Космическое излучение

Характеристика и природа космического излучения и его воздействие на природную среду.

Основную часть облучения человечество получает от естественных источников (земная и космическая радиация) и источников искусственного происхождения.

Человек облучается двумя способами: внешним и внутренним. В первом случае радиоактивные вещества находятся вне организма и облучают его вне организма и облучают его снаружи, во втором они могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или воде, и попадают внутрь организма. Внешнее облучение составляет примерно 60% естественного фона и около 40% приходится на внутреннее облучение.

Радиоактивность на Земле существовала задолго до зарождения на ней жизни. Радиоактивные материалы вошли в состав Земли с самого ее возникновения. Поэтому и развитие жизни на Земле осуществлялась в постоянном присутствии радиоактивных излучений. Но о сосуществовании их раньше ничего не было известно. Полагают, что на определенных начальных стадиях развития Земли естественный радиационный фон был во много раз выше, чем в настоящее время. Однако в течении нескольких последних столетий интенсивность фона остается относительно постоянной. Следовательно, естественный радиационный фон складывается из космических излучений и радиоактивных элементов земного происхождения, а искусственный- из излучений от искусственных источников.

Под радиационным фоном принято понимать ионизирующее излучение от природных источников земного и космического происхождения, а также от искусственных радионуклидов, рассеянных в биосфере в результате деятельности человека.

Выделяются также технологически повышенный радиационный фон излучения, связанный с разработкой человека некоторых технологических процессов, приводящих к повышению естественного радиационного фона. Причинами такого повышенного фона являются: поступление в больших количествах в окружающую среду естественных радионуклидов вследствие добычи из глубин земли полезных ископаемых(угля, газа, нефти); широкое использование в строительстве материалов, содержащих повышенное количество радионуклидов уранового и ториевого рядов, сжигание ископаемого топлива, приводящее к выбросу таких изотопов, как радий, торий, уран; применение в сельском хозяйстве минеральных удобрений с повышенным содержанием радиоактивных веществ.

Космические излучения имеют три источника своего происхождения- галактическое, межгалактическое и солнечное. Их даже делят на первичное и вторичное.

Галактическое и межгалактическое космическое излучение – это поток протонов (90%) альфа- частиц (9%).Остальное(1%)- это в основном ядра легких элементов: лития, бериллия, азота, углерода, кислорода, фтора. Средний возраст галактического излучения от 1млн до 10 млн. лет.

Низкое содержание нейтронов в космических лучах объясняется тем, что нейтрон в свободном состоянии неустойчив и распадается на протон и электрон. Время его «жизни» составляет около 16 минут. Считается, что электроны, позитроны, гамма-лучи поглощены космической пылью, поэтому их очень мало в составе космического излучения.

Галактическое излучение обладает очень высокой энергией – 10¹² – 10¹⁴МэВ. Считается, что такая большая энергия объясняется разгоном частиц магнитными полями звезд. Такое излучение губительно для всего живого, к счастью, протоны задерживаются радиационными поясами Земли, их энергия несколько уменьшается. Существование поясов связано с наличием магнитного поля Земли. Заряженные частицы обычно движутся вдоль магнитных силовых линий по спирали. Имеется два радиационных пояса. Внешний находится на удалении от 1 до 8⁰ радиусов Земли, внутренний на расстоянии 400-10000км. Наибольший прорыв космического излучения на полюсах, поэтому Северный и Южный полюса получают больше космической радиации.

Частично потерявшие энергию космические лучи попадают в атмосферу и ею поглощаются, вызывая вторичное излучение, представляющее почти все известные частицы и фотоны.

Первичное излучение преобладает на высотах 45км и выше, а вторичное излучение достигает максимальной величины на высотах 20-25км

На широте г. Минска человек получает на Земле 50мрад/год, но с ростом высоты интенсивность облучения с каждым километром увеличивается вдвое.

Космические лучи, проходя через атмосферу, вызывают появление космогенных радионуклидов, которых насчитывается около 20. Наиболее значительные из них – тритий, углерод-14, бериллий-7, сера-32, натрий22,24, наиболее опасный тритий(период полураспада 12,3 года) и углерод-14 (5730 лет). Оба радионуклида непрерывно возникают и непрерывно распадаются. Смешиваясь с углеродом и водородом, тритий и углерод-14 попадают в воду, в человека, в животных, в растения и представляют определенную угрозу для жизни и здоровья человека.

Дата добавления: 2014-01-06