Лекция 1.Ионизирующее излучение.
Ионизирующие излучения (ИИ) — потоки элементарных частиц
(электронов,
позитронов,
протонов,
нейтронов)
и
квантов
электромагнитной энергии, прохождение которых через вещество
приводит к ионизации (образованию разнополярных ионов) и
возбуждению его атомов и молекул.
Ионизация — превращение нейтральных атомов или молекул в
электрически заряженные частицы - ионы.
ИИ попадают на Землю в виде космических лучей, возникают в
результате радиоактивного распада атомных ядер (альфа и бета-частицы,
гамма— и рентгеновские лучи), создаются искусственно на ускорителях
заряженных частиц.
Радиоактивность — самопроизвольный распад ядер атомов
нестабильных химических элементов (изотопов), сопровождаюшийся
выделением (излучением) потока элементарных частиц и квантов
электромагнитной энергии. При взаимодействии такого потока с
веществом происходит образование ионов разного (положительного и
отрицательного) знака, поэтому это явление называют еще ионизирующим
излучением.
Альфа-излучение - поток положительно заряженных частиц - ядер
гелия. В настоящее время известно более 120 искусственных и
естественных альфа-радиоактивных ядер, которые, испуская а-частиц,
теряют 2 протона и 2 нейтрона. Скорость частиц при распаде составляет 20
тыс. км в секунду. При этом альфа-частицы обладают наименьшей
проникающей способностью, длина их пробега (расстояние от источника
до поглощения) в теле равна 0.05 мм, в воздухе - 8—10 см. Они не могут
пройти даже через лист бумага, но плотность ионизации на единицу
величины пробега очень велика (на 1 см до десятка тысяч пар), поэтому
эти частицы обладают наибольшей ионизирующей способностью и опасны
внутри организма.
Бета-излучение представляет собой поток электронов или
позитронов ядерного происхождения. Позитрон– элементарная частица,
подобная электрону, но с положительным знаком заряда (античастица
электрона). Физические параметры электронов ядерного происхождения
(масса, заряд) такие же, как и у электронов атомной оболочки.
Обозначаются бета-частицы символами β- или е-, β+ или е+.
В настоящее время известно около 900 бета-радиоактивных
изотопов. Масса бета-частиц в несколько десятков тысяч раз меньше
альфа-частиц, но они обладают большей проникающей способностью. Их
скорость равна 200-300 тыс. км/с. Длина пробега потока от источника в
воздухе составляет 1800 см. в тканях человека - 2,5 см. Бета-частицы
полностью задерживаются твердыми материалами (алюминиевой
пластиной в 3,5 мм, органическим стеклом); их ионизирующая
способность в 1000 раз меньше, чем у альфа-частиц.
Гамма-излучение - электромагнитное излучение с частотой около
20
10 Гц и длиной волны от 1 • 10-7 м до 1 • 10-14 м; испускается при
торможении быстрых электронов в веществе. Оно возникает при распаде
большинства радиоактивных веществ и обладает большой проникающей
способностью; распространяется со скоростью света. В электрических и
магнитных полях гамма-лучи не отклоняются. Это излучение обладает
меньшей ионизирующей способностью, так как плотность ионизации на
единицу длины очень низкая.
Рентгеновское излучение может быть получено в специальных
рентгеновских трубках, в электронных ускорителях, при торможении
быстрых электронов в веществе и при переходе электронов с внешних
электронных оболочек атома на внутренние, когда создаются ионы.
Рентгеновские лучи, как и гамма-излучение, обладают малой
ионизирующей способностью, но большой глубиной проникновения.
Нейтроны (нейтронное излучение) — поток электронейтральных
частиц атомного ядра, их масса в 4 раза меньше массы альфа-частиц.
Время их жизни - около 16 мин. Нейтроны не имеют электрического
заряда. Длина пробега медленных нейтронов в воздухе составляет около
15 м, в биологической среде - 3 см; для быстрых нейтронов соответственно 120 м и 10 см. Последние обладают высокой проникающей
способностью и представляют наибольшую опасность.
Выделяют два вида ионизирующих излучений:
• корпускулярное, состоящее из частиц с массой покоя, отличной от
нуля (aльфа-, бета- и нейтронное излучения);
• электромагнитное (гамма— и рентгеновское излучение) - с очень
малой длиной волны. Для оценки воздействия ионизирующего излучения
на любые вещества и живые организмы используются специальные
величины - дозы излучения.
