Основи Радіоекології
Висвітлено проблеми та питання сучасної радіоекології. Розглянуті особливості джерел радіації та їх вплив на навколишнє середовище, принципи побудови системи якості та радіаційного контролю. Даються рекомендації щодо зменшення радіаційної небезпеки.
| Рубрика | Экология и охрана природы |
| Вид | учебное пособие |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 24.12.2018 |
| Размер файла | 1,1 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Міністерство освіти і науки України
Вінницький національний технічний університет
Основи Радіоекології
О.Г. Лялюк
Затверджено Вченою радою Вінницького національного технічного університету як навчальний посібник для студентів напряму підготовки 070800 “Екологія”. Протокол № 6 від 27 січня 2005 р.
Вінниця ВНТУ 2005
УДК 658.5
Л 97
Рецензенти
В.Г. Петрук, доктор технічних наук, професор
А. Ф. Пономарчук, доктор технічних наук, професор
О. В. Ковальчук, кандидат технічних наук, доцент
Рекомендовано до видання Вченою радою Вінницького національного технічного університету Міністерства освіти і науки України
Лялюк О.Г.
Л 97 Основи радіоекології. Навчальний посібник. - Вінниця: ВНТУ, 2005. - 123 с.
В посібнику висвітлено основні концепції, поняття, проблеми та питання сучасної радіоекології. Розглянуті характерні особливості різних джерел радіації та їх вплив на навколишнє середовище, принципи побудови системи якості та радіаційного контролю. Даються аналіз та рекомендації щодо зменшення радіаційної небезпеки та оцінювання ефективності їх впровадження.
радіоекологія навколишній середовище небезпека
Зміст
Передмова
1. Основні аспекти радіоекології
1.1 Історія радіоекології
1.2 Радіоактивний розпад ядер
1.3 Дози радіаційного опромінення та їх одиниці вимірювання
2. Джерела іонізуючих випромінювань
2.1 Природні джерела радіації
2.1.1 Фізична характеристика радону-222
2.1.2 Результати дослідження опромінювання від радону-222 на Україні
2.2 Джерела, що створені людиною
2.2.1 Джерела, що використовуються в медицині
2.2.2 Ядерні вибухи
2.2.3 Атомна енергетика
2.2.4 Професійне опромінення
2.3 Інші джерела опромінення
2.4 Дія радіації на людину
2.4.1 Механізм біологічної дії іонізуючого випромінювання
2.4.2 Допустимі рівні радіації та можливі наслідки опромінення людей
3. Система норм та правил зниження рівня іонізуючих випромінювань природних радіонуклідів
3.1 Принципи побудови системи якості та радіаційного контролю
3.2 Основні закони та типові нормативні документи з радіаційної безпеки, що діють на Україні
3.3 Регламентовані радіаційні параметри
3.3.1 Визначення потужності поглиненої дози зовнішнього гамма-випромінювання
3.3.2 Вимірювання ефективної сумарної питомої активності природних радіонуклідів в будівельних матеріалах
3.3.3 Методики дослідження еквівалентної рівноважної об'ємної активності радону-222 в повітрі приміщень
4. Особливості екологічного картування та моніторингу
4.1 Види екологічних карт
4.2 Екологічний моніторинг
5. Організація захисту від радіаційної небезпеки
5.1 Основні завдання і напрямки роботи санітарно-епідеміологічної служби України в галузі радіаційної гігієни
5.2 Сучасні методи та засоби зменшення радонової компоненти радіаційної небезпеки
5.3 Оцінювання ефективності впровадження організаційно-технологічних протирадіаційних заходів
5.4 Заходи захисту населення від аварій на атомних електростанціях та радіаційних опадів
5.5 Проблема утилізації радіоактивних відходів
Тести
Література
Передмова
Україна належить до країн з дуже розвинутим використанням джерел іонізуючого випромінювання (ДІВ) у багатьох сферах господарства і наукової діяльності. На даний час існує близько 8 тисяч підприємств та організацій (тільки по місту Києву їх близько 400), які використовують понад 100 тисяч ДІВ. Через існування великої кількості штучних і природних джерел іонізуючого випромінювання та в результаті Чорнобильської катастрофи в Україні склалася дуже складна радіоекологічна ситуація, яка викликає необхідність створення системи заходів радіаційного захисту населення та навколишнього середовища.
В систему таких заходів мають входити: основи законодавства, державне регулювання ядерної та радіаційної безпеки, державні програми мінімізації наслідків Чорнобильської катастрофи, норми поводження з радіоактивними відходами та підвищення безпеки атомних станція, система соціального захисту населення. Основні ці питання вирішує нова наука - радіоекологія.
Радіоекологія - це наука, яка вивчає природний радіоактивний фон, характер антропогенних радіоактивних забруднень геосфер, продуктів харчування, організм людини, дослідження ефектів і встановлення нормативів іонізуючого опромінення.
Нині захист людини та живої складової біосфери від радіоактивного опромінення в зв'язку із зростаючим радіоактивним забрудненням планети став однією з найактуальніших проблем екологічної науки. Основне завдання радіоекології - ліквідувати дефіцит знань про природу та вплив радіації на біоту, послабити шкоду від радіофобії там, де вона виникає необґрунтовано, без об'єктивних причин, а також застерігати від дійсної небезпеки, обґрунтувати захисні заходи. Адже радіація - це невід'ємний елемент нашого буття, один з багатьох факторів навколишнього середовища. Наше життя зароджувалось в "радіоактивній колисці". Всі види флори та фауни Землі протягом мільйонів років виникали та розвивалися під постійним впливом природного фону й пристосовувалися до нього. Але штучно створені радіоактивні речовини, ядерні реактори, устаткування сконцентрували незнані раніше в природі обсяги іонізуючого випромінювання, до чого природа виявилася непристосованою.
В навчальному посібнику наведені вимоги нормативних актів, що регламентують правила зниження рівнів іонізуючих випромінювань природних радіонуклідів в будівництві. В сконцентрованому вигляді викладені основні положення щодо оцінювання радіаційної небезпеки та особливості радіаційного фактора при будівництві і здачі житла в експлуатацію. При викладені матеріалу навчального посібника використані результати наукових досліджень автора з питань моніторингу радононебезпеки та оптимізації організаційно-технологічних заходів з метою зниження радіаційної небезпеки в будівництві та інші відкриті джерела наукових знань.
1. Основні аспекти радіоекології
1.1 Історія радіоекології
Наймолодшим серед новітніх розділів загальної екології є, мабуть, радіоекологія, активний розвиток якої розпочався, практично, після страшної чорнобильської катастрофи, яка стривожила весь світ .
Коли ядерне лихо спіткало влітку 1945 р. Хіросіму та Нагасакі, жахливі наслідки атомного бомбардування та першого в історії людства вибуху такої сили теж привернули увагу й викликали занепокоєння майже всього людства. Але тоді на фоні трагедії другої світової війни та через недостатню інформованість й відсутність знань про можливі наслідки радіоактивних забруднень і пошкоджень біосфери людство ще не могло об'єктивно оцінити всю серйозність цієї проблеми. Навпаки, під тиском мілітаристичних сил у розвинених країнах небаченими темпами почали нарощувати арсенал ядерної зброї, намагаючись досягти якнайбільшої руйнівної сили.
