ChemNet
 
Химический факультет МГУ

Сборник учебных программ по повышению квалификации персонала


Программа курса
Радон в окружающей среде

Проф. Бекман И. Н.
(до 86 учебных часов)

1. Химические и физические свойства радона. Природные изотопы радона: радон, торон и актинон. Схемы распадов изотопов радона. Процессы накопления и распада изотопов радона и продуктов их распада. Вековые и подвижные равновесия в цепочках распада.
2. Материнские изотопы радона (уран и торий) в природе. Естественные радионуклиды. Радон в окружающей среде. Источники радона, месторождения урана и тория, урановые шахты, нефтяные скважины, тоннели, подземные выработки, хвостохранилища горнодобывающих предприятий, погреба, землетрясения, подземные ядерные взрывы, гейзеры и вулканы, хранилища радиоактивных изотопов, работы по радоновому зондированию скважин, радиохимические научно-исследовательские лаборатории и медицинские учреждения. Важнейшие урановые и ториевые минералы. Радиоактивные воды. Сдвиги равновесий в рядах естественных радионуклидов. Радон, как основной источник атмосферных ионов.
3. Проблема радона.
Бытовой радон, как техногенный радионуклид природного происхождения. Корреляции между концентрацией радона в домах и смертностью населения от рака легких. Радиохимические аспекты проблемы радона: состояние радона в различных средах: воздух, вода, почва, строительные материалы и т.п.; механизмы миграции радона в различных средах и материалах; сдвиги радиоактивных равновесий в системе радон — продукты его распада. Вклады размерных спектров аэрозолей и их адсорбционно-десорбционных характеристик по отношению к элементам радонового ряда в дозовую нагрузку на человека. Радиобиологические аспекты проблемы радона: радон как токсин и как лекарство.
4. Радоновый риск.
Понятие радонового риска и способы его количественной характеристики. Основные компоненты радонового риска: источник-дисперсия-экспозиция-доза-последствия. Современные методики оценки и управления радоновым риском. Вклады различных изотопов радона в интегральный экологический риск. Математическое и программное обеспечение мер по снижению радонового риска. Проблема синергизма: одновременное влияние на экологическую систему продуктов распада радона, химического и микробиологического загрязнений экосистемы.
5. Источники радона.
Материнские радионуклиды радона в различных типах природных сред: горные породы, почва, минеральные источники и др. Влияние различных факторов (плотность породы, ее возраст, пористость, вла-гонасыщенность, интенсивность подвижек пород и др.) на сдвиги равновесия в рядах материнских радионуклидов радона. Качественный и количественный состав источника радона. Степень открытости системы. Эманирование твердых тел за счет эффекта отдачи и за счет диффузии (шар, пластина, цилиндр). Влияние площади поверхности и степени развитости рельефа поверхности (геометрия фракталов) на эманирующую способность. Эманирование порошков. Стационарная и нестационарная эманирующие способности. Эманирование твердых тел в режиме программированного нагрева. Эманирование при химических, механических и радиационных воздействиях на образец. Эманирование пористых сред: влияние пористости, диаметра и извилистости пор, влагонасыщенности пор, температуры, давления и влажности атмосферы и др. параметров на потоки радона из минералов и почвы. Эманирование дисперсионных и слоистых сред. Радонопроницаемость горных пород и почв. Молекулярная и вынужденная диффузия радона в природных объектах и инженерно-технических сооружениях.
6. Миграция радона в окружающей среде (дисперсия).
Основные уравнения массопереноса радона. Моделирование процессов переноса радона в окружающей среде. Ореолы рассеяния изотопов радона и продуктов их распада вокруг источников: точечные источники, протяженные источники, источники однократного действия, постоянные источники, источники радона периодического действия. Источники под осадочными породами. Влияние различных факторов (структура и динамика атмосферы, сила и направление ветра, вид и интенсивность осадков, давление, температура, влажность и запыленность атмосферы, рельеф местности, виды растительности, характер и интенсивность застройки, и др.) на миграцию радона в атмосфере.
Сдвиги равновесия в цепях продуктов распада радона и влияние на них сорбционно-десорбционных процессов на аэрозолях.
Миграция радона в грунтах и почве. Роль грунтовых вод в переносе радона. Сдвиги равновесия в продуктах распада радона. Ореолы рассеяния продуктов распада радона в почве и подпочвенных водах. Распределение радона в системе почва-вода-атмосфера.
Миграция радона в Мировом Океане. Подводные источники радона и трехмерные ореолы рассеяния в морской и пресной воде.
Процессы глобального массопереноса радона по планете. Трансграничный перенос радона.
7. Загрязнение окружающей среды радоном и продуктами его распада.
Загрязнение атмосферы: суточные и сезонные колебания концентрации радона в атмосфере, корреляция колебаний концентраций радона с колебаниями давления, температуры и влажности атмосферы. Размерный спектр аэрозолей и концентрация в атмосфере продуктов распада радона.
Загрязнение местности (почва, растительность, водоемы, наружные стены зданий) "активным налетом". Изотермы сорбции продуктов распада радона на основных компонентах окружающей среды. Термодинамическая и кинетическая составляющие загрязнения местности продуктами распада радона.