Основная
характеристика
взаимодействия
ионизирующего
излучения и среды - это ионизационный эффект. В начальный период
развития радиационной дозиметрии чаще всего приходилось иметь дело с
рентгеновским излучением, распространявшимся в воздухе. Поэтому в
качестве количественной меры поля излучения использовалась степень
ионизации воздуха рентгеновских трубок или аппаратов. Количественная
мера, основанная на величине ионизации сухого воздуха при нормальном
атмосферном давлении, достаточно легко поддающаяся измерению,
получила название экспозиционная доза.
Экспозиционная доза определяет ионизирующую способность
рентгеновских и гамма-лучей и выражает энергию излучения,
преобразованную в кинетическую энергию заряженных частиц в единице
массы атмосферного воздуха. Экспозиционная доза - это отношение
суммарного заряда всех ионов одного знака в элементарном обьеме
воздуха к массе воздуха в этом объеме. В системе СИ единицей измерения
экспозиционной дозы является кулон, деленный на килограмм (Кл/кг).
Внесистемная единица - рентген (Р). 1 Кл/кг = 3880 Р.
При расширении круга известных видов ионизирующего излучения
и сфер его приложения оказалось, что мера воздействия ионизирующего
излучения на вещество не поддается простому определению из-за
сложности и многообразности протекающих при этом процессов.
Важнейшим из них, дающим начало физико-химическим изменениям в
облучаемом веществе и приводящим к определенному радиационному
эффекту, является поглощение энергии ионизирующего излучения
веществом. В результате этого возникло понятие поглощенная доза.
Поглощенная доза показывает, какое количество энергии излучения
поглощено в единице массы любого облучаемого вещества, и определяется
отношением поглощенной энергии ионизирующего излучения на массу
вещества. За единицу измерения поглощенной дозы в системе СИ принят
грэй (Гр). 1 Гр - это такая доза, при которой массе 1 кг передается энергия
ионизирующего излучения 1 Дж. Внесистемной единицей поглощенной
дозы является рад. 1 Гр = 100 рад.
Изучение отдельных последствий облучения живых тканей показало,
что при одинаковых поглощенных дозах различные виды радиации
производят неодинаковое биологическое воздействие на организм.
Обусловлено это тем, что более тяжелая частица (например, протон)
производит на единице пути в ткани больше ионов, чем легкая (например,
электрон). При одной и той же поглощенной дозе радиобиологический
разрушительный эффект тем выше, чем плотнее ионизация, создаваемая
излучением. Чтобы учесть этот эффект, было введено понятие
эквивалентной дозы.
Эквивалентная доза рассчитывается путем умножения значения
поглощенной дозы на специальный коэффициент - коэффициент
относительной биологической эффективности (ОБЭ) или коэффициент
качества. Значения коэффициента для различных видов излучений
приведены в табл. 1.
Таблица 1
Коэффициент относительной биологической эффективности для
различных видов излучений
Единицей измерения эквивалентной дозы в СИ является зиверт (Зв).
Величина 1 Зв равна эквивалентной дозе любого вида излучения,
поглощенной в 1 кг биологической ткани и создающей такой же
биологический эффект, как и поглощенная доза в 1 Гр фотонного
излучения. Внесистемной единицей измерения эквивалентной дозы
является бэр (биологический эквивалент рада). 1 Зв = 100 бэр.
Одни органы и ткани человека более чувствительны к действию
радиации, чем другие: например, при одинаковой эквивалентной дозе
возникновение рака в легких более вероятно, чем в щитовидной железе, а
облучение половых желез особенно опасно из-за риска генетических
повреждений. Поэтому дозы облучения разных органов и тканей следует
учитывать с разным коэффициентом, который называется коэффициентом
радиационного риска. Умножив значение эквивалентной дозы на
соответствующий коэффициент радиационного риска и просуммировав по
всем тканям и органам, получим эффективную дозу, отражающую
суммарный эффект для организма. Взвешенные коэффициенты
устанавливают эмпирически и рассчитывают таким образом, чтобы их
сумма для всего организма составляла единицу. Единицы измерения
эффективной дозы совпадают с единицами измерения эквивалентной дозы.
Она также измеряется в зивертах или бэрах.