Але вже через 10-15 років почали розуміти всю недалекоглядність такої політики, зростання загрози світової катастрофи в результаті ядерної війни. Були зроблені перші розрахунки можливих змін екосистем регіонального масштабу, величезних втрат не лише державного, а й світового масштабу. Уже в цей час з'явились перші застереження. З 70-х років нашого століття широкі маси громадськості почали активно включатися в боротьбу за роззброєння, мирне співіснування держав з різним соціально-політичним ладом.
Вивчення радіоактивності розпочалося з 1893 р., а її згубного впливу як компоненти ядерної зброї - з 1945 р. [2]. Широкомасштабні дослідження з метою визначення глобального впливу на біосферу антропогенної радіації, ядерної зброї, відходів від її виробництва, діючих АЕС, аварій на них, а також прогнозування розвитку атомної енергетики на далеку перспективу, були започатковані в 1986 р.
Сьогодні захист організму людини та живої складової біосфери від радіоактивного опромінення в зв'язку із зростаючим радіоактивним забрудненням планети став однією з найактуальніших проблем екологічної науки. Сформувалася й викладається нова дисципліна - радіоекологія. Видаються численні праці з радіоекології. Основне завдання - ліквідувати дефіцит знань про природу та вплив радіації на біосферу, послабити шкоду від радіофобії там, де вона виникає необґрунтовано, без об'єктивних причин, а також застерегти від дійсної небезпеки, обґрунтувати захисні заходи.
Радіаційна екологія займається радіоактивними забрудненнями навколишнього середовища та прогнозуванням наслідків його впливу на екосистеми Землі. Існує два різних аспекти у розвитку цього напрямку екології:
1) вивчення впливу радіоактивного випромінювання на людей, популяцій тваринного світу та їх угрупування;
2) вияснення частки радіоактивних ізотопів, які потрапили в екосистеми, і вивчення механізмів, за допомогою яких угрупування і екосистеми регулюють розподіл радіоактивності.
Радіоекологія - це наука, яка вивчає природний радіоактивний фон; властивості антропогенних радіоактивних забруднень геосфери й продуктів харчування; дії радіаційного випромінювання на організм людини; дослідження ефектів і встановлення нормативів оцінювання дії іонізуючого опромінення.
Радіація - це невід'ємний елемент нашого буття, один з багатьох факторів навколишнього середовища. Наше життя зароджувалося в „радіоактивній колисці”. Всі види флори та фауни Землі протягом мільйонів років виникали та розвивалися під постійним впливом природного фону й пристосувалися до нього.
Іонізуюче випромінювання супроводжувало і Великий вибух, з якого за деякими припущеннями, розпочалось існування нашого Всесвіту біля 20 мільярдів років тому. З того часу радіація постійно наповнює космічний простір. Радіоактивні речовини входять до складу поверхні Землі із самого її народження. Навіть в організмі людини є певна кількість радіоактивних речовин, так-само як в будь-яких інших живих організмах. З часу відкриття цього універсального фундаментального явища уже пройшло більше сто років.
Основні відкриття в області радіоактивності були зроблені Антуаном Беккерелем та подружжям Кюрі.
Антуан Беккерель - французький фізик, народився 15 грудня 1852 року в Парижі; вчився в ліцеї, потім у Політехнічній школі, після закінчення якої певний час працював інженером. У 1888 році захистив докторську дисертацію і вів разом з батьком різноманітну науково-дослідну роботу. В 1889 році був обраний в Паризьку академію наук.
З 1896 року Беккерель вивчав властивості різних речовин, в тому числі і солей урану; відкрив невідоме випромінювання, притаманне самій урановій солі. Це явище самочинного випромінювання солями урану променів особливої природи було названо радіоактивністю.
Рентгенівське випромінювання вперше було отримане в 1895 році німецьким фізиком Рентгеном при зштовхуванні швидких електронів зі скляною стінкою газорозрядної трубки. Одночасно спостерігалося різнокольорове світіння стінок трубки.
Беккерель довгий час досліджував споріднене явище-світіння речовин, попередньо опромінених сонячним світлом. До таких речовин також належали солі урану.
У Беккереля уже в цей час не раз виникало питання, а чи не з'являються після опромінення солей урану видимим світлом і рентгенівські промені? Беккерель загорнув фотопластинку в чорний папір, поклав зверху крупинки уранової солі і виставив на яскраве сонячне світло. Після проявлення було встановлено, що фотопластинка почорніла в тих ділянках, де лежала уранова сіль. Отже, уран створював якесь випромінювання, яке, подібно до рентгенівського, пронизує непрозорі тіла і діє на фотопластинку. Беккерель думав, що це випромінювання виникає під впливом сонячного світла. Але одного разу провести черговий дослід йому не вдалося через похмуру погоду. Бекерель прибрав фотопластинку в шухляду стола, поклавши на неї зверху мідний хрест, вкритий сіллю урану. Проявивши випадково фотопластинку через кілька днів, він виявив на ній почорніння у формі хреста. Це означало, що солі урану самочинно, без впливу зовнішніх факторів, створюють якесь випромінювання.
Незабаром Беккерель виявив, що випромінювання уранових солей іонізує повітря, подібно до рентгенівського випромінювання і розряджає електроскоп. Випробувавши різні хімічні сполуки урану, він встановив дуже важливий факт: інтенсивність випромінювання визначається лише кількістю урану в препараті і зовсім не залежить від того, в які сполуки він входить. Отже, ця властивість притаманна не сполукам, а хімічному елементу урану, його атомам.
Пропускаючи бета-проміні (електронний газ) через взаємно перпендикулярні електричне й магнітне поля, Беккерель перший виміряв відношення заряду бета-частинки до її маси і встановив, що воно такого ж порядку, як і для частинок катодних променів (1900 р.).
За відкриття явища природної радіоактивності урану Беккерель в 1903 році був удостоєний Нобелівської премії.
Подружжя П'єр Кюрі й Марія Складовська-Кюрі здійснили найважливіше відкриття сучасної науки - ними був відкритий новий хімічний елемент радій. Марія Кюрі, в умовах дуже бідної і погано оснащеної лабораторії, намагалася виміряти іонізуючу дію випромінювання урану. Ці дослідження привели до відкриття явища, яке згодом було назване „радіоактивністю". Подружжям Кюрі було відкрито новий хімічний елемент, який вони назвали „полонієм". Трохи згодом ними ж в урановій руді був виявлений ще один новий радіоактивний елемент, який був названий „радієм" (променистий). Перед вченими постала нова мета - добути чистий радій. Через чотири роки, піддавши хімічний обробці біля 10 тон уранової руди, їм вдалося одержати один грам чистого радію і визначити його відносну атомну масу-225.
Радій отримав офіційне визнання. Подружжя Кюрі не стали патентувати свої винаходи, а, навпаки, оголосили відкритими результати своїх досліджень, і методи добування радію. Вони хотіли, щоб новий хімічний елемент був доступний людству, оскільки було відкрито його здатність лікувати ракові захворювання.
