4.2. Естественный (природный) радиационный фон.

Космическое излучение имеет две составляющие:

- галактическое излучение, Е = до 10¹⁶ МэВ (играет основную роль);

- солнечное излучение (связано со вспышками на Солнце), Е = до 40 МэВ.

Следует различать:

1. Первичные космические частицы за пределами земной атмосферы (более 50-60км).

2. Вторичные космические частицы в атмосфере (не ниже 20км над землей)

3. Фотонные излучения, которые образуются вследствие взаимодействия первичных

частиц с ядрами атомов атмосферы.

Первичные космические частицы составляют в основном протоны и более тяжелые ядра. Взаимодействуя с атмосферой эти частицы проникают до высоты 20 км над уровнем моря и образуют вторичное высокоэнергетическое излучение состоящее в основном из мезонов (тяжелые частицы), нейтронов (в 1839 раз тяжелее электронов), протонов (в 1836 раз тяжелее электронов), электронов и фотонов.

Схематически это можно изобразить так:

Рис. 29. Вариант образования вторичных космических частиц из атома азота

Интенсивность космического излучения зависит от:

- солнечной активности;

- географического расположения объекта;

- высоты над уровнем моря.

Так, вследствие наличия у земли магнитного поля, являющегося экраном для космической радиации, наибольшему воздействию его подвергаются Северный и Южный полюсы Земли, а наименьшему – район экватора.

Доза космического излучения возрастает с высотой над уровнем моря вследствие снижения защитных свойств атмосферы, являющейся вторым экраном после магнитного поля для космических лучей.

Таблица 14

Мощность эквивалентной дозы космического излучения на различных высотах

Высота, км	Мощность дозы, мкЗв/ч	Высота, км	Мощность дозы, мкЗв/ч
Уровень моря	0,03	8 км	1,35
2 км	0,1	10 км	3
4 км	0,2	12 км	5
6 км	0,5	20 км	13

Т.о., можно рассчитать, какие дозы получают пассажиры авиалайнеров:

- сверхзвуковой самолет (2ч.35мин. на высоте 20000 км.) = 33,5мкЗв

- дозвуковой самолет (за 7ч.25мин. на высоте 12000 км.) = 37мкЗв

Природные источники радиации

К естественным источникам радиации относятся природные радионуклиды, содержащиеся в биосфере земли, как в земных породах, так и в атмосфере, в воде, растениях, животных и людях.

Таблица 15

Естественные радионуклиды

Первичные, 43 щт						Космогенные, 14 щт
Семейство урана-238		Семейство тория-232		Долгоживущие, 11шт
Нуклид	T	Нуклид	T	Нуклид	T	Нуклид	T
	4,47·109лет		1,40·1010лет		1,28·109 лет		12,3 года
	24,1 сут		5,75 лет		…		53 сут
	6,70 ч		5,13 ч		9,30·1015 лет		2,5·105лет
	2,45·105лет		1,91 лет		1,00·1013 лет		5730 лет
	7,70·104лет		3,56 сут		1,57·107 лет		2,6 года
	1,60·103лет		55,6 с		1,35·1011 лет		21,2 ч
	3,823 сут		0.15 с		1,03·108 лет		7,4·105 лет
	3,05 мин		10,6 ч	…	…		2,6 ч
	0,447 ч		60,6 мин				700 лет
	0,332 ч		3,1 мин				14,3 сут
	0,164 мкс		стабилен				25 сут
	1,3 мин						67 сут
	22,3 лет					…	…
	5,01 сут						55,5 мин
	138 сут						270 лет
	стабилен						2,1·105лет

Первичные природные радионуклииды –

есть во всех природных средах - приземном воздухе, почве, воде, биосфере (в растениях и животных). Из них, основной вклад в дозу внешнего облучения дают радионуклиды уранового и ториевого рядов, а также калий - 40. Эти же радионуклиды дают основную дозу и внутреннего облучения, в том числе:

Радон-222 – 60% (воздух); Радон-220 – 13% (воздух);

Калий-40 – 13% (биосфера, почва); Свинец-210 – 8% (биосфера, почва).

