Среднее значение эффективной дозы, получаемое жителем нашей планеты от природных источников, составляет 2,4 м Зв/год. (миллизивертов в год)

ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ИСКУССТВЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ И РАДИОНУКЛИДОВ

Все живые существа на Земле постоянно подвергаются воздействию ионизирующей радиации путем внешнего и внутреннего облучения от естественных и искусственных источников ионизирующих излучений

Естественные источники ионизирующих излучений и радионуклидов Космическое излучение. Первичные радионуклиды земной коры.

Природным радиационным фоном называют ионизирующие излучения, исходящие от природных источников.

Космогенные источники

Космогенные источники: а) первичное космическое излучение – заряженные частицы высокой энергии, приходящие из межзвездного пространства и из солнечной галактики, а также коротковолновое электромагнитное излучение; б) вторичное космическое излучение – ионизирующее излучение, образующееся в земной атмосфере в результате взаимодействия первичного космического излучения с атомами воздуха. Наиболее распространенными продуктами космогенной активации являются: 3 Н, 7,10 Ве, 14 С, 22 Nа, 32 Si, 32,33 P, 35 S, 36,39 Cl; в) радиоактивные изотопы, попадающие на поверхность Земли и в ее атмосферу из космического пространства вместе с космической пылью и метеоритными частицами.

Первичное космическое излучение: Галактическое излучение Протоны высоких энергий (79%–87%) Атомные ядра от водорода и гелия до более тяжелых ядер лития, бериллия и др. (~10%) Электроны и гамма-лучи (~1%) Энергия заряженных частиц: от 3 – 15 ГэВ (10 9 эВ) до – эВ.

Солнечное излучение Солнечное излучение Электромагнитное излучение (вплоть до рентгеновского диапазона) Протоны Электроны Ядра гелия и других элементов

Метеоритный дождь Метеоритный дождь

Вторичное космическое излучение: μ ± -мюоны (тяжелый аналог электрона m=200m e ) и π ± -мезоны (70%), электроны и позитроны (26%), первичные протоны (0,05%), гамма-кванты, быстрые и сверхбыстрые нейтроны, атомы различных элементов ( 3 H и 14 C).

Полярное сияние кислород + электрон = зеленый цвет азот + электрон = красный цвет высота – 100 или выше 400 км

Интенсивность космического излучения зависит от следующих факторов: величины потока галактического излучения; активности солнца; географической широты; высоты над уровнем моря.

Зависимость космического фона от высоты над уровнем моря Высота, км Мощность дозы, мк Зв/ч Среднегодов ая доза, м Зв 0 4 8,848 (Эверест) ,035 0,2 1,0 2,9 12,7 0,3 1,75 8

Группы лиц, наиболее подверженные действию космического излучения: жители равнин и морских побережий; жители высокогорья и чабаны, пасущие скот; пассажиры самолета, поднимающегося на высоту км (облучение из космоса превышает естественный уровень более чем в 100 раз); экипажи воздушных судов; космонавты.

Природные радиоактивные вещества

Природные радиоактивные вещества: Первая группа: нуклиды радиоактивных семейств (рядов) 235 U, 238 U и 232 Th с продуктами их распада. Вторая группа: радиоизотопы, находящиеся в земной коре и объектах внешней среды с момента образования Земли ( 40 К, 87 Rb, 48 Са, 96 Zn, 130 Te, 129 I и др.). Третья группа: радиоактивные изотопы 14 C, 3 H, 7 Be, 10 Be, образующиеся непрерывно под действием космического излучения.

Каждый радиоактивный ряд представляет собой цепочку последовательных превращений, когда ядро, образующееся при распаде материнского ядра, тоже, в свою очередь, распадается, вновь порождая неустойчивое ядро и т.д. В природе существует три родоначальника – уран-235, уран-238 и торий-232, и, соответственно, три радиоактивных ряда – два урановых и один ториевый. «Вековое равновесие» – скорость распада каждого радионуклида равна скорости его образования

В природе концентрация естественных радионуклидов варьирует в широких пределах. Больше всего в окружающей среде 87 Rb и 40 К. Радиоактивный калий является основным радионуклидом, создающим природную активность кормов и сельскохозяйственной продукции в большинстве геохимических провинций Земли.

Радионуклиды в атмосфере радиоактивные вещества в газообразном состоянии ( 222 Rn и 220 Th (торон), 14 С, 3 Н); радиоактивные вещества в виде аэрозолей ( 40 К, 238 U, 226 Ra и др.) Одни и те же радионуклиды могут поступать в атмосферу как в результате природных процессов, так и вследствие технической деятельности человека (например, 3 Н, 14 С, 85 Kr).

Пути поступления радионуклидов в атмосферу при выветривании земных пород и разложении органических веществ; при диффузии из почвы в приземные слои атмосферы радона ( 222 Rn), торона ( 220 Th) и продуктов их распада; при испарении с водной поверхности; под действием космического излучения; с космической пылью ( 26 Al, 10 Be и др.); в результате деятельности человека.

Радиоактивность атмосферы 7,4*10 -4 – 16,3*10 -3 Бк/л или 2* – 4,4* Ки/л Радиоактивность атмосферного воздуха варьирует в широких пределах

Факторы, от которых зависит радиоактивность атмосферы: местоположения, содержания радионуклидов в материнских земных породах, времени года, состояния атмосферы, метеорологических условий и т.д.

Радиоактивность земной коры и почв Радионуклиды урановых и ториевого рядов Калий-40, рубидий-87, кальций-48, цинк-96, йод-129 и др.

Доза гамма-излучения разных земных пород у поверхности Земли 0,26 – 11,5 м Гр/год (в среднем) 0,12 – 0,7 Гр/год (в некоторых районах Земли) Например бразильский курорт Гуарапари, штат Керала в Индии – монацитовые пески, Гуандон в Китае – вследствие выхода на поверхность Земли радиоактивных руд и пород, а также значительной примеси в почве урана и радия

Радионуклиды в гидросфере 40 К 87 Rb 238 U, 235 U, 232 Th и продукты их распада Радионуклиды космического происхождения

Радиоактивность гидросферы складывается из радиоактивности: атмосферных осадков, речной воды, озерных вод, подземных вод, морской воды.

Содержание радиоизотопов в водных источниках имеет прямую зависимость от степени минерализации воды

Радиоактивность флоры и фауны 40 К, 14 С, 3 Н, 18 О и 22 Na являются биогенами и весьма интенсивно усваиваются растениями и животными. Внешние источники природного радиационного фона – космическая радиация и излучения естественных радионуклидов, рассеянных в почве, воде, воздухе, строительных и других материалах. Внутренние источники природной радиации, содержащиеся в самом организме и поступающие в него с пищей, водой и воздухом.

1/3 этой дозы – внешнее облучение 2/3 дозы – внутреннее облучение Суммарная доза, получаемая от природного радиационного фона людьми, колеблется в разных точках земной поверхности от 1 до 110 м Зв/год на человека

Неравномерность природного радиационного фона на нашей планете обусловлена: Различием в концентрации природных радионуклидов в различных участках земной коры и на ее поверхности. Высотой местности над уровнем моря, географической широтой, вариабельностью космического излучения. Преимущественным потреблением определенных продуктов питания.