Естественные источники ИИ

ИСТОЧНИКИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

И ЗАГРЯЗНЕНИЙ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

РАДИОАКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ

Классификация источников ИИ. Природный

Радиационный фон

Все живые существа на Земле постоянно подвергаются воздействию ионизирующей радиации путем внешнего и внутреннего облучения за счет естественных и искусственных источников ИИ, которые образуют радиационный фон.

Естественные источники ИИ – это есть совокупность космического излучения, излучения от космических радионуклидов, рассеянных в атмосфере, литосфере, гидросфере и находящихся в составе биологических организмов: все эти излучения образуют природный радиационный фон (ПРФ) или естественный радиационный фон (ЕРФ), средняя эффективная доза которого составляет 2000 мкЗв в год на человека.

Искусственные источники ИИ – это совокупность ИИ и РВ, образующих в результате ядерных взрывов, деятельности атомных электростанции, извлечения полезных ископаемых из недр Земли, применения ИИ и РВ в медицине, науке, в других отраслях хозяйственной деятельности человека. Совокупность этих источников составляет искусственный радиационный фон – ИРФ, который в настоящее время в целом по земному шару добавляет к ЕРФ лишь 1-3%.

Естественные источники ИИ

Космическое излучение – это ИИ, непрерывно падающее на поверхность Земли из космического пространства (первичное космическое излучение) и образующееся в земной атмосфере в результате взаимодействия первичного космического излучения с атомами воздуха - вторичное космическое излучение.

Первичное космическое излучение состоит из протонов – 92%, альфа-частиц – 7%, ядер атома лития, бериллия, углерода, азота и кислорода и др. При резком увеличении солнечной активности возможно нарастание космического излучения на 4-100%. Лишь немногие первичные космические лучи достигают поверхности Земли, так они взаимодействуют с атомами воздуха, рождая потоки частиц вторичного космического излучения.

Вторичное космическое излучение – состоит из электронов, нейтронов, мезонов и фотонов; максимум его интенсивности находится на высоте 20-30 км, на уровне моря интенсивность излучения составляет около 0,05% от первоначального.

Люди, живущие на уровне моря, получают в среднем из-за космических лучей эквивалентную дозу около 300 мкЗв в год; для людей, живущих выше 2000 м над уровнем моря, эта величина в несколько раз больше. Еще более интенсивному облучению подвергаются экипажи и пассажиры самолетов: при подъеме с высоты 4000 м до 12000 м уровень облучения за счет космических лучей возрастает примерно в 25 раз и продолжает расти при дальнейшем увеличении высоты до 20000 км и выше (высота полета сверхзвуковых реактивных самолетов при перелете из Нью-Йорка в Париж пассажир получает дозу около 50 мкЗв).

Природные радиоактивные вещества. Они представлены 3 группами радиоактивных веществ: первую группу составляют естественные радиоактивные семейства ²³⁸U, ²³²Th, ²³⁵U и их дочерние продукты распада, 2 группу образуют малораспространенные изотопы, не относящиеся к 1 группе – ⁴⁰К, ⁴⁸Ca, ⁸⁷Rb, лантаноиды и др., 3 группа представлена радиоактивными изотопами – ¹⁴C, ³H, ⁷Be, ¹⁰Be, образующиеся под действием космических лучей из атмосферного воздуха. Все эти радиоактивные вещества рассеяны в атмосфере, гидросфере почве и в биологических организмах.

Наиболее распространенным радиоактивным изотопом земной коры являются ⁸⁷Rb, ⁴⁰K, уран, торий, радий и их дочерние продукты распада, особенно радиоактивные газы – радон-220, радон – 222, актинон – 219.

Из них наиболее значение имеют ⁸⁷Rb, на втором месте по количеству занимает радиоизотоп ⁴⁰K, но радиоактивность ⁴⁰K в земной коре превышает радиоактивность суммы всех других естественных радиоактивных элементов за счет того, что распад ⁴⁰K сопровождается жестким бета- и гамма- излучением, а ⁸⁷Rb характеризуется мягким бета-излучением и имеет длительный период полураспада.

Радионуклид ⁴⁰K широко рассеян в почве и прочно удерживается глинами, содержится в растениях, особенно в бобовых – горохе, бобах, фасоли, сое, люцерне, клевере и др. Концентрация радионуклидов урана и тория в десятки и сотни, а радия в миллионы раз меньше по сравнению с содержанием радиоактивного калия.

Радиоактивность воде придают, в основном, уран, торий, радий, образующиеся растворимые комплексные соединения, которые вымываются венными водами, а также газообразные продукты их ядерных превращений - радон, торон и др.

Радиоактивность атмосферы обусловлена наличием в ней радиоактивных веществ в газообразном состоянии - радон, торон, ^14C, тритий и др. Суммарная радиоактивность атмосферного воздуха колеблется в широких пределах – от 2 х 10^-14 до 4,4 х 10^-13 Ки/л.

Наиболее весомыми из всех естественных источников радиации является невидимый, не имеющий запаха и вкуса тяжелый (в 7,5 раза тяжелее воздуха) газ радон, который вместе с другими дочерними продуктами распада ответственен за 75% годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы, получаемой населением от земных источников радиации и за 50% дозы от всех естественных источников радиации. Радон в виде ²²²Rn и ²²⁰Rn выделяется из земной коры повсеместно, но основную дозу человек получает находясь в закрытом, непроветриваемом помещении (уровень радиации выше в 8 раз, чем в наружном воздухе) за счет следующих источников:

поступление из почвы, фундамента, перекрытия; высвобождение из строительных материалов жилых помещений составляет 60 кБк/сут.;

из наружного воздуха проникает 10 кБк/сут.;

высвобождение из воды, используемой в бытовых целях - 4 кБк/сут.;

выделяется из природного газа при его сгорании - 3 кБк/сут.;

Больших концентраций радон достигает в помещениях, ели дом стоит на грунте с повышенным содержанием радионуклидов, или если при его строительстве использованы материалы с повышенной радиоактивностью.

Таблица Средняя удельная радиоактивность строительных материалов

В качестве других источников земной радиации следует назвать каменный уголь, фосфаты и фосфорные удобрения, водоемы и др.

В целом естественные источники ИИ ответственны примерно за 90% годовой эффективной эквивалентной дозы облучения, из этой дозы на долю земных источников приходится 5/6 частей 9 в основном за счет внутреннего облучения), на долю космических источников – 1/6 часть (в основном путем внешнего облучения).

В соответствии с Федеральным законом о радиационной безопасности – утв. 9.01. 96 г., среднегодовая эффективная доза (допустимые пределы доз) для основного населения может составлять 0,001 Зв или за период жизни (70 лет) – 0,07 Зв; а для профессиональных работников – 0,02 Зв, за период трудовой деятельности (50 лет) – 1 Зв. По нормам радиационной безопасности (НРБ-99) установлены основные пределы доз.