РАДОН ЧТО ЭТО ТАКОЕ?

Наиболее весомым из всех естественных источников радиации является невидимый, не имеющий цвета и запаха газ РАДОН (в 7,5 раз тяжелее воздуха).

Радон освобождается из земной коры повсеместно и по щелям и поднимается к поверхности земли и скапливается в помещениях, особенно непроветриваемых. Так в районах с умеренным климатом концентрация его в закрытых помещениях в среднем в 8 раз выше, чем в наружном воздухе:

A (Бк/м³)

800

700

600

500

400

300

200

100 •

0

Дверь 6 12 18 24 Дверь 30 t (ч)

Закрыта открыта

Рис. 30. Радон и вентиляция помещений

Радон попадает в помещения просачиваясь через фундамент и пол из грунта или, реже, высвобождаясь из материалов, использованных в конструкциях дома; кроме того, радон поступает в здания при сжигание природного газа и даже с питьевой водой, а также и с наружным воздухом.

Следует заметить, что концентрация радона на более верхних этажах многоэтажных домов меньше, чем на нижних; в деревянных домах - выше, чем в кирпичных – это объясняется тем, что деревянные дома имеют, как правило, 1-2 этажа и поступление радона из земли более интенсивно.

Для уменьшения поступления радона в помещения можно рекомендовать следующее:

- вентиляционные установки в подвалах;

- заделка щелей в полу и стенах;

- оклейка стен обоями (на 30% уменьшается);

- периодическое проветривание помещений;

- облицовка стен пластмассовыми материалами типа полиамида (полиэтилена) или покрытие стен слоем краски на эпоксидной основе или 3-мя слоями масляной краски (уменьшается поступление радона из стен в 10 раз);

- снабжение кухонных плит вытяжками, сообщенными с наружным воздухом.

Концентрация радона в обычной воде чрезвычайно мала, но вода из артезианских скважин и др. некоторых источников может его содержать очень много. Так, например, в США - штат МЕН, местечко Ханкок, его концентрация составляет 1400кБк/м³, а в Москве ≈ 0

Для уменьшения концентрации радона в воде ее рекомендуется прокипятить. Но даже употребление высококонцентрированной радоном воды не опасно, так как радон быстро выводится из организма с продуктами обмена.

Гораздо большую опасность представляет попадание паров воды с высоким содержанием радона в легкие вместе с вдыхаемым воздухом, что чаще всего происходит в ванной комнате (бане). Обследования показали, что концентрация радона в ванной примерно в 3 раза выше, чем на кухне и приблизительно в 40 раз выше, чем в жилых комнатах.

жилые комнаты - 200 Бк/м³

кухня - 3000 Бк/м³ , при норме – 300 Бк/м³.

ванная - 8500 Бк/м³

При этом, после включения душа на 7 мин она резко возрастает до 3000 кБк/м³, и даже после отключения душа продолжает расти до 5500 кБк/м³, и только через 1,5 ч после отключения душа - падает до исходного уровня.

Так что, принимая душ или моясь в бане, человек принимает и радиационный душ. Возможно, это явление носит гигиенический характер и не наносит ущерба нашему здоровью. Но этот вопрос спорный!

По-видимому, и живая вода, которая хранится долгое время, имеет высокую концентрацию радона, что гарантирует ее стерильность длительное время!

Космогенные радионуклиды –

образуются в основном в атмосфере в результате взаимодействия нейтронов и протонов космического излучения с ядрами атомов воздуха (азот N, кислород О, аргон Ar), а затем поступают на земную поверхность с осадками.

Основными космогенными источниками внешнего облучения являются Ве-7, Nа-22 и Nа-24, но доза от них составляет мизерное значение (практически не учитывается).

Основными космогенными источниками внутреннего облучения являются тритий и радиоуглерод. Главными реакциями их образования являются:

- образование трития;

- образование радиоуглерода.