Радиоактивность окружающей среды. Источники радиоактивного облучения

Современный фон формируют:

• природные источники, которые существуют на протяжении всей истории Земли;

• техногенное загрязнение радионуклидами естественного происхождения;

• радионуклиды, образованные в результате работы АЭС, ядерных взрывов.

Природные источники. Суммарная доза для населения, обусловленная природным фоном, примерно равна 2,4 мЗв/год. Основной вклад вносит ряд ²³⁸U (56 %), причем более 50 % приходится на ²²²Rn и его дочерние продукты. Геологические предпосылки поступления радона в дома есть на Северо-Западе РФ, Алтае, Северном Кавказе, Забайкалье и Центральной России. По оценкам Минздрава более 1 млн жителей России по этой причине получают дозу более 20 мЗв/год, что соответствует средней дозе облучения в атомной промышленности.

Данные о кларках урана и тория в геосферах (табл. 26) демонстрируют выраженное накопление радиоактивных элементов в верхней гранитной оболочке Земли.

Таблица 25.Содержание радия, урана и тория в геосферах
Геосферы	Мощность, км	Ra, 10-10 %	U, 10-4 %	Th,10-4 %	Th/U
Гранитная	20	13	3,6	1,2	3,3
Базальтовая	40	0,3	0,9	0,4	4,4
Перидотитовая	1540	0,01	0,03

Осадочные породы и почвы, в определенной степени, наследуют радиоактивность пород, из которых они формируются. Более высокая радиоактивность пород свойственна глинистым сланцам и глинам.

Техногенные источники. Средняя доза на душу населения от природных и антропогенных источников приведена в табл. 27. Основные дозы связаны с естественным фоном и медицинским облучением, но это средние данные. В определенных условиях техногенный фон может быть выше естественного, а на территориях, где произошли ядерные аварии, фон может превысить естественный в сотни и тысячи раз.

Таблица 26.Эффективные эквивалентные дозы на душу населения от различных источников радиации [49]
Источник облучения или вид практической деятельности	Доза на душу населения, мЗв/год
Естественный фон	2,4
Медицинское (диагностическое) облучение	0,4–1,0
Профессиональное облучение	0,002
Все испытательные ядерные взрывы	0,01 (однократно)

Месторождения полезных ископаемых, как источник радиоактивного загрязнения

Облучение, связанное с разработкой полезных ископаемых, удобно характеризовать ожидаемой годовой коллективной дозой. Она не превышает 500 000 чел.-Зв/год при индивидуальной дозе примерно 100 мкЗв/год. Наибольшая нагрузка для населения связана с фосфогипсом – до 300 000, углем – до 40 000 и фосфатными удобрениями – до 10 000 чел.-Зв/год . Облучение персонала повышено при добыче угля – 2000 и разработке месторождений руд – 20 000 чел.-Зв/год [50].

Месторождения твердых полезных ископаемых по активности ЕРН разделяют четыре категории опасности. В табл. 28 приведены предельные значения Аэфф для каждой категории. К безопасным отнесены месторождения с докларковыми и кларковыми содержаниями ЕРН. К этой категории, практически всегда, будут относиться месторождения, расположенные в ультраосновных породах и кварцитах, а также гипс, известняки, мрамор. Месторождения в основных породах и песчаниках с большой вероятностью попадут в категорию потенциально опасных. Опасными и особо опасными являются месторождения радиоактивных руд или месторождения, приуроченные к областям разгрузки потоков радона. Безопасные месторождения не нуждаются в специальных исследованиях их радиационной опасности. Заключение о степени опасности остальных месторождений делается на основе изучения радиационной обстановки.

Таблица 27. Классификация месторождений по степени радиационной опасности, соответствующая условиям работы в горных выработках [50]
Категория месторождения	Аэфф,  Бк/кг	Х мкР/ч
Особо опасные	Более 3300	Более 350,0
Опасные Потенциально опасные	1100 – 3300 101 –1101	115,9 – 350 10,1 – 116
Безопасные	Менее 100	Менее 10,0

Вокруг объектов 1-, 2- и 3-й категорий устанавливается санитарно-защитная зона (СЗЗ), на которой уровень облучения людей может превысить допустимые нормы. Вокруг радиационных объектов 1-й и 2-й категорий выделяется более широкая зона наблюдения (ЗН), на которой проводится радиационный контроль. При разведке и эксплуатации опасных и особо опасных месторождений необходимы специальные меры, обеспечивающие безопасность населения.

Месторождения нефти и газа. Проблема радиоактивного загрязнения при добыче углеводородного сырья широко обсуждается в России, США, КНР и других стран [50]. Дело в том, что в накипи емкостей для хранения нефти активность может достигать 10³ кБк/кг, мощность экспозиционной дозы (МЭД) на поверхности промыслового оборудования – 1000 мкР/ч. Источником загрязнения является радий, который легко выщелачивается из горных пород, а потому в пластовых водах его содержание повышено. На поверхности (в зоне окисления) радий переходит в нерастворимую форму и выпадает в осадок вместе со шламом, который образуются при отделении нефти от пластовых вод, или на промысловом оборудовании. По некоторым оценкам на территории РФ складировано не менее 200 млн т таких низко активных отходов. Похожие проблемы существуют в США, где установлены правила обращения с отходами добычи нефти, загрязненными ЕРН. Их складируются на территории промыслов, а за хранение взимают штрафы в бюджет штата.