|
Сборник учебных программ по повышению квалификации персонала
Программа курса
Радиоактивность окружающей среды
Канд. хим. наук Сапожников Ю. А.
(до 90 учебных часов)
Представление об истории Солнечной
системы и планеты Земля. Воздействие
ионизирующей радиации на все, живущее на Земле.
Понятие об эффективной эквивалентной дозе.
Основные составляющие средней эффективной
эквивалентной дозы, получаемой за 1 год
человеком, живущим в средних широтах на уровне
моря: радон =55% [1,3 мЗв (миллиЗиверт)]; космическое
излучение - 8%; грунт - 8%; внутреннее облучение - 11%;
рентгеновская диагностика в медицине - 11%;
ядерная медицина - 4%; пища - 3%; другие источники <
1 % (в том числе - глобальные выпадения -< 0,3%;
ядерный топливный цикл - 0,10%).
Ниже каждый из перечисленных источников
воздействия ионизирующего излучения на человека
рассматривается отдельно.
Радон и продукты его распада. Радон-222 с периодом
полураспада 3,8 дня, член радиоактивного
семейства урана-238, присутствующий повсеместно,
хотя и являющийся очень рассеянным элементом.
Непосредственный предшественник радона в этом
семействе - радий-226. Радон, образующийся в почвах,
в строительных материалах, и по трещинам и порам
поступающий в воздух. Короткоживущие продукты
распада радона.
Продукты распада радона в момент их образования -
положительно заряженные ионы, легко
захватываемые различными поверхностями или
аэрозольными частицами. Формы нахождения
продуктов распада в воздухе: а) в виде
элементарных ионов или отдельных атомов; б) в
виде атомов, осевших на аэрозольные частицы (ядра
конденсации), находящиеся в воздухе.
Убыль концентрации радона и короткоживущих
продуктов его распада над сушей с высотой.
Распространение радона и короткоживущих
продуктов его распада по тропосфере, а
долгоживущих и в стратосфере. Торон, находящийся,
в основном, в непосредственной близости к земной
поверхности, а продукт его распада - свинец-212 - в
нижних слоях тропосферы.
Установление радиоактивного равновесия между
радоном и корот-коживущими продуктами его
распада на высоте около 100 м.
Предельное накопление долгоживущих продуктов
распада радона на больших высотах при
доминировании, в основном, свинца-210 и полония-210.
Увеличение концентрации радона в морском
воздухе с ростом высоты.
Превышение концентрации радона в водах рек и
других поверхностных водах (в 103-104 раз) над
значением, равновесным с растворенным в воде
радием.
Попадание продуктов распада радона, постоянно
присутствующих в воздухе, где они, в частности,
ассоциированы с пылевыми частицами, в легкие
человека, где часть из них остается на влажных
внутренних стенках легких, постоянно подвергая
их воздействию излучения последующих членов
цепочки.
Альфа-, бета-, и гамма- излучатели среди продуктов
распада радона.
Космическое излучение и космогенные
радионуклиды. Действие на Землю
высокоэнергетических частиц космического
излучения, прежде
всего протонов очень высоких энергий.
Взаимодействие протонов с ядрами атомов
элементов, входящих в состав атмосферы - ядерные
реакции, сопровождающиеся испусканием других
элементарных частиц. Состав вторичного
космического излучения у поверхности Земли на
уровне моря (около 80% общего количества частиц -
мюоны). Нейтроны в потоке частицу поверхности
Земли.
Образование ядер космогенных радионуклидов
(тритий, углерод-14, фосфор-32 и -33, сера-35 и др.) под
действием протонов и нейтронов космического
излучения в атмосфере. Максимум концентраций
космогенных радионуклидов на высоте 15-20 км. Их
включение в биологический цикл и поступление в
организм человека.
Относительное постоянство скорости образования
космогенных радионуклидов в верхних слоях
атмосферы.
Присутствие в атмосфере радионуклидов,
попадающих в атмосферу с космической пылью (AI-26,
Ве-10 и др.). Максимум их концентраций в зоне
испарения микрометеоритов на высоте 80-100 км.
