Презентация "Радиоактивность и радиационная безопасность" (7 класс) по обж – проект, доклад

Радиоактивность и радиационная безопасность Проблемы Уральского Региона

В.М. Жуковский УрГУ. 620083. Екатеринбург, пр. Ленина, 51. vmz13531@pm.convex.ru

Антуан Анри Беккерель ПЕРВООТКРЫВАТЕЛИ Открытие P/A, 1896

Вильгельм Конрад Рентген

Х- лучи, 1895 Мария и Пьер Кюри

Нобелевская премия по физике

1-я Нобелевская премия по физике

(1901) (1903)

Аппаратура Рентгена

Электроскоп

Разрядная трубка

Схема опыта Резерфорда

Джеймс Чадвик Д.И. Менделеев Демокрит Фредерик Содди Эрнст Резерфорд Ученые

ПОСЛЕДСТВИЯ

α-, β- и γ-излучения в магнитном поле А. Эйнштейн А. Белый

Революция в научном мировоззрении:

Крах концепции неделимости атомов. Крах представлений о неизменяемости химических элементов. Установление генетической связи между отдельными химическими элементами, Единство химической материи Вселенной. Открыт принципиально новый и мощный источник энергии (атомной). Создание квантовой механики, теории относительности и др. новых теорий. Единство вещественной и полевой форм материи (E=mC2). Действие ионизирующих излучений на живые организмы. · Этика науки.

В.И. Вернадский (1863-1945)

· Радиогеология и разведка ресурсов.

· Создание научных структур.

· Поддержка молодых ученых

· Формулировка этических принципов.

· Просвещение власть предержащих и общества.

КЕПС -Комиссия по изучению естественных производительных сил России

Радиоактивные семейства:

Th-232, t1/2 =1,41010 лет, конечный продукт Pb-208;

Роль радия:

Ra-226, полураспад - t = 1622 г.

· Ионизирующие излучения α, β и γ.

· Строение атомных ядер и ядерные реакции:

· N + α O + p (Резерфорд -1919), Be + α  C + n (Чедвик-1932)

U-238, t1/2 = 4,5109 лет, конечный продукт Pb-206;

U-235, t1/2 = 7108 лет, конечный продукт Pb-207

ИСКУССТВЕННАЯ РАДИОАКТИВНОСТЬ · Al + α  P* + n, P*  Si + (e+) – И. и Ф. Жолио-Кюри; · Al + n  Na* + α; P + n  Si* + p. - Э. Ферми. · U-235 +n  осколки деления + (2-3) n. - О.Ган и Ф.Штрассман.

Отто Ган. И.Ж. Кюри Л. Мейтнер Ф.Ж. Кюри Э. Ферми

Первый реактор и первая АБ:

Письмо А. Эйнштейна - Ф.Д. Рузвельту 02.08.1939; Пуск первого ядерного реактора – Э. Ферми 02.12.1942 - Чикаго;

Первое испытание атомной бомбы 16.07.1945, Аламагордо

АБ «Малыш», сброшена на Хиросиму (06.08.1945).

АБ «Толстяк», сброшена на Нагасаки (09.08.1945).

Атомная программа СССР

Г.Н. Флеров А.И. Алиханов И.К. Кикоин Л.А. Арцимович К.И. Щелкин Ю.Б. Харитон И.В. Курчатов

Нач. ПГУ Б.Л. Ванников

А.П. Завенягин

Испытание - Семипалатинский полигон 29.08.1949

Ю.Б. Харитон с макетом бомбы РДС-1

Письмо Г.Н. Флерова – И.В. Сталину – апрель1942 г; Сведения от Дж.Кэрнкросса, Кл. Фукса, Б.Понтекорво; Назначение И.В. Курчатова научн. рук. Программы –1943 г;

Типы излучений: α, β, γ n p тяжелые ионы

Поглощение различных типов излучений

Пробег α-частиц в воздухе

Активность: A = – dN /dt = λN t1/2 = 0,693/ λ или 1 Бк = 2,7۰10-11Ки. 1 Ки = 3,7۰1010 Бк