Перший грам радію стає найдорожчою речовиною у всьому світі, на той час він коштував сімсот п'ятдесят тисяч франків золотом.
В грудні 1903 року подружжя Кюрі отримало Нобелівську премію за відкриття радіоактивності.
Після смерті свого чоловіка в квітні 1906 року Марія Кюрі сама продовжує дослідження в цій області. І в 1911 році отримує ще одну Нобелівську премію - цього разу з хімії. За одержані кошти вона відкриває Інститут радію в Варшаві як науковий центр вивчення і лікування раку.
До останньої хвилини свого життя Марія Складовська-Кюрі боролася з хворобою, яка була наслідком відкритого нею радію. Піднесений до лічильника Гейгера листок з блокнота П'єра Кюрі навіть через 55 років після того, як в ньому був зроблений останній запис, був такий радіоактивний, що рівний спочатку гул пристрою змінився шумом, майже грохотом.
Звичайно, після смерті Антуана Беккереля і Марії Складовської-Кюрі дослідження вчених стосовно вивчення радіоактивності не припинились. Уже пізніше була встановлена природа радіоактивного випромінювання, але внесок цих вчених в світову науку безцінний.
В 1899 році співробітник М. Кюрі А. Деб'єрн відкрив у відходах уранових руд новий радіоактивний елемент - актиній. В 1900 році німецький хімік Е. Дорн повідомив про відкриття ним нового газоподібного радіоактивного елемента, що виділяється з препаратів радію. Він назвав цей елемент радоном. В тому ж році в Англії Е. Резерфорд та Р. Оуєнс встановили, що торій виділяє радіоактивний газ, який вони назвали еманацією (торон).
Беккерель один із перших зіткнувся з неприємними властивостями радіоактивного випромінювання: це дія його на живий організм. Беккерель поклав пробірку з радієм у кишеню і отримав опіки шкіри. Марія Кюрі померла від раку крові. Ще сотні фізиків і хіміків, які працювали з радіоактивними матеріалами, померли в результаті опромінення.
Незважаючи на це, невелика група талановитих вчених направила свої зусилля на розгадку проблеми радіоактивності. На жаль, результати їх досліджень були в першу чергу втілені не на користь людства, а на побудову першої атомної бомби в 1945 році. Але практичне застосування цих пошуків з'явилося трохи пізніше, - в 1954 році була побудована та запущена в дію перша в світі атомна електростанція (м. Обнінськ Московської області).
З моменту відкриття рентгенівських променів вони широко використовувались в медицині.
1.2 Радіоактивний розпад ядер
Головним об'єктом дослідження вчених став атом - його будова. Нам зараз відомо, що атом схожий на Сонячну систему в мініатюрі: біля маленького ядра рухаються по “орбітах” - електрони (рис.1.1). Маса електрона дорівнює 9,1 10-31 кг.
Розміри ядра не перевищують 10-15 м, а його густина дуже велика, (с=1,6·1018 кг/м3) оскільки маса ядра майже дорівнює масі атома.
Рисунок 1.1 - Будова атома: 1 - електрон, 2 - протон, 3 - нейтрон.
Ядро складається з протонів та нейтронів. Їх число дорівнює масовому числу атома.
Протони - частинки, які мають позитивний заряд.
Кількість протонів у ядрі визначає, до якого хімічного елемента відноситься даний атом: ядро атома водню містить один протон, атом кисню - 8, урану - 92. В кожному атомі кількість електронів на зовнішніх енергетичних рівнях дорівнює кількості протонів у ядрі, кожний електрон несе негативний заряд, який за абсолютною величиною дорівнює заряду протона. Тому в цілому атом електрично-нейтральний. В ядрі присутні також нейтрони. Їх число дорівнює різниці масового числа атома і порядкового номера.
Нейтрони - нейтральні частинки.
Ядра атомів одного і того ж елемента завжди містять однакову кількість протонів, але кількість нейтронів в них може бути різною.
Атоми, які мають ядра з однаковою кількістю протонів, але відрізняються за кількістю нейтронів, називаються ізотопами даного елемента.
Щоб відрізняти їх, до символу елемента дописують число, яке дорівнює сумі усіх частинок у ядрі даного ізотопу. Так, уран - 238 містить 92 протони і 146 нейтронів; в урані - 235 теж 92 протони, але 143 нейтрони. Ядра усіх ізотопів хімічних елементів створюють групу нуклідів.
Рисунок 1.2 - Радіоактивний розпад сімейства урану-238
Деякі нукліди стабільні, тобто при відсутності зовнішньої дії ніколи не перетворюються в інші нукліди.
Але більшість нуклідів нестабільні, вони весь час перетворюються в інші нукліди. Так із урану - 238 самочинно випромінюється стабільна елементарна частинка, яка складається з двох протонів і двох нейтронів ( - частинка) і він перетворюється в торій - 234, який містить 90 протонів, 144 нейтрони (рис.1.2). При кожному акті розпаду звільняється енергія, яка передається далі у вигляді випромінювання.
Важливе екологічне значення мають три види іонізуючого випромінювання ядер атомів - корпускулярне (альфа- і бета-частинки) і електромагнітне - гамма-випромінювання. Ці види випромінювання пов'язані з процесами, які відбуваються в ядрах атомів.
Рентгенівське випромінювання є наслідком переходу електронів з одних енергетичних рівнів на інші в оболонках атомів. Корпускулярне випромінювання складається з потоку атомних і субатомних частинок, які передають енергію всьому, з чим вони стикаються.
Альфа-випромінювання - це самочинне випускання ядрами надзвичайно стійких частинок, які складаються з двох протонів і двох нейтронів.
Альфа-частинки є ядрами атомів гелію, вони відносно великі і важкі, і тому легко гальмуються речовиною. Під час -розпаду в радіоактивних ядрах відбувається такі перетворення[32]:
Дочірні ядра, які утворюються після -розпаду, перебувають в збудженому стані, який завжди закінчується вивільненням надлишкової енергії у вигляді одного або кількох г-квантів
Бета-випромінювання - це самочинне випромінювання ядрами деяких атомів легких заряджених частинок - електронів або позитронів.
Якщо в ядрах деяких хімічних елементів число нейтронів в певній мірі перевищує число протонів, то такі ядра здатні самочинно розпадатись з виділенням від'ємно заряджених бета-частинок - електронів. При цьому в ядрі один із нейтронів перетворюється в протон з виділенням електрона і антинейтрино. Правило зміщення для електронного розпаду має вигляд
В збуджених ядрах можливий процес, коли один із протонів одержить від інших нуклонів ядра деякий надлишок енергії і зможе здійснити перетворення в нейтрон. При цьому з таких збуджених ядер випромінюються позитрони - позитивно заряджені електрони і нейтрино. Правило зміщення в цьому випадку буде мати вигляд
Часто дочірні ядра, які утворилися при радіоактивному випромінюванні материнськими ядрами б-частинок або тих чи інших в-частинок, залишаються досить збудженими і здатні випромінювати порції чистої енергії, яка називається г-випромінюванням. Гамма - випромінювання - це різновидність електромагнітного випромінювання, яке має таку ж природу, що і видиме світло. Але енергія гамма-квантів набагато більша за енергію фотонів світла. Ці кванти мають велику проникну здатність. Гамма-радіація - єдина з трьох типів радіації (альфа-, бета-випромінювання) , яка здатна опромінювати організм ззовні.