Концентрирование продуктов распада радона в биологических компонентах экосистемы.
Предельно допустимые концентрации радионуклидов радонового ряда в воздухе, воде и пище.
8. Доза облучения живых организмов от радона и продуктов его распада.
Переход от концентрации радона в воздухе к поглощенной дозе ионизирующего излучения. Доза от внешнего облучения. Пути и интенсивность поступления продуктов распада радона в организм. Однократное и хроническое поступление. Избирательное накопление радона в критическом органе. Периоды полувыведения радионуклидов радонового ряда из организма. "Рабочий уровень" радионуклидов радонового ряда и эффективный дозовый эквивалент. Фиксированные факторы дозового эквивалента радона и продуктов его распада. Доза от внутреннего облучения, полученная критическим органом и организмом в целом. Доза, поглощенная человеком в конкретной среде за определенный промежуток времени. Доза, полученная популяцией конкретного региона. Факторы, влияющие на дозу, поглощенную респираторным трактом (концентрация радона в помещении, фактор равновесия с дочерними продуктами распада радона, характеристики аэрозолей (например, размерный
спектр), отложение, задержка и очистка респираторного тракта, интенсивность дыхания, количество времени, проведенное в помещении).
9. Медико-биологические последствия облучения радоном.
Влияние радона на изменение иммунного статуса человека и населения в целом, на число заболеваний (в том числе — раком легких) и на число дополнительных смертей. Разрушение нуклеиновых кислот и ускоренное деление клеток. Группы радонового риска (шахтеры, врачи, научные сотрудники). Риск заболевания раком легких при различных уровнях экспозиции. Нелинейный характер зависимости последствий от поглощенной дозы. Корреляция патологического воздействия радона с окружающей микрофлорой, микрофауной, химическими загрязнениями среды, физическими полями и др. факторами. Синергизм радиационных, химических и микробиологических воздействий на организм.
Проблема малых концентраций радона.
Радонотерапия: радоновые ванны в лечении заболеваний, связанных с обменом веществ, заболеваний периферической нервной системы, женского бесплодия, и др.
10. Аналитическое определение радона. Радиометрическая и спектроскопическая аппаратура для анализа
изотопного состава радона. Прямые методы регистрации радона. Определение радона по продуктам его распада: анализ процессов распада и накопления, спектроскопические методики. Эманационные методы анализа (радоновый, тороновый и актиноновый варианты). Определение радона и торона при их совместном присутствии. Метод совпадений. Микро- и авторадиография в анализе радона и продуктов его распада. Пленочные твердотельные (полимерные) детекторы.
Особенности регистрации радона в различных средах (атмосфера, почва, строительные конструкции, вода и др.).
Методы концентрирования радона с целью повышения чувствительности и точности регистрации. Адсорбционные и мембранные методики. Активные фильтры из угольных волокон для поглощения радона. Методы пассивной и активной фильтрации.
Методы исследования состояния радона и продуктов его распада в воздухе или воде. Мембранные методы, ядерные фильтры, планарные адсорбенты.
Аппаратура и методики измерения стационарной и нестационарной радонопроницаемости грунта, строительных материалов и защитных покрытий. Аппаратура для комплексного эманационно-термического анализа материалов.
11. Мониторинг радионуклидов радонового ряда в окружающей среде.
Полевые радиометры, пленочные детекторы.
Качественный и количественный анализ материнских изотопов радона в грунте, воде, почве и строительных материалах. Аппаратура для отбора проб почвенного радона. Отбор проб воды. Радиометрическое определение концентрации радона в пробе воды. Мембрано-абсорбционные методы непрерывного мониторинга радона в воде естественных водоемов. Сравнительный анализ различных способов определения концентрации радона в атмосфере. Определение содержания ко-роткоживущих продуктов распада изотопов радона в атмосфере по методу наведенной активности. Определение короткоживущих продуктов распада радона в воздухе. Анализ радона и торона по кривым распада активного налета в полевых условиях. Экспрессный метод оценки радиационной опасности, связанной с наличием в воздухе короткоживущих продуктов распада радона. Импакторы на базе ядерных фильтров в анализе размерных спектров аэрозолей, их активности и зарядового состояния. Адсорбционные методы мониторинга радона. Определение степени сдвига радиоактивного равновесия на конкретном участке цепочки радиоактивных превращений "активного налета".
12. Радон в жилых помещениях.
