Радиационная и химическая безопасность

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Департамент научно-технологической политики и образования

Федеральное государственное бюджетное образовательное 

учреждение высшего образования

«Волгоградский государственный аграрный университет»

Кафедра «Безопасность жизнедеятельности»

Е.Ю. Гузенко, М.Н. Шапров

И.С. Мартынов, В.Ю. Мисюряев 

Д.В. Сёмин 

РАДИАЦИОННАЯ 

И ХИМИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ

Учебное пособие

для студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавриат

20.03.01 «Техносферная безопасность»

Волгоград

Волгоградский ГАУ

2019

УДК 614.8
ББК 68.9
Р-15

Рецензенты:

генеральный директор ООО «Региональный Учебный Центр» 
Д.О. Черемисин; доктор технических наук, профессор кафедры «Эксплуатация и технический сервис машин в АПК» ФГБОУ ВО «Волгоградский ГАУ» C.В. Тронев

Р-15
Радиационная и химическая безопасность: учебное пособие 

для студентов, обучающихся по направлению подготовки бакалавриат 20.03.01 «Техносферная безопасность» / Е.Ю. Гузенко,
М.Н. Шапров, И.С. Мартынов, В.Ю. Мисюряев, Д.В. Сёмин. – Волгоград: ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ, 2019. – 88 с.

В пособии рассматриваются классификация чрезвычайных си
туаций, методы защиты в условиях чрезвычайных ситуациях, факторы, влияющие на безопасность жизнедеятельности при авариях на 
объектах атомной энергетики и на химически опасных объектах.

Для бакалавров, обучающихся по направлению 20.03.01 «Техно
сферная безопасность».

УДК 614.8

ББК 68/9

© ФГБОУ ВО Волгоградский 
ГАУ, 2019
© Авторы, 2019

ВВЕДЕНИЕ

Целью освоения дисциплины «Радиационная и химическая без
опасность» является:

- формирование у студентов устойчивых знаний и практических 

навыков в области радиационной и химической защиты населения и 
территорий для последующего применения их при выполнении профессиональных задач по организации и руководству принятием экстренных мер по обеспечению радиационной и химической защиты сил 
РСЧС и населения; 

- вопросам технического обеспечения радиационной и химиче
ской защиты аварийно-спасательных формирований средствами радиационной и химической защиты; 

- контролю соблюдения норм и правил техники безопасности 

при эксплуатации технических средств радиационной и химической 
защиты; 

- разработке и эксплуатации современных систем и методов ра
диационной и химической защиты сил РСЧС

Изучение дисциплины направлено на формирование професси
ональной компетенции, а также знаний, умений, навыков, необходимых 
для 
решений 
профессиональных 
задач 
в 
проектно
конструкторская; 
сервисно-эксплуатационная;
организационно
управленческая; экспертная, надзорная и инспекционно-аудиторская.  

ПК-17 – способностью определять опасные, чрезвычайно опас
ные зоны, зоны приемлемого риска.

- Знать: - нормативные уровни воздействия на работника вред
ных и опасных факторов в условиях его рабочего места и соответствующие им классы  (подклассы) вредности и опасности;

- Уметь: - определять размеры зон  поражения при воздействии 

химических, биологических и физических факторов производственной среды.

- Владеть: - навыками анализа и методикой определения итогово
го класса (подкласса) вредности и опасности факторов производственной среды и трудового процесса.

В данном учебном пособии  отражены классификация чрезвы
чайных ситуаций, методы защиты в условиях чрезвычайных ситуациях, 
факторы, влияющие на безопасность жизнедеятельности при авариях 
на объектах атомной энергетики и на химически опасных объектах. 

I ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА БЕЗОПАСНОСТЬ 

ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ АВАРИЯХ НА ОБЪЕКТАХ

АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ

Во всем мире насчитывается огромное количество объектов с 

ядерными установками, вырабатывающие электрическую и тепловую 
энергию, все они чрезвычайно опасные.

Человечеству известны крупнейшие аварии на АЭС с тяжелыми

последствиями. Первая – в 1957 г. в Англии, вторая – в 1979 г. в 
США, третья – в 1986 г. в СССР и наконец недавняя 2011 г. – в Японии (Фукусима). Всего произошло около 200 инцидентов и аварий 
различной степени сложности и опасности.

Рисунок 1.1 – Размещение атомных электростанций на территории РФ

В Волгоградской области больше 80 предприятий используют в 

производстве ионизирующие вещества.

Вокруг области располагаются Ростовская, Нововоронежская и 

Балаковская АЭС на территории которых находится огромное количество источников радиационной опасности.

