25 самых радиоактивных мест на Земле. Радиационный фон земли


22 места на нашей планете, где радиация зашкаливает

На территории земного шара есть места, где показатели радиационных загрязнений буквально зашкаливают, поэтому находиться там человеку крайне опасно.

Радиация является губительной для всего живого на земле, но при этом человечество не перестает пользоваться атомными электростанциями, разрабатывать бомбы и так далее. В мире уже есть несколько ярких примеров того, к чему может привести неосторожное использование этой огромной силы. Давайте посмотрим на места с самым большим уровнем радиоактивного фона.

1. Рамсар, Иран

рамсар, иран

В городе на севере Ирана зафиксирован самый высокий уровень естественного радиационного фона на Земле. Эксперименты определили показатели в 25 мЗв. в год при норме 1-10 миллизивертов.

2. Селлафилд, Великобритания

селлафилд, великобритания

Это не город, а атомный комплекс, используемый для производства оружейного плутония для атомных бомб. Он был основан в 1940 году, а через 17 лет случился пожар, который спровоцировал выброс плутония. Эта ужасная трагедия унесла жизни многих людей, которые умирали впоследствии еще долгое время от рака.

3. Черч-Рок, Нью-Мексико

черч-рок, нью-мексико

В этом городе находится урановая обогатительная фабрика, на которой произошла серьезная авария, в результате которой больше 1 тыс. тон твердых радиоактивных отходов и 352 тыс. м3 раствора кислотного радиоактивного отвала попало в реку Пуэрко. Все это привело к тому, что уровень радиации сильно вырос: показатели в 7 тыс. раз превышают норму.

4. Побережье Сомали

побережье сомали

Радиация в этом месте появилась совсем неожиданно, а ответственность за ужасные последствия лежит на Европейских компаниях, расположенных на территории Швейцарии и Италии. Их руководство воспользовалось нестабильной ситуацией в республике и нагло сбросило радиоактивные отходы на берега Сомали. В результате пострадали ни в чем неповинные люди.

5. Лос-Барриос, Испания

лос-барриос, испания

На заводе по переработке металлолома Ачеринокс из-за ошибки контрольно-измерительных устройств был расплавлен источник цезия-137, что привело к выбросу радиоактивного облака с уровнем радиации, который превысил нормальные показатели в 1 тыс. раз. Через время загрязнение распространилось на территории Германии, Франции, Италии и других стран.

6. Денвер, Америка

денвер, америка

Исследования показали, что в сравнении с другими регионами Денвер сам по себе имеет высокий уровень радиации. Есть предположение: все дело в том, что город находится на высоте в одну милю над уровнем моря, а в таких регионах атмосферный фон является более тонким, а значит, и защита от радиации солнечных лучей не такая сильная. К тому же, в Денвере находятся крупные месторождения урана.

7. Гуарапари, Бразилия

гуарапари, бразилия

Красивые пляжи Бразилии могут быть опасными для здоровья, это касается мест отдыха в Гуарапари, где происходит эрозия естественного радиоактивного элемента монацита в песке. Если сравнивать с положенной нормой в 10 мЗв, показатели при измерении песка оказались намного выше – 175 мЗв.

8. Аркарула, Австралия

аркарула, австралия

Уже не одну сотню лет распространителями радиации являются подземные источники Параланы, которые протекают через богатые ураном породы. Исследования показали, что эти горячие источники выносят на поверхность земли радон и уран. Когда ситуация изменится, непонятно.

9. Вашингтон, Америка

вашингтон, америка

Хэнфордский комплекс является ядерным и основан он был в 1943 году правительством Америки. Его главная задача заключалась в выработке ядерной энергии для изготовления оружия. На данный момент его вывели из эксплуатации, но радиация продолжает исходить из него, и сохранится это еще на долгое время.

10. Карунагаппалли, Индия

карунагаппалли, индия

В индийском штате Керала в округе Коллам есть муниципалитет карунагаппалли, где проводят добычу редких металлов, причем некоторые из них, например, монацит, в результате эрозии стал похожим на песок. Из-за этого в некоторых местах на пляжах уровень радиации доходит до 70 мЗв/год.

11. Гояс, Бразилия

гояс, бразилия

В 1987 году произошел плачевный инцидент в штате Гояс, расположенном в центрально-западном регионе Бразилии. Сборщики металлолома решили забрать из местной заброшенной больницы аппарат, предназначенный для лучевой терапии. Из-за него в опасности оказался весь регион, поскольку незащищенный контакт с аппаратом привел к распространению радиации.

12. Скарборо, Канада

скарборо, онтарио

Еще с 1940 года жилищный квартал в Скарборо является радиоактивным, а называют этот участок Макклур. Спровоцировал загрязнение радий, извлеченный из металла, который планировали использовать для проведения экспериментов.

13. Нью-Джерси, Америка

нью-джерси, америка

В округе Берлингтон расположена база военно-воздушных сил Макгвайр, которая была включена Агентством по охране окружающей среды в перечень самых загрязненных авиабаз в Америке. В этом месте были проведены операции по очистке территории, но повышенные уровня радиации здесь фиксируются до сих пор.

14. Берег реки Иртыш, Казахстан

берег реки иртыш, казахстан

Во времена холодной войны еще на территории СССР был создан Семипалатинский испытательный полигон, где проводили тестирования ядерного оружия. Здесь было проведено 468 испытаний, последствия которых отразились на жителях окрестностей. Данные показывают, что пострадало примерно 200 тыс. человек.

15. Париж, Франция

париж, франция

Даже в одной из самых известных и красивых европейский столиц есть место, зараженное радиацией. Большие значения радиоактивного фона были обнаружены в форте Д'Обервильер. Все дело в том, что там находится 61 бак с цезием и радием, да и сама территория в 60 м3 загрязнена.

16. Фукусима, Япония

фукусима, япония

В марте 2011 года на атомной станции, расположенной в Японии, произошла ужасная ядерная катастрофа. В результате аварии территория, расположенная вокруг этой станции, стала похожей на пустыню, поскольку примерно 165 тыс. местных жителей покинули свои дома. Место признали зоной отчуждения.

17. Сибирь, Россия

сибирь, россия

В этом месте находится один из самых крупных химических комбинатов в мире. Он вырабатывает до 125 тыс. тонн твердых отходов, которые загрязняют грунтовые воды в ближайших территориях. Кроме этого, эксперименты показали, что осадки распространяют радиацию и на дикую природу, от чего страдают животные.

18. Янцзян, Китай

янцзян, китай

В округе Янцзян для постройки домов использовали кирпичи и глину, но, видимо, никто не подумал или не знал, что этот строительный материал не подходит для сооружения домов. Связано это с тем, что песок в регион поставляется из частей холмов, где содержится большое количество монацита – минерала, который распадается на радий, актиний и радон. Получается, что люди постоянно подвергаются воздействию радиации, поэтому показатель заболеваний раком очень высок.

19. Майлуу-Суу, Киргизия

майлуу-суу, киргизия

Это одно из самых загрязненных мест в мире, и все дело не в ядерной энергетике, а в развернутой горнодобывающей и перерабатывающей уран деятельности, в результате которой выбрасывается около 1,96 млн. м3 радиоактивных отходов.

20. Сими Вэлли, Калифорния

сими вэлли, калифорния

В небольшом городе штата Калифорния находится полевая лаборатория НАСА, которая носит название Санта Сусанна. За годы ее существования было много неполадок, связанных с десятью ядерными реакторами малой мощности, что привело к выделению радиоактивных металлов. Сейчас в этом месте проводятся операции, направленные на очистку территории.

21. Озерск, Россия

озерске, россия

В Челябинской области находится производственное объединение «Маяк», которое было построено еще в 1948 году. Предприятие занимается производством компонентов ядерного оружия, изотопов, хранением и регенерацией отработанного ядерного топлива. Здесь было несколько аварий, что привело к загрязнению питьевой воды, а это увеличило количество хронических заболеваний у местных жителей.

22. Чернобыль, Украина

чернобыль, украина

Катастрофа, которая произошла в 1986 году, коснулась не только жителей Украины, но и других стран. Статистика показала, что существенно возросли случаи возникновения хронических и онкологических заболеваний. Что удивительно, официально было признано, что от аварии погибло только 56 человек.

 

womanadvice.ru

25 самых радиоактивных мест на Земле

радиация

Мы каждый день подвергаемся воздействию радиации в той или иной степени. Однако в этих 25 местах Вы подвергнетесь самому сильному воздействию радиации, что автоматически делает эти места самыми радиоактивными местами на Земле. Если Вы решите посетить какое-либо из них, не удивляйтесь, что когда Вы посмотрите в зеркало, то увидите дополнительную пару глаз…

25. Металлодобываяющий район | Карунагаппалли, Индия.

