Естественные источники радиации

Естественные источники радиации приблизительно на 5/6 носят земное происхождение и на 1/6 космическое. Естественная радиация обуславливает (почти на 85%) внутреннее облучение населения Земли (см.табл.2).

                                                                                                                                            Таблица 2

Средние годовые эффективные эквивалентные дозы от естественных источников радиации, mЗв/год

До сих пор основную часть радиационного облучения население Земли получает от естественных источников излучения (порядка 2,0 mЗв/год), что иллюстрируется следующими данными в табл.3.

Таблица 3

Средние годовые эквивалентные дозы облучения населения от искусственных и естественных источников, mЗв/год

Внешнее облучение космического происхождения возрастает с увеличением высоты (в 25 раз на высоте 12000м по сравнению с уровнем моря).

Уровни естественной внешней земной радиации зависят от радиоактивности горных пород, из которых образовалась почва, сорбции радионуклидов почвами. Средний уровень составляет 0,3-:-0,6 mЗв/год, однако на Земле есть ряд мест со значительным превышением этого уровня: штат Кэрая (Индия – Дэфф=3,8 mЗв/год), город Гуарапара (Бразилия – Дэфф=250 mЗв/год), отдельные районы Франции (Дэфф= 17,5 mЗв/год).У населения, проживающего в этих районах, не выявлено явно отрицательных последствий избыточного облучения. Большинство же населения планеты (~ 95%) проживает в районах, где уровень внешнего облучения земного происхождения приблизительно равен 350 мкЗв/год.

Внутреннее облучение создается радиоактивными изотопами, поступающими в организм человека с воздухом, водой и пищей, основная часть их – земного происхождения и только незначительная часть – радионуклиды космического происхождения – углерод С-14 и тритий Н-3.

Радионуклиды земного происхождения попадают в организм через желудочно-кишечный тракт и органы дыхания:

а) радионуклид калия К-40 попадает с пищей, усваивается наряду с нерадиоактивными изотопами этого элемента, концентрируется в красном костном мозге и в легких, создавая в них дозы, в 1,5-:-1,7 превышающие указанную дозу для всего тела (Дэфф=180 мкЗв/год;

б) основную дозу внутреннего облучения человек получает от нуклидов двух радиоактивных семейств – урана 238 и тория 232 (эффективные дозы у них приблизительно равны и составляют по Дэфф=3 мкЗв/год) – они поступают в организм с пищей (полоний Po-218, свинец Pb-210, радий Ra-226). Эти нуклиды, проходя через трофические цепи, накапливается в некоторых продуктах питания: они концентрируются в рыбе, моллюсках, лишайниках и, как следствие, - в мясе северного оленя. Люди (в основном, народы Крайнего Севера), употребляющие значительное количество этих продуктов, могут получать дозы внутреннего облучения. в 35 раз превышающие средний уровень. Анализ последствий Чернобыльской аварии позволил выявить целый ряд накопителей радионуклеидов.

Основные «поставщики» радионуклеидов в организм человека – мясо-молочные продукты, причем в говядине их накапливается больше, чем в свинине (наиболее радиоактивны печень, почки, кости). Количество радионуклидов, переходящих в процессе переработки сырья в последующие продукты, зависит от вида переработки (при переработке молока в сметану переходит 5% стронция-90 и 21% цезия-137, а в сыры соответственно 45% и 10%. Очень активно усваивают радионуклиды бобовые и столовая зелень (укроп, петрушка, сельдерей, салат, шпинат), лекарственные растения, чай, косточки и семена плодов. Картошка не является концентратором радионуклидов – ее загрязнение пропор-ционально загрязнению почв.

Наиболее опасными источниками естественного облучения являются  инертные газы радон 222 (из семейства урана 238) и радон 220 – торон (образуемый продуктами распада тория –232). По оценке ООН, радон и продукты его распада (в большей степени) создают ¾ годовой индивидуальной дозы, получаемой населением от земных продуктов радиации.

Радон поступает из земной коры повсеместно, однако его концентрация  в наружном воздухе изменяется в широких пределах (см. табл.4)

Таблица 4

Концентрация радона (Бк/м3) в воздухе

в различных точках земного шара

Опасность радона резко возрастает в помещениях, где его концентрация может в 5000 раз превышать наружную (выявлено в Швеции, Великобритании, в США). Источником поступления тут являются, в основном почва под зданиями и строительные материалы (см.табл.5).

Таблица 5

Средняя удельная радиоактивность строительных материалов (Бк/кг)

Некоторые из этих материалов являются отходами других производств и их применение в индустрии строительных материалов ранее приветствовалось защитниками окружающей среды. Так, кальций-силикатный шлак и фосфогипс являются отходами переработки фосфорных руд. Только в Японии в 1974 г. израсходовано в строительстве 3 млн.тонн  этих материалов, а выделяемая коллективная эффективная доза только с применением фосфогипса составит 300000 чел.·Зв.

Другими источниками радона является вода и природный газ, но их вклад в поступлении радона в помещения незначителен (менее 10%).

Радон в воде малоопасен (люди, в основном, потребляют кипяченую воду). Опасность резко возрастает при попадании паров воды с высоким содержанием радона в легкие. В Финляндии выявлено, что содержание радона в ванных в 40 раз выше, чем в жилых комнатах. Подсчитано, что средняя годовая эффективная эквивалентная доза, обусловленная радоном, равна 1,02mЗв, в то же время доза на легкие составляет 7mЗв. Считается, что радон является основной причиной столь частых онкологических заболеваний легких. При уменьшении скорости  вентиляции в помещении в 2 раза, концентрация радона там возрастет в 3 раза. В Швеции проводились работы по экономии энергии за счет герметизации помещений – на каждый сэкономленный гигаватт энергии  было получено дополнительная коллективная эффективная эквивалентная доза в 5600 чел.·Зв (Дкол.эфф. от всех работающих на угле электростанций мира в 1979 году составила 2000 чел.·Зв.

Таким образом, появились концентраторы радионуклидов (строительные материалы, природный газ, душевые, электростанции на угле, фосфатные удобрения, кормовые добавки), что привело к существенному возрастанию Дкол.эфф., создаваемой естественными радионуклидами, среди которых ведущее место принадлежит рабону, распад которого сопровождается излучением с Кк= 20. Д кол.эфф. под воздействием радона составляет половину естественного радиоактивного облучения. Основным средством борьбы с радоном: вентиляция помещений, отказ от использования в строительстве фосфогипса, калий-силикатного шлака, красной глины. Немаловажное значение приобретает правильное питание населения.