Moarte la cteva zile

790 % mortalitate n sptmnile urmtoare

210 % mortalitate n lunile urmtoare

1Fr mortalitate, dar cretere semnificativ a cazurilor de cancer. Sterilitate permanent la femei,2 la 3 ani la brbai.

Expunerea numai a unei pri a organismului uman la doza de 4 Gy, sau chiar mai mare, nu provoac moartea individului, ci duce la apariia unor efecte locale. Astfel, aceai doz provoac nroirea la nivelul pielii, iar la nivelul gonadelor, sterilitatea. n acelai timp, dac doza de 4 Gy este primit de ntregul organism, dar nu instantaneu, ci n cteva luni de zile, ar putea s nu produc efecte vizibile imediat, dar care pot aprea fie tardiv, fie la descendeni, n funcie de mai muli factori fiziologici.

Radiosensibilitatea la om depinde de vrst i sex, iar n acelai organism difer n funcie de esut. Astfel, organismele tinere, i mai ales embrionii, sunt mult mai vulnerabili dect adulii. Aceast radiosensibilitate crescut la organismele tinere este legat de intensitatea activitii de nmulire a celulelor n perioada de cretere. Organismele femele sunt mai sensibile dect cele mascule. La organismele adulte, gonadele, mduva roie hematoformatoare i o parte din tubul digestiv (mai ales intestinul subire), avnd o activitate intens de diviziune celular, sunt radiosensibile, n timp ce neuronii, care nu se divid la adult, constituie celulele cele mai rezistente la iradieri.

Existena mecanismelor de restaurare (refacere) biologic, care permite repararea dereglrilor somatice cauzate asupra celulelor, unde doza este inferioar dozei-prag, nu trebuie s exclud probabilitatea apariiei unor efecte chiar cancerigene sau/i mutagene. Dar, n majoritatea lucrrilor de specialitate arat c, n domeniul carcinogenezei, aciunea radiaiilor este sinergic cu cea a altor factori nocivi, ceea ce multiplic riscurile inducerii cancerului, atunci cnd individul, pe lng radiaii, este supus i altor factori de risc cancerigen din mediul de via i munc. Dozele subletale. Expunerea organismului uman la doze subletale produce urmtoarele efecte: - reducerea activitaii fiziologice normale,caracterizat prin incetinirea cresterii,atenuarea rezistenei la toxine,scaderea capacitaii de aparare imunitar

- diminuarea longevitaii

-reducerea natalitii datorit sterilitaii

-alterarea genomului prin inducerea de mutaii defavorabile ,care se manifest la generaiile urmatoare

Gravitatea efectelor mutagene apare prin transmiterea de la descendeni o unor translocaii cromozomiale efect biologic al radiaiilor ionizante,care poate aparea i la doze foarte mici.

Dozele de radiaii care pot produce apariia unui minim de mutaii ntr-o generaie de indivizi,intr-un ecosistem, dac sunt meninute in permanen,pot conduce la adevrate catastrofe ecologice n cadrul generaiilor urmatoare.

Doze de iradiere acceptate.Populaia umana,ca de altfel toat biosfera,a fost i continua sa fie inevitabil expus la doze mici de radiaii ionizante provenind din susre naturale.

Exist zone n lume, n India,China,Japonia,Brazilia i n alte ari unde studiile epidemiologice au evideniat grupuri mari de oameni care primesc doze de radiaie naturala de 3 4 ori sau chiar mai crescute fa de doza medie pe glob.Pn n prezent, nu s-a constatat o incidena crescuta a cancerului la aceste populaii.

Comisia Internaional pentru Protecia Radiologic(CIPR) consider c ,,se poate accepta pentru umanitate o valoare limit de expunere la radiaii ionizante corespunznd dublului dozei medii la care omul este expus n condiii naturaleceea ce presupune c specia uman este adaptat la iradierea prezent n mediul su de via.

Totui riscurile pe care le comport chiar nivelurile sczute de radiaii nu trebuie sa fie neglijate,i ele constitue obiectul unor studii aprofundate n ultimul timp.

Din punct de vedere al efectelor biologice ale radiaiilor este de reinut schema:

Radiaia i esutul viu 1.4

Capitolul 2 Surse naturale de iradiere Cum s-a menionat, radiaia de origine natural este prezent n ntreg mediul nconjurtor. Radiaia poate ajunge la Pmnt din spaiui cosmic. Pmntul nsui este radioactiv, iar radioactivitatea natural este prezent n alimente i n aer. Fiecare om este expus la radiaia natural ntr-o msur mai mare sau mai mic, iar cele mai multe persoane, de la aceasta, primesc cea mai mare parte a dozei. Radiaia cosmic. Originea radiaiei cosmice este un subiect n discuie. Unii specialiti sunt de prere c ar veni, n special, din galaxia noastr, alii, c ar veni din afara ei. i soarele contribuie ntructva. Radiaiile de origine nedeterminat sunt practic constante ca numr, dar cele care vin de la Soare sunt emise n timpul erupiilor solare. Numrul particulelor cosmice care intr n atmosfera Pmntului este afectat i de cmpul magnetic al acestuia: mai multe intr pe la poli dect la ecuator. Cnd ptrund n atmosfer, particulele din radiaia cosmic sufer interacii complexe i sunt absorbite de ea n mod gradat, astfel c doza descrete pe msur ce scade altitudinea. De exemplu, n Marea Britanie doza anual datorit radiaiei ce vine din spaiul cosmic este n medie de aproximativ 300 Sv.

