1.2. Излучения земного происхождения

Основными источниками излучения земного происхождения являются радионуклиды, присутствующие в различных природных средах и объектах окружающей среды с момента образования Земли. К ним относятся две группы естественных радионуклидов: первая – это радионуклиды уранорадиевого и ториевого семейств, которые берут свое начало от и (всего 82 радионуклида), вторая – это 11 долгоживущих радионуклидов, находящихся вне этих семейств (, , , , , , , , , , ), относящихся к элементам середины таблицы Менделеева.

Из второй группы радионуклидов лишь играет заметную роль в облучении человека. Его период полураспада равен 1,310⁹ лет. В природном калии содержится 0,01 % радиоактивного вещества и это соотношение постоянно везде, где бы калий ни встречался. Смесь изотопов калия входит в состав мышечной ткани.

Поверхностная активность в почве на уровне корневой системы растений (слой толщиной 20 см) – 300 Бк/м². Удельная активность в овощах и фруктах и других продуктах питания составляет 80–150 Бк/кг.

Внешнее гамма-облучение человека от указанных выше естественных радионуклидов обусловлено их присутствием в различных природных средах (почве, приземном воздухе, гидросфере, биосфере).

Мощность дозы, обусловленная внешним облучением за счет радионуклидов земного происхождения, составляет приблизительно 0,38 мЗв/год. Однако эта величина может существенно колебаться в зависимости от регионов Земли, где различие в содержании урана и тория может приводить к существенному большому значению эквивалентной дозы по сравнению со средним значением.

Некоторые группы населения получают в среднем 1 мЗв/год, а около 1,5 % – более 1,4 мЗв/год. Есть, однако, такие места, где уровни земной радиации значительно выше. В ряде мест Бразилии, главным образом в прибрежных полосах земли, мощность дозы излучения из почвы и скальных пород составляет 5 мЗв/год. Приблизительно 30 тыс. человек непрерывно подвергаются такому уровню облучения. В индийских штатах Керала и Мадрас прибрежная зона длиной 200 км и шириной в несколько сотен метров известна как область интенсивного излучения, в результате чего 100 тыс. человек получают дозу, в среднем равную 13 мЗв/год. Эти территории в Бразилии и Индии являются наиболее хорошо изученными "горячими точками" нашей планеты. Но в Иране, например в городе Рамсер, где бьют ключи, богатые радием, были зарегистрированы уровни радиации до 400 мЗв/год. Известны и другие места на земном шаре с высоким уровнем радиации, например во Франции, Нигерии, на Мадагаскаре.

Наиболее весомый вклад в общую дозу облучения вносит радон. Радон является продуктом распада урана () и тория (). Уран и торий можно обнаружить в незначительных количествах в любой почве, камнях, воде, где они находятся чаще всего в пассивном состоянии. В отличии от урана и тория радон проникает в воздух при высвобождении из земной коры повсеместно. В помещения радон поступает следующими путями:

– проникновением из почвогрунтов через фундамент и перекрытия подвальных помещений здания;

– за счет эксхаляции (выделения) из строительных материалов и изделий, из которых построено здание;

– с водопроводной водой и бытовым газом;

– за счет воздухообмена с атмосферным воздухом.

При кипячении воды и при сжигании газа его концентрация в воздухе закрытых помещений увеличивается.

Концентрация радона в обычно используемой проточной воде мала, но вода из некоторых глубоких артезианских скважин содержит много радона. По современным оценкам, около 1 % населения Земли потребляют воду с удельной активностью до 100 Бк/л. Основная опасность радона исходит не от питья воды (если вода кипяченая, то радон практически улетучивается), а при попадании в легкие водяных паров с высоким содержанием этого газа (душ, мокрая парная и т.п.). В природный газ, как и в воду, радон попадает под землей. В процессе хранения или транспортировки большая часть радона распадается и улетучивается. Тем не менее, при отсутствии эффективной вентиляции концентрация радона на кухне может быть выше, чем в жилых помещениях. Радон имеет период полураспада 3,8 сут, в 7 раз тяжелее воздуха, поэтому при высвобождении из земной коры он накапливается в подвалах и первых этажах зданий. Радон попадает в организм человека с вдыхаемым воздухом, но максимальную дозу человек получает, находясь в закрытом помещении нижних этажей зданий. Радон, являясь альфа-активным радионуклидом, представляет опасность для человека только при внутреннем облучении, попадая в организм через дыхательные пути и поражая легочную ткань. Допустимая норма содержания радона составляет 100 Бк/м³ воздуха.

Эквивалентная доза внутреннего облучения человека за счет естественных радионуклидов, попадающих в организм человека с воздухом, пищей и водой в основном формируется следующими радионуклидами: , , , , а также и и оценивается в 1,5 мЗв.

В соответствии с приведенными данными (табл. 8), для населения Земли в целом принято, что среднегодовая эффективная эквивалентная доза облучения человека составляет 2,2 мЗв.

Таблица 4. Структура годовой эквивалентной дозы, получаемой населением от естественных источников радиоактивности для районов с нормальным уровнем радиации

Источники излучения	Годовая эффективная эквивалентная доза, мЗв
	внешнее облучение	внутреннее облучение	Суммарная доза
Космическое излучение:
1) ионизирующая компонента	0,28	–	0,28
2) нейтронная компонента	0,042	–	0,042
3) космогенные радионуклиды	–	0,015	0,015
Всего:	0,322	0,015	0,337
Излучение земли:
1) калий-40	0,12	0,178	0,3
2) урановый ряд	0,1	1,14	1,24
3) ториевый ряд	0,16	0,18	0,34
Всего:	0,38	1,5	1,88
Итого:	0,7	1,5	2,2