Коэффициенты радиационного
риска для разных тканей (органов) человека при равномерном облучении
всего тела, рекомендованные Международной комиссией по радиационной
защите для вычисления эффективной эквивалентной дозы.
Радиоактивные вещества и их активность
Радиоактивные вещества принято оценивать по их активности.
Активность определяется числом распадов, происходящих в данном
количестве вещества за единицу времени. Активность изотопа чаще
определяется периодом полураспада.
Период полураспада радиоактивного изотопа — промежуток
времени, за который число радиоактивных атомов данного изотопа
уменьшается вдвое.
Наиболее опасны те радиоактивные вещества, период полураспада
которых близок к продолжительности жизни человека. Большую
опасность
для
здоровья
человека
представляют
наиболее
распространенные в природе изотопы, например, стронинй-90 (имеющий
период полураспада 28 лет) и цезий-137 {период полураспада 33 года). Из
короткоживуших радиоактивных изотопов наиболее распространен радон222, составляющий 1/3 естественной радиации. Период его полураспада
равен 3,8 суток.
В системе СИ активность измеряется в беккерелях (Бк). 1 Бк равен
одному распаду ядра в секунду. Часто пользуются внесистемной единицей
- кюри (Ки); I Ки = 3,7 • 1010 Бк.
Воздействие ионизирующего излучения на живые организмы
Биологическое действие ионизирующих излучений на организм
имеет ряд особенностей:
· неся в себе огромную опасность для здоровья и жизни, оно
неощутимо человеком существует скрытый (инкубационный) период
проявления действия ионизирующего излучения, который может быть
весьма продолжительным;
· одним из видов последствий облучения являются так называемые
генетические эффекты – разнообразные наследственные заболевания,
возникающие в результате мутаций (изменений) в половых клетках;
· получаемые человеком дозы излучений накапливаются в организме
(кумулятивный эффект), поэтому вероятность возникновения заболеваний
пропорциональна длительности воздействия радиации;
· наиболее чувствительны к облучению дети в период роста;
· степень чувствительности к облучению различных органов и
тканей человека неодинакова;
· радиочувствительность живых организмов также весьма различна
(смертельная доза для бактерий в 100 раз превышает дозу для
млекопитающих).
В зависимости от вида радиационно опасного объекта, масштабов и
опасности последствий существует несколько различных классификаций
радиационных аварий, происшествий и инцидентов. В табл. 2 приведена
одна из них, принятая Международным агентством по атомной энергии
(МАГАТЭ) для оценки происшествия.
Таблица 2
Международная
шкала
адаптированная для России
опенки
происшествий
па
АЭС,
Зоны радиационноопасных объектов
В период функционирования РОО с целью профилактики и контроля
выделяют две основные зоны безопасности:
· санитарно-защитпая зона (СЗЗ) —территория вокруг объекта, на
которой уровень облучения люден в условиях нормальной эксплуатации
объекта может превысить предельно допустимую дозу (ПДД);
· зона наблюдения — территория, где возможно влияние
радиоактивных сбросов и выбросов РОО и где облучение проживающего
населения может достигать установленной предельно допустимой дозы.
На случай радиационной аварии рассматривают 5 зон, имеющих
различную степень опасности для здоровья людей:
· зона возможного опасного радиоактивного загрязнения —
территория, в пределах которой прогнозируются дозовые нагрузки, не
превышающие 10 рад в год;
· зона ограничений — территория, в пределах которой доза гаммаизлучения может превысить 10 рад (но не более 25 рад), а доза облучения
щитовидной железы радиоактивным йодом - не более 30 рад;
· зона профилактических мероприятий — территория, в пределах
которой доза внешнего гамма-излучения населения за время
формирования радиоактивного следа выброса при аварии на РОО может
превысить 25 рад (на не более 75 рад), а доза облучения щитовидной
железы радиоактивным йодом составляет около 30 рад (максимально - 50
рад);
· зона экстренных мер защиты населения — территория, в пределах
которой доза внешнего гамма-излучения населения может превысить 75
рад, а доза внутреннего облучения щитовидной железы радиоактивным
йодом - 250 рад;
· зона радиационной аварии — территория, на которой могут быть
превышены пределы дозы и пределы годового поступления.
