Конечный продукт распада всех семейств – свинец (Pb).
Во всех трех семействах один из продуктов распада - газ. В семействе урана это радон, в семействе тория - торон, в семействе актиния - актион. Последние два - изотопы радона. Именно газ попадает в воздух, почву, растворяется в воде и попадает, наконец, в организм человека.
В Республике Беларусь таким газом является радон. Человек половину земной радиации получает именно от радона. Радон повсеместно выделяется из земли, воды, стройматериалов.
Анализ показывает, что в типичный дом поступает радона: из почвы -70%, из внешнего воздуха - 13%. из стройматериалов - 7%, из воды - 5-10%, из природного газа - 4%, от других источников - 2%.
Это бесцветный инертный газ, не имеющий вкуса и запаха, тяжелее воздуха примерно в 7,5 раза. Являясь, альфа - излучателем, радон становится причиной заболеваний раком легких, желудка и других органов. Особенно опасен радон для легких, надпочечников, гонад и костного мозга.
Следует помнить, что концентрация радона в закрытых помещениях летом выше не менее чем в 8 раз, а в зимнее время выше в 5000 раз по сравнению с минимальным фоном. Обычно концентрация радона в ванне примерно в 40 раз выше, чем в жилой комнате Высоко содержание радона в кухне, и в спальных помещениях. Исследования в квартирах жителей Минска и некоторых других городов показали, что в ванной комнате объемная активность составила 8,5-9 кБк/м3, на кухне - 3-3,5 кБк/м3, в жилых помещениях 0.2 кБк/м3.
Дождь, снег, мороз и повышение атмосферного давления снижают интенсивность эксгаляции, тогда как повышение температуры и увеличение скорости ветра вызывают ее усиление. Следовательно, концентрация радона в почве больше зимой и в периоды дождей. Перенос и рассеяние радона в воздухе зависят от вертикального градиента температур, направления и силы ветра, турбулентности воздуха. Суточный максимум наблюдается ночные часы и максимум днем.
С геологической точки зрения около 40% территории Республики Беларусь являются потенциально радоноопасными. Исследования содержания радона в квартирах в летнее время показали, что оно по Минску и большинстве городов составляет 30-35 Бк/м3, но в Дзержинском районе Минской области оно достигало 400 Бк/м3. МКРЗ (международный комитет по радиационной защите) рекомендует для вновь строящихся зданий уровень не выше 100 Бк/м3.
Рис.2 Поступление радона и его дочерних продуктов распада в приземный атмосферный воздух из почвы
Рис.3 Проникновение радона в жилые помещения
Для ослабления воздействия радона на организм человека необходимо проветривать помещения не менее 5 часов в сутки, во время кипения воды в чайнике или другой закрытой посуде необходимо открывать на несколько секунд крышку, чтобы радон испарился из воды. Сушка белья должна быть вне помещений, а после стирки ванна должна быть хорошо проветрена. Следует помнить, что и при сжигании газа на кухне также необходимо проветривать помещение, так как из природного газа также выделяется радон. Так как радон является альфа - излучателем и выделяется, в том числе и из стен, то их рекомендуется или красить, или оклеивать обоями.
Радиационный фон в различных районах земного шара разный. Есть районы в Индии, Бразилии, Иране, Франции, Италии, ЮАР, Канаде, Чехии, Нигерии и др., где средние значения земной радиации выше нормы в 200-1000 раз, а люди получают дозу до 8 рад/год. У людей, проживающих в этих районах, состояние здоровья не хуже, чем у людей, проживающих в условиях нормального радиационного фона (мощность дозы не превышает 20 мкР/ч но люди, переехавшие для проживания из районов с нормальным радиоактивным фоном в районы с повышенным радиоактивным фоном, обычно чаще болеют, в том числе и онкологическими заболеваниями.
Справка. Ученые обнаружили и следующие противоречия: в зонах с высокими уровнями радиации заболеваемость раком иногда наблюдается даже меньше, чем в зонах с минимальным радиационным фоном. Одновременно в зонах с повышенным радиационным фоном рождаемость в 2 раза меньше.