радиация

Крунагаппалли — муниципалитет в районе Коллама Керала, Индия, который является индийской столицей по добычи редкоземельных металлов. Некоторые из этих полезных ископаемых, например монацит, попадают в пляжный песок в некоторых прибрежных районах, увеличивая радиационный фон до 70 мГр/год (при норме до 15 мГр /год).

24. Fort d’Aubervilliers | Париж, Франция.

радиация

Тесты на радиоактивность в Fort d’Aubervilliers выявили серьёзное загрязнение. 61 бочка радиоактивных отходов, которые хранятся на его территории, дали положительный результат на цезий 137 и радий 226. Кроме того, 60 кубических метров почвы также считается загрязнёнными.

23. Предприятие по переработке металлолома Acerinox | Лос-Барриос, Испания.

радиация

Во время одного из инцидентов на этом предприятия произошла утечка цезия 137. Это вызвало эмиссию радиоактивного облака с уровнем излучения в 1000 раз превышающим норму. Радиоактивное облако позже перекинулось на Германию, Францию, Италию, Швейцарию и Австрию.

22. Лаборатория НАСА Санта-Сусанна | Сими-Вэлли, Калифорния.

радиация

Сими-Вэлли, Калифорния, это место, где базируется лаборатория НАСА Санта-Сусана. Но этой лаборатории не было бы в этом списке, если бы не десять ядерных реакторов малой мощности, которые около десяти раз становились причинами пожаров, что неоднократно приводило к выбросам радиоактивных веществ. В настоящее время США реализует проект по очистке этого места, но пока безуспешно

21. Завод по производству плутония Маяк | Муслюмово, Россия.

радиация

Из-за завода по производству плутония, который был построен здесь в 1948 году, люди в Муслюмово на юге Урала страдают от последствий радиоактивного загрязнения питьевой воды, которое привело к хроническим заболеваниям и физической нетрудоспособности.

20. Урановая шахта Чёрч Рок | Чёрч Рок, Нью-Мексико.

радиация

Прорыв плотины в Чёрч Рок привел к попаданию тысячи тонн твёрдых радиоактивных отходов и 350 миллионов литров радиоактивных веществ в реку Пуерко. Уровень загрязнение в 7000 раз превысил норму, и в 2003 исследование выявило, что река всё ещё загрязнена настолько, что даже нахождение рядом опасно для здоровья.

19. Жилой дом | Краматорск, Украина.

радиация

В 1989 году маленькая капсула, содержащая радиоактивный цезий 137, была обнаружена в стене жилого дома в Краматорске, Украина. Эта капсула имела поверхностный уровень гамма-излучения 1800 R в год и привела к смерти шести человек и повлияло на здоровье ещё 17.

18. Кирпичные дома | Яньцзян, Китай.

радиация

Яньцзян отличается зданиями, построенными из кирпичей. К сожалению, песок в этом регионе добывают на холмах, которые содержат монацит, распадающийся в радий, актиний и радон. Воздействие этих элементов привело к высоким показателям заболевших раком.

17. Естественное фоновое излучение | Рамсар, Иран.

радиация

Эта часть Ирана известна тем, что она имеет один из самых высоких уровней естественного фонового излучения на Земле. Уровни излучения в Рамсар достигают 250 мЗв в год, при норме в 20 мЗв.

Для справки. Зв (Зиверт) - единица измерения эффективной и эквивалентной доз ионизирующего излучения в Международной системе единиц (СИ)

16. Радиоактивный песок | Гуарапари, Бразилия.

радиация

Из-за эрозии естественного радиоактивного элемента монацита пески пляжей Гуарапари имеют уровень радиации, достигающий 175 мЗв.

15. Маккльюр | Скарборо, Онтарио.

радиация

Жилой район Маккльюр, расположенный в Скарборо, Онтарио — радиоактивное место, загрязнённое радием ещё с 1940-х. Загрязнение было вызвано извлечённым из металлолома радием.

14. Подземные источники Paralana | Arkaroola, Австралия.

радиация

Подземные источники Paralana протекают через скалы, которые богаты ураном, и исследования показывают, что горячие источники приносили радиоактивный радон и уран на поверхность ещё миллиард лет назад.

13. Instituto Goiano de Radioterapia | Гояния, Бразилия.

радиация

Радиоактивное загрязнение Гоянии, Бразилия, было вызвано аварией, связанной с радиационным загрязнением после кражи аппарата для радиотерапии из заброшенной больницы. Сотни тысяч людей умерли из-за загрязнения, и даже сегодня радиация всё ещё присутствует в нескольких районах Гоянии.

12. Федеральный центр Денвера | Денвер, Колорадо.

радиация

Федеральный центр Денвера использовался для избавления от разных отходов, включая химикаты и радиационные отходы; в них входят продукты строительного и дорожного сноса. Ненужные материалы размещали в большом количестве мест, что привело к радиоактивному загрязнению нескольких районов Денвера.

11. Авиационная база ВВС США Макгуайра | округ Берлингтон, Нью-Джерси.

радиация

Авиационная база ВВС США Макгуайра была названа одним из самых загрязнённых районов в 2007 году. В том году американские вооружённые силы заказали очистку от загрязнений, но место до сих пор «фонит».

10. Комплекс по хранению радиоактивных отходов Hanford Nuclear Reservation | Ханфорд, Вашингтон.

радиация

Ханфорд — часть американского проекта по созданию первой атомной бомбы. Именно здесь производился плутоний для бомбы, которая была сброшена на Нагасаки, Япония. Предприятие создало огромное количество плутония, которое в итоге оказалось никому не нужным и приблизительно две трети плутония осталось в Ханфорде, что привело к загрязнению грунтовых вод.

9. Море | Средиземное море.

радиация

Синдикат, которым управляет итальянская мафия, как предполагают, использует Средиземное море в качестве места для свалки опасных радиоактивных отходов. Считается, что приблизительно 40 судов с ядовитыми и радиоактивными отходами ежегодно проплывает через Средиземноморье, сбрасывая большое их количество в воду.

8. Сомалийское побережье | Могадишо, Сомали.

радиация

По некоторым данным почва незащищённого сомалийского побережья использовалась мафией для захоронения ядерных отходов и токсичных металлов в количестве 600 баррелей (бочек). Это подтвердилось, когда в 2004 году произошло цунами и было найдено несколько старых ржавых бочек, которые сильно "фонили".

7. Производственное объединение Маяк | Маяк, Россия.

радиация

Маяк, Россия, был родиной самой крупной ядерной установки. Всё началось в 1957 году, когда приблизительно 100 тонн радиоактивных отходов попали в окружающую среду из-за несчастного случая, который привёл к взрыву и загрязнению большой площади. Об этом взрыве, однако, не было известно до 1980, когда также было обнаружено, что с 1950-х отходы завода попросту выбрасывались в окружающую среду, включая озеро Карачай. Загрязнение, по подсчетам специалистов, могло привести к болезни или смерти более 400000 человек. Последствия радиоактивного воздействия очень плачевны. Известно, что радиация вызывает развитие множества патологий, в том числе бесплодие. Всего лишь пару десятилетий назад диагноз «бесплодие» звучал как приговор. Сегодня лечение бесплодия проводится довольно успешно, главное, установить причину заболевания и выбрать правильную тактику лечения.

6. Электростанция Селлэфилд | Селлэфилд, Великобритания.

радиация

Прежде чем стать коммерческой территорией, Селлэфилд, Великобритания, был объектом производства плутония для ядерных бомб. Сегодня приблизительно две трети зданий в Селлэфилде считают радиоактивно загрязнёнными. Этот объект выпускает приблизительно восемь миллионов литров загрязнённых отходов каждый день, медленно убивая всё вокруг.

5. Сибирский химический комбинат | Сибирь, Россия.

радиация

Как и Маяк, Сибирь является домом одного из самых больших химических объектов в мире. Сибирский химический комбинат загрязняет приблизительно 125000 тонн грунтовых вод твёрдыми радиоактивными отходами. Исследование также показывает, что ветер и дождь разносят эти загрязнители на большое расстояние, что приводит к высоким уровням смертности среди животных.

4. Полигон | Семипалатинск, Казахстан.

радиация

Полигон в Казахстане стал известным благодаря испытаниям атомных бомб. Это необитаемое место было преобразовано в объект, где Советский Союз взорвал свою первую ядерную бомбу. Приблизительно 200000 человек в настоящее время страдают от эффектов проведенных на полигоне экспериментов.

3. Западный горно-химический комбинат | Майлуу-Су, Кыргызстан.

радиация

Майлуу-Су считают одним из наиболее загрязнённых мест в мире. В отличие от других радиоактивных мест, это место получило свою радиацию не от ядерных бомб или электростанций, а от крупномасштабной добычи и переработки урана, что привело к появлению приблизительно 1.96 миллионов кубических метров ядерных отходов.

