Александр Константинов - Занимательная радиация. Всё, о чём вы хотели спросить - чем нас пугают, чего мы боимся, чего следует опасаться на самом деле, как снизить риски

8. Ревич Б.А. Загрязнение окружающей среды и здоровье населения. Введение в экологическую эпидемиологию: Учебное пособие. – М.: МНЭПУ, 2001. – 264 с.

С древнейших времен человек живёт в условиях природного облучения. В новые времена к естественному радиоактивному фону (ЕРФ) добавились:

– облучение от строительных материалов;

– облучение от минеральных удобрений;

– выбросы радионуклидов от угольных ТЭС.

Поэтому вместо выражения природный фон используют более точный термин – техногенно-изменённый фон (не путайте с техногенным фоном, который создаётся за счёт, например, атомных станций; о нём речь впереди).

Начнем с ЕРФ, который даёт самый большой вклад в дозу облучения. ЕРФ состоит из трёх частей. Какие же это части?

– космическое излучениена поверхности Земли – радиация, что падает на нас сверху;

– земной гамма-фон, то есть излучение естественных радионуклидов, входящих в состав горных пород– облучает нас снизу;

– внутреннее облучениерадионуклидами, которые входят в состав органов и тканей человека, а также поступают в организм с воздухом, водой и пищей.

От космического излучения наша планета защищается с помощью магнитных поясов и атмосферы.

Помните первую часть трилогии «Операция «Ы», фильм «Наваждение»? На экзамене студент-симулянт вслух повторяет услышанную по радиопередатчику подсказку: «В основу работы синхрофазотрона положен принцип ускорения заряженных частиц магнитным полем. Полем».

Так вот, магнитное поле Земли тоже воздействует на заряженные частицы космического излучения, например, протоны. В результате частицы собираются в пояса на огромной высоте и не достигают земной поверхности.

А от незаряженных частиц (нейтронов, гамма-излучения) нас защищает атмосферная «шуба» – эквивалент десятиметрового слоя воды.

Поэтому на поверхности Земли мощность дозы невелика и составляет в среднем 0,4 мЗв/год. Однако цифра эта возрастает при удалении от поверхности земного шара: защитная роль атмосферы с высотой уменьшается. Это важно для жителей высокогорных районов, экипажей самолетов и особенно – космических кораблей.

Полёт на самолёте не даёт заметного вклада в годовую дозу: перелёт на 5000 км – 0,04 мЗв. Однако больше 72 часов в месяц летать не рекомендуется [1].

Откуда берётся земной гамма-фон? Дело в том, что большинство естественных радионуклидов: уран, торий, радий и другие, – элементы рассеянные. Они содержатся не только в рудных месторождениях, а распределены по всей земной коре. Например, среднее содержание урана в земной коре около одного грамма на тонну. Излучение естественных радионуклидов, входящих в состав горных пород, имеет две особенности. Во-первых, главную роль играет гамма-излучение, поскольку альфа– и бета-частицы поглощаются породой и грунтом, практически не выходя наружу. Во-вторых, б ольшая часть излучений обусловлена так называемыми радиоактивными семействами, или радиоактивными рядами . То есть это не случайные радионуклиды. Рассмотрим этот вопрос подробнее.

В земной коре рассеяны такие долгоживущие радионуклиды, как уран и торий. И они очень-очень медленно, в течение миллионов и миллиардов лет, распадаются до стабильных нерадиоактивных изотопов свинца. Но долгоживущие изотопы далеко не сразу превращаются в стабильные, в ходе распада образуется целый ряд промежуточных радионуклидов. Поэтому мы имеем настоящие семейства радионуклидов: в каждом из них «отец» ряда находится в равновесии с продуктами распада. Некоторые из образующихся в ходе распада радионуклидов являются гамма-активными. Вот они-то и дают гамма-фон. Именно ту часть ЕРФ, которая облучает нас снизу.

На Земле в настоящее время сохранились три радиоактивных ряда: ряд урана-238, ряд актиноурана (устаревшее название изотопа уран-235) и ряд тория-232.

Как пример на рис. 12.1 представлен ряд урана. Дефицит места не позволяет привести наименования химических элементов полностью, указаны лишь символы.

Рис. 12.1 Ряд урана