Основные дозиметрические величины и единицы измерения

Естественные источники излучения можно подразделить на следующие составляющие: внешние источники внеземного происхождения (космическое излучение); источники земного происхождения (естественные радионуклиды).

Из космического пространства земную атмосферу непре­рывно атакует поток ядерных частиц очень высоких энер­гий (примерно 90% протонов и около 10% альфа-частиц). Это так называемое первичное космическое излучение. Воздейст­вуя на ядра нуклидов, входящих в состав земной атмосферы, первичное космическое излучение инициирует целый каскад ядерных превращений, в результате которого образуются раз­личного типа элементарные частицы и гамма-излучение. Это так называемое вторичное космическое излучение. У поверх­ности Земли (до высоты порядка 25 км) доза внешнего облу­чения обусловлена в основном гамма-излучением.

С удалением от поверхности Земли интенсивность кос­мического излучения возрастает (рис. 5.17). А поэтому дозовая нагрузка на людей, проживающих в горной местности, в несколько раз больше, она равна примерно 0, 7 и 5, 0 мЗв в год соответственно на высотах 2 и 4—5 км. На высоте поле­тов современных самолетов уровень космического излучения в несколько десятков раз больше, чем на уровне моря.

К основным естественным радионуклидам, излучение которых формирует природный радиационный фон, отно­сятся: ²³⁸U, U и ²³²Тh, а также один из продуктов рас­пада ²³⁸U - радон (²²⁶Ra).

Внешнее облучение обусловлено радионуклидами, содер­жащимися в почве и горных породах, внутреннее — радио­нуклидами, содержащимися в воздухе, воде и продуктах питания.

Эквивалентная годовая норма внешнего облучения от есте­ственных радионуклидов составляет в среднем 0, 35; а внут­реннего — 0, 33 мЗв/год. Таким образом, эквивалентная доза, обусловленная излучением радионуклидов и космическим излучением, составляет около 1 мЗв/год для регионов, где проживает примерно 95% населения Земли.

К техногенным источникам ионизирующих излучений относят совокупность факторов, обусловленных реализа­цией широкомасштабных программ использования атомной энергии в мирных и военных целях. Данная составляющая радиационного фона образуется и зависит от величины рас­сеянных в почве, воде, воздухе и других объектах внешней среды техногенных источников радиоактивных загрязне­ний, образовавшихся при ядерных взрывах, работе пред­приятий ядерно-топливного и ядерно-оружейного циклов, возникновении радиационно-опасных аварий на предпри­ятиях и транспорте, при использовании радиационных тех­нологий и методов в науке, промышленности и медицине, а также при обращении с радиоактивными отходами.

Наибольшую опасность при работе предприятий ядерно-топливного цикла представляют радионуклиды, имеющие большой период полураспада и способные быстро распространяться в окружающей среде. К таким в первую очередь относятся ¹²⁹I и ²²⁶Ra, который выделяется из хвостов руд.

Из отходов АЭС наибольшую опасность представляют и высокоактивные отходы, к которым относятся в первую очередь отработанные топливные элементы или отвержденные продукты переработки ядерного горючего. Для них характерна высокая удельная активность и высокое тепловыделение.

Для указанных радионуклидов получены глобальные оценки для населения Земли, в соответствии с которыми суммарная доза оценивается на уровне 3400 чел. - Зв/ГВт в год. При этом вклад каждого радионуклида составляет:

— радон из хвостохранилищ заводов — 2800 чел. - Зв/ГВт;

— углерод-14—110 чел. - Зв/ГВт;

— высокоактивные отходы — 30 чел. - Зв/ГВт;

— иод-129 - 28 чел. - Зв/ГВт.

Приведенные международные оценки свидетельствуют, что дозы облучения каждого индивидуума в течение жизни не превысят 1% годовой дозы за счет естественного радиаци­онного фона. Это справедливо в условиях предполагаемого производства электроэнергии на АЭС порядка 10000 ГВт в год при безаварийной эксплуатации.

К другим основным источникам, оказывающим влияние на изменение техногенной составляющей радиационного фона, условно можно отнести следующие источники: облу­чение при применении медицинских процедур, радиоизотоп­ных методов неразрушающего технологического контроля и другие причины попадания в окружающую среду искусст­венных и естественных радионуклидов. В табл. 5.12 приве­дены средние значения годовой дозы облучения от некоторых техногенных источников излучения.

Таблица 5.12

Среднее значение годовой дозы облучения от некоторых техногенных источников излучения

* Доза облучения увеличивается с уменьшением расстояния L до экрана. При L = 10 см доза облучения возрастает до 250—500 мкЗв/год.

При медицинских процедурах основную дозу облуче­ния население получает при рентгеновских исследованиях. Получаемая при их проведении эффективная эквива­лентная доза (~1, 5 мЗв) выше, чем при проведении иных диагностических методов медицинского обследования с использованием радиоизотопных методов (соответственно 90-95 и 10-15%).

Уровень радиоактивности в жилом помещении зависит от строительных материалов: в кирпичном, железобетонном, шлакоблочном доме он всегда несколько выше, чем в деревян­ном. Газовая плита приносит в дом не только токсичные газы, но и радиоактивные газы (радон). Поэтому уровень радиоак­тивности на кухне может существенно превосходить фоно­вый при работающей газовой плите.

В закрытом, непроветриваемом помещении человек может подвергаться воздействию радона, который непрерывно высво­бождается из земной коры. Поступая через фундамент, пол, из воды или иным путем, радон накапливается в изолиро­ванном помещении (рис. 5.18 и 5.19). Средние концентрации радона обычно составляют (кБк/м³): в ванной комнате — 8, 5, на кухне — 3, в спальне — 0, 2 (рис. 5.20).

Рис. 5.18 Источники поступления радона в здание

Время, мин

Рис. 5.19 Поступление радона при пользовании душем

Рис. 5.20 Содержание радона в разных помещениях

Концентрация радона на верхних этажах зданий обычно ниже, чем на первом этаже. Избавиться от избытка радона можно проветриванием помещения.

В этом отношении поучителен опыт Швеции: с начала 1950-х гг. в стране проводится кампания по экономии энер­гии, в том числе путем уменьшения проветривания помеще­ний. В результате средняя концентрация радона в помещении возросла с 43 до 133 Бк/м при снижении воздухообмена с 0, 8 до 0, 3 м/ч. По оценкам, на каждый 1 ГВт/год электро энергии, сэкономленной за счет уменьшения проветривания помещений, шведы получили дополнительную коллектив­ную дозу облучения в 5600 чел.-Зв.

В настоящее время эффективная доза, обусловленная есте­ственными и техногенными источниками радиации, составляет в России ~4, 0 мЗв в год. При этом 27% приходится на естествен­ный радиационный фон, 39% — на радон в помещениях и 34% — на рентгенодиагностические медицинские процедуры.

Действие ионизирующих излучений на человека носит сложный характер. При однократном равномерном облуче­нии всего тела при дозе 0, 5 Зв детерминированные эффекты практически не наблюдаются, т. е. их нельзя обнаружить современными методами. Значения дозовых порогов для некоторых детерминированных эффектов облучения при­ведены в табл. 5.13.

Таблица 5.13