Nu se prea poate face mare lucru pentru a micora expunerea la radiaia cosmic, deoarece ea ptrunde uor prin cldirile obinuite.

Radiaiile Gamma terestre. Toate materialele din scoara Pmntului sunt radioactive. Se crede, ntr-adevr, c energia rezultat din radioactivitatea natural din adncul Pmntului contribuie la micrile scoarei. Uraniul, toriul i potasiul-40 contribuie la aceast energie.

Uraniul este dispersat n sol i n roci n concentraii mici. Acolo unde atinge 1500 ppm ( pri per milion ) ntr-un anumit zcmnt ar putea fi economic de exploatat i folosit n reactorii nucleari. Uraniul-233 este capul unei lungi serii de radionuclizi ai diferitelor elemente, care se transform succesiv pn ajung la nuclidul stabil plumb-206. Printre produsele timpurii de dezintegrare exist un izotop al unui gaz radioactiv numit radon-222, din care o parte difuzeaz n atmosfer, unde continu s se dezintegreze. Toriul este i el dispersat pe pmnt, iar toriul-232 este capul unei alte serii radioactive, care d natere altui gaz radioactiv, radon-220, numit toron. Potasiul-40 reprezint 120 de pri la un milion de pri de element stabil, care, la rndul su, constituie n jur de 2,4 % n greutate din scoara terestr. Radiaiile gamma emise de radionuclizii teretri iradiaz ntregul corp uman mai mult sau mai puin uniform. Deoarece materialele de construcie sunt extrase din pmnt, sunt i ele radioactive, iar populaia este iradiat att n cas, ct i n aer liber. Dozele sunt afectate de geologia inutului i de structura cldirilor, dar n Marea Britanie doza medie provenind de la radiaiile gamma terestre este n jur de 400 Sv pe an. Exist variaii considerabile n jurul acestei valori, iar unele persoane primesc doze de cteva ori mai mari dect media.

Cum nu se alege o zon de locuit pe baza fondului de radiaii gamma i nu se selecteaz materialele obinuite de construcie pe baza coninutului radioactiv, nu se poate face prea mult pentru a micora aceast doz. Totui, anumite amplasamente i materiale cu un nivel ridicat de radioactivitate ar putea fi evitate. - tabel 1.5. Produsele de dezintegrare ale radonului. Cnd gazele radon sau toron ies din pmnt n atmosfer, ele se disperseaz n aer, i concentraiile sunt mici. Totui, cnd ptrund ntr-o locuin, fie prin perei, fie prin podea, concentraiile cresc din cauza lipsei unei alimentri cu aer proaspt din exterior. Produsele imediate de dezintegrare ale radonului-222 i radonului-220 sunt radionuclizi cu timpi de njumtire scuri, care se ataeaz particulelor de praf n aer. Cnd acestea din urm sunt inhalate, iradiaz plmnul.

Se poate modifica doza primit n interiorul ncperilor din partea produselor de dezintegrare ale radonului fie prin ndeprtarea produselor de dezintegrare din cldire, fie prin mpiedicarea radonului de a ptrunde n ea. Produsele de dezintegrare pot fi ndeprtate prin creterea ventilaiei sau prin folosirea instalaiilor de purificare a aerului, cum ar fi precipitatorii electrostatici. Calea cea mai bun este de a reduce ptrunderea radonului din sol, prin etanarea podelei sau prin crearea i mbuntirea ventilaiei din subsoluri.

Radioactivitatea alimentelor. n aer, alimente i apa sunt prezeni i ali radionuclizi din seriile uraniului i tonului, n particular plumb-210 i poloniu-210; acetia iradiaz esuturile interne ale corpului. Potasiul-40 este introdus n corp o dat cu alimentele i reprezint surs major de iradiere intern, cu excepia produselor de dezintegrare ale radonului. Un numr de radionuclizi, cum ar fi carbonul-14, sunt creai n atmosfer de radiaiile cosmice, iar acetia contribuie i ei la iradierea intern. Se estimeaz c doza dat de aceste surse de iradiere intern este de 370 Sv pe an. Nu exist informaii despre variaiile individuale, dar coninutul de potasiu-40 al corpului se poate controla biologic i variaz cu cantitatea de grsime.Tabelul 1.5Echivalentele dozei efective anuale medii date de radiaia de origine natural, n Marea Britanie

SursaSv

Radiaia cosmic300

Radiaii gamma terestre400

Produse de dezintegrare ale radonului800

Alt radiaie Intern370

Total1870

Exist mici posibiliti de modificare a expunerii interne date de aceti radionuclizi inhalai i ingerai, cu excepia evitrii oricror alimente sau a apei cu un ridicat coninut de radioactivitate.

