ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.11.2021
Просмотров: 297
Скачиваний: 1
Еще одним, менее важным по сравнению с указанными источником радона в жилых помещениях является вода и природный газ. Установлено, что в ряде случаев, особенно при использовании теплого душа, концентрация радона в ванной комнате почти в 3 раза выше, чем на кухне и более чем в 40 раз выше, чем в жилых комнатах.
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 (0,3- 0,6) мЗв в год. Есть, однако, такие места, где уровни земной радиации намного выше (Посус-ди-Калв, Меаип и Гуарапари в Бразилии расположены на территориях богатых торием, на юго-западе Индии). Эти территории в Бразилии и Индии являются наиболее хорошо изученными <<горячими точками>> нашей планеты. Но в Иране, например в районе городка Рамсер, где бьют ключи, богатые радием, были зарегистрированы уровни радиации до 400 мЗв в год. Известны и другие места на земном шаре с высоким уровнем радиации, например во Франции, Нигерии, на Мадагаскаре. Эффективная эквивалентная доза внешнего облучения, которую человек получает за год от земных источников естественной радиации, составляет примерно 350 мкЗв, больше средней индивидуальной дозы облучения, создаваемого космическим излучением 0,30 мкЗв.
Наиболее распространенным радиоактивным изотопом земной коры является 87Rb, содержание которого значительно выше урана, тория и 40К. Однако радиоактивность 40К в земной коре превышает суммарную радиоактивность всех природных радионуклидов, несмотря на то, что его естественное содержание составляет всего 0,0119 % от общего количества калия. С биологической точки зрения изотоп 40К является наиболее важным, поскольку все продукты растительного и животного происхождения содержат данный изотоп. Около 89 % атомов 40К испытывают - распад по схеме:
(Т = 1,28 .109 лет).
Остальная часть40К распадается путем К – захвата. При электронном захвате ядро атома поглощает один из электронов собственной электронной оболочки (обычно с ближайшей к нему k - оболочки). При этом один из протонов превращается в нейтрон, что сопровождается испусканием нейтрино и образованием дочернего ядра. Именно так из калия-40 образуется аргон: .
Распад 40К сопровождается относительно жестким и γ - излучением в отличие от распада 87Rb, который характеризуется мягким γ- излучением и имеет период полураспада 6,2 лет.
Калий-40 широко рассеян в почвах и прочно удерживается глинами вследствие процессов сорбции. Глинистые почвы почти везде имеют повышенное содержание различных радиоактивных элементов по сравнению с песчаными и известняками.
Внутреннее облучение.
Поскольку по химическим свойствам радиоизотопы не отличаются от стабильных аналогов, то они следуют вместе с ними по всем биологическим и пищевым цепочкам в соответствии с химическими и биологическими законами круговорота веществ в природе. Большинство радионуклидов, содержащихся в земной коре, воде и воздухе, проникает в растительные и животные организмы.
Внутреннее облучение от углерода-14 и трития составляет очень незначительную часть общего внутреннего облучения организма человека. Основной вклад в него составляют продукты радиоактивного семейства урана-238 и тория-232, а также калия-40. Полная эквивалентная доза внутреннего облучения организма человека за счет всех природных радионуклидов составляет в среднем 1мЗв в год (табл.1).
Таблица 1. Природные источники ионизирующего излучения
Источники |
Средняя годовая доза |
Вклад в дозу |
||||
|
мбэр |
мЗв |
( в %) |
|||
Космос (излучение на уровне моря) |
30 |
0,30 |
15,1 |
|||
Земля (грунт, вода) поверхностный слой внутреннее пространство |
35 133 |
0,35 1,33 |
68,8 |
|||
Радиоактивные элементы, содержащиеся в теле человека |
30 |
0,30 |
15,1 |
Искусственные источники радиации
В результате хозяйственной деятельности человека в окружающей среде появились дополнительные источники излучений, связанные с увеличением количества естественных радионуклидов, извлекаемых из недр Земли с нефтью, углем, газом, рудами, минеральными удобрениями, строительными материалами и другими полезными ископаемыми. Кроме того, появились искусственные радионуклиды и источники излучений, не связанные с радиоактивным распадом. Для оценки этих воздействии на окружающую среду принят термин "Технологически усиленный радиационный фон". Остановимся подробнее на источниках дополнительного облучения и их роли в общем балансе радиационного воздействия на организм.
Добыча полезных ископаемых.
