3.4. Ионизирующие излучения

Любые излучения, взаимодействие которых со средой приводит к образованию положительно и отрицательно заряженных частиц - ионов.

На всей территории России существует естественный радиационный фон, слагающийся из космического излучения и излучения от радиоизотопов, рассеянных в окружающей природной среде.

Природные источники составляют наибольшую долю естественного фона (около 70 %), медицинские источники - 29 %, а все остальные - около 1 %. Несмотря на такое соотношение - "остальные" источники наиболее опасны. Чернобыльская авария не изменила фон в среднем по стране, но для жителей близлежащих районов явилась катастрофой.

По своей природе ионизирующее излучение бывает двух видов: электромагнитным (рентгеновские и  лучи) и корпускулярным ( и  частицы протоны и нейтроны).

Число протонов определяет химический элемент, к которому принадлежит данный атом. В ядре атома водорода имеется один протон, а кислорода - 8.

Число нейтронов в атоме может быть разным. Атомы, различающиеся числом нейтронов, называются изотопами. Так, уран - 238 содержит 92 протона и 146 нейтронов, а уран-235 - 92 протона и 143 нейтрона. Ядра всех изотопов называются нуклидами. Нуклиды бывают стабильными, т.е. не претерпевающими никаких превращений, и нестабильными - все время превращающимися в другие нуклиды.

В каждом атоме число электронов равно числу протонов в ядре. При испускании ядром частицы, состоящей из двух нейтронов, получаем -излучение, при испускании электрона - -излучение. При распаде выделяется порция энергии, называемая -излучением. При этом не происходит испускания каких-либо частиц.

Рентгеновские лучи - невидимое глазом электромагнитное излучение. Они испускаются при торможении быстрых электронов в веществе и при переходе электронов с внешних электронных оболочек на внутренние.

Рентгеновское, , ,  и другие излучения обладают разной энергией и создают неодинаковую плотность поляризации, а поэтому по-разному опасны.

-частицы относительно тяжелы и не способны проникать через неповрежденную кожу, но, попадая в организм с пищей и водой, они становятся опасным источником внутреннего облучения.

-излучение обладает большой проникающей способностью и проходит в ткани организма на глубину 1-2 см.

Рентгеновские и -лучи имеют очень высокую проникающую способность. Они пронизывают весь организм, и задержать их может только толстый слой свинца или бетона.

При прохождении рентгеновских и -лучей в среде происходит ее ионизация за счет высвобождения электронов с высокой энергией. При ядерном взрыве - и нейтронное излучение испускается примерно 10-25 сек. из зоны взрыва, но образовавшийся поток нейтронов, проходя через различные вещества, вызывает в них наведенную радиацию, т.е. они сами начинают испускать радиоактивное излучение.

-лучи и нейтроны вызывают у человека радиационное поражение- лучевую болезнь, при которой развивается общая слабость, тошнота, рвота, головокружение. У облученных нарушается детородная функция, поражается кроветворный орган - костный мозг. Увеличивается опасность возникновения онкологического заболевания крови - лейкемии. К отдаленным последствиям относятся изменения в работе щитовидной железы, половых желез, гипофиза - железы, отвечающей за рост.

Для количественной оценки облучения населения существуют следующие величины: активность радиоактивного вещества, поглощенная доза, эквивалентная ожидаемая доза, эффективная доза , коллективная эффективная доза.

В табл. 3.3. приведены показатели, характеризующие ионизирующих излучений и соотношение между внесистемными и системными (СИ) единицами

Все население делится на две категории: 1 – персонал, непосредственно работающий с источниками излучения; население.

В табл. 3.4 и 3.5 приведены нормируемые показатели ионизирующих излучений.

В результате аварии на Чернобыльской АЭС выброшено в атмосферу радиоактивных веществ в 90 с лишним раз больше, чем при взрыве атомной бомбы над Хиросимой.

