Радиационный фон и его виды – Естественный радиационный фон. Определение мощности дозы естественного радиационного фона и искусственного источника радиации

Всё о радиации: радиация и экологические исследования

Радиация и ионизирующие излучения

Слово «радиация» произошло от латинского слова «radiatio», что в переводе означает «сияние», «излучение».

Основное значение слова «радиация» (в соответствии со словарём Ожегова изд. 1953 года): излучение, идущее от какого-нибудь тела. Однако со временем оно было заменено на одно из его более узких значений — радиоактивное или ионизирующее излучение.

Ионизирующее излучение — в самом общем смысле — различные виды микрочастиц и физических полей, способные ионизировать вещество.

Не у всех химических элементов ядра такие стабильные, как у углерода. Многие ядра могут неожиданно распадаться, выбрасывая с огромной энергией свои части и претерпевая значительные превращения. Это явление называют радиоактивностью. Радиоактивность делят на естественную и искусственную. Существует пять видов ионизирующего излучения (радиации):

1. Альфа излучение — представляют собой поток ядер атомов гелия, излучение обладает низкой проникающей способностью (при внешнем облучении не способно проникнуть через роговой слой кожи). Пробег в воздухе — 2 см. Таким образом, альфа излучение абсолютно безопасно при внешнем облучении и крайне опасно при внутреннем облучении. Наиболее эффективная защита — расстоянием (более 2-3 см от источника), защититься от альфа излучения можно листом бумаги.

Источник: chemlight.ucoz.ru
Гамма излучение имеет
корпускулярную природу

2. Бета излучение — представляет собой поток электронов, обладает относительно низкой проникающей способностью (2-3 см. при внешнем облучении). Пробег в воздухе — порядка 15 см. Таким образом, бета излучение может быть опасным при внешнем облучении (при условии контакта с кожей), но более опасно при внутреннем облучении, хотя менее опасно, чем альфа излучение. Защита — временем и расстоянием, а также экраном (достаточно плотной одежды).

3. Гамма излучение и рентгеновское излучение — это электромагнитные излучения. Оба вида обладают высокой проникающей способностью (порядка метра, т.е. при внешнем облучении пронизывает тело человека насквозь). Таким образом, это излучение наиболее опасно при внешнем облучении, от него можно защититься расстоянием, временем и экраном (используют продукты переработки нефти).

4. Нейтронное излучение — представляет собой поток нейтронов. Характерна высокая проникающая способность (еще большая, чем у гамма излучения), т.е. также пронизывает тело человека при внешнем облучении. Ионизирующая способность относительно низкая, но несмотря на это нейтронное излучение является очень опасным при внешнем облучении. Защита от него временем, расстоянием, экраном (используют свинцовые пластины).

Источники попадания радиации в организм человека

Радиация встречается повсюду. Вопрос только в каких количествах? В целом, все источники радиации на планете можно разделить на естественные (космическое излучение, газы, радиоизотопы) и искусственные (причиной появления которых стал человек). Способов попадания радиации, как искусственной, так и естественной в человеческий организм очень много. Поэтому очень важно знать в насколько радиационно безопасной среде Вы живёте.

Есть множество подходов к расчёту доз облучения в зависимости от источника излучения и объекта облучения. Нас с Вами интересует излучение, воздействующее на человека: непосредственно (внешнее облучение) и опосредованно (через пищу, воздух, воду — внутреннее облучение).

Поглощенная доза — это энергия ионизирующего излучения, переданная единице массы вещества. При привязке к человеческому организму — это энергия ионизирующего излучения, переданная единице массы человеческого тела. С учетом пересчета всех видов излучений на гамма-излучение и на различное восприятие различных органов человека для поглощённой дозы (эффективная экивалентная доза) вводится единица измерения, называемая Зиверт.

1 Зиверт (Зв) = 100 Рентген (Р).

Мощность дозы — это доза облучения, воспринимаемая в единицу времени, например, Р/час (рентген в час).

Естественная радиоактивность

Естественная радиация была всегда: до появления человека, и даже нашей планеты. Радиоактивно всё, что нас окружает: почва, вода, растения и животные. В зависимости от региона планеты уровень естественной радиоактивности может колебаться от 5 до 20 микрорентген в час (20 мкР/ч = 0.20 мкЗв/ч). По сложившемуся мнению, такой уровень радиации не опасен для человека и животных, хотя эта точка зрения неоднозначна, так как многие ученые утверждают, что радиация даже в малых дозах приводит к раку и мутациям. Правда, в связи с тем, что повлиять на естественный уровень радиации мы практически не можем, нужно стараться максимально оградить себя от факторов, приводящих к значительному превышению допустимых значений.

Вспышки на солнце — один из источников «естественного» радиационного фона	Уровень радиации в салоне самолетана высоте 10 000 м превышает естественный в 10 раз

Откуда же берется естественная радиоактивность? Существует три основных источника:

1. Космическое излучение и солнечная радиация — это источники колоссальной мощности, которые в мгновение ока могут уничтожить и Землю, и всё живое на ней. К счастью, от этого вида радиации у нас есть надёжный защитник — атмосфера. Впрочем, интенсивная человеческая деятельность приводит к появлению озоновых дыр и истончению естественной оболочки, поэтому не следует слишком долго находиться под воздействием прямых солнечных лучей. Интенсивность влияния космического излучения зависит от высоты над уровнем моря и широты. Чем выше Вы над Землей, тем интенсивнее космическое излучение, с каждой 1000 метров сила воздействия удваивается, а на экваторе уровень излучения гораздо сильнее, чем на полюсах.

Ученые отмечают, что именно с проявлением космической радиации связаны частые случаи бесплодия у стюардесс, которые основное рабочее время проводят на высоте более десяти тысяч метров. Впрочем, обычным гражданам, не увлекающимся частыми перелетами, волноваться о космическом излучении не стоит.

Источники попадания радона в дома и квартиры	Соотношение естественных источников радиации

2. Излучение земной коры. Помимо космического излучения радиоактивна и сама наша планета. В её поверхности содержится много минералов, хранящих следы радиоактивного прошлого Земли: гранит, глинозём и т.п. Сами по себе они представляют опасность лишь вблизи месторождений, однако человеческая деятельность ведёт к тому, что радиоактивные частицы попадают в наши дома в виде стройматериалов, в атмосферу после сжигания угля, на участок в виде фосфорных удобрений, а затем и к нам на стол в виде продуктов питания. Известно, что в кирпичном или панельном доме уровень радиации может быть в несколько раз выше, чем естественный фон данной местности. Таким образом, хотя здание и может в значительной мере уберечь нас от космического излучения, но естественный фон легко превышается при использовании опасных материалов.

Человек подвергается облучению двумя способами. Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении. Или же они могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма. Такой способ облучения называют внутренним.

Накопление радона в разных комнатах

3. Радон — это радиоактивный инертный газ без цвета, вкуса и запаха (альфа-излучение). Он в 7,5 раз тяжелее воздуха, и, как правило, именно он становится причиной радиоактивности строительных материалов. Радон имеет свойство скапливаться под землей в больших количествах, на поверхность же он выходит при добыче полезных ископаемых или через трещины в земной коре. Более подробную информацию о радоне и его воздействии на человека можно прочитать в курсе лекций профессора И.Н. Бекмана «Радон — враг, врач и помощник».

Радон активно поступает в наши дома с бытовым газом, водопроводной водой (особенно, если её добывают из очень глубоких скважин), или же просто просачивается через микротрещины почвы, накапливаясь в подвалах и на нижних этажах. Снизить содержание радона, в отличие от других источников радиации, очень просто: достаточно регулярно проветривать помещение и концентрация опасного газа уменьшится в несколько раз.

Искусственная радиоактивность

В отличие от естественных источников радиации, искусственная радиоактивность возникла и распространяется исключительно силами людей. К основным техногенным радиоактивным источникам относят ядерное оружие, промышленные отходы, атомные электростанции — АЭС,  медицинское оборудование, предметы старины, вывезенные из «запретных» зон после аварии Чернобыльской АЭС, некоторые драгоценные камни.

Радиация может попадать в наш организм как угодно, часто виной этому становятся предметы, не вызывающие у нас никаких подозрений. Лучший способ обезопасить себя — проверить своё жилище и находящиеся в нём предметы на уровень радиоактивности либо купить дозиметр радиации. Мы сами ответственны за свою жизнь и здоровье. Защитите себя от радиации!

Источники радиоактивного облучения среднестатистического россиянина за год

В Российской Федерации существуют нормативы, регламентирующие допустимые уровни ионизирующего излучения. С 15 августа 2010 года и по настоящее время действуют санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях».

Последние изменения были внесены 15 декабря 2010 года — СанПиН 2.1.2.2801-10 «Изменения и дополнения N 1 к СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях».

Также действуют следующие нормативные документы, касающиеся ионизирующего излучения:

Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 7 июля 2009 г. N 47 «Об утверждении СанПиН 2.6.1.2523-09»;

Постановление Главного государственного санитарного врача РФ от 26 апреля 2010 г. N 40 «Об утверждении СП 2.6.1.2612-10 «Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ 99/2010)».

