Естественный радиационный фон

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Естественный радиационный фон

фон радиационный облучение измерение

Радиационный фон - ионизирующее излучение, обусловленное совместным действием природных (естественных) и техногенных радиационных факторов.

Естественный радиационный фон формируется космическим излучением (16%) и излучением, создаваемым рассеянными в природе радионуклидами, содержащимися в земной коре, приземном воздухе, почве, воде, растениях, продуктах питания, в организмах животных и человека, (84%). Техногенный радиационный фон связан главным образом с переработкой и перемещением горных пород, сжиганием каменного угля, нефти, газа и других горючих ископаемых, а также с испытаниями ядерного оружия и ядерной энергетикой.

Согласно ЗАКОНА РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ «О радиационной безопасности населения» от 5 января 1998 г. №122-З и внесенных к нему дополнений:

Изменения и дополнения:

Закон Республики Беларусь от 21 декабря 2005 г. №72-З (Национальный реестр правовых актов Республики Беларусь, 2006 г., №2, 2/1169) <H10500072>;

Закон Республики Беларусь от 6 ноября 2008 г. №440-З (Национальный реестр правовых актов Республики Беларусь, 2008 г., №266, 2/1537) <H10800440>,

под естественным радиационным фоном понимается - доза излучения, создаваемая космическим излучением и излучением природных радионуклидов, естественно распределенных в земле, воде, воздухе, других элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека.

Естественный радиационный фон есть неотъемлемый фактор окружающей среды, оказывающий существенное воздействие на жизнедеятельность человека.

Естественный радиационный фон колеблется в широких пределах в различных регионах Земли. Эквивалентная доза в организме человека в среднем 2 мЗв = 0,2 бэр.

Эволюционное развитие показывает, что в условиях естественного фона обеспечиваются оптимальные условия для жизнедеятельности человека, животных, растений. Поэтому при оценке опасности, обусловленной ионизирующим излучением, крайне важно знать характер и уровни облучения от различных источников. Облучение может быть внешним и внутренним. К внешнему облучению относится космическое облучение и земные радионуклиды. Внутреннее облучение человека естественными радионуклидами происходит в результате накопления их в организме при поступлении с воздухом, питьевой водой и пищевыми продуктами.

Внешнее облучение: космические излучения и изотопы земной коры создают естественный радиационный фон, который характерен для каждой местности. Различают первичное и вторичное космическое излучение.

Первичное космическое излучение представляет собой поток частиц, попадающих в земную атмосферу из межзвездного пространства, солнечной системы. Оно состоит из протонов (примерно 90%) и альфа-частиц (около 10%). В меньших количествах присутствуют нейтроны, электроны, ядра легких элементов. Большая часть первичного космического излучения возникает в пределах нашей Галактики. Энергия частиц первичного излучения достигает 1012-1014 МэВ. Кроме того, при солнечных вспышках возникает солнечное космическое излучение, которое приводит к увеличению дозы облучения на поверхности Земли.

Вторичное космическое излучение образуется в результате взаимодействия частиц первичного космического излучения с ядрами атомов, входящих в состав воздуха. Оно содержит практически все известные в настоящее время элементарные частицы. У поверхности Земли оно состоит в основном из фотонов, электронов и позитронов с энергией до 100 МэВ.

Мощность космических лучей, достигающих земной поверхности, зависит от географической широты и высоты над уровнем моря. Изменение мощности космических лучей в зависимости от географической широты обусловлено тем, что Земля похожа на гигантский магнит. Поэтому космические лучи, будучи заряженными частицами, отклоняются от экватора и собираются вместе в виде своеобразных воронок в области полюсов Земли. Области вблизи экватора, находящиеся на уровне моря, получают наименьшую дозу космического излучения, примерно равную 0,35 мЗв/год. На широте 50 доза космического излучения составляет 0,5 мЗв/год. Это обусловлено тем, что толстый слой атмосферы, содержащий воздух и пары воды, разрушая, замедляя и останавливая движение многих быстрых заряженных частиц, двигающихся из космоса.

С ростом высоты над уровнем моря мощность эквивалентной дозы космического излучения увеличивается. Например, на высоте 4500 м доза облучения из космоса составляет 3 мЗв/год, а на вершине пика Эвереста (8848 м над уровнем моря), соответствующий показатель равен 8 мЗв/год.

Внешнему облучению человек подвергается также и за счет естественных радионуклидов земного происхождения. В земной коре имеются радиоизотопы, не успевшие распасться за время существования Земли. Они имеют период полураспада в миллиарды лет. Важнейшими из них являются калий-40, уран-238, торий-232. Тяжелые ядра этих изотопов до полного распада успевают образовать несколько промежуточных радиоактивных изотопов.

Как правило, природные радионуклиды сконцентрированы в гранитных породах гор. Радиоактивность известняковых и песчаных пород ниже. Средний уровень мощности дозы излучения на высоте 1 м над поверхностью известняка равен примерно 0,2 мЗв/год. На нашей планете существует ряд регионов, где существенно увеличен уровень радиации, исходящий из почв и гор - это Бразилия, Египет, Индия, Франция, остров Ниуэ и др. Так в ряде мест Бразилии, главным образом в прибрежных полосах земли, мощность дозы излучения из почвы и скальных пород составляет 5 мЗв/год. Примерно 1/6 часть населения Франции (7 млн. человек) живет в районах, где скальные породы представлены в основном гранитом, из-за чего радиационный фон повышен и мощность дозы составляет до 3,5 мЗв/год.

