Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Радиационный фон Земли.doc
Скачиваний:
0
Добавлен:
27.08.2019
Размер:
135.17 Кб
Скачать

Антропогенный радиационный фон

Антропогенные вмешательства в состав естественного радиационного фона:

  • искусственная (глобальная) концентрация и перераспределение естественных радионуклидов;

  • загрязнение среды экологически новейшими радиоактивными метаболитами ядерно-энергетического происхождения;

  • производство и использование искусственных радионуклидов и других источников ионизирующих излучений в науке, медици­не, промышленности.

Искусственная (глобальная) концентрация фоновых радионуклидов, при добыче и сжигании топлив, переработке руд, произ­водстве и использовании строительных материалов резко меняет фоновое геопопуляционное распределение радиоактивности сре­ды. Наиболее массивны загрязнения такого типа калием (40К), ураном (238U), торием (232Th) от тепловых электростанций: сжи­гание многозольного угля сопровождается последующим выбро­сом сконцентрированных радионуклидов в атмосферу.

Официальное содержание радионуклидов (НКДАР) в угле при­нято равным 50, 20 и 10 Бк/кг соответственно для калия (40К), урана (238U), тория (232Th). В реальных топливах концентрация из­лучателей достигает 320 — 520 Бк/кг (по урану). На планете еже­годно сжигается 3700 Мт угля, что вносит около 0,02 % в есте­ственные лучевые нагрузки на население планеты в целом при преимущественном облучении жителей городов средних и север­ных широт. Сжигание жидких (углеводородных) топлив в двига­телях внутреннего сгорания значительно дополняет аэрозольный состав воздуха городов 14С, 40К.

Помимо глобальных видоизмененных радиационных воздей­ствий определенный вклад в дополнительные экосистемные лу­чевые нагрузки вносят металлургические предприятия, располо­женные практически во всех крупных индустриальных городах стра­ны.

В состав шлаков, аэрозолей здесь, как и при сжигании топлив, входят в основном α-излучатели, которые, частично сконцентри­рованные в мелкодисперсных частицах, участвуют в формирова­нии лучевых нагрузок на население вместе с радоном, выбрасы­ваемым в атмосферу с последующим «стеканием» в приземные слои атмосферы и формированием лучевых нагрузок на системы дыхания населения прилегающих районов.

К собственно антропогенным экологически новейшим излуча­телям от начальных почвенных каналов экосистемной миграции, клеточных мембран до популяционного распределения доз, ме­няющим энергетические спектры и распределение радиационно­го фактора, относятся радионуклиды ядерно-энергетического про­исхождения. Основными источниками равномерного (фонового) включения искусственной радиоактивности в состав среды, за­вершившими переход фактора лабораторной случайности в разряд современных экосистемных воздействий, явились испытания ядерного оружия, послужившие причиной относительно равно­мерного рассеивания радионуклидов (радиоактивных осадков) в Северном полушарии планеты. В период с 1945 по 1991 г. общее число ядерных взрывов на нашей планете составило 2059, в том числе 508 в атмосфере. Наибольшее количество таких взры­вов, соответственно 1085 и 205, произведено в США. На втором месте Россия (СССР) — 715 и 215. Франция осуществила 182 взрыва (45 в атмосфере). Великобритания и Китай — соответственно 42 и 35 (21 и 22 в атмосфере).

После принятия моратория на проведение испытаний ядерно­го оружия отдельные взрывы были осуществлены в Индии и Па­кистане — странах, не присоединившихся к мораторию.

Второе место занимают ядерные реакторы энергетического (АЭС) назначения, вырабатывающие до 30% электроэнергии мира, и исследовательские реакторы, относительно равномерно рассредоточенные в странах Северной Америки, Азии, Европы. В настоящее время в мире функционируют более 500 ядерно-энергетических блоков АЭС, из которых 163 — в странах Западной Европы, 121 — в США и 45 — в России.

Общее число исследовательских и производственных неэнер­гетических реакторов в России близится к 30 (девять из них рас­положены в Москве); число реакторов АПЛ и надводных кораб­лей (по зарубежным материалам) равно 32 (60 % мирового коли­чества). Примерно то же число реакторов исследовательского и технического ряда — в США и странах Европы.

Расчеты (Д. Гофман, 1994) показывают, что суммарная актив­ность среды от АЭС, равномерно распределенная на Евразийском и Американских континентах, при нормальном 10-летнем режи­ме работ действующих ядерных энергетических установок будет равна относительно локальному загрязнению среды от Чернобыль­ской АЭС. Газо-аэрозольные выбросы дополняются жидкими и твердыми отходами энергетических циклов АЭС, требующими последующего захоронения. Суммарное накопленное количество таких отходов в России достигает 200 тыс. м3. Захоронение таких излучателей без риска последующего включения в состав и мета­болизм экосистем представляет серьезную, не решенную оконча­тельно проблему.