В соответствии с действующим СанПиН «мощность эффективной дозы гамма-излучения внутри зданий не должна превышать мощности дозы на открытой местности более чем на 0,2 мкЗв/час». При этом не сказано, какова же допустимая мощность дозы на открытой местности! В СанПиН 2.6.1.2523-09 написано, что «допустимое значение эффективной дозы, обусловленной суммарным воздействием природных источников излучения, для населения не устанавливается. Снижение облучения населения достигается путем установления системы ограничений на облучение населения от отдельных природных источников излучения», но при этом при проектировании новых зданий жилищного и общественного назначения должно быть предусмотрено, чтобы среднегодовая эквивалентная равновесная объемная активность дочерних изотопов радона и торона в воздухе помещений не превышала 100 Бк/м³, а в эксплуатируемых зданиях среднегодовая эквивалентная равновесная объемная активность дочерних продуктов радона и торона в воздухе жилых помещений не должна превышать 200 Бк/м³.

Однако в СанПиН 2.6.1.2523-09 в таблице 3.1 указано, что пределом эффективной дозы облучения для населения является 1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год. Таким образом, можно рассчитать, что предельная мощность эффективной дозы равна 5мЗв разделить на 8760 часов (количество часов в году), что равно 0,57мкЗв/час.

(В статье использованы материалы сайта www.dozimetr.biz.)

www.avdspb.ru

Естественный радиационный фон. Определение мощности дозы естественного радиационного фона и искусственного источника радиации

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Национальный исследовательский университет

Учебно-методическое пособие

Рекомендовано методической комиссией химического факультета для студентов ННГУ, обучающихся по направлению подготовки 020100 «Химия» и специальностям 020101 «Химия», 020801 «Экология», 240306 «Химическая технология монокристаллов, материалов и изделий электронной техники»

Нижний Новгород

2013

УДК 541.15

ББК Г13

О – 60

О – 60 ЕСТЕСТВЕННЫЙ РАДИАЦИОННЫЙ ФОН. ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОЩНОСТИ ДОЗЫ ЕСТЕСТВЕННОГО РАДИАЦИОННОГО ФОНА И ИСКУССТВЕННОГО ИСТОЧНИКА РАДИАЦИИ: Составитель: Учебно-методическое пособие. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2013. – 32 с.

Рецензент:

В настоящем учебно-методическом пособии изложены основы дозиметрии ионизирующих излучений. Описаны составляющие естественного радиационного фона. При выполнении лабораторной работы студент знакомится с дозиметрическими приборами и определяет мощности доз, создаваемых естественным радиационным фоном и искусственными источниками излучения, использует компьютерные технологии для определения дозиметрических характеристик.

Учебно-методическое пособие предназначено для студентов ННГУ, обучающихся по направлению подготовки 020100 «Химия» и специальностям 020101 «Химия», 020801 «Экология», 240306 «Химическая технология монокристаллов, материалов и изделий электронной техники», изучающих курс «Радиохимия и радиоэкология».

Ответственный за выпуск

заместитель председателя методической комиссии

химического факультета ННГУ

………………………

УДК 541.15

ББК Г 13

© Нижегородский государственный университет

им. Н.И. Лобачевского, 2013

Цель работы: определить при помощи дозиметрического прибора мощность дозы, создаваемой естественным радиационным фоном, в том числе его радоновой составляющей, природными объектами и искусственным источником излучения. Рассчитать мощность дозы от источника Cs-137 и сравнить с экспериментально найденной (по показаниям дозиметра).

1. Основные понятия дозиметрии

Дозиметрия (ионизирующих излучений) — это раздел прикладной ядерной физики. Предметом ее исследования является определение физических величин, характеризующих воздействие ионизирующих излучений на среду. Она имеет дело с физическими величинами, которые связаны с ожидаемым радиационным риском. Такие характеристики называют обычно дозиметрическими. Установленная связь между измеряемой физической величиной и ожидаемым радиационным эффектом — важнейшее свойство дозиметрических величин.

Задачей дозиметрии является разработка методов и средств измерения дозиметрических величин, измерение и расчет доз в полях источников излучений и в биологических объектах.

Различные виды излучения оказывают разное химическое, биохимическое и биологическое действие. Эффект облучения ионизирующими излучениями зависит от поглощенной энергии. Мерой поглощенной энергии является доза облучения.

Количественное определение дозы облучения, действующей на живой организм, необходимо, прежде всего, для выявления, оценки и предупреждения возможной радиационной опасности для человека. В этой связи насущным является вопрос об уровне профессиональной культуры, необходимым элементом которой должно быть понимание природы опасных факторов, сопутствующим развитию новых технологий, и тех реальных последствий, которые они могут вызвать.

Дозиметрия основывается на законах прохождения заряженных частиц, нейтронов, γ- и рентгеновских лучей через вещество. Все эти процессы сопровождаются поглощением энергии излучения в ионизируемой среде.

Важный аспект приложения дозиметрии – охрана окружающей природной среды, неотъемлемым компонентом которой являются радиационные поля и рассеянные радионуклиды естественного и искусственного происхождения.

Основные понятия дозиметрии: активность, доза поглощенная (D), мощность дозы (p), доза в органе или ткани (D_T), доза эквивалентная (H_T,R), доза эффективная (E), доза эквивалентная (H_T(τ)) или эффективная (E(τ)) ожидаемая при внутреннем облучении, доза эффективная (эквивалентная) годовая, доза эффективная коллективная, доза предотвращаемая, доза экспозиционная (X).

Активность. Количество ядер dN, испытывающих превращения в единицу времени dt, характеризует активность A или скорость радиоактивного распада dN/dt. Скорость радиоактивного распада A зависит от числа радиоактивных ядер N и их природы:

A = dN/dt = -λN,

где λ — радиоактивная постоянная, связанная с периодом полураспада T_1/2 соотношением:

λ = (ln 2)/T_1/2.

Единица активности в системе СИ – беккерель (Бк), названная в честь Анри Беккереля, открывшего явление радиоактивного распада, соответствует одному распаду в секунду:

1 Бк = 1 распад/с.

Внесистемная единица активности кюри (Ки) названа по имени Марии Кюри, известного ученого-радиохимика, основоположника учения о радиоактивности:

1 Ки = 3,7 ·10¹⁰ Бк.

Активность, равная 1 кюри, соответствует активности 1 г изотопа Ra-226.

Доза поглощенная (D) – величина энергии излучения, переданная веществу:

D = de/dm,

где de – средняя энергия, переданная веществу, находящемуся в элементарном объеме, dm – масса вещества в этом объеме.

Энергия может быть усреднена по любому определенному объему, и в этом случае средняя доза будет равна полной энергии, переданной объему, деленному на массу этого объема. В единицах СИ поглощенная доза измеряется в джоулях, деленных на килограмм (Дж/кг), и имеет специальное название – грей (Гр) (Льюис Харольд Грей – ученый, внесший большой вклад в становление радиационной дозиметрии). Использовавшаяся ранее внесистемная единица рад (radiation absorbed dose) равна 0,01 Гр.

Мощность дозы. Доза облучения, отнесенная к единице времени, называется мощностью дозы p. Мощность дозы в общем случае может быть непостоянной во времени. Если p₁ – мощность дозы в момент времени t, то доза за интервал времени от t₁ до t₂ составляет величину:

.

Если p = const, то

D = (t₂ – t₁)p.

Доза в органе или ткани (D_T) – средняя поглощенная доза в определенном органе или ткани человеческого тела:

,

где m_T — масса органа или ткани, а D – поглощенная доза в элементе массы dm.

Эквивалентная доза (H_T,R).

Разные типы излучения оказывают неодинаковое биологическое действие. Если плотность ионизации при передаче энергии велика, как это имеет место, например, при облучении альфа-частицами или протонами, то молекулы белка могут быть разорваны в нескольких местах и их повреждения становятся необратимыми, так как защитные механизмы организма не могут их восстановить. Образующиеся свободные радикалы весьма токсичны и могут нанести дополнительный вред организму. При облучении электронами или рентгеновскими и гамма-лучами степень разрушения молекул белка, как правило, значительно меньше, что позволяет защитным силам организма в какой-то мере восстановить молекулы. Для учета особенностей воздействия различных типов излучения на биологические объекты необходимо рассматривать величину линейной плотности ионизации и линейной передачи энергии для различных видов излучения с различной энергией. Исходя из этих величин, определяют значения коэффициентов, которые необходимо учитывать при оценке воздействия тех или иных видов излучения на биологические объекты. Эти коэффициенты называются взвешивающими. Их значения для ряда излучений приведены в табл. 1 (взяты из Норм радиационной безопасности).

Таблица 1. Взвешивающие коэффициенты W_R для отдельных видов излучения

Вид излучения	WR
Фотоны любых энергий	1
Электроны и мюоны любых энергий	1
Нейтроны с энергий менее 10 кэВ	5
от 10 кэВ до 100 кэВ	10
от 100 кэВ до 2 МэВ	20
от 2 МэВ до 20 МэВ	10
более 20 МэВ	5
Протоны с энергией более 2 МэВ	5
Альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра	20

Доза эквивалентная (H_T,R) – поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент для данного вида излучения, W_R:

H_T,R = W_RD_T,

где D_T – средняя поглощенная доза в органе или ткани T, а W_R – взвешивающий коэффициент для излучения R (Табл. 1).

При воздействии различных видов излучения с различными взвешивающими коэффициентами эквивалентная доза определяется как сумма эквивалентных доз для этих видов излучения:

H_m = ΣH_T,R.

Единицей эквивалентной дозы является Зиверт (Зв) (Рольф Зиверт – первый председатель Международной комиссии по радиологической защите, созданной в 1928 г). Иногда в литературе встречается старая внесистемная единица эквивалентной дозы бэр (в иностранной литературе rem).

1 бэр = 1 · 10^-2 Зв.

