3. Естественные источники радиации

Содержание
  1. Источники радиации
  2. Естественные источники радиации
  3. Космическое излучение
  4. Излучение от радиоактивных природных изотопов
  5. Общий фон радиации от естественных источников облучения
  6. Радон
  7. Влияние радона на живые организмы
  8. Естественные источники радиации
  9. 6.1. Космическое излучение
  10. Искусственные и естественные источники радиации – Сайт об отравлениях
  11. Излучение из космоса
  12. Космогенные радионуклиды
  13. Внешнее облучение
  14. Внутреннее облучение
  15. Искусственные источники радиации
  16. Ядерное оружие
  17. Медицина
  18. Атомные электростанции
  19. Другие источники
  20. Приборы, помогающие измерить уровень радиации
  21. Влияние на организм человека
  22. Естественные и искусственные источники ионизирующих излучений|Полимастер
  23. Естественные и искусственные источники ионизирующих излучений|Полимастер
  24. Искусственные источники
  25. 2.4 Естественные и искусственные источники излучения

Источники радиации

3. Естественные источники радиации

Навигация по статье

Источники радиации и их влияние на живые и не живые объекты. Искусственные источники радиации, естественные источники радиоактивных излучений, природный радиационный фон, космическая и солнечная радиация. Природные изотопы, радон, углерод 14 и калий 40.

Источники радиоактивных излучений по природе своего происхождения, можно разделить на две основных группы:

  • естественные источники радиации
  • техногенные источники, созданные человеком или спровоцированные его деятельностью

Естественные источники радиации

Естественные источники радиации – это объекты окружающий среды и среды обитания человека, которые содержат природные радиоактивные изотопы и излучают радиацию.

К естественным источникам радиации относятся:

  • космическое излучение и солнечная радиация
  • излучение от радиоактивных изотопов, находящихся в Земной коре и в окружающих нас объектах

Космическое излучение

Космическое излучение – это поток элементарных частиц, излучаемых космическими объектами в результате их жизни или при взрывах звезд.

Источником космического излучения в основном являются взрывы “сверхновых”, а также различные пульсары, черные дыры и другие объекты вселенной, в недрах которых идут термоядерные реакции.

Благодаря непостижимо большим расстояниям до ближайших звезд, которые являются источниками космического излучения, происходит рассеивание космического излучения в пространстве и поэтому падает интенсивность (плотность) космического излучения.

Проходя расстояния в тысячи световых лет, на своем пути космическое излучение взаимодействует с атомами межзвездного пространства, в основном это атомы водорода, и в процессе взаимодействия теряют часть своей энергии и меняют свое направление. Несмотря на это, до нашей планеты все равно со всех сторон доходит космическое излучений невероятно высоких энергий.

Космическое излучение состоит:

  • на 87% из протонов (протонное излучение)
  • на 12% из ядер атомов гелия (альфа излучение)
  • Оставшийся 1 % – это различные ядра атомов более тяжелых элементов, которые образовались при взрыве звезд, в ее недрах, за мгновение до взрыва
  • Так же в космическом излучении присутствуют в очень небольшом объеме – электроны, позитроны, фотоны и нейтрино

Все это продукты термоядерного синтеза происходящего в недрах звезд или последствия взрыва звезд.

Свой вклад в космическое излучение вносит ближайшая к нам звезда – Солнце. Энергия излучения от Солнца на несколько порядков ниже, чем энергия космического излучения, приходящего к нам из глубин космоса. Но плотность солнечной радиации выше плотности космического излучения, приходящего к нам из глубин космоса.

Состав излучения от солнца (солнечная радиация) отличается от основного космического излучения и состоит:

  • на 99% из протонов (протонное излучение)
  • на 1 % из ядер атомов гелия (альфа излучение)

Все это продукты термоядерного синтеза проходящего в недрах Солнца.

Как мы видим, космическое излучение состоит из наиболее опасных видов радиоактивного излучения – это протонное и альфа излучение.

Если Земля не обладала бы газовой атмосферой и магнитным полем, то шансов у биологических видов на выживание просто бы не было

Но благодаря магнитному полю Земли, большая часть космического излучения отклоняется магнитным полем и просто огибает Земную атмосферу проходя мимо.

Оставшаяся часть космического излучения, проходя сквозь атмосферу Земли, взаимодействуя с атомами газов атмосферы, теряет свою энергию.

В результате множественных атомных взаимодействий и превращений до поверхности Земли вместо космического излучения, состоящего из протонного и альфа излучения, доходят потоки менее опасных и обладающими на порядки меньшими энергиями – это потоки электронов, фотонов и мюонов.

Что получаем в итоге?

В итоге, космическое излучение проходя защитные механизмы Земли, не только теряет почти всю свою энергию, но и претерпевает физическое изменение в процессе ядерного взаимодействия с газами атмосферы, превращаясь в фактически безопасное, обладающее низкой энергией излучение в виде электронов (бета излучение), фотонов (гамма излучение)и мюонов.

В пункте 9.1 МУ 2.6.1.1088-02 указано нормативное значение эквивалентной дозы радиации получаемой человеком от космического излучения, это

0,4 мЗв/год или

400 мкЗв/год или

0,046 мкЗв/час

Излучение от радиоактивных природных изотопов

На нашей планете можно выделить 23 радиоактивных изотопа, которые обладают большим периодом полураспада и которые наиболее часто встречаются в земной коре.

Большая часть радиоактивных изотопов содержится в породе в очень малых количествах и концентрациях, и доля создаваемого ими облучения пренебрежимо мала.

Но есть несколько природных радиоактивных элементов, которые оказывают влияние на человека.

Рассмотрим эти элементы и степень их влияния на человека.

Радиоактивные изотопы, облучения от которых нельзя избежать:

  • Калий 40К(β и γ излучение). Усваивается вместе с продуктами питания и питьевой водой. Содержится в нашем организме. Годовая нормативная доза – 0,17 мЗв/год – пункт 7.6 МУ 2.6.1.1088-02.
  • Углерод 14С. Усваивается вместе с продуктами питания. Содержится в нашем организме. Годовая нормативная доза – 0,012 мЗв/год – приложение №1 таблица 1.5 СанПиН 2.6.1.2800-10

Радиоактивные изотопы, облучения от которых можно избежать организационными мероприятиями:

  • Газ радон 222Rn (α излучение) и Торон 220Rn (α излучение) и их продукты радиоактивного распада. Содержится в газах, поднимающихся из недр земли. Может содержаться в водопроводной воде, если она берется из источников, расположенных глубоко под землей (артезианские источники). Годовая нормативная допустимая доза 0,2 мЗв/час = 1,752 мЗв/год – пункты 5.3.2 и 5.3.3 НРБ 99/2009 (СанПиН 2.6.1.2523-09)

Все остальные природные радиоизотопы, содержащиеся как в Земной коре, так и в атмосфере, оказывают пренебрежительно малое влияния на человека.

Если человек, добыл, переработал и выделил природные изотопы из руды или других источников, а затем их применил в строительных конструкция, минеральных удобрениях, машинах и механизмах и так далее, то действие этих изотопов уже будет техногенным, а не естественным и на них должны распространяться нормы для техногенных источников.

Общий фон радиации от естественных источников облучения

Если просуммировать действие всех рассмотренных природных источников излучения, и взять за основу допустимые нормативные дозы радиации от каждого из них, то получим допустимое нормативное значение общего радиационного фона от природных источников радиации.

Получили, что в соответствии с нормативными документами, общий радиационный фон от природных источников радиации составляет – 2,346 мЗв/год или 0,268 мкЗв/час.

Мы уже рассмотрели, что есть источники природной радиации, действия которых нельзя исключить в нормальной повседневной жизни, но есть источники, действия которых можно избежать, и к ним относится – радон 222Rn и торон 220Rn. Действие радона рассмотрим ниже отдельно, а пока посчитаем, что у нас получится с нормальным радиационным фоном с исключенным действием радона и торона.

