книги из ГПНТБ / Перцов Л.А. Ионизирующие излучения биосферы

Нередко даже на весьма ограниченных площадях в резуль­ тате существенного различия в концентрации радионуклидов в

аэробионтов. Такая очаговая концентрация в почве у-излуча-

богаче эманациями. Исследования Л. М. Курбатова, проведен­

Аэральная составляющая радиационного режима является наименее устойчивой по сравнению с другими.

§ 3. ВИДЫ Р А Д И А Ц И О Н Н О Г О Ф О Н А

Как следует из изложенного, ведущее значение в формиро­ вании радиационного фона ландшафта принадлежит двум со­ ставляющим, ответственным за преимущественную часть сум­ марной лучевой нагрузки бионтов: космическому излучению и концентрации радионуклидов в зоне биогенеза. Но удельное значение как первой, так и второй составляющей в формиро­ вании дозы лучевого воздействия в существенноймере зависит от геофизических и геологических условий, общеклиматических явлений, свойственных данному ландшафту, и от образа жизни бионта.

Таким образом, радиационный фон любой территории функ­ ционально связан с ее географическим местоположением (вы­ сота над уровнем моря, географическая широта) и физико-хи­ мическими свойствами подстилающей поверхности. Учитывая

зон; 4) ионизирующих фон приморских районов; 5) умеренный

чения легких эманациями и продуктами их распада, содержа­ щимися во вдыхаемом воздухе.

В согласии с принципом формирования радиационного ре­ жима парциальный вклад составляющих тканевую дозу харак­ теризуется соответствующей кинетикой. Например, в условиях горного ландшафта доза облучения космическим потоком будет последовательно возрастать по мере подъема вверх (h-^hMaKC). От этого ее парциальный вклад в суммарную дозу, поглощен­ ную тканями, будет соответственно увеличиваться, в результате чего облучение космическим потоком будет стремиться к значе­ нию суммарной дозы облучения ткани:

Ас (Л) ~*- А при h -»- Л м а к с . В этих условиях

DK > Dr + DB + Da.

Учитывая основные закономерности формирования составля­ ющих ионизирующего фона ландшафта, можно получить схема­ тизированную, но в то же время и показательную характеристи­ ку основных видов радиационного фона.

этого вида радиационного климата является относительно вы­ сокий вклад космического потока в суммарную дозу облучения бионтов. Если над водой на высоте 1 м над уровнем моря мощ­ ность дозы вторичного космического излучения разными авто­ рами оценивается в пределах 2,5—3,4 мкр/ч, то на высоте 3 км она достигает уже примерно 15 мкр/ч.

На относительно больших высотах вклад космического излучения в суммарную поглощенную тканями бионтов дозу достигает заметных величин, порой существенно превышающих парциальный вклад других составляющих радиационного фона

С ускорением перемещения приземного слоя воздуха содер­ жание в нем радона, торона или актинона убывает. В горных

Кроме периодичного горно-долинного ветра в зоне снежных вершин наблюдается так называемый ледниковый ветер, дую­ щий вниз по склону. Этот ветер не имеет определенной перио­ дичности, так как низкая температура поверхности ледника круглые сутки производит на воздух охлаждающее действие. Воздух, спускающийся по склонам ледника, как правило, беден природными радионуклидами, и поэтому поступление такого воз­ духа в горные долины всегда сопряжено с заметным сниже­ нием концентрации радиоактивных аэрозолей. Например, над ледяным плато Антарктиды радиоактивность воздуха в тысячи

раз ниже, чем активность воздуха Средне-Русской возвышен­ ности.

Все вместе взятое дает основание считать, что для радиа­ ционного климата горного ландшафта характерны следующие отличительные черты: 1) повышенный вклад космического из­ лучения в суммарную лучевую нагрузку аэробионтов, населяю­

многих островах Северного Ледовитого океана. Они имеются в Исландии, на Новой Земле, на Шпицбергене и т. д. В резуль­ тате работ, проведенных гляциологами в течение Международ­ ного геофизического года, найдено, что объем всего льда, .на­ ходящегося на планете, составляет не менее 2 - Ю 7 км3.

Несмотря на суровые климатические условия, формы жизни на ледниках довольно разнообразны. В первой половине теку­ щего столетия во многих пунктах ледникового панциря планеты возникли поселения человека, пока еще немногочисленные, но имеющие определенную перспективу к развитию.

Очевидно, что отдаленные предшественники современных организмов в результате тех или иных причин также вынуж­ дены были обитать в сфере влияния ледникового радиационно­ го фона, который в основном характеризуется следующими осо­ бенностями: 1) крайне слабой величиной мощности дозы у-т- лучения; 2) относительно высокой мощностью дозы космиче­ ского излучения; 3) пониженной концентрацией в воздухе эма­ нации; 4) практическим отсутствием сезонных колебаний в до­ зе внешнего облучения и величины лучевой нагрузки на легкие.

скольких десятков или даже сотен метров. Например, ледник Федченко, залегающий в горах Памира, в отдельных местах имеет толщину около 900 м. Толщина ледяного покрова в окре­ стностях советского антарктического научного поселка Мирный, расположенного в глубине материка (400 км от побережья), превышает 4000 м [7] . Исследователи научной станции Амунд­ сен-Скотт живут на массиве льда толщиной около 2500 м, кото­

Массовый коэффициент ослабления у льда (для у-квантов энергией порядка 2,6 Мэв) приближается к 0,05 см2/г [8] . Это соответствует слою льда <~16 см, вызывающему двукратное ослабление потока квантов. у-Излучение самого льда крайне мало, так как содержание радионуклидов в его толще незна­ чительно.

