загрузка...

Источники естественного происхождения


Ионизирующее излучение на нашей планете было всегда. Правда, не всегда таким, как сегодня. Различают два основных его источника — космическое облучение Земли и излучение радионуклидов, содержащихся в геологических породах.
Космические лучи
Пространствовав в космосе миллионы лет, они приходят к нам из глубин Вселенной. Это первичное галактическое излучение состоит в основном из протонов с энергией I —IO14 МэВ (~90%) и а- частиц (-10%). Его интенсивность во времени практически не меняется.
Часть космического излучения рождается на Солнце во время кратковременных (десятки минут) солнечных вспышек. В спектре такой вспышки — видимые ультрафиолетовые и рентгеновские фотоны. А в самых мощных вспышках возникают протоны и а-час-
Т1ЩЫ.
Для космического излучения атмосфера Земли является серьезным препятствием, и земной поверхности оно практически не достигает. Ho, взаимодействуя с атмосферой, порождая в ней ряд специфичных радионуклидов (3He, 7Be, 14C, 22Na, 24Na и др.), космическое излучение воздействует на нас опосредованно — через излучение этих вторичных источников радиации.
Создаваемый космическими лучами радиационный фон дает около 50% внешнего облучения, получаемого населением Земли от естественных источников радиации. Связано это, прежде всего, с тем, что живем мы по преимуществу на равнинах, почти на уровне моря. А в том, что радиационный фон быстро растет с увеличением высоты, нетрудно убедиться лично: на высоте 10—12 км — обычной высоте полета пассажирских авиалайнеров — дозиметр вместо привычных 10—20 мкР/ч покажет 120—150 мкР/ч.
Своеобразное воздействие на космическое излучение оказывает магнитное поле Земли. Искривляя траекторию заряженных частиц, оно выстраивает их потоки в своего рода радиационные пояса, которые располагаются в экваториальных областях на высотах до восьми радиусов Земли. Особенно велика плотность потока заряженных частиц (протонов) на двух высотах: 3—4 тыс. км и около 22 тыс. км.
Земная радиация
Ее причиной являются долгоживущие радиоизотопы, включившиеся в состав Земли еще в процессе ее формирования. Сегодня это прежде всего уран-238 (период полураспада Т,/2 = 4,5 • IO9 лет), торий-232 (Т1/2 s 14 ¦ IO9 лет) и калий-40 (Т|/2= 1,3 ¦ IO9 лет). Особый интерес представляют для нас уран-238 и торий-232, каждый из которых порождает множество дочерних радиоактивных элементов. Схемы их распадов показаны на рис. 2 и 3.
Радиационный фон на уровне моря создается источниками земного и космического происхождения. Однако внешние источники ионизирующей радиации, даже все вместе взятые, ответственны лишь за 1/3 того радиационного «давления», которое оказывается на человека, а 2/3 он получает от радионуклидов, попадающих в его организм с воздухом и пищей.
Почти все эти внутренние облучатели имеют земное происхождение. Более того, сейчас уже нет необходимости говорить о них во множественном числе: особое внимание обращает на себя один — радон-222 [I, с. 221'.

Радон-222 (2-2Rn), непрерывно генерируемый ураном-238 (см. рис. 2), столь же постоянен в Hauiefi жизни, как и сам уран с его миллиардами лет полураспада. Являясь источником наиболее опасного для всего живого a-излучения (об этом ниже), входя в самый тесный контакт с легочными тканями (а через крове- ток — и со всеми другими), накапливающийся в закрытых помещениях и притом химически нейтральный, не имеющий ни запаха, ни вкуса, не обнаруживающийся ни одним из современных бытовых дозиметров, он долгое время недооценивался и специалистами. И лаже был одно время в медицинской моде (радоновые ванны).
Радон — тяжелый газ (в 7,5 раза тяжелее воздуха) — высвобождается из земной коры повсеместно, проникая в жилые помещения как за счет прямой диффузии через грунт, так и через естественные в нем (и в доме тоже) разломы и трещины.
На выделение радона из почвы влияют самые разные факторы. Выделение радона уменьшается с увеличением снежного покрова, с повышением атмосферного давления, во время ливневых дождей. Оно зависит даже от времени суток, достигая максимума в полночные часы и минимума (-1/2 от максимума) — в полуденные.
Другой путь для радона — вода. Растворенный в ней радон приходит к нам в дом прямо по водопроводу. Его концентрация — удельная радоновая радиоактивность воды — зависит от источника. Она больше в артезианских колодцах — до 40 Бк/л, находится в пределах 0,4—4 Бк/л в реках и озерах, колеблется от до 400 Бк/л в грунтовых водах.