Если действие радона исключаем, как оно и должно быть, то получаем, что нормальный радиационный фон от природных источников радиации не должен превышать

0,594 мЗв/год или

0,07 мкЗв/час

Это значение и есть безопасный естественный радиационный фон, который должен действовать и действовал до начала освоения человеком атома и загрязнения им окружающей среды нашего обитания радиоактивными отходами, которые рассредоточены по всему миру в результате испытания атомных бомб, внедрением атомной энергетики и других техногенных действий человека.

А теперь можете сравнить полученное значение (нормативного, а не выдуманного) нормального радиационного фона в 0,07 мкЗв/час с приемлемым (допустимым) естественным радиационным фоном по нормативной документации в 0,57 мкЗв/час – эта норма подробно описана в разделе “Единицы измерения и дозы” на данном сайте.

Почему такая большая разница, аж в 8 раз, и к тому же в одних и тех же нормативных документах.

Да все очень просто! Техногенное действия человека, привели к тому, что радиоактивные элементы стали массово применяться от техники, строительства, минеральных удобрений до атомных взрывов и АЭС с их авариями и сбросами.

В результате, мы сами себе создали среду, в которой нас окружают радиоактивные изотопы с периодом полураспада до нескольких тысяч лет, то есть уже хватит не только нам, но и сотням поколений людей после нас.

То есть, уже трудно найти территории на Земле с действительно нормальным естественным радиационным фоном (но пока еще есть такие). Вот поэтому, нормативные документы и допускают проживание человека в обстановке с приемлемым уровнем радиации. Он не безопасный, он именно приемлемый.

И с каждым годом этот приемлемый уровень, в результате техногенного действия человека, будет только увеличиваться. Тенденций к его уменьшению нет, а вот статистика по онкологическому действию даже малых доз радиации, становится с каждым годом подробней и устрашающей, и поэтому менее доступной для широких масс.

На данный момент уже звучат, пока еще не официальные заявления, но от официальных источников, предложения по увеличению допустимого уровня радиации.

Можно к примеру, ознакомиться с “трудом” Акатова А. А., Коряковского Ю. С., сотрудников информационного центра “Росатома”, в котором они выдвигают “свои теории” о безопасности доз в 500 мЗв/год, то есть 57 мкЗв/час, что выше максимального предельно допустимого нормативного уровня радиации на данный момент в 100 раз.

Информация с “трудом” “авторов” взята с ресурса: http://www.myatom.ru

А на фоне подобных заявлений, в России каждый год регистрируется до 500 000 новых случаев заболевания человека раком. И на основании статистики ВОЗ, в ближайшие годы ожидается увеличение случаев первичных заболеваний раком на 70%. Без всяких сомнений, среди причин, вызывающих рак, облучение радиацией и заражение радиоактивными изотопами, занимает лидирующее место.

По данным ВОЗ, только в 2014 году на нашей планете умерли более 10 000 000 человек от раковых заболеваний, это почти 25% от общего количества умерших. Это 19 человек, умирающих в мире от рака каждую минуту.

И это только официальная статистика по зарегистрированным случаям, с поставленным диагнозом. Можно только с ужасом гадать, каковы реальные цифры.

Радон

Радон тяжелый газ, редко встречающийся в природе, не имеет запаха, вкуса и цвета.

Радон относится к числу наименее распространенных химических элементов на нашей планете.

Плотность радона в 8 раз выше плотности воздуха. Радон растворим в воде, крови и других биологических жидкостях нашего организма. На холодных поверхностях радон легко конденсируется в бесцветную фосфоресцирующую жидкость. Твердый радон светится бриллиантово-голубым светом. Период полураспада 3,82 дня.

Основным источником радона, являются горные и осадочные породы, содержащие уран 238U. В процессе цепочки распадов радиоактивных изотопов уранового ряда, образуется радиоактивный элемент радий 226Ra, распадаясь который и выделяет газ радон 222Rn.

Радон накапливается в тектонических нарушениях, куда он поступает по системам микротрещин из горных пород.

Радон не распространен по Земной коре равномерно, а скапливается наподобие всем известного природного газа, только в несравнимо меньших объемах и концентрациях.

Сразу отметим, что радон не содержится повсюду вокруг нас, он скапливается в пустотах пород, или в незначительных количествах в порах этой породы, а далее способен выделяться наружу, при нарушении герметичности этих пустот (геологические разломы, трещины).

Так же нужно обратить внимание, что радон образовывается только в грунтах и почвах, содержащих радиоактивные элементы – уран 238U и радий 226Ra.

То есть, если в Вашем регионе содержание 226Ra и урана 238U в грунтах, почве и скальных породах в очень малых количествах, либо не содержится вовсе, то угрозы облечения радиацией от радона – нет, а соответственно для таких регионов норма естественного радиационного фона это 0,07 мкЗв/час.

Облучение радоном происходит в замкнутых пространствах, где способен накапливаться газ радон, поднимающийся из трещин и разломов в земной коре. К таким замкнутым пространствам можно отнести: шахты, пещеры, подземные сооружения (бункеры, землянки, погреба и т.п.), жилые и не жилые помещения с нарушенной гидроизоляцией фундамента и плохо работающей вентиляцией.

Если к примеру жилой дом расположен в районе скопления радона и под фундаментом дома в земной коре имеется трещина, то радон может проникать, сначала в подвальные помещения, а далее через систему вентиляции в выше расположенные помещения (квартиры).

Попадание радона в жилое помещение возможно, если будут нарушены сразу несколько строительных норм при строительстве жилого здания:

  • Перед строительством любого жилого объекта должно проводится обследование земельного участка и выдаваться официальное заключение об соответствии нормам радонового излучения. Если выделения радона выше нормы, то должны быть приняты дополнительные строительные решения по защите. Либо вообще строительство жилых помещений запрещается на данном земельном участке. Без данного заключения, нельзя получить заключение государственной экспертизы на строительный объект и получить разрешение на строительство.
  • При проектировании и строительстве здания обязательно предусматривается гидроизоляция фундамента, которая предотвращает попадание не только влаги, но и радона в подвальные помещения, а затем внутрь квартиры. Эта норма часто нарушается при строительстве и является одной из основных причин попадания радона в жилые помещения.
  • В жилых помещениях должна хорошо работать система естественной приточно-вытяжной вентиляции. Часто, из-за нарушения при строительстве или при проведении ремонтных работ, система вентиляции оказывается не работоспособной. В результате, в квартиру из вытяжного канала вентиляции поступает поток воздуха, который захватывается из подвального помещения дома вместе с радоном.

Если все строительные нормы соблюдены, то даже наличие залежей радона под жилым домом не приведет к дополнительному облучению радиацией, радон просто не будет попадать в жилые помещения. То есть облучение радоном происходит только при нарушении норм проектирования и строительства зданий и сооружений, из-за халатности ответственных лиц или жажды сэкономить на строительстве.

При нормальных условиях человек не должен подвергаться действию радона.

Если человек подвергается действию радона, то в 99% случаев это вызвано нарушением действующих норм и правил.

Не стоит пренебрегать опасностью радона. Он опасен! Если есть основания и сомнения, лучше провести замеры радона у себя в жилом помещении, особенно если это коттедж или частный дом.

Влияние радона на живые организмы

Радон опасен для живых организмов. Попадая внутрь организма через дыхательные пути, радон растворяется в крови, а продукты его распада быстро разносятся по всему телу и приводят к внутреннему массированному облучению.

Сам радон распадается на другие радиоактивные элементы в течении 4 суток. А радиоактивные продукты распада радона впоследствии облучают организм в течении 44 лет.

Наиболее опасными продуктами распада радона являются радиоактивные изотопы полония 218Po и 210Po.

