О радиации и радиационном фоне
Естественный радиационный фон – доза излучения, создаваемая космическим излучением и излучением природных радионуклидов, естественно распределённых в земле, воде, воздухе, других элементах биосферы пищевых продуктах и организме человека. Для нашей страны он составляет в среднем 10-20 мкР/ч. Но существуют и такие места, где радиационный фон значительно выше. Согласно концепции Национальной комиссии по радиационной защите уровень радиации до 60 мкР/ч считается безопасным. Известно, что граниты содержат природные радионуклиды, поэтому уровень радиации вблизи гранитных монолитов может составлять до 100 мкР/ч.
Термином доза определяется энергия любого ионизирующего излучения, переданная единице массы облучаемого вещества.
Различают экспозиционную, поглощённую и эквивалентную дозы.
Экспозиционная доза – количественная величина, характеризующая ионизирующую способность излучения. В системе СИ экспозиционная доза измеряется в Кл/кг. Внесистемная единица – рентген (Р).
При оценке последствий облучения ионизирующими излучениями важно знать не экспозиционную дозу, а поглощённую дозу облучения, т.е. количество энергии ионизирующих излучений, поглощённое единицей массы облучаемого объекта. В качестве единицы измерения поглощённой дозы излучения в системе СИ принят грей (Гр); на практике используется внесистемная единица поглощённой дозы – рад (радиационно адсорбированная доза). 1Гр = 100 рад.
Поглощённая человеком доза в радах примерно равна экспозиционной в рентгенах 1рад ≈ 1Р.
Эквивалентная доза – единица поглощённой дозы, умноженная на коэффициент, учитывающий неодинаковую радиационную опасность для организма разных видов ионизирующего излучения. Понятие «эквивалентная доза» относится только к живым организмам. В системе СИ единицей измерения эквивалентной дозы излучения служит зиверт (Зв), внесистемная единица – бэр (биологический эквивалент рентгена). 1Зв = 100 бэр
Для внешнего (гамма-)излучения принимают 1бэр ≈ 1Р, отсюда 1Зв=100Р.
Мощность дозы (уровень радиации) характеризует интенсивность ионизирующего излучения. Мощность дозы равна дозе, создаваемой в единицу времени. Измеряется в Р/ч, Зв/ч,
Зная мощность дозы и время облучения можно найти дозу облучения.
Доза облучения равна произведению мощности дозы на время облучения.
При оценке последствий радиоактивного загрязнения важно знать его плотность и мощность ионизирующего излучения. Поэтому иногда степень заражения оценивают в единицах измерения уровня радиации (Р/ч).
Чаще всего степень радиоактивного загрязнения местности и объектов внешней среды оценивается активностью (А) или количеством радиоактивного вещества.
Количество (активность) радиоактивного вещества выражается числом радиоактивных распадов атомов в единицу времени (секунду). В качестве единицы активности в системе СИ используется беккерель (Бк), 1Бк = 1 расп/с
Внесистемная единица активности – кюри (Ки).
1Ки = 3,7 ∙ 1010 расп/с = 3,7∙ 1010 Бк
Для оценки загрязнения различных объектов радиоактивными веществами используют производные от активности плотность загрязнения – количество распадов в секунду на единицу поверхности (Бк/м2, Ки/см2), (на единицу объёма Ки/м3) и удельную активность – количество распадов в секунду на единицу веса (Ки/кг, Бк/кг).
В настоящее время в Российской Федерации действуют нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009, утвержденные 7 июля 2009 г и введенные в действие с 1 сентября 2009 г постановлением № 47 Главного государственного санитарного врача Российской Федерации Г.Г. Онищенко (СанПиН 2.6.1.2523-09″ ).
В качестве определяющего критерия безопасности в Нормах установлены пределы доз для различных категорий облучаемых (персонала и населения) как для повседневной деятельности, так и на случай радиационной аварии.
Население – все лица, включая персонал вне работы с источниками ионизирующего излучения. Персонал – лица, работающие с техногенными источниками излучения (группа А) или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия (группа Б).
Предел дозы (ПД) – величина годовой эквивалентной дозы техногенного облучения, которая не должна превышаться в условиях нормальной работы.
• для группы А – 20мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 50 мЗв в год,
• для группы Б – ¼ дозы группы А,
• для населения – 1мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в год.
Сюда не включены дозы от природного и медицинского облучения, а также дозы вследствие радиационных аварий.
Планируемое повышенное облучение персонала группы А выше установленных пределов доз при предотвращении развития аварии или ликвидации ее последствий может быть разрешено только в случае необходимости спасения людей и (или) предотвращения их облучения. Планируемое повышенное облучение допускается для мужчин, как правило, старше 30 лет лишь при их добровольном письменном согласии, после информирования о возможных дозах облучения и риске для здоровья.
Планируемое повышенное облучение в эффективной дозе до 100 мЗв в год допускается организациями (структурными подразделениями) федеральных органов исполнительной власти, осуществляющих государственный санитарно-эпидемиологический надзор на уровне субъекта Российской Федерации, а облучение в эффективной дозе до 200 мЗв в год – допускается только федеральными органами исполнительной власти, уполномоченными осуществлять государственный санитарно-эпидемиологический надзор.
Контроль и учёт индивидуальных доз облучения, полученных гражданами при использовании источников ионизирующего излучения, проведении медицинских рентгенорадиологических процедур, а также обусловленных естественным радиационным фоном, осуществляются в рамках единой государственной системы контроля и учёта индивидуальных доз облучения.
Дата создания: 13.04.2018 14:47
Дата последнего изменения: 13.04.2018 14:47
Источник
43. Радиационный фон: составляющие радиационного фона и их вклад в формирование эффективных доз облучения населения.