2. Чернобыльская АЭС | Чернобыль, Украина.

радиация

Это одно из наиболее загрязнённых мест в мире. Авария на ядерном объекте в Чернобыле стала причиной выброса радиации, который сопоставим с более чем сотней ядерных ударов по Нагасаки и Хиросиме.

1. Атомная электростанция Фукусима-Дайни | Фукусима, Япония.

радиация

Последствия землетрясения, которые привели к аварии на АЭС в Фукусиме, до сих пор ощущает вся планета. Самая масштабная авария на ядерном объекте со времён Чернобыля вызвала разрушение трёх реакторов, что привело к серьезной утечке радиации, следы от которой обнаруживают даже на Западном побережье США.

Источник

ribalych.ru

9.5. Радиационный фон

Радиационный фон Земли складывается из двух составляющих: естественного радиационного фона, обусловленного источниками излучения, не связанными с деятельностью человека, и искусственного радиационного фона, обязанного своим существованием деятельности человека за последние сто лет.

9.5.1. Естественный радиационный фон

Все живое на Земле возникло и развивалось в условиях постоянно действующего естественного радиационного фона. Этот естественный фон не оставался неизменным в течение геологической эволюции Земли. Таким образом, все живые организмы на Земле, включая человека, получают от естественных источников определенную дозу облучения. В современных условиях эквивалентная доза облучения, обусловленная естественным радиационным фоном, в среднем равна 2,4 мЗв в год.

Существует три точки зрения на биологическую роль малых доз облучения.

Первая из них, на которой основаны все современные расчеты риска облучения, заключается в том, что любой сколь угодно малой поглощенной дозе соответствует определенный вредный эффект. Эта точка зрения базируется на гигиенической презумпции – лучше переоценить возможный вредный эффект, чем недооценить. Каких-либо убедительных научных данных, подтверждающих или опровергающих эту точку зрения, для области малых доз нет.

Вторая точка зрения противоположна первой: считается, что естественный радиационный фон необходим для нормального развития всего живого. В подтверждение справедливости этой точки зрения приводятся данные о наличии стимуляционных эффектов при облучении малыми дозами разных видов живых организмов (микроорганизмов, растений, животных, человека). Имеются результаты экспериментов, в которых уменьшение дозы облучения за счет естественного фона вело к торможению роста организмов.

Наконец, третья точка зрения заключается в том, что имеется некоторый порог в действии ионизирующего излучения на живые организмы, ниже которого облучение никакого вредного воздействия на организм не оказывает.

Естественную радиацию образуют излучение, попадающее на Землю из космоса (космическая радиация), на долю которого приходится приблизительно 1/6 естественного фона, и излучение радиоактивных элементов, содержащихся в земных породах, строительных материалах, пище и т.д. (земная радиация), на долю которого приходится около 5/6 естественного фона. Естественные источники радиации могут создавать как внешнее (космическая радиация, излучение радиоизотопов в почве, строительных материалах и т.д.), так и внутреннее (с продуктами питания, водой, вдыхаемым воздухом) облучение.

Космическая радиация.Космическая радиация бывает двух типов – галактическая и солнечная – и представляет собой мощные потоки электромагнитного излучения в широком диапазоне длин волн и потоки различных частиц с высокой энергией: протонов (более 90 %),-частиц (около 7 %), ядер углерода, азота, кислорода (около 1 %), более тяжелых ядер, включая уран (10-4%), электронов и позитронов (около 1 %) и др. Такой состав космическое излучение имеет на границе атмосферы Земли. При взаимодействии космического излучения с атомами атмосферы возникает вторичное космическое излучение и образуются различные радионуклиды.

Различные участки земной поверхности в различной степени подвержены действию космической радиации: районы вблизи Северного и Южного полюсов получают больше радиации, чем экваториальные области, из-за наличия у Земли магнитного поля, отклоняющего заряженные частицы, из которых в основном и состоят космические лучи.

Уровень космической радиации возрастает с высотой, поскольку с высотой уменьшается защитное действие атмосферы Земли. Люди, живущие на уровне моря, получают в среднем в год за счет космической радиации эффективную эквивалентную дозу, равную 0,3 мЗв, для людей же, живущих на высоте 2000 м, эта величина в несколько раз больше. При подъеме с высоты 4000 м (деревни шерпов на склонах Эвереста) до 12000 м (высота полета крупных авиалайнеров) уровень облучения за счет космической радиации возрастает в 25 раз. При трансатлантическом перелете из США в Европу пассажиры и экипаж обычного турбореактивного самолета (высота полета – 12000 м) получают эффективную эквивалентную дозу около 0,05 мЗв, а пассажиры и экипаж сверхзвукового самолета (высота полета – 20000 м) – на 20 % меньше за счет того, что, хотя они и подвергаются более интенсивному облучению, но значительно более короткое время. Всего человечество за счет авиатранспорта получает в год коллективную эффективную эквивалентную дозу около 2000 Зв.

Земная радиация.Основные радиоактивные изотопы, встречающиеся в горных породах Земли, – это калий-40, рубидий-87 и члены двух радиоактивных семейств, берущих начало соответственно от тория-232 и урана-238. Из горных пород радионуклиды попадают в воду и почву, затем – в растения, и по трофическим сетям – во все остальные организмы, включая человека. Газообразные продукты распада радиоактивных изотопов попадают в атмосферу.

За счет источников земной радиации возможно как внешнее, так и внутреннее облучение.

Внешнее облучение обусловлено радиоактивными изотопами, присутствующими в земной коре, почве, строительных материалах, воздухе.

Концентрация радиоактивных изотопов в почве в местах проживания основной массы населения Земли примерно одинакова. Согласно исследованиям, проведенным во Франции, ФРГ, Италии, Японии и США, примерно 95 % населения этих стран живет в местах, где эффективная эквивалентная доза облучения, обусловленная указанной причиной, в среднем составляет от 0,3 до 0,6 мЗв в год. Но в некоторых районах этих стран дозы заметно выше: 3 % населения получает в среднем 1 мЗв в год, а около 1,5 % – 1,4 мЗв в год. Однако, на Земле есть районы, где уровень радиации, обусловленный радиоактивными изотопами в почве, значительно выше. В Бразилии в 200 км к северу от города Сан-Паулу на небольшой возвышенности уровень радиации в 800 раз превосходит средний, и годовая эквивалентная доза достигает 250 мЗв, а в двух населенных пунктах, расположенных на 600 км восточнее этой возвышенности на берегу Атлантического океана годовые эквивалентные дозы составляют от 8 до 15 мЗв на улицах и до 175 мЗв на пляжах. Как оказалось, оба населенных пункта стоят на песках, богатых торием. В Индии на прибрежной песчаной полосе протяженностью 55 км, на которой проживает 70000 человек, по той же причине годовая эквивалентная доза составляет от 3,8 мЗв до 17 мЗв. В Иране в районе города Рамсер, где бьют ключи, богатые радием, годовая эквивалентная доза составляет до 400 мЗв. Известны и другие места с повышенным уровнем радиации, например, во Франции, Нигерии, на Мадагаскаре. Как правило, природными радионуклидами более насыщены гранитные породы, а радиоактивность известняковых и песчаных пород ниже.

Из горных пород, почвы и т.п. радиоактивные элементы могут попасть в строительные материалы, внося, тем самым, дополнительный вклад во внешнее облучение человека. Так, например, годовые поглощенные дозы -облучения составляют: для зданий, построенных из дерева, – до 0,5 мГр, в кирпичных зданиях – до 1 мГр, в железобетонных – до 1,7 мГр. Усредненная мощность поглощенной дозы для помещений равна 6·10-5мГр/ч. С учетом времени пребывания человека в помещениях (коэффициент 0,8) годовая эффективная эквивалентная доза за счет внешнего облучения внутри помещений составляет 0,29 мЗв. В таблице 9.9 приведены данные о средней удельной радиоактивности строительных материалов, применяющихся в разных странах.

Таблица 9.9

studfiles.net

Радиационный фон

 

Радиационный фон – это излучение радиоактивного происхождения, которое присутствует на Земле от техногенных и естественных источников. Следует отметить, что на человека оно влияет постоянно. Невозможно полностью избежать радиоактивного излучения. На Земле жизнь возникла и развивается при постоянном облучении. Радиационный фон состоит из таких компонентов: излучение от техногенных радионуклидов, то есть от искусственных; излучение от радионуклидов, которые находятся в воздухе, земной коре и прочих объектах внешней среды; космическое.

Облучение бывает внутренним и внешним. Последнее обуславливается источниками, которые располагаются вне тела человека (наземные, а также космические). Радионуклиды, которые находятся непосредственно в теле человека, осуществляют внутреннее облучение. Радиационный фон на местности измеряется в мощности экспозиционной дозы.