Радон занимает первое место среди причин вызывающих рак легких. Так же установлено что радон накапливается в мозговых тканях человека, что так же приводит к развитию рака головного мозга. И это далеко не все примеры губительного действия радона на организм человека.

Источник: https://doza.pro/art/radiation_sources

Естественные источники радиации

3. Естественные источники радиации

Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации (рис. 3.1). 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 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.

Или же они могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма. Такой способ облучения называют внутренним.

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 жаровень, 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 более 5/6 годовой эффективной эквивалентной дозы, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения. Остальную часть вносят космические лучи, главным образом путем внешнего облучения (рис.

3.2).

В этой главе мы рассмотрим вначале данные о внешнем облучении от источников космического и земного происхождения.

Затем остановимся на внутреннем облучении, причем особое внимание уделим 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.

Космические лучи

Радиационный фон, создаваемый космическими лучами, дает чуть меньше половины внешнего облучения, получаемого населением от естественных источников радиации (рис.

3.2). Космические лучи в основном приходят к нам из глубин Вселенной, но некоторая их часть рождается на Солнце во время солнечных вспышек. Космические лучи могут достигать поверхности Земли или взаимодействовать с ее атмосферой, порождая вторичное излучение и приводя к образованию различных радионуклидов.

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‑за наличия у Земли магнитного поля, отклоняющего заряженные частицы (из которых в основном и состоят космические лучи).

Существеннее, однако, то, что уровень облучения растет с высотой, поскольку при этом над нами остается все меньше воздуха, играющего роль защитного экрана.

Возрастание с высотой мощности эквивалентной дозы облучения за счет космических лучей (изменение высоты представлено в логарифмическом масштабе).

Люди, живущие на уровне моря, получают в среднем из‑за космических лучей эффективную эквивалентную дозу около 300 микрозивертов (миллионных долей зиверта) в год; для людей же, живущих выше 2000 м над уровнем моря, это величина в несколько раз больше.

Еще более интенсивному, хотя и относительно непродолжительному облучению, подвергаются экипажи и пассажиры самолетов.

При подъеме с высоты 4000 м (максимальная высота, на которой расположены человеческие поселения: деревни шерпов на склонах Эвереста) до 12000 м (максимальная высота полета трансконтинентальных авиалайнеров) уровень облучения за счет космических лучей возрастает примерно в 25 раз и продолжает расти при дальнейшем увеличении высоты до 20000 м (максимальная высота полета сверхзвуковых реактивных самолетов) и выше (рис.

3.4).

При перелете из Нью‑Йорка в Париж пассажир обычного турбореактивного самолета получает дозу около 50 мкЗв, а пассажир сверхзвукового самолета – на 20% меньше, хотя подвергается более интенсивному облучению.

Это объясняется тем, что во втором случае перелет занимает гораздо меньше времени (рис. 3.3). Всего за счет использования воздушного транспорта человечество получает в год коллективную эффективную эквивалентную дозу около 2000 чел‑Зв.

Земная радиация

Основные радиоактивные изотопы, встречающиеся в горных породах Земли, ‑ это калий‑40, рубидий‑87 и члены двух радиоактивных семейств, берущих начало соответственно от урана‑238 и тория‑232‑долгоживущих изотопов, включившихся в состав Земли с самого ее рождения.

Разумеется, уровни земной радиации неодинаковы для разных мест земного шара и зависят от концентрации радионуклидов в том или ином участке земной коры.

В местах проживания основной массы населения они примерно одного порядка. Так, согласно исследованиям, проведенным во Франции, ФРГ, Италии, Японии и США, примерно 95% населения этих стран живет в местах, где мощность дозы облучения в среднем составляет от 0,3 до 0,6 миллизиверта (тысячных зиверта) в год.

Но некоторые группы населения получают значительно большие дозы облучения: около 3% получает в среднем 1 миллизиверт в год, а около 1,5% ‑более 1,4 миллизиверта в год. Есть, однако, такие места, где уровни земной радиации намного выше (рис. 3.5).

Неподалеку от города Посус‑ди‑Кал‑дас в Бразилии, расположенного в 200 км к северу от Сан‑Паулу, есть небольшая возвышенность.

Как оказалось, здесь уровень радиации в 800 раз превосходит средний и достигает 250 миллизивертов в год. По каким‑то причинам возвышенность оказалась необитаемой. Однако лишь чуть меньшие уровни радиации были зарегистрированы на морском курорте, расположенном в 600 км к востоку от этой возвышенности.

Гуарапари ‑ небольшой город с населением 12000 человек‑каждое лето становится местом отдыха примерно 30000 курортников.

На отдельных участках его пляжей зарегистрирован уровень радиации 175 миллизивертов в год. Радиация на улицах города оказалась намного ниже ‑ от 8 до 15 миллизивертов в год, ‑ но все же значительно превышала средний уровень. Сходная ситуация наблюдается в рыбацкой деревушке Меаипе, расположенной в 50 км к югу от Гуарапари.

Оба населенных пункта стоят на песках, богатых торием.

В другой части света, на юго‑западе Индии, 70000 человек живут на узкой прибрежной полосе длиной 55 км, вдоль которой также тянутся пески, богатые торием. Исследования, охватившие 8513 человек из числа проживающих на этой территории, показали, что данная группа лиц получает в среднем 3,8 миллизиверта в год на человека.

Из них более 500 человек получают свыше 8,7 миллизиверта в год. Около шестидесяти получают годовую дозу, превышающую 17 миллизивертов, что в 50 раз больше средней годовой дозы внешнего облучения от земных источников радиации.

Эти территории в Бразилии и Индии являются наиболее хорошо изученными «горячими точками» нашей планеты.

Но в Иране, например в районе городка Рам‑сер, где бьют ключи, богатые радием, были зарегистрированы уровни радиации до 400 миллизивертов в год. Известны и другие места на земном шаре с высоким уровнем радиации, например во Франции, Нигерии, на Мадагаскаре.

По подсчетам НКДАР ООН средняя эффективная эквивалентная доза внешнего облучения, которую человек получает за год от земных источников естественной радиации, составляет примерно 350 микрозивертов, т.е. чуть больше средней индивидуальной дозы облучения из‑за радиационного фона, создаваемого космическими лучами на уровне моря.

Предыдущая123456789Следующая

Дата добавления: 2015-12-08; просмотров: 609;

6.1. Космическое излучение

    Космическое излучение складывается из частиц, захваченных магнитным полем Земли, галактического космического излучения и корпускулярного излучения Солнца. В его состав входят в основном электроны, протоны и альфа-частицы.

Это так называемое первичное космическое излучение, взаимодействуя с атмосферой Земли, порождает вторичное излучение. В результате на уровне моря излучение состоит почти полностью из мюонов (подавляющая часть) и нейтронов.

    Поглощенная мощность дозы космического излучения в воздухе на уровне моря равна 32 нГр/час и формируется в основном мюонами.

Для нейтронов на уровне моря мощность поглощенной дозы составляет 0.8 нГр/час и мощность эквивалентной дозы составляет 2.4 нЗв/час. За счет космического излучения большинство населения получает дозу, равную около 0.35 мЗв в год.

    Космическому внешнему облучению подвергается вся поверхность Земли. Однако облучение это неравномерно.

Интенсивность космического излучения зависит от солнечной активности, географического положения объекта и возрастает с высотой над уровнем моря.

Наиболее интенсивно оно на Северном и Южном полюсах, менее интенсивно в экваториальных областях. Причина этого — магнитное поле Земли, отклоняющее заряженные частицы космического излучения.

Наибольший эффект действия космического внешнего облучения связан с зависимостью космического излучения от высоты (рис.4).

    Солнечные вспышки представляют большую радиационную опасность во время космических полетов.

Космические лучи, идущие от Солнца, в основном состоят из протонов широкого энергетического спектра (энергия протонов до 100 МзВ), Заряженные частицы от Солнца способны достигать Земли через 15-20 мин после того, как вспышка на его поверхности становится видимой.

