5. Дозы облучения населения от источников искусственной радиации

Примерно 2/3 эффективной эквивалентной дозы внутреннего облучения, получаемой человеком от естественных источников радиации, обусловливают радиоактивные вещества, попадающие в организм с пищей, водой и воздухом. Космогенные радионуклиды (углерод-14 и тритий) создают небольшую часть этой дозы, основная часть приходится на источники земного происхождения. Калий-40 усваивается организмом человека вместе со своими стабильными изотопами, он дает около 180 мЗв/год. В наибольшей степени дозу внутреннего облучения человека формируют радионуклиды ряда урана-238 и, в меньшей степени, тория-232. Свинец-210 и полоний-210 поступают в организм с пищей (они накапливаются в море-продуктах - в рыбе и моллюсках, а также в тканях северных оленей). Доза внутреннего облучения человека, питающегося таким белком, может превышать среднее значение в 35 раз. Население, проживающее в районах с повышенной концентрацией урана (Западная Австралия), питающееся мясом овец и кенгуру, получает дозы, в 75 раз превосходящие средний уровень планеты.

Радиоактивность атмосферы обусловлена наличием в ней радиоактивных веществ в газообразном состоянии (радон, торон, ^|4С, тритий) или в виде аэрозолей (⁴⁰К, уран, радий и др.). Радон и торон поступают из земных пород, а углерод и тритий образуются из атомов азота и водорода в результате воздействия на их ядра нейтронов вторичного космического излучения.

Суммарная радиоактивность атмосферного воздуха колеблется в широких пределах - 7,4 10"⁴ - 16,3 10'³Бк/л (2 10‘ ⁴ - 4,4 Ю‘^|3Ки/л) и зависит от места,

времени года, погодных условий и от состояния магнитного поля Земли.

Радиоактивность природной воде придают в основном U, Th и Ra, образующие растворимые комплексные соединения, которые вымываются почвенными водами, а также газообразные продукты их радиоактивных превращений — радон и торон. Концентрация радиоактивных элементов в реках меньше, чем в морях и озерах, а содержание их в пресноводных источниках зависит от типа горных пород, климатических факторов, рельефа местности и т. д. Так, наличие радона в водах кислых магматических пород в несколько раз выше, чем осадочных пород. Концентрация урана в реках, протекающих на юге, обычно выше, чем в северных реках. Наиболее значительным содержанием радиоактивных элементов характеризуются воды урановых месторождений и минеральные (Виноградов, 1957 г.). В минеральных водах Кавказа содержание радия не превышает 277,5 Б к/л (7,5 Ю'^чКи/л), радона - 962 Бк/л (2,6 10'⁸Ки/л). Количество ⁴ К в водах рек и озер примерно соответствует содержанию радия: в реках 0,274 Бк/л (7,7 Ю'^|2Ки/л), в озерах 0,431 Бк/л (1,3 10'^иКи/л).

Из естественных радиоактивных веществ, содержащихся в растениях, наибольшая удельная активность ⁴⁰К, которая составляет 44,4 - 370 Бк/кг (1,2 10

• 10' Ки/кг). Это относится особенно к бобовым растениям — гороху, бобам, фасоли, сое. Содержание в растениях урана, радия, тория и ^,4С ничтожно мало.

В животных организмах обычно содержится ⁴⁰К меньше, чем в растениях.

Уран, торий и ^МС встречаются в биологических объектах в очень незначительных концентрациях по сравнению с ⁴⁰К.

Наиболее сильным из всех естественных источников радиации является газ радон (невидимый, не имеющий вкуса и запаха). Он составляет с дочерними продуктами распада примерно 3/4 годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы, получаемой населением от земных источников радиации, и около 1/2 дозы от всех естественных источников радиации. Основную часть этой дозы человек получает в непроветриваемых помещениях, закрытых помещениях с вдыхаемым воздухом. В географических регионах с умеренным климатом концентрация радона может быть в 8 раз выше в закрытых помещениях, чем в атмосферном воздухе.

В конце 1970-х гг. в Швеции и Финляндии были обнаружены строения, внутри которых концентрация радона в 5 тыс. раз превышала среднюю его концентрацию в наружном воздухе. Строительные материалы, такие как дерево, кирпич и бетон выделяют незначительное количество радона. Большей удельной радиоактивностью обладают гранит и пемза.

Радон также может поступать в жилые помещения с природным газом, водой (концентрация чрезвычайно велика в воде из глубоких колодцев, артезианских скважин, наибольшая зарегистрированная удельная радиоактивность воды в системах водоснабжения составляет 100 млн Бк/м³.). Радон в значительной степени улетучивается при кипячении воды. Основную опасность представляет попадание в легкие воздуха, содержащего пары воды с растворенным радоном. В процессах переработки и хранения природного газа большая часть радона улетучивается. Концентрация радона в помещении заметно возрастает, если кухонные газовые плиты не снабжены вытяжкой. Доля домов, внутри которых концентрация радона и его дочерних продуктов составляет 1-10 тыс. Бк/м³, в различных странах колеблется от 0,01 до 0,1 %. Эффективная эквивалентная доза от воздействия радона и его дочерних продуктов составляет в среднем около 1 мЗв/год, т. е. около 1/2 всей годовой дозы, получаемой человеком в среднем от всех естественных источников радиации.