Doze totale. Echivalentul dozei efectiv total (sau doz totala) datorat radiaiei de origine natural este, n medie, n jurul a 1870'Sv pe an. (tabelul1.5) Diferenele n dozele medii de la o localitate la alta pot depi 5000 Sv pe an, i diferenele n dozele individuale pot ajunge pn la 100.000 Sv pe an, datorit existenei unor cldiri care au doze ridicate n special din partea radonului i a produselor lui de dezintegrare. Echivalentul dozei efectiv colectiv este n jur de 100.000 Sv-om pe an. Deoarece doza colectiv variaz cu mrimea populaiei, chiar dac nu exist o modificare a nivelelor de radiaie, este convenabil s se indice media dozelor pe ntreaga populaie. Aceste mrimi sunt bune pentru comparaii, dar este necesar s fie suplimentate cu date adiionale, acolo unde exist largi variaii fa de medie. Este de reinut urmtoarea schem privind transferul radionuclizilor n diferite componente ale ecosistemelor terestre: - fig. 1.6

Fig. 1.6 Transferul radionuclizilor n diferite componente ale ecosistemelor2.1 Modificarea radioactivitii naturale, ca urmare, a activitii umane Vor fi prezentate principalele activiti care conduc la modificarea redioactivitii naturale. [2,12,21,24]

Tratamente medicale. Instalaiile de radiaii X (Rontgen), folosite n spitale i n clinci. sunt, probabil, cele mai cunoscute surse de radiaie artificial. Ele sunt folosite; ntr-o larg varietate de procedee de diagnosticare, de la simple radiografii ale toracelui la studii dinamice complicate ale inimii. O radiografie a toracelui va transfera plmnului un echivalent al dozei de 20 Sv. Pacienilor li se pot administra i radionuclizi cu scopuri de investigaie, unul dintre cei mai mult utilizai fiind tehnetiul- 99, care are un timp de njumtir scurt i se folosete la o gam larg de examinri, cum ar fi tomografii ate creierului sau ale oaselor.

Radiaiile se mai utilizeaz i n scopuri terapeutice. Una din principalele metode de tratare a cancerului este, n mod paradoxal, aceea de a iradia puternic esuturile maligne, mpiedicnd astfel funcionarea celulelor tumorii. n terapia extern sunt utilizate n mod frecvent radiaii X de mare energie sau radiaii gamma date de sursele de cobalt-60. Sunt necesare doze absorbite foarte puternice i pot fi prescrise cteva zeci de gray. Se mai folosesc fascicule de neutroni sau alte radiaii ionizante. n scopuri terapeutice, radionuclizii se pot administra, aa cum este cazul iodului-131, pentru tratamentul cancerului tiroidian.

Dei folosirea n medicin a radiaiilor ofer pacienilor beneficii directe enorme, ea contribuie, prin intermediul lor, ta doza pe care o primete populaia ca ntreg. Se estimeaz c echivalentul dozei efectiv mediu datorat procedurilor medicale este de 250 Sv pe an.

Procedurile medicale pot produce, indirect, vtmri descendenilor actualilor pacieni. Astfel, un interes deosebit este centrat pe mrimea numit doz semnificativ genetic, n mod special n legtur cu folosirea diagnosticelor cu radiaii. Aceast mrime ar fi doza pe care, dac ar fi dat fiecrui membru al populaiei, ar putea produce aceleai efecte ereditare ca i dozele primite n mod egal de ctre persoanele individuale. n cazul radiologiei de diagnostic doza semnificativ genetic se determin n funcie de dozele primite de gonadele pacienilor, precum i de numrul de copii care vor fi procreai ulterior; ea reprezint astfel un indicator al grijii cu care sunt protejate organele de reproducere n timpul procedurilor medicale, precum i al cantitii de radiografii efectuate n ar asupra femeilor gravide i a copiilor.

Depuneri radioactive de la experimente cu arme nucleare . Radioactivitatea artificial este raspandit n toat lumea ca rezultat a experienelor n atmosfer cu arme nucleare. De exemplu, pe pmnt s-au depus aproape 3 tone de plutoniu-239. n urma experienelor apare o mare varietate de radionuclizi; de aceea, de interes principal, din punct de vedere al dozei, sunt carbonui-14, stroniul-90 i cesiul-137. O bun parte din radioactivitate este iniial injectat n paturile superioare ale atmosferei, de unde este transferat ncet n paturile inferioare i, de aici, mult mal rapid spre pmnt.