Весь процес самочинного розпаду нестабільного нукліду називається радіоактивним розпадом, а сам нуклід - радіонуклідом.
Радіоактивними є всі хімічні елементи з атомними номерами понад 83, решта елементів можуть мати радіоактивні ізотопи [26]. Проведені досліди з радіоактивними речовинами показали, що жодні зовнішні впливи не можуть змінити характеру та швидкості розпаду. Із плином часу кількість радіоактивних ядер зменшується за законом радіоактивного розпаду:
N(t) = N0 e- , (1.2)
де N0 - кількість ядер у початковий момент часу (t0 = 0); N(t)- число ядер, які ще не розпалися на момент часу t; л - стала радіоактивного розпаду, характеризує радіоактивні властивості того чи іншого нукліду; e - основа натурального логарифму.
Час, за який розпадається в середньому половина всіх ядер радіонукліду даного типу в будь-якому радіоактивному джерелі, називається періодом піврозпаду.
Цей процес продовжується беззупинно. За час, який дорівнює одному періоду піврозпаду, із N ядер залишиться N/2. Дальше ще через один період піврозпаду залишається N/4, і т. д..
Кількість розпадів в секунду в радіоактивному зразку називається його активністю. Одиницею вимірювання активності (в системі CI) є беккерель. Один беккерель дорівнює одному розпаду за одну секунду. Різні види випромінювання супроводжуються звільненням різної кількості енергії, і мають різну проникну здатність, тому вони здійснюють неоднаковий вплив на тканини живого організму. Альфа-випромінювання, яке є потоком важких заряджених частинок, затримується аркушем паперу та практично не може проникнути через зовнішній шар шкіри. Тому вони не створюють небезпеки, поки радіоактивна речовина не попаде в організм через відкриту рану або з повітрям при диханні. Гальмування альфа-частинок біологічною тканиною викликає сильну локальну іонізацію.
Бета-випромінювання має більшу проникну здатність: проникає в біологічну тканину на 1 - 2 см. Бета-частинки віддають енергію протягом всього свого пробігу в речовині.
Проникна здатність г - випромінювання, яке розповсюджується зі швидкістю, близькою до швидкості світла, дуже велика. Інтенсивність гамма-випромінювання можна в значній мірі ослабити за допомогою товстої свинцевої або бетонної плити. Гамма-промені легко проникають крізь організм, не виявляючи ніякого впливу, або навпаки, взаємодіючи з біологічною тканиною, іонізують її. Кожний окремий гамма-квант здатний на своєму шляху створювати не більше однієї - трьох іонізацій, після чого він перестає існувати. Це залежить від енергії гамма-квантів, їх числа і відстані організму від джерела випромінювання.
1.3 Дози радіаційного опромінення та одиниці їх вимірювання
Пошкоджень клітин організму від дії різних видів випромінювання, буде тим більше, чим більше енергії воно передасть тканинам. Кількість такої переданої організму енергії називається дозою. Доза опромінювання характеризує ступінь іонізації речовини: чим більша доза, тим вища ступінь іонізації. Тому саме доза випромінювань є мірою руйнівної дії радіоактивних випромінювань на організм. Одна і та ж доза може накопичуватися за різний час, і біологічний ефект залежить не тільки від дози, а й від часу її накопичення. Чим швидше отримана доза, тим більша її руйнівна дія.
Дозу можна розраховувати по різному, з урахуванням того, який розмір опроміненої ділянки, і де вона розташована; одна людина або декілька людей опромінюються і протягом якого часу відбувається цей процес.
Поглинена доза - кількість енергії випромінювання, яка поглинена одиницею маси опроміненого тіла, вимірюється в системі CI в греях (Гр.).
Але ця величина не враховує того, що при однаковій поглиненій дозі - випромінювання більш небезпечніше за - випромінювання та г - випромінювання.
Якщо прийняти до уваги той факт, що дозу слід помножити на коефіцієнт якості, який відображає здатність випромінювання даного виду пошкоджувати тканини організму: - випромінювання вважається при цьому в 20 разів більш небезпечне за інші види випромінювань. Перераховану таким чином дозу називають еквівалентною дозою.
Еквівалентна доза - це поглинена доза помножена на коефіцієнт якості, який відображає здатність даного виду випромінювання пошкоджувати тканини організму. Вимірюють еквівалентну дозу у системі СІ в одиницях, які називаються зівертами (Зв).
Слід враховувати, що одні частини тіла (органи, тканини) більш чутливі, ніж інші: наприклад, при однаковій еквівалентній дозі опромінення, виникнення раку легенів більш імовірне, ніж щитовидної залози. Тому дози опромінення органів і тканин слід враховувати з різними коефіцієнтами (дивись розділ 2.4). Помноживши еквівалентну дозу на відповідний коефіцієнти якості та підсумувавши по усіх органах і тканинах, отримаємо ефективну еквівалентну дозу, яка відображає сумарний ефект опромінення для організму.
Ефективна еквівалентна доза - це еквівалентна доза помножена на коефіцієнт якості, який враховує різну чутливість різних тканин живого організму до опромінення (Зв).
Ці три поняття описують тільки індивідуально отримані дози. Підсумувавши індивідуальні ефективні дози, які отримані групою людей, ми отримаємо колективну ефективну еквівалентну дозу.
Колективна ефективна еквівалентна доза - це ефективна еквівалентна доза, яка отримана групою людей від будь-якого джерела радіації, вимірюється у системі СІ в людино-зівертах (люд-Зв).
Оскільки багато радіонуклідів розпадаються повільно і залишаються радіоактивними, тому вводиться ще одне означення, яке враховує цю властивість радіонуклідів.
Повна колективна ефективна еквівалентна доза - це колективна ефективна еквівалентна доза, яку отримає покоління людей від будь-якого джерела за весь період часу його майбутнього існування, вимірюється у люд-Зв.
Для вимірювання рентгенівських та гамма-випромінювань застосовують експозиційну дозу.
Експозиційна доза - це доза випромінювання, яка характеризує іонізаційний ефект рентгенівського та гамма-випромінювань у повітрі.
Саме її вимірюють дозиметричними приладами. Вона характеризує джерело і радіоактивне поле, яке воно створює. Це потенційна небезпека опромінення. Людина може увійти в це поле і опромінитися, але може і не увійти і не опромінитися. Але поле з певною дозою випромінювання залишається. Одиниці вимірювання цієї дози та інших наведені в таблиці 1.1.