Поглощенная доза (D):

грей (Гр) = 1Дж/кг 1 Гр =100 рад 1рад =100 эрг/г 5 Гр = LD/2

Эквивалентная доза (H):

H = WR DR Излучение типа R:

WR - рад. весовой коэф:

α γ β n(медл.) n(быстр.) 1 20 3

Ионизирующие излучения и дозы облучения

Естественный радиационный фон

Космическое излучение: Первичное - p~90% и α ~10% Вторичное – p, n, e, hv, тяжелые ионы

Природный ЯР

Естественные радионуклиды:

232Th 235U 238U 40К γ - излучатель Каньон

Внутри природного ЯР №15

Время работы габонских реакторов - порядка 1 млн. лет

Семейства

Проблема радона: 222Rn t1/2 = 3,854 сут.

торон 220Rn t1/2=54,5 cек.

Короткоживущие: 218Po, 214Pb, 214Bi, 214Po, 216Po, 212Pb, 212Bi, 212Po, 208Tl - аэрозоли

Парацельс Агрикола

Шнеебергская легочная болезнь XV век!

Г. Яхимов – 1516 г, серебряные рудники и монетный двор; 1906 г: 1-й радоновый курорт.

Санаторий **** Радиум Палас

226 Ra 88

«ФЕРГАНСКОЕ ОБЩЕСТВО» Бедные Тюя-Муюнские руды: U, V, Cu и Ra U3O8 – 1,6%, V2O5 – 5,0%, CuO – 3,55%: 40,9 т

Остатки от переработки: 1-й С, 16,2 т, 34,7 мг Ra/т; 2-й С, 53, 5 т, 23,9-20,0 мг Ra/т; 3-й С, 53, 0 т, 18,2 мг Ra/т

Первый Ra России

Бородовский В.А. (1874-1914)

Коловрат-Червинский Л.С. (1882-1921)

Богоявленский В.Н. (1881-1943)

Хлопин В.Г. (1890-1950)

Башилов И.Я. (1892-1953)

Глебова В.И. (1881-1935)

Т Е Л Е Г РА М М А ПЕРМЬ УРАЛСОВНАРХОЗ. КОПИИ: УСОЛЬЕ ИСПОЛКОМУ, УСОЛЬЕ ЗАВОДОУПРАВЛЕНИЮ БЕРЕЗНИКОВСКОГО ЗАВОДА.

ПРЕДПИСЫВАЮ БЕРЕЗНИКОВСКОМУ ЗАВОДУ НЕМЕДЛЕННО НАЧАТЬ РАБОТЫ ПО ОРГАНИЗАЦИИ РАДИЕВОГО ЗАВОДА СОГЛАСНО ПОСТАНОВЛЕНИЮ ВК СОВНАРХОЗА ТОЧКА НЕОБХОДИМЫЕ СРЕДСТВА ОТПУЩЕНЫ СОВНАРХОЗОМ ТОЧКА РАБОТЫ ДОЛЖНЫ ВЕСТИСЬ ПОД УПРАВЛЕНИЕМ И ОТВЕТСТВЕННО- СТЬЮ ИНЖЕНЕРА – ХИМИКА БОГОЯВЛЕНСКОГО ЗАПЯТАЯ КОТОРОМУ ПРЕД- ЛАГАЮ ОКАЗАТЬ ПОЛНОЕ СОДЕЙСТВИЕ

ИЗ СОЛИКАМСКА - В БОНДЮГИ (МЕНДЕЛЕЕВСК)

Первый радий – 21.12 1921 – 4,1 мг RaBr2 В.Г. Хлопин и М.А. Пасвик

УХТИНСКАЯ НЕФТЬ М.К. Сидоров А.Г. Гансберг

Сидоровская скважина

УХТИНСКИЙ РАДИЙ: Скв. «Казенная №1», - 7,6·10-9 г Ra/л. Осадок сульфата бария – 144 мг Ra/т. Освоение Севера: Постановление Политбюро ЦК ВКП(б) от 27 июня 1929 г № П 86/11сс «Об использовании труда уголовно-заключенных».

