Đang tải... (xem toàn văn)
LỜI NÓI ĐẦU 3 CHƯƠNG 1: MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 4 1. Phóng xạ và ô nhiễm phóng xạ 4 2. Các tia phóng xạ 4 2.1 Tia α 4 2.2 Tia β 5 2.3 Tia γ 5 2.4 Bức xạ Nơtron 6 2.5 Tia X 6 CHƯƠNG 2: NGỒN GỐC 6 2.1 Nguồn gốc tự nhiên 6 2.1.1 Các loại phân rã phóng xạ tự nhiên 6 2.1.2 Các hạt nhân phóng xạ khác 10 2.1.3 Bức xạ từ vũ trụ 11 2.2 Phóng xạ nhân tạo 12 2.2.1 Thử nghiệm bom nguyên tử 12 2.2.2 Sử dụng năng lượng hạt nhân 15 2.2.3.Khai thác khoáng sản 16 2.2.4 Các nguồn khác 17 CHƯƠNG 3: THỰC TRẠNG Ô NHIỄM PHÓNG XẠ 18 3.1 Ô nhiễm phóng xạ trên thế giới. 19 3.2 Ô nhiễm phóng xạ ở Việt Nam. 20 CHƯƠNG 4: ẢNH HƯỞNG CỦA PHÓNG XẠ ĐỐI VỚI MT VÀ CON NGƯỜI 23 4. 1 Ảnh hưởng đối với môi trường đất 23 4. 2 Ảnh hưởng đối với môi trường nước 25 4. 3 Ảnh hưởng đối với không khí 27 4. 4 Ảnh hưởng đối với sinh vật 28 4. 5 Ảnh hưởng đối với con người 29 CHƯƠNG 5: BIỆN PHÁP 33 5. 1 Biện pháp phòng ngừa 33 5. 2 Biện pháp xử lý 34 5. 3 Bạn sẽ phải làm gì nếu ở trong vùng có nguy cơ nhiễm phóng xạ 37 KẾT LUẬN 38
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KHOA HÓA BÀI TIỂU LUẬN ĐỘC HỌC MÔI TRƯỜNG ĐỀ TÀI: Ô NHIỄM CHẤT PHÓNG XẠ GVHD: Đào Văn Dũng Nhóm thực hiện: Nhóm 13 Lớp: 11CHP Đà Nẵng, 2014 Bài tiểu luận độc học môi trường 2 MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU 2 Sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã đem lại cho con người nhiều thành tựu trong công nghiệp, nông nghiệp, y học,… nhưng bên cạnh đó, sự phát triển này đã tác động không nhỏ đến môi trường làm mất cân bằng sinh thái. Trong đó sự phát triển của năng lượng hạt nhân đã tạo nên bước phát triển nhảy vọt của con người nhưng việc sản xuất một lượng lớn các hạt nhân phóng xạ (các đồng vị phóng xạ) ở những cơ sở sản xuất vũ khí hạt nhân và ở những lò phản ứng hạt nhân đã tạo ra mối quan tâm ngày càng tăng về ảnh hưởng của các chất phóng xạ đối với sức khỏe và môi trường 2 Ngày nay việc sử dụng các tia phóng xạ hay bức xạ ion hoá ngày càng được mở rộng. Việc nghiên cứu và ứng dụng các tia phóng xạ đã có nhiều tiến bộ, làm đảo lộn các kỹ thuật trong công nghiệp, nông nghiệp, y học hoặc sinh học. Thành tựu của ngành vật lý hạt nhân cho phép sử dụng năng lượng hạt nhân vào nhiều ngành kinh tế quốc dân. Ở nước ta hiện nay, phóng xạ cũng đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành: mỏ, địa chất, thăm dò dầu khí, y tế, v.v… Riêng trong ngành y tế, đội ngũ thầy thuốc X quang hàng ngày phải tiếp xúc với tia X, cũng đã rất đông đảo. Tuy nhiên lợi ích của phóng xạ là rất lớn nhưng tác hại của nó không phải nhỏ 2 LỜI NÓI ĐẦU Sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã đem lại cho con người nhiều thành tựu trong công nghiệp, nông nghiệp, y