Длительность вспышки может достигать нескольких часов.

   Рис.4.Величина солнечного излучения во время максимальной и минимальной активности солнечного цикла в зависимости от высоты местности над уровнем моря и географической широты.

   Величина дозы радиоактивного облучения, получаемая человеком, зависит от географического местоположения, образа жизни и характера труда.

Например на высоте 8 км мощность эффективной дозы составляет 2 мкЗв/час, что приводит к дополнительному облучению при авиаперевозках.

    При трансконтинентальном перелете на обычном турбовинтовом самолете, летящем со скоростью ниже скорости звука (Тполета ≈ 7.

5 часа), индивидуальная доза, получаемая пассажиром (50 мкЗв), на 20 % больше, чем доза, полученная пассажиром сверхзвукового самолета (Тполета ≈ 2.5 часа) (40 мкЗв), хотя последний подвергается более интенсивному облучению из-за большей высоты полета.

Коллективная эффективная доза от глобальных авиаперевозок достигает 104 чел-Зв, что составляет на душу населения в мире в среднем около 1 мкЗв за год, а в Северной Америке около 10 мкЗв.

Источник: https://ekoshka.ru/estestvennye-istochniki-radiacii/

Искусственные и естественные источники радиации – Сайт об отравлениях

3. Естественные источники радиации

На сегодняшний день источники радиации присутствуют в атмосфере Земли, в ее почве, воздухе и всех живых организмах, населяющих планету. Жизнь, зародившаяся на ней, началась в условиях естественного ионизирующего излучения, которое имело постоянный характер.

Однако с того момента многое изменилось. Человек научился создавать искусственные источники радиации, которые ежедневно выбрасывают в атмосферу тонны вредоносных радионуклидов. Такая обстановка непосредственно сказывается на мутации живых организмов, провоцирует появление множества новых болезней.

Излучение из космоса

Космос – это самый главный естественный источник радиации. Излучение извне поступает на Землю на постоянной основе. Его образуют магнитные частицы, которые попадают под гравитацию планеты, после чего уже не могут выбраться. Наиболее сильное влияние оказывает Солнце. Его радиационный фон состоит из протонов, электронов, а также альфа-частиц.

Вредоносные вещества образуются из-за вспышек на солнце, после чего они достигают поверхности планеты в течение 15 минут.

Космогенные радионуклиды

Также естественным источником ионизирующего излучения является скопление радиоактивных элементов, которые до настоящих времен сохранились на поверхности Земли. Среди них уран, калий, индий, торий и другие. Время полураспада этих веществ составляет миллиарды лет.

Внешнее облучение

Эти вещества поступают в организм человека с продуктами питания, его излучают все постройки на планете, однако данный факт не представляет никакой опасности. Количество, которое получает живой организм, не превышает предельно допустимые нормы.

Облучение, которому подвергаются здания из камня, плит или кирпича, в несколько раз выше, чем строения из дерева.

Внутреннее облучение

Внутренним облучением называется то состояние, когда радиация берется непосредственно из человеческого организма. Радионуклиды, которые попали в тело, сделав этот через пищеварительную и дыхательную систему, начинают облучать другие органы и ткани. Наибольшую часть такого вредоносного воздействия человек получает, находясь в помещении, которое длительное время не проветривалось.

Такая концентрация радионуклидов в жилых помещениях – заслуга радона. Он поступает в квартиры вместе с газом, водой, а также со стройматериалами, из которых возводился дом.

Искусственные источники радиации

Существуют также искусственные источники радиации. Они представляют собой вредоносные вещества, которые произвел сам человек. И если концентрация естественного облучения контролируются природными законами, то его искусственный аналог порой выбрасывается в атмосферу в непредсказуемых количествах, когда различные испытания проходят не так, как изначально планировалось.

Существует несколько искусственных производных радиационного фона:

  • испытания ядерного оружия;
  • рентген-лучи, используемые в медицине;
  • атомные электростанции;
  • некоторые произведенные человечеством материалы.

На количество получаемых радионуклидов влияют даже некоторые вредные привычки. Именно благодаря искусственным источникам облучения человек получает ударные дозы вредоносного воздействия, которые провоцируют различные смертельные болезни.

Ядерное оружие

Ядерное оружие очень опасный искусственный источник излучения. Во время таких взрывов колоссальное количество энергии распространяется на огромные расстояния, поражая все живое, что попадается на пути.

Первый взрыв был произведен в 1945 году, после чего последовала огромная череда мощных ударов в разных точках Земли.

Вещества, которые освобождаются во время таких учений или войн, остаются в атмосфере и почве еще долгие годы, провоцируя мутацию и гибель множества живых организмов.

Медицина

Периодически человеку приходится подвергаться облучению при столкновении с диагностикой и лечением некоторых заболеваний. Существуют нормы, ограничивающие использование приспособлений для просвечивания организма. Если соблюдать все правила, такое воздействие не является вредоносным, находясь в допустимых пределах.

Как можно получить дозу радиации в больнице:

  • во время проведения рентген-диагностики или компьютерной томографии;
  • введение радиоактивных изотопов для обнаружения локализации злокачественной опухоли;
  • проведение химиотерапии для лечения рака.

Конечно, введение радиации для лечения гораздо вреднее, чем проведение ежегодного диагностического мероприятия. Однако процент людей, которым приходится ощущать на себе последствия химиотерапии, не так высок, в сравнении с численностью всего человечества, населяющего планету.

Атомные электростанции

Атомная энергетика также очень опасна. Во время работы с ядерным топливом выброс ядовитых веществ может возникнуть на любой стадии. Опасность подстерегает при добыче урановой руды, производстве такого топлива, на стадии его обработки для извлечения плутония и урана, а также при утилизации путем захоронения.

К счастью, редко, но все же бывают аварии на атомных электростанциях. Огромный выброс энергии во время этого поражает все живое на сотни километров в окружности.

Ударная доза провоцирует неизбежную смерть от лучевой болезни, маленькая концентрация облучения провоцирует мутацию клеток ДНК на несколько поколений вперед.

Другие источники

Также существуют менее масштабные, но не менее вредоносные источники радиационного вещества. Они не так вредны, как атомные электростанции, но и полезными их назвать тоже нельзя.

К этой группе можно отнести:

  • тепловые электростанции, которые сжигают уголь;
  • различные электронные товары, без которых невозможна сегодняшняя жизнь человечества;
  • фосфатные залежи.

Отдельно следует поговорить про курение, так как это вредная привычка наиболее опасна из всех возможных источников радиации, поскольку встречается повсеместно. Во-первых, процесс горения образует выход вредоносного вещества цезия, более того, регулярное прикладывание к сигарете способствует усугублению действия радиации, которая попадает в организм извне.

Приборы, помогающие измерить уровень радиации

Чтобы мониторить естественные и искусственные источники радиации, а также выяснить мощность их потока, существует множество приборов. Они бывают стационарные, которые используются на крупных предприятиях, переносные предназначены для разовой диагностики и предполагающие личное использование.

Радиометр позволит выявить плотность излучаемого потока. Дозиметр измеряет мощность и дозу радиации.

Они существенно облегчают жизнь человеку, предостерегают о надвигающейся опасности. Благодаря таким приборам можно своевременно выявить угрозу и сразу же ее устранить.

Влияние на организм человека

Радиационное излучение очень пагубно для человеческого организма. Проникая во все клетки и ткани, оно приводит к их разрушению или мутации, вызывая тем самым развитие страшных смертельных заболеваний.

Воздействие вредоносных веществ можно поделить на 2 типа:

  1. Вызывающие соматические проявления, то есть, происходит разрушение непосредственно того организма, в который попал радионуклид.
  2. Генетические мутации заметны спустя некоторое время, когда человек обзаводится потомством, которое имеет дефекты многих органов.