Доза эффективная (E) – величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов и тканей с учетом их радиочувствительности. Она представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органах и тканях на соответствующие взвешивающие коэффициенты:

E = Σ W_T · H_T,

где H_T – эквивалентная доза в ткани T или органе, а W_T – взвешивающий коэффициент для органа или ткани T.

Наиболее чувствительными к радиации являются кроветворные органы, гонады, легкие, щитовидная железа, желудок. Соответствующие взвешивающие коэффициенты приведены в таблице 2.

Таблица 2. Взвешивающие коэффициенты W_T для тканей и органов

Тип ткани или органа	WT
Гонады	0.2
Костный мозг (красный)	0.12
Легкие	0.12
Желудок	0.12
Щитовидная железа	0.05
Кожа	0.01

Единица эффективной дозы – зиверт (Зв).

Именно величина эффективной дозы характеризует воздействие излучения на человека, поэтому предельно допустимые уровни облучения выражаются в единицах эффективной дозы. В табл. 3 приведены пределы годовой эффективной дозы, установленные Нормами радиационной безопасности НРБ-99.

Персонал группы А – это лица, работающие с источниками техногенных ионизирующих излучений. Персонал группы Б – это лица, которые могут находиться по условиям работы в сфере воздействия источников. Нормы для персонала группы Б не должны превышать 25% от норм для персонала группы А.

Таблица 3. Основные годовые дозовые пределы.

Лица из персонала (группа А) Эффективная доза за год	Лица из населения Эффективная доза за год
20 мЗв (2 бэр) в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв (5 бэр) в год	1 мЗв (0.1 бэр) в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв (0.5 бэр) в год

Доза эквивалентная H_T(τ) или эффективная E(τ) ожидаемая при внутреннем облучении – это доза за время τ, прошедшее после поступления радиоактивных веществ в организм:

,

где τ₀ – момент поступления, а H_T(τ) – мощность эквивалентной дозы к моменту времени τ в органе или ткани T. Когда τ не определено, то его следует принять равным 50 годам для взрослых и (70 — τ₀) для детей.

Доза эффективная (эквивалентная) годовая – сумма эффективной (эквивалентной) дозы внешнего облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной (эквивалентной) дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за тот же год.

Доза эффективная коллективная – мера коллективного риска возникновения стохастических эффектов облучения, она равна сумме индивидуальных эффективных доз. Единицей эффективной коллективной дозы является человеко-зиверт (чел-Зв).

Доза предотвращаемая – прогнозируемая доза вследствие радиационной аварии, которая может быть предотвращена защитными мероприятиями.

Доза экспозиционная (Х) является специфической дозой фотонного излучения: рентгеновского и γ — излучения.

Экспозиционная доза X равна абсолютному значению полного заряда ионов одного знака, которые образуются в воздухе при полном торможении электронов и позитронов, освобожденных фотонным излучением в единице массы воздуха dm:

X = dQ/dm,

где dQ – суммарный заряд всех ионов одного знака, созданный в воздухе при полном торможении электронов и позитронов, освобожденных фотонами в массе воздуха dm.

Единицей экспозиционной дозы является Кл/кг. Значение 1 Кл/кг соответствует экспозиционной дозе, при которой все электроны и позитроны, освобожденные фотонами в воздухе массой 1 кг, производят ионы, несущие электрический заряд 1 Кл каждого знака. В практике и научной литературе распространена также единица экспозиционной дозы рентген (P). Ее название дано по имени немецкого ученого В.К.Рентгена, открывшего X-лучи (рентгеновское излучение).

1 Р = 2,58 · 10^-4 Кл/кг,

1 Кл/кг = 3,88 · 10³ Р.

Следует отметить, что хотя экспозиционная доза относится к сухому воздуху при нормальных условиях, тем не менее ее применение для биологических объектов оправдано, так как воздух (смесь газов N₂ – 75%, O₂ – 23%, CO₂ – 0.05%, Ar, Ne, Xe, Kr, H₂O – 1.85%) и мягкие ткани человеческого тела состоят из элементов с близкими атомными номерами Z.

В последних нормативных документах понятие экспозиционной дозы не приводится.

Экспериментальная техника дозиметрии связана с применением ионизационных камер, ионизационных счетчиков заряженных частиц, полупроводниковых и сцинтилляционных счетчиков. Для относительных измерений используются также фотоэлектрические, фотографические фотохимические методы. Абсолютные измерения энергии производят калориметрически. Шкала прибора калибруется либо в значениях мощности дозы либо в единицах скорости счета.

Иногда оценивают мощность дозы γ — излучения, не прибегая к измерениям. Если имеется точечный источник γ — излучения с известной активностью A (так называемый образцовый источник), в котором распад каждого ядра сопровождается испусканием одного или нескольких γ — квантов n_γ с энергией E_γ, то в некотором участке пространства, находящемся на расстоянии R от источника, мощности дозы p будет соответствовать величина, рассчитанная по формуле:

где K_γ — γ-ионизационная постоянная, определяющая зависимость мощности дозы от энергии фотона.

Если измерять мощность дозы в Р/ч, активность в мКи и расстояние в см, то γ-ионизационная постоянная K_γ в этом случае будет равна мощности дозы излучения, создаваемой источником активностью 1 мКи при n_γ = 1 в точке пространства, удаленной от источника на расстояние R = 1 см. Размерность K_γ в этом случае будет (Р·см²)/(мКи·ч).

2. Радиационный фон

studfiles.net

Это радиация!

Радиоактивность — это одно из самых уникальных и таинственных физических явлений. Её удивительные свойства и возможности явились предметом изучения нескольких поколений физиков. Вред, наносимый радиацией человечеству, чрезвычайно велик. Но также очевидна её огромная роль при использовании в энергетике, медицине и естествознании.

Чтобы узнать, как защититься от её пагубного воздействия, ознакомимся с физической сущностью этого явления и соответствующей терминологией.

Виды радиоактивных излучений

Основополагающим понятием в этой области является радиоактивность, то есть способность ядер некоторых атомов к самопроизвольному распаду (превращению).

Радиация, что это такое? Это ионизирующее излучение, сопровождающее процесс радиоактивного распада и «витающее» в пространстве до тех пор, пока не поглотится каким-либо веществом.

Радиационное излучение неоднородно. Оно состоит из особых частиц и очень коротких электромагнитных волн.

Итак, виды радиоактивных излучений.

1. Альфа-частицы, являющиеся ядрами атомов гелия. Они достаточно массивны, несут положительный заряд и, несмотря на малую проникающую способность, обладают сильным ионизирующим действием.
2. Бета-частицы, являющиеся обычными электронами со свойственным им отрицательным зарядом.
3. Гамма-излучение — чрезвычайно короткие электромагнитные волны, весьма агрессивно воздействующие на организм человека.
4. Нейтроны — весьма коварные частицы, не имеющие электрического заряда.
5. Рентгеновские лучи также имеющие электромагнитную природу, но с меньшей проникающей способностью, чем гамма-излучение.

Источники радиоактивного излучения

Каковы же источники радиации? Они подразделяются на естественные и искусственные.

Естественные источники радиации

солнечная радиация

К естественным источникам радиации относятся:

• почва, вода и атмосфера;
• космические объекты и, конечно, Солнце;
• энергия, выделяемая при распаде некоторых химических элементов, заботливо хранимых Природой в земной коре;
• человек содержит некоторые радиоактивные элементы (рубидий-87 и калий-40), поэтому сам по себе является источником персонального радиационного фона.

Вся история формирования биосферы Земли происходит на фоне естественного радиоактивного излучения. До определённых значений он не является чем-то противоестественным для человека.

Природа, к сожалению, не наделила людей органами чувств, способных реагировать на облучение. Однако существуют физические величины и единицы их измерения, характеризующие как само излучение, так и степень его воздействия на человека.

В чём же измеряется радиация? В качестве единицы измерения дозы ионизирующего излучения за определённый промежуток времени используют 1 рентген. Это чрезвычайно большая доза облучения, поэтому на практике применяют его миллионную часть, называемую микрорентгеном (мкР). Естественный радиационный фон в норме составляет 10–15 микрорентген в час.

Искусственные источники радиации

атомная электростанция

Искусственные источники радиации возникли в результате техногенной деятельности человечества:

• атомные электростанции;
• места добычи полезных ископаемых, содержащих радиоактивные компоненты;
• полигоны ядерных испытаний;
• захоронения ядерных отходов;
• военная техника с ядерными боеголовками;
• медицинская аппаратура, использующая радиоактивные изотопы.

Применение радиации в медицине

 

Глубокое изучение свойств радиоактивного излучения, позволило найти активное применение радиации в медицине. Здесь можно выделить три направления.

1. 

   лучевая терапия

   Рентгеновская диагностика.

2. Введение в организм человека радиоактивных изотопов.
3. Лучевая терапия.

В рентгеновской диагностике используется различная проникающая способность рентгеновских лучей при прохождении через мягкие ткани и кости. Результат такого обследования фиксируется на фотоплёнке или экране монитора.

Введение в организм человека небольшого количества радиоактивных изотопов, позволяет по излучению фиксировать их локализацию и концентрацию в определённом органе. Такая диагностика чрезвычайно важна для выявления ряда патологий.

Для лечения онкологических заболеваний применяют лучевую терапию. Метод основан на том, что излучение, создаваемое рентгеновской или гамма-установкой, остро направлено воздействует на очаг онкологии и подавляет способность злокачественных клеток к росту и размножению.

Перечисленные методы диагностики и терапии вносят дополнительную лепту в получаемую человеком дозу радиации.