học,… nhưng bên cạnh đó, sự phát triển này đã tác động không nhỏ đến môi trường làm mất cân bằng sinh thái. Trong đó sự phát triển của năng lượng hạt nhân đã tạo nên bước phát triển nhảy vọt của con người nhưng việc sản xuất một lượng lớn các hạt nhân phóng xạ (các đồng vị phóng xạ) ở những cơ sở sản xuất vũ khí hạt nhân và ở những lò phản ứng hạt nhân đã tạo ra mối quan tâm ngày càng tăng về ảnh hưởng của các chất phóng xạ đối với sức khỏe và môi trường. Ngày nay việc sử dụng các tia phóng xạ hay bức xạ ion hoá ngày càng được mở rộng. Việc nghiên cứu và ứng dụng các tia phóng xạ đã có nhiều tiến bộ, làm đảo lộn các kỹ thuật trong công nghiệp, nông nghiệp, y học hoặc sinh học. Thành tựu của ngành vật lý hạt nhân cho phép sử dụng năng lượng hạt nhân vào nhiều ngành kinh tế quốc dân. Ở nước ta hiện nay, phóng xạ cũng đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành: mỏ, địa chất, thăm dò dầu khí, y tế, v.v… Riêng trong ngành y tế, đội ngũ thầy thuốc X quang hàng ngày phải tiếp xúc với tia X, cũng đã rất đông đảo. Tuy nhiên lợi ích của phóng xạ là rất lớn nhưng tác hại của nó không phải nhỏ. Ô nhiễm chất phóng xạ Nhóm 13 11CHP Bài tiểu luận độc học môi trường 3 Loài người không bao giờ quên hai quả bom nguyên tử lần đầu tiên sử dụng ở hai thành phố Nagasaki và Hirosima (Nhật Bản) vào tháng 8 năm 1945. Hậu quả của việc nổ bom nguyên tử này đã sản sinh ra những tia phóng xạ gây nguy hiểm cho con người, môi trường và những sinh vật khác trong thời gian dài. Trong bài tiểu luận này nhóm chúng tôi đề cập đến sự ô nhiễm phóng xạ: các nguồn phát sinh phóng xạ, sự phát tán của nó trong môi trường và sự nguy hiểm của phóng xạ đối với sức khỏe của con người với mục đích giới thiệu cho các bạn về sự ô nhiễm phóng xạ để biết,hiểu và cùng nhau chung tay bảo vệ môi trường,bảo vệ hành tinh của chúng ta. CHƯƠNG 1: MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1. Phóng xạ và ô nhiễm phóng xạ - Phóng xạ là hiện tượng một hạt nhân không bền vững tự phát phân rã, phát ra các tia phóng xạ và biến đổi thành hạt nhân khác. - Ô nhiễm phóng xạ là sự phát tán của các tia có năng lượng cao và các chất phóng xạ vào đất, nước, không khí, sinh vật. 2. Các tia phóng xạ Ô nhiễm chất phóng xạ Nhóm 13 11CHP Bài tiểu luận độc học môi trường 4 Hình 1.1. Các tia phóng xạ 2.1. Tia α - Hạt α là hạt nhân của nguyên tử Heli thoát ra từ một nhân nguyên tử nặng trong quá trình biến đổi hạt nhân. Ví dụ: Ra226 → Rn222 + He4 - Tia α gồm các hạt nhân của nguyên tử He mang hai proton và hai neutron Tia α có mức năng lượng cao, dễ dàng hấp thụ trong các vật liệu, làm ion hóa môi trường, dễ mất năng lượng trong khoảng cách ngắn và chỉ đi được 8 cm trong không khí. - Do kích thước lớn, các hạt α không thể thấm sâu vào vật chất (vài centimet không khí hay da là đủ để chặn lại) nhưng chúng lại có khả năng tạo ra một lượng lớn các sản phẩm ion hóa chỉ cần sau một thời gian thâm nhập rất ngắn (30.000 cặp ion trong 1cm mà tia đi qua). Do đó, các hạt α biểu hiện rất ít khả năng độc hại ngoài cơ thể nhưng chúng lại rất nguy hiểm qua đường tiêu hóa hoặc đường hô hấp. 2.2. Tia β Ô nhiễm chất phóng xạ Nhóm 13 11CHP Bài tiểu luận độc học môi trường 5 - Tia β là chùm điện tử, phát sinh ra từ hạt nhân nguyên tử, có kèm theo hiện tượng hạt nhân trung hòa (nơtron) biến thành hạt mang điện (proton) hoặc ngược lại, và có tia β (-) (như khi P32 biến thành S32) và tia β (+) (như khi Na22biến thành Ne22). - Tia β cũng làm ion hóa môi trường nhưng yếu hơn so với tia α và có khả năng đâm xuyên trong không khí khoảng hàng trăm mét, nhưng dễ bị ngăn lại bởi các lớp nước, thủy tinh hoặc kim loại. Không có khả năng đâm xuyên qua da chỉ gây hại khi được phát sinh trong cơ thể. -Mặc dù các hạt β có khả năng thâm nhập lớn hơn các hạt α nhưng chúng lại sản ra ít ion hơn nhiều theo đơn vị chiều dài đường đi (150 cặp ion qua 1cm không khí). - Tia β có thể biến thành tia α hay tia X khi các hạt β chậm lại lúc đi gần một hạt nhân của chất bị đâm xuyên (bức xạ hãm). 2.3. Tia γ - Tia γ là chùm hạt photon phóng ra từ hạt nhân nguyên tử. Là sóng điện từ có bước sóng rất ngắn, năng lượng cao. - Các tia γ có khả năng ion hóa rất kém (chỉ sinh vài cặp ion khi đi qua 1cm không khí) nhưng khả năng đâm xuyên lại rất mạnh so với các tia α và β. Phải dùng những tấm chì dày hàng centimet mới làm giảm được rõ rệt số tia đi qua. Không bao giờ tia γ bị hấp thụ hoàn toàn hoặc bị chặn hẳn lại. -Bản chất tia γ là điện tử và có tốc độ là 3.108 m/s. - Mức độ gây hại của tích lũy phóng xạ phụ thuộc vào loại và năng lượng tia phóng xạ. Mức độ gây hại của các tia phóng xạ đối với cơ thể sống được xếp theo thứ tự giảm dần như sau: α > β > γ. 2.4. Bức xạ Nơtron - Nơtron là những hạt không mang điện của hạt nhân nguyên tử, được giải phóng trong quá trình phá vỡ hạt nhân nguyên tử nặng uran (lò phản ứng nguyên tử). Ô nhiễm chất phóng xạ Nhóm 13 11CHP Bài tiểu luận độc học môi trường 6 - Nơtron chỉ bị giữ lại khi va chạm vào các hạt nhân khác, do đó nó có khả năng đâm xuyên rất lớn, các nguyên tố có hạt nhân bị va chạm trở thành có tính phóng xạ. 2.5. Tia X - Sự đổi chỗ của các điện tử từ quỹ đạo này sang quỹ đạo khác phát ra tia X. - Giống như tia γ, tia X cũng là bức xạ điện tử nhưng có bước sóng dài hơn. Các tính chất của tia X cũng tương tự tia γ. CHƯƠNG 2: NGUỒN GỐC 2.1. Nguồn gốc tự nhiên: 2.1.1. Các loại phân rã phóng xạ tự nhiên: Trong tự nhiên, thông thường có ba dãy nguyên tố phóng xạ luôn luôn hoạt động, đó là dãy uran, dãy thori, dãy actini. Đầu mỗi dãy đều