Радиобиологические свойства основных радионуклидов

Ионизирующее загрязнение биосферы

Ионизирующее (радиационное) загрязнение связано с превышением естественного уровня ионизирующих излучений. Оно началось в 1933 г., когда приступили к планомерным работам по изучению радиоактивности. Ионизирующее загрязнение включает и радиоактивное загрязнение среды из-за превышения природного уровня содержания радиоактивных веществ.

Источники ионизирующего загрязнения – это предприятия атомной промышленности и энергетики, медицинские, биологические и другие учреждения, использующие радиоактивные препараты и изотопы, приборы медицинской и технической (рентгеновской) диагностики, а также ядерные взрывы.

Искусственное ионизирующее излучение (электроны, позитроны, ротоны, нейтронные и другие атомные ядра и элементарные частицы, а также электромагнитное излучение гамма-,рентгеновского и оптического диапазонов) возникает преимущественно на созданных человеком ускорителях заряженных частиц.

Важным показателем взаимодействия ионизирующего излучения с веществом является поглощённая доза излучения, показывающая, какая энергия излучения поглощается в единице массы вещества. В Международной системе единиц СИ единицей поглощённой дозы является грэй, численно равный поглощённой энергии в 1 Дж на 1 кг массы вещества. Также широко применяется устаревающее понятие экспозиционная доза излучения – величина, показывающая, какой заряд создаёт фотонное излучение в единице объёма воздуха. Для этого обычно используют внесистемную единицу экспозиционной дозы рентген: доза фотонного излучения, образующего ионы с зарядом в 1 ед. заряда ((1/3)·10^-9 кулон) в 1 см³ воздуха.

С развитием телевидения и, особенно, с широким внедрением компьютерной техники (в том числе с появлением ее в быту) обострилась проблема воздействия ионизирующих (в том числе рентгеновских) излучений на человека, потому что электронно-лучевые трубки телевизионных приемников и видеомониторов являются источниками этих излучений.

Таблица 4.

Радиобиологические свойства радионуклидов
Нуклид	Критический орган	Период полураспада	Эффективный период полувыведения
Естественные радионуклиды
Калий-40	Всё тело	1,3 млрд. лет	58 суток
Уран-238	Всё тело	4,5 млрд. лет	300 суток
Радий-226	Всё тело	1620 лет	22 года
Радий-226	Костные ткани	-	44 года
Полоний-210	Всё тело	138 суток	25 суток
Полоний-210	Костные ткани	-	20 суток
Радон-220	Лёгкие	55 сек	3,8 суток
Искусственные радионуклиды
Йод-226	Всё тело	-	8 суток
Йод-226	Щитовидная железа	-	7,6 суток
Цезий-137	Всё тело	30 лет	70 суток
Стронций-90	Костные ткани	29 лет	18 лет

Количество радиоактивных изотопов, включающихся в пищевые цепи, определяется не только тем, сколько их выпало из воздуха или слито в водоем, но также структурой экосистемы и особенностями ее биохимических циклов. В малокормных местообитаниях в пищевые цепи включается большая доля изотопов. В богатой среде высокая скорость обмена и большая сорбирующая емкость почвы или донных отложений обеспечивают значительное разбавление загрязнений. В растения они попадают в относительно небольшом количестве. По пищевым цепям радиоактивные изотопы доходят и до человека.

К основным естественным и искусственным радионуклидам, ответственным за внутреннее облучение человека, относятся: калий-40, радий-226, полоний-210, радон-222, -220, йод-131, цезий-137, стронций-90.

Мощные источники радиоактивных отходов – исследовательские технологические и энергетические ядерные реакторы, заводы по переработке ядерных материалов, атомные электростанции (АЭС). К началу 90-х годов XX в. в мире действовало более 350 энергетических реакторов общей мощностью более 250 млн кВт. Доля ядерной энергетики к концу XX в. приближалась к 20% общей мировой выработки электроэнергии. В некоторых странах АЭС превалируют среди прочих источников электроэнергии. В 1986 г. в Швейцарии на них вырабатывалось 39% электроэнергии, в Бельгии – 50%, во Франции – до 80%.

Таблица 5. Активность долгоживущих естественны и искусственных радионуклидов в

почве (мКюри/км²)

	Естественная радиоактивность
Калий-40	более 500
Свинец-210
Полоний-210
Радий-226
	Глобальные выпадения (ядерные испытания)
Цезий-137
Стронций-90
	Выбросы угольных тепловых станций
Калий-40	2-100
Свинец-210	2-30
Полоний-210	2-20
Радий-226	1-10
	Выбросы АЭС с реакторами ВВЭР (PWR)
Цезий-137	0,5
Стронций-90	0,2
	Выбросы АСТ
Цезий-137	0,001

Причина заключается в ряде значительных экологических преимуществ АЭС перед иными традиционными источниками энергии и, особенно, перед тепловыми электростанциями, работающими на угле. В угольных шлаках концентрация радиоактивных веществ может быть еще больше. Повышенный радиационный фон – характерное явление для территорий, прилегающих к крупным угольным теплоэлектростанциям.

Тем не менее, использование человеком атомной энергии таит в себе большие проблемы, главные из которых – утилизация отработанного ядерного топлива и аварии с утечкой в окружающую природную среду радиоактивных веществ.

Одно из самых радиационно грязных мест на планете – озеро Карачай под Челябинском. В него соседний с озером комбинат «Маяк» сбросил радиоактивных веществ в 100 раз больше, чем их попало в ОС при аварии на Чернобыльской АЭС. В конце 90-х годов зона радиационного влияния озера начала распространяться в сторону речки Мишляк, которая через реки Теча, Тобол и Обь связана с Северным Ледовитым океаном.

Кроме того, во всем мире для бытовых и медицинских целей широко используют потребительские товары, содержащие естественные радионуклиды. К ним относятся часы со светящимся циферблатом, содержащие радий, специальные оптические приборы, аппаратура, применяемая в аэропортах и при таможенном досмотре, аппаратура медицинской рентгеноскопии и др.

Дата добавления: 2015-05-31