Att procesul, ct i materialul se numesc depunere radioactiv. De la tratatul din anul 1963 de interzicere a experienelor nucleare n atmosfer, activitatea radioactiv din atmosfera superioar a descrescut notabil, dei scderea este oprit din cnd n cnd de experienele efectuate de rile nesemnatare ale tratatului. Radionuclizii care intervin n depunerile radioactive sunt inhalai direct sau inclui n hran, i ambele procese au ca efect o expunere intern a corpului. Radionuclizii care emit radiaii gamma, atunci cnd sunt depozitai pe sol, produc iradierea extern. Deversri n mediu. Industria energetic nuclear deverseaz substane radioactive n mediul nconjurtor; n cantiti mai mici un aport l au i unitile de cercetare i spitalele.

Uraniul necesar reactorilor nucleari este preparat mai nti sub form de combustibil, pe urm, folosit n reactori, i apoi este reprocesat. n fiecare din cele trei stadii se deverseaz n mod controlat radioactivitate n aer i n apele de suprafa. Deversrile sunt supuse unor restricii legale. Doza primit de populaie depinde de natura i de activitatea radionuclizilor eliberai, precum i de modul n care sunt dispersai n mediu i de reedina, modul de via i obiceiurile alimentare ale persoanelor n cauz.

Aceste deversri sunt controlate i se reduc n continuare. Totui, reducerea lor ar necesita cheltuieli n plus i reprezint una dintre ndatoririle factorilor de decizie s stabileasc dac se impun reduceri mai mari.

Mai exist deversri controlate de natur minor, n aer i n apele de suprafa, provocate de diferite instituii de cercetare, de aprare, industriale i medicale. Chiar dac dozele colective sau individuale provocate de ele sunt neglijabile, ele sunt supuse acelorai constrngeri legale ca i deversrile provenite din programul energetic nuclear.

Anumite deeuri cu activitate mic provenind de la toate instituiile,sunt ngropate n amplasamente anume alese. n trecut erau necate n mare. Dozele individuale i colective care ar aprea de aici sunt neglijabile.

Expunerea profesional. Radiaia de origine artificial este larg folosit n ntreaga industrie, n primul rnd pentru controlul proceselor i al calitii produselor, n scopuri diagnostice n stomatologie l n medicina veterinar i, n sfrit, ca mijloc important de studiu n colegii, universiti i altele. n consecin, exist un numr considerabil de mare de persoane expuse la radiaie ionizant n procesul muncii lor, n plus fa de cele din medicin sau din industria energetic nuclear.

Echivalentul dozei efectiv pe care l poate primi o persoan care lucreaz cu radiaii este limitat prin lege: practic, nu poate depi 50 Sv. Puine persoane primesc doze apropiate de aceast limit, iar majoritatea primesc o mic fraciune din ea. De exemplu, doza medie a personalului medical este de circa 0,7 Sv pe an, a personalului din industria nuclear este de 2,5 Sv pe an, iar a radiologilor din industrie de circa 1,7 Sv pe an. Tendina general a acestor doze medii a fost de descretere. Media general a dozei primite de personalul din mediu radioactiv este de circa 1,4 Sv pe an.

n afar de acest personal din industria nuclear, mai exist persoane, n special mineri i personal navigant aerian, care sunt expuse la nivele ridicate de radiaie natural. Cei mai expui dintre acetia sunt minerii din minele necarbonifere, care primesc n medie anual doze de circa 26 Sv.

Doz colectiv provenind din toat expunerea profesional la radiaii ionizante este de circa 450 Sv-om pe an, la care industria nuclear contribuie cu 20 %.

Sintetiznd cele expuse n prezentul capitol, se poate prezenta urmtoarea schem privind aportul radiaiei artificiale, n comparaie cu radiaia natural. - fig. 1.7

Fig. 1.7 Expunerea la radiaii a populaiei Marii Britanii. Contribuiile la echivalentul dozei efectiv mediu

Capitolul 3 Evaluarea iradierii suplimentare Din punct de vedere al evalurii iradierii suplimentare, un deosebit interes l prezint influena pe care o pot avea centralele termonucleare.

Cunoscutele accidente de la aceste centrale termonucleare (Three Miles Island -USA/martie 1979 sau Cernobl- fosta URSS/aprilie 1986), pe de o parte, actualul interes al Romniei pentru aceast form de producere a energiei, pe de alt parte, sunt elemente care impun aprofundarea acestui aspect

Se vor detalia, n cele ce urmeaz, elemente specifice centralelor nucleare avnd reactoare de tip CANDU.

Centrata nuclearo-electric este un ansamblu de instalaii i construcii reunite n scopul producerii de energie electric, pe baza energiei eliberate n reacia nuclear de fisiune.

