Ян Мархоцкий - Радиационная и экологическая безопасность атомной энергетики

Биосферную радиацию создают радиоактивные элементы, содержащиеся в земных породах, природном газе, строительных материалах, продуктах питания, воде и воздухе. Некоторые основные радиоактивные изотопы биосферы представлены в табл. 1.

Таблица 1. Основные радиоактивные изотопы биосферы

Главным источником поступления в биосферу естественных радиоактивных веществ являются горные породы, в состав которых входят радиоактивные элементы, появившиеся в период формирования планеты и почвы. В результате деструктивных процессов метеорологического, гидрологического, геохимического и вулканического характера радиоактивные вещества подвергаются широкому рассеиванию. Поэтому количество радиоактивных элементов, содержащихся во внешней среде, зависит от горных пород, их вида и местонахождения.

Научный комитет по действию атомной радиации (НКДАР) приводит средние концентрации 40К, 226Ra и 232Th в различных видах пород. Например, в граните средняя концентрация 40К – 1200, 226Ra – 100, 232Th – 80 Бк/кг. В процессах миграции и круговорота радиоизотопов значительное место занимает растительный и животный мир.

Некоторые из изотопов ( 40К, 14С, 3Н) находятся в смеси со стабильными изотопами элементов, активно участвующими в обмене веществ и обеспечивающими функционирование всех органов и систем живой материи. Содержание их в организме зависит от степени накопления стабильных изотопов.

Содержание других радиоизотопов в организме ( 238U, 226Ra, 232Th, 210Pb, 210Po) зависит от содержания их в окружающей среде. Например, в золе растений, выращенных на обычных почвах, содержится в среднем 3-Ю -4г/кг урана, а в золе растений, произрастающих на обогащенных ураном почвах, – 2·10 -3г/кг.

Калий-40 . Среди изотопов главное место по величине активности занимает изотоп калия – 40К, который усваивается вместе с нерадиоактивными изотопами калия, необходимыми для жизнедеятельности организма. Количество калия в растениях, по сравнению с его содержанием в земной коре, меньше в 3—10 раз. В организме животных его еще меньше (в 10–15 раз по сравнению с содержанием калия в породах).

Данные о содержании калия в некоторых продуктах и их удельная активность по 40К представлены в табл. 2.

Таблица 2.

Содержание калия в некоторых пищевых продуктах и их удельная активность по калию-40

Суммарное содержание калия в организме взрослого человека (масса 70 кг) составляет 0,19 % 130 г). Особенно богаты калием органы и ткани, обладающие высокой функциональной активностью, – скелетная мускулатура, сердце, нервная ткань и др. Содержание стабильного калия и калия-40 в организме человека зависит от пола, возраста, массы тела, характера мышечной деятельности. У мужчин в мышцах калия обычно больше, чем у женщин. При старении уровень калия в тканях снижается.

Углерод-14. Общее содержание углерода в теле взрослого человека составляет в среднем 18 % т. е. около 12,6 кг. Углерод равномерно распределяется в тканях, следует считать, что их удельная радиоактивность по 14С составляет 52 Бк/кг.

Тритий — 3Н.Количество трития составляет 10,2 % в мышцах и 6,4 % – в костях. Удельная активность в мягких тканях тела человека за счет 3Н составляет 0,55 Бк/кг, а в костях – 0,34 Бк/кг.

Свинец — 210Pb.Основная часть свинца содержится в скелете. Удельная активность в костной ткани составляет 15 Бк/кг, а в мягких тканях – 6,4 Бк/кг.

Полоний — 210Ро.В течение суток из воздуха в легкие человека поступает около 0,0007 Бк/кг 210Ро, а у выкурившего 1 пачку сигарет в сутки – до 0,07 Бк/кг.

Содержание урана в организме невелико, на долю тория и его α-активных дочерних продуктов приходится до 40 % суммарной α-активности тела человека.

На накопление радиоактивности отдельными органами и тканями тела человека влияет:

• скорость обменных процессов в организме;

• функциональное состояние организма;

• содержание радиоизотопов в рационе питания, воде и вдыхаемом воздухе.

Поступление с рационом питания определенного количества радионуклидов должно уравновешивать выведение их из организма.

Нарушение равновесия между поступлением и выведением, т. е. увеличение радионуклидов в рационе, может проявляться патологией из-за избыточного облучения.