Источники радиационной опасности

В последние десятилетия происходит нарастание радиации от искусственных источников, что вызывает серьёзную тревогу и озабоченность. Возникновение таких ситуаций имеет место:

Например, при ядерных взрывах только 50% продуктов ядерного деления выпадает на землю в радиусе около 100 км. Остальные 50% устремляются в очень удалённые от Земли слои воздушной оболочки. Затем они в течение многих месяцев возвращаются к земле, рассеиваясь по её поверхности в радиусе сотен и тысяч километров в виде естественных и искусственных радионуклидов (радиоактивных разновидностей химических элементов).

Так, образовавшийся в результате Чернобыльского взрыва шлейф радиации и радиоактивной пыли, накрыл огромную часть СССР, Скандинавские страны и всю восточную Европу.

Для радиоактивного распада характерна цепочка ядерных превращений: «исчезающий» в результате этого процесса радиоактивный атом, становится источником излучения и порождает новый, не менее опасный радиоактивный элемент.

Огромный вклад в естественный радиационный фон вносит газ радон. Это тяжёлый газ без вкуса и запаха, прорываясь из земных недр, скапливается в подвальных помещениях и нижних этажах зданий. Его источником также является вода и природный газ.

Существует связь между высотой местности над уровнем моря, геологическим строением земной коры в этом месте и интенсивностью радиационного фона. Это вносит свои коррективы в норму радиационного фона данной местности.

Определённую радиационную опасность представляют собой окружающие нас здания и находящиеся в них предметы:

• чем больше возраст постройки, тем выше в ней уровень радиации;
• наличие телевизора и монитора с обычным кинескопом обеспечивает нас дополнительной долей радиации;
• компас и часы с фосфорными стрелками, светящиеся телефонные диски, прицелы — обязательно вызывают повышение общего радиационного фона, правда, незначительное;
• любое рентгеновское обследование — также источник радиации;
• особую опасность представляет внутреннее облучение, возникающее при попадании в организм человека воздуха, продуктов питания и воды, поражённых радиацией.

Норма радиоактивного излучения

Для оценки состояния общего радиационного фона человеку достаточно знать величину и мощность дозы радиации.

Мощность радиации — это величина дозы, полученная любым объектом в единицу времени, измеряемая в мкР/час. Допустимой нормой радиации для человека является — 25–30 мкР/ч.

Если полученная доза радиоактивного облучения укладывается в эти рамки, то человек её просто не замечает, и никакого негативного влияния на состояние здоровья не происходит. При многократном превышении допустимой нормы облучения, получаемого за короткий промежуток времени, появляются симптомы лучевой болезни.

Вся радиация, воздействующая на человека, оставляет свой след в его организме. Происходит её накопление, и возникающие последствия могут иметь самые различные проявления. Их характер зависит от накопленной дозы и времени её накопления.

Существует понятие смертельной дозы радиации, под воздействием которой человек погибает непосредственно во время облучения или через несколько дней. В этот интервал включены дозы от 700 рентген и выше.

Почему радиация может привести к трагическим последствиям? Поскольку радиация — это ионизирующее излучение, то её воздействие приводит к ионизации клеток живых тканей. Это вызывает их мутацию и гибель.

Любые внефоновые источники облучения, воздействующие на человека, увеличивают скорость накопления дозы, приводящей к нарушению нормальной жизнедеятельности клеток. Адаптации организма к облучению — не происходит!

otravleniya.net

Радиационный фон — Физическая энциклопедия

РАДИАЦИОННЫЙ ФОН — совм. воздействие природных и техногенно изменённых радиац. факторов.

Естественный радиационный фон обусловлен в осн. b- н g-излучениями природного радионуклида ⁴⁰К и радионуклидов уранового и ториевого радиоактивных рядов, содержащихся в почве, строит. материалах, в теле человека, а также космич. излучением. По данным, к-рые регулярно представляет в ООН Науч. комитет по действию атомной радиации, годовая эфф. эквивалентная доза облучения человека за счёт естеств. Р. ф. составляет в ср. 2,4 мЗв (240 мбэр). Наэта доза связана с внутр. воздействием газообразных a-активных продуктов распада радона и торона. При этом вклад продуктов распада радона в дозу почти в 5 раз больше, чем торона. Доза внутр. облучения, обусловленная b- и g-излучениями ⁴⁰К, к-рый содержится в мягких тканях человека (преим. в мышцах), сравнима с вкладом a-излучения продуктов распада торона и относительно постоянна. Доза за счёт продуктов распада радона н торона подвержена резким изменениям, т. к. на неё кроме радиоактивности строит. материалов влияет степень обмена воздуха в помещениях.

Внеш. воздействие обусловлено космич. излучением (410 мкЗв) и g-излучением ⁴⁰К (150 мкЗв) и радионуклидов ториевого и уранового рядов (160 и 100 мкЗв), содержащихся в почве и строит. материалах. Доза за счёт основных космогенных радионуклидов ³Н, ⁷Ве, ¹⁴С, ²²Na, образуемых космич. излучением в верх, слоях атмосферы, мала (15 мкЗв).

Обнаружены области с повышенным Р. ф., в частности высокогорные города Богота, Лхаса, Кито, в к-рых дозы за счёт космич. излучения превышают 1 мЗв, а также песчаные зоны с большой концентрацией минералов, содержащих фосфаты с примесью U и Th, в Индии (шт. Керала) и Бразилии (шт. Эспириту-Санту), участок выхода вод с высокой концентрацией ²²⁶Ra в Иране (г. Ромсер) и др. Хотя в нек-рых из этих районов мощность поглощённой дозы в 10³ раз превышает среднюю по поверхности Земли, обследования населения не выявили сдвигов в структуре заболеваемости и смертности.

Интегральное радиац. воздействие естеств. Р. ф. на население Земли соответствует годовой коллективной эфф. эквивалентной дозе, равной 10⁷ чел·Зв (10⁹ чел·бэр).

Техногенный радиационный фон обусловлен гл. обр. добычей и сжиганием каменного угля, нефти, газа, др. горючих ископаемых, использованием фосфатных удобрений, добычей и переработкой неурановых руд, в процессе к-рых происходят перераспределение и концентрирование естеств. радионуклидов. Вклад в техногенный Р. ф. дают также испытания ядерного оружия и ядерная энергетика. При ср. концентрации Rа и Th в дереве 0,2-0,5 Бк/г, в природном гипсе и обычном бетоне от 1,5 до 10 Бк/кг выявлены строит. материалы с повыш. уд. активностью -1200 Бк/кг (Финляндия), 2600 Бк/кг (Швеция), 4600 Бк/кг (США). Коллективная эквивалентная доза за счёт использования фосфогипса в жилищном строительстве достигает 3·10⁵ чел·Зв, за счёт сжигания угля в жилых домах и при использовании угольной золы в строит. материалах — 4·10⁴ чел·Зв, при сжигании угля на электростанциях — 2·10³ чел·Зв (2·10⁵ чел·бэр). Полная ожидаемая доза за год не превышает 5·10⁵ чел·Зв, чему для населения соответствует ср. эквивалентная индивидуальная доза -100 мкЗв.

Лит.: Сивинцев Ю. В., Естественный радиационный фон, «Атомная энергия», 1988, т. 64, в. 1, с. 46; Доклад Научного Комитета ООН по действию атомной радиации; Приложение, А-облучение па счет естественных источников ионизирующего излучения, Нью-Йорк, ООН, 1988. Ю. В. Сивиниеа.

      Предметный указатель      >>   

www.femto.com.ua

51. Характеристика естественного и техногенно-измененного радиационного фона биосферы.

Общий радиационный фон, в котором постоянно существует человек, складывается из естественного и техногенно-измененного и искусственного радиационных фонов.

Естественный радиационный фон (ЕРФ) — это эквивалентная доза ионизирующего излучения, создаваемая космическим излучением и излучением естественно распределенных природных радионуклидов в поверхностных слоях Земли, атмосфере, продуктах питания, почве, воде, растениях и живых организмах.Основные источники: 1)Космические источники. Излучение от них составляет около 16% общей величины ЕРФ (около 0,4 мЗв\год) эта величина не постоянна в различных регионах — северный и южный полюсы получают больше радиации, чем экваториальные области, из-за наличия у земли магнитного поля, отклоняющего к полюсам заряженные частицы, из которых состоят космические лучи. Также степень облучения растет с высотой, поскольку при этом уменьшается слой воздуха, играющего роль защитного экрана. Составляют ЕРФ космические лучи, солнечные лучи и естественные радиационные пояса Земли. Космические и солнечные лучи представляют собой поток заряженных частиц, естественные радиационные пояса представляют собой внутренние области магнитного поля Земли, в которых оно захватывает и удерживает заряженные частицы (протоны, электроны, альфа-частицы и т.д.)

2)Земные источники.- радионуклиды, которые входили в состав первичных пород Земли, и в настоящее время неравномерно распределены в земной коре — литосфере.

наиболее значимыми и часто встречающимися являются: К⁴⁹, уран, торий, радий, а также продукты их распада (радон). Магматические горные породы более радиоактивны, чем осадочные.

Доза от земных источников 0,6-0,62 мЗв\год. 3)Водные источники. – радиевые и радоновые водные источники. Наиболее весомым из всех естественных источников земной радиации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ (в 7,5 раз тяжелее воздуха) радон(можно добавить сюда вопрос № 52.)Техногенно измененный РФ –формируется за счет хозяйственной деятельности людей по перераспределению естественных радионуклидов. Это:

• Добыча полезных ископаемых (в т.ч. отвалы пустой породы)

• Применение фосфатных удобрений

Искусственный РФ(в вопросе не заявлен, но всё же.) формируется за счет

1. искусственно созданных радионуклидов

2. природных радионуклидов, но в таких концентрациях, в которых они в природе не встречаются

• обогащенный уран

• ядерное оружие

• работа объектов ядерно-топливного цикла

• медицинское облучение (облучение пациента, а не мед. работника!!!)