Радиационный фон — доза облучения, формируемая на человека от природных источников и от радионуклидов, рассеянных в биосфере в результате деятельности человека.
Радиационный фон воздействует на все население земного шара, в прошлом он неоднократно претерпевал резкие изменения, а в терпевал резкие изменения.
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 настоящее время имеет относительно постоянный уровень.
Составляющие радиационного фона (3,0 мЗв/год):
1. естественный радиационный фон — доза облучения, создаваемая космическим излучением, а также природными радионуклидами в земле, воде, воздухе, других элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека; вклад в формирование глобальной средней годовой эффективной дозы 2,4 мЗв/год
2. техногенно измененный РФ — доза облучения, создаваемая в результате деятельности человека, в основном, за счет медицинских источников излучений, глобальных выпадений радионуклидов, стройматериалов, телевидения, авиации; это естественный радиационный фон, измененный в процессе деятельности человека; его вклад в формирование глобальной средней годовой эффективной дозы 0,6 мЗв/год
Естественный радиационный фон в РБ до 1986 годав тысячи раз был меньше, чем до аварии (в апреле-мае 1986 года мощности экспозиционных доз в южных районах Беларуси достигали десятков миллирентген в час).
44. Естественный радиационный фон: источники земного и внеземного происхождения, их вклад.
Естественный радиационный фон — совокупность ионизирующих излучений от естественных источников внеземного и земного происхождения.
Все живые организмы постоянно подвергаются воздействию ионизирующего излучения, которое всегда существовало в природе. Подушная эффективная доза за год во всем мире, создаваемая естественными источниками излучения, составляет 2,4 мЗв; индивидуальные дозы распределены в широком диапазоне: в любой большой популяции около 65 % людей будет иметь годовые эффективные дозы 1 – 3 мЗв, около 25 % меньше 1 мЗв и 10 % — больше 3 мЗв.
Внеземное ионизирующее излучение.
Источник излучений внеземного происхождения— первичное космическое излучение, состоящее в окрестностях Земли из:
а) галактического космического излучения — генерируется в еще точно неизвестных, но удаленных от Земли объектах
б) солнечных космических лучей.
Средняя энергия космических частиц около 10 8 — 10 9 эВ.Первичное космическое излучение состоит из:
3. ядер легких элементов (лития, бериллия, бора и т.д.)
5. электронов — составляют около 1,5% потока всех космиче ских частиц
6. позитронов — составляют около 0,3% потока всех космических частиц
7. гамма-квантов и других излучений — обнаруживаются в небольшом количестве.
Магнитное поле Земли заметно влияет на первичное излучение, препятствуя вхождению в атмосферу низкоэнергетических частиц. В магнитном поле Земли существуют «ловушки», являющиеся естественным резервуаром для накопления заряженных частиц, в основном протонов и электронов, — радиационные пояса Земли. Первичное космическое излучение поглощается атмосферой, в результате чего формируются:
а) вторичное космическое излучение — состоит из ионов, протонов, нейтронов, мюонов (электроны с большой массой, живущие доли секунды), электронов и фотонов; его интенсивность зависит от толщины атмосферы: космическое излучение на уровне моря примерно в 100 раз менее интенсивно, чем на границе атмосферы и состоит в основном из мюонов; Северный и Южный полюса получают больше ионизирующих излучений, чем экваториальные области (за счет магнитного поля Земли).
б) космогенные радионуклиды — при воздействии космических лучей на атмосферу, в ее верхних слоях происходят различные ядерные реакции, в результате чего образуются космогенные радионуклиды, основное значение из которых имеют: тритий (Н-3), С-14, Р-32, S-35, Be-7, Na-22 и Na-24.
Земное ионизирующее излучение.
Естественные источники ионизирующего излучения земного происхождения представлены радионуклидами 2 групп:
А. Радионуклиды, входящие в радиоактивные ряды — см. вопрос 15.
Б. Радионуклиды, не входящие в радиоактивные ряды — эта группа состоит из 11 долгоживущих радионуклидов (период полураспада от 10 7 до 10 15 лет), наибольший вклад в формирование эффективной дозы из них вносят:
а) Калий-40 — ядро претерпевает бета-распад, период полураспада 1,32*10 9 лет, является бета- и гамма-источником облучения, занимает 2 место как источник излучений, обусловливающих природный радиоактивный фон. В природе К-40 всегда сопутствует стабильному К-39 (доля К-40 — около 0,01%), формируя годовую эффективную дозу за счет внешнего облучения 0,12 мЗв и 0,18 мЗв за счет внутреннего облучения.
Калий-40 часто обусловливает активность поверхностного слоя почвы, равную 1-2 Ки/км 2 . Активность растительного покрова Земли по К-40 равна (0,5-1)*10 -8 Ки/кг сырого веса. Активность пищевых продуктов по К-40 составляет 10 -9 Ки/кг сырых продуктов. Наибольшая активность К-40 регистрируется в клюкве, орехах, фасоли, картофеле.
Из почвы К-40 поступает в растения, а затем с пищей в организм животных и человека; он практически полностью всасывается из ЖКТ и равномерно распределяется в органах и тканях. Радиоактивные изотопы калия поступают в организм и с водой. Тб калия составляет 58 суток.
Суточная потребность человека в калии около 3 г, т.е. в организм может поступать и значительное количество К-40
б) Рубидий-87 — ядро претерпевает бета-превращение, период полураспада 4,8*10 10 г, входит в состав продуктов деления урана. При пероральном поступлении практически полностью всасывается из желудочно-кишечного тракта и равномерно распределяется в органах и тканях. Тб из мягких тканей человека составляет 44 суток.
Средняя доза облучения от естественных источников.
Глобальная средняя годовая эффективная доза, мЗв
б) гамма-излучение земного происхождения
Источник