|
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.
|