52. Радон как фактор риска здоровью населения.Профилактические мероприятия.

(можно взять часть про ЕРФ из 51 вопроса и сказать, что радон вносит наибольший вклад)

Радон– газ, образующийся про альфа-распаде радия, который содержится во всех видах грунтов пород, почв.

Газ не имеет цвета и запаха, тяжелее воздуха в 7,5 раз. Период полураспада 3,8дня. Газ тоже претерпевает альфа-распад. Из почвы газ попадает в атмосферу, но в ней сильно растворяется и не так опасен. Опаснее, когда он концентрируется в закрытых помещениях. Туда он попадает путем просачивания через неплотности между перекрытиями, щели, из всех видов строительных материалов (кирпич, бетон, дерево), с водой и природным газом. Что касается воды, то радон опаснее всего на кухне и в ванной, т.к. больше всего его выходит в воздух при нагревании воды (испаряется в ванной и в кухне, где мы с вами им и дышим, особенно ванна мне кажется опасной в этом отношении, т.к. кухню можно проветрить… я вообще теперь готовлю только с открытым окном).

Действие на человека.При дыхании в легкие за одну минуту попадают миллионы радиоактивных атомов радона, они избирательно накапливаются в некоторых органах и тканях, особенно в гипофизе и коре надпочечников, этих двух важнейших железах внутренней секреции, определяющих гормональную активность организма и регулирующих деятельность вегетативной нервной системы. Концентрируются также в сердце, печени и других жизненно важных органах. Растворяясь в крови и лимфе, радон и продукты его распада быстро разносятся по всему телу и приводят к внутреннему массированному облучению.

Опасность радона помимо вызываемых им функциональных нарушений (астматические приступы удушья, мигрень, головокружение, тошнота, депрессивное состояние и т.д.) заключается еще и в том, что в следствии внутреннего облучения легочной ткани он способен вызвать рак легких.

Радон свободно растворяется в жирах и установлено, что радон накапливается в мозге человека — это приводит к заболеванию раком крови.

Профилактика. Вентиляция!!! (сообщающаяся с окружающей средой), проветривание, аэрация, герметизация межэтажных перекрытий и подвалов. Нормирование радона. Нормируется эквивалентная равновесная объемная активность(ЭРОА измеряется в Бк\м³): для новых зданий не более 100, для старых зданий не более 200.

studfiles.net

6.1. Естественный радиационный фон

Лекция 6. ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ИСКУССТВЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ РАДИАЦИИ.

МЕТОДЫ ОБНАРУЖЕНИЯ И РЕГИСТРАЦИИ ИОНИЗИРУЮЩХ ИЗЛУЧЕНИЙ

6.1.Естественный радиационный фон.

6.2.Технологически измененный естественный и искусственный радиационный фон.

6.3.Методы обнаружения и регистрации ионизирующих излу-

чений.

6.4.Детекторы ионизирующих излучений.

Радиационный фон Земли складывается из естественного (природного) радиационного фона, технологически измененного естественного радиационного фона и искусственного радиационного фона.

Естественный радиационный фон (ЕРФ) образуют ионизиру-

ющие излучения от природных источников космического и земного происхождения. Очень часто он отождествляется с понятием радиа-

ционный фон.

Технологически измененный естественный радиационный фон (ТИЕРФ) определяется излучением от естественных источников ионизирующего излучения, который не имел бы места, если бы не использующийся технологический процесс. Причинами такого изменения фона могут являться выбросы тепловых электростанций, строительная индустрия и другие источники.

Радиационный фон в пределах:

0,1–0,2мкЗв/ч(10–20мкР/ч) считается нормальным;0,2–0,6мкЗв/ч(20–60мкР/ч) считается допустимым;0,6–1,2мкЗв/ч(60–120мкР/ч) считается повышенным.

Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения от них совершенно невозможно. На протяжении всей истории существования Земли разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных

91

веществ, находящихся в земной коре. Человек подвергается облучению двумя способами. Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении. Радиоактивные вещества могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма. Такой способ облучения называютвнутренним. Облучению от естественных источников радиации подвергается любой житель Земли, однако одни из них получают большие дозы, чем другие. Это зависит, в частности, от того, где они живут. Уровень радиации в некоторых местах земного шара, там, где залегают особенно радиоактивные породы, оказывается значительно выше среднего, а в других местах – соответственно ниже. Доза облучения зависит также от образа жизни людей. Применение некоторых строительных материалов, использование газа для приготовления пищи, открытых угольных жаровен, герметизация помещений и даже полеты на самолетах – все это увеличивает уровень облучения за счет естественных источников радиации. Земные источники радиации в сумме ответственны за большую часть облучения, которому подвергается человек за счет естественной радиации. В среднем они обеспечивают 5/6 годовой эффективной эквивалентной дозы, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения. Остальную часть вносят космические лучи, главным образом путем внешнего облучения. В этой лекции будут рассмотрены вначале данные о внешнем облучении от источников космического и земного происхождения, затем – более подробно – внутреннее облучение, причем особое внимание будет уделено радону – радиоактивному газу, который вносит самый большой вклад в среднюю дозу облучения населения из всех источников естественной радиации. Наконец, в ней будут рассмотрены некоторые стороны деятельности человека, в том числе использование угля и удобрений, которые способствуют извлечению радиоактивных веществ из земной коры и увеличивают уровень облучения людей от естественных источников радиации.

6.1.1. Космические излучения приходят к нам в основном из глубин Вселенной, но некоторая их часть рождается на Солнце во время солнечных вспышек.

Каждую секунду на площадь в 1 м2 через границу атмосферы из космоса в направлении земной поверхности влетает более 10 000 заряженных частиц.

Космические излучения подразделяются на галактические и солнечные. Галактические, в свою очередь, бывают первичными и вто-

92

ричными. Первичное галактическое излучениепредставляет собой поток частиц, падающих в земную атмосферу и идущих из глубины космоса со скоростью света. Оно состоит из протонов (около 92%) и альфа-частиц (примерно 6%). В небольших количествах (около 2%) в них присутствуют ядра легких элементов (Li, Be, B, C, N, O, F), электроны, нейтроны и фотоны. Энергия такого излучения огромна и колеблется в диапазоне от 1 до 1012 ГэВ, что в миллиард раз превышает уровень энергий, достигнутых на самых современных ускорителях. При энергиях свыше 103 МэВ плотность потока протонов падает. При энергиях меньше 103 МэВ состав первичного галактического излучения сильно меняется. На него воздействует магнитное поле Земли, которое отклоняет низкоэнергетическое излучение обратно в космическое пространство. Первичное галактическое излучение в результате взаимодействия с атомами элементов атмосферы почти полностью исчезает на высоте 20 км.

Вторичное галактическое излучение имеет гораздо более слож-

ный состав и состоит практически из всех известных в настоящее время элементарных частиц. Оно образуется в результате ядерных взаимодействий между первичным излучением с ядрами атомов, входящих в состав земной атмосферы. Каждая частица из первичного излучения благодаря высокой энергии вызывает целый каскад частиц, которые, в свою очередь, взаимодействуя с ядрами, вызывают ряд следующих ядерных превращений. У поверхности Земли вторичное излучение состоит в основном из фотонов, электронов, позитронов, других ядерных частиц, а также небольшой доли нейтронов. Нейтронная компонента возникает в результате расщепления ядер высокоэнергетическими частицами. Состав и интенсивность вторичного галактического излучения зависят от высоты над уровнем моря, географической широты и изменяются во времени в соответствии с 11-летнимциклом солнечной активности. Максимальная интенсивность вторичного галактического излучения наблюдается на высоте20–25км. На высотах свыше40–45км преобладает первичное излучение.

В результате взаимодействия первичного и вторичного излучений с ядрами элементов атмосферы образуются так называемые

космогенные радионуклиды. К ним относятся:31 H ,104 Be,146 C ,2211 Na ,

2411 Na ,1635S,1736 Cl,1739 Cl и другие.

Солнечное излучение образуется во время солнечных вспышек, характеризуется относительно низкой энергией(40–50МэВ) и не приводит к существенному увеличению дозы внешнего облучения на

93

поверхности Земли. Однако в верхних слоях атмосферы мощность поглощенной дозы может на очень короткое время увеличиваться в 100 и более раз.

Нет такого места на Земле, куда бы не падал этот невидимый космический душ. Но одни участки земной поверхности более подвержены его действию, чем другие. Северный и Южный полюсы получают больше радиации, чем экваториальные области, из-заналичия у Земли магнитного поля, отклоняющего заряженные частицы, из которых в основном и состоят космические излучения. Учитывая состав и энергию излучения у поверхности Земли, коэффициент его качества принято считать 1,1. Основными космогенными радионуклидами – ис-

точниками внешнего излучения – являются 104 Ве,2211 Na ,2411 Na . Сред-

няя суммарная эквивалентная доза внешнего излучения, создаваемая всеми компонентами космического излучения на уровне моря, в год составляет 0,32 мЗв. На высоте 4–5км величина этой дозы уже 5 мЗв/год, а на высоте 20 км достигает 13 мЗв/ч.

При орбитальных полетах космонавты подвергаются сравнительно небольшому облучению – 0,05 мЗв/сут. И для таких полетов не требуется специальной защиты.

Приводимые выше числа относятся к дозам внешнего облучения, доза за счет внутреннего облучения, формируемая космогенными радионуклидами, невелика, и из более чем 20 таких элементов заметный

вклад в дозу вносят лишь два: тритий 31 Н и изотоп углерода146 С.

Тритий с периодом полураспада 12,3 года в основном входит в состав молекулы воды и в этом виде участвует в круговороте воды в природе. Радиоактивный углерод (Т1/2 = 5730 лет) используется в так называемом радионуклидном анализе.

Суммарная мощность эквивалентной дозы, получаемой от космического излучения, составляет примерно 0,33 мЗв/год, для населения нашей республики доза составляет 0,37 мЗв/год.

6.1.2. Излучения земного происхождения. Основными источни-

ками излучения земного происхождения являются радионуклиды, присутствующие в различных природных средах и объектах окружающей среды с момента образования Земли. К ним относятся две группы естественных радионуклидов: первая – это радионуклиды урано-

радиевого и ториевого семейств, которые берут свое начало от 23892 U и23290Th (всего 82 радионуклида),вторая – это 11 долгоживущих радионуклидов, находящихся вне этих семейств (4019 K ,2048 Ca ,8737 Rb ,9640 Zr ,

94

11549 In ,13857 La ,14258 Ce ,14460 Nd ,14762Sm ,17871 Lu ,18775 Re ), относящихся к эле-

ментам середины таблицы Менделеева.

Из второй группы радионуклидов 4019 K играет заметную роль в

облучении человека. Его период полураспада равен 1,3 109 лет. В природном калии содержится 0,01% радиоактивного вещества, и это соотношение постоянно везде, где бы калий ни встречался. Смесь изотопов калия входит в состав мышечной ткани.

Поверхностная активность 4019 K в почве на уровне корневой системы растений (слой толщиной 20 см) – 300 Бк/м2. Удельная активность4019 K в овощах и фруктах и других продуктах питания составляет

80–150Бк/кг.

Внешнее гамма-облучениечеловека от указанных выше естественных радионуклидов обусловлено их присутствием в различных природных средах (почве, приземном воздухе, гидросфере, биосфере).

Мощность дозы, обусловленная внешним облучением за счет радионуклидов земного происхождения, составляет приблизительно 0,38 мЗв/год. Однако эта величина может существенно колебаться в зависимости от регионов Земли.

Некоторые группы населения получают в среднем 1 мЗв/год, а около 1,5% – более 1,4 мЗв/год. Есть, однако, такие места, где уровни земной радиации значительно выше. В ряде мест Бразилии, главным образом в прибрежных полосах земли, мощность дозы излучения из почвы и скальных пород составляет 5 мЗв/год. Приблизительно 30 тыс. человек непрерывно подвергаются такому уровню облучения. В индийских штатах Керала и Мадрас прибрежная зона длиной 200 км и шириной в несколько сотен метров известна как область интенсивного излучения, в результате чего 100 тыс. человек получают дозу, в среднем равную 13 мЗв/год. В Иране, например в городе Рамсер, где бьют ключи, богатые радием, были зарегистрированы уровни радиации до 400 мЗв/год. Известны места на земном шаре с высоким уровнем радиации, например, во Франции, в Нигерии, на Мадагаскаре.

Наиболее весомый вклад в общую дозу облучения вносит радон. Радон является продуктом распада урана ( 22286 Rn ) и тория (22086 Rn ).

Уран и торий можно обнаружить в незначительных количествах в любой почве, камнях, воде, где они находятся чаще всего в пассивном состоянии. В отличие от урана и тория, радон проникает в воздух при высвобождении из земной коры повсеместно.

95

Другими источниками поступления радона являются вода и природный газ. При кипячении воды и при сжигании газа его концентрация в воздухе закрытых помещений увеличивается.

Основная опасность радона исходит не от питья воды (если вода кипяченая, то радон практически улетучивается), а при попадании в легкие водяных паров с высоким содержанием этого газа (душ, мокрая парная и т. п.).

В природный газ, в воду, радон попадает под землей. Радон имеет период полураспада 3,8 сут; он в 7 раз тяжелее воздуха, поэтому при высвобождении из земной коры он накапливается в подвалах и первых этажах зданий.

Радон попадает в организм человека с вдыхаемым воздухом, но максимальную дозу человек получает, находясь в закрытом помещении нижних этажей зданий. Радон, являясь альфа-активнымрадионуклидом, представляет опасность для человека только при внутреннем облучении, попадая в организм через дыхательные пути и поражая легочную ткань. Допустимая норма содержания радона составляет 100 Бк/м3 воздуха.

Эквивалентная доза внутреннего облучения человека за счет естественных радионуклидов, попадающих ворганизмчеловекасвоздухом, пищей и

водой, в основном формируется следующими радионуклидами: 4019 K,146 С,

8737 Rb ,21684 Po ,22888 Ra , атакже22286 Rn и22086 Rn , иоцениваетсяв1,5 мЗв.

В соответствии с приведенными данными (табл. 7), для населения Земли в целом принято, что среднегодовая эффективная эквивалентная доза облучения человека составляет 2,2 мЗв.

Таблица 7

Годовая эквивалентная доза, получаемая населением от естественных источников для районов с нормальным уровнем радиации

	Источники излучения	Годовая эффективная эквивалентная доза, мЗв
		Внешнее	Внутреннее	Суммарная
		облучение	облучение	доза
Космическое излучение:
1)	ионизирующая компонента	0,28	–	0,28
2)	нейтронная компонента	0,042	–	0,042
3) космогенные радионуклиды		–	0,015	0,015
	Всего	0,322	0,015	0,337
Излучение земли:
1)	калий-40	0,12	0,178	0,3
2)	урановый ряд	0,1	1,14	1,24
3)	ториевый ряд	0,16	0,18	0,34
	Всего	0,38	1,5	1,88
	Итого	0,7	1,5	2,2
96

6.2.Технологически измененный естественный

иискусственный радиационный фон

Рассмотренные выше источники радиоактивного излучения сформировались в течение эволюции Земли, и их распределение хотя и неоднородно в окружающей среде, но и в основном постоянно для каждого конкретного региона. В процессе жизнедеятельности человека возможно перераспределение этих источников в природе и формирование технологически измененного естественного радиационного фона, когда их концентрация может многократно возрастать и представлять опасность целым группам населения.

Одним из существенных источников, созданных практической деятельностью человека, является индустрия строительных материалов. Привлечение для их изготовления отходов различных промышленных производств привело в ряде случаев к увеличению радиационного фона в зданиях. Традиционные строительные материалы – дерево, кирпич, бетон – обладают сравнительно низкой активностью.

Принято считать, что вклад в годовую эквивалентную дозу за счет строительных материалов в среднем для населения Земли составляет 0,1–1,5мЗв на человека. Наименьшие дозы получает население, проживающее в деревянных домах – 0,5 мЗв/год, в кирпичных – 1 мЗв/год и в бетонных – 1,7 мЗв/год.

Как правило, основным источником активности строительных материалов являются радионуклиды земного происхождения. Наличие в строительных материалах урана и тория приводит к выделению радона внутри здания, и его концентрации в закрытых помещениях, как правило, в 8–10раз выше, чем на открытом воздухе. Несоблюдение правил радиационной безопасности в некоторых странах, широко использующих различные отходы промышленности в строительстве, привело к тому, что в некоторых случаях в помещениях обнаружена концентрация радона, в тысячи раз превышающая среднюю концентрацию на открытом воздухе.

Для уменьшения воздействия радона предусматривается дифференцированный подход к использованию строительных материалов.

Установлены следующие допустимые уровни удельной активности Аm в строительных материалах:

– при Аm менее 370 Бк/кг стройматериалы используются без ограничения;

97

–при Аm =370–740Бк/кг материалы можно использовать только в дорожном строительстве на территории населенных пунктов и в зонах перспективной застройки;

–при Аm =740–1350Бк/кг стройматериалы допускается использовать в дорожном строительстве за пределами населенных пунктов;

–при Аm =1350–4000Бк/кг вопрос об использовании материалов решается по согласованию ссанитарно-эпидемическойслужбой Министерства здравоохранения Республики Беларусь;

–при Аm свыше 4000 Бк/кг использование стройматериалов запрещено.

Применение минеральных удобрений. Добыча фосфатов ведет-

ся во многих местах земного шара; они используются главным образом для производства удобрений. Большинство разрабатываемых в настоящее время фосфатных месторождений содержит уран, присутствующий там в довольно высокой концентрации. В процессе добычи

ипереработки руды выделяется радон, да и сами удобрения радиоактивны. Радиоактивное загрязнение в этом случае бывает обыкновенно незначительным, но возрастает, если удобрения вносят в землю в жидком виде или если содержащие фосфаты вещества скармливают скоту. Такие вещества действительно широко используются в качестве кормовых добавок, что может привести к значительному повышению содержания радиоактивности в молоке.

Тепловая энергетика. Значительный вклад в повышение уровня облучения населения дает энергетика, особенно при использовании в качестве топлива каменного угля. Годовое его потребление составляет несколько миллиардов тонн. Из них 70% сжигается в топках тепло- и электростанций, 20% – в коксовых печах, а остальные 10% используются в целях отопления.

Уголь, подобно большинству других природных материалов, содержит ничтожные количества первичных радионуклидов. Последние, извлеченные вместе с углем из недр земли, после сжигания угля попадают в окружающую среду, где могут служить источником облучения людей.