В индийских штатах Керала и Мадрас, проживает около 100 тысяч человек, которые получают дозу, в среднем равную 13 мЗв/год. Удельная радиоактивность почвы выше при условии, что в ней содержится больше глинистых частиц и чернозема. Лесные и дерново-подзолистые почвы имеют меньшую радиоактивность. В Беларуси естественное облучение составляет около 2,4 мЗв/год.

В конце семидесятых годов прошлого столетия установлено, что наиболее весомым из всех естественных источников радиации является тяжелый газ радон-222 и его изотоп радон-220. Для удобства под радоном понимают оба указанных изотопа.

Радон-222 - это продукт радиоактивного превращения урана-238, а радон-220 - тория-232. Инертный тяжелый газ радон без цвета и запаха, в 7,5 раза тяжелее воздуха, растворяется в воде, точка кипения -65С. «Дочерние» продукты распада радона также радиоактивные изотопы: полония, свинца и висмута. Сейчас известно, что радиационная доза в легких от дочерних продуктов во много раз больше, чем от самого радона.

Атомы любого газа, в том числе и радона, стремятся при малейшей возможности покинуть ту полость, которая их заключает в себя. Попадая в атмосферу, радон переносится воздушными массами, продолжая распадаться. Радон вносит вклад во внешнее и внутреннее облучение, так как может попадать в организм с вдыхаемым воздухом, пищей и водой. Следует помнить, что концентрация радона в жилых помещениях выше, чем снаружи. Это обусловлено содержанием радона в строительных материалах, поступлением в дома вместе с почвенным воздухом. В окружающую среду он затягивается из грунта вследствие разности давлений внутри и вне здания. Если дом стоит на богатом радиоактивными элементами грунте, то ситуация особенно неблагоприятна. Так как для строительства зданий используются природные материалы, то и в домах человек не избавлен от влияния ионизирующих излучений. Меньше всего радиоактивность в деревянных домах (до 0,5 мЗв/год), в кирпичных (до 1,5 мЗв/год), в железобетонных может достигать до 1,7 мЗв/год.

Особенно сильное воздействие радон оказывает на людей, находящихся в подвальных помещениях, и на первых этажей жилых зданий. Поэтому для того, чтобы уменьшить риск радонового облучения, необходимо проводить защитные мероприятия: использовать для полов специальные покрытия, тщательно проветривать помещения и др. К примеру, активная вентиляция помещения в течение 2-3 часов снижает концентрацию радона в 3-4 раза.

Часть радона в здании накапливается также из природного газа и воды. На кухню радон поступает с природным газом. В ванной концентрация радона может в три раза превысить таковую на кухне. Это объясняется значительным содержанием радона в воде, которое колеблется от долей единиц до 100 млн. Бк/м3. Много радона может содержать вода из глубоких подземных скважин или артезианских колодцев. В подземных водах его концентрация может составлять от 5 Бк/л до 1 МБк/л, т.е. изменяться в миллион раз. В водах озер и рек концентрация радона редко превышает 0,5 Бк/л, а в водах морей и океанов - не более 0,05 Бк/л.

При кипячении воды большая часть радона улетучивается. Поступающий с некипяченой водой радон быстро выводится из организма. Сырая вода с радоном, попавшая в желудочно-кишечный тракт, не столь вредна и опасна, как радон, попадающий в легкие. Поэтому распыляя воду в ванной с помощью душа, мы переводим радон из воды в воздух, а затем в легкие.

В связи с изложенным проблема радона приобрела существенное значение. До 1990 г. ни в одной стране не устанавливались нормативы содержания радона и продуктов его распада в жилых помещениях. В настоящее время в ряде стран приняты допустимые концентрации радона внутри помещений.

Внутреннее облучение: кроме калия-40 в организме взрослого человека массой 70 кг содержится в среднем: урана-238; урана-235; тория-232; радия-226. В незначительных количествах содержится также радиоактивные изотопы углерода-14, полония-210, свинца-210 и другие. Они непрерывно поступают в организм и частично выводятся из него, поэтому изменение содержания долгоживущих естественных радионуклидов в продуктах питания, воде и воздухе нарушает уровень установившегося равновесия радионуклидов в организме человека.

Из всевозможных способов внутреннего облучения наиболее опасно вдыхание загрязненного воздуха, потому что взрослый человек, занятый работой средней тяжести, потребляет воздуха 20 м³ (воды же всего 2 литра); радиоактивное вещество, поступающее таким путем в организм человека, быстро усваивается. Примерно 2/3 эффективной эквивалентной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации, обусловлены внутренним облучением. При этом одни и те же концентрации радионуклидов при внутреннем облучении более опаснее, нежели внешнего облучения. Это обусловлено тем, что при внутреннем облучении резко увеличивается время облучения тканей организма, которое определяется сроком пребывания источника радиации в организме.

Научный комитет ООН по действию атомной радиации рекомендует считать суммарную эффективную дозу от естественных источников радиации равной 2 мЗв/год, в том числе от внутреннего облучения 1,65 мЗв/год, от внешнего - 0,35 мЗв/год.

Размещено на Allbest.ru