Cldura produs n reactor prin fisiunea nucleelor de uraniu este preluat de apa grea (agent de rcire) j transferat apei uoare care se transform n abur n generatorii de abur. Aburul antreneaz un turbogenerator, care debiteaz energia electric produs, n Sistemul Energetic Naional. Combustibilul utilizat este uraniul natural, moderarea i rcirea efectundu-se cu apa grea (D20). Pastilele de combustibil nuclear (avnd un diametru de circa 10 mm) sunt obinute din pulbere de bioxid de uraniu prin sintetizare la temperaturi ntre 1500 C i 1700 C; 30 de astfel de pastile se introduc ntr-un tub de zircaloy sudat la capete i formeaz un creion de combustibil; 37 de creioane alctuiesc ANSAMBLUL FASCICULULUI DE COMBUSTIBIL Cte 12 astfel de fascicule sunt introduse n fiecare din cele 380 de tuburi de presiune (canale de combustibil) ale vasului CALANDRIA. - fig. nr. 1.8. Fig. nr. 1.8. Schema unei centrale atomoelectrice CANDU Din schema prezentat mai sus sunt de remarcat sistemul de transport al cldurii i sistemul moderatorului.

Sistemul primar de transport al cldurii realizeaz circulaia sub presiune a apei grele (agentul de rcire) prin canalele de combustibil, n scopul evacurii cldurii rezultate prin fisiunea atomilor de uraniu. Cldura transportat de agentul de rcire este transferat apei uoare (agentul secundar) n generatorii de abur.

Acionat teoretic n plan vertical pe linia generatoarei vasului calandria, zona activ a reactorului este mprit n dou, fiecare parte aparinnd unei bucle cu configuraia cifrei 8", ce cuprinde 190 canale de combustibil, 2 colectoare de intrare n reactor, 2 pompe, 2 generatori de abur i fiderii de legtur colectori - canale de combustibili.

Sistemul moderatorului este proiectat ca parte separat de sistemul primar de transport al cldurii, fiind un circuit nchis de apa grea cu presiune sczut (sub 1 Mpa) i temperatura sczut (sub 95 C). Acest sistem const n 2 pompe, 2 schimbtoare de cldur, 1 rezervor de expansiune, conductele i armturile aferente. Pompele aspir din partea inferioar a vasului calandria i refuleaz moderatorul (apa grea) prin dou schimbtoare de cldur. Pentru uniformizarea temperaturii apei grele (moderator) n vasul calandria, returul de la fiecare schimbtor de cldur se face prin 4 conducte amplasate n planul median - orizontal al vasului calandria.

Avantajele energiei nucleare sunt semnificative, i ele sunt sugestiv reprezentate n schema de mai jos.

Fig. 1.9 Avantajele energiei nucleare Sigur c realizarea unor astfel de centrate trebuie s fie coroborat cu o corect aplicare a prevederilor securitii nucleare.

Prin securitate nuclear se nelege ansamblul de msuri tehnice i organizatorice destinate s asigure funcionarea instalaiilor nucleare n condiii de siguran, s previn i s limiteze deteriorarea echipamentelor i s ofere protecie personalului ocupat profesional, populaiei, mediului nconjurtor i bunurilor materiale mpotriva iradierii sau contaminrii radioactive.

Proiectul CANDU are la baz strategia de aprare n adncime" care const din conceperea unui sistem de bariere fizice necesare n calea eliberrii radioactive, pentru fiecare dintre acestea existnd mai multe nivele de aprare mpotriva acelor evenimente care ar putea afecta integritatea fiecrei bariere fizice. Proiectul CANDU are prevzute 5 bariere fizice, i anume:

1 - pastil de bioxid de uraniu care reine cea mai mare parte a produilor de fisiune solizi chiar la temperaturi nalte (factorul de reinere este 99 %); 2 - teac elementului combustibil care reine produii de fisiune volatili, gaze nobile i izotopii iodului ce difuzeaz din pastilele de combustibil; 3 - sistemul primar de transport al cldurii care reine produii de fisiune care ar putea scpa ca urmare a defectrii tecii;

4 - anvelopa care reine produii radioactivi n cazul avariei tecii i sistemului primar;

5 - zon de excludere", zon cu raz de circa 1 km, n jurul reactorului unde nu sunt permise activiti umane permanente, nelegate de exploatarea CNE i care asigur o diluie atmosferic a oricror eliberri de radioactivitate, evitndu-se astfel expuneri nepermise ale populaiei.

