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

влиянию среды обитания. Так как рождение и физиологическое

Радиозко/іогия {

Рис. 1. Основные научные дисциплины, сопряжен­ ные с радиоэкологией.

развитие человека подчиняются биологическим законам, ра­ диоэкология по праву изучает взаимоотношения с радиацион­ ными факторами внешней среды не только растительных и жи­ вотных организмов, но и самого человека.

§ 3. И О Н И З И Р У Ю Щ Е Е ИЗЛУЧЕНИЕ

Ионизирующее излучение биосферы имеет естественное и искусственное происхождение. Геохимические и биогеохимиче­ ские исследования [17—19] позволили установить, что в резуль-

* Стратификация — слоистое строение, обусловленное различием физиче­ ских свойств слоев.

Технический прогресс, возникновение атомной промышлен­ ности, обусловил появление новых, искусственно созданных (антропогенных) источников ионизирующего излучения, выход которых из-под контроля может сопровождаться обширным загрязнением среды обитания.

Имевшие место до заключения Московского договора испытательные ядерные взрывы привели к тому, что практиче­ ски все вещества, принимающие участие в круговороте, в на­ стоящее время оказались в той или иной мере загрязненными продуктами деления тяжелых ядер или синтеза легких*.

Помимо продуктов ядерных взрывов, появление которых в биосфере следует рассматривать как временное явление, потому что нет сомнения в том, что в конечном счете разум и много­

Как известно, сравнительно большое количество радиоак­ тивных изотопов возникает в активной зоне атомного реактора в результате расщепления ядерного топлива. В ходе периоди­ ческих перезарядок реактора и последующей переработки ис­ пользованных тепловыделяющих элементов (твэлов) эти про­ дукты деления извлекаются и направляются на захоронение в специально устроенные сооружения. Рядом авторов было опре­ делено, что в 2000 г. общая активность долгоживущих продук­ тов деления, образующихся только в реакторах США и Англии, составит около 10й кюри [22].

В некоторых зарубежных странах высокоактивные материа­ лы, заключенные в специальные контейнеры, сбрасывают в глу­ боководные районы моря. Такое мероприятие исключает необ­ ходимость создания дорогостоящих хранилищ, но с течением времени эти контейнеры разрушаются, а долгоживущие радио­ нуклиды включаются в круговорот веществ, вызывая загрязне­ ние бионтов и приобретая статут нового радиационного фактора среды [23].

Определенное значение в постоянном накоплении искусст­ венных радионуклидов в биосфере могут иметь и так называе­ мые малоактивные отходы атомной промышленности или лю­ бых других предприятий. Отходы нередко удаляют путем про­ стого захоронения в грунте и слива в реки или в прибрежные районы моря. Например, в Канаде (Чок-Ривер) отходы атом­ ной промышленности с низкой активностью (вода, охлаждаю­ щая реактор), сточные воды, а также вода из спецпрачечных и

* Выброс радиоактивных продуктов взрыва иногда происходит и при подземных ядерных испытаниях. Так, после подземного ядерного взрыва, произведенного в штате Невада 8/XII 1968 г., в районе 8 городов на западе США было отмечено заметное увеличение уровней радиоактивности воздуха.

12

Т а б л и ц а

Ионизирующие Составляющие радиационного фактора внешней среды

* Особенно для населения высокогорных районов. Обитатели больших глубин океана

формируется двумя агентами, имеющими различную природу и физическую сущность: космическим излучением и "у-излучением

растеризуются исключительно высокой проникающей способ­ ностью. Благодаря этому космическое излучение можно считать вездесущим, оно определяется и в толщах земли, и на значи­ тельных глубинах в воде. Его воздействию непрерывно подвер­ гаются все без исключения аэробионты и педобионты, а также обитатели верхних горизонтов Мирового океана.

ней среды. Найдено, что космические лучи могут проникать в грунт или в водоем на глубины, эквивалентные по плотности столбу воды высотой примерно 1400 м [26].