Таблиця 1.1 - Одиниці вимірювання іонізуючих випромінювань
|
Фізичні величини та їх символи |
У системі СІ |
Позасистемні |
Співвідношення між одиницями |
|
|
Активність, А |
Бк (бек- керель) |
Кі (кюрі) |
1 Бк = 1 розпад за 1 с 1 Бк = 2,710-11 Кі 1 Кі = 3,71010 Бк |
|
|
Поглинена доза, Д |
Гр (грей) |
Рад (рад) |
1 Гр = 100 рад 1 Гр =1 Дж/кг = 1м2/с2 1 рад=0,01Гр |
|
|
Еквівалентна доза, H |
Зв (зіверт) |
Бер (бер) |
1 Зв =100 Бер = 1 Дж/кг = 1 Гр 1 Бер = 10-2 Зв = = 10-2 Гр=1 рад |
|
|
Експозиційна доза, X |
Кл/кг (кулон на кілограм) |
P (рентген) |
1 Кл/кг = 3,77103 Р; 1 Р = 2,5810-4 Кл/кг |
Рівень радіації (потужність дози) характеризує інтенсивність випромінювання (як правило - гамма-випромінювання). Це доза, утворена за одиницю часу, характеризує швидкість накопичення дози. Вимірюється в рентгенах за годину (Р/год). Чим більший рівень радіації (фон), тим менше часу повинна знаходитися людина в забрудненій території, щоб отримана нею доза опромінення не перевищувала допустиму. Природний фон на Землі коливається в широких межах (в районі Алтайських гір він у 10 - 20 разів вищий, ніж в м. Києві) [2]. Ступінь забруднення радіоактивними речовинами характеризується щільністю забруднення, яка вимірюється кількістю радіоактивних розпадів атомів за одиницю часу на одиницю поверхні, в одиниці маси або об'єму, тобто одиницями питомої активності.
КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ ДЛЯ ПЕРЕВІРКИ ЗНАНЬ
Дайте означення поняття „радіоекологія”.
В які роки і що спонукало виникнення нової науки радіаційної екології?
Які вчені займалися дослідженнями радіоактивних явищ і який їх основний внесок в розвиток науки про радіоактивність?
Охарактеризуйте будову атома.
Охарактеризуйте радіоактивний розпад нестабільних нуклідів.
Дайте означення та поясніть основні властивості альфа-, бета- та гамма-випромінювання.
Охарактеризуйте різні види корпускулярного випромінювання.
Поясніть суть закону радіоактивного розпаду.
Що таке доза опромінення?
Що таке поглинена доза та які одиниці її вимірювання?
Як розраховується еквівалентна доза і в яких одиницях вона вимірюється?
Дайте означення ефективної еквівалентної дози, колективної ефективної еквівалентної дози та повної колективної ефективної еквівалентної дози.
Яку дозу застосовують для характеристики рентгенівського та гамма-випромінювань?
2. Джерела іонізуючих випромінювань
В результаті дії іонізуючого випромінювання на організм людини в тканинах виникають складні фізичні, хімічні та біологічні процеси, які в залежності від дози опромінення та терміну їх дії можуть мати позитивний або негативний вплив. Для того, щоб зменшити ризик для здоров'я людини, необхідно, в першу чергу, визначити величину всіх можливих джерел випромінювання та їх відносний внесок у сумарну дозу опромінення населення. На рис. 2.1 подана класифікація основних джерел опромінення населення[18].
2.1 Природні джерела радіації
До середини XX ст. основним джерелом іонізаційного випромінювання були природні джерела -- гірські породи, космос (рис. 2.2). Але й тоді рівні земної радіації в різних регіонах різнилися, досягаючи максимальних значень у районах родовищ уранових руд, радіоактивних сланців, фосфоритів або кристалічних порід, торієвих пісків, радонових мінеральних джерел (Індія -- штати Керала та Тамілнад, Бразилія -- штати Ріо-де-Жанейро, Еспіріту-Санту, Іран -- район Размар, Канада, Чехія та Словаччина, ПАР, Нігерія та ін.[2]. Відомі такі аномальні райони й у нас на Україні -- Хмельник, Миронівка, Жовті Води. В цих місцях рівні природного радіоактивного фону в десятки й більше разів вищі, ніж у інших. Такий підвищений радіаційний фон справляє негативний вплив на населення. Це проявилось в значному підвищенні кількості хворих з синдромом Дауна, іншими патологічними проявами, зокрема раковими пухлинами.
Рисунок 2.2 - Джерела радіації та спричинена ними доза опромінення: 1- природні; 2 - ті, що використовуються в медицині, 0,4 мЗв; 3 - радіаційні опади, 0, 02 мЗв; 4 - атомна енергетика, 0,001 мЗв.
Більшість природних джерел такі, що уникнути опромінення від них неможливо. Людина підпадає під опромінення двома шляхами. Радіоактивні речовини можуть знаходитись зовні організму і опромінювати його ззовні - це зовнішнє опромінення.
Або вони можуть знаходитися в повітрі, яким дихає людина, в їжі або воді та надходити в середину організму. Такий спосіб опромінення - внутрішнє опромінення.
Космічне випромінювання складається з галактичного та сонячного, яке змінюється залежно від активності процесів на Сонці та в його надрах. Енергія космічного випромінювання порівняно з іншими досить мала біля поверхні Землі, але в межах стратосфери, іоносфери та екзосфери її значення в опроміненні значно зростає. Космічні промені складаються із корпускулярної та електромагнітної компонентів, з протонів і важких ядерних частинок з дуже великою енергією. Заряджені частинки космічного походження до Землі не долітають; вони затримуються магнітним полем Землі. Частина енергії взаємодії нейтронів, нейтральних ядер та електромагнітної компоненти космічного випромінювання витрачається на зіткнення з ядрами атмосферного азоту, кисню, аргону, в результаті чого на висотах близько 20 км виникає вторинне високе енергетичне випромінювання. Воно складається з мезонів, нейтронів, протонів, електронів. Тут з'являються космогенні радіонукліди, які з атмосферними опадами потрапляють на поверхню Землі -- тритій, вуглець-14, берилій-7, натрій-22 та інші (всього більше десяти).
Оскільки інтенсивність космічного опромінення зростає з висотою, то екіпажі літаків і пасажири, які часто літають на висотах 8--11 км, з часом одержують в певній мірі значні дози радіації (за 2 години польоту більше ніж за тиждень проживання на земній поверхні).
Кожен житель планети в середньому від космічного опромінення протягом року одержує радіаційну дозу близько 300 мкЗв (0,03 Бер).
Земних природних джерел випромінювання нині налічується близько 60, зокрема 32--урано-радієвої та торієвої групи, 11--з груп інших радіонуклідів з тривалим періодом піврозпаду, таких, як калій - 40, рубі-дій - 87 та ін.
Рівні земної радіації неоднакові для різних місць земної кулі і залежать від концентрації радіонуклідів на різних дільницях кори.
В Бразилії є невелике підвищення, де рівень радіації у 800 разів перебільшує середній по країні. На південно західній частині Індії 70000 мешканців проживають біля піску, який багатий торієм. Мешканці отримують в середньому 3,8 мілізівертів в рік на одну людину.
В Ірані в районі міста Рамсер, де б'ють джерела збагачені радієм, були зареєстровані рівні радіації до 400 мілізівертів в рік.