có một đồng vị phóng xạ với thời gian sống dài lâu (sống lâu) và cuối mỗi dãy luôn luôn là những đồng vị bền của chì. Bảng 2.1: Dãy Uran Tên nguyên tố Ký hiệu Các loại hạt bức xạ Chu kỳ bán rã Α Β γ Uran U238 + + 4,5 x 109 năm Thori Th234 + + 24,1 ngày Ô nhiễm chất phóng xạ Nhóm 13 11CHP Bài tiểu luận độc học môi trường 7 Protactini Pa234 + + 117 phút Uran U234 + + 2,5 x 105 năm Thori Th230 + + 8,0 x 104 năm Radi Ra226 + + 1,6 x 103 năm Radon Rn222 + + 3,82 ngày Poloni Po218 + 3,05 phút Chì Pb214 + + 26,8 phút Bitmut Bi214 + + 19,7 phút Poloni Po214 + + 1,6 x 10-4 giây Tali Tl210 + + 1,32 phút Chì Pb210 + + 20,4 năm Bitmut Bi210 + + 5 ngày Poloni Po210 + + 138 ngày Chì Pb206 Hạt nhân bền Bảng 2.2: Dãy Thori Tên nguyên tố Ký hiệu Các loại hạt bức xạ Chu kỳ bán rã Α Β γ Thori Th232 + + 1,41 x 1010 năm Radi Ra228 + 6,7 năm Aktoni Ac228 + + 6,13 giờ Thori Th228 + + 1,90 năm Ô nhiễm chất phóng xạ Nhóm 13 11CHP Bài tiểu luận độc học môi trường 8 Radi Ra224 + + 3,64 ngày Radon Rn220 + + 55,3 giây Poloni Po210 + 0,145 giây Chì Pb212 + + 10,6 giờ Bitmut Bi212 + + 60,6 phút Poloni Po212 + 3 x 10-7 giây Tali Tl208 + + 3,1 phút Chì Pb208 Hạt nhân bền Bảng 2.3: Dãy Actini Tên nguyên tố Ký hiệu Các loại hạt bức xạ Chu kỳ bán rã Α Β γ Uran U235 + + 71 x 108 năm Thori Th231 + + 225 giờ Protactini Pa231 + + 3,25 x 104 năm Aktoni Ac227 + + 21,6 năm Thori Th227 + + 18,2 ngày Pranci Fr223 + + 22 phút Radi Ra223 + + 11,44 ngày Radon Rn219 + + 4,0 giây Poloni Po215 + 1,78 x 10-3 giây Ô nhiễm chất phóng xạ Nhóm 13 11CHP Bài tiểu luận độc học môi trường 9 Chì Pb211 + + 36,1 phút Astatin At211 + 0,9 phút Bitmut Bi211 + + 2,16 phút Poloni Po211 + + 0,5 giây Tali Tl207 + + 4,79 phút Chì Pb207 Hạt nhân bền 2.1.2. Các hạt nhân phóng xạ khác: - Trong các loại đất, đá trong lòng Trái Đất cũng có một số những nguyên tố phóng xạ khác, không nằm trong các dãy trên và có thời gian sống khá dài. Bảng 2.4: Các nguyên tố phóng xạ riêng lẻ trong tự nhiên: Tên nguyên tố Ký hiệu Các loại hạt bức xạ Chu kỳ bán rã Α Β Γ Kali K40 + + 1,3 x 109 năm Vanadi V50 + + 6 x 1014 năm Rubidi Rb87 + 4,8 x 1010 năm Indi In115 + 6 x 1014 năm Lantan La138 + + 1,1 x 1011 năm Samari Sm147 + 1,05 x 1011 năm Luteti Lu176 + + 2,2 x 1010 năm Ô nhiễm chất phóng xạ Nhóm 13 11CHP Bài tiểu luận độc học môi trường 10 -Hoạt độ của các đồng vị phóng xạ này phụ thuộc vào thành phần đất, đá xác định. Hoạt độ của các hạt nhân phóng xạ trong các loại đá có nguồn gốc từ núi lửa như đá granit…. thường cao hơn ở các đá có nguồn gốc từ phù sa như đá vôi, đá cuội…. - Ngược lại với các loại đá, đối với các loại đất thì mật độ chất phóng xạ còn tùy thuộc vào dạng đất, quá trình hình thành loại đất, nguồn nước có trong đất và sự tạo thành các cây cối trên và trong