Современная угольная станция мощностью 1 млн. кВт в течение года потребляет около 3 млн. т угля и выбрасывает в атмосферу около 165 тыс. т различных отходов, включая пыль, летучую золу, сернистые газы и т. д. Как результат действия тепло- и электростанций, на органическом топливе за последние 80 лет отмечено, что концентрация радия в поверхностном слое почвы увеличилась в 50 раз.

98

Испытание ядерного оружия. До сих пор речь шла только об источниках ионизирующего излучения, имеющих природное происхождение. Даже в случаях, когда в результате жизнедеятельности человека происходит перераспределение и концентрация этих источников, они сохраняют свой естественный состав. Иная картина происходит при использовании ядерной энергии в техногенной деятельности человека. Первая атомная бомба продемонстрировала не только разрушительную силу, но и значительную опасность с точки зрения радиоактивного загрязнения окружающей среды. При испытаниях ядерного оружия огромное количество радиоактивных веществ уносится в атмосферу. Это прежде всего продукты деления урана и плутония. Они осаждаются на частичках пыли и разносятся на большие расстояния, выпадая на поверхность Земли за сотни и тысячи километров от места взрыва. Иначе говоря, ядерный взрыв носит не локальный характер, а глобальный.

С 1945 года в мире было проведено огромное количество испытательных ядерных взрывов. Например, США взорвали 1054 устройства, СССР – 715, Франция – 196, Великобритания – 45, Китай – 45. В мае 1998 года сначала Индия, а потом и Пакистан произвели по 5 подземных ядерных взрывов.

Втечение 1945–1989гг. в атмосфере было проведено 397 испытательных ядерных взрывов. Некоторая часть радионуклидов циркулирует в околоземном пространстве и сегодня.

Внастоящее время 13755 Cs является основным источником внешне-

го облучения, так же как и 9038 Sr. По современным оценкам, вклад в

ежегодную эквивалентную дозу, получаемую человеком за счет испытаний ядерного оружия, составляет 20–25мкЗв, т. е. около 1% естественного радиационного фона.

Ядерная энергетика. Еще меньшее значение эквивалентной дозы получает человек от безаварийной работы атомной электростанции. При обеспечении выполнения всех норм и правил их эксплуатации в окружающую среду практически не выбрасывается значительных количеств радионуклидов. По современным оценкам, средняя эквивалентная доза в год в районе АЭС не превышает 10 мкЗв.

Несмотря на относительно небольшое количество осколков деления и других элементов в отработанном топливе, активность их чрезвычайно велика и составляет десятки миллионов кюри на момент остановки реактора и сотни тысяч кюри даже через 7–10лет хранения отработанного топлива. Поэтому наряду с необходимостью обеспечения

99

безопасной работы на АЭС необходимо решать вопрос экологической и ядерной безопасности всего топливного цикла ядерной энергетики, особенно в области хранения и переработки отработанного горючего. К концу 1990 года во всем мире действовало почти 600 реакторов. Суммарное количество уже имеющихся радиоактивных отходов и тех, которые нарабатываются, включая долгоживущие, огромны. Это требует создания специальных хранилищ, и опасность их как источника ионизирующего излучения возрастает с ростом их числа.

Внастоящее время одной из самых острых проблем является утилизацияизахоронениерадиоактивныхотходови, преждевсего, отходовАЭС.

Работа на персональном компьютере. Всеобщая компьютери-

зация общества остро ставит вопросы безопасности работы оператора. Источниками электромагнитного поля являются монитор, процессор, клавиатура. Вокруг компьютера образуется электромагнитное поле с диапазоном частот от 5 до 400 кГц.

Мониторы компьютеров содержат электронно-лучевуютрубку (ЭЛТ), которая является мощным источником электронов, при торможении которых экраном монитора образуется мягкое рентгеновское излучение, мощность дозы которого на расстоянии 0,05 м от экрана не должна превышать 1 мкЗв/ч (100 мкР/ч). Кроме того, человек чувствует себя хорошо, когда в окружающей его среде соотношение положительных и отрицательных ионов почти одинаково. Однако перед экраном монитора образуется избыток положительных ионов. Всегда имеющиеся в воздухе комнаты микрочастицы пыли разгоняются потоком положительно заряженных ионов и оседают на лице и глазах оператора, сидящего перед монитором.

Врезультате такой «бомбардировки» у оператора могут возникать головная боль, бессонница, раздражение кожи, усталость глаз.

Медицинские процедуры. Значительными источниками облучения человека является использование ионизирующих излучений для медицинских процедур. С одной стороны, это позволяет выявлять и лечить до 80% различных видов заболеваний, включая такие смертельно опасные, как онкологические, с другой – установлено, что эффективная эквивалентная доза составляет от 50 мкЗв/год до 10 мЗв/год (от 5 мбэр/год до 1 бэр/год) и выше, в зависимости от типа обследования и лечения (табл. 8).

Внастоящее время суммарная эквивалентная доза неаварийного облучения человека за год за счет различных техногенных источников ионизирующих излучений оценивается величиной, не превышающей

5 мЗв (0,5 бэр).

100

Таблица 8

	Дозы, получаемые от различных источников излучения
		Эффективная
	Вид облучения
		эквивалентная доза
1.	Просмотр кинофильма по цветному телевизору на рас-
стоянии от экрана около 2 м		0,01 мкЗв
2.	Ежедневный трехчасовой просмотр цветных телепро-
грамм в течение года		5–7мкЗв
3.	Облучение за счет радиоактивных выбросов АЭС в
районе расположения станции (за год)		0,2–1мкЗв
4.	Облучение за счет дымовых выбросов с естественными
радионуклидами ТЭС на угле (за год)		2–2мкЗв
5. Полет в течение одного часа на сверхзвуковом самолете
(высота полета 18–20км)		10–30мкЗв
6.	Полет в течение 1 сут на орбитальном космическом ко-
рабле (без вспышек на солнце)		0,18–0,35мЗв
7.	Прием радоновой ванны	0,01–1мЗв
8.	Флюорография	0,1–0,5мЗв
9.	Рентгеноскопия грудной клетки	2–4мЗв
10. Рентгенография зубов		0,03–3мЗв
11. Рентгеновская номография		5–100мЗв
12. Рентгеноскопия желудка, кишечника		0,1–0,25мЗв
13. Лучевая гамма-терапияпосле операции		0,2–0,25Зв

6.3. Методы обнаружения и регистрации ионизирующих излучений

6.3.1. Сцинтиляционный метод. Сцинтилляции– это кратко-

временные световые вспышки, возникающие при воздействии ионизирующих излучений на некоторые вещества, называемые люминофорами (сцинтилляторами).

В основе сцинтилляционного метода обнаружения излучений ле-

жит явление люминесценции. Люминесцентное излучениеисходит из сравнительно небольшого числа центров люминесценции – атомов, молекул или ионов, приходящих в возбужденное состояние под действием внешних причин, а затем при переходе возбужденного центра на более низкий энергетический уровень, испускающих квант люминесцентного излучения.

Время, затрачиваемое на переход центра люминесцеции из возбужденного состояния на более низкий энергетический уровень, – одна из главных характеристик люминесцентного процесса.

101

Если люминесцентное излучение после отключения источника его возбуждения прекращается примерно через 10–8 с, то такой вид люминесценции называютфлуоресценцией. В течение10–8 с находится в возбужденном состоянии.

Другой вид люминесценции – фосфоресценция – характеризуется медленнымспадом свечения после отключения источника возбуждения.

Виды люминесценции различают и по способу ее возбуждения. Так, экран телевизора светится под падающим на него электронным пучком благодаря свечению люминофора, нанесенного на стенку экрана кинескопа.

От веществ, применяемых в качестве сцинтилляторов, требуется, чтобы они давали сильные и равномерные вспышки, обладали высоким коэффициентом поглощения ионизирующих излучений, не поглощали значительно собственного излучения, имели небольшое время высвечивания. К таким люминофорам относится группа неорганических веществ: йодистый натрий NaI, йодистый цезий CsI, йодистый литий LiI, вольфраматы кадмия CdWO4 и кальция CaWO4 и сернистый цинк ZnS. Неорганические люминофоры обладают довольно большим временем высвечивания, примерно10–6 c.

В дозиметрических приборах для регистрации бета- и гаммаизлучений используют галогениды: йодистый натрий NaI, йодистый калий KI, йодистый литий LiI или йодистый цезий CsI, все активированные таллием ТI, а также вольфраматы кальция и кадмия: CaWO4,

CdWO4.

Для регистрации альфа-частициспользуются люминофоры на основе сернистого цинка ZnS (или кадмия), активированного серебром или медью: ZnS(Ag), ZnS(Cu).

Для регистрации нейтронов используется йодистый литий, активированный оловом LiI(Sn).

В качестве сцинтилляторов используются также инертные газы: аргон, ксенон и др.

Из органических веществ наибольшее применение получили такие, как антрацен, нафталин, стильбен, фенантрен, терфенил, дифенил. Органические и газовые сцинтилляторы характеризуются очень малым временем высвечения (10–8–10–9 с).

6.3.2. Химический метод. Этот метод обнаружения ионизирующих излучений основан на том явлении, что возникающие при воздействии излучений ионы и возбужденные атомы и молекулы вещества могут диссоциировать, образуя свободные радикалы. Эти ионы и радикалы вступают в реакцию между собой или другими атомами и

102

молекулами, образуя новые вещества, появление и количество которых позволяет судить о наличии и количественной характеристике ионизирующих излучений.

Вещества, воспринимающие энергию ионизирующих излучений и преобразующие ее в химическую энергию, могут находиться во всех трех агрегатных состояниях: газообразном, жидком и твердом. Этот метод используется в дозиметре ДП-70М.