Очень часто человек, подвергшийся немалой дозе радиации, становится бесплодным, что в таком случае наименее печально, чем видеть своих детей, которые рождены с различными уродствами.

Чаще всего заболеваниям подвержены именно те органы, через которые поступила доза радионуклидов. Стоит отметить, что возникновение болезни скорее наступит при единичном облучении ударной дозой, чем хроническом, но в малых количествах. Это объясняется процессом регенерации, который постоянно осуществляется в организме.

Патологии, возникающие после излучения:

  • лейкоз, а также злокачественные новообразования в органах;
  • лучевая болезнь;
  • генные мутации, сказывающиеся на дальнейшем потомстве;
  • изменения в структуре хромосом.

Такие состояния очень тяжело поддаются лечению, поэтому следует пытаться максимально оградиться от попадания в организм высоких доз радионуклидов. Конечно, излучение повсюду. Это один из главных и неизбежных процессов, которые происходят в космосе. Однако большую его часть все же создал человек, от чего он страдает по сей день.

Источник:

Естественные и искусственные источники ионизирующих излучений|Полимастер

Основную часть облучения ионизирующим излучением население земного шара получает, как правило, от естественных источников ионизирующего излучения (естественные ИИИ).

На протяжении всего времени существования Земли разные виды излучения попадают на Землю из Космоса (космические лучи, КЛ), а также поступают от естественных радионуклидов (ЕРН), которые находятся в атмосфере, гидросфере, в земной коре и совершают свой кругооборот в процессе естественной эволюции биосферы, а также в результате преобразующей ее деятельности человека. В их числе 3H, 14C, 32P, 40K, 222Rn, 226Ra, 232Th, 235U, 238U. Некоторые из ЕРН образуются под действием космических лучей, и поэтому называются  космогенными (например, тритий, 3H, радиоуглерод, 14С, радиофосфор, 32P). Их концентрация в приповерхностном слое планеты поддерживается постоянным потоком КЛ. Ионизирующее излучение, создаваемое КЛ и естественными ИИИ, образует т.н. естественный радиационный фон(ЕРФ).

Уровень ЕРФ различен в разных районах Земли и колеблется в широких пределах от 2 — 4 мЗв в год (равнинные территории вдали от месторождений редкоземельных руд), до 440 мЗв в год (черные пески на некоторых пляжах в Бразилии, Индии и Китая, содержащие много тория-232 и радия-226, радоновые источники и т.п.). Организм аборигенов, живущих в этих местах, давно приспособился к повышенным уровням ЕРФ. Жителям других мест Земли в такие районы приезжать на длительное время не стоит.

По подсчетам научного комитета по действию атомной радиации ООН, средняя эффективная эквивалентная доза внешнего облучения, которую человек получает за год от земных источников естественной радиации, составляет приблизительно 350 мкЗв, то есть немного больше средней дозы облучения через радиационный фон, который образуется космическими лучами.

Облучение может быть внутренним и внешним. Если источники ионизирующего излучения находятся вне организма и облучают его извне, то в этом случае, говорят о внешнем облучении. Если же ИИИ попали в организм человека (через воздух, воду, еду), то говорят о внутреннем облучении.

Перед тем как попасть в организм человека, радиоактивные вещества проходят сложный путь в окружающей среде, и это необходимо учитывать при оценке доз облучения, полученных от того или иного источника.

Внутреннее облучение в среднем составляет 2/3 эффективной дозы облучения, которую человек получает от естественного ионизирующего излучения. Оно поступает от радиоактивных веществ, которые попали в организм с едой, водой или воздухом.

Небольшая часть этой дозы приходится на радиоактивные изотопы, которые образуются под воздействием космических лучей (в основном, углерод-14, тритий). Остальная часть облучения поступает от источников земного происхождения.

В среднем человек получает около 180 мкЗв/год за счет калия-40, который усваивается организмом вместе с нерадиоактивным изотопом калия, играющим важную роль для жизнедеятельности человека.

Однако значительно большую дозу внутреннего облучения человек получает от нуклидов радиоактивного ряда урана-238 и в меньшем количестве от радионуклидов ряда тория-232.

Среди них одними из наиболее важных являются изотопы радона, образующиеся в результате распада изотопов радия, которые являются одними из долгоживущих членов радиоактивных рядов урана и тория. Радон – это газ без запаха и цвета, который может накапливаться в помещениях и, тем самым, быть очень опасным для людей. Его вклад в среднем является преобладающим среди всех источников излучения природного происхождения.

Источник: https://bdc03.ru/vidy-otravlenij/iskusstvennye-i-estestvennye-istochniki-radiatsii.html

Естественные и искусственные источники ионизирующих излучений|Полимастер

3. Естественные источники радиации

Основную часть облучения ионизирующим излучением население земного шара получает, как правило, от естественных источников ионизирующего излучения (естественные ИИИ).

На протяжении всего времени существования Земли разные виды излучения попадают на Землю из Космоса (космические лучи, КЛ), а также поступают от естественных радионуклидов (ЕРН), которые находятся в атмосфере, гидросфере, в земной коре и совершают свой кругооборот в процессе естественной эволюции биосферы, а также в результате преобразующей ее деятельности человека. В их числе 3H, 14C, 32P, 40K, 222Rn, 226Ra, 232Th, 235U, 238U. Некоторые из ЕРН образуются под действием космических лучей, и поэтому называются  космогенными (например, тритий, 3H, радиоуглерод, 14С, радиофосфор, 32P). Их концентрация в приповерхностном слое планеты поддерживается постоянным потоком КЛ. Ионизирующее излучение, создаваемое КЛ и естественными ИИИ, образует т.н. естественный радиационный фон(ЕРФ).

Уровень ЕРФ различен в разных районах Земли и колеблется в широких пределах от 2 – 4 мЗв в год (равнинные территории вдали от месторождений редкоземельных руд), до 440 мЗв в год (черные пески на некоторых пляжах в Бразилии, Индии и Китая, содержащие много тория-232 и радия-226, радоновые источники и т.п.). Организм аборигенов, живущих в этих местах, давно приспособился к повышенным уровням ЕРФ. Жителям других мест Земли в такие районы приезжать на длительное время не стоит.

По подсчетам научного комитета по действию атомной радиации ООН, средняя эффективная эквивалентная доза внешнего облучения, которую человек получает за год от земных источников естественной радиации, составляет приблизительно 350 мкЗв, то есть немного больше средней дозы облучения через радиационный фон, который образуется космическими лучами.

Облучение может быть внутренним и внешним. Если источники ионизирующего излучения находятся вне организма и облучают его извне, то в этом случае, говорят о внешнем облучении. Если же ИИИ попали в организм человека (через воздух, воду, еду), то говорят о внутреннем облучении.

Перед тем как попасть в организм человека, радиоактивные вещества проходят сложный путь в окружающей среде, и это необходимо учитывать при оценке доз облучения, полученных от того или иного источника.

Внутреннее облучение в среднем составляет 2/3 эффективной дозы облучения, которую человек получает от естественного ионизирующего излучения. Оно поступает от радиоактивных веществ, которые попали в организм с едой, водой или воздухом.

Небольшая часть этой дозы приходится на радиоактивные изотопы, которые образуются под воздействием космических лучей (в основном, углерод-14, тритий). Остальная часть облучения поступает от источников земного происхождения.

В среднем человек получает около 180 мкЗв/год за счет калия-40, который усваивается организмом вместе с нерадиоактивным изотопом калия, играющим важную роль для жизнедеятельности человека.

Однако значительно большую дозу внутреннего облучения человек получает от нуклидов радиоактивного ряда урана-238 и в меньшем количестве от радионуклидов ряда тория-232.

Среди них одними из наиболее важных являются изотопы радона, образующиеся в результате распада изотопов радия, которые являются одними из долгоживущих членов радиоактивных рядов урана и тория. Радон – это газ без запаха и цвета, который может накапливаться в помещениях и, тем самым, быть очень опасным для людей. Его вклад в среднем является преобладающим среди всех источников излучения природного происхождения.