Aceste msuri de securitate vor conduce la (n cazul concret al centratei Cernavoda):

- doz de radiaie pentru personalul din exploatare s fie n medie de 7 Sv pe an;

-doza de radiaie pentru personalul administrativ s fie sub 0,2 Sv pe an

-doza de radiaie pentru o persoana ce locuiete la limit zonei de excludere s fie sub 0.05 Sv pe an, adic doza echivalent cu cea ncasat n timpul unui zbor cu avionul

3.1 Metode de control al deeurilor radioactive Conform schemei alturate, din activitatea centralelor nucleare, rezult deeuri radioactive. Categorii de deeuri. Deeurile radioactive se pot mpri n trei mari categorii, n funcie de activitatea lor deeuri cu activitate sczut, deeuri cu activitate medie i deeuri cu activitate ridicat

Deeurile cu activitate sczut constau din obiecte ca hrtia, mbrcmintea i echipamentul de laborator folosite n zonele n care se manipuleaz materiale radioactive, ca i pmnt contaminat i moloz de construcii. Deeurile cu activitate intermediar includ materialele schimbtoare de ioni folosite la tratarea gazelor i a lichidelor nainte de deversarea lor n mediu mlurile care se acumuleaz n bazinele unde se stocheaz combustibilul nuclear uzat nainte de reprocesare i materiale contaminate cu plutoniu

Fig. 2.0 Generarea deeurilor radioactive la CNE Termenul de deeuri cu activitate ridicat se refer la lichidul produs cnd se reproceseaz combustibilul uzat n rile care nu s-au angajat n reprocesare, combustibilul nsui este considerat ca deeu cu activitate mare. Schema de mai jos ne d o perspectiv a cantitilor de deeuri radioactive din fiecare categorie i o comparaie cu alte deeuri, neradioactive. - fig. 2.1.

Fig. 2.1 Categorii de deeuri radioactive

Administrarea deeurilor. Obiectivele administrrii (gospodririi deeurilor) deeurilor radioactive constau n prelucrarea acestora n aa fel nct s fie pregtite pentru stocare temporar sau permanent (perpetu), iar ultima s se fac n aa fel nct s nu existe riscuri inacceptabile att pentru generaiile prezente, ct i pentru cele viitoare. Stocarea perpetu implic absena oricrei intenii de a mai folosi deeurile.

n general, deeurile cu activitate mic nu au nevoie de tratare: ele pot fi ncapsulate i stocate perpetuu n mod direct, fie prin ngropare la adncimi mici n diferite locuri, fie prin imersie controlat n mare. Cele mai multe deeuri cu activitate intermediar nu apar sub o form convenabil pentru o stocare direct; ele trebuie ncorporate ntr-un material inert ca betonul, bitumul sau rinile. O parte dintre acesta deeuri poate fi stocat perpetuu prin scufundare n mare, dar cele mai multe deeuri sunt stocate temporar n diferite locuri, ateptnd o decizie privind metoda cea mai bun de stocare definitiv. n prezent, toate deeurile cu activitate ridicat sunt stocate temporar. Deeurile cu activitate ridicat, rezultate din activitatea de reprocesare a combustibilului, sunt inute n tancuri rcite, special construite. n unele ri se intenioneaz realizarea unei uzine de solidificare a acestor deeuri prin ncorporarea lor ntr-un material sticlos. Blocurile de sticl vor fi apoi stocate pentru cteva decenii pentru a permite rcirea lor naintea stocrii permanente finale. Deeuri cu activitate mic i intermediara. Deoarece nici deeurile cu activitate mica, nici cele cu activitate intermediar nu genereaz cantiti importante de cldur, nu rezult nici un avantaj tehnic din stocarea lor temporar pe perioade lungi de timp. Stocarea temporar prelungit nseamn doze de radiaie pentru personal l cheltuieli de exploatare care, amndou, pot fi evitate printr-o stocare perpetu timpurie, ntruct aceste deeuri urmeaz s fie stocate cndva definitiv, fcnd acest lucru mai devreme dect mai trziu, probabilitatea de apariie a unui risc suplimentar pentru populaie este mic.

n prezent, anumite deeuri cu activitate sczut sunt lichidate (stocate permanent) prin ardere n subteran la adncime mic.

S-a stabilit c sunt necesare dou tipuri de terenuri pentru stocare permanent (sau lichidare): unul de adncime mic pentru a primi deeurile cu activiti sczute, i altul de adncime mare pentru deeurile cu activitate intermediar. ngroprile de adncime mic vor fi probabil localizate n formaii argiloase, deoarece argila are o capacitate mare de absorbie a radionuclizilor, iar vitezele de penetrare a apelor subterane prin argil sunt foarte mici. n principiu, ngroparea deeurilor la adncime se poate face sau ntr-o min prsit, sau ntr-o cavitate subteran special construit. Pentru a asigura o comparaie corect ntre diferitele locaii, trebuie s se execute investigaii geologice n diferite locaii posibile pentru fiecare tip de stocare. nainte de a se hotr un nou loc de lichidare a deeurilor, vor avea loc discuii publice. Se studiaz i posibilitatea stocrii permanente a deeurilor cu activitate intermediar sub platforma continental, fie printr-un tunel cu intrarea de pe pmnt, fie n guri forate de o platform de foraj marin.