После стабилизации радиационной обстановки в районе аварии
устанавливаются зоны:
· зона отчуждения (загрязнение по гамма-излучению - свыше 20
мрад/ч; по цезию – свыше 40 Ки/км2; по стронцию - свыше 10 Ки/км2);
· зона временного отселения (загрязнение по гамма-излучению - от 5
до 20 мрад/ч; по цезию - от 15 до 40 Ки/км2; по стронцию - от 3 до 10
Ки/км2);
· зона жесткого контроля (загрязнение по гамма-излучению - от 3 до
5 мрад/ч; по цезию - до 15 Ки/км2; по стронцию - до 3 Ки/км2).
Мощность дозы естественного (природного и техногенного)
радиоактивного фона на территории РФ составляет 0,01—0.02 мР/ч.
Согласно Федеральному закону «О радиационной безопасности
населения» №3-ФЗ от 9 января 1996 г. и поправке к ст. 9 от 1999 г. с
января 2000 года для населения средняя годовая эффективная доза равна
0,001 зиверта или эффективная доза за период жизни (70 лет) - 0,07
зиверта; в отдельные годы допустимы большие значения эффективной
дозы при условии, что средняя годовая эффективная доза, исчисленная за
пять последовательных лет, не превысит 0,001 зиверта.
После
Чернобыльской
аварии
в
РФ
установлены
следующие допустимые пределы радиационного фона:
· 15-19 мР/ч (миллирентген в час) - безопасно;
· 20-60 мР/ч - относительно безопасно;
· 61-120 мР/ч - зона повышенного внимания;
· 121 мР/ч и более - опасная зона.
Международная комиссия по радиационной защите (МКРЗ)
рекомендует считать предельно допустимую дозу (ПДД) разового
аварийного облучения - 25 бэр; ПДД профессионального хронического
облучения - до 5 бэр в год; для ограниченных групп населения - 0,5 бэр.
Генетически значимые дозы для населения находятся в пределах 7-55
мбэр/год.
Доза облучения может быть однократной и многократной.
Однократным считается облучение, полученное за первые четверо суток.
Если продолжительность облучения превышает этот срок, то оно
считается многократным.
При облучении человека дозой менее 100 бэр отмечаются лишь
легкие реакции организма, проявляющиеся в формуле крови, изменении
вегетативных функций.
При дозах более 100 бэр развивается острая лучевая болезнь,
тяжесть течения которой зависит от дозы облучения. Признаки
поражения организма человека при превышении так называемых
пороговых значений доз облучения приведены в табл. 9.
Признаки поражения человека в зависимости от дозы облучения
При радиоактивном заражении местности образуются зоны разной
степени опасности для людей, которые характеризуются как
мощностью дозы излучения (уровнем радиации) на неопределенное время
после аварии, так и дозой, получаемой за определенное время.
По степени опасности зараженную местность на следе выброса и
распространения радиоактивных веществ принято делить на следующие
5 зон:
• зона М (радиационной опасности) - 14 мрад'ч;
• зона А (умеренного заражения) - 140 мрад'ч;
• зона Б (сильного заражения) - 1,4 рад'ч;
• зона В (опасного заражения) - 4,2 рад/ч;
• зона Г (чрезвычайно опасного заражения) - 14 рад'ч.
Радиационная безопасность населения - состояние защищенности
настоящего и будущего поколений людей от вредного для их здоровья
воздействия ионизирующего излучения (Федеральный закон " О
радиационной безопасности населения"). Основные нормативы облучения
(допустимые пределы доз) конкретизируются и уточняются в санитарногигиенических федеральных нормах и правилах, таких как НРБ - 99/2009,
ОСПОРБ - 99/2010 и др.
Ионизирующим считается любое излучение, взаимодействие
которого со средой приводит к образованию электрических зарядов
разных знаков.
Естественный радиационный фон – доза излучения, создаваемая
космическими лучами и излучением природных радионуклидов,
естественно распределенных в земле, воде, воздухе, других элементах
биосферы, пищевых продуктах и организме человека. Радиоактивный фон
присутствует везде и всегда - где-то его уровень больше обычной нормы,
где-то меньше. Человеческий организм не способен с помощью своих
органов чувств воспринимать наличие радиоактивных веществ и их
излучения (до несмертельных значений), поэтому необходимы
специальные
измерительные
приборы
–
дозиметрическая
и
радиометрическая аппаратура.