Люди также могут столкнуться с воздействием излучения от радионуклидов, находящихся в земной коре, при добыче нефти и газа, где они выступают в качестве естественно появляющегося радиоактивного материала (сокращенно – NORM от Naturally Occurring Radioactive Material, англ.).

 При добыче полезных ископаемых радон или радий могут скапливаться в трубопроводах, либо загрязнять поверхности, что представляет серьезную опасность для людей. Количественный вклад в дозу облучения от радионуклидов, имеющихся в земной коре, сильно варьируется в мире зависимости от местности из-за различий в содержании урана и тория в почвах.

Уровень естественного радиационного фона в мире колеблется от 2 до 4 мЗв в год.

Вклад естественного радиационного фона в годовую дозу облучения человека составляет до 85%. Вклад испытаний ядерного оружия и аварии на ядерных объектах составляют только 1% дозы облучения от всех искусственных источников излучения.

Искусственные источники

Искусственными (техногенными) источниками ионизирующих излучений (ИИИ) являются любые ИИИ, созданные человеком. Они могут быть изготовлены с целью использования ионизирующего излучения (ИИ) от этих источников, либо происходящих в них процессов для других целей (например, производство электрической и/или тепловой энергии).

Искусственные ИИИ разделяют на радионуклидныеИИИ и генераторы ИИ.

За несколько последних десятилетий человечество создало сотни искусственных радионуклидов и научилось использовать энергию атома как в военных целях, так и в мирных — для производства энергии, в медицине и др.

Все это приводит к увеличению дозы облучения как отдельных людей, так и населения Земли в целом. Индивидуальные дозы, которые получают разные люди от искусственных источников ионизирующих излучений, сильно отличаются.

В большинстве случаев эти дозы незначительны, но иногда облучение за счет техногенных источников во многие тысячи раз интенсивнее, чем за счет естественных.

Однако следует отметить, что дозы, формируемые техногенными источниками излучения, обычно легче контролировать, чем дозы облучения, связанные с радиоактивными осадками от ядерных взрывов и аварий на АЭС, равно как и дозы облучения, предопределенные космическими и земными естественными источниками.

искусственные источники излучения

Области, в которых приходится сталкиваться с искусственными ИИИ, многообразны и обширны. К ним относятся:

  • производство электрической и тепловой энергии на атомных станциях и транспортных ядерных силовых установках, а также с помощью радионуклидных источников (космические аппараты, автономные радионуклидные источники электропитания и тепла);
  • ядерный топливный цикл;
  • стерилизация изделий и пастеризация пищевых продуктов с помощью промышленных облучателей (промышленные ускорители и гамма-облучатели);
  • неразрушающий контроль и контроль качества изделий в промышленности, строительстве, на транспорте и др.;
  • контроль технологических процессов, уровня заполнения сосудов, определение параметров продукции и образцов окружающей среды, таких, как толщина, содержание влаги (радиационные датчики, в частности, радиационные измерительные приборы);
  • разведка полезных ископаемых и контроль глубины бурения (ядерный каротаж);
  • производство средств измерений характеристик ИИ;
  • исследование атомно-молекулярной структуры веществ (рентгено-флуоресцентный анализ, рентгеноструктурный анализ, электронная микроскопия, активационный анализ, нейтронография и т.п.);
  • контроль процессов в различных средах с помощью радиоактивных меток (радиотрассеры);
  • многочисленные медицинские применения с использованием рентгеновских аппаратов, ускорителей, радионуклидных источников, в перспективе – медицинских ядерных реакторов нулевой мощности (медицинская радиология);
  • производство радионуклидов для различных нужд, в т.ч.радиофармпрепаратов для ядерной медицины;
  • обращение с материалами, содержащими естественные радионуклиды в концентрациях, превышающих соответствующиезначения для природных образцов (Naturally Occurring Radioactive Materials, NORM);
  • перевозка радиоактивных и ядерных материалов;
  • ведение деятельности на территориях, загрязненных радионуклидами;
  • ликвидация последствий ядерных и радиационных аварий;
  • обращение с радиоактивными отходами;
  • обеспечение безопасности (досмотровые системы), используемые при контроле багажа, грузов, досмотре в местах массового скопления людей и в важных для безопасности организациях, ядерная криминалистика;
  • научные исследования;
  • система образования.

По отношению к искусственным источникам ионизирующего излучения выделяют две группы облучаемых:

  • Население
  • Профессионально облучаемые лица (персонал).

Медицинские процедуры, такие, как рентгеновская дигностика, ядерная медицина и лучевая терапия дают наиболее значительный вклад в облучение населения со стороны искусственных источников излучения. В меньшей мере население облучается от потребительских товаров, строительных материалов, сжигаемых топлив, рентгеновских досмотровых установок и т.д.

Профессионалы подвергаются облучению во время выполнения своих профессиональных обязанностей от источников, с которыми они работают.

Они работают в таких областях, как, например, ядерная медицина, ядерная энергетика, добыча нефти/газа и их переработка, обеспечение физической защиты и др.

Данные специалисты подпадают под программу индивидуального дозиметрического контроля и мониторинга облучения ионизирующим излучением и должны быть снабжены индивидуальными дозиметрами для ежедневного ношения в соответствии с требованиями радиационной безопасности.

В подавляющем большинстве стран годовая коллективная эффективная доза от всех видов излучения составляет приблизительно 1000 Зв на 1 млн. жителей, в соответствии с рекомендациями МАГАТЭ.

Источник: https://ru.polimaster.com/resources/radiation-basics/natural-and-artificial-radiation-sources

2.4 Естественные и искусственные источники излучения

3. Естественные источники радиации

Прочитав и изучив этот раздел Вы должны:

  1. Знать, что такое естественные и искусственные источники излучения;
  2. Понимать, что представляют собой радиоактивные семейства;
  3. Представлять дозы облучения, получаемые человеком от естественных и искусственных источников излучения;

Введение

Источники ионизирующего излучения подразделяются на:

  • естественные – существующие в природе;
  • искусственные – синтезированные с помощью ядерных реакций.

На рисунке Рис. 1 представлен средний относительный вклад различных природных источников в облучение человека.

Рис. 1 Средний относительный вклад различных природных источников в облучение человека

Естественные источники излучения

Ионизирующие излучения, происхождение которых связано с естественными радионуклидами создают естественный (природный) радиационный фон.

Все живые существа, населяющие нашу планету в том числе и человек, развиваются в условиях постоянного воздействия различных естественных источников ионизирующих излучений.

Естественный радиационный фон есть неотъемлемый фактор окружающей среды, такой же, как температура, кислород, азот, атмосферное давление.

Очевидно, естественный радиационный фон играет существенную роль в жизнедеятельности человека, как и все вещества окружающей среды, с которыми организм находится в состоянии непрерывного обмена. Есть основания полагать, что в отсутствии естественного радиационного фона по-другому протекали бы процессы в живом организме, да и эволюционное развитие жизни на Земле могло бы пойти по иному пути.

Роль естественного радиационного фона в жизни организмов, населяющих Землю, ещё до конца не выяснена. Но поскольку эволюционное развитие шло по восходящей линии, несомненно, что в условиях естественного фона обеспечиваются оптимальные условия для жизнедеятельности растений, животных и человека.

Важными особенностями естественного фона являются два следующих обстоятельства:

  • он действует на всё население Земли,
  • уровень его воздействия сохраняется приблизительно постоянным.

К естественным источникам ионизирующего излучения относятся: космическое излучение и естественные радиоактивные вещества, распределенные на поверхности и в недрах Земли, в атмосфере, воде, растениях и организме всех живых существ, населяющих нашу планету.

Космическое излучение.

Различают первичное и вторичное космическое излучение.