За счет космического излучения дозу в тридцать пять мбэр в год получает большинство населения нашей планеты. Примерно такой же объем человек имеет от источников естественного происхождения, которые являются внешними. От них доза внутреннего облучения равна около ста тридцати пяти мбэр в год в среднем. Поэтому суммарный объем внутреннего и внешнего облучения человека, который происходит от естественных источников, равен, в среднем, около двухсот мбэр за двенадцать месяцев.

Дополнительные источники радиации появились в результате влияния человека на среду, которая его окружает, в том числе и естественные радионуклиды, которые в достаточно большом количестве извлекаются из недр Земли вместе с сырьем для строительных материалов, минеральными удобрениями, нефтью, газом и углем и так далее.

Измерение радиационного фона является очень важной и ответственной процедурой. При этом выявляются зоны, которые наиболее опасны для проживания. Радиационная экспертиза нужна всем, кто заботится о своем здоровье. При измерении радиационного фона проводят оценку внешнего гамма-излучения на местности; радиационный контроль пищевого сырья и пищевых продуктов; контроль в отобранных пробах промышленных отходов; древесины, металла и изделий из него, стройматериалов; контроль питьевой, промышленной воды.

Ионизирующим излучением называют такое, которое косвенно или прямо способно вызвать образование отрицательно и положительно заряженных ионов (ионизацию окружающей среды).

В течение всего периода существования планеты Земля имеется ионизирующее излучение, распространяемое в космическом пространстве. Радиоактивные вещества, находящиеся в Земной коре, а также космические лучи являются носителями ионизирующих излучений природного происхождения.

Источники ионизирующего излучения являются приборами средств связи высокого напряжения, ускорителями заряженных частиц, искусственными радиоактивными изотопами, ядерными реакторами, рентгеновскими установками и т.д. Ионизирующие излучения как искусственные, так и естественные, могут быть корпускулярными и электромагнитными (квантовыми или фотонными).

Все они имеют высокую энергию и могут вызвать изменения в биологических структурах клеток, это может привести к их гибели.

Радиационный фон точной оценки опасности не имеет, потому что выраженных сдвигов, которые поддаются объективной регистрации, маленькие дозы ионизирующих излучений не вызывают. Полностью влияние радиационного фона на организм человека не выяснено. Абсолютно безопасной нельзя считать любой объем, в том числе тот, который образуется за счет радиационного фона. Однако практически не поддается выявлению и очень мал эффект (риск) при низких дозах.

 

fb.ru

Естественные источники радиации

6.1. Космическое излучение

    Космическое излучение складывается из частиц, захваченных магнитным полем Земли, галактического космического излучения и корпускулярного излучения Солнца. В его состав входят в основном электроны, протоны и альфа-частицы. Это так называемое первичное космическое излучение, взаимодействуя с атмосферой Земли, порождает вторичное излучение. В результате на уровне моря излучение состоит почти полностью из мюонов (подавляющая часть) и нейтронов.     Поглощенная мощность дозы космического излучения в воздухе на уровне моря равна 32 нГр/час и формируется в основном мюонами. Для нейтронов на уровне моря мощность поглощенной дозы составляет 0.8 нГр/час и мощность эквивалентной дозы составляет 2.4 нЗв/час. За счет космического излучения большинство населения получает дозу, равную около 0.35 мЗв в год.     Космическому внешнему облучению подвергается вся поверхность Земли. Однако облучение это неравномерно. Интенсивность космического излучения зависит от солнечной активности, географического положения объекта и возрастает с высотой над уровнем моря. Наиболее интенсивно оно на Северном и Южном полюсах, менее интенсивно в экваториальных областях. Причина этого - магнитное поле Земли, отклоняющее заряженные частицы космического излучения. Наибольший эффект действия космического внешнего облучения связан с зависимостью космического излучения от высоты (рис.4).     Солнечные вспышки представляют большую радиационную опасность во время космических полетов. Космические лучи, идущие от Солнца, в основном состоят из протонов широкого энергетического спектра (энергия протонов до 100 МзВ), Заряженные частицы от Солнца способны достигать Земли через 15-20 мин после того, как вспышка на его поверхности становится видимой. Длительность вспышки может достигать нескольких часов.

   Рис.4. Величина солнечного излучения во время максимальной и минимальной активности солнечного цикла в зависимости от высоты местности над уровнем моря и географической широты.

   Величина дозы радиоактивного облучения, получаемая человеком, зависит от географического местоположения, образа жизни и характера труда. Например на высоте 8 км мощность эффективной дозы составляет 2 мкЗв/час, что приводит к дополнительному облучению при авиаперевозках.     При трансконтинентальном перелете на обычном турбовинтовом самолете, летящем со скоростью ниже скорости звука (Тполета ≈ 7.5 часа), индивидуальная доза, получаемая пассажиром (50 мкЗв), на 20 % больше, чем доза, полученная пассажиром сверхзвукового самолета (Тполета ≈ 2.5 часа) (40 мкЗв), хотя последний подвергается более интенсивному облучению из-за большей высоты полета. Коллективная эффективная доза от глобальных авиаперевозок достигает 104 чел-Зв, что составляет на душу населения в мире в среднем около 1 мкЗв за год, а в Северной Америке около 10 мкЗв.

nuclphys.sinp.msu.ru

Естественные источники радиации

Естественный радиационный фон — космическое излучение и излучение, создаваемое природными радионуклидами, содержащимися в земле, воде, воздухе, др. элементах биосферы, в пищевых продуктах, в организме человека и животных.

Радиоактивность – самопроизвольное превращение (распад) ядер элементов, приводящее к изменению их атомного номера или массового числа.

Радиоактивное излучение как самопроизвольное испускание лучей – это естественный процесс, существовавший задолго до образования Земли.

Радиоактивное излучение является частью более общего понятия – ионизирующее излучение.

Ионизирующее излучение – это поток корпускулярной (α-частиц, электронов, протонов, нейтронов и др.) и (или) электромагнитной (рентгеновские, γ-лучи) энергии, связанной с прямым или косвенным возникновением ионов.

α-лучи были идентифицированы как ядра атома гелия, β-лучи представляют поток электронов, а γ-лучи – это поток квантов большой энергии, характеризуемых частотой соответствующего волнового процесса.

γ-лучи отличаются от рентгеновских, возникающих при торможении быстрых электронов в рентгеновских трубках и ускорителях, лишь механизмом образования. Основными свойствами ионизирующих излучений являются проникающая и ионизирующая способность.

Ионизирующая способность характеризует количество ионов, образующихся при движении частицы в среде на единицу расстояния. Она, напротив, максимальна для тяжелых α-частиц и минимальна для γ-излучения.

Интенсивность радиоактивного распада характеризуется активностью.

Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения от них совершенно невозможно. На протяжении всей истории существования Земли разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре. Человек подвергается облучению двумя способами. Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении. Или же они могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма. Такой способ облучения называют внутренним. Облучению от естественных источников радиации подвергается любой житель Земли, однако одни из них получают большие дозы, чем другие. Это зависит, в частности, от того, где они живут. Уровень радиации в некоторых местах земного шара, там, где залегают особенно радиоактивные породы, оказывается значительно выше среднего, а в других местах -. соответственно ниже. Доза облучения зависит также от образа жизни людей. Применение некоторых строительных материалов, использование газа для приготовления пищи, открытых угольных жаровень, герметизация помещений и даже полеты на самолетах все это увеличивает уровень облучения за счет естественных источников радиации. Земные источники радиации в сумме ответственны за большую часть облучения, которому подвергается человек за счет естественной радиации. В среднем они обеспечивают более 5/6 годовой эффективной эквивалентной дозы, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения. Остальную часть вносят космические лучи, главным образом путем внешнего облучения. В этой главе мы рассмотрим вначале данные о внешнем облучении от источников космического и земного происхождении. Затем остановимся на внутреннем облучении, причем особое внимание уделим радону радиоактивному газу, который вносит самый большой вклад в среднюю дозу облучения населения из всех источников естественной радиации. Наконец, в ней будут рассмотрены некоторые стороны деятельности человека, в том числе использование угля и удобрений, которые способствуют извлечению радиоактивных веществ из земной коры и увеличивают уровень облучения людей от естественных источников радиации.

1.1   Космическая радиация

Радиационный фон, от космических лучей, ответственен за половину всего облучения, получаемого населением от естественных источников радиации.

Космические лучи представлены высокоэнергетическими потоками (примерно 90%), альфа-частицами (около 9%), нейтронами, фотонами, электронами и ядрами легких элементов (1%). Однако планета Земля, входящая в Солнечную систему, имеет свои защитные механизмы от радиационных воздействий, иначе жизнь на Земле была бы невозможна.

