Глава I. Что такое естественная радиация

Естественный (природный) радиационный фон складывается из нескольких компонентов.

Компонент 1-й: космическая радиация.

О том, что Земля летит сквозь ливень частиц высокой энергии, впервые узнали в 1912 году. Тогда австрийский физик Виктор Гесс поднялся на воздушном шаре и наблюдал расхождение листочков электроскопа.

Первичные космические лучи, приходящие на Землю, состоят в основном из протонов, а также «голых» ядер тяжелых элементов [3]. В атмосфере космические частицы сталкиваются с ядрами газов, что обычно разрушает и частицы, и газы. Продукты их столкновения вызывают новые разрушительные процессы. Поэтому состав лучей при прохождении через атмосферу меняется, а энергия убывает.

Интенсивность космических лучей зависит от географической широты и высоты местности над уровнем моря. Например, на экваторе по сравнению с умеренным поясом она больше примерно на 10% (различие определяется особенностями магнитного поля Земли). В умеренных широтах на уровне моря интенсивность космических лучей в 3 – 4 раза ниже, чем на высоте 3000 метров[3].

Компонент 2-й: подстилающая поверхность.

Серьезную роль играют излучения радиоактивных элементов, повсюду залегающих в поверхностном слое земной коры. (Главных «виновников» три: уран, торий и калий). Среднее излучение почвы, а значит и травы, которая на ней растет, невелико – около 20 – 30 миллирад в год. Но там, где на поверхность выходят граниты, естественный радиационный фон может быть выше в 20 раз [3].

Радиоактивность почв зависит от радиоактивности почвообразующих пород. Так, низкие содержания радиоактивных элементов характерны для кварцитов, мраморов, известняков, гипсов, кремнистых сланцев. Высокие содержания – для гранитов, сиенитов, гнейсов, углеродистых сланцев, аргиллитов, глин, углей [5].

Радиоактивность поверхностных и подземных вод также варьирует в 100 000 раз.

Компонент 3-й: радон.

Радон – единственный природный радиоактивный элемент в газообразном состоянии. Он образуется в горных породах в результате радиоактивного распада урана-238, урана-235 и тория-232. По трещинам радон поднимается к поверхности, причем каждый участок Земли (в зависимости от его геологического строения) выделяет радон с характерной для него скоростью. Часто радон растворяется в воде и выходит на поверхность в виде радоновых источников.

Достаточно длинный период полураспада (3,82 суток) позволяет радону равномерно распределяться в тропосфере до высоты 10 км. Радон и продукты его распада – основные источники, формирующие естественную радиоактивность низких слоев атмосферы (около 55% естественного радиационного фона) [4].

В жилых и производственных помещениях содержание радона в воздухе может колебаться в значительных пределах и превышать средние значения в тысячи раз. Радон может выделяться из стен и перекрытий, выделяться из водопроводной воды и бытового газа.

Компонент 4-й: внутреннее облучение.

Живые существа испокон веков пронизывает излучение радиоактивных изотопов, входящих в состав самих организмов. Для человека это прежде всего калий-40. Он концентрируется главным образом в мышцах и дает дозу облучения 20 – 40 мрад в год [3, 4]. Общая доза от других радиоизотопов тела человека невелика и составляет около 2 мрад в год.

Компонент 5-й: облучение внутри помещений.

Жилой дом или производственное помещение часто создают дополнительный радиационный фон. Если, например, дом построен из дерева, то радиационный фон в нем может быть таким же, как в лесу – около 50 мрад в год. В кирпичном или бетонном доме фон вдвое выше, а если в составе бетона есть глинозем, то излучение может достигать 170 мрад [3].

По величине дозы природного радиационного фона на территории России выделяют зоны пониженной (до 0,6 мЗв. в год), умеренной (0,6 – 0,9 мЗв. в год), повышенной (0,9 – 1,25 мЗв. в год) и высокой (более 1,25 мЗв. в год) природной радиации [7].

Зона пониженной радиации располагается в равнинной части севера России, охватывая тундровые и таежные ландшафты Русской платформы, центральной части Западно-Сибирской плиты и север Сибирской платформы.

Зона умеренной радиации охватывает лесостепные ландшафты Восточно-Европейской равнины, включая южную часть Русской платформы и Урал.

Зона повышенной природной радиации сопряжена со степными ландшафтами Предкавказья и горно-таежными ландшафтами обширных территорий Восточного Забайкалья и Дальнего Востока.

Территории с высокими дозовыми нагрузками занимают не более 1,4% площади России и не образуют единой зоны [7]. Среди них есть и участки на территории Челябинской области.