Учебно-исследовательский проект "Радиация вокруг".

Муниципальное общеобразовательное учреждение «Средняя общеобразовательная школа №9 г. Ртищево Саратовской области»

II муниципальная краеведческая конференция

 «Яблочковские чтения-2022».

Направление: «Научный взгляд на мир» (Физика и электротехника: история наук, природные явления и процессы, техника, технологии).

Научно-исследовательский учебный проект

 

«Радиация вокруг…»

Выполнил: обучающийся 8В класса муниципального общеобразовательного учреждения «Средняя общеобразовательная школа № 9 г. Ртищево Саратовской области»

Васильев Алексей Ильич.

Руководитель: учитель физики высшей квалификационной категории

Митрофанова Светлана Дмитриевна

Ртищево - 2022

Оглавление.

I.Введение…………………………………………………………...стр3

II.Основная часть

1.   Радиоактивные вещества………………………………………....стр4

   2.   Исследование радиационной обстановки…………………стр4-6

III.Заключение………………………………………………. ……..стр6-8

IV.Список использованных источников …………………………….стр8

V. Приложение ……………………………………………………….стр 8-12

  Цель исследования: теоретически обосновать и экспериментально определить уровень гамма – фона окружающей среды в городе Ртищево, в Аркадакском районе  Саратовской области, сделать соответствующие выводы.

   Предмет исследования: источники, влияющие на повышение радиоактивного фона.

  Объект исследования: окружающая среда, продукты.

  Гипотеза:   в   разных   местах   исследования   доза облучения будет различной.

  Метод исследования: Определение радиационной обстановки окружающей среды с помощью прибора « Нейва ИР – 002 »

   Задачи:

1.                   Собрать информацию по теме, систематизировать и изучить её.

2.                   Изучить влияние разных доз радиации на здоровье человека.

3.                   Выявить эффективные методы защиты от радиации.

4.                   Определить уровень гамма – фона в городе Ртищево, и если необходимо, привлечь общественность.

5.                   Ознакомиться с радиационной обстановкой в Саратовской области

Введение.

    Я учусь в 8 классе, но уже задумываюсь о будущей профессии. Мне нравится профессия «эколог». Читаю информацию в интернете про экологию, особенно интересуюсь  темой «Радиация».  Попросил  учителя физики рассказать о том, какие можно  провести исследования по данной теме, чтобы сделать проект. По рассказу учителя узнал о том, что в Аркадакском районе (соседствующий район), есть залежи радиоактивного химического элемента - урана.  На территории Саратовской области построена АЭС, для работы реактора которой необходим уран. Интересно: влияет ли это на экологическую обстановку данного района, нашего района, области,    здоровье людей, а сохранение жизни и здоровья людей – эта тема всегда актуальна и       меня, как и всех жителей Саратовской области это заставило всерьёз задуматься о безопасности окружающей среды и своего здоровья.

   Ознакомившись с информацией по данной теме, захотелось провести свои исследования и тем самым углубить  знания. Вот таким образом появился проект, наверное, на одну из очень актуальных тем «Радиация вокруг…». Я люблю свой край, мне не безразлична судьба нашего народа, нашей планеты.

Радиоактивные вещества.

    Радиоактивность – неустойчивость ядер некоторых атомов, проявляющаяся в их способности к самопроизвольным превращениям (распаду), сопровождающимся испусканием ионизирующего излучения или радиацией.     Радиация, или ионизирующее излучение – это частицы и гамма – кванты, энергия которых достаточно велика, чтобы при воздействии на вещество создавать ионы разных знаков.     Различают несколько видов радиации:   

Альфа-частицы: относительно тяжелые, положительно заряженные частицы, представляющие собой ядра гелия.

    Бета-частицы – это просто электроны.    Гамма-излучение имеет ту же электромагнитную природу, что и видимый свет, однако обладает гораздо большей проникающей способностью. 

    Организм человека реагирует на радиацию, а не на ее источник.

