Файл: 4.3 BOOK.pdf

61 

радиоактивных веществ в атмосферу хорошо изучены с качественной 
стороны  и  имеется  хорошее  понимание  относительной  значимости 
отдельных путей. При наличии надежных количественных данных о 
различных происходящих при этом процессах возможно произвести 
точную оценку доз, поступающих по каждому из этих путей. 

Пути  облучения  человеческого  организма  в  результате  выброса 

радионуклидов  в  атмосферу  различны.  По  мере  рассеяния 
радиоактивного  шлейфа  и  переноса  его  преобладающими  ветрами, 
человеческий  организм  подвергается  облучению  по  двум  основным 
направлениям:  внешнему  облучению  от  содержащихся  в  шлейфе 
радиоактивных  веществ  и  внутреннему  облучению  в  результате 
вдыхания  воздуха,  содержащего  радиоактивные  вещества.  Затем 
концентрация  радиоактивных  веществ  в  шлейфе  уменьшается  в 
результате  его  рассеяния  и  переноса  радиоактивных  веществ  на 
поверхность  земли  и  в  водоемы  в  условиях  сухой  погоды,  при 
выпадении  осадков  и  оседании  тумана.  Впоследствии  человеческий 
организм  может  подвергнуться  (или  продолжает  подвергаться) 
воздействию облучения и по другим путям, из которых три являются 
основными: внешнее облучение от осевших радиоактивных веществ 
как  таковых;  вдыхание  радиоактивных  веществ  с  воздухом  в 
результате  повторного  пылеобразования  и  перенос  через  земную  и 
водную  среды  радиоактивных  материалов  с  попаданием  их  в 
продукты питания и питьевую воду, что может увеличить внутреннее 
облучение. 

6.1 

Рассеяние и осаждение радиоактивных веществ 

Процессы  рассеяния  веществ  в  атмосфере  с  последующим 

осаждением  из  неё  отличаются  большой  сложностью.  Как  только 
происходит  выброс  радиоактивного  материала  в  атмосферу, 
турбулентные потоки перемешивают радиоактивные частицы и газы 
внутри  расширяющегося  шлейфа,  который  переносится  в 
направлении  ветра.  Оба  эти  процесса  описываются  термином 
дисперсия,  причем  развитие  процесса  дисперсии  зависит  от 
направления ветра и его скорости, устойчивости погодных условий, а 
также  от  теплосодержания  шлейфа,  характерных  особенностей 
местности и влияния морского побережья. 

Затем  диспергированное  вещество  может  быть  вовлечено  в 

процесс  образования  осадков  внутри  облака,  что  приводит  к  его 

62 

выпадению с осадками. Влажное осаждение может также произойти 
в 

результате 

взаимодействия 

между 

каплями 

дождя 

и 

диспергированным  радиоактивным  веществом,  вызывая  как  бы 
вымывание  радиоактивных  веществ  из  шлейфа.  В  отсутствии 
осадков  радиоактивные  вещества  могут  высвобождаться  из  шлейфа 
под  воздействием  гравитационных  сил,  что  приводит  к  контакту  с 
земной  поверхностью,  растительностью  или  строениями  в 
населенных  пунктах  городского  типа.  Вместе  эти  процессы 
называются  сухим  осаждением.  Считается,  что  все  радиоактивные 
вещества, за исключением инертных газов, удаляются из атмосферы 
за  счет  вымывания  и  сухого  осаждения.  Осаждение  зависит  от 
многих факторов, таких, как физико-химическое состояние веществ, 
характер  поверхности  при  сухом  осаждении  и  тип  и  интенсивность 
осадков при влажном осаждении. 

6.2 

Пути внешнего облучения 

Аварийные  выбросы  радиоактивных  веществ  в  атмосферу 

приводят  к  загрязнению  воздуха  и  поверхности  земли  за  счет 
процессов  атмосферной  дисперсии  и  осаждения.  В  самом  деле, 
внешнее  облучение  от  радиоактивных  веществ,  осажденных  на 
поверхность  земли,  обычно  является  основным  источником 
кратковременного  и  долговременного  облучения  в  результате 
ядерной аварии. 

