Л абораторная работа №8

Действие фонового облучения на человека

Фоновое облучение человека создается космическим излучением, естественными и искусственными радиоактивными веществами, содержащимися в теле человека и в окружающей среде. Облучение от естественных источников превосходит многие другие источники и является важным фактором мутагенеза, существенного для эволюции живых организмов в биосфере.

Доза космического излучения

Космическое излучение подразделяют на галактическое и солнечное, которое связано с солнечными вспышками. Солнечное космическое излучение играет важную роль за пределами земной атмосферы, но из-за сравнительно низкой энергии ( примерно до 40МэВ) не приводит к заметному увеличению дозы излучения на поверхности Земли. Следует различать первичные космические частицы, вторичные и фотонное излучение, которые образуются в результате взаимодействия первичных частиц с ядрами атомов атмосферы.

Первичные космические частицы составляют в основном протоны, а также более тяжелые ядра, обладающие чрезвычайно высокой энергией ( отдельные частицы до эВ ). Взаимодействуя с атмосферой Земли, эти частицы проникают до высоты 20км над уровнем моря и образуют вторичное высокоэнергетическое излучение, состоящее из протонов, электронов, мезонов, нейтронов, фотонов и т.п. Интенсивность космического излучения зависит от солнечной активности, географического расположения объекта и возрастает с высотой над уровнем моря. При коэффициенте качества облучения нейтронами k=6 эффективная доза космического излучения составляет примерно 300мкЗв/год.

Доза от природных источников

В биосфере Земли содержится более 60 естественных радионуклидов, которые можно разделить на две категории: первичные и космогенные. Первичные подразделены на две группы: радионуклиды уранорадиевого и ториевого рядов и радионуклиды, находящиеся вне этих радиоактивных рядов.

В первую группу входят 32 радионуклида – продукты распада урана и тория; во вторую – 11 долгоживущих радионуклидов( и др.), имеющих от до лет.

Космогенные радионуклиды образуются в основном в атмосфере в результате взаимодействия протонов и нейтронов с ядрами N,O и Ar, а затем поступают на земную поверхность вместе с атмосферными осадками. К ним относят и другие (всего 14 радионуклидов). Главными реакциями образования и являются:

и

и являются космогенными источниками последующего внутреннего облучения человека на Земле. Основными космогенными радионуклидами – источниками внешнего облучения являются .

Внешнее -облучение от указанных естественных радионуклидов вне помещений (зданий ) обусловлено их присутствием в различных природных средах (почве, приземном воздухе, гидросфере и биосфере).

Основной вклад в дозу внешнего -облучения дают -излучающие нуклиды уранорадиевого и ториевого рядов, а также .

Главными источниками внешнего -облучения в воздухе ториевой серии радионуклидов являются и , а в урановом ряду 99% дозы определяется -излучением и . В ряде стран мощность поглощенной дозы в воздухе (на высоте 1м) от радионуклидов, находящихся во внешней среде, колеблется в пределах (от 3,7 до 9,4)·10^-8Гр/ч в зависимости от условий на местности.

В некоторых районах с повышенным содержанием в почве или в воде – эта мощность дозы достигает 2 и 5 Гр/ч.

Среднепопуляционная мощность дозы внешнего облучения под действием этих радионуклидов для населения всего земного шара принята равной 4,5 Гр/ч, а мощность дозы от космогенных радионуклидов 2 Гр/ч.

Если человек находится в помещении, доза внешнего облучения изменяется под влиянием двух противоположно действующих факторов: экранирование внешнего излучения зданием и излучения естественных нуклидов, находящихся в материалах из которых построено здание. В зависимости от содержания в различных строительных материалах мощность дозы в домах изменяется от до 12 Гр/ч. В среднем в кирпичных, каменных, бетонных зданиях мощность дозы в 2-3 раза больше, чем в деревянных домах и домах из синтетических материалов, где она обычно составляет (4 –5 ) Гр/ч.

Внутреннее облучение человека создается радионуклидами, попадающими с воздухом, пищей и водой внутрь организма. Из них наиболее высокий вклад в эффективную дозу дают а также . В целом годовая эффективная доза от естественных источников составляет 2,2 мкЗв.

Э ффективная доза внутреннего облучения в два раз выше, чем доза внешнего облучения. Короткоживущие продукты распада имеют важнейшее значение, поскольку создают около 60% эффективного дозового эквивалента внутреннего облучения, далее следует (13%), короткоживущие продукты распада -13% и (8%). Вклад космического излучения в эффективную дозу внешнего облучения заметно меньше, чем излучение от земли.

Значительно большую дозу получают люди, проживающие высоко над уровнем моря или в районах с высокой природной радиоактивностью. Однако вклад этих районов в годовую глобальную эффективную эквивалентную дозу пока не оценен. В первом приближении глобальная эффективная годовая доза облучения природными источниками ионизирующего излучения составляет по оценкам около 10⁷ чел Зв.