Уровни
безопасных
величин
поглощённой
дозы
излучения измеряемые
радиометром
или
дозиметром,
для
населенияЕстественный радиационный фон везде свой, в зависимости от
высоты территории над уровнем моря и геологического строения каждого
конкретного района. Безопасным считается уровень радиации до
величины, приблизительно 0.5 микрозиверт в час (до 50 микрорентген в
час).
До 0.2 микрозиверт в час (соответствует значениям до 20
микрорентген в час) – это наиболее безопасный уровень внешнего
облучения тела человека, когда "радиационный фон в норме". Верхний
предел допустимой мощности дозы – примерно 0.5 мкЗв/час (50
мкР/ч).
Сократив время непрерывного нахождения до нескольких часов –
люди могут без особого вреда своему здоровью перенести излучение
мощностью в 10 мкЗв/ч (соответствует 1 миллирентген в час), а при
времени экспозиции до нескольких десятков минут – относительно
безвредно облучение с интенсивностью до нескольких миллизивертов в
час (при медицинских исследованиях - флюорография, небольшие
рентгеновские снимки и др.).
Поглощённая доза облучения накапливается в организме, и за всю
жизнь, сумма не должна превышать 100 – 700 мЗв (для жителей
высокогорий и районов с повышенной естественной радиактивностью
почв, подземных вод и горных пород – привычные им дозы будут
находиться в верхнем пределе допустимых значений).
•
Средняя "годовая доза ионизирующих излучений", и
внешних и внутренних источников (вдыхаемый воздух, вода, еда), на
человека, приблизительно, составляет:
солнечная радиация и космические лучи – от 0.300 миллизивертов в
год (на высоте 2000м – втрое больше, чем на уровне моря)
•
почва и горные породы – 0.250 - 0.600 мЗв/г (на гранитах
светит больше - около 1 миллизиверт в год)
•
жилище, строения – от 0.300
•
еда – от 0.020
•
вода – от 0.010 до 0.100 миллизиверт (при ежедневном
потреблении воды в объёме 2 литра)
•
в воздухе (радон 222Rn, торон 220Rn и короткоживущие
продукты их распада) – 0.2 - 2 мЗв/год.
В сумме, обычная средняя годовая эффективная эквивалентная доза
от естественных ВНЕШНИХ источников радиации, действующей на
одного человека, составляет 2 - 3 миллизиверта в год (третья часть, из
которых, обусловлена радоном). В зависимости от высоты территории над
уровнем моря и геологических условий - фактические значения могут
варьировать в широком диапазоне.
Внутренний фон:
•
накопленные в костях организма отложения радионуклидов
– 0.100 - 0.500 мЗв/г о д.
•
внутреннее облучения за счет калия-40 в организме – 0,100
- 0,200 мЗв.
•
вдыхаемый радон (источник альфа-излуч.) – 0.100 - 0.500
мЗв/год
В сумме, приблизительно – три-четыре миллизиверта в год на
одного человека. Это "безопасная суммарная средняя индивидуальная
эффективная эквивалентная годовая доза для населения", учитывающая и
внешние и внутренние источники облучения (естественные природные,
техногенные, медицинские и прочие). В СССР – её величина принималась
около 4мЗв/год (приблизительно 0.4 Р/год).
Разовые,
"вынужденные
облучения" в
диагностических
исследованиях (средняя эффективная доза за одно обследование, с
использованием медицинских источников ионизирующего излучения):
Единицы измерения, в приведённой ниже таблице – миллизиверт на
одну процедуру (однократное облучение взрослого человека).
•
цифровая флюорограмма, 1 проекция – 0,030-0,060 мЗв
(минимум и максимум, в зависимости от класса аппаратуры и
применяемой методики). Это новый, наиболее безопасный метод для
поведения профилактических процедур. Лучшие современные
малодозовые аппараты высокого разрешения – излучают на уровне
естественного природного радиационного фона – от 0,002мЗв.
•
флюорограмма (ФГ / ФЛГ, обычная плёночная
флюорография), 1 проекция – 0,150-0,250мЗв (на фоточувствительную
плёнку; используют более жёсткое облучение, чем при
рентгенографии). На старых рентгеновских аппаратах, доза – до 0,600–
0,800мЗв.
•
рентгенография (РГ / РТГ) органов грудной клетки
("рентген легких") – 0.150-0.400 мЗв (метод точнее и информативнее
чем обычная флюор. и излучение помягче; используется широкая
рентген-чувствительная пленка – снимки большие, размеры
изображения соответствуют анатомическим).