В случае аварии на Ростовской АЭС по оценке специалистов 

Южного Регионального центра МЧС России радиоактивному загрязнению будит подвергнуты территории Котельниковского, Черныш

ковского, Суровикинского, Клетского, Калачевского часть Городищенского, Светлоярского и Октябрьского районов, южная часть Волгограда.

Таблица 1.1 – Типы реакторов

Тип реактора
Количество 

блоков
Атомная станция

Водо-водяные энергетические реакторы электрической мощностью 440 
МВт (ВВЭР-440)

2
Нововоронежская

4
Кольская

Водо-водяные энергетические реакторы электрической мощностью 
1000 МВт (ВВЭР-1000)

1
Нововоронежская

4
Калининская

4
Балаковская

1
Ростовская

Реакторы большой мощности, канальные, электрической мощностью 
1000 МВт (РБМК-1000)

4
Ленинградская

4
Курская

3
Смоленская

Реакторы жидкометаллические на 
быстрых нейтронах электрической 
мощностью 600 МВт (БН-600)

1
Белоярская

Реакторы энергетические графитовые паровые на тепловых нейтронах, электрической мощностью      
12 МВт (ЭГП-12)

4
Билибинская

В случае аварии на Нововоронежской АЭС – часть территории 

Урюпинского района.

В случае аварии на Балаковской АЭС – часть территории Ста
рополтавского района.

1 Радиоактивное заражение (загрязнение)

Радиоактивное заражение (РЗ) местности, приземного слоя, 

атмосферы и других видов объектов возникает в результате попадания 
на них радиоактивных веществ (радионуклидов). Радионуклиды ха

рактеризуются активностью и сопутствующими ей ионизирующими 
излучениями. До возникновения Земли и зарождения жизни на ней 
ионизирующие излучение присутствовало уже в космосе.

Ионизирующее излучение сопровождали и Большой взрыв, с 

которого, началось существование нашей Вселенной около 20 миллиардов лет назад. С того времени радиация постоянно наполняет космическое пространство. Радиоактивные элементы вошли в состав 
Земли с самого её рождения. Даже человек слегка радиоактивен, так 
как во всякой живой ткани присутствуют в следовых количествах радиоактивные элементы. Но с момента открытия этого фундаментального универсального явления не прошло ещё и ста лет:

•
1895 год открытие рентгеновских лучей (немецкий физик 

Вильгельм Рентген).

•
1896 год открытие излучения от минерала, содержащего уран 

(французский учёный Анри Беккерель).

•
1898 год Мария Кюри и её муж Пьер Кюри обнаружили, что 

уран после излучения таинственным образом превращается в другие 
химические элементы.

История свидетельствует, что на заре работы с радиоактивными 

веществами умерла Мария Кюри и ещё 336 человек от болезней полученных в результате воздействия ионизирующих излучений.

Проникнуть в самые сокровенные тайны материи удалось только в 

40-х годах двадцатого столетия созданием атомной бомбы (6-го и 9-го 
августа 1945 года взорваны в Нагасаки и Хиросиме). В ней заложен физический принцип – деления ядра на два осколка под действием нейтрона. Таким образом, радиоактивный распад ядер осуществляется:

1. Естественным путём (см. схему распада Урана 238 стр. 12).
2. Изотопов, полученных в результате деления (см. схему деле
ния ядра Урана 235 на два осколка теллур и цирконий).

Весь процесс самопроизвольного распада нестабильного нукли
да называется радиоактивным распадом, а сам такой нуклид - радионуклидом. 

Время, за которое распадается в среднем половина всех ядер 

данного типа в любом радиоактивном источнике, называется периодом полураспада соответствующего изотопа. Число распадов в секунду в радиоактивном образце называется его активностью. Едини

цу измерения активности (в системе СИ) назвали Беккерелем (БК).
Один беккерель равен одному распаду в секунду. Внесистемной единицей измерения активности является Кюри (Ки). Кюри – это активность такого количества вещества, в котором происходит 3,7*1010 актов распада в секунду. Число распадов, приходящихся на единицу 
объёма веса или поверхности (л, кг, км2) представляет собой число 
плотности потока частиц. Нас в дальнейшем будут интересовать единицы Ки/л, Ки/кг, Ки/м2, Ки/км2.

Какие же радионуклиды представляют наибольшую опасность 

для живого организма в случае загрязнения ими воздуха, воды, продовольствия, кормов и различных объектов или прямого воздействия на 
организм.

Из группы радионуклидов при естественном распаде семейства 

урана - радон - 220, 222. Это газ в 7,5 раз тяжелее воздуха без вкуса и 
запаха.