Deeuri cu activitate ridicat. Deeurile cu activitate ridicat produse la reprocesarea combustibilului uzat conin peste 95 % din activitatea ntregului ciclu al combustibilului nuclear. O dat solidificate, deeurile trebuie depozitate timp de secole cu rcire corespunztoare, supraveghere i renovare periodic a cldirilor de depozitare. Totui, timpi att de lungi de depozitare vor impune o povar asupra generaiilor viitoare i va exista chiar i un risc, dei foarte mic, al unor scurgeri accidentale. Din aceste motive, n toate rile care au un program nuclear se desfoar n mod activ cercetri asupra metodelor posibile de lichidare a deeurilor cu activitate foarte mare. Dei la nceput au fost luate n considerare un numr mare de opiuni privind stocarea permanent, acum numai dou se mai bucur de o atenie special. Acestea sunt depozitarea n formaii geologice de mare adncime la nivelul uscatului, sau stocarea sub fundul mrii.

Tipurile de formaii geologice studiate pe plan internaional n scopul stocrii deeurilor cu activitate mare includ depozite de sare, granit i argil. Sarea este apreciat deoarece este uscat; granitul i argila sunt umede, dar se pot gsi formaii unde vitezele de curgere a apelor subterane sunt foarte mici, iar argila i granitul au capacitatea de a absorbi radionuclizii. Cele mai multe proiecte de depozite au n vedere tunele din care se foreaz n jos guri, unde ar fi plasate containerele cu deeuri. Adncimile de stocare avute n vedere sunt, n general, peste 500 m, iar spaiile dintre guri sunt determinate de necesitatea de a limita nclzirea rocii. O dat ce s-a umplut depozitul, gurile, tunelurile i rampele de acces vor fi umplute la loc i sigilate (betonate).

Stocarea submarin are n vedere ngroparea containerelor n sedimentele de pe fundul Atlanticului, unde adncimea medie a apei este de circa 5000 m. Se poate realiza o ngropare mai la suprafa, sub zeci de metri de sediment, plasnd containerele n dispozitive de forma unor torpile ce sunt lsate s cad liber spre fundul oceanului. ngroparea la adncime mai mare, sub mai mult de 100 m de sediment, necesit forarea unor guri, i reumplerea lor fiind o operaie mult mai costisitoare i mai dificil.

n interiorul sedimentelor, vitezele de curgere a apelor sunt extrem de mici, iar mineralele argiloase prezente n sedimente vor absorbi cei mai muli dintre radionu-clizii care, n cele din urm, vor scpa din deeuri cnd containerele se vor fi corodat Evalurile de risc, privitoare att la stocarea geologic, ct i la stocarea submarin, ne arat c nici una dintre metode nu ar trebui eliminat din motive de protecie radiologica. Este, totui, necesar o cercetare specific a locurilor de depozitare, pentru a reduce incertitudinile pe care le, mai prezint modelele i datele folosite la evaluarea riscului i astfel s se ajung n stadiul n care rezultatele s fie folosite la recomandarea unor opiuni.

Criterii pentru luarea deciziilor. n ultimii civa ani au existat discuii internaionale considerabile privind criteriile ce trebuie folosite n judecarea acceptabilitii metodelor de stocare a deeurilor din punct de vedere al proteciei radiologice privind chestiunea mai larg de a obine o acceptare din partea societii a metodelor de stocare propuse. Consensul care a reieit din aceste discuii este c protecia radiologica impune dou criterii. Primul este c nici o metod de stocare s nu conduc la un risc individual, acum i n viitor, care s fie mai mare de un anumit nivel. Pentru stocarea n sol a deeurilor cu activitate sczut i intermediar, departamentele care dau autorizaii au stabilit ca obiectiv un risc anual maxim de deces de 1 la 100.000, cu limitarea de 1 la 1.000.000 pentru un singur depozit Punerea n aplicare a acestui obiectiv face ca riscul individual pentru generaiile actuale i viitoare, provenind de la stocarea deeurilor, s fie extrem de mic.

Al doilea criteriu const n aplicarea principiului ca ntreaga expunere la radiaii s fie inut la nivelul cel mai sczut, ce se poate obine n mod rezonabil, lund n consideraie factorii economici i sociali. Acest principiu trebuie aplicat deciziilor ce privesc ntreaga procedur de administrare a anumitor deeuri (adic tratarea, imobilizarea, mpachetarea i stocarea). Aceasta nseamn c diferite opiuni privind administrarea deeurilor trebuie comparate ntre ele pe baza riscurilor, costurilor i a altor factori mai puin cuantificabili, dar nu mai puin importani. O parte a acestei comparaii este de domeniul proteciei radiologice, dar se recunoate c ali factori ar putea s domine decizia final. BIBLIOGRAFIE

1. Rdulescu Hortensia - Poluare i tehnici de depoluare a mediului, Ed. Eurobit, Timioara, 2001

2. Rojanschi V., Diaconu Gh. - Ingineria mediului, Ed. Tehnic, Bucureti, 1996.

3. Teudea V. - Protecia mediului, Ed. Fundaiei Romnia de mine, Bucureti, 2000

4. Ciplea L.I., Ciplea AX. - Poluarea mediului ambiant, Ed. Tehnic, Bucureti, 1978

5. Lixandru Gh., Calancea L., Caramete C, Marin M., Goian M., Hera Cr., Borlan Z., Ru C, Agrochimie, Ed. Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1990.