Как уже отмечалось, в средней части таблицы Менделеева находятся 12 радионуклидов с большим периодом полураспада, это: калий-40, кальций-28, церий-132, индий-115, лантан-138, рубидий-87 и другие. Однако только калий-40 и рубидий-87 оказывают существенное влияние на здоровье человека, так как являются элементами биологической ткани. В Республике Беларусь радионуклиды находятся в основном в 30-сантиметровом слое почвы. На некоторых участках, например активность калия-40 достигает 1-2 Ku/км2. Содержание радионуклидов в почве и в некоторых веществах приведено в таблицах 3 и 4.
Таблица 3 Природные радионуклиды в почвах
| Радионуклид | Активность почвы, Бк/кг | Радионуклид | Активность почвы, Бк/кг |
| Углерод-14 | 4(1,5-6) | Радий-226 | 30(71-80) |
| Калий-40 | 440 | Торий-230 | 100 |
| Свинец-210 | 75-6300 | Торий-232 | 36 |
| Полоний-210 | 8-220 | Торий | 26 |
| Рубидий-87 | 140 | Уран-238 | 24(8-110) |
| Примечание: вне скобок приведены средние значения, в скобках - нижний и верхний пределы | |||
Таблица4 Содержание радионуклидов в некоторых веществах, Бк/кг
| Объект | |||||
Радионуклид
Распределение активности некоторых радионуклидов в биосфере представлено в таблице 4.
Калий-40 (территория белорусского Полесья) претерпевает бета-распад, период полураспада 1,32-109 лет и является источником бета и гамма-излучения. Являясь элементом биологической ткани, калий-40 попадает в растения, в организм животных и человека. Содержание калия-40 в окружающей среде показано в таблице 5, а средняя удельная активность калия-40 и рубидия-87 представлена в таблице 6.
По подсчетам НКДАР ООН, средняя эффективная доза внешнего облучения, которую человек получает за год от земных источников естественной радиации, составляет 0,35 мЗв.
Таким образом, человек ежегодно получает примерно 45% дозы от природных источников и 55% дозы от искусственных источников излучения. При этом от природных источников человек получает 1/3 дозы от космического излучения, 1/3 дозы от излучения радиоактивных веществ в почве и 1/3 дозы от компонентов органических веществ.
Справка. Человек является источником ионизирующих излучений. Можно показать, что радиоактивность тела человека массой 75 кг составляет в среднем 8700 Бк. Больше всего в организме человека накапливается углерода-14 и калия-40. Обычно за 55 лет жизни человек получает дозу 10 мЗв, Каждый человек, являясь источником радиоактивных излучений, облучает своих близких.
Таблица 5 Содержание калия-40 в основных продуктах питания
| Продукт | Удельная активность, Бк/кг (х10-9 Ки/кг) |
| Пшеница Рожь Горох Крупа гречневая Картофель Морковь Лук Огурцы Лимоны Клюква Говядина Свинина Рыба Икра Молоко коровье Масло сливочное | 150 (4,0) 176 (4,8) 274 (7,4) 41 (1,1) 130 (3,5) 84 (2,3) 44,4 (1,2) 100 (2,7) 41 (1,14) 44,4 (1,2) 84 (2,3) 33,3 (0,9) 77,7 (2,1) 127 (3,4) 44,4 (1,2) 37 (0,1) |
Распределение активности некоторых радионуклидов в биосфере представлено в таблице 6.
Таблица 6 Распределение активности некоторых радионуклидов в различных частях биосферы
| Радионуклиды | Объемная или удельная активность |
| 3Н (тритий) | 200-900 Бк/м3 (гидросфера) |
| Be (бериллий) | 3 х 10"j Бк/м3 (воздух) |
| 14С (углерод) | 227 Бк/кг (биосфера) |
| 40К (калий) | 60 Бк/кг (биосфера) |
| 87Rb (рубидий) | 629 Бк/кг (гидросфера) |
| 226Ra (радий) | 0,1-2,7 Бк/кг (гидросфера) 3,7-48 Бк/кг (почва) |
| 222Rn (радон) | 0,1-10 Бк/м3 (в воздухе здания) 5-25 Бк/м3 (в воздухе в здании) |
| 238 U (уран) | 1,2 мкБк/м3 (в воздухе); 10-20 Бк/кг (почва) 0,24 мБк/кг (гидросфера) |
| 232Th (торий) | 7-50 Бк/кг (почва) |
Содержание калия-40 в окружающей среде показано в таблице 7.