В середньому приблизно 2/3 ефективної еквівалентної дози опромінення, яку людина отримує від природних джерел радіації, надходить від радіоактивних речовин, що потрапили в організм разом з їжею, водою, повітрям. Невелика частина цієї дози приходиться на радіоактивні ізотопи вуглерода-14 та тритію, які утворюються під дією космічної радіації. Всі інші поступають від джерел земного походження. В середньому людина отримує біля 180 мЗв в рік за рахунок калію-40. Значну дозу внутрішнього опромінення людина отримує від нуклідів радіоактивного ряду урану-238.
Десятки тисяч людей на Крайньому Півночі вживають м'ясо оленя, в якому присутні нукліди свинцю-210, полонію-210. Олені зимою вживають лишайник, який має здатність нагромаджувати усі ці нукліди.
2.1.1 Фізична характеристика радону-222
За оцінками Наукового комітету щодо дії атомної радіації (НКДАР) ООН радон із своїми дочірніми продуктами розпаду відповідає приблизно за 3/4 річної індивідуальної ефективної еквівалентної дози опромінення, яку отримує населення від земних джерел радіації та приблизно біля половини цієї дози людина отримує від радіонуклідів, які потрапляють в його організм разом з повітрям, особливо в непровітрюваному приміщенні. Із рисунку 2.3, де показана структура доз опромінення населення України видно, що із всіх природних джерел вагомий внесок дає радон-222 - 78,2% [30].
Активність радону в повітрі вимірюється в беккерелях на кубічний метр, позначається Бк/м3 (один беккерель відповідає одному розпаду за секунду).
Фізичні характеристики радону - 222: радон (Rn) - продукт б-розпаду природних ізотопів радію - 226Ra в рядах розпаду торію-232 (торон - 220Rn), урану - 235 (актинон - 219Rn) та урану - 238 (радон - 222Rn). Найбільш велике значення має останній б-випромінювач з періодом напіврозпаду 3,825 діб - найбільш довгоживучий ізотоп (торон - 55 сек, актинон - 3,9 сек). Радон належить до інертних газів. За нормальних умов -це газ без кольору, запаху і смаку, в 7,5 раза важчий за повітря. В природі, завдяки широкому розповсюдженню урану, радію і торію в рудах (гранітах), грунті та воді радон міститься в атмосфері над поверхнею суші (7.10-10 г/м3) та океану (2.10-11 г/м3).
Якщо прийняти початкову концентрацію радону-222 за 100%, то через 3,83 доби його кількість зменшиться до 50%, ще через 3,83 доби - до 25%. Таким чином, радон-222 послідовно розпадається до короткоживучих радіонуклідів, дочірніх продуктів розпаду (ДПР). Ці нукліди є радіоізотопами Ро, Ві, Р і в процесі приєднання їх до частинок пилу субмікронного розміру утворюється радіоактивна аерозоль. В закритих приміщеннях (шахтах, будинках), завдяки осіданню на різні поверхні та вентиляції, не досягається радіоактивної рівноваги між радоном-222 та його ДПР.
Біологічна дія радону
Аерозольні частинки радону в процесі дихання разом з повітрям через трахею та бронхи надходять в альвеолярні тканини, а звідти в лімфатичну систему або кров. Механізм осідання визначається таким фізичним явищем, як броунівський рух. Будучи інкорпорованими протягом деякого часу в органах та тканинах, радіонукліди створюють внутрішнє опромінення, що може призвести до захворювання крові (лейкемії, лімфонемії) онкологічних захворювань, викликає задуху, серцебиття.
За даними деяких вчених біля 1 % населення (1,5 млн. людей) отримує за рахунок вдихання радону ефективну еквівалентну дозу від 0,6 до 1,2 бер/рік.
У 1984 році Національна комісія радіаційної безпеки США обстежила сотні тисяч будинків, в 20% яких виявлено підвищену кількість радону-222, вплив якого на організм був негативним і аналогічним викурюванню сорока цигарок на день. Американські вчені вважають, що проживання в середовищі підвищеної концентрації радону-222 в середньому скорочує вік людини на 7 років. За прогнозами російських вчених при виконанні прийнятої програми протирадонової небезпеки в одному поколінні збережеться життя 1,5 млн. людей. У Швеції радо- ном-222 “вражені” 130 тис. житлових будинків, із яких 80 тис. односімейних. Кожного року у цій країні від раку легень вмирає 1100 чоловік. У США, незважаючи на високий рівень ранньої діагностики, від цієї хвороби вмирає близько 13 тис. осіб на рік [ 18]. В Кореї при середній концентрації радону-222 в приміщеннях 20 Бк/м3 щорічна частка випадків смерті від раку легенів радонового походження склала в 1989 році 2300 випадків. За даними Наукового центру радіаційної медицини АМН України [29 ] колективна ефективна доза (ЕД) від радону-222 для жителів нашої країни склала 177966,8 людЗврік-1, кількість летальних випадків від захворювань на рак склала 10592 випадків на рік.
Крім негативної дії радону-222 на організм людини він має також і лікувальні властивості [ 16, 28 ]. Воду з великим вмістом радону-222 використовують для лікування ряду захворювань органів руху, нервової системи, захворювання обміну речовин, гінекологічних захворювань. У цих випадках застосовують бальнеологічне лікування з використанням радонових ванн.
При проходженні курсу лікування з використанням радонових ванн, крім лікувального ефекту, може відбуватися і негативний вплив дії радо-ну-222 на організм людини через вдихання радону-222, що знаходиться у воді [7]. При короткочасній дії радону-222 імунна система організму людини здатна відновити частину пошкоджених клітин і замінити їх на здорові. Якщо дія радіоактивного опромінювання постійна, то організм не в змозі ліквідувати ушкодження і можуть мати місце невідновні наслідки для здорової людини.
Джерела надходження радону.
Виявлено, що радон концентрується в повітрі приміщень лише тоді, коли вони ізольовані від зовнішнього середовища. Надходить в приміщення тим чи іншим шляхом, а саме:
- просочується через фундамент та підлогу, ґрунт;
- звільняється із будівельних матеріалів;
- надходить разом із зовнішнім повітрям в результаті вентиляції;
- попадає в приміщення разом з природним газом та водою.
Порівняння потужностей різних джерел радону-222 в повітрі типового будинку за даними [18 ] наведено на рисунку 2.4.
Рисунок 2.4 - Порівняння потужностей різних джерел радону-222 в типовому будинку: 1 - природний газ; 2 - вода; 3 - зовнішнє повітря; 4 - будівельні матеріали і ґрунт
Вода. За оцінками НКДАР ООН серед населення Землі менше 1% жителів вживають воду з питомою радіоактивністю біля 1 млн. Бк/м3 і менше 10% п'є воду з концентрацією радону-222, яка перевищує 100 000 Бк/м3. Концентрація радону-222 у воді звичайно незначна, але вода з глибоких артезіанських свердловин містить надзвичайно багато радо- ну-222. Основну небезпеку становить не споживання води, а попадання парів води з високою концентрацією радону-222 в легені, коли людина вдихає повітря, що найчастіше має місце у ванній кімнаті. Динаміка концентрації радону-222 та його дочірніх продуктів у ванній кімнаті одного із будинків Канади після 7 хвилин роботи теплового душу та після його вимкнення, вода якого мала концентрацію радону-222 4400 Бк/м3, наведена на рис.2.5. При обстеженні будинків у Фінляндії встановлено, що в середньому концентрації радону-222 у ванній кімнаті в 3 рази більша ніж на кухні, та в 40 разів більша ніж в житлових кімнатах [26].