Первичное космическое излучение представляет собой поток частиц высокой энергии, попадающих в земную атмосферу из межзвездного пространства. Оно состоит в основном из протонов (90%) и a-частиц (около 10%). В меньших количествах (около 1%) присутствуют нейтроны, фотоны, электроны и ядра легких элементов: лития, бериллия, бора, углерода, азота, кислорода, фтора.

Большая часть первичного космического излучения возникает в пределах нашей Галактики при звездных взрывах и образовании сверхновых звезд. Это так называемое галактическое космическое излучение.Кроме того при солнечных вспышках возникает солнечное космическое излучение.

Вторичное космическое излучение имеет сложный состав и состоит практически из всех известных в настоящее время элементарных частиц (протонов, нейтронов, электронов, фотонов и др.).

Оно образуется в результате взаимодействия частиц первичного космического излучения с ядрами нуклидов, входящих в состав воздуха.

При этом возникает вторичное излучение и образуются новые радиоактивные ядра.

Максимальная интенсивность вторичного космического излучения наблюдается на высоте 20-25 км. С уменьшением высоты его интенсивность падает и достигает минимума на уровне моря. Наибольшему облучению от космического излучения подвергаются экипажи и пассажиры самолетов (до 40 мкЗв/час), хотя само облучение кратковременно.

Рис. 2 Зависимость эквивалентной дозы, создаваемой космическими лучами, от высоты над уровнем моря

Другой группой естественных радионуклидов, присутствующих в окружающей среде, являются радионуклиды земного происхождения. Источником их поступления является земная кора. В свою очередь, естественные радионуклиды земного происхождения подразделяются на радионуклиды, относящиеся к радиоактивным семействами, и радионуклиды из средней части периодической системы элементов.

Все радионуклиды земного происхождения рассеяны в земной коре.

Радиоактивные семейства.

Ядра всех элементов с порядковым номером Z>82 радиоактивны. Они образуют длинные цепочки радионуклидов, где каждый последующий нуклид есть продукт распада предыдущего. Такие совокупности радионуклидов получим название радиоактивных семейств. В природе существует три радиоактивных семейства:

  1. Семейство урана – радия (родоначальник – радионуклид 23892U с периодом полураспада T1/2 около 4.51Ч109лет);
  2. Семейство тория – (родоначальник – радионуклид 23290Th с периодом полураспада T1/2 около 1.41Ч1010лет);
  3. Семейство актиния – (родоначальник радионуклид 23592U с периодом полураспада T1/2 около 7.07Ч108лет).

Конечный продукт распада у всех трех семейств – один из стабильных изотопов свинца.

На рисунках Рис.3 – Рис.5 показаны эти три семейства радионуклидов.

Рис. 3 Радиоактивное семейство уран – радия.

Рис. 4 Радиоактивное семейство тория.

Рис. 5 Радиоактивное семейство актиния.

Радон и продукты его распада.

Во всех трех семействах один из продуктов распада представляет собой инертный газ, который называется радоном. Вернее, в каждом из семейств образуется изотоп радона. Именно вследствие наличия газообразного радона в радиоактивных семействах продукты в его распада (следующие за радоном), содержатся во всех средах – воздухе, водоемах, почве.

 

Рис. 6 Выделение радона различными объектами

При распаде 238U и 232Th образуется изотопы газа радона с атомной массой 222 и 220, которые через поры и трещины земной поверхности непрерывно выходят в атмосферу и, распадаясь, порождают новые, переходящие в друг друга радионуклиды.

Земля на которой стоят дома, и сам строительный материал – является источниками радона. Его концентрация в наружном воздухе различается для разных точек земного шара от 1-2 Бк/м3 до 10000 Бк/м3 и более.

Как ни парадоксально может показаться на первый взгляд, но основную часть дозы облучения от радона человек получает находясь в закрытом непроветриваемом помещении. В зонах с умеренным климатом концентрации радона в закрытых помещениях в среднем примерно в 8 раз. выше, чем в наружном воздухе. Изменение концентрации радона в жилом помещении показано на рисунке Рис.7.

 

Рис. 7 Изменение концентрации радона в жилом помещении

Герметизация помещения только усугубляет положение, поскольку при этом еще более затрудняется выход радона из помещения. Самые распространенные материалы: дерево, кирпич и бетон – выделяют относительно немного радона.

Гораздо большей удельной активности обладает гранит и пемза (используется в СНГ и Германии). В связи обнаруженной радиоактивностью к середине 70-х.

годов изменения некоторых строительных материалов (глиноземов) силикатного шлака (фосфогипса) доменного шлака и др. в мире было резко сокращено.

Главный источник радона в закрытых помещениях это грунт. Однако, содержание радона в строительных материалах также может оказаться очень высоким. Поэтому требованиями HPБ-99 (п 5.3) ограничено использование стройматериалов, выделение радона которыми превышает установленные нормативы.

Основные радионуклиды из средней части периодической системы – это встречающийся в породах Земли – калий-40, рубидий-87 и др.

Значение калия-40 особенно велико для обитателей почвы – микрофлоры, корней растений, почвенной фауны. Соответственно заметно его участие во внутреннем облучении организма, его органов и тканей поскольку калий является незаменимым в ряде метаболических процессов.

В среднем облучение от этой группы земных радионуклидов составляет от 0.3 до 0.6 мЗв/год.

Заметная часть эффективной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников формулируется от радионуклидов, проходящих через сложную систему так называемых биологических цепочек. В качестве примера на рисунке Рис.8 представлена одна из схем распространения радионуклидов в окружающей среде.

Рис. 8 Схема распространения радионуклидов в окружающей среде

Дополнительно воздействие природной радиации связано с некоторыми видами деятельности человека:

Использование ископаемых видов топлива.
Уголь содержит незначительное количество природных радионуклидов, которые после его сжигания концентрируется в зольной пыли и поступает в окружающую среду с выбросами, несмотря на совершенствование систем отчистки.

Использование фосфатов.
Добыча фосфатов, которые используются главным образом для производства удобрений, ведется во многих местах. Большинство разрабатываемых в настоящее время месторождений содержит уран. В процессе добычи и переработки выделяется радон, да и сами удобрения содержат радионуклиды, проникающие в почву и далее в биологические цепочки.

Использование термальных водоемов.
Некоторые страны эксплуатируют подземные ресурсы пара и горячей воды для производства электроэнергии и теплоснабжения. При этом происходит значительное поступление радона в окружающую среду. Вклад этого источника ионизирующего излучения может возрасти, поскольку энергетические ресурсы этого вида велики.

Искусственные (техногенных) источники ионизирующего излучения используются в промышленности, энергетике, медицине .

Медицина.
В настоящее время основной вклад в дозу, полученную человеком от искусственных источников радиации, вносят медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением облучения.

Медицинское облучение отличается от облучения другими источниками тем, что людей облучают преднамеренно. Оправдание целесообразности такого облучения заключается в том, что польза превышает риск.

Рентгенодиагностика в медицине подразделяется на рентгенографию и рентгеноскопию. Рентгеновские установки являются наиболее распространенными источниками искусственного облучения.

Чаще других органов рентгеновским исследованиям подвергаются зубы, грудная клетка и конечности. Однако, эффективные дозы от этих исследований относительно низкие – обычно 20 мЗв (0,002 бэр) – в стоматологических исследованиях или при одном снимке грудной клетки.

Наибольший вклад в дозу от рентгеновского излучения в медицине вносят исследования желудка (с бариевой кашей), нижних отделов кишечника (бариевая клизма) и мочевыделительной системы (внутривенная урограмма).

Каждое из этих исследований включает применение контрастных веществ для получения четкого изображения мягких тканей.

В результате изготовление большого числа снимков при этих исследованиях пациент получает дозы, которые в сотни раз выше, чем дозы при обычных исследованиях зубов или грудной клетки.

Исследования поясничного отдела позвоночного столбца, проводимые при болевых ощущениях в нижней части спины, дают умеренно высокие дозы.