Радон высвобождается из земной коры. Основную часть облу
чения получает от него, находясь в закрытом непроветриваемом помещении. Наибольшее выделение из строительных материалов –
гранит, пемза, глинозёмы, кирпич из красной глины, доменной шлак, 
зола. Много его в воде артезианских колодцев.

Вот пример из нашего города. Нормально в Волгограде принято 

считать радиационный фон от 7 до 12 мкр/ч. У памятника Павшим 
борцам превышение фона за счёт естественных радионуклидов составило до 40 мкр/час (газета «ВВ» от 6.08.91 г. по результатам замера 
Кольцовского отряда из концерна «Геологоразведка»).

Из группы искусственных радионуклидов образующихся при 

ядерном взрыве, при работе ядерного реактора – стронций-90, цезий137 и йод-131. Эти радионуклиды легко усваиваются растениями и 
животными, в том числе человеком.

Стронций-90. Бета активный радионуклид (Е = 0,535 мэв) от
носится к группе радионуклидов с высокой радио токсичностью, по 
своим физико-химическим свойствам близок к кальцию. В процессе 
обмена веществ в организме растений и животных имеет свойство 
избирательного накапливания в одних и тех же органах и тканях 
аналогично кальцию, т.е. является аналогом кальция. Особенно высокой радио чувствительностью у животных, обладают кроветвор

ные органы, красный костный мозг и лимфоидная ткань. При отложении стронция-90 в скелете животных красный костный мозг поражается в первую очередь, и животные погибают от лейкемии (рак 
крови).

Цезий-137. Бета активный радионуклид, энергия бета частиц со
ставляет 0,51 мэв, относится к группе средней радио токсичности, по 
своим физико-химическим свойствам близок к калию, накапливается
в мягких органах и тканях животных и растений аналогично калию, 
т.е. является аналогом калия.

Йод-131. Бета активный нуклид. Энергия бета частиц составляет 

0,608 мэв, откладывается преимущественно в щитовидной железе. 
Наибольшую опасность этот нуклид представляет при аварии на ЯЭУ, 
так как он распространяется в приземном слое воздуха. При дыхании 
депонируется в щитовидной железе и обуславливает биологический 
эффект.

2 Основы радиационной безопасности

Ионизирующее излучение широко применяется в промышлен
ности, медицине, технике, сельскохозяйственном производстве и 
науке.

Ионизирующее излучение возникшее в период распада радио
нуклидов, а также излучения, генерируемых на ускорителях заряжённых частиц, рентгеновских трубках и ядерных реакторах.

Самыми известными видами ионизирующего излучения явля
ются альфа, бета частицы, гамма, рентгеновские и нейтронные излучения. Все излучения, проходя через внешнюю среду, взаимодействует с ней и образуется ионизация атомов и молекул веществ. Рассмотрим краткую характеристику этих излучений. 

Альфа частицы – это ядра атомов гелия, с положительным за
рядом, равным двум зарядам электрона, с массой, равную 4 атомным единицам; излучение характеризуется очень малой проникающей способностью, но рискованно только при внутреннем облучении организма, или проходит внутрь организма, глаз и слизистых 
оболочек.

Рисунок 1.2 – α частица

Бета частицы – электроны и позитроны, имеют гораздо боль
шую проникающую способность. 

Рисунок 1.3 – β частица

Нейтронное излучение – поток нейтральных (незаряженных) ча
стиц, проникающей в глубокие слои.

Рисунок 1.4 – γ частица

Гамма излучение – коротковолновое электромагнитное излуче
ние. Наиболее часто приходится с гамма излучением изотопов
Со60 и Cs137.

Рентгеновское излучение – электромагнитное источение, с

большей длиной волны, чем гамма излучение. Эти два последних излучения полностью поглощаются метровым бетонным слоем.

Рисунок 1.5 – Прохождение частиц

При ощутимом травмировании организма появляется лучевая 

болезнь. Лучевая болезнь возможна как в острой (т.е. когда за короткое время воздействуют большие дозы), так и в хронической форме (в 
течение длительного времени радиация воздействует небольшими дозами, незаметно превышающих ПДД).

Единицы измерения радиации

Большое количество ионизированных атомов и молекул в облу
чаемой сфере, говорит о том, что поглощённая энергия, ионизирующего испускания имеет большие размеры. Следовательно, для характеристики меры воздействия ионизирующего излучения на вещество 
используется поглощённая доза D.   

За единицу измерения поглощённой дозы в Международной Си
стемы Единиц (СИ) назначен Грэй (Гр). 1 Гр отвечает 1 Дж энергии 
ионизирующего излучения в массе вещества 1 килограмм, т.е.

1 Гр = 1 Дж/кг