Естественные источники ионизирующего излучения

Вопрос 2

Различают естественные и антропогенные (созданные человеком) источники излучения. Естественные источники космического и земного происхождения создают естественный радиационный фон. Излучение, создаваемое рассеянными в атмосфере искусственными радионуклидами создает искусственный радиационный фон. Искусственный радиационный фон добавляет около 3% к естественному. Сочетание естественного и искусственного образует радиационный фон Земли, который имеет относительно постоянный уровень.

Основную часть облучения население Земли получает от естественных источников

Естественный радиационный фон (ЕРФ) Земли складывается из излучений от рассеянных в почве, воде, воздухе радионуклидов, возраст которых совпадает с возрастом планеты. К таким радионуклидам относят калий-40, уран-238. торий-232, и продукты распада тория и урана. Второе место в формировании ЕРФ занимают космические излучения, третье – короткоживущие радионуклиды, образующиеся в верхних слоях атмосферы при взаимодействии газов стратосферы с потоком ядерных частиц высоких энергий из разных областей вселенной.

Первичным источником большинства радионуклидов являются верхние слои литосферы, постоянное преобразование которых ведет к миграции излучателей в почву, воздух, воду, растительность, животный мир.

Первым по распространенности радионуклидом является калий-40 – серебристо-белый металл, быстро реагирующий с водой и кислородом. В организм человека калий (смесь изотопов К³⁹, К⁴⁰, К⁴¹) поступает с продуктами питания и водой и полностью всасывается. Наибольшее биологическое значение природного калия в его смеси с излучателем заключается в обеспечении функций мембран клеток (калий - натриевый ионный насос, передача нервного импульса). Изотоп калий-40 в организме человека не накапливается, время полураспада составляет 58 суток.

Вторым по распространенности природным радионуклидом является уран-238 в смеси с незначительным количеством урана-235 и урана-234. В природе, как и кальций, встречается в минералах (наибольшее содержание в уранитах и карнотитах). Суточное поступление уран в организм составляет около 10 мкг, содержание в тканях человека на территориях с нормальным радиационным фоном незначительно.

Большую роль в формировании фоновых лучевых нагрузок является дочерний продукт распада урана-238 – радий. Все изотопы радия радиоактивны. Сам по себе радий является источником альфа – излучения; при накоплении в нем продуктов распада (радона и актиния) становится источником бета- и гамма-излучений. Наибольшее количество радия поступает в организм человека с яйцами, мясом птицы, картофелем.

Радиоактивный торий, как и предшествующие излучатели – металл, но плохо взаимодействующий с водой. В связи с этим торий почти не присутствует в растениях и плохо всасывается желудочно-кишечным трактом человека.

Радон и торон – бесцветные, не имеющие запаха и вкуса газы – короткоживущие звенья естественных распадов радия и тория. В воздух попадают из минералов (ураниты, карнотиты, ториты). Газы имеют большую плотность (в 7,5 раз тяжелее воздуха), поэтому «стекают», накапливаясь в ложбинах, подвалах и первых этажах домов. Много радона также в ванных комнатах (за счет газо- и гидроизоляции стен и пола) и на кухнях (сжигаемый газ обычно содержит и изотопы). Максимальна лучевая нагрузка радона на легкие в зимнее время в холодных странах из-за отсутствия проветривания.

Распад радона и торона завершается образованием твердых радиоактивных дочерних продуктов – полония-210 и свинца-210. Эти радионукливы попадают в организм из воздуха как аэрозоль, а также с продуктами питания. Организм курильщика с дымом табака получает дополнительно 80 мКи изотопов в год (для сравнения радия в организм человека с картофелем попадает 110 пКи в год).

Радионуклиды, образующиеся в верхних слоях атмосферы под действием потока нейтронов космического излучения вносят незначительный вклад в метаболизм среды. Скорость образования наиболее велики для трития (водород-3) и углерода-14. Оба радионуклида – мягкие бета-излучатели с равномерным распределением в тканях организма.

Космические излучения, или внешние излучения, представляют собой поток протонов и протонно-нейтронных осколков ядер (большинство из которых огибает Землю благодаря магнитному полю Земли), приходящих на Землю из мирового пространства. Интенсивность космического излучения периодически меняется вследствие 11-летнего цикла солнечной активности и возрастает в 2-3 раза в период всплеска солнечной активности. Космическое излучение максимально у полюсов и минимально у экватора (защитные функции магнитного поля Земли меняются с широтой), а также увеличивается с ростом высоты (на высоте 10 км мощность космического излучения может быть в 9 раз больше, чем на уровне моря на одной и той же широте).

Средняя эффективная доза, получаемая человеком от космического излучения составляет в среднем 0,3 мЗв, от земных источников – 0,35 мЗв. При этом радон и продукты его распада ответственны за ¾ эффективной дозы, получаемой от земных источников радиации.

Дата добавления: 2014-01-11