3. Дозы естественного облучения.

На биосферу Земли непрерывно действует космическое излучение, а также потоки α-, β-частиц, γ-квантов в результате излучения различных радионуклидов, рассеянных в земной коре, воде подземных источников, реках, морях, океанах, в воздухе. Кроме того, радионуклиды входят в состав живых организмов. Совокупность излучений этих радиоактивных источников называется естественным радиоактивным излучением. Наиболее распространённые на Земле радионуклиды – это , и , а также радионуклиды, составляющие ряд урана.

Изотоп радона распадается и даёт α-излучение, которое сопровождается испусканием γ-фотона.

В массе стабильного всегда содержится около 0,01% изотопа , ядра которого, распадаясь, образуют , β- и γ-излучение. Этот изотоп калия содержится в почве, удобрениях, а также в головном мозге, мышцах, селезёнке и костном мозге. Так у человека массой 70кг содержится в организме около 0,021г радионуклида . Период полураспада составляет 1,3·10⁹ лет. Легко рассчитать, что каждую секунду в нашем организме распадается 5·10³ атомов . Но это не представляет для нас опасности, и, по-видимому, является необходимым для развития организма, так как зарождение и развитие жизни на Земле всегда сопровождались этим процессом.

Космическое излучение состоит из потоков протонов, α-частиц, ядер некоторых элементов, потоков электронов, фотонов и нейтронов. Частицы высоких энергий, взаимодействуя с атмосферой, образуют в результате ядерных реакций серию радионуклидов ( , , ) и потоки нейтронов и протонов. Это вторичное излучение проникает в нижние слои атмосферы и воздействует на биосферу.

В результате этого природного как внешнего, так и внутреннего облучения средняя мощность дозы составляет около 2 мЗв в год (200 мбэр). Причём примерно 2/3 этой дозы (135 мбэр) человек получает от радиоактивных изотопов, попавших в организм с пищей, водой, воздухом (внутреннее облучение), и 65 мбэр от внешнего облучения. Важно отметить, что природный радиоактивный фон, оказывая влияние на развитие жизни на Земле, является неотъемлемой частью сферы обитания человека. Нарушения радиоактивного фона опасны для существования биосферы и могут привести к непоправимым последствиям.

Причиной увеличения радиоактивного фона является деятельность человека. Создание крупных промышленных предприятий, энергетических источников, военной техники и др. могут приводить к локальным изменениям фона. Но наиболее опасными причинами являются выбросы радиоактивных частиц, которые могут возникнуть при ядерных взрывах или при эксплуатации атомных электростанций (АЭС). Так, например, при аварии на Чернобыльской АЭС произошли выбросы, радионуклидов: (период полураспада Т=8 дней, даёт γ-излучение), (Т=29 лет, даёт β^--излучение), (T=30 лет, даёт β^-- и γ-издучения). Эти изотопы могут накапливаться в организме, вызывая в нём нарушения деятельности, как отдельных органов, так и организма в целом. Так, накапливается в щитовидной железе, и уже 0,35 мг радиоактивного йода опасна для жизни (ежесуточная потребность стабильного йода около 150 мг). Изотоп накапливается в костной ткани, а изотоп равномерно распределяется в клетках организма.

Предельно допустимой биологической дозой для человека при профессиональном облучении считается 5 бэр в год. Для населения установлена предельная доза в 10 раз меньшая –0,5 бэр в год. Минимальная летальная доза условно принята 600 бэр при облучении всего тела.

Иногда радиоактивный фон оценивается по мощности излучения. Так нормальный естественный фон не должен превышать 20 мкР/ч. Для районов, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате чернобыльской аварии были установлены нормы: для зоны эвакуации – 5 мР/ч и для зоны отчуждения – 20 мР/ч. Предельно допустимая удельная активность загрязнённой площади считается равной 15 Ки/км². Установлены и нормы удельной активности радионуклидов в продуктах питания: зерно для хлебопродуктов 1,6·10^-8 Ки/кг; мука, крупа - 1·10^-8 Ки/кг; детское питание всех видов - 1·10^-8 Ки/кг.