Уголь содержит меньше радионуклидов, чем земная кора. В процессе сжигания угля его минеральные компоненты спекаются в шлак и золу, в которые попадают радиоактивные вещества. Основная часть угольной золы и шлака хранятся на золоотвалах большой площади (доЮОО га). Более легкая зольная пыль (размером менее 0,08 мм) выносится тягой в трубу электростанций, проскакивает через электрофильтры. Каждый ГВт-год электроэнергии обходится человечеству в 2 чел-Зв ожидаемой коллективной эффективной эквивалентной дозы. Так, сжигание угля в 1979 г. в домах планеты повысило ожидаемую коллективную эффективную эквивалентную дозу облучения населения Земли на 100 тыс. чел-Зв.

Источником естественной радиации являются также термальные водоемы (подземные резервуары пара и горячей воды). Их в некоторых странах используют для производства электроэнергии и отопления домов. Измерения эмиссии радона на двух электростанциях в Италии показали, что на каждый ГВт-год вырабатываемой ими электроэнергии приходится ожидаемая

эффективная эквивалентная доза 6 чел-Зв. Так как суммарная мощность энергетических установок, работающих на геотермальных источниках, невелика и составляет 0,1 % мировой энергомощности, то геотермальная энергетика вносит ничтожный вклад в облучение населения.

Большинство разрабатываемых в настоящее время фосфатных месторождений (используются главным образом для производства удобрений) содержат уран. В процессе добычи и переработки руды выделяется радон. Удобрение также содержит радиоактивные радиоизотопы, которые из удобренной почвы поступают в сельскохозяйственные культуры. Это радиоактивное загрязнение незначительно, оно возрастает при внесении удобрений в почву в жидком виде или при скармливании скоту содержащих фосфаты веществ. Фосфатов дают за год ожидаемую эффективную эквивалентную дозу примерно 6 тыс. чел-Зв, а доза, образующаяся в результате применения фосфогипса составляет около 300 тыс. чел-Зв.

Высокой радиоактивностью обладают строительные материалы, полученные из отходов производства алюминия (кирпич из красной глины), отходов черной металлургии (доменный шлак), отходов угольных электростанций (зола), как побочные продукты переработки фосфорных руд капьцийсиликатный шлак (используют при производстве бетона) и фосфогипс (используют при изготовлении строительных блоков, сухой штукатурки, перегородок и цемента), их использовали в строительстве в США и Канаде.

Так как земные породы используют в качестве строительного материала, то от последнего зависит гамма-радиация внутри зданий. Наибольшие значения гамма-радиации установлены в домах из железобетона с глиноземом - 1,71 мГр/год, наименьшие - в деревянных домах - 0,5 Гр/год (Sievert и др., 1952, 1957 гг.).

В России предельно допустимые уровни ионизирующего облучения и принципы радиационной безопасности регламентируются «Нормами радиационной безопасности» (НРБ-99), «Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучений» ОСП 72-80. В соответствии с этими нормативными документами нормы облучения установлены для следующих трех категорий лиц:

• категория А — персонал, постоянно или временно работающий с источниками ионизирующих излучений;

• категория Б — ограниченная часть населения, которая по условиям размещения рабочих мест или по условиям проживания может подвергаться воздействию источников излучения;

• категория В — население страны, республики, края и области.

Для лиц категории А основным дозовым пределом является индивидуальная эквивалентная доза внешнего и внутреннего излучения за год (Зв/год) в зависимости от радиочувствительности органов (критические органы). Это предельно допустимая доза (ПДД) — наибольшее значение индивидуальной эквивалентной дозы за год, которое при равномерном воздействии в течение 50 лет не вызовет в состоянии здоровья персонала неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами.

Для персонала категории А индивидуальная эквивалентная доза (Н, Зв), накопленная в критическом органе за время Т (лет) с начала профессиональной работы, не должна превышать значения, определяемого по формуле

Н = ПДД * Т.

Кроме того, доза, накопленная к 30 годам, не должна превышать 12 ПДД.

Для категории Б установлен предел дозы за год (ПД, Зв/год), под которым понимают наибольшее среднее значение индивидуальной эквивалентной дозы за календарный год у критической группы лиц, при котором равномерное облучение в течение 70 лет не может вызвать в состоянии здоровья неблагоприятных изменений, обнаруживаемых современными методами. В таблице 4 приведены основные дозовые пределы внешнего и внутреннего облучений в зависимости от радиочувствительности органов.

Таблица 4 - Основные значения дозовых пределов внешнего и внутреннего облучений

Группа критических органов	Органы и ткани организма человека	ПДД для категории А, Зв/год	ПДД для категории Б, Зв/год
1	Все тело, гонады (половые органы), красный костный мозг	0,05	0,005
2	Любой отдельный орган, кроме гонад, красного костного мозга, костной ткани, щитовидной железы, кожи, кистей, предплечий, лодыжек и стоп	0,15	0,015
3	Костная ткань, щитовидная железа, кожный покров, кисти, предплечья, лодыжки и стопы	0,30	0,03

5. УСТРОЙСТВО ДОЗИМЕТРА И РАДИОМЕТРА РКСБ-104

   1. Назначение прибора

Прибор РКСБ-104 предназначен для индивидуального использования с целью контроля радиационной обстановки на местности, в жилых и рабочих помещениях. Он выполняет функции дозиметра и радиометра и обеспечивает возможность измерения мощности полевой эквивалентной дозы гамма-излучения.

Примечание - Прибор является бытовым, поэтому результаты измерений, полученных с его помощью, не могут быть использованы государственными органами для выдачи официальных заключений о радиационной обстановке.