Наступление тех или иных патологических последствий для человека зависит главным образом от величины полученной дозы. Острая лучевая болезнь и смерть связаны с получением очень большой дозы радиации, возникающей, например, при взрыве атомной бомбы или

Таблица 3.3. Показатели ионизирующих излучений и соотношение между внесистемными и системными (СИ) единицами

Величина	Сим-вол	Формула для определения	Наименование и обозначение единиц		Связь между единицами измерения
			Внеси-стемн.	СИ
Активность	А	А = dN/dt	кюри (Ku)	Бекке-рель (Бк)	1 Ku = 3,7 . 1010 Бк 1 Бк = 2,7 . 10-11 Ku
Удельная активность	Аm		Ku/ кг	Бк/кг	1Ku/кг = 3,7 . 1010 Бк/кг 1 Бк/кг = 2,7 . 10-11 Ku/кг
Объемная активность	Аv		Кu / л	Бк /м3	1Ku/л = 3,7 . 1013 Бк/м 1 Бк/м = 2,7 . 10-14 Ku/л
Поглащенная доза	Д	Д = dE /dm	рад	Грей (Гр)	1 рад = 100 эрг/г =10-2 Гр 1 Гр = 104 эрг/г = 102 рад
Мощность поглощенной дозы	РД	РД = dД/ dt	рад/с	Гр / с	1 рад/с = 10 -2 Гр/с 1 Гр/c = 10 рад/с
Эквивалентная доза	H		бэр	Зиверт (Зв)	1 бэр = 1 рад/к = 10-2 Гр/к 1 бэр = 10 -2 Зв 1 Зв = 102 бэр
Мощность эквивалентной дозы	PH	PH = dH/dt	бэр/с	Зв / с	1 бэр/с = 10 -2 Зв/с 1 Зв/с = 102 бэр/с
Экспозиционная доза	Х	Х = dQ / dm	Рент-ген (р)	Кл/кг	1р = 2,58 . 10-4 Кл/кг 1 Кл/кг = 3,88 . 103 р
Мощность экспозиционной дозы	Рх	Px = dX / dt	р / с	Кл/(кгс)	1р/с = 2,58. 10-4 Кл/кгс 1 Кл/кгс = 3,86 . 10-2 р/с

Таблица 3. 4. Основные дозовые пределы

Нормируемые величины	Лица из персонала		Население
	Группа А	Группа Б
Эффективная зона	20 мЗв (2бэр) в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв (5 бэр) в год	5 мЗв (0,5 бэр) в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 12,5 мЗв (1,25 бэр) в год	1 мЗв (0,1 бэр) в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5мЗв (0,5 бэр) в год
Эквивалентная доза за год: в хрусталике глаза, коже, кистях и стопах	150 мЗв (15 бэр) 500 мЗв (50 бэр) 500 мЗв (50 бэр)	33,3мЗв(3,33бэр) 125 мЗв(12,5бэр) 125 мЗв(12,5бэр)	15мЗв (1,5 бэр) 50 мЗв (5 бэр) 50 мЗв (5 бэр)

Таблица 3.5. Уровни индивидуального радиационного риска, соответствующие установленным пределам доз

Категория лиц, подвергающихся облучению	Уровень дозы	Риск соматических последствий в год, %	Риск в год,%
			генетических последствий	общий
Персонал	Предел дозы, 0,05 Зв	6,25·10-4	2·10-4	8,25·10-4
	Средняя доза при установленном пределе 0,005Зв	6,25·10-5	2·10-5	8,25·10-5
Отдельные лица из населения	Предел дозы, 0,005 Зв	6,25·10-5	2·10-5	8,25·10-5
	Средняя доза при установленном пределе 0,0005Зв	6,25·10-6	2·10-6	8,25·10-6

катастрофической аварии, подобной Чернобыльской. Изменения в соматических и половых клетках возможны при профессиональном облучении работников атомной промышленности, медицинского персонала, при производстве светящихся циферблатов и др., а также у населения, проживающего в зоне аварии.

Очень высокие дозы, в 6 раз выше международного стандарта для работников атомной промышленности, получает персонал курортов, где применяются лечебные радоновые ванны.

В целом обычный средний уровень доз от излучения, обусловленного техногенными причинами, складывается следующим образом:

- облучение при использовании ионизирующей радиации в медицинских целях - 25 мбэр/год;

- облучение в результате выпадения радиоактивных осадков после ядерных испытаний, аварий - 7 мбэр/год;

- облучение в связи с профессиональной деятельностью - 1 мбэр/год;

- облучение от потребительских товаров и электронных устройств, создающих ионизирующую радиацию - 2 мбэр/год.

Общий уровень составляет около 35 мбэр в течение года, что не превышает 1/3 - 1/5 природного уровня радиации. Однако важен не только общий уровень дозы, но и локализация облучения. Техногенные радионуклиды могут обладать особым распределением в организме и создавать местное облучение в ткани, не адаптированной к нему в процессе эволюции. Так, радиоактивный стронций, попадая в организм даже в небольшом количестве, накапливается в костях и неблагоприятно воздействует на костный мозг, вызывая развитие лейкоза.