Таблица 7 Содержание калия-40 в окружающей среде
| Источник калия-40 | Активность калия-40, Бк/кг |
| Известняк | 30-40 |
| Гранит | 925-1200 |
| Песчаники | 300-400 |
| Фосфатно-калийные удобрения | 5900 |
| Азотно-фосфорно-калийные удобрения | 1200-5900 |
| Почва | 37-1100 |
| Зерновые | 18,5-159 |
| Овощи свежие | 40-174 |
| Картофель | 174 |
| Орехи | 210 |
| Клюква | 355 |
| Грибы | 277 |
| Горох | 273 |
| Молоко | 30-45 |
| Говядина | 60-90 |
Таблица 8 Среднегодовые эффективные дозы, получаемые человеком ( мЗв) ежегодно при облучении естественным радиационным фоном
| Источник излучения | Внешнее облучение | Внутреннее облучение | Полная доза |
| Космическое излучение | 0,355 | 0,015 | 0,37 |
| Радиоизотопы земной коры | |||
| Калий 40 | 0,15 | 0,18 | 0,33 |
| Ряд урана -238 | 0,1 | 1,24 | 1,34 |
| Радон-222 / радон-220 | 1,1 / 0,16 | ||
| Ряд тория- 232 | 0,16 | 0,18 | 0,24 |
| Доза естественного фона | 0,8 | 1,6 | 2,4 |
Технологически повышенный естественный радиационный фон (антропогенный фон).
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 вносят:
1) 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. Поэтому тепловые электростанции являются серьезным источником внешнего и внутреннего облучения населения, проживающего на прилегающих территориях в R = 20км.
2) Другой источник ТПЕРФ - промышленное использование продуктов переработки фосфоритов:
а) залежи фосфоритов содержат, как правило, продукты распада урана-238 в сравнительно высоких концентрациях.
б) процесс переработки фосфорной руды также небезопасен, так как отходы руды содержат радионуклиды.
в) применение фосфорных удобрений в с/х, стимулирует усвоение естественных радионуклидов из почвы.
г) использование отходов фосфорного производства в качестве стройматериалов (гипса) также является важным дополнительным источником облучения.
3) Человечество во всем мире для бытовых нужд использует большое количество потребительских товаров, содержащих естественные радионуклиды. Это часы со светящимся циферблатом, содержащим радий, специальные оптические приборы, аппаратуру и т.д.
Нельзя недооценивать ионизирующие излучения от телевизоров и от дисплеев компьютеров. В связи с этим не рекомендуется слишком близко смотреть телепередачи или продолжительное время находится у дисплея компьютера, особенно детям.
Среднегодовая доза, обусловленная использованием изделий, содержащих радионуклиды, составляет менее 1 10-2 мЗв (1 мбэр).
Искусственные источники радиации
В результате хозяйственной деятельности за последние несколько десятилетий прошлого века человек создал искусственные источники радиоактивного излучения и научился использовать энергию атома в самых разных целях, медицине, для производства энергии и атомного оружия, для поиска полезных ископаемых и обнаружения пожаров. Мирный атом применяется в с\х и археологии. С каждым годом увеличивается количество искусственных источников излучения, используемых в сферах деятельности человека, которые дают дополнительную дозовую нагрузку.
Основные искусственные источники радиации:
1. излучение в медицине;
2. ядерные взрывы (испытания);
Атомная энергия.
Излучение в медицине.
Медицинские процедуры и методы лечения, которые связаны с применением радиоактивного излучения, вносят основной вклад среди искусственных источников радиации - 51,5%. Различают три самостоятельных направления применения радиации в медицине.
1. Использование излучения в диагностических целях.
Например, рентгеновские лучи. Принцип рентгенографии основан на способности рентгеновских лучей проходить сквозь человеческий организм. Как правило, они легче проходят сквозь мягкие ткани и труднее через кости. Результат фиксируется на фотопленке или мониторе компьютера.
В развитых странах в среднем каждый человек раз в 2 года проходит рентгеновское обследование, не считая рентгенологических обследований зубов и массовой флюорографии.
В настоящее время разработан новый метод диагностики на основе ядерно-магнитного резонанса. В таких установках используют не рентгеновское излучение, а очень интенсивное магнитное поле и электромагнитные волны радиочастотного диапазона, этот вид диагностики не дает дополнительной дозовой нагрузки.
2. Введение радиоактивных изотопов в организм человека.
Дата: 2019-02-25, просмотров: 437.