Рис. 3. Схема распада тория-232
Рис.
3. Схема распада тория-232


Растворимость радона в воде зависит и от ее температуры — с увеличением температуры воды концентрация радона в ней уменьшается.
Некоторая часть радона поступает в наши квартиры и с природным газом. Правда, кухонная вытяжка, выбрасывающая наружу продукты горения, а вместе с ними и радон, практически ликвидирует этот путь.
Ho есть и еще один источник радона — это сам наш дом. Почти во все строительные материалы входят «прародители» радона — уран, радий и торий. Правда, концентрация их может быть очень разной. Так, если радиоактивность природного гипса в Великобритании составляет 29 Бк/кг, то радиоактивность кирпича (ФРГ) — 126 Бк/кг, гранита (Великобритания) — 170 Бк/кг, зольной пыли (ФРГ) — 341 Бк/кг, фосфогипса (ФРГ) — до 574 Бк/кг, глинозема (Швеция) — до 1367 Бк/кг, кальций-силикатного шлака (США) — 2140 Бк/кг, отходов урановых обогатительных пред-
приятии (использовались в США в качестве строительного материала) — до 4625 Бк/кг [I, с. 24, 25]. Для сравнения заметим, что радиоактивность дерева по тем же «прародителям» радона составляет лишь 1,1 Бк/кг. Так что особая комфортность деревянного дома имеет и радоновое основание.
В современном строительстве для уменьшения поступления радона в жилые помещения применяют ряд мер. Замечено, например, что эмиссия радона из стен уменьшается почти в 10 раз при их покрытии слоем краски на эпоксидной основе или тремя слоями обычной масляной краски. Даже при оклейке стен обоями эмиссия радона уменьшается почти на треть.
Однако в конце концов все сводится к концентрации радона, которая в закрытом помещении может доходить, как показывает опыт, до 5... 10 Бк/л. Это при том, что на уровне земной поверхности в воздухе континентальных областей она равна 37 • IO'4 Бк/л, в прибрежных районах и на островах — 3,7 ¦ IO'4 Бк/л, а над океаном и в арктических областях — 0,37 ¦ IO"4 Бк/л.
Поскольку хозяйственная деятельность различных организаций основывается обычно на «научно обоснованных» нормативах, укажем их для радонового загрязнения жилых помещений в нашей стране: до 0,1 Бк/л — для новостроек, до 0,2 Бк/л — для старых зданий. Или, иными словами, даже самые строгие из действующих сегодня у нас нормативов допускают почти 30-кратное (0,1/37 ¦ IO'4 = 27) увеличение концентрации радона в жилом помещении.
Выразимся определеннее: норматив — это спущенная руководством в свой НИИ цифра, которую требуется лишь научно обосновать. Анализ сколько-нибудь отдаленных последствий такого «нормирования» не по силам не только такому НИИ, но и всем им, IMCCTC взятым...
Будем отличать норму — то есть природное соотношение вещей, сложившееся во времена малого влияния человека на природные процессы, — от значительно более высоких в части допустимых загрязнений окружающей срелы ведомственных нормативов.
О радоне мы говорим не только потому, что его вклад в радиационное облучение человека велик (близок к 50%), но и потому, что в нашей власти принять в отношении его и весьма эффективные меры самозащиты.
Калий-40. Этот P- и у-излучающий радиоизотоп входит в состав любого калия. Период его полураспада — Т1/2 = 1,32 ¦ IO9лет — так велик, что можно говорить о практически неизменном его содержании (-0,0118%) в любом калии и соответственно постоянной радиоактивности «чистого» калия Ck = 29600 Бк/кг.
Калий, входящий почти во все продукты питания, в той или иной мере делает радиоактивными и их'. Ho эта активность, сопровождавшая род человеческий всегда, должна быть отнесена, конечно, к естественной норме. Калий человеку жизненно необходим, и попытки уменьшать его долю бескалиевой диетой, например, были бы в высшей степени неосмотрительными. Однако при некоторых радиационных