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.
Еще один источник облучения населения - термальные водоемы. Некоторые страны эксплуатируют подземные резервуары пара и горячей воды для производства электроэнергии и отопления домов.
Добыча фосфатов ведется 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 и переработки руды выделяется радон, да и сами удобрения радиоактивны, и содержащиеся в них радиоизотопы проникают из почвы в пищевые культуры.
Источники, использующиеся в медицине.
В настоящее время основной вклад в дозу, получаемую человеком от техногенных источников радиации, вносят медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности. Радиация используется в медицине как в диагностических целях, так и для лечения. Наиболее распространенным видом излучения, применяющимся в диагностических целях, являются рентгеновские изучения. Одним из самых распространенных медицинских приборов является рентгеновский аппарат. Получают все более широкое распространение и новые сложные диагностические методы, опирающиеся на использование радиоизотопов. Как ни парадоксально, но одним из основных способов борьбы с раком является лучевая терапия. Со времени открытия рентгеновских лучей самым значительным достижением в разработке методов рентгенодиагностики стала компьютерная томография. Этот метод находит все более широкое применение. Его применение при обследованиях почек позволило уменьшить дозы облучения кожи в 5 раз, яичников в 25 раз, семенников в 50 раз по сравнению с обычными методами. Радиоизотопы используются для исследования различных процессов, протекающих в организме, и для локализации опухолей.
Ядерные взрывы.
За последние 40 лет каждый из нас подвергался облучению от радиоактивных осадков, которые образовались в результате ядерных взрывов. Однако большая часть радиоактивного материала выбрасывается в стратосферу, лежащую на высоте (10- 50) км, где они остается многие месяцы, медленно опускаясь и рассеиваясь по всей поверхности земного шара. Радиоактивные осадки содержат несколько сотен различных радионуклидов, однако большинство из них имеет ничтожную концентрацию или быстро распадаются; основной вклад в облучение человека дает лишь небольшое число радионуклидов.
Атомная энергетика.
Источником облучения, вокруг которого ведутся наиболее интенсивные споры, являются атомные электростанции, хотя в настоящее время они вносят весьма незначительный вклад в суммарное облучение населения. При нормальной работе ядерных установок выбросы радиоактивных материалов в окружающую среду очень невелики. Атомные электростанции являются лишь частью ядерного топливного цикла, который начинается с добычи и обогащения урановой руды. Следующий этап производство ядерного топлива. Примерно половина всей урановой руды добывается открытым способом, а половина шахтным. Добытую руду доставляют на обогатительную фабрику, обычно расположенную неподалеку. И рудники, и обогатительные фабрики служат источником загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами. Если рассматривать лишь непродолжительные периоды времени, то можно считать, что почти все загрязнение связано с местами добычи урановой руды. Обогатительные же фабрики создают проблему долговременного загрязнения: в процессе переработки руды образуется огромное количество отходов «хвостов». Эти отходы будут оставаться радиоактивными в течение миллионов лет, когда фабрика давно перестанет существовать. Таким образом, отходы являются главным долгоживущим источником облучения населения, связанным с атомной энергетикой. На каждой стадии ядерного топливного цикла в окружающую среду попадают радиоактивные вещества.
Чем дальше человек живет от атомной электростанции, тем меньшую дозу он получает. Каждый реактор выбрасывает в окружающую среду целый ряд радионуклидов с разными периодами полураспада. Большинство радионуклидов распадается быстро и поэтому имеет лишь местное значение. Однако некоторые из них живут достаточно долго и могут распространяться по всему земному шару, а определенная часть изотопов остается в окружающей среде практически бесконечно. В ближайшие несколько тысяч лет вклад радиоактивных захоронений в общую дозу облучения будет оставаться пренебрежимо малым, 0,11% от ожидаемой коллективной дозы для всего населения. Однако радиоактивные отвалы обогатительных фабрик, если их не изолировать соответствующим образом, без сомнения, создадут серьезные проблемы. При авариях количество радиоактивных веществ, поступивших в окружающую среду, может оказаться гораздо больше.
Профессиональное облучение.
Профессиональные дозы почти повсеместно являются самыми большими из всех видов доз, получаемых от искусственных источников облучения. Дозы, которые получает персонал, обслуживающий ядерные реакторы, равно как и виды излучения, сильно варьируют, а дозиметрические приборы редко дают точную информацию о значениях доз; т. к. они предназначены лишь для контроля за тем, чтобы облучение персонала не превышало допустимого уровня.