6.3.3. Фотографический метод обнаружения ионизирующих излучений. Фоточувствительный слой представляет собой мелкие кристаллы галогенидов серебра, распределенные в желатине, нанесенные на прозрачную подложку. В общем случае на 1 см2 поверхности приходится 108–109 таких кристаллов, называемых зернами.

Под воздействием ионизирующих излучений зерна превращаются в центры скрытого почернения. Последующий процесс проявления, заключающийся в воздействии на эти центры химическими реактивами, приводит к восстановлению серебра, которое выпадает в виде длинных тонких нитей, свернутых в комок и хорошо поглощающих свет.

Место, где произошло образование металлического серебра, воспринимается как черная точка, а совокупность таких точек, расположенных близко друг к другу, – как черное пятно. Оставшиеся не подверженными воздействию излучений кристаллы галогенидов серебра растворяются в фиксирующих веществах.

Чем больше доза воздействующих на фотослой излучений, тем больше степень его почернения.

Сравнивая почернение пленки, которую носит человек, с контрольной, находят дозу излучения, воздействующую на человека. Почернение пленок, измеряемое в оптических плотностях почернения S, определяется выражением

где J0 – интенсивность светового пучка, падающего на пленку;J – интенсивность света, прошедшего через пленку.

Плотность почернения фотослоя измеряется с помощью специальных приборов – денситометров и фотометров.

Фотографический метод позволяет измерять дозы гамма- и нейтронных излучений в диапазоне от 0 до 10 Р с точностью до 0,1 Р, а при использовании специальных фоточувствительных слоев – до

20 000 Р.

Важнейшим преимуществом фотографического метода перед всеми остальными является его документальность.

103

Фоточувствительный слой, нанесенный на пленку, дает возможность длительно сохранять результат воздействовавшей на него дозы излучения. Этот метод позволяет получить практически любую чувствительность.

Используемая для измерения доз пленка, даже будучи перемещенной в светонепроницаемую кассету, обладает весьма малыми размерами и весом. Изготовление фоточувствительных слоев несложно, а использование их не связано с применением энергетических источников и сложных электрических схем.

Недостатки фотографического метода: чувствительность фотослоя к свету и необходимость обрабатывать его в полной темноте; сложный процесс определения доз, связанный с химической обработкой фотослоя (проявление, фиксация, неоднократная промывка, сушка)

ипоследующим измерением плотности почернения.

6.3.4.Метод, основанный на проводимости кристаллов. Все валентные электроны, находящиеся в связанном состоянии в составе атомов, образующих кристаллическую решетку, обладают некоторой энергией. В кристаллах диэлектриков и полупроводников максимальная возможная энергия валентных электронов и минимальная возможная энергия свободных электронов разделены некоторым интервалом энергий: большим – для диэлектриков, меньшим – для полупроводников.

Электроны с энергией, большей, чем у валентных, но меньшей, чем у свободных электронов, могут быть в кристаллах лишь тогда, когда в них хотя бы в небольшом количестве имеются посторонние примеси, нарушающие связи между атомами кристаллической решетки. Эти электроны легко могут переходить в свободное состояние. Такому переходу способствует воздействие на кристалл ионизирующих излучений.

При поглощении ионизирующих частиц или квантов из атома кристалла выбиваются валентные электроны с большей энергией. Эти электроны, проходя через кристалл, затрачивают энергию на отрыв от атомов большого числа других вторичных электронов. Таким образом, в кристалле возникают свободные электроны, которые могут при наличии электрического поля образовать ток даже в кристалле, обладающем свойствами диэлектрика, и увеличить проводимость, а тем самым и ток, в кристалле полупроводника.

В качестве веществ, кристаллы которых могут быть использованы для обнаружения и измерения различных характеристик ионизирующих излучений, используются кристаллы сернистого цинка, серы, ал-

104

маза, германия и др. Хорошие результаты дает применение сернистого кадмия, в зависимости от природы и концентрации примесей при температуре около 20 С он может быть и диэлектриком, и полупроводником. Сернистый кадмий применяется как в виде монокристалла, так и в виде тонкой поликристаллической пленки. Монокристаллы наиболее удобны для исследований гамма-излучения,пленки – для исследований альфа- ибета-излучений.Кристаллы имеют размеры 3 5 10 мм и меньше.

На образование свободных электронов в кристаллах расходуется 3–10эВ, что позволяет получить больший ток при одной и той же поглощенной энергии и является, следовательно, значительным преимуществом по сравнению с воздухом, где на образование пары ионов затрачивается 34 эВ.

Достоинствами описанных кристаллов являются их простота, возможность получения с их помощью токов большой величины, высокая эффективность счета, малые размеры и малая стоимость. Поэтому их целесообразно использовать для изготовления малогабаритных и легких (переносных) приборов, медицинских зондов, которые предназначены для определения зараженности ран и других целей, дистанционных систем наблюдения за радиоактивным заражением местности и т. д.

К серьезным недостаткам кристаллов относятся: большая инерционность их (до нескольких минут для установления показаний, соответствующих измеряемой величине), плохая воспроизводимость результатов, изменение чувствительности во времени, зависимость результатов измерений от энергии ионизирующих частиц.

Значительно меньшей инертностью обладают кремниевые кристаллы с так называемой электронно-дырочнойпроводимостью. Это обстоятельство в сочетании с высокой чувствительностью, низкими напряжениями питания, малыми габаритами и большой надежностью делает перспективным применение их в дозиметрических приборах различного назначения.

6.3.5. Калориметрический (тепловой) метод. Энергия ионизи-

рующих излучений, поглощенная в веществе, в конечном итоге превращается в тепло. Этот тепловой эффект используется в калориметрах для измерения активности вещества или мощности дозы. Для регистрации нейтронных потоков используются термоэлементы, стан которых покрыт бором.

При калориметрических измерениях объекты, подвергающиеся облучению, должны находиться в термостатах. С помощью термопар

105

studfiles.net

2. Естественный радиационный фон. Уровни. Его происхождение. Причины, вызывающие его повы­шение.

Радиационный фон — это ИИ от природных источников космическо­го и земного происхождения, а также от источников искусственного проис­хождения, рассеянных в биосфере.

Характерные черты радиационного фона:

1) Постоянство действия

2) Длительность действия

3) Практически полный охват всего населения планеты.

Составные части радиационного фона и их величины:

(цифры означают величину данной составляющей в мрад/год)

66

500-540

Радиационный фон

Естественный

225

Внешнее Облучение

160

Технологически изменен­ный

Искусственный

130

Внутреннее Облучение

Естественный радиационный фон.

Естественный радиационный фон (ЕРФ) — ИИ, создающиеся на по­верхности Земли за счет естественных природных источников. ■

Естественный радиационный фон составляет в среднем 200-225 мрад/год Как показано в схеме, он представлен двумя составляющими:

1) Внешнее облучение — 150-160 мрад/год

2) Внутреннее облучение — 65-70 мрад/год

ЕРФ также делят на:

1) Космическая составляющая. Представлена вторичным космическим излучением, которое образуется после взаимодействия первичного из­лучения с атмосферой. Это излучение представлено в основном элек­тронами и составляет примерно 30 мрад/год

2) Земная составляющая. Земные источники создают внешнее облу­чение (почва, воздух, вода) и обеспечивают внутреннее облучение.

Земные источники включают:

1. Элементы, относящиеся к радиоактивным семействам. Таких се­мейств три. Они называются по родоначальнику семейства.

а) Семейство урана

б) Семейство тория

в) Семейство актиния

Все родоначальники имеют период полураспада, равный миллиардам лет (то есть распадаются с выделением ИИ очень медленно й непосредствен­ной опасности поэтому не представляют). Они постепенно распадаются до дочерних радиоактивных веществ и в конце концов доходят до стабильных веществ. Большинство дочерних радиоактивных веществ является а-излучателями, поэтому также не представляют особой опасности (а-излучение обладает очень низкой проникающей способностью). Опасность

же представляют радиоактивные газы, которые образуются в результате даль­нейшего распада — радон (период полураспада равен 3.8-4 дням), торон (55 секунд) и актинон (3 секунды). По данным ООН за 3/4 дозы земных источ­ников отвечает радон, то есть он вносит решающий вклад.

Радон поступает из почвы и скапливается в подвалах и нижних этажах зданий (в восемь раз тяжелее воздуха), но может и подниматься вверх по вентиляции. Кроме поступления из почвы радон может поступать с при­родным газом и водой из поземных источников.

2. Не связанные с семействами высокорадиоактивные элементы: К(40) (обуславливает радиоактивность пищевых продуктов, морской воды), рубидий, радиоактивный изотоп Са и др.

3. Непрерывно образующиеся в атмосфере под действием космического излучения С(14) и тритий (радиоактивный изотоп водорода).

Причины повышения ЕРФ.

Повышение ЕРФ может наблюдаться при увеличении космической или земной его составляющих.

Величина космической составляющей зависит от .

1) Широты местности. На полюсах — на 15 % выше, чем на эквато-ре-

2) От высоты над уровнем моря. Чем больше высота над уровнем моря, тем больше радиационный фон.

3) От солнечной активности. При увеличении солнечной активно­сти увеличивается космическое излучение.

Величина земной составляющей зависят от

1) Характера почвы. Имеются места, где сосредоточены элементы радиоактивных семейств, при этом фон может быть в сотни и тысячи раз выше среднего.

2) Характера залегающих пород. Например, гранит обладает сущест­венно большей природной активностью, чем другие породы.

studfiles.net