Естественные и техногенные источники ионизирующего излучения

1) Естественные источники ИИ

Естественный фон излучения – эквивалентная доза ИИ, создаваемая космическим излучением и излучением естественно распределенных радионуклидов в поверхностных слоях Земли, приземной атмосфере, продуктах питания, воде и организме человека.

Естественные (природные) источники ИИ подразделяются на:

- внешние источники внеземного происхождения (космическое излучение);

- внешние источники земного происхождения (радионуклиды, присутствующие в земной коре);

- внутренние источники (радионуклиды естественного происхождения, содержащиеся в воде, воздухе, продуктах питания и организме человека).

Источники ИИ внеземного происхождения.

Космическое излучение представляет собой поток ядерных частиц огромной энергии, приходящих на земную поверхность из Галактики со скоростью близкой к скорости света. Это так называемое первичное космическое излучение. Оно состоит из протонов (92%), альфа частиц (7%), ядер атомов лития, бериллия, углерода, азота, кислорода (1%). Интенсивность первичного космического излучения периодически изменяется вследствие 11-летнего периода солнечной активности. Наблюдаются редкие, но очень сильные возрастания интенсивности во время мощных вспышек на солнце. При падении космических частиц на поверхность Земли происходит их взаимодействие с атомами и молекулами атмосферы. Возникает вторичное космическое излучение, состоящее из электронов, нейтронов, фотонов, мезонов. Интенсивность его увеличивается с высотой над уровнем моря (при подъеме с 4 до 12 км наблюдается 20-ти кратное увеличение) и по мере приближения к полюсам.

Ионизирующее излучение от рассеянных во внешней среде природных радионуклидов.

Природные радионуклиды (более 300) широко распространены во внешней среде.

1.Радиоактивные изотопы, входящие в состав радиоактивных семейств, родоначальниками которых являются уран-238, торий-232 и актиний-235. В радиоактивных семействах образуется 45 радионуклидов с периодами полураспада от 3*10-7сек. до 2,5*105 лет.

2. Генетически не связанные с ними радиоактивные элементы: калий - 40 с Т1/2 = 1,3*109 лет, кальций - 48 с Т1/2 = 2*1016 лет, рубидий - 87 с Т ½ = 6,2*1010 лет.

3. Радиоактивные изотопы, непрерывно возникающие на Земле в результате ядерных реакций под воздействием космических лучей. Наиболее важные из них это: углерод-14 Т ½ = 5730 лет, тритий-3 Т ½ =12,3 года.

Главным источником поступления во внешнюю среду естественных радионуклидов являются горные породы, происхождение которых неразрывно связано с включением в их состав всех радиоактивных элементов, возникающих в период формирования и развития планеты. Средние значения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения от земной поверхности составляют 0,1-0,3 мкЗВ/ч (10-30 мкР/ч). В отдельных районах мира естественный радиационный фон намного выше. Существует 5 основных населенных мест на нашей планете, где существенно увеличен уровень естественной радиации - это Бразилия, Франция, Индия, Египет, остров Нице в Тихом океане.

Внутренние источники облучения человека. Радиоактивность растительного и животного мира в т.ч. и человека обусловлена практически всеми теми же радиоактивными изотопами, которые встречаются в природе. Уровень содержания радионуклидов в растительных и животных организмах зависит от их концентрации в окружающей среде (почве, воде, пищевых продуктах, атмосферном воздухе).

Содержание естественных радионуклидов в теле человека.

Основным дозообразующим радионуклидом внутреннего облучения является калий-40.

При ингаляционном облучении большая часть внутреннего облучения обусловлена продуктами распада урана и тория – тороном и особенно радоном-222. Эти радиоактивные альфа излучающие газы при распаде образуют большое количество дочерних продуктов, облучающих в основном легкие. Средняя концентрация радона в воздухе вне помещений колеблется от 0,1 до 10 БК/м3 (в среднем 3,5 БК/м3 ). В зданиях при неблагоприятных условиях (подвальные помещения, плохая вентиляция) концентрация радона может быть выше, достигая тысяч Беккерелей/м3 , при нормируемой величине не более 200 БК/м3. Имеются территории с высоким природным содержанием радона в почве (Швеция, Россия – Карелия, Алтайский край, Северный Кавказ).