В  целом,  дозы  внешнего  облучения  зависят  от  распределения 

концентрации 

радионуклидов 

в 

проходящем 

шлейфе 

и 

последующего  их  осаждения  на  поверхность  земли,  от  типа  и 
энергии  излучения  каждого  радионуклида  и  от  прохождения 
излучения  от  источника  к  человеческому  телу  через  различные 
среды. 

Известно,  что  радиоизотопы  излучают  альфа-,  бета-частицы  и 

фотоны  или  воздействуют  комбинированно.  Поскольку  альфа-
частицы  быстро  поглощаются  даже  слоем  воздуха  толщиной  в 
несколько сантиметров, они не могут пройти большого расстояния и, 
даже если их источник расположен вблизи тела, они обычно не могут 
проникнуть  сквозь  поверхностный  слой  омертвевших  клеток  кожи. 
Поэтому  альфа-частицы  не  представляют  опасности  с  точки  зрения 
внешнего  облучения.  Бета-частицы,  прежде  чем  поглотиться, 
успевают пройти в воздухе расстояние в несколько метров. Поэтому 

63 

величина  дозы  от  бета-излучения  зависит  только  от  концентрации 
источника бета-излучения, расположенного вблизи отдельно взятого 
человека. Бета-излучение до полного поглощения может проникнуть 
в ткани организма максимально на глубину нескольких сантиметров, 
и  поэтому  оно  представляет  особую  радиационную  опасность  для 
кожных  покровов,  а  также  для  прилегающих  к  ним  органов.  Что 
касается фотонов и гамма-излучения, то они обычно могут пройти в 
воздухе  расстояние  в  несколько  сот  метров  и  из-за  своей  высокой 
проникающей  способности  вызывают  облучение  всех  тканей 
организма.  Поэтому  доза  от  воздействия  гамма-излучения  может 
зависеть от концентрации гамма-источника, расположенного даже на 
большом  расстоянии  от  человека.  Распределение  дозы  в  организме 
при этом является гораздо более равномерным, чем при облучении от 
бета-источников,  особенно  при  облучении  фотонами  высоких 
энергий.  Известно,  что  проникающие  фотоны  являются  наиболее 
сильным  источником  внешнего  облучения  организма,  хотя  бета-
излучение может вносить значительный вклад в облучение кожи. 

Для  оценки  распределения  индивидуальных  доз  среди 

облученного населения необходимо также принимать в расчет время, 
проведенное  различными  группами  населения  в  разных  условиях 
облучения  (например,  на  открытом  воздухе,  внутри  строений 
различных  типов,  транспортных  средств),  т.  е.  учитывать  степень 
защищенности от воздействия внешнего облучения. 

6.3 

Внутреннее облучение. Пути поступления 

радионуклидов 

На  рисунке  6.1  приведены  стадии  определения  внутреннего 

облучения  организма  человека  после  выброса  радионуклидов  в 
атмосферу: 

Выброс 

Дисперсия в атмосфере 

Концентрация в материалах окружающей среды 

Поступление радионуклидов в организм человека 

Внутреннее облучение 

64 

Рисунок 6.1 – Стадии определения внутреннего облучения 

Начальными  точками  определения  внутреннего  облучения 

человека  являются  концентрация  радионуклидов  в  воздухе  и 
количество радионуклидов, выпавших в конкретном месте на почву. 
Следующий  этап  заключается  в  оценке  переноса  радионуклидов  в 
материалы окружающей среды, поступающие в организм человека, т. 
е.  воздух,  пищу  и  воду.  В  некоторых  случаях  такая  оценка  носит 
простой  характер,  например,  при  ингаляционном  поступлении 
радионуклидов  из  воздуха  проходящего  радиоактивного  облака; 
вместе  с  тем,  существуют  различные  среды,  через  которые 
радионуклиды  проникают  в  организм  человека  (например,  почва–
трава–крупный  рогатый  скот–молоко–организм  человека).  После 
определения  концентрации  радионуклида  в  конкретном  материале 
окружающей  среды  необходимо  установить  количество  данного 
материала,  попавшего  в  организм  человека  перорально  или 
ингаляционным  путем,  чтобы  выявить  общий  объем  поступления  в 
организм  интересующего  радионуклида  данным  путем.  И  в 
заключение.  Нужна  дозиметрическая  модель  определения  дозы 
внутреннего  облучения,  обусловленная  поступлением  данного 
радионуклида. 