6. Neacu P., Apostolache-Stoicescu Z., Dicionar de ecologie, Ed. tiinific i Enciclopedic, Bucureti 1982

7. Negulescu M. - Protecia mediului nconjurtor, Ed. Tehnic, Bucureti, 1995

8. *** - 1995 - Legea proteciei mediului nr. 137 aprut n Monitorul Oficial, anul VIL, nr. 304, Bucureti

9. *** - Ordonana de Urgen nr. 195/ 22 decembrie 2005, privind protecia mediului, aprut n Monitorul Oficial, nr. l. 196/30.12.2005, Bucureti.

10. Resurse internet:www.mmediu.ro

www.apm.ro

www.apmsv.ro

www.anpm.roAnexe

Mrimi si unitai de radiometrie si dozimetrie.

Transformare din sistemul tolerat in Sistemul Internaional

Mrimea masurat

DefiniieSistem vechiSistem internaionalRelaie de transformare

numesimbolunitatesimbolnume i simbol

Surs de radioactivitate emite radiaii = activitateNumar de dezintegrri pe secundacurieCiinversul secundeis-1Bequerel (Bq)1Ci=3,7.1010Bq 1Bq=27,03.10-12Ci

O parte din radiaii sunt absorbite de corpul uman =doza absorbitCantitatea de energie primit pe unitatea de mas iradiatradradjoule pe kilogramJ/kgGray (Gy)1Gy=100rad 1mGy=100mrad 1 Gy=100 rad

Numai o parte din radiaii au efect asupra omului =doza efectivEfectul radiaiilor asupra organismului umanremremjoule pe kilogramJ/kgSievert (Sv)1Sv=100rem 1mSv=100mrem 1 Sv=100 rem

Tabel preluat din cartea Radiaiile si viaa. Imagini Cernobl

mprejurimi. Centrala de la Cernobl se afl ntr-o pdure deas de conifere, vegetaia prnd puin afectat de consecinele dezastrului

Pericol. n spatele fostului Palat al Culturii din Pripiat, nivelul de radiaii este de 100 de ori mai mare dect cel maxim admis

RESTRICII. Intrarea n zona aferent centralei de la Cernobl se face pe baza unui control strict

De aici, norul stralucitor deasupra reactorului trebuie sa fi fost o priveliste zguduitoare. Stand pe acoperisul celei mai inalte cladiri din acest oras gol, ai sentimentul ca esti complet singur pe lume.

DEZOLANT. Hotelul din Pripiat, oraul-fantom din apropierea centralei de la Cernobl, este acum doar o cldire pustie, npdit de buruieni

Explozia Reactorului 4 al centralei Nucleare de la Cernobl

Doza absorbit energia cedat prin radiaie unitii de mas a esutului

Echivalentul dozei doza absorbit ponderat n funcie de periculozitatea fiecrei radiaii

Echivalentul dozei efectivechivalentul dozei ponderat n funcie de susceptibilitatea la mbolnvire a diferitelor esuturi

Echivalentul dozei efectiv colectiv echivalentul dozei efectiv al unui grup n raport cu o surea de radiaie

Particule ncrcatei

Modificri chimice

Apare ionizarea

Interacii electrice

Efecte biologice

aer

ap

Plante

animale

OM

sol

Deeuri din activiti umane

EMBED PI3.Image

EMBED PI3.Image

EMBED PI3.Image

Deeuri cu activitate sczut

Diveri radionuclizi cu timpi de njumtire scuri i urme de radionuclizi cu timpi de njumtire mari

Deeuri cu activitate ridicat

Cele mai multe dintre produsele de fisiune i actinidele din cleiul combustibilului. Coninut ridicat de energie termic.

Mas solida mic.

Deeuri cu activitate intermediar

Cantiti mari de produse de fisiune i actinide cu timpi de njumtire mari. Coninut mic de energie termic.

Mas solid mare.

5

_1297459085.bin

_1297490354.xlsChart1

17

32

5

16

19

0.5

0.5

0.4

0.1

13

87

11.5

Sales

Sheet1

Sales

intern17

radon32

toron5

radiaii cosmice16

radiaii gama19

depuneri radioactive0.5

diverse0.5

Profesional0.4

Deversri radioactive0.1

Artificial13

natural87

Magnetica11.5

202

_1297459086.bin

_1297459084.bin