38 Естественные источники ионизирующих излучений

Космическое излучение. Это ионизирующее излучение, падающее на поверхность Земли из мирового пространства. Первичное космическое излучение образуется на поверхности звезд. Оно состоит в основном из ядер легких атомов:водорода – протонов (79%), гелия – альфа-ча­стиц (20%), лития, бериллия, бора, углерода, азота, кислорода и дру­гих элементов. Лишь немногие частицы достигают поверхности Земли, т. к. они взаимодействуют с ато­мами воздуха, рождая потоки частиц вторичного космического из­лучения (в основном мезоны (70%), электроны и позитроны (26%), гамма-кванты, быстрые нейтроны).

Для оценки биологического воздействия вторичное космическое излучение делят по уровню энергии и составу на четыре компонента:

мягкий, или малопроникающий (объединяет электроны, позит­роны, гамма-кванты и частично быстрые протоны с энергиями по­рядка 100 МэВ);жесткий, или сильнопроникающий (в основном мезоны с энергиями порядка 600 МэВ, небольшого количества сверхбыстрых протонов с энергией более 400 МэВ,альфа-частиц);сильноионизирующий (содержит продукты ядерных расщепле­ний: протоны, альфа-частицы, дейтроны, тритоны и более тяжелые осколки ядер с энергией 10-15 МэВ);нейтронный (нейтроны различных энергий).На уровне моря космическое излучение состоит в основном из мягкого и жесткого компонентов. Мягкий компонент поглощается слоями свинца толщиной 8-10 см и железа – 15-20 см, жесткий проходит через свинец толщиной более 1м. Частицы мягкого и жесткого компонентов, обладая большими энергиями в веществе, создают наименьшую плотность ионизации. Поэтому их относительная биологическая эффективность (ОБЭ) приравнивается к 1. Частицы сильноионизирующего компонента имеют большую плотность ионизации. Их ОБЭ равна 10. Доза космических лучей в биологических тканях на 11% больше, чем в воздухе, т. к. сверхбыстрые нейтроны, сталкиваясь с ядра­ми атомов С, N и О в тканях, вызывают их расщепле­ние с образованием быстрых нейтронов, которые создают дополнительную ионизацию.Природные радиоактивные вещества. Среднегодовая доза для человека составляет около 1,2 мГр на го­нады и 1,3 мГр на скелет и считается безопасной.

Фоновая доза обусловлена внешним и внутренним облучением биологических объектов, включая человека и животных, различными источниками радиоактивного излучения. Внешнее облучение происходит от космического излучения, естественных и искусственных радиоактивных источников из окружающей среды. Нормативный уровень гамма-фона (мощность экспозиционной дозы) считается до 20 мкР/ч.Внутреннее облучение связано с поступлением радионуклидов в организм человека и животных, прежде всего по пищевым и кормовым цепочкам, а также с воздухом и через кожу.

39 Искусственные источники ионизирующих излучений

Искусственные (техногенных) источники ионизирующего излучения используются в промышленности, энергетике, медицине .

Медицина. В настоящее время основной вклад в дозу, полученную человеком от искусственных источников радиации, вносят медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением облучения.Медицинское облучение отличается от облучения другими источниками тем, что людей облучают преднамеренно. Оправдание целесообразности такого облучения заключается в том, что польза превышает риск. Рентгенодиагностика в медицине подразделяется на рентгенографию и рентгеноскопию. Рентгеновские установки являются наиболее распространенными источниками искусственного облучения.

Чаще других органов рентгеновским исследованиям подвергаются зубы, грудная клетка и конечности. Однако, эффективные дозы от этих исследований относительно низкие - обычно 20 мЗв (0,002 бэр) - в стоматологических исследованиях или при одном снимке грудной клетки.

Наибольший вклад в дозу от рентгеновского излучения в медицине вносят исследования желудка (с бариевой кашей), нижних отделов кишечника (бариевая клизма) и мочевыделительной системы (внутривенная урограмма). Каждое из этих исследований включает применение контрастных веществ для получения четкого изображения мягких тканей. В результате изготовление большого числа снимков при этих исследованиях пациент получает дозы, которые в сотни раз выше, чем дозы при обычных исследованиях зубов или грудной клетки.