    Те источники радиации, которыми являются радиоактивные вещества, могут проникать в организм с пищей и водой, через  легкие при дыхании и, в незначительной степени, через кожу, а также при медицинской радиоизотопной диагностике. В этом случае говорят о внутреннем облучении.    Кроме того, человек может подвергнуться внешнему облучению от источника радиации, который находится вне его тела.    Внутреннее облучение значительно опаснее внешнего.    Облучение может вызвать нарушения обмена веществ, инфекционные осложнения, лейкоз и злокачественные опухоли, лучевое бесплодие, лучевую катаракту, лучевой ожог, лучевую болезнь.    Следует помнить, что гораздо больший реальный ущерб здоровью людей приносят выбросы предприятий химической и сталелитейной промышленности.     Ядерное оружие - одно из самых мощных в мире. В тех местах, где взрывали атомные бомбы,  на долгий срок остается радиоактивное заражение. Но радиоактивность используется и для мирных целей, например, для производства электроэнергии на атомных электростанциях.     Радиация способна оказывать негативное влияние на окружающую среду. Радиоактивные вещества способные привести к заражению растений, их плодов и почвы, а потом вследствие использования в пище зараженных продуктов заражение человека.[1]

Исследование радиационной обстановки .

     Фотографии исследований представлены в приложении.

     В начале своего исследования,  пришлось прочитать много литературы и пересмотреть ресурсы сети интернет. При оценке опасности радиации надо понимать, что последствия облучения определяются несколько мощностью дозы, а сколько суммарной полученной дозой. Суммарно полученная доза равна мощности дозы умноженной на время, в течение которого облучался живой организм. Для своего проекта   я  использовал материал, предоставленный мне учителем физики. Интересно было познакомиться с данными из газет об экологической обстановке в Аркадакском районе. (см.приложение)

   Продукты,  в которых доза радиации превышает или равна 30 мкР/ч, непригодны для употребления. 

     Фоновые значения естественной природный радиоактивности меняются  от 20 мкР/ч в Саратовской области до 40 мкР/ч по стране .

      Для людей, проживающих рядом с атомными электростанциями,  безопасной годовой дозой считается 5 мЗв/год (56,8 мкР/ч) [3].

     Если вы делаете флюорографию (один раз в год) то за один сеанс вы получаете дозу 0,5 мЗв, рентген зубов - 3 мЗв, рентген грудной клетки -  4 мЗв, рентген желудка или кишечника - 0,25 Зв. [2]

        Для оценки радиоактивности каждого из изучаемых предметов или объектов проводилось по пять независимых измерений. Далее вычислялось среднее значение и среднеквадратичное отклонение по формуле. Начал исследование с некоторых продуктов питания.

    Также отдельно были проведены измерения на борту самолета, летящего из Москвы в Челябинск (январь 2021).

   Обработанные результаты измерений представлены в таблице.

      Так как для гамма-излучения коэффициент качества равен 1, полученные данные также отражают эквивалентную дозу.

 1. Эквивалентная доза находилась в пределах нормы (до 0,57 мкЗв/ч) во всех случаях, кроме самолета.

2. Гамма-излучение было основным типом излучения в тестированных и продуктах и предметах.

3. Значительное превышение допустимой нормы радиации было обнаружено в пассажирском салоне самолета при полете на максимальной высоте. Это было гамма-излучение, которое вероятно появляется в верхних слоях атмосферы под действием космического излучения вселенной. 

4. Поскольку  полёт на максимальной высоте длился 2часа 40 минут, то за время полёта люди  получили дозу радиации: 2 мкЗв/ч * 2,75 часов = 5,5 мкЗв, что составляет одну пятидесятую разрешенной годовой дозы облучения.