Экосистемные радиационные воздействия на население допол­няются искусственными лучевыми нагрузками, не связанными с радиоактивным загрязнением среды. Ведущий вклад в суммарную дозу таких лучевых нагрузок на современного жителя вносит об­лучение в медицинских диагностических и лечебных целях. Часто­та таких радиационных воздействий составляет 200—500 проце­дур на 1000 чел. в год (в США, Германии — до 600). Дозы облуче­ния «среднего жителя» России достигают 0,17 — 0,13 мрад (радио­логические исследования с использованием «меченых» изотопов формируют аналогичные дозы, но на значительно меньшее число ясителей). Мощными излучателями являются экраны телевизоров, дисплеи компьютеров. Внешним многоспектральным радиацион­ным воздействием, вносящим значительный вклад в суммарную дозу на современных жителей, является космическое излучение, резко меняющее свой состав при подъеме на высоту во время рей­совых пассажирских перелетов. В целом вся совокупность радиаци­онных воздействий удваивает величину среднего естественного радиационного фона (табл. 1.11).

Таким образом, радиационная нагрузка на природную среду нашей планеты, и в том числе на человеческий организм, может быть обусловлена рядом как естественных природных факторов, так и антропогенных изменений среды обитания в результате де­ятельности человеческой популяции.

В заключение приведем характеристики естественных и антро­погенных (ядерно-энергетических) радионуклидов (табл. 1.1).

Таблица 1.12 Характеристики основных естественных и антропогенных (ядерно-энергетических) радионуклидов

Радионуклид

Период полураспада

Всасыва­емость, %

Место наибольшего накопления в организме

Время двукратного снижения активности в организме

Средняя

энергия излучателей, МэВ

Среднегодовая фоновая нагрузка, сЗв (мбэр)

α

β

γ

Калий (40К)

1,3×109лет

100

Все тело, голов­ной мозг, эритро­циты

58 сут

0,5

0,16

< 20 в год во всем теле

Углерод (14С)

5730

100

Жировая, костная ткань

Не накап­ливается

4,9 • 10-2

-

1,02 во всем теле, 4,2 в жировой ткани

Радон (222Rn)

220Rn

3,8 сут

54,5 сут

Не вса­сывают­ся

Не накапливают­ся. Облучают верхние дыхатель­ные пути, легкие по типу внешнего излучателя

То же

5,5

1 • 10-5

1 • 10-4

0,002, (≤ 50 на легкие)

Радий (226Ra)

1620 лет

0,5-1

До 80 % в скелете

17 лет

4,7

3,6 ×10-3

6,7×10-3

≤14

Торий (232Th)

1,4-1010 лет

1

Костные ткани, печень

22 года

4,07

1,5 ×10-2

1,3 ×10-3

0,007-0,7

Полоний(209Ро) (дочер­ний продукт радона)

103 года

43

Костная ткань, красный костный мозг, легкие

50 сут

5,75×102

5,8

1,55

0,001 (до 0,002 на легкие)

Стронций

(90Sr),

иттрий (90Y)

29,1 года

5

Все тело, скелет

5700 сут

0,2-0,9 (1,1 в кост­ной ткани)

Фоновое содер­жание в среде 0,045 Ки/км2

Йод (131J)

8,06 сут

100

Щитовидная

железа

7 сут

0,2

0,4

Йод (I29J)

1,57-107 лет

6,4×10-2

2,5 • 10-2

Цезий (137Cs)

30 лет

76

Все тело, почки, печень

138 сут

0,2

0,6

Фоновое содер­жание в среде

0,08 Ки/км2

Цезий (l34Cs)

2,06 года

0,2

1,6

Плутоний

(238(239)Pu)

8,9 • 106 сут

0,35

Легкие (аэрозольное попадание), почки, печень

3,2-104 сут

5,5

1 • 10-2

8 • 10-4

Фоновое содер­жание в среде 0,005 Ки/км2

(0,5-270 в костной ткани)

Таблица 1.1 Искусственные лучевые нагрузки на население

Источник

Число облучаемых в России

Доза, мкГр (мрад)

Рентгенография

50 % населения

5,8-70

14,9-2,7

35,3-131,0

(0,5-7,0)

(0,5-2,3)

(3,5-13,1)

Телевизионные

90-95%

36-54 .

15-7

0,9-2,6

экраны и дисплеи

населения

(3,8-5,4)

(1,5-0,7)

(9-26)*

компьюте­ров (3—5 ч/сут)

Космическое

От 5 до 20 % при

27-46

27-46

27-46

излучение при

длительности

(2,7-4,6)

(2,7-4,6)

(2,7-4,6)

пассажирских полетах

полета от 1 до 8 ч

Светящиеся

1 % населения

12-33

циферблаты

(1,2-3,3)

Всего

≤17 мбэр

≤11,6 бэр

≤20 мбэр

* На щитовидную

железу.

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.