•
дентальный (зубной) рентген – 0,150-0,350мЗв (на цифр.
аппарате - облучение на порядок меньше)
•
рентгеноскопия (РС, R-обследование) области грудной
клетки, в течение 5 мин – 2.5-3.5мЗв. В гастроэнтерологии, при
диагностике патологии желудочно-кишечного тракта – эффективные
дозы варьируют от 2 до 6 мЗв (миллизивертов) на процедуру,
проводимую в течение 2-15 минут.
•
радионуклидные исследования (РН), 1 проц. – 2-5 мЗв.
Примененяются радиофармпрепараты (РФП) на основе
короткоживущих радионуклидов.
•
при рентгеновской компьютерной томографии (КТ, РКТ),
на обычных аппаратах, доза составит: 1 - 2 мЗв – череп, голова; 6 –
11мЗв – органы грудной клетки, почки, печень (в зависимости от
аппаратуры; низкодозная техника даёт меньшее облучение).
Максимально допустимая доза радиации – 150 мЗв в год. Её
получают только люди, нуждающиеся в регулярном рентгенологическом
контроле или по жизненным показаниям (авария, тяжёлая травма,
внутреннее кровотечение). Если же делать только обычные
диагностические обследования – флюорографию, маммографию, рентген у
стоматолога – в год, в сумме, будет около 15 мЗв.
Врачи городской поликлиники, по итогам очередного обследования,
выдают пациенту, на руки, листок с печатью, где указано, примерно,
следующее: "цифровая флюорография Ф.И.О. 0,050 мЗв.
Соотношение величин (для проведения расчётов): 10
миллизиверт = 1 бэр = 1.14 рентген
Перелёт на самолёте – 0,005- 0.020 миллизивертов в час (основной
вклад в дозу - от солнечной радиации, на высоте полёта дальней авиации около 10 км.; при сильных вспышках на Солнце, в годы его максимальной
активности в 11-летнем цикле - бывают наибольшие значения излучения).
Сканеры (интроскопы) в аэропортах - до 0.001 мЗв за один акт проверки
пассажира.
Согласно норм Федерального закона "О радиационной
безопасности населения" Статья 9. п.2, зффективная доза для
человека, в сумме, за период его жизни (принимаемый в расчетах
равным 70 лет) - не должна превышать 70 мЗв, что никак не скажется
на здоровье и считается безопасным уровнем поглощённой радиации.
Радоновая проблема
Наиболее весомым из всех естественных источников радиации
является невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ (в 7,5 раза
тяжелее воздуха) радон. Согласно текущей оценке НКДАР ООН, радон
вместе со своими дочерними продуктами радиоактивного распада
ответствен примерно за 3/ 4 годовой индивидуальной эффективной
эквивалентной дозы облучения, получаемой населением от земных
источников радиации, и примерно за половину этой дозы от всех
естественных источников радиации. Большую часть этой дозы человек
получает от радионуклидов, попадающих в его организм вместе с
вдыхаемым воздухом, особенно в непроветриваемых помещениях.
В природе радон встречается в двух основных формах: в виде
радона-222, члена радиоактивного ряда, образуемого продуктами распада
урана-238, и в виде радона-220, члена радиоактивного ряда тория-232. Повидимому, радон-222 примерно в 20 раз важнее, чем радон-220 (имеется в
виду вклад в суммарную дозу облучения), однако для удобства оба
изотопа в дальнейшем будут рассматриваться вместе и называться просто
радоном. Вообще говоря, большая часть облучения исходит от дочерних
продуктов распада радона, а не от самого радона.
Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его
концентрация в наружном воздухе существенно различается для разных
точек земного шара (рис. 3.5). Как ни парадоксально это может показаться
на первый взгляд, но основную часть дозы облучения от радона человек
получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении. В зонах с
умеренным климатом концентрация радона в закрытых помещениях в
среднем примерно в 8 раз выше, чем в наружном воздухе. Для
тропических стран подобные измерения не проводились; можно, однако,
предположить, что, поскольку климат там гораздо теплее и жилые
помещения намного более открытые, концентрация радона внутри их
ненамного отличается от его концентрации в наружном воздухе.
Радон концентрируется в воздухе внутри помещений лишь тогда,
когда они в достаточной мере изолированы от внешней среды (рис. 3.7).
