12.Естественные источники радиации. Первичное и вторичное космическое излучение. Внутреннее и внешнее облучение. Суммарная мощность эквивалентной дозы от космического облучения.

Радиационный фон Земли складывается из естественного (природного) радиационного фона технологически измененного естественного радиационного фона и искусственного радиационного фона. Естественный радиационный фон образуют ИИ от природных источников космического и земного происхождения. Очень часто он отождествляется с понятием радиационный фон. Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников. Большинство из них таковы что избежать облучения от них невозможно. На протяжении всей истории существования Земли разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса. Человек подвергается облучению двумя способами. Радиоактивные в-ва могут находится вне организма и облучать его снаружи(внешнее облучение). Радиоактивные в-ва могут оказаться в воздухе в пище или воде и попасть внутрь организма (внутреннее облучение)Облучению от естественных источников подвергается любой житель Земли. Уровень радиации в некоторых местах земного шара там где залегают особенно радиоактивные породы оказывается значительно выше среднего а в других местах ниже. Применение некоторых строит.материалов использование газ для приготовления пищи открытых угольных жаровен герметизация помещений полеты на самолетах – все это увеличивает уровень облучения за счет естественных источников. Земные источники радиации в сумме ответственны за большую часть облучения которому подвергается человек за счет естественной радиации В среднем они обеспечивают 5/6 годовой эффективной эквивалентной дозы получаемой населением в основном вследствие внутреннего облучения. Остальную часть вносят космические лучи главным образом путем внешнего облучения.

Космические излучения приходят к нам в основном из глкбин Вселенной но некоторая их часть рождается на Солнце во время солнечных вспышек. Космич.-е излуч-я подраздел-ся на галактические и солнечные. Галактические, в свою очередь, бывают первичными и вторичными. Первичные галактические излучения представляют собой поток частиц, падающих в земную атмосферу и идущих из глубины космоса со скоростью света. Оно сост. из протонов (около 92%) и альфа-частиц (примерно 6%). В небольших кол-вах (около 2%) в них присутствуют ядра легких элементов.(Li, Be, B, C, N, O, F), ‘электроны, нейтроны и фотоны. Энергия такого излучения огромна и колеблется в диапазоне от 1 до 10¹²ГэВ. При энергиях свыше 10³ МэВ плотность потока протонов падает. При энергиях меньше10³ МэВ состав первичного галактического излучения сильно меняется. На него воздействует магнитное поле Земли, которое отклоняет низкоэнергетическое излучение обратно в космическое пространство. Первичное галактическое излучение в результате взаимодействия с атомами элементов атмосферы почти полностью исчезает на высоте 20 км.

Вторичное галактичес4кое излучение имеет гораздо более сложный состав и состоит практически из всех известных в настоящее время элементарных частиц. Оно образ-ся в результате ядерных взаимодействий между первичным излучением и ядрами атомов, входящих в состав земной атмосферы. Каждая частица из первичного излучения , благодаря высокой энергии, вызывает целый каскад частиц, которые, в свою очередь, взаимодействуя с атомами, вызывают ряд следующих ядерных превращений. У пов-ти Земли вторичное излучение состоит в основном из фотонов, электронов, позитронов , др. ядерных частиц, а также небольшой доли нейтронов.

Состав и интенсивность вторичного галактического излучения зависят от высоты над уровнем моря, географической широты и изменяются по времени в соответствии с 11-летним пиком солнечной активности. Максимальная интенсивность вторичного галактического излучения наблюдается на высоте 20-25 км. На высотах свыше 40-45 км преобладает первичное излучение.

В результате взаимодействия первичного и вторичного излучений с ядрами элементов атмосферы образуются так называемые космические радионуклиды.

Солнечное излучение образуется во время солнечных вспышек хар-ся относительно низкой энергией (40-50 МэВ) и не приводит к существенному увеличению дозы внешнего облучения на пов-ти Земли.

Основными источниками излучения земного происхождения являются радионуклиды присутствующие в различных природных средах и объектах окружающей среды с момента образования Земли. К ним относ-ся две группы естественных радионуклидов:

первая- это радионуклиды уранорадиевого и ториевого семейств, которые берут свое начало от и (всего 82 радионуклида), вторая- это11 долгоживущих радионуклидов, находящихся вне этих семейств ( , , , , , , , , , , ), относящихся к эл-там середины таблицы Менделеева.

Мощность дозы, обусловленная внешним облучением за счет радионуклидов земного происхождения, составляет приблизительно 038 мЗв/год. Однако эта величина может существенно колебаться в зависимости от регионов Земли, где различие в содержании урана и тория может приводить к существенному большому значению эквивалентной дозы по сравнению со средним значением.

Некоторые группы населения получают в среднем 1 мЗв/год, а около 1,5% - больше 1,4 мЗв/год. Есть, однако, такие места, где уровни земной радиации значительно выше.

Наиболее весомый вклад в общую дозу облучения вносит радон. Радон является продуктом распада урана и тория. Уран и торий можно обнаружить в незначительных кол-вах в любой почве, камнях, воде, где они находятся чаще всего в пассивном состоянии. В отличии от урана и тория радон проникает в воздух при высвобождении из земной коры повсеместно. Другим источником получения радона является вода и природный газ. При кипячении воды, при сжигании газа его концентрация в воздухе закрытых помещений увеличивается. Концентрация радона в обычно используемой проточной воде мала, но вода из некоторых глубоких артезианских скважин содержит много радона. По современным оценкам, около 1% населения Земли потребляет воду с удельной активностью до 100Бк/л. Основная опасность радона исходит не от питья воды(если вода кипяченая, то радон практически улетучивается), а при попадании в легкие водяных паров с высоким содержанием этого газа (душ, мокрая парная) В природный газ, как и в воду радон попадает под землей. В процессе хранения или транспортировки большая часть радона распадается и улетучивается. Тем не менее, при отсутствии эффективной вентиляции концентрация радона на кухне может быть выше, чем в жилых помещениях. Радон имеет период полураспада 3,8 суток. В 7 раз тяжелее воздуха, поэтому при высвобождении из земной коры он накапливается в подвалах и первых этажах зданий. Радон попадает в организм человека с вдыхаемым воздухом, но максимальную дозу человек получает, находясь в закрытом помещении нижних этажей зданий. Радон, являясь альфа-активным радионуклидом, представляет опасность для человека только при внутреннем облучении, попадая в организм через дыхательные пути и поражая легочную ткань. Допустимая норма содержания радона составляет 100 Бк/м^{3 .}

Воздуха.

Эквивалентная доза внутреннего облучения человека за счет естественных радионуклидов, попадающих в организм человека с воздухом, пищей и водой в основном формируется следующими радионуклидами: , , , , , и .