На расстоянии от одного до восьми земных радиусов космические частицы отклоняются магнитным полем Земли. Магнитное поле Земли создаёт мощную защиту для человека от космической радиации, хотя и не абсолютную. Часть высокоэнергетических частиц прорывается через магнитное поле и достигает верхних слоев атмосферы. Немногие из них проникают через всю атмосферу и достигают поверхности Земли. Большинство же, сталкиваясь с атомами азота, кислорода, углерода атмосферы, взаимодействуют с ядрами этих атомов, разбивая их, рождая множество новых частиц протонов, нейтронов, мезонов, мезонов, образующих вторичное космическое излучение.

Защититься от этого невидимого "космического душа" невозможно. Но одни участки земной поверхности более подвержены его действию, чем другие. Северный и Южный полюсы получают больше космической радиации, чем экваториальные области, так как влияние магнитного поля Земли здесь меньше. Уровень облучения существенно растет с высотой, так как уменьшается слой воздуха, играющего защитную роль Космические лучи, проходя сквозь атмосферу, вызывают появление космогенных радионуклидов, которых сегодня насчитывается около 20. Однако более значительными из них являются изотоп водорода — тритий и углерод-14.

Заряженные частицы, попадая в магнитное поле Земли, образуют так называемые радиационные пояса Земли. Выходу заряженных частиц из радиационных поясов Земли мешает особая конфигурация направлений линий магнитной напряженности, создающих магнитную ловушку. Радиационные пояса Земли были открыты американским ученым Дж. Ван Алленом и русскими физиками С. Н. Верновым и А. Е. Чудановым.

Заряженные частицы в магнитном поле движутся по-разному в зависимости от соотношения плотностей магнитной кинетической энергии. Примерно на расстоянии 10-ти земных радиусов поток заряженных частиц встречает сильное магнитное поле и под действием силы Лоренца изменяется направление их движения. Движение потока заряженных частиц можно представить, как колебательное движение но спиральной траектории вдоль силовых линий магнитного поля из Северного в Южное полушарие и обратно.

Одно колебание вдоль силовой линии из Северного в Южное полушарие протон с энергией 100 МэВ совершает приблизительно за 3 секунды, а время его нахождения в магнитном поле составляет около 100 лет. При этом совершается до 1010 колебаний. В зависимости от энергии и заряда, частицы совершают полный оборот вокруг Земли за время от нескольких минут до суток, двигаясь в западном и восточном направлениях.

Радиационные пояса Земли можно подразделить на внутренний и внешний. Во внутреннем радиационном поясе находятся протоны высоких энергий и электроны. На нижней границе внутреннего пояса на расстоянии 200-300 км от поверхности Земли заряженные частицы испытывают столкновения с атомами и молекулами атмосферы и меняют свою энергию, поглощаясь атмосферой. Во внешнем радиационном поясе находятся электроны с энергией до 100 КэВ и временем «жизни» 105-107 с.

Пояс протонов малых энергий (до 10 МэВ) находится между внутренним и внешним поясами Земли. Зона квазизахвата расположена за внешним поясом и имеет сложную конфигурацию, зависимую от плотности потока космических лучей солнечного ветра.

В годы активного солнца плотность потока энергии солнечного ветра усиливается, граница радиационных поясов отодвигается дальше и становится большим препятствием для космических лучей.

В результате этого, с временной задержкой около года происходит возрастание интенсивности космических лучей на Земле. Время задержки определяется расстоянием, которое проходит солнечный ветер до границ магнитосферы. Радиационные пояса Земли представляют серьезную опасность для экипажей космических кораблей при длительных полетах в околоземном пространстве, если их орбита проходит через область радиационных поясов. Длительное пребывание космических кораблей в радиационном поясе приводит к переоблучению экипажей, выходу из строя оптических приборов и солнечных батарей, находящихся на корабле. В связи с этим проводятся интенсивные исследования при помощи спутников, специальных зондов по определению координат радиационных поясов Земли, а также рассчитываются орбиты космических кораблей для снижения действия радиационного фактора.

Нет такого места на Земле, куда бы не падал этот невидимый космический душ. Но одни участки земной поверхности более подвержены его действию, чем другие. Северный и Южный полюсы получают больше радиации, чем экваториальные области, из-за наличия у Земли магнитного поля, отклоняющего заряженные частицы (из которых в основном и состоят космические лучи). Существеннее, однако, то, что уровень облучения растет с высотой, поскольку при этом над нами остается все меньше воздуха, играющего роль защитного экрана. Люди, живущие на уровне моря, получают в среднем из-за космических лучей эффективную эквивалентную дозу около 300 микрозивертов (миллионных долей зиверта) в год; для людей же, живущих выше 2000 м над уровнем моря это величина в несколько раз больше. Еще более интенсивному, хотя и относительно непродолжительному облучению, подвергаются экипажи и пассажиры самолетов. При подъеме с высоты 4000 м (максимальная высота, на которой расположены человеческие поселения: деревни шерпов на склонах Эвереста)до 12000 в (максимальная высота полета трансконтинентальных авиалайнеров) уровень облучения за счет космических лучей возрастает примерно в 25 раз и продолжает расти при дальнейшем увеличении высоты до 20000 м (максимальная высота полета сверхзвуковых реактивных самолетов) и выше. При перелете из Нью-Йорка в Париж пассажир обычного турбореактивного самолета получает дозу около 50 мкЗв, а пассажир сверхзвукового самолета на 20% меньше, хотя подвергается более интенсивному облучению. Это объясняется тем, что во втором случае перелет занимает гораздо меньше времени. Всего за счет использования воздушного транспорта человечество получает в год коллективную эффективную эквивалентную дозу около 2000 чел-Зв.

1.2   Земная радиация

В основном, ответственность за естественную земную радиацию несут три семейства радиоактивных элемента — уран, торий и актиний. Указанные радиоактивные элементы нестабильны и, в результате физических превращений, переход в стабильное состояние, сопровождается выделением энергии или ионизирующим излучением.

Главными источниками земной радиации являются радиоактивные элементы, содержащиеся в горных породах, которые образовались в результате геофизических процессов. Наибольшее содержание радиоактивных элементов содержится в гранитных породах и вулканических образованиях. Средняя концентрация радиоактивных изотопов калия-40, Ra-226, Th-232 колеблется у них от 102 до 103 Бк/кг. В течение эволюционных процессов радиоизотопы мигрируют, участвуя в метрологических и геохимических формированиях окружающей среды. В результате соединения со стабильными элементами они участвуют в обменных реакциях живых организмов, тем самым создавая естественную радиоактивность обитателей Земли. К наиболее значимым элементам, обеспечивающим жизнедеятельность живой материи относятся изотопы калия, углерода и трития, а всего в биосфере находится значительно больше радиоактивных элементов, что обуславливает общую радиоактивность человека.

Основную роль в радиоактивность человека вносит калий-40 — около 20 • 103 Бк или 0,2% от общей массы человека, углерод-14 — около 30 • 102 Бк или 18% от общей массы человека, которые поступают в организм человека в основном по пищевой цепочке.

Основные радиоактивные изотопы, встречающиеся в земной коре — калий-40, рубидий-87 и члены двух радиоактивных семейств, берущих начало соответственно от урана-238 и тория-232.

Уровни земной радиации неодинаковы и зависят от концентрации радионуклидов в том или ином участке земной коры. В местах проживания основной массы населения мощность дозы облучения в среднем составляет 0,3-0,6 микрозиверта в год.

Основной естественный радиоактивный элемент на территории Белорусского Полесья с периодом полураспада 1,32 х 109 лет, как дозообразующий фактор — это калий-40, который находится в почвах в виде солей и в живых организмах.

К-40 — слаборадиоактивный элемент, экологически мало опасен, он усваивается организмом вместе с нерадиоактивными изотопами калия, необходимыми для жизнедеятельности. В среднем человек получает около 180 мкЗв в год от К-40.

В малых концентрациях естественные источники радиоактивности содержатся в любой почве. Однако, в зависимости от структуры почвы, их больше в гранитных породах, глиноземах и меньше в песчаных и известковых почвах.

Половину годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы облучения от земных источников радиации человек получает от невидимого, не имеющего вкуса и запаха тяжёлого газа радона. В природе радон встречается в двух основных формах: радон-222, член радиоактивного ряда, образуемого продуктами распада урана-238, и радон-220, члена радиоактивного ряда тория-232.

Радон в 7,5 раза тяжелее воздуха и является альфа-радиоактивным с периодом полураспада 3,8 суток. После альфа-распада ядро радона превращается в ядро полония. Это также альфа-радиоактивный изотоп с периодом полураспада 3 минуты и наличием дополнительного электрического заряда. Следующие элементы этой цепочки радиоактивных распадов имеют такие же характеристики. Заканчивается ряд стабильным изотопом свинца. Концентрация радона в различных точках земного шара неодинакова.