Поступая внутрь помещения тем или иным путем (просачиваясь через
фундамент и пол из грунта или, реже, высвобождаясь из материалов,
использованных в конструкции дома), радон накапливается в нем. В
результате в помещении могут возникать довольно высокие уровни
радиации, особенно если дом стоит на грунте с относительно повышенным
содержанием радионуклидов или если при его постройке использовали
материалы с повышенной радиоактивностью. Герметизация помещений с
целью утепления только усугубляет дело, поскольку при этом еще более
затрудняется выход радиоактивного газа из помещения.
Очень высокие концентрации радона регистрируют последнее время
все чаще. В конце 70-х годов строения, внутри которых концентрация
радона в 5000 раз превышала среднюю его концентрацию в наружном
воздухе, были обнаружены в Швеции и Финляндии. В 1982 году, ко
времени выхода последнего доклада НКДАР, строения с уровнями
радиации, в 500 раз превышающими типичные значения в наружном
воздухе, были выявлены в Великобритании и США, а с тех пор в обеих
странах были обнаружены жилища с концентрацией радона, примерно
равной его максимальной концентрации в жилых домах в скандинавских
странах. При дальнейших обследованиях такого рода выявляется все
больше домов с очень высокой концентрацией радона.
В среднем примерно 2/ 3 эффективной эквивалентной дозы
облучения, которую человек получает от естественных источников
радиации, поступает от радиоактивных веществ, попавших в организм с
пищей, водой и воздухом.
Совсем небольшая часть этой дозы приходится на радиоактивные
изотопы типа углерода-14 и трития, которые образуются под воздействием
космической радиации. Все остальное поступает от источников земного
происхождения. В среднем человек получает около 180 микрозивертов в
год за счет калия-40, который усваивается организмом вместе с
нерадиоактивными
изотопами
калия,
необходимыми
для
жизнедеятельности организма. Однако значительно большую дозу
внутреннего облучения человек получает от нуклидов радиоактивного
ряда урана-238 и в меньшей степени от радионуклидов ряда тория-232.
Некоторые из них, например нуклиды. свинца-210 и полония-210,
поступают в организм с пищей. Они концентрируются в рыбе и
моллюсках, поэтому люди, потребляющие много рыбы и других даров
моря, могут получить относительно высокие дозы облучения.
Десятки тысяч людей на Крайнем Севере питаются в основном
мясом северного оленя (карибу), в котором оба упомянутых выше
радиоактивных изотопа присутствуют в довольно высокой концентрации.
Особенно велико содержание полония-210. Эти изотопы попадают в
организм оленей зимой, когда они питаются лишайниками, в которых
накапливаются оба изотопа. Дозы внутреннего облучения человека от
полония-210 в этих случаях могут в 35 раз превышать средний уровень. А
в другом полушарии люди, живущие в Западной Австралии в местах с
повышенной концентрацией урана, получают дозы облучения, в 75 раз
превосходящие средний уровень, поскольку едят мясо и требуху овец и
кенгуру.
Наиболее опасны радионуклиды, имеющие большой период
полураспада и плохо выводящиеся из организма, на пример радий-266,
плутоний-239. На поражающий эффект влияет место депонирования
радионуклидов: стронций-89 и стронций-90 - кости; цезий-137 – мышцы.
Места депонирования наиболее опасных радионуклидов представлены в
таблице №3.
Таблица 3. Места накопления радионуклидов в организме
человека
Органы (ткани)
человека
Радионуклиды
Легкие
Криптон-85; плутон-238,239; радон-222; уран-233; ксенон-133,135
Щитовидная
железа
Йод-129,131; технеций-99
Печень
Цезий-137; кобальт-58,60; нептуний-239; плутоний-238,239,241
Кожа
Сера-35
Селезенка
Полоний-210
Почки
Цезий-134,137; рутений-106
Яичники
Барий-140; цезий-134,137; кобальт-58,60; йод-131; криптон-85;
плутоний-239; калий-40,42; рутений-106; иттрий-90; цинк-65
Кости
Барий-140; углерод-14; европий-154,155; фосфор-32; плутоний238,239,241; прометий-147; радий-226; стронций-89,90; торий-234;
уран-233; иттрий-90; цинк-65
Мышцы
Цезий-134,137; европий-154,155; калий-40,42