ИЗ СОЛОВКОВ - В РЕСПУБЛИКУ КОМИ

28 июня 1929 г. создано Управление северных лагерей особого назначения ОГПУ (УСЕВЛОН). Уже 21.08.1929 на р. Ухта из СЛОНа прибыла первая партия Ухтинской экспедиции УСЕВЛОНа – руководитель С. В. Сидоров. Вторая партия прибыла 13.10.1929 – руководитель Я. М. Мороз. ЦЕЛИ: добыча нефти и радия (р. Ухта) и угля (р. Воркута).

Соловки

Я. М. Мороз. Начальник Ухтпечлага 1929-1938 гг.

Ф.А. Торопов И.Я. Башилов, 1937 И.Я. Башилов, 1951

Рождение «Водного Промысла» - 1930, скважина «Казенная» №1; технология не имеет аналогов в мировой практике; создана на Крайнем Севере, репрессированными из подручных материалов; «Водный промысел» - первое промышленное РХ производство СССР.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА: Добыча радиоактивной воды; Выделение из воды «Ухтинского» концентрата Ba(Ra)SO4; Углетермический перевод сульфатов в хлориды; Дробная кристаллизация хлоридов; Дробная кристаллизация бромидов – готовая продукция.

Буровая и водоводы

Строительство химзавода №1

УХТИНСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ

Монтаж отстойных чанов химзавода №1 – 1931 г.

Остатки химзавода №10 – конец 50-х гг.

ВСЕГО: сотни скважин, 12 химзаводов и 3 отдельных установки по переработке воды в радиусе 40 км от центрального завода – завода по извлечению Ra из концентратов. Вода шла самотеком, поднималась эрлифтом или выкачивалась.

Получение первичного концентрата

CaSO4 + Ba(Ra)Cl2 = CaCl2 + Ba(Ra)SO4 (осадок)

УГЛЕЖЖЕНИЕ

Подготовка древесины

Медленное горение дров при недостатке воздуха

УЧАСТОК ОБЖИГА

Сырье, уголь, BaCl2, р-р CaCl2 опилки

Бегуны Сырая смесь Обжиговая печь Черный отвал отвал Центрифуга Щелока

Углетермическая обработка радиевого концентрата во вращающейся муфельной печи, 30-е гг. Позднее (в 50-е гг.) муфеля были существенно крупнее.

Обжиг - 900° C, 5-6 ч.

Ba(Ra)SO4 + 2C + CaCl2 = Ba(Ra)Cl2 + CaS + 2CO2

Ba(Ra)SO4 + CaCl2 = Ba(Ra)Cl2 + CaSO4

Выщелачивание

Дробная кристаллизация

На каждой стадии кристаллизации выделялось около трети кристаллов Ba(Ra)Cl2 с коэффициентом обогащения по Ra, равным 2.

Схемы кристаллизации

Зависимость коэффициента обогащения от степени выделения кристаллической фазы BaCl2.

Разработчики технологии

Заведующий хим. лабораторией Ф.А. Торопов (слева) и химик Н.П. Страхов, начало 30-х гг.

Н.Е. Волков и Г.А. Разуваев 80-е гг.

1929 г. Г.А. Разуваев 70-е гг.

1940 г. АН на Водном:

Ф.А. Торопов, Е.А. Ферсман, Н.В. Дорофеев, В.Г. Хлопин, Д.С. Рождественский, Н.Н. Славянов, И.Я. Башилов

География Водного промысла

Заслуги Водного промысла

Богатейшие руды Канады и Бельгийского Конго: 4-6 т 1 г Ra; Водный 1 г Ra из 250 000 т сырья!

М. Кюри, переработав 8 т руды Иоахимсталя, получила 1 г Ra.