Образование Ве-7 в атмосфере под действием
быстрых протонов по реакции 14N (p, 2 альфа).
Внутреннее облучение. Равновесные концентрации
включившихся в биологический цикл космогенных
радионуклидов в живых организмах. Углерод-14 и
тритий, входящие в состав тканей человеческого
тела, их определяющий вклад во внутреннее
облучение человека.
Датирование ископаемых останков животных или
человека по С-14. Обеспечение изоляции отбираемых
проб от контакта с современным углеродом при
отборе проб для углеродного датирования.
Образование 14С при взрывах ядерных боеприпасов и
при авариях на предприятиях ядерного топливного
цикла.
Грунт. В грунте присутствуют радионуклиды
уранового и ториево-го рядов, калий-40 и некоторые
другие естественные радионуклиды. Калий-40 - один
из важнейших природных бета- (Е,-макс. = 1,33 МэВ) и
гамма-излучателей (Еу = 1,46 МэВ). Схема распада
калия-40. Изотопный состав калия: К-39 - 93,08 %; К-40 - 0,011
%; К-41 - 6,93 %.
Калий в почвах, минералах, морской воде.
Калийные удобрения. Биогеохимический цикл калия.
Рентгеновская диагностика. Процедура, знакомая
каждому человеку, и сегодня являющаяся важнейшей
мерой раннего обнаружения многих серьезных
заболеваний.
Ядерно-медицинская диагностика. Пока
применяется лишь в сравнительно крупных
медицинских центрах. Наиболее известный пример -
диагностика функции щитовидной железы с
применением иода-131.
В настоящее время существуют способы
диагностики многих заболеваний с использованием
весьма короткоживущих радионуклидов с периодами
полураспада, измеряемыми минутами и секундами,
что существенно уменьшает дозовую нагрузку на
исследуемые органы.
Пища. Поступление с пищей в организм человека как
естественных, так и искусственных радионуклидов.
Главный поставщик искусственных радионуклидов,
таких как стронций-90, цезий-137 и иод-131 в организм
человека, и особенно в детский организм - коровье
молоко. Зависимость поступления стронция-90 с
зерном от особенностей размалывания.
Специальные меры для предупреждения попадания
иода-131 от предприятий ЯТЦ в окружающую среду.
Представление о существующих нормах поступления
радионуклидов в организм человека.
Глобальные выпадения искусственных
радионуклидов в результате ядерных испытаний.
Распространение искусственных радионуклидов в
глобальных масштабах в результате испытаний
ядерного оружия. Проникновение радионуклидов с
грибообразным облаком, возникавшим на месте
ядерного взрыва, в верхние слои атмосферы.
Обеднение стратосферного резервуара в
результате радиоактивного распада и выпадений
на земную поверхность с атмосферными осадками.
Подземные испытания ядерного оружия.
Ядерный топливный цикл. Составляющие ядерного
топливного цикла (ЯТЦ). "Хвосты". Меры,
принимаемые для снижения выбросов и сбросов
радионуклидов в окружающую среду.
Рутинная работа предприятий ЯТЦ. Радиоактивные
аэрозоли. Криптон-85.
Аварийные ситуации на предприятиях ЯТЦ.
Уиндскэйл, Великобритания (1957 г.);
Кыштым (1957 г.); Трехмильный остров, США (1979 г.);
Чернобыль (1986 г.) и др.
Проблема радиоактивных отходов. Поведение
радионуклидов в местах захоронения отходов.
Литература:
1.Л. А. Перцов. Ионизирующее излучение биосферы. М.:
Атомиздат, 1973, С. 292.
2.Н. С. Бабаев, В. Ф. Демин, Л. А. Ильин и др. Ядерная
энергетика, человек и окружающая среда. Под ред.
акад. А.П. Александрова.М.: Энергоиздат, 1981, С. 296.
3.Н. А. Титаева. Ядерная геохимия. М.: Изд. МГУ, 1992, С.
272.
|