Некоторые работники подвергаются воздействию более высоких доз естественной радиации. Самую большую группу таких работников составляют экипажи самолетов. Полеты совершаются на большой высоте, что приводит к увеличению дозы из-за воздействия космических лучей. Под землей, повышенные дозы получают шахтеры, добывающие каменный уголь, железную руду и т. д. Индивидуальные дозы сильно различаются, а при некоторых видах подземных работ (исключая работы в каменноугольных шахтах) эти дозы могут быть даже выше, чем в урановых рудниках.
Тепловые электростанции
В процессе сжигания каменного угля с целью получения электроэнергии и отопления жилых и производственных помещений происходит радиоактивное загрязнение окружающей среды. Уголь всегда содержит природные радионуклиды, концентрация которых колеблется в широких пределах.
При сжигании каменного угля происходит постоянный выброс в атмосферу радиоактивных веществ вместе с золой, а также их значительное содержание находится в шлаках, являющихся продуктами сгорания. Поэтому население, проживающее вокруг угольных электростанций подвергается дополнительному внутреннему и внешнему облучению за счет радионуклидов, содержащихся в воздухе и осевших на поверхность земли, а также поступающих в организм с пищевыми продуктами.
По оценкам специалистов радиоактивные выбросы ТЭС на одних и тех же расстояниях формируют в десятки и даже сотни раз большие эквивалентные дозы, чем технологические выбросы нормально работающих АЭС. Вклад угольных электростанции в дозу для населения около 2% средней дозы, обусловленной естественным фоном.
При этом необходимо учитывать, что кроме радиоактивности летучей золы в выбросах имеются канцерогенные соединения (например, бензопирен и др.), а также высокотоксичные компоненты, такие как сернистый газ, окислы азота, ртуть, свинец, кадмий и ряд других.
Искусственные радионуклиды.
В 1934 г было установлено, что в результате бомбардировки α-частицами ядер легких элементов образуются другие элементы, являющиеся радиоактивными. Именно эти процессы происходят при ядерных и термоядерных взрывах, приводя к наведенной радиоактивности, т.е. образованию искусственных радионуклидов.
В настоящее время известно свыше 900 различных радиоактивных изотопов, полученных искусственным путем. Особенно много их образуется в атомных реакторах, где создаются мощные потоки нейтронов. Это дает возможность получить радионуклиды всех без исключения элементов в достаточно больших количествах, а также заурановых или трансурановых элементов, таких как нептуний, плутоний, америций, кюрий.
Отсюда делаем вывод, что на начальных этапах образования Солнечной системы все химические элементы, возникающие в результате ядерных и термоядерных реакций, имели ряд своих радиоактивных аналогов с различными периодами полураспада. С течением времени изотопы с короткими периодами полураспада распались, а долгоживущие сохранились до наших дней. Некоторые получаемые искусственным путем радионуклиды широко используются в научных и диагностических целях.
Удобрения и строительные материалы.
Добыча, переработка и использование различных полезных ископаемых в качестве минеральных удобрений (калийных, фосфорных) также приводит к накоплению различных радионуклидов в поверхностном слое почвы и незначительному повышению внешнего и внутреннего облучения организма человека.
Значительно более сильное воздействие оказывают радионуклиды, содержащиеся в строительных материалах (граниты, глиноземы и др.). Так, например, средняя активность радия в стройматериалах (30-50) Бк/кг, но встречаются и значительно более активные, среди которых преобладают бетоны на основе промышленных отходов, в частности золы до 3000 Бк/кг) и фосфогипс ( до 1500 Бк/кг).
Пребывание в помещении приводит к ослаблению уровня облучения от естественного фона. Коэффициент ослабления для каменных домов равен 10, а для деревянных - 2.
С другой стороны, стены зданий заметно увеличивают дозы облучения за счет радионуклидов стройматериалов и накапливающегося радона (см. ранее), причем мощность дозы в кирпичных и панельных домах в (2-3) раза больше, чем в деревянных.
Поэтому городское население в целом находится под воздействием более высоких доз облучения. Это объясняется также большим количеством кирпичных и бетонных зданий в городах и продолжительностью пребывания в них городского населения по сравнению с сельским. Кроме того, даже вне помещений городской житель получает повышенные дозы от стен зданий, мощеных улиц, промышленных предприятий и ТЭС.