да) [10]. Его измерения показали, что при толщине снежного

дуктами их распада. Содержание же долгоживущих дочерних

а) слабая мощность дозы у-излучения; б) малая концентрация в воздухе эманации и их коротко-

живущих продуктов распада; в) практически полное отсутствие сезонных колебаний в

интенсивности лучевой нагрузки; г) относительно высокая мощность дозы космического излу­

чения.

В этой связи лучевая нагрузка обитателей ледниковых ландшафтов главным образом возникает за счет космического излучения и воздействия радионуклидов, инкорпорированных в их тканях. Вклад в суммарную тканевую дозу внешнего у-облу- чения и вдыхаемых с воздухом эманации в этих условиях рез­ ко снижается.

Фон районов вечной мерзлоты. Из-за влияния многолетней мерзлоты радиационный фон достаточно обширных прост­ ранств суши характеризуется некоторым понижением концен-

тов распада эманации и вследствие этого меньшей лучевой нагрузкой на органы дыхания аэробионтов. Эта радиационная особенность тундровых и в некоторых случаях приполярных лесных ландшафтов заложена в самом механизме образования мерзлотных горных пород, зону распространения которых неред­

менно сцементированы крепко льдом. Поэтому даже при вы­ сокой концентрации в грунте родоначальников радиоактивных семейств выделение эманации в приземной воздух незначи­ тельно.

По ориентировочным данным, зона вечной мерзлоты охва­ тывает примерно около 10% всей суши. В Советском Союзе ею занята исключительно большая площадь, достигающая прибли­

грунтов измеряется десятками и сотнями метров. Например, на Таймырском полуострове глубина ее достигает 600 м.

Важное значение в снижений концентрации дочерних про­ дуктов распада в бореальном воздухе имеет еще и то, что в се­ верном полушарнии мерзлотой охвачен без разрывов сплош­ ной массив, распространяющийся к северу от Полярного круга. Вокруг Северного Ледовитого океана, как видно из рис. 23, вечная мерзлота залегает широкой полосой, которая вклини­ вается далеко на юг, захватывая Центральную Сибирь. В Аме­ рике вечная мерзлота достигают некоторых районов Канады. Зоны вечной мерзлоты встречаются также на вершинах горных

в летнее время непроницаемым или плохо проницаемым для

та пониженной продукции эманации интенсивность у- и косми­ ческого излучения в этих районах подчиняется всем тем зако­ нам, которые проявляют свое действие и в других климатогеографических зонах. Для механизма формирования радиа-

ционного климата мерзлотных зон наиболее характерна повы­ шенная концентрация некоторых радионуклидов (природных и осколочных) в тканях животных (оленей и карибу), питаю­ щихся многолетними травами, лишайниками и мхами. Увели­ ченное содержание радиоактивных веществ отмечается и в тка­ нях человека, употребляющего в пищу этих животных. Повы­ шенное накопление радиоактивных веществ в теле млекопитаю­ щих мерзлотных зон связано еще и с тем, что для удовлетворе­ ния потребностей в воде они используют снег или талую воду, которая, как известно, содержит больше природных или искус­ ственных радионуклидов, чем дождевая вода. Так, обнаружено,

выше, чем дождя, примерно в три раза. Очевидно, что хрони­ ческое употребление талой воды или снега будет способство­ вать накоплению радиоактивных веществ в теле бионта. Этому способствует и то, что во время снеготаяния стекающая вода омывает растения и почву, что сопровождается сорбцией ра­ диоактивных веществ на их поверхности, а следовательно, их задержкой и последующим включением в метаболические про­ цессы по звеньям биотических цепочек. Особенно большие ко­ личества долгоживущих радионуклидов накапливаются в тка­

эти растения довольно интенсивно сорбируют радионуклиды и поэтому являются важными поставщиками последних в орга­

В прямом соответствии с обнаруженным находится и концент­ рация этого радионуклида в тканях травоядных. Так, в мыш­

тогда как у жителей Англии и США она варьирует в пределах

Таким образом, у аборигенов тундровых ландшафтов доза внутреннего облучения, формируемая инкорпорированными ра­ дионуклидами, может быть так велика, что будет преобладать

ландшафта схематично может быть описана следующим вы­ ражением: DB-+Dr.

§ 5. ИОНИЗИРУЮЩИЙ Ф О Н ПРИМОРСКИХ РАЙОНОВ

Приморский природный радиационный фон с его типичными особенностями можно наблюдать только в узкой прибрежной равнинной полосе шириной до нескольких десятков километ­ ров. Но так как в этой зоне располагаются многие крупнейшие города мира и, как правило, здесь имеет место обильное раз­ витие фауны и флоры, то рассмотрение его некоторых сторон, безусловно, представляет определенный интерес для радиоэко­

воздуха, регулярно наблюдающиеся в теплую солнечную пого­

определяется спецификой этого ландшафта.

Интенсивность космического излучения в приморских рав­

не отличается и степень внутренней лучевой нагрузки обитате­ лей этих районов от таковой для жителей других ландшафтов. Первопричиной ежесуточных и глубоких колебаний концентра­ ции эманации, придающих типичную индивидуальность при­ морскому радиационному климату, являются бризы. Бризом называется ветер у береговой линии моря или большого озера,

ло, намного выше активности воздуха над водой [19], естествен­ но, что изменения в направлении берегового ветра сопровож­ даются и соответствующим изменением активности воздуха по-