Рисунок 2.5 - Динаміка концентрації радону-222 та його дочірніх продуктів у ванній кімнаті
Природний газ. Радон-222 проникає в природний газ під ґрунтом. В результаті попередньої переробки та протягом зберігання газу перед надходженням його до споживача більша частина радону-222 зникає, але концентрація радону-222 в приміщенні може значно вирости, якщо кухонні плити, опалювальні та інші нагрівальні пристрої, в яких спалюється газ, не забезпечені витяжкою.
Багато радону-222, що надходить з природного газу в процесі попередньої переробки, попадає в зріджений газ - побічний продукт цієї обробки. За рахунок природного газу в будинки надходить значно більше радіоактивних речовин (в 10…100 разів) ніж від більш радіоактивного зрідженого газу, оскільки споживання природного газу набагато вище.
Зовнішнє повітря. Радон-222 вивільнюється із земної кори скрізь, але його концентрація в зовнішньому повітрі суттєво відрізняється для різних точок земної кулі. Це обумовлено геологічними особливостями території та метеорологічними процесами. Середня активність радону-222 на поверхні землі в місцях з нормальною природною активністю ґрунту коливається в межах 1…10 Бк/м3. Тому дуже незначна кількість цього газу потрапляє в приміщення завдяки вентиляції.
В США були обстежені будинки із бетонних панелей, що побудовані в 1975 році, де мікроклімат в приміщеннях підтримувався кондиціонерами. Концентрація радону всередині приміщень - 12+3 Бк/м3, зовні - 8,5+2,5 Бк/м3. В середньому кількість радону-222 в приміщенні тільки на 40% вища ніж його концентрація поза приміщенням.
Будівельні матеріали. Будівельні матеріали виділяють приблизно 10% потужності всіх джерел радону-222 в будинку, що має площу 100 м2. Радон-222 вивільнюється з будівельних матеріалів в результаті розпаду природних довгоживучих радіонуклідів сімейства урану-238, торію-323 [ 27], які присутні практично у всіх гірських породах та золошлакових відходах. Останні використовуються як мінеральна сировина в будівельній індустрії.
За даними Данчева В.І. із земної кори разом з породою щорічно виймається торію-232 - 55,5104 ГБк і урану-238 - 333104 ГБк.
Розповсюдженими будівельними матеріалами є дерево, цегла й бетон, які виділяють відносно небагато радону-222. В зарубіжних країнах середня питома радіоактивність будівельних матеріалів (Бк радію і торію на 1 кг) така: дерево (Фінляндія) - 1,1; природний гіпс (Великобританія) - 29, цегла (Німеччина) - 126, пісок і гравій (Німеччина) - 34. Більшу питому радіоактивність мають пемза та граніт, які використовуються в якості будівельних матеріалів в пострадянських країнах та Німеччині.
Дифузія радону-222 в будівельних матеріалах відбувається завдяки існуванню різних шпарин, які суттєво відрізняються за діаметром. Тому вихід атомів радону-222 з реального матеріалу протікає із усього його об'єму: швидко - із великих шпарин та щілин і повільно - із дрібних. Один із методів визначення довжини (коефіцієнта) дифузії радону-222 базується на порівнянні швидкостей ексхаляції радону-222 із тонкого та товстого зразків одного і того ж матеріалу.
Швидкість ексхаляції радону-222 q1 із товстого зразка пропорційна довжині дифузії радону-222 в матеріалі lо, а із тонкого зразка q2 - його товщині d2 [3 ]:
lо = (q1/q2) d2 (2.1)
Ця формула справедлива з точністю +10%, якщо виконується умова:
d1 1,5 lo та d2 0,5 lo (2.2)
Ґрунт. В надрах українського кристалічного щита знаходяться поклади граніту з високою концентрацією природних радіонуклідів, при розпаді яких відбувається постійне надходження радону-222 із надр Землі в атмосферу. Якщо для населення земної кулі, що проживає в районах з так званим “нормальним” радіаційним фоном, потужність експозиційної дози гамма-випромінювання на поверхні ґрунту коливається від 3 до 7 мкР/год, то для значної частини території України цей рівень приблизно на порядок більший.
В Хельсінкі максимальні концентрації радону-222, які більше ніж в 5000 разів перевищують його середню концентрацію в зовнішньому повітрі, були виявлені в будинках, де його основним джерелом міг бути ґрунт. Навіть у Швеції, де при будівництві будинків використовували глиноземні цементи, головною причиною радіації є ґрунт. Швидкість проникання із землі радону-222 в приміщення визначається товщиною та цілісністю міжповерхового перекриття. Цей висновок підтвердився при інспекції будинків, які побудовані на регенерованих після добування фосфатів землях у Флориді. В будинках Чікаго із земляними підвалами були зареєстровані концентрації радону-222, які в 100 разів перевищували його середній рівень в зовнішньому повітрі, хоча питома радіоактивність ґрунту була звичайна.
Середня кількість радону-222 в повітрі, що знаходиться в граніті, в 1000 разів вища ніж в повітрі на рівні землі. Таким чином, перехід значної кількості радону-222 з ґрунту в повітря приміщення може призвести до досить високої концентрації його всередині приміщення. Радон-222 проникає в будинок разом з повітрям, що поступає з ґрунту внаслідок різниці тиску всередині та зовні будинку [ 18 ]. Тому що усередині приміщення тепліше ніж зовні, повітря намагається проникнути в будинок через нижню його частину і вийти через верх (проходячи через фундамент, стіни та дах). В будинках з міцним герметичним фундаментом швидкість надходження радону-222 з ґрунту менша 10 Бк/(м3год.). Проте шпарини та отвори в фундаментах та підлозі можуть призвести до більш високих значень. В місцях з високою природною активністю ґрунту, наприклад у Швеції (Балтійський кристалічний щит), зафіксована швидкість надходження радону-222 до 1000 Бк/(м3год), що можна пояснити тільки конвекційним переносом та молекулярною дифузією радону-222 з ґрунту.
2.1.2 Результати дослідження опромінювання від радону-222 на Україні
Результати досліджень свідчать про суттєве радіаційне опромінення населення України за рахунок радонової складової. Це обумовлено тим, що 60% території нашої держави розміщено на українському кристалічному щиті, де знаходяться поклади граніту з високою концентрацією радіонуклідів [4]. В Україні проведені дослідження, метою яких було визначити дозу опромінення від радону Rn-222. Виконано біля 6000 обмірювань методом пасивної дозиметрії на всій території країни в будинках різної архітектури й планування. Дослідження підтверджують необхідність розробки ефективної системи заходів, які направлені на зниження концентрації Rn-222 в повітрі будинків, що приведе до зменшення сумарних доз опромінення, й до зниження радіаційного ризику для здоров'я населення України.