Ионизирующие излучения используют в медицине при диагностике болезней (рентгеновское излучение, радиоизотопная диагностика) и лечении больных (лучевая терапия).

Ионизирующее излучение от техногенных источников оказывает на живые существа разрушительное действие, проявляющееся в:

- изменениях соматических клеток, приводящих к развитию злокачественных новообразований и лейкозов;

- генетических мутациях, оказывающих влияние на будущее поколение;

- поражениях плода и зародыша, вследствие облучения матери в период беременности;

- развитии лучевой болезни.

Работа с радиоактивными веществами требует соблюдения норм и правил техники безопасности.

Уровень радиационной обстановки на территории Тюменской области по данным наблюдений в среднем ниже нормы. Вызывает серьезные опасения для будущего тот факт, что по данным правительственной комиссии в Карское море, поблизости от Новой Земли с 1964 г. сброшено 11 тысяч контейнеров с твердыми радиоактивными отходами, объемом 31534 м³ , суммарной активностью 15502 Кюри и 16 тысяч м³ жидких отходов.

На территории Тюменской области в 60-70 г.г. произведено 8 промышленных подземных ядерных взрывов (табл.3.2).

В настоящее время 7 объектов законсервированы и эпизодически проводится их радиационный контроль. Случаев выхода радионуклидов пока не обнаружено.

А впервые атомную бомбу в регионе взорвали в 1969 году в Нижнетавдинском районе Свердловской области в 50 км по прямой от Тюмени. В этих местах охотники добывали лосей с одним глазом, куниц со сросшимися задними ногами, а клюква там - величиной с вишню.

В Свердловской области в 240 км от Тюмени расположена Белоярская АЭС. Два блока первой очереди остановлены в 1981 и 1989 г.г., но до сих пор влияют на радиационную обстановку.

С 1980 г. работает энергоблок второй очереди АЭС мощностью 600 МВт с реактором на быстрых нейтронах. В 5 км юго-восточнее АЭС расположено Ольховое болото площадью 47 га, в котором содержится около 80 Ки радионуклидов. Болото сообщается с рекой Пышма, впадающей в Туру.

В конце 40 годов в 100 км от Челябинска на комбинате "Маяк" был запущен первый в стране реактор для получения оружейного плутония, а отходы производства сбрасывались в реку Теча, приток реки Исеть.

Таблица 3.2. Сведения о подземных ядерных взрывах в Тюменской области

N п/п	Местоположение объекта	Дата проведения взрыва	Глубина ззложения ядерного устройства (м)	Энерговыделение Кт ТЭ	Заказчик
	Нижневартовский р-н, 15 км к северо-востоку от д. Чугунаево	06.10.67	170	до 0.5	Мингазпром СССР
	Тазовский р-н, 190 км к северо-западу от п. Тазовский	14.06.74	550	до 8	Мингео СССР
	Березовский р-н, 115 км к юго-западу от п. Березово	17.10.78	600	до 25	--||--
	Нефтеюганский р-н,130 км к юго-востоку от г. Ханты-Мансийска	04.10.79	840	до 20	--||--
	Октябрьский р-н, 95 км к юго-востоку от п. Нях	10.12.80	2485	до 20	--||--
	Сургутский р-н, 25 км к северу от п. Пим	25.08.84	725	до 15	--||--
	Сургутский р-н, 50 км к востоку юго-востоку от п. Мамонтово	08.06.85	2860	до 2	Мин-нефте-пром СССР
	Пуровский р-н, 30 км к северо-востоку от п. Уренгой	01.08.88	830	до 15	Мингео СССР

В 1957 году на Маяке произошел взрыв, в результате которого в воздух была выброшена почти половина Чернобыльской дозы, след его дошел до Тюмени.

Сейчас на Маяке 2,5 "Чернобыля" сосредоточено в водах о. Карачай, 20 "Чернобылей" - в емкостях-накопителях, в 200 могильниках находится 500 тыс. т твердых отходов, имеется 23 тонны невостребованного плутония, а 500 млн. м³ зараженной воды уже почти заполнили искусственные водоемы в верховьях р. Теча, впадающей в р. Исеть. Радиоактивность в зоне превышает миллиард кюри.

Радиоактивные остатки попадают к нам с Семипалатинского полигона, где с 1949 г. было произведено 467 испытаний ядерного оружия (343 - под землей), и полигона Новая Земля, где с 1955 года проведено 132 испытания (42 - под землей).

В Томской области находится предприятие по переработке радиоактивных отходов Томск - 7, стоки которого постоянно попадают в р. Обь.