Основную часть дозы облучения от радона человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении, где повышена его концентрация

Радон может проникать сквозь трещины в фундаменте, через пол из поверхности Земли и накапливается в основном на нижних этажах жилых помещений, создавая там повышенную радиацию. Одним из источников радоновой радиации могут быть конструкционные материалы, используемые в строительном производстве. К ним в первую очередь относятся материалы с повышенной радиоактивностью — гранит, пемза, глинозём, фосфогипс.

Вода, используемая для бытовых и пищевых целей, обычно содержит мало радона, однако глубоко залегающие водяные пласты могут иметь повышенную его концентрацию. Высокая концентрация радона образуется в ванных комнатах, где радон, испаряясь из горячей воды при принятии душа или ванны, попадает в организм с вдыхаемым воздухом

Основными мероприятиями по устранению влияния радона, уменьшению его концентрации и снижению дозообразующего фактора являются: заделывание швов, трещин в фундаментах зданий, отказ от строительных материалов, содержащих радон, оклейка, окраска покрытий стен пластиковыми материалами, кипячение воды для пищевых нужд, особенно из глубоких артезианских скважин и колодцев, частое проветривание помещений на нижних этажах, ванных комнат.

В процессе развития материального производства, технологий, человек может локально изменить распределение естественных источников радиации, что приводит к повышенному облучению. Такими примерами являются полеты на самолетах, применение материалов с повышенной концентрацией радионуклидов, использование каменного угля и природного газа. Наблюдаемые при этом повышенные уровни излучения называются технологически повышенным естественным радиационным фоном (ТПЕРФ).

Вклад в общую дозу от естественной радиации вносит уголь, сжигаемый как на тепловых электростанциях, так и для обычных бытовых нужд. В 1 кг угля содержится до 50 Бк урана, около 300 Бк тория, 70 Бк калия-40 и других радиоактивных элементов. Если уголь содержит небольшое количество радионуклидов, то в угольных шлаках может быть высокая их концентрация. В связи с этим, нецелесообразно использовать шлаки угля как наполнители к цементам и бетонам, а золу — для улучшения почв. Поэтому тепловые электростанции являются серьезным источником внешнего и внутреннего облучения населения, проживающего на прилегающих территориях.

Другой источник ТПЕРФ — промышленное использование продуктов переработки фосфоритов. Залежи фосфоритов содержат, как правило, продукты распада U-238 в сравнительно высоких концентрациях. При этом следует учесть, что добыча фосфорной руды в мире очень велика и из года в год возрастает. Процесс переработки фосфорной руды экологически небезопасен, так как отходы руды содержат радионуклиды. Применение фосфорных удобрений в сельском хозяйстве, стимулирует усвоение естественных радионуклидов растениями из почвы. Использование отходов фосфорного производства в качестве стройматериалов (гипса) также является возможным дополнительным источником облучения. Так, в частности, в жилом доме, при строительстве которого вместо обычных материалов использовались гипсовые отходы, дополнительная годовая доза облучения жильцов составит 7*10-2мГр.

Увеличение радиационности почв могут дать фосфорные удобрения, особенно вносимые в жидком виде. В данном случае очень важно соблюдение сроков, по истечению которых можно использовать под выпасы сельскохозяйственные угодья после агрохимии фосфором.

Человечество во всем мире все шире для бытовых нужд использует большое количество потребительских товаров, содержащих естественные радионуклиды. К таким товарам можно отнести часы со светящимся циферблатом, содержащим радий, специальные оптические приборы, аппаратуру, применяемую в аэропортах и таможенном досмотре и т.д.

Нельзя недооценивать ионизирующее излучение от телевизоров и, в особенности, от дисплеев компьютеров. Это излучение, в некоторых случаях, может превышать естественные фоновые уровни. В связи с этим не рекомендуется слишком близко смотреть телепередачи или продолжительное время находится у дисплея компьютера, особенно детям. Показано, что среднегодовая доза, обусловленная использованием изделий, содержащих радионуклиды, составляет менее1*10-2мЗв (1 мбэр).

Дополнительное облучение от естественных источников радиации составляет около 1% коллективной дозы, хотя в некоторых случаях для отдельных групп людей этот вклад может стать существенным по сравнению с естественным фоном.

В некоторых районах с повышенным содержанием тория в почве или радия в воде (упоминавшиеся районы Индии, Бразилии, Франции, Ирана и др.) мощность поглощенной дозы на 1-2 порядка превышает среднемировые показатели. Разумеется, уровни земной радиации неодинаковы для разных мест земного шара и зависят от концентрации радионуклидов в том или ином участке земной коры. В местах проживания основной массы населения они примерно одного порядка. Так, согласно исследованиям, проведенным во Франции, ФРГ, Италии, Японии и США, примерно 95% населения этих стран живет в местах, где мощность дозы облучения в среднем составляет от 0,3 до О,6 миллизиверта (тысячных зиверта) в год. Но некоторые группы населения получают значительно большие дозы облучения: около 3% получает в среднем 1 миллизиверт в год, а около 1,5% более 1,4 миллизиверта в год. Есть, однако, такие места, где уровни земной радиации намного выше. Неподалеку от города Посус-ди-Кал в Бразилии, расположенного в 200 км к северу от Сан-Паулу, есть небольшая возвышенность. Как оказалось, здесь уровень радиации в 800 раз превосходит средний и достигает 250 миллизивертов в год. По каким-то причинам возвышенность оказалась необитаемой. Однако лишь чуть меньшие уровни радиации были зарегистрированы на морском курорте, расположенном в 600км к востоку от этой возвышенности. Гуарапари небольшой город с населением 12000 человек каждое лето становится местом отдыха примерно30000 курортников. На отдельных участках его пляжей зарегистрирован уровень радиации 175 миллизивертов в год. Радиация на улицах города оказалась намного ниже от 8 до 15 миллизивертов в год, но все же значительно превышала средний уровень. Сходная ситуация наблюдается в рыбацкой деревушке Меаипе, расположенной в 50 км к югу от Гуарапари. Оба населенных пункта стоят на песках, богатых торием. В другой части света, на юго-западе Индии, 70000 человек живут на узкой прибрежной полосе длиной 55 км, вдоль которой также тянутся пески, богатые торием. Исследования, охватившие 8513 человек из числа проживающих на этой территории, показали, что данная группа лиц получает в среднем 3,8 миллизиверта в год на человека. Из них более 500 человек получают свыше 8,7 миллизиверта в год. Около шестидесяти получают годовую дозу, превышающую 17 миллизивертов, что в 50 раз больше средней годовой дозы внешнего облучения от земных источников радиации. Эти территории в Бразилии и Индии являются наиболее хорошо изученными <<горячими точками>> нашей планеты. Но в Иране, например в районе городка Рамсер, где бьют ключи, богатые радием, были зарегистрированы уровни радиации до 400 миллизивертов в год. Известны и другие места на земном шаре с высоким уровнем радиации, например во Франции, Нигерии, на Мадагаскаре. По подсчетам НКДАР ООН средняя эффективная эквивалентная доза внешнего облучения, которую человек получает за год от земных источников естественной радиации, составляет примерно 350 микрозивертов, т. е. чуть больше средней индивидуальной дозы облучения из-за радиационного фона, создаваемого космическими лучами на уровне моря.

1.3   Внутреннее облучение

В среднем примерно 2/3 эффективной эквивалентной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации, поступает от радиоактивных веществ, попавших в организм с пищей, водой и воздухом. Совсем небольшая часть этой дозы приходится на радиоактивные изотопы типа углерода-14 и трития, которые образуются под воздействием космической радиации. Все остальное поступает от источников земного происхождения. В среднем человек получает около 180 микрозивертов в год за счет калия-40, который усваивается организмом в месте с нерадиоактивными изотопами калия, необходимыми для жизнедеятельности организма. Однако значительно большую дозу внутреннего облучения человек получает от нуклидов радиоактивного ряда урана-238 и в меньшей степени от радионуклидов ряда тория-232. Некоторые из них, например нуклиды свинца-210 и полония-210, поступают в организм с пищей. Они концентрируются в рыбе и моллюсках, поэтому люди, потребляющие много рыбы и других даров моря, могут получить относительно высокие дозы облучения. Десятки тысяч людей на Крайнем Севере питаются в основном мясом северного оленя (карибу), в котором оба упомянутых выше радиоактивных изотопа присутствуют в довольно высокой концентрации. Особенно велико содержание полония-210. Эти изотопы попадают в организм оленей зимой, когда они питаются лишайниками, в которых накапливаются оба изотопа. Дозы внутреннего облучения человека от полония-210 в этих случаях могут в 35 раз превышать средний уровень. А в другом полушарии люди, живущие в Западной Австралии в местах с повышенной концентрацией урана, получают дозы облучения, в 75 раз превосходящие средний уровень, поскольку едят мясо и требуху овец и кенгуру. Прежде чем попасть в организм человека, радиоактивные вещества, как и в рассмотренных выше случаях, проходят по сложным маршрутам в окружающей среде, и это приходится учитывать при оценке доз облучения, полученных от какого-либо источника.