Всього обстежено біля 400 населених пунктів. Попередні дослідження показали, що в першому наближенні доцільно поділити будівлі на три типи: одноповерхові сільські будинки -- 1 тип; перший поверх багатоповерхових 6удинків -- 2 тип; приміщення, які розташовані вище першого поверху - 3 тип. Для першого та другого типів будинків головним джерелом надходження радону є грунт. Це пов'язано з тим, що 60% території країни розташовано на Українському кристалічному щиті з підвищеним вмістом урана-238 та радія-226. В повітря будинків третього типу радон поступає в основному із будівельних матеріалів.
Виявлено, що концентрація Rn-222 в повітрі більша в 19% будинків і перевищує 100 Бк/м3.
Аналіз розповсюдження еквівалентної рівноважної концентрації радону-222 на Україні свідчить, що найбільш високі середні значення радону зафіксовані в Черкаській, Донецькій, Кіровоградській областях, які розташовані на Українському кристалічному щиті (УКЩ) (рис.2.6).
Рисунок 2.6 - Середньозважена річна доза опромінення від радону для обстежених областей України
Не менші дози концентрації були зафіксовані за межами УКЩ. Це пов'язано не тільки з геологічними особливостями регіонів, але й з специфікою архітектурно-планувальних рішень будинків. Причиною є те, що більшість будинків старої забудови не мають достатньої ізоляції між підлогою та підстильним ґрунтом, різні деталі будинків виготовлені з каменю та вапняку.
На величину концентрації радону в повітрі житлових будівель України впливають:
геологічні особливості території;
планувально-архітектурне рішення будинків;
- кліматичні аспекти регіонів (температура, тиск, напрямок вітру);
- особливості поведінки та уклад життя населення, яке визначає режими вентиляції приміщення.
Ряд співробітників Вінницького національного технічного університету проводили вимірювання еквівалентної рівноважної об'ємної активності радону (ЕРОА) у Вінницькій області. Аналіз бази даних експериментальних результатів (табл.2.1.) свідчать про суттєве перевищення ЕРОА радону-222 в повітрі приміщень норм Міністерства охорони здоров'я України, яке становить 50 Бк/м3. Вміст ЕРОА радону-222 від 50 до 100 Бк/м3 спостерігається в 12…42% обстежених будівель, а більше 100 Бк/м3 в 5…45% приміщень. В залежності від архітектурно-планувальних рішень середні значення ЕРОА радону-222 в повітрі приміщень такі: в одноповерхових будівлях 65 Бк/м3; на перших поверхах багатоповерхових будівель 55 Бк/м3; вище першого поверху 28 Бк/м3; в підвалах 75 Бк/м3; в підвалах окремих приміщень з постійним перебуванням людей 202 Бк/м3. Такий розподіл вмісту радону-222 в повітрі приміщень обумовлений фізичними властивостями радону та характеристиками приміщень.
Кристалічний фундамент на Вінниччині складають гірські породи докембрійського віку (2,1…2,6 млрд. років), які представлені в основному гранітами. Досить часто граніти виступають над поверхню грунту (в ярах, балках, у вигляді порогів на річках). Усі ці геологічні явища сприяють вільному виходу та накопиченню радіонуклідів в повітрі приміщень підвального типу та на перших поверхах будинків.
Таблиця 2.1 - Результати вимірювань ЕРОА радону-222 в повітрі приміщень житлово-цивільного та промислового призначення Вінницької області
|
Населений пункт |
% вміст ЕРОА радону-222 |
Середній вміст ЕРОА радону-222 Бк/м3 |
Максимальний вміст ЕРОА радону-222 Бк/м3 |
|||
|
До 50 Бк/м3 |
50-100 Бк/м3 |
>100 Бк/м3 |
||||
|
Бар |
- |
- |
100 |
- |
176 |
|
|
Вінниця |
83 |
12 |
5 |
53 |
342 |
|
|
Мог-Поділ |
100 |
- |
- |
27 |
38 |
|
|
Ладижин |
75 |
25 |
- |
45 |
66 |
|
|
Літин |
10 |
40 |
50 |
105 |
263 |
|
|
Мурафа |
42 |
14 |
44 |
114 |
315 |
|
|
Немирів |
55 |
25 |
20 |
56 |
153 |
|
|
Погребище |
Подобные документы
Розробка заходів зі зменшення негативного впливу авіаційно-транспортного підприємства на навколишнє середовище. Методи визначення ефективності еколого-економічної діяльності ТОВ "Аеро-експрес" і побудова алгоритму вибору стратегії її фінансування.
дипломная работа [420,9 K], добавлен 25.04.2011Формування дози опромінення біологічного середовища. Вплив радіації на організм людини. Генетичні наслідки опромінення рослин. Загальний принцип встановлення гранично допустимого скиду. Розрахунковий метод визначення класу небезпеки промислових відходів.
курсовая работа [127,2 K], добавлен 17.11.2014Джерела забруднень хімічної природи навколишнього середовища. Діоксид вуглецю, сірки, азоту, їх властивості і добування, вплив на атмосферу. Забруднення атмосферного повітря та руйнування зонового шару Тернопільської області. Заходи щодо його зменшення.
курсовая работа [70,2 K], добавлен 31.01.2011Вплив транспортної розв'язки на навколишнє середовище. Забруднення ґрунту. Забруднення атмосферного повітря. Рівні шумового впливу транспортних потоків. Заходи захисту від шумових впливів. Санітарно-захисна зона. Рекомендації з використання територій.
реферат [45,4 K], добавлен 15.07.2008Загальна характеристика та принципові теплові схеми будови атомних електростанцій. Вплив атомних станцій на навколишнє середовище. Вплив радіоактивних відходів на людину та навколишнє середовище. Знешкодження та переробка рідких радіоактивних речовин.
реферат [37,8 K], добавлен 21.02.2011Поводження з комунальними відходами на території Львівської області. Моніторинг біогазу полігонів твердих побутових відходів Львівської області, їх вплив на навколишнє середовище. Кіотський протокол: механізми та заходи щодо зменшення парникових газів.
контрольная работа [64,7 K], добавлен 21.03.2011Середовище існування людини та його компоненти. Типологія (класифікація) поняття "навколишнє середовище". Властивості навколишнього середовища (довкілля). Енвайроментологія як наука про навколишнє середовище.
реферат [19,2 K], добавлен 13.05.2007Недосконалість діючої системи забезпечення екологічної безпеки населення та охорони довкілля в Донецькій області. Екологічний стан компонентів навколишнього середовища. Розробка регіональної Програми проведення екологічного та радіаційного моніторингу.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 21.02.2016Сучасний стан атомної енергетики. Характер ядерно-енергетичного комплексу України. Переміщення радіоактивності в навколишнім середовищі. Вплив радіації на організм людини. Види радіоактивного випромінювання. Радіаційна безпека в зоні відчуження.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 03.06.2013Автотранспорт як джерело забруднення атмосфери. Вплив теплових двигунів на навколишнє середовище, причини шкідливості відпрацьованих газів. Суть соціально-економічного аспекту шкоди від забруднення навколишнього середовища, заходи екологічного захисту.
реферат [17,3 K], добавлен 03.04.2011