Рентгенотерапия - это метод лечения заболевания путем воздействия на очаг рентгеновского излучения. Рентгенотерапия используется исключительно при лечении злокачественных заболеваний в целях излечивания тяжелых проявлений болезни. Для этого наиболее часто применяют пучки высокоэнергетического излучения от источника кобальта-60.

На ткань-мишень подаются высокие дозы (десятки Грэй), в то время как окружающие здоровые ткани остаются по возможности необлученными. Дозы при рентгенотерапии очень высоки, и поэтому эта процедура считается тяжелой. Её применяют только при чрезвычайно серьезных обстоятельствах, когда другие виды лечения не дают эффективных результатов

Глобальные эффекты ядерных испытаний ,Ядерная энергетика и промышленность

40.Возможность загрязнения внешней среды при использовании радиоактивных веществ в сельском хозяйстве, медицине, биологии и др.Радиоактивные вещества поступают во внешнюю среду в резуль­тате испытаний ядерного и термоядерного оружия, в качестве отходов промышленных и энергетических реакторов и в результате аварийных ситуаций на этих установках, в результате транспортировки и хранения радиоактивных отходов. Например, при сбрасывании радиоактивных отходов в реку Ко­лорадо (США) было зарегистрировано увеличение содержания радионук­лидов в 400 раз.

Химические свойства радионуклидов обусловлены местом расположения элемента в периодической системе Д. И. Менделеева. Высокой химической активностью обладают радионуклиды элемен­тов I группы и галогенов, которые не образуют труднорастворимых соединений, менее подвижны нуклиды щелочноземельных элемен­тов. Наименьшей химической активностью обладают радионукли­ды редкоземельных элементов, таких, как цирконий и ниобий, а так­же радионуклиды трансурановых элементов.При радиационных авариях на атомных электростанциях проис­ходит выброс в окружающую среду большого количества радиоак­тивных веществ, которые загрязняют среду обитания всего живого на Земле, в том числе и сельскохозяйственные угодья. При этом ус­тановлено, что основное воздействие излучения на население обус­ловлено потреблением продуктов питания, выращенных на загряз­ненных территориях, и в основном молока. К настоящему времени в мире произошло несколько крупных радиационных аварий, среди которых наибольший ущерб нанесла чернобыльская. При радиационной аварии выделяют несколько периодов в раз­витии радиационной ситуации. Первый период называют периодом йодной опасности. Вследствие короткого периода полураспада изотопов йода этот период непродолжителен и завершается в течение нескольких месяцев. При поедании животными загрязненных йодом кормов происходит его интенсивный переход в молоко и мясо. Второй период в развитии радиационной обстановки начинает­ся после распада короткоживуших радионуклидов и сопровождает­ся преимущественно некорневым загрязнением кормовых угодий. Заканчивается этот период с завершением первого послерадиационного срока вегетации растений. Третий период радиоэкологической ситуации в агропромышлен­ном комплексе начинается со второго срока вегетации растений пос­ле радиационных выпадений. В этот период основным путем поступ­ления радионуклидов в растения является корневой. Продолжитель­ность периода может быть несколько десятков лет, если в составе аварийных выбросов присутствует большое количество долгоживущих изотопов Cs, Sr, Pu и др. 

РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЛЕСНЫХ ФИТОЦЕНОЗОВ

При выпадении радиоактивных веществ на территории лесных массивов значительная часть радионуклидов опускается и задержи­вается кронами деревьев, осаждаясь на листьях, хвое и коре, другая их часть попадает под полог деревьев в травяной покров, лесную подстилку и почву. Доля радионуклидов, задерживающихся в поло­ге леса, варьирует в зависимости от состава, сомкнутости, формы и фазы вегетации древесной растительности

Во время аварии на ЧАЭС наибольшему радиоактивному загряз­нению подверглись лесные фитоценозы, особенно хвойные. В них выпало радионуклидов в 3...5 раз больше, чем на пашне и лугах. Леса служили естественными фильтрами, задерживающими радиоактив­ные аэрозоли. При радиоактивном загрязнении естественных фи­тоценозов наблюдается большое разнообразие.