1.4   Другие источники радиации

Уголь, подобно большинству других природных материалов, содержит ничтожные количества первичных радионуклидов. Последние, извлеченные вместе с углем из недр земли, после сжигания угля попадают вокружающую среду, где могут служить источником облучения людей. Хотя концентрация радионуклидов в разных угольных пластах различается в сотни раз, в основном уголь содержит меньше радионуклидов, чем земная кора в среднем. Но при сжигании угля большая часть его минеральных компонентов спекается в шлак или золу, куда в основном и попадают радиоактивные вещества. Большая часть золы и шлаки остаются на дне топки электросиловой станции. Однако более легкая зольная пыль уносится тягой в трубу электростанции. Количество этой пыли зависит от отношения к проблемам загрязнения окружающей среды и от средств, вкладываемых в сооружение очистных устройств. Облака, извергаемые трубами тепловых электростанций, приводят к дополнительному облучению людей, а оседая на землю, частички могут вновь вернуться в воздух в составе пыли. Согласно текущим оценкам, производство каждого гигаватт-года электроэнергии обходится человечеству в 2 чел-Зв ожидаемой коллективной эффективной эквивалентной дозы облучения, т.е. в 1979 году, например, ожидаемая коллективная эффективная эквивалентная доза от всех работающих на угле электростанций во всем мире составила около 2000 чел-Зв. На приготовление пищи и отопление жилых домов расходуется меньше угля, но зато больше зольной пыли летит в воздух в пересчете на единицу топлива. Таким образом, из печек и каминов всего мира вылетает в атмосферу зольной пыли, возможно, не меньше, чем из труб электростанций. Кроме того, в отличие от большинства электростанций жилые дома имеют относительно невысокие трубы и расположены обычно в центре населенных пунктов, поэтому гораздо большая часть загрязнений попадает непосредственно на людей. До последнего времени на это обстоятельство почти не обращали внимания, но по весьма предварительной оценке из-за сжигания угля в домашних условиях для приготовления пищи и обогревания жилищ во всем мире в 1979 году ожидаемая коллективная эффективная эквивалентная доза облучения населения Земли возросла на 100000 чел-Зв. Не много известно также о вкладе в облучение населения от зольной пыли, собираемой очистными устройствами. В некоторых странах более трети ее используется в хозяйстве, в основном в качестве добавки к цементам и бетонам. Иногда бетон на 4/5 состоит из зольной пыли. Она используется также при строительстве дорог и для улучшения структуры почв в сельском хозяйстве. Все эти применения могут привести к увеличению радиационного облучения, но сведений по этим вопросам публикуется крайне мало. Еще один источник облучения населения термальные водоемы. Некоторые страны эксплуатируют подземные резервуары пара и горячей воды для производства электроэнергии и отопления домов; один такой источник вращает турбины электростанции в Лардерелло в Италии с начала нашего века. Измерения эмиссии радона на этой и еще на двух, значительно более мелких, электростанциях в Италии показали, что на каждый гигаватт-год вырабатываемой ими электроэнергии приходится ожидаемая коллективная эффективная эквивалентная доза 6 чел-Зв, т. е. в три раза больше аналогичной дозы облучения от электростанций, работающих на угле. Однако, поскольку в настоящее время суммарная мощность энергетических установок, работающих на геотермальных источниках, составляет всего 0,1% мировой мощности, геотермальная энергетика вносит ничтожный вклад в радиационное облучение населения. Но этот вклад может стать весьма весомым, поскольку ряд данных свидетельствует о том, что запасы этого вида энергетических ресурсов очень велики. Добыча фосфатов ведется во многих местах земного шара; они используются главным образом для производства удобрений, которых в 1977 году во всем мире было получено около 30 млн. т. Большинство разрабатываемых в настоящее время фосфатных месторождений содержит уран, присутствующий там в довольно высокой концентрации. В процессе добычи и переработки руды выделяется радон, да и сами удобрения радиоактивны, и содержащиеся в них радиоизотопы проникают из почвы в пищевые культуры. Радиоактивное загрязнение в этом случае бывает обыкновенно незначительным, но возрастает, если удобрения вносят в землю в жидком виде или если содержащие фосфаты вещества скармливают скоту. Такие вещества действительно широко используются в качестве кормовых добавок, что может привести к значительному повышению содержания радиоактивности в молоке. Все эти аспекты применения фосфатов дают за год ожидаемую коллективную эффективную эквивалентную дозу, равную примерно 6000 чел-Зв, в то время как соответствующая доза из-за применения фосфогипса, полученного только в 1977 году, составляет около 300000 чел-Зв.

Большой интерес для понимания и оценки действия малых доз радиации представляют уровни облучения населения, живущего в районах с аномалиями природного фона, где более высокие дозы определяются в основном внутренним облучением за счет повышенного содержания тория (в почвах) и радия (в воде) или внешним - в высокогорных районах, жители которых в высоких широтах облучаются почти в два раза большими дозами космического излучения, чем в экваториальном поясе, и в 5-10 раз большими, чем на уровне моря. Примечательно, что в некоторых районах Индии и Бразилии уровни радиационного фона повышены вследствие значительных залежей радиоактивных минералов (монацитов).

Так, более 100 тыс. жителей индийских штатов Керала и Мадрас облучаются в дозах от 1,3 до 28 мГр в год (средневзвешенная популяционная доза составляет 13,5 мГр) (1350 мрад). Следует отметить, что это является усредненной дозой, но ведь часть населения облучается дозой до 28 мГр/год (2,8 рад/год). Между тем в процессе длительного наблюдения никаких отклонений в состоянии здоровья как взрослых, так и детей не выявлено.

В Бразилии в штатах Эспириту-Санту и Рио-де-Жанейро вдоль Атлантического побережья мощность дозы колеблется от 1 до 10 мкГр/ч, достигая на морских пляжах 20 мкГр/ч, а в штате Минас-Жейрас в некоторых местах - 28 мкГр/ч.

В городе Рамсер (Иран) имеются участки, где мощность дозы из-за высокого содержания в воде урана колеблется от 0,7 до 50 мкГр/ч. В ряде районов Франции типичная величина мощности дозы достигает 2 мкГр/ч, а сравнительно недавно обнаружен район, где она составляла 100 мкГр/ч. В среднем 7 млн французов ежегодно облучаются дозой 300 мбэр, то есть в 1,5 раза выше среднемирового уровня.

Районы с таким уровнем радиации есть в Италии, США, Швеции, на Мадагаскаре, вулканических островах Тихого океана. Годовая доза фона здесь в 1,5-2 и более раз превышает среднемировую. Есть такие районы на Украине - в Житомирской, Днепропетровской и Запорожской областях.

В совместном докладе ученых Всемирной и Панамериканской организации здравоохранения "Воздействие на здоровье людей повышенного естественного фона" отмечалось: "Вопреки ожиданиям не выявлено влияние относительно повышенного фона на смертность от онкопатологии, на частоту врожденных аномалий, отклонений в физическом развитии, индекс плодовитости женщин, частоту наследственной патологии, детскую смертность, соотношение полов и частоту спонтанных абортов".



biofile.ru

3.3.1. Радиационный фон - природный и техногенный

3.3.1. Радиационный фон - естественный и техногенное

Вся наша планета, в том числе и вся живая природа, населяющая ее, постоянно подвергаются воздействию так называемого естественного (природного) и техногенного радиационного фона, что обусловлено явлением радиоактивности.

Установлено, что радиационный фон Земли формируется под воздействием трех основных компонентов: космического излучения; излучения рассеянных в земной коре, воздухе и других объектах нашей среды природных радионуклидов; излучения искусственных (техногенных) радионуклидов.