      Измерил уровень радиации в различных местах города: около  железной дороги, проезжей дороги, лесопосадок. (приложение 4)

      Следующим было с. Мещеряковка   Аркадакского  района. «Мы все – таки нашли это место с залежами урана, но подобраться к нему было нельзя. Оно было окружено вспаханным полем. По словам местных жителей, около этого места есть родник, в 90-х годах, там начинали работать, но вскоре это все было «заморожено».  В местной библиотеке нашелся интересный материал из газет, касающийся нашей темы исследования». Рассказала об этом  Митрофанова С.Д.

Выводы.

     Развитие жизни на земле всегда происходило в присутствии радиационного фона окружающей среды. Радиоактивное излучение - это не нечто новое, сотворенное разумом человека, а вечно существующее явление. Поэтому есть все основания полагать, что живые организмы должны хорошо переносить ее воздействие в том случае, если уровень последней не слишком высок. Основную часть облучения, около 70%, человек на протяжении всей своей жизни получает от естественных источников радиоактивного загрязнения. Остальные 30% приходятся на антропогенное (техногенное) радиоактивное загрязнение. [3]

     Проведенные  исследования представляю в виде таблицы.

     Различные показания приборов в комнатах, школьных кабинетах, связаны с  вентиляцией  помещения, особенно большое содержание радона накапливается в непроветренных помещениях. Зависит от материала, из которого сделали помещение. Места (грунта), где построено помещение, так как некоторые радиоактивные долгоживущие изотопы входили в состав Земли с самого ее рождения, то есть от природного фактора (климатических и физических условий). Конечно, нельзя сказать, что около электроприборов, проезжей части дороги – радиоактивно, но прибор показал значения больше, чем у лесопосадок, в классной комнате и т.д. Возможно, он реагирует на электромагнитное поле, загазованность, над этим необходимо еще задуматься.

     Подобные колебания в пределах установленных норм не должны вызывать опасений, так как допустимыми считаются нормы до 30мкР/ч, и повышенными – более 30мкР/ч.

     В дальнейшем я планирую представить работу по данной теме на более сложном  уровне, но для этого необходимо изучить ядерную физику в 9 и 11 классах.

    Гипотеза верна. Показания прибора различны. Радиоактивный гамма-фон в городе Ртищево и вышеуказанных селах Аркадакского района допустим для уровня жизни и никакой угрозы пока не представляет. Но предостерегать себя от радиации необходимо каждому: знать методы защиты от радиации, находиться подальше от мест с повышенным уровнем гамма - фона.

Радиационная обстановка Саратовской области (сведения за 2022 год).

Основной задачей радиационного контроля является предупреждение вредного воздействия радиации на организм человека и животных, а также различные объекты природной среды (почву, воду, воздух, растения и т.д.). Имеется в виду неукоснительное (регламентируемое) выполнение санитарно-19 гигиенических правил и норм, а также радиационной безопасности при: размещении объектов, являющихся потенциальными источниками загрязнения объектов природной среды радиоактивными веществами; использовании ядерных взрывов в научных и производственных целях; удалении и обезвреживании радиоактивных отходов; определение допустимых уровней содержания радиоактивных веществ в объектах природной среды и организме человека, а также пределов доз излучения для отдельных лиц и всего населения.

При мониторинге радиационной обстановки для характеристики гамма-фона используется мощность амбиентного эквивалента дозы. Наблюдения за мощностью амбиентного эквивалента дозы (МЭД) на территории Российской Федерации проводятся на станциях, входящих в систему радиационного мониторинга Росгидромета.