Проникающая способность у-излучения значительно меньше, чем космических лучей, и колеблется в зависимости от их энер­ гии в широком диапазоне. Чем выше энергия, тем больше их проникающая способность.

Распределение радионуклидов в природе весьма неодно­ родно, в связи с чем было введено понятие о радиоактивных провинциях. Отдельные геохимические ландшафты могут отли­ чаться друг от друга не только по концентрации в их субстра­ тах разных микроэлементов, но и радионуклидов [27, 28]. По­ этому между соответствующими ладшафтами существуют зна­

лежит в диапазоне от нескольких электронвольт до миллионов

тителя.

В табл. 2 приведены некоторые показатели, характеризующие ослабление у-излучения в воздушной и водной средах, в зави­ симости от энергии у-квантов и величины ц. При рассмотрении табл. 2 следует иметь в виду, что плотность мягких тканей жи­ вотных практически эквивалентна плотности воды, в связи с

[30]. Чем выше энергия частицы, тем быстрее она движется й тем меньше вызываемая ею плотность ионизации. По мере рас­ хода энергии скорость движения а-частицы замедляется. К кон­ цу пробега плотность ионизации резко возрастает» образуя так называемый пик Брэгга, а затем быстро падает до нуля.

Часть суммарной дозы

Рис. 2. Парциальный вклад в экспозиционную дозу разноудаленных участ­ ков грунта, загрязненных радиоактивными продуктами ядерного деления.

ности вещества, а биосубстраты в среднем в 730 раз плотнее воз­

установлено, что линейная передача энергии (ЛПЭ), характери­ зующая скорость передачи энергии на единицу пути заряженной частицы, прямо пропорциональна квадрату ее заряда и обратно пропорциональна скорости. Последняя, в свою очередь, обратно пропорциональна массе частицы. Следовательно, ЛПЭ для а-ча- стиц гораздо выше, чем для р-частиц с той же энергией, посколь­ ку а-частица передает энергию на очень коротком расстоянии.

ет 260 кэв/мкм. А так как установлено, что с возрастанием ЛПЭ увеличивается и биологическая эффективность лучевого воздей­ ствия, то вполне понятна роль содержащихся^а^тданях ос-излу­ чателей в формировании дозы внутреннего облучения.

этому для сопоставления разных видов излучения введено по­ нятие относительной биологической эффективности (ОБЭ), за единицу которой принята эффективность у- или рентгеновского облучения. Чем выше ОБЭ излучения, тем меньшая его доза требуется для получения эффекта, равного эффекту, вызывае­ мому у-квантами. Зависимость коэффициентов ОБЭ ОТ Л П И И ЛПЭ на 1 мкм пути в воде представлена в табл. 4.

Т а б л и ц а 4

Зависимость коэффициента ОБЭ от ЛПИ и ЛПЭ [30]

Схематическое рассмотрение возможных форм воздействия находящихся во внешней среде ионизирующих источников на жи­

рактер возможных сочетаний форм воздействия находится в зависимости от местоположения источника радиации относи­ тельно облучаемого объекта; типа радиоактивного распада ну­ клида; энергии частиц, излучаемых нуклидом.

Из приведенного следует также и то, что внутреннее облуче­ ние радионуклидами, испускающими только а - или р-частицы, является обязательным для всех представителей флоры и фауны Земли. Интенсивность такого облучения широко варьирует в за­ висимости от количества инкорпорированных в тканях радиону­ клидов, типа их радиоактивного распада и энергии излучаемых частиц.

Доза внешнего облучения от нуклидов, рассеянных в окру­ жающей среде, зависит от их ядернофизических свойств, коли­ чества, расстояния между ними и объектом облучения и от плот­ ности среды, заполняющей это расстояние.

Последнее условие имеет принципиальное значение, опреде­ ляющее характер формирования дозы внешнего облучения бионтов.

2* 19