Факторы, ответственные за концентрацию радона в помещении (изотопный состав и содержание материнских радионуклидов в грунте под зданием, тип и структура почвы, ее пористость, чередование слоев активного и неактивного грунта, влажность, близость грунтовых вод, адсорбционная активность почвы по отношению к радону и продуктам его распада; метеорологические особенности местности (амплитуда суточного колебания температуры, характер и интенсивность осадков); активный и пассивный транспорт радона из почвы в дом (роль перепада давления между помещением и окружающей средой), диффузия радона в комнату из строительных материалов, выделение радона из воды и энергетических источников, климат, поведение обитателей и скорость вентиляции). Интенсивность поступления радона в жилые помещения по различным путям: Эманирование почвы (за счет отдачи и диффузии), накопление радона в подвалах, поступление радона сквозь трещины фундамента и перекрытий, эсхапяция радона из строительных материалов, поступление радона из окружающей среды через окна или двери, поступление радона с природным газом и артезианской водой, курение. Роль вентиляции (система и интенсивность) и конвективной диффузии радона из-за разности температур в распространении радона по жилым помещениям многоэтажного здания. Установки искусственного климата. Эффект Бернулли (обдувание ветром дома) в поступлении радона из окружающей среды в помещение.
Мониторинг радона и продуктов его распада в воздухе помещений. Эманирующая способность различных типов строительных материалов: дерево, бетон, кирпич, штукатурка и т.п. Радонопроницае-мость почвы, строительных материалов и защитных покрытий (обои, лаки, краски).
Состояние радона и продуктов его распада в комнатной атмосфере. Изотопы в атомарно-дисперсном состоянии и в адсорбированном на аэрозолях виде. Роль аэрозолей (концентрация и физико-химическая природа аэрозоля, распределение по размерам, зарядовое состояние). Процессы сорбции-десорбции изотопов радонового ряда на аэрозолях, распределение активности по размерному спектру. Сдвиги радиоактивных равновесий на аэрозолях. Адсорбция радона и продуктов его распада на поверхностях строительных конструкции, мебели и т.п.
Особенности методик регистрации радона и продуктов его распада в жилых помещениях.
Концентрация радона в жилых помещениях: национальные и региональные особенности. Логнормальное распределение концентрации радона в жилом секторе. Уровни радона на территориях проживания по данным национальных инспекций (в том числе — в критических ареалах).
13. Оптимизация жилых помещений с точки зрения уменьшения радонового риска.
Учет географических, климатических, архитектурных и демографических факторов и особенностей менталитета населения. Радоновая съемка региона застройки. Подбор строительных материалов: низкое содержание материнских изотопов эманации, низкая эманирующая способность, отсутствие сквозных и открытых пор, заделка несплош-ностей в строительных конструкциях. Оптимизация вентиляции и процессов массообмена. Фильтрация воздуха. Создание композитных защитных покрытий с низкой радонопроницаемостью и оптимальными адсорбционными свойствами по отношению к продуктам распада радона. Иммунокоррекция (Тактивин, фитим и др.), как способ повышения устойчивости организма к радиационным воздействиям.
Концепция оптимизации строительства и эксплуатации жилых помещений по экономическим и экологическим критериям (энергопотребление и радиационная безопасность, комфортность, затраты на новое строительство радонозащищенных зданий, модернизацию старых помещений, лечение населения и т.п.).
Международное законодательство по допустимой концентрации радона в жилых помещениях. Уровни предельно допустимого облучения населения продуктами распада радона в различных странах. Решения о ремонте помещения и отселении жителей. Сравнение затрат на лечение больных раком легких со стоимостью мероприятий по уменьшению концентрации радона в домах.
Российская программа "Радонозащищенные жилища".
14. Карты радонового риска.
Распределение урана и тория в различных регионах мира (Чехия, Югославия, Австрия и др.) Карты распределения радона в жилых помещениях стран радонового риска. Корреляции карт бытового радона с картами распределения плотности населения, детских учреждений, домов старой застройки и др. Карты радонового риска.
15. Радон в диагностике окружающей среды.
Радоновые методы исследования структуры и динамики атмосферы. Эманационная диагностика геологических структур с целью выбора мест долговременного захоронения радиоактивных отходов. Радоновые методы предсказания землетрясений. Эманационная съемка при поиске полезных ископаемых. Радон и продукты его распада, как геологические часы. Радон в локализации подземных ядерных взрывов. Радон, как структурно-чувствительный зонд последствий подземных ядерных взрывов.
16. Применение радона в науке и технике. Эманационно-термический анализ твердых тел и твердофазных
процессов. Радиометрический эманационный метод. Микротомография на диффузионных газовых зондах. Радон в медицине — радоновые ванны, медицинская томография. Радоновое зондирование скважин. Радон-222 в диагностике процессов тепло- и массопереноса в жилых помещениях и зданиях.

Литература:
1. А. Н. Несмеянов. Радиохимия. М.: Изд. "Химия", 1972.
2. В. Балек, Ю. Тельдеши Эманационно-термический анализ. Применение в химии твердого тела, аналитической химии и технике. М.: Мир, 1986.
3. В. И. Баранов, А. С. Сердюкова, Л. В. Горбушина, И. М. Назаров, Э. Н. Ефимкина. Лабораторные работы и задачи по радиометрии . М.: Атомиздат, 1966.
4. Д. А. Холэйди, Д. Е. Рашинг, Р. Д. Коулмэн, П. Ф. Вулрич, X. Л. Кузнец, У. Ф.Бэйл. Проблема радона в урановых рудниках. М.: 1961.

содержание



Сервер создается при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований
Не разрешается  копирование материалов и размещение на других Web-сайтах
Вебдизайн: Copyright (C) И. Миняйлова и В. Миняйлов
Copyright (C) Химический факультет МГУ
Написать письмо редактору