Отбор проб радиоактивных аэрозолей и радиоактивных выпадений, атмосферных осадков и измерение МЭД производятся на специально оборудованных пунктах наблюдения, которые размещаются на территориях гидрометеорологических станций и постов, радиометрических лабораторий, или других учреждений Росгидромета. Отбор проб радиоактивных аэрозолей, радиоактивных выпадений, атмосферных осадков проводится при любых погодных условиях с использованием ВФУ, планшетов радиоактивных выпадений, сборников атмосферных осадков. Радиационный мониторинг на территории области осуществляют 19 метеостанций (МС), подразделений Саратовского ЦГМС – филиала ФГБУ «Приволжское УГМС», по следующим направлениям:20 - измерение мощности амбиентного эквивалента дозы (МЭД) на открытой местности, которая оценивается по сравнению с критическими значениями, рассчитанными для каждого пункта наблюдения за предыдущий трехлетний период; - отбор проб на определение радиоактивных атмосферных выпадений на пяти МС области, а также значений суммарной бета-активности радиоактивных атмосферных аэрозолей в приземном слое атмосферы, которые сравниваются с фоновым значением за предыдущий месяц; - отбор проб воды в Саратовском водохранилище на содержание трития. Измерения МЭД по области проводятся ежедневно 8 раз в сутки на 9 метеорологических станциях (МС), расположенных в 100-километровой зоне вокруг Балаковской АЭС, и 1 раз в сутки на остальных МС области.

Средние значения МЭД в августе колебались в пределах от 0,10 до 0,16 мкЗв/час. Максимальное значение МЭД гамма-излучения 0,19 мкЗв/час было зафиксировано на МС Сплавнуха 17 августа. Превышений критического значения МЭД (НкрВЗ=0,26 мкЗв/ч), вычисленного для Саратовской области по результатам измерений за предыдущие годы, не зафиксировано. Отбор проб радиоактивных атмосферных выпадений по Саратовской области осуществляется на 5 метеостанциях: МС Балаково, МС Балашов, МС Новоузенск, МС Пугачев, МС Саратов Юго-Восток, непрерывно с суточной экспозицией с помощью горизонтальных марлевых планшетов, которые регулярно отправляются на анализ в радиометрическую группу ЛМЗА Озерной станции города Балаково. В августе 2021 года на метеостанциях области было выполнено 2577 определений гамма – фона, отобрано 186 планшетных проб на радиоактивность и выполнено 62 определения по атмосферным выпадениям и аэрозолям.

Средние значения радиоактивных атмосферных выпадений в августе колебались от 2,29 Бк/м2 в сутки (МС Балаково) до 2,78 Бк/м2 в сутки (МС Балаково); максимальное значение 15,13 Бк/м 2 в сутки зафиксировано 06-07 августа на МС Балаково.

По данным наблюдений на МС Балаково максимальное значение суммарной бета-активности радиоактивных атмосферных аэрозолей в приземном слое атмосферы 85,3×10 -5 Бк/м 3 было зафиксировано 18-19 августа. Радиационная обстановка в течение месяца была стабильной и находилась в пределах радиационного фона местности. Экстремально высоких (ЭВЗ) и высоких (ВЗ) уровней радиационного загрязнения в августе не зафиксировано. [6]

      В данный момент с Саратовской области  стоит проблема по захоронению радиоактивных отходов. Это дорого и сложно. Надеюсь на человеческий фактор, который не позволит халатно с этим обойтись.

Список источников.

     [1] https://studopedia.net/1_33745_kak-radiatsiya-mozhet-popast-v-organizm.html

     [2] https://nhutils.ru/blog/флюорография-рентген-доза-облучения/

             [3]https://saratov.aif.ru/society/stalo_izvestno_o_radiacionnaya_obstanovke_v_saratovskoy_oblasti

[4]http://ekolog.org/books/17/8_1.htm

[5] http://elib.biblioatom.ru/text/brodskiy_himiya-izotopov_1957/0000/00/ 

[6] http://pogoda-sv.ru/docs/ecology_info/sar_aug_2021.pdf

Приложение.

1.Измерение уровня гамма - фона помидор.

2.Измерение уровня гамма - фона в кабинете физики.

3.Измерение уровня гамма - фона в кабинете информатики.

4.Измерение уровня гамма - фона около лесопасадок.

5.Измерение уровня гамма - фона около проезжей части.

 Материал из газеты «Сельская новь» 28 марта 1996г. № 36

Сельская новь» 30 мая 1996г. № 62

«Сельская новь» 30 мая 1996г. № 62

 Аркадакский район с.Мещеряковка, поле около залежей урана.