В ядерной медицине пациенту вводится препарат, содержащий g-излучающие радионуклиды. Препарат обычно вводится внутривенно, а иногда проглатывается или вдыхается.

Это дает возможность контролировать функционирование отдельного органа, наблюдая за распределением или выведением радионуклидов. Изображение распределения получают путем “просмотра” обследуемого органа пациента с помощью g-спектрометра.

Ядерная медицина имеет значительно меньшее применение, чем рентгенодиагностика.

Рентгенотерапия – это метод лечения заболевания путем воздействия на очаг рентгеновского излучения. Рентгенотерапия используется исключительно при лечении злокачественных заболеваний в целях излечивания тяжелых проявлений болезни. Для этого наиболее часто применяют пучки высокоэнергетического излучения от источника кобальта-60.

На ткань-мишень подаются высокие дозы (десятки Грэй), в то время как окружающие здоровые ткани остаются по возможности необлученными. Дозы при рентгенотерапии очень высоки, и поэтому эта процедура считается тяжелой. Её применяют только при чрезвычайно серьезных обстоятельствах, когда другие виды лечения не дают эффективных результатов.

Большую часть пациентов, подвергающихся радиотерапевтическому лечению, составляют люди, возраст которых находится за пределами детородного, и многие из них, вследствие преклонного возраста или плохого здоровья не будут жить долго. Поэтому поздний рак от облучения при таком лечении может и не появиться.

Следовательно, необходимость уменьшения доз на здоровые ткани пациентов при рентгенотерапии часто менее важна, чем при рентгенодиагностике.

Глобальные эффекты ядерных испытаний

В течении последних 50 лет население Земли подвергалось облучению от радиоактивных осадков, образовавшихся в ходе многочисленных испытаний ядерного оружия в атмосфере, которые были прекращены в 1980 году. В последние годы событием, повлекшим за собой выпадение радиоактивных осадков, явилась авария на Чернобыльской АС в 1986г., хотя ее вклад в общую картину выпадений невелик.

Ядерная энергетика и промышленность

Предприятия ядерной промышленности и энергетики многих высокоразвитых государств создают еще один источник техногенного облучения. Радиоактивные выбросы атомных станций и предприятий ядерной промышленности регулируются крайне жесткими нормативами и поэтому практически не изменяют природный фон и содержание радионуклидов в окружающей среде.

Каждый источник излучения имеет две важные характеристики:

  • доза, которая создается от него в организме человека;
  • возможность человека влиять на эту дозу.

Одним из основных компонентов естественного радиационного фона является космическое излучение, а также ядерное излучение радионуклидов, образующихся под его воздействием в высоких слоях атмосферы (тритий, бериллий-7, бериллий-10, углерод-14, натрий 22, натрий-24 и др.).

Средняя доза облучения человека от космического излучения на поверхности Земли составляет ~ 400 мкЗв/год. Облучение от космического излучения не может быть снижено. Это неуправляемый источник излучения.

Радон вместе с продуктами распада вносит основной вклад в дозу, обусловленную всеми земными источниками ионизирующего излучения (~ 75%).

В природе радон встречается в двух основных формах: в виде радона-222, члена радиоактивного семейства урана-238, и в виде радона-220, члена радиоактивного семейства тория-232. Основной вклад в дозу облучения человека вносит радон-222.

Наибольшему облучению от радона и продуктов его распада подвергаются шахтеры урановых и не урановых рудников и шахт. Средняя доза для них – 26 мЗв/год. (Данные по Великобритании).

Диапазон доз облучения от радона в коммунальной сфере – 2,5-20 мЗв/год. Облучение отдельных групп может превышать среднее по региону в 10 и более раз.

Дозы от радона сравнимы с пределами доз для персонала группы А.

Осуществление противорадоновых мероприятий позволяет снизить облучение населения в 10 раз. Для этого должен проводится контроль на всех этапах строительства новых зданий, контроль источников хозпитьевого водоснабжения.

Индивидуальные дозы, получаемые разными людьми от техногенных источников, сильно различаются, хотя в большинстве случаев невелики.

НРБ-99 ограничивают дозу облучения при проведении профилактических и научных рентгенологических исследований практически здоровых лиц. Установлен норматив годовой эффективной дозы облучения – 1 мЗв.

Основной же вклад в суммарную эффективную дозу дают не профилактические процедуры (флюорография, примерно 18%), а диагностические (рентгеноскопия и рентгенография, примерно 82%). Именно для них, в отличие от профилактических процедур (с пределом дозы 1 мЗв/год), предел дозы не регламентируется.

Окончательное решение о проведение диагностических процедур принимает врач-радиолог с согласия пациента. При достижении дозы облучения пациента 0.5 Зв (50 Бэр) должны быть приняты меры по дальнейшему ограничению его облучения (HPБ-99, п.5, 4; ОСПОРБ-99, п.4).

Медицинское облучение является вторым по значимости источником облучения населения Российской Федерации (после природных источников).

Дозы от медицинского облучения в России примерно в 4 раза выше, чем в Великобритании. Снижению доз медицинского облучения уделялось значительно меньше внимания, чем профессиональному облучению.

Заметное снижение этих доз может быть достигнуто путем осуществления организационных мероприятий:

  • отказ от проведения ненужных процедур;
  • строгое соблюдение оптимальных режимов исследований.

Необходимо также реализовать более дорогостоящие меры:

  • альтернативные методы диагностики различных заболеваний, не связанных облучением людей ионизирующим излучением;
  • внедрение рентгеновской аппаратуры с низким уровнем облучения пациентов;
  • использование высокочувствительной рентгеновской пленки;
  • организация контроля и учета доз медицинского облучения.

В настоящее время в РФ данные об эффективных дозах, получаемых пациентов при многих видах диагностических процедур получают по таблицам, подобным Таблице 1, в которой приведены средние значения эффективных доз для наиболее распространенных рентгенологических процедур.

Таблица 1. Возраст пациента – больше 19 лет (взрослые).

Область исследованияМетод исследования

Доза, мкЗв

Доза, бэр

ЛегкиеРентгенография

152

0.015

ЛегкиеФлюорография

810

0.0810

ЛегкиеРентгеноскопия

1830

0.183

ЧерепРентгенография

167

0.017

Поясничный ОтделРентгенография

1920

0.192

ЖелудокРентгенография

90

0.009

ЖелудокРентгеноскопия

1760

0.176

Таз, крестецРентгенография

2230

0.223

Существенным недостатком табличного метода является то, что данные по эффективной дозе получены для идеализированных рентгеновских аппаратов и стандартных режимов облучения. Применение неисправного или устаревшего рентгеновского оборудования, несоблюдение режимов облучения приводит к существенному увеличению доз облучения по сравнению с предполагаемыми значениями.

В развитых странах рентгеновские аппараты комплектуются в обязательном порядке проходными ионизационными камерами (камерами-свидетелями). В РФ нормирование обязывает определять эффективные дозы при облучении пациентов. Определены требования Госстандарта к средствам измерений, начато серийное производство отечественных приборов.

Таким образом:

  • Источники ионизирующего излучения, используемые в медицине являются наиболее значимыми из искусственных техногенных источников облучения человека.
  • Существуют резервы снижения дозы облучения.

Годовые дозы облучения населения от различных источников распределены следующим образом:

Рис. 9 Вклад различных источников облучения в суммарную дозу

Резюме

Обективная информация об относительной значимости отдельных источников ионизирующего излучения неизбежно приведет к повышению внимания к облучению от природных и медицинских источников ионизирующего излучения. Это будет способствовать выработке и реализации оптимальной стратегии обеспечения радиационной безопасности населения, а также позволит управлять радиационной обстановкой в организациях и на территориях.

Источник: http://aes.pp.ua/RSafety/P02-04.htm

Book for ucheba
Добавить комментарий