Космическому внешнему облучению подвергается вся поверхность Земли. Космическая радиация складывается из частиц, захваченных магнитным полем Земли, галактического космического излучения и корпускулярного излучения Солнца. В его состав входят в основном α -частицы, протоны и электроны. Это так называемое первичное космическое излучение, которое, взаимодействуя с атмосферой Земли, порождает вторичное излучение. В результате на уровне моря излучение состоит почти полностью из мюонов (подавляющая часть) и нейронов. Интенсивность космического излучения зависит от солнечной активности, географического положения объекта и возрастает с высотой над уровнем моря. Наиболее интенсивно оно на Северном и Южном полюсах, менее интенсивно в экваториальных областях. Причина этого – магнитное поле Земли, отклоняющее заряженные частицы космического излучения. Наибольший эффект ослабления действия космического внешнего облучения связан с зависимостью космического излучения от высоты: чем толще слой воздуха, тем защитные свойства атмосферы выше. Поглощенная мощность дозы космического излучения в воздухе на уровне моря равна 32 нГр/ч и формируется в основном мюонами. Для нейтронов на уровне моря мощность поглощенной дозы составляет 0,8 нГр/ч. Люди, живущие на уровне моря, получают в среднем из-за космических лучей эффективную эквивалентную дозу (ЭЭД) около 300 мкЗв/год; для тех же, кто находится на высоте более 2000 м над уровнем моря, эта величина в несколько раз больше. На высоте 8 км мощность ЭЭД составляет 2 мкЗв/ч, что приводит к дополнительному облучению при авиационных перелетах. Коллективная эффективная доза от глобальных авиационных перевозок достигает 10 4 чел.-Зв, что составляет на душу населения в мире в среднем около 1 мкЗв за год. В целом за счет космического излучения большинство населения получает дозу около 350 мкЗв / год.

В результате ядерных реакций, происходящих в атмосфере (а частично и в литосфере) под влиянием космических лучей, могут образовываться космогенные радионуклиды. Например:

n + 14N → 3H + 12C, p + 14N → n + 14C.

В формирование дозы наибольший вклад вносят3H, 7Be, 14C и 22Na, которые поступают вместе с пищей в организм человека (табл. 3.2).

Таблица 3.2 Среднее годовое поступление космогенных радионуклидов в организм человека

Радионуклид

Поступление, Бк/год

Годовая эффективная доза, мкЗв

3H

250

0,004

7Ве

50

0,002

14C

20000

12

22Na

50

0,15

По имеющимся оценкам, взрослый человек потребляет с пищей около 95 кг углерода в год при средней активности на единицу массы углерода 230 Бк/кг, что в пересчете на суммарный вклад космогенных радионуклидов в индивидуальную дозу составляет около 15 мкЗв/год.

Природный радиационный фон формируется главным образом за счет рассеянных в земной коре, воздухе и воде природных радионуклидов и космического излучения. В большинстве стран радиационный природный фон в среднем варьирует в диапазоне 8–9 мкР/ч, иногда превышая средние величины на 10–20 мкР/ч. Этот разброс значений от всех природных источников ионизирующего излучения обуславливает формирование годовой ЭЭД облучения в 2000–2500 мкЗв/год. При этом величина природного радиационного фона в большинстве районов была относительно постоянна на протяжении многих тысяч, а иногда и миллионов лет.

Однако на планете также существуют районы с относительно высоким уровнем радиационного фона, где его величина отличается от средней в 100–200 и даже более чем в 1000 раз. Например, штат Керала в Индии, отдельные участки Украинского кристаллического щита и др. Эти районы, как правило, характеризуются либо неглубоким залеганием урановых или ториевых руд, либо являются зонами выхода на поверхность водных радоновых источников.

Над поверхностью морей и океанов средний радиационный фон уменьшается более чем вдвое по сравнению с поверхностью суши за счет экранирующих свойств слоя воды.

В организме человека постоянно присутствуют природные радионуклиды, изначально содержащиеся в земной коре, воздухе и воде и поступающие через органы дыхания и пищеварения. Наибольший вклад в формирование дозы внутреннего облучения вносят 40К, 87Rb и нуклиды рядов распада 28U и 22Th (табл. 3.3).

Средняя доза внутреннего облучения за счет этих природных радионуклидов составляет около 1,35 мЗв/год. Наибольший вклад в формирование естественного фона облучения наземных живых организмов (до 30–60%) дает не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ радон и продукты его распада. В организм человека он поступает при дыхании и вызывает облучение слизистых тканей легких. Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его концентрация в приземном слое воздуха существенно различается в различных точках земного шара.

Таблица 3.3 Вклад в формирование среднегодовой эффективной эквивалентной дозы внутреннего облучения некоторых природных радионуклидов

Радионуклид

(тип излучения)

Период полураспада

Среднегодовая ЭЭД, мкЗв

40К (g)

1,4·109 лет

180

87Rb (g)

4,8·1010 лет

6

210Po (a)

160 сут.

130

220Rn (a)

54 с

170–220

222Rn (a)

3,8 сут.

800–1000

226Ra (a)

1600 лет

13

Если человек находится в помещении, его доза внешнего облучения изменяется под действием двух противоположно действующих факторов: экранирования внешнего излучения зданием; облучения за счет естественных радионуклидов, находящихся в материалах, из которых построено здание.

В зависимости от концентрации изотопов 4 0 К, 22 6 Ra и 2 2 Th в различных строительных материалах мощность дозы в помещениях изменяется от 4·10 - 8 до 12·10 - 8 Гр/ч. В среднем в кирпичных, каменных и бетонных зданиях мощность дозы в 2–3 раза выше, чем в деревянных. Доля домов, внутри которых концентрация радона и продуктов его распада варьируется от 10 3 до 10 4 Бк/см 3, составляет от 0,01 до 0,1% в различных странах. Это означает, что значительное число людей подвергаются заметному облучению из-за высокой концентрации радона внутри домов, где они живут.

Техногенное излучение. Начиная с 50-х годов ХХ в. радиационный фон заметно повысился из-за воздействия множества техногенных источников радиоактивности (в среднем до 10–15 мкР/ч). Эту прибавку обусловили:

  • испытания и применение ядерного оружия;
  • выделение радионуклидов при сгорании органического топлива;
  • перераспределение извлекаемых из недр минералов, содержащих радиоактивные вещества;
  • выбросы и сбросы АЭС и предприятий ядерно-топливного цикла, в том числе при авариях;
  • техногенные источники проникающей радиации (энергетические и исследовательские ядерные установки, медицинская диагностическая и терапевтическая рентгеновская аппаратура, радиационная дефектоскопия, источники сигнальной индикации и т.п.).

В настоящее время известны свыше 900 радионуклидов, полученных искусственным путем в результате различных ядерных реакций. Например, при ядерных взрывах и в управляемой цепной реакции деления образуются около 250 различных изотопов (из них 225 радиоактивных), являющихся продуктами деления ядер тяжелых элементов.

Кроме того, при делении ядер возникают трансурановые радионуклиды, образующиеся при последовательном поглощении нейтронов тяжелыми ядрами без их деления. К таким радионуклидам относятся изотопы плутония, америция и др., которые являются α -излучателями.

К искусственным радионуклидам с особо высокой токсичностью относятся 21 Pb, 226 Ra, 227 Ac, 228 , 230, 232 Th. Группа радионуклидов с высокой радиотоксичностью включает 90 Sr, 106 Ru, 131 I, 144 Се и др. К группе радионуклидов, обладающих средней радиотоксичностью, относятся 22 Na, 89 Sr, 137 Cs, 59 Fe, 65 Zn, 140 Ba и др.

За последние 60 лет человек научился использовать атомную энергию в самых разных целях: в медицине, для создания атомного оружия, производства энергии, поиска полезных ископаемых. Все это приводит к увеличению дозы облучения, получаемой как отдельными людьми, так и населением в целом. Часто облучение за счет источников, созданных человеком, оказывается в тысячи раз интенсивнее, чем от природных источников (табл. 3.4).

Таблица 3.4 Среднегодовые дозы, получаемые от естественного радиационного фона и различных искусственных источников излучения

Источник излучения

Доза, мбэр/год

Природный радиационный фон

200

Стройматериалы

140

Медицинские исследования

140

Бытовые предметы

4

Ядерные испытания

2,5

Полеты в самолетах

0,5

Атомная энергетика

0,3

Телевизоры и мониторы ЭВМ

0,1

Общая доза*

500

В процессе жизнедеятельности незначительные дозы облучения люди также получают: от рентгеновских аппаратов для проверки багажа пассажиров в аэропортах; каменных украшений и др.

Существует огромное количество общеупотребительных предметов, являющихся источниками облучения: часы со светящимся циферблатом, при изготовлении которых используют радий; радиоактивные изотопы, применяемые в светящихся устройствах: указателях входа-выхода, в компасах, телефонных дисках, прицелах, в дросселях флуоресцентных светильников и других электроприборах; детекторы дыма, в которых используются радионуклиды – α -излучатели; специальные оптические линзы с примесями тория и др.

Приведенные данные свидетельствуют, что вклад ядерной энергетики в облучение населения в сравнении с другими техногенными и природными источниками радиоактивности незначителен и сопоставим с воздействиями от полетов на самолете или работы с компьютером.

energetika.in.ua