đất đó. 2.1.3. Bức xạ từ Vũ Trụ - Bức xạ sơ cấp từ Vũ Trụ đi vào bầu khí quyển Trái Đất chủ yếu gồm các hạt proton, các hạt α và một lượng nhỏ các hạt điện tử, γ và nơtrino. Các hạt này tương tác với các hạt nhân nguyên tử khí trong khí quyển tạo ra các bức xạ thứ cấp và các hạt thứ cấp, và bức xạ điện từ được gọi chung là bức xạ Vũ Trụ thứ cấp. Bức xạ Vũ Trụ sơ cấp còn bao gồm các bức xạ từ các hệ thiên hà. - Mức độ bức xạ Vũ Trụ còn phụ thuộc vào độ cao trong khí quyển và sự hoạt động của Mặt Trời càng cao thì lượng phóng xạ này càng tăng. Bảng 2.5. Các đồng vị phóng xạ trong tự nhiên: Tên nguyên tố Ký hiệu Các loại hạt bức xạ Chu kỳ bán rã Α Β γ Triti H3 + 12,3 năm Berili Be7 + 54 ngày Berili Be10 + 25 x 106 năm Cacbon C14 + 5.730 năm Natri Na22 + + 2,6 năm Ô nhiễm chất phóng xạ Nhóm 13 11CHP [...]... vào loại công nghệ mà nhà máy sử dụng Ô nhiễm chất phóng xạ Nhóm 13 11CHP Bài tiểu luận độc học môi trường 17 Hình 2.5 .Chất thải phóng xạ Hình 2.6 Rò rỉ phóng xạ -Do rò rỉ trong quá trình vận chuyển, sản xuất và sử dụng các nguyên tố phóng xạ -Sử dụng các đồng vị phóng xạ trong công nghiệp và nông nghiệp Lò phản ứng công nghiệp và thí nghiệm khoa học bị rò rỉ CHƯƠNG 3: THỰC TRẠNG Ô NHIỄM PHÓNG XẠ Các... chế biến đất hiếm cần sử dụng nhiều hóa chất ảnh hưởng đến môi trường Ngoài ra, trong quặng đất hiếm có khoáng chất mang tính phóng xạ gây ô nhiễm phóng xạ Ô nhiễm chất phóng xạ Nhóm 13 11CHP Bài tiểu luận độc học môi trường 20 Hình 3.2.Việc khai thác đất hiếm chứa nhiều chất phóng xạ Ô nhiễm chất phóng xạ Nhóm 13 11CHP Bài tiểu luận độc học môi trường 21 - Do sức mạnh hủy diệt to lớn của các loại vũ... 4% phóng ra ngoài Trong đó có 10% - 20% là iốt-131 và xêxi 137 - Quá trình khai thác, chế biến, sử dụng các sa khoáng có chứa các chất phóng xạ như: ilmenit, zircon, monazite,… dẫn đến sự làm giàu và tăng khả năng xâm nhập của các nguyên tố phóng xạ vào môi trường xung quanh gây ô nhiễm phóng xạ Các chất thải chứa chất phóng xạ chưa qua xử lí được thải trực tiếp ra các con sông, ra biển… Ô nhiễm chất. .. chất phóng xạ ven biển Việt Nam đã gây ra sự ô nhiễm phóng xạ với các mức độ khác nhau đối với môi trường xung quanh Các yếu tố tác động của tự nhiên (tác động phong hóa và các tác động khác), tác động của con người (đặc biệt là tác động khai thác khoáng sản), tác động của môi trường địa hóa làm cho các chất phóng xạ bị phát tán ra môi trường xung quanh, làm tăng quy mô và mức độ ô nhiễm phóng xạ Ô nhiễm. .. những chất phóng xạ phát tán vào môi trường khí quyển Các chất phóng xạ được sinh ra liên tục với một lượng lớn trong các phản ứng dây chuyền phân hạch trong lò phản ứng Qua tính toán, người ta đã thấy rằng, một lò phản ứng hạt nhân với công suất 1000 MW sẽ phát tán một lượng phóng xạ là 1010 Ci Lượng phóng xạ này được tung vào môi trường ở trạng thái lỏng và hơi phóng xạ (khí) Bảng 2.7: Nhiễm xạ môi... động đến sự trao đổi chất của cây và làm giảm năng suất các mùa vụ Ô nhiễm chất phóng xạ Nhóm 13 11CHP Bài tiểu luận độc học môi trường 24 Cây cối hay các loài thực vật khác sẽ hút chất bị ô nhiễm từ vùng đất bị ô nhiễm sau đó chuyển vào chuỗi thức ăn gây hại cho cơ thể con người Ở những vùng đất bị ô nhiễm này nếu không xử lí kịp thời có thể trở thành đất chết Hình 4.1 .Chất phóng xạ plutonium trong... Ảnh hưởng đối với không khí: Các nguồn phóng xạ nguy hiểm nhất trong không khí là các vụ nổ thử vũ khí hạt nhân mà vật liệu làm chất nổ cho các loại vũ khí hạt nhân là các đồng vị phóng xạ U235, U238 và Pu239, mà các vụ nổ này tạo ra rất nhiều chất phóng xạ hình thành đám mây phóng xạ Cường độ phóng xạ của Cs137 và Ba137 sau chừng 100 năm vẫn không giảm Ngoài ra, các chất phóng xạ này lại thực hiện... tán các chất phóng xạ làm nhiễm bẩn môi trường Ô nhiễm chất phóng xạ Nhóm 13 11CHP Bài tiểu luận độc học môi trường 27 Hình 4.3 Sự phát tán chất phóng xạ 4.4 Ảnh hưởng đối với sinh vật: Phóng xạ hủy hoại các cơ thể sống bởi vì nó khơi mào các phản ứng hóa học độc hại đối với các mô tế bào Ví dụ, các liên kết trong các cấu trúc cao phân tử sẽ bị bẻ gãy Trong các trương hợp ngộ độ phóng xạ cấp tính,... AlphaRadon Không 300 pCi / l (tiêu chuẩn đề xuất) Hạt beta và phóng xạ Photon Không 4 milligram mỗi năm Radium 226 và Radium 228 Không 5 picoCuries mỗi lít Không 30 microgram trên một lít (Kết hợp) Uranium MCLG: mục tiêu chất gây nhiễm tối đa,càng gần tới mục tiêu này thì càng tốt Ô nhiễm chất phóng xạ Nhóm 13 11CHP Bài tiểu luận độc học môi trường 22 CHƯƠNG 4: ẢNH HƯỞNG CỦA PHÓNG XẠ ĐỐI VỚI MÔI TRƯỜNG... thực sự cần thiết.Cấm chiếu tia phóng xạ cho những phụ nữ đang mang thai Ô nhiễm chất phóng xạ Nhóm 13 11CHP Bài tiểu luận độc học môi trường 33 -Phỉa có khoảng cách thích hợp giữa nguồn gây phóng xạ đối với nơi con người sinh sống bởi vì mức độ phóng xạ sẽ giảm tie lệ với bình phương khoảng cách -Dùng chì để bao bọc và bảo quản chất phóng xạ Để bảo vệ cơ thể khỏi nhiễm xạ ngoài, bạn cần: - Bảo vệ bằng . x 105 năm Thori Th230 + + 8,0 x 104 năm Radi Ra226 + + 1,6 x 103 năm Radon Rn222 + + 3,82 ngày Poloni Po218 + 3,05 phút Chì Pb214 + + 26,8 phút Bitmut Bi214 + + 19,7 phút Poloni Po214 + + 1,6. hoạt động đã thải tro bụi v o không khí. Ngoài tro bụi thì các đồng vị phóng xạ trong tro bụi đó cũng làm bẩn môi trường không khí của khu công nghiệp đó. Khả năng ô nhiễm này phụ thuộc v o. ngày Poloni Po210 + + 138 ngày Chì Pb206 Hạt nhân bền Bảng 2.2: Dãy Thori Tên nguyên tố Ký hiệu Các loại hạt bức xạ Chu kỳ bán rã Α Β γ Thori Th232 + + 1,41 x 1010 năm Radi Ra228 + 6,7 năm Aktoni