Основные центры добычи Ra: Австрия (Чехия), США, Северная Канада, Бельгия (руды Бельгийского Конго), Швеция, Франция, СССР. Количество добытого во всем мире радия оценивают в пределах 2500 – 3000 граммов. На Водном Промысле за все время его работы было получено около 600 г Ra.

В.И. Вернадский и Е.А. Ферсман

Поэзия – та же добыча радия. В грамм добыча, в год труды.

Изводишь, единого слова ради, Тысячи тонн словесной руды.

В. Маяковский

Люди В сквере Новый год 1951 Э.Э. Россель

Н.Н. Дахно и И.И. Колотий 1984

Встреча ИТР Фотограф

Последствия

543 взрыва 1826 взрывов Число испытаний

Мощность испытаний

А.Д. Сахаров Э. Теллер Полигоны Ядерное оружие

Биологическое действие ИИ

Гипотеза ЛБД

Долевые вклады в дозы (США)

Долевые вклады по России:

Все природные источники – 85,7% Вся медицина – 14,29% Остальное (последствия аварии на ЧАЭС, яд. испытания, яд. источники в норме

Генетические последствия не доказаны

Гормезис

Уральский регион

Атомная промышленность: «Маяк», БАЭС, УЭХК, «Электрохимприбор», ПЗРО «Радон», «Уралмонацит».

Штатные выбросы и аварии: загрязнение р. Течи, ВУРС, ветровой разнос с о. Карачай.

Полигоны: Новоземельский, Семипалатинский, Тоцкий; «мирные» ядерные взрывы.

Повышенный природный фон: 238U, 232Th, 226Ra, 220Rn, 222Rn.

Каскад водоемов-отстойников ПО «Маяк».

Последствия деятельности ПО «Маяк» -1

Водоем №4 (Метлинский пруд)

Дети на берегу р. Течи

Cs-137 в донных отложениях реки Течи

Последствия деятельности ПО «Маяк» -2

Засыпка о. Карачай

Схема ВУРС, изолинии - Sr-90 ГБк/км2

Защита от Радиации

А Б В Г

Авария на ЧАЭС - 1

Схема реактора ВВЭР (PWR)

Схема реактора РБМК-1000

Авария на ЧАЭС - 2

Взрыв реактора 4-го бл. ЧАЭС: 1 ч 23 мин 26.04.1986. Ошибки персонала.

Гендиректор МАГАТЭ Х. Бликс:

«причиной аварии были совершенно невероятные, как мы считаем, ошибки, допущенные операторами АЭС»

Из 211 штатных было выведено не менее 204 ! управляющих стержней

Два взрыва

4-й блок после аварии

Мощность (Np) и реактивность (Rоп)

Авария на ЧАЭС - 3

Схема 4-го блока после аварии

Роза ветров в Чернобыле 26.04 – 04.05 1986 г

Ликвидаторы академик В.А. Легасов

Авария на ЧАЭС - 4

... ОЛБ – 134 чел.; в ранние сроки погиб 31 чел. и за 10 лет - еще 14. Риск фатальных онкозаболеваний среди населения не более 670 чел. На 2006 г живы 86 чел.

Д-р З. Яворовски и НКДАР ООН:

Е. Масюк:

... за 13 лет от лучевой болезни погибло 100 000 чел, а от последствий ЧА аварии – еще 200 000 человек.

Атомпром – весь срок

Химия и радиация

Атм. воздух в городах

Энергетика, химия и радиация

Потерянные годы жизни, чел.-лет/ТВт·ч выработанной электроэнергии

Хим. риски и РА Канц. риски

Проблемы ОЯТ

Активность накопленного ОЯТ

Состав ЯТ и ОЯТ

Доля зарубежного ОЯТ

Проблемы ОЯТ -2

Совокупная мощность АЭС (МВт)

Состав ОЯТ

Снижение активности ОЯТ

Мировой прогноз по ОЯТ

Районы оцененных рисков в Свердловской области