Пероральный  и  ингаляционный  пути  поступления радионуклидов 

в организм человека являются основными. Поступление через кожу–
это  еще  один  возможный  путь.  Химические  элементы  очень  редко 
поступают  в  организм  через  неповрежденную  кожу,  поэтому 
единственным  радиоактивным  веществом,  которое,  как  правило, 
проникает в организм человека данным путем, является обогащенная 
тритием  вода.  Все  остальные  вещества  могут  проникнуть  только 
через  порезы  и  ссадины  и  могут  привести  только  к  локальному 
облучению тканей вокруг точки внедрения. При оценке последствий 
аварийных  выбросов  поступление  радиоактивного  материала  в 
организм через кожу имеет незначительное значение и в дальнейшем 
не будет учитываться. 

6.3.1 

Ингаляционное поступление радионуклидов 

Радионуклиды могут вдыхаться непосредственно из воздуха после 

их  поступления  в  него  из  радиоактивного  облака  по  мере  его 
прохождения  или  в  результате  вторичного  ветрового  переноса. 
Первый фактор представляет интерес только в момент прохождения 
облака  и  является  важным  кратковременным  путем  поступления 

65 

радиоактивности в организм после аварийного выброса. В отличие от 
этого  ветровой  перенос  может  наблюдаться  в  течение  длительных 
периодов времени. 

Простую 

оценку 

прямого 

ингаляционного 

поступления 

радионуклидов  из  облака  можно  провести,  умножив  значение 
предполагаемой  концентрации  в  воздухе  в  конкретной  точке  на 
скорость  ингаляционного  поступления.  Кроме  того,  концентрация 
радиоактивных  веществ  внутри  зданий  обычно  ниже  концентрации 
на  открытом  воздухе,  поэтому  при  оценке  доз,  полученных  в 
результате  ингаляционного  поступления  радионуклидов  в  организм, 
необходимо  учитывать  время  пребывания  людей  внутри  зданий, 
нахождение в укрытиях и степень обеспечиваемой ими защиты. 

Кроме  того,  частота  дыхания  зависит  от  возраста  и  комплекции 

человека, а также от того, занимался ли он в этот момент физическим 
трудом  или  отдыхал;  даже  у  людей,  занимающихся  аналогичной 
деятельностью, она будет различной. 

Вторичный  ветровой  перенос выпавших на почву радиоактивных 

веществ  может  произойти  в  результате  ветрового  воздействия  или 
деятельности  человека,  например,  при  проведении  земляных  работ 
или 

вспашке. 

Степень 

вторичного 

ветрового 

переноса 

радиоактивных  веществ  с  различных  поверхностей  зависит  от 
многих  факторов,  например,  характера  и  возраста  выпавших 
веществ,  физических  характеристик  поверхности  и  силы  ветра. 
Степень  вторичного  ветрового  переноса  мелких  частиц  с  сухой 
поверхности  выше,  чем  при  переносе  с  мокрой  поверхности, 
особенно  если  речь  идет  о  сельскохозяйственных  угодьях. 
Вторичный 

ветровой 

перенос, 

вызванный 

механическими 

операциями,  окажет  воздействие  только  на  людей,  находящихся  в 
непосредственной  близости,  и  не  играет  существенной  роли  при 
оценке радиационного воздействия на большие группы людей. 

Ингаляционное  поступление переносимых ветром радиоактивных 

веществ  обычно  обусловливает  лишь  незначительную  часть  общего 
радиационного воздействия при выбросах радионуклидов с тепловых 
реакторов,  как  это  было  в  случае  аварии  на  Чернобыльской  АЭС. 
Поэтому, при проведении оценок доз облучения его, как правило, не 
принимают  во  внимание.  Однако,  в  районах  выпадения 
значительных количеств актинидов (например, плутоний-239) может 
возникнуть  необходимость  в  его  учете.  В  таких  районах 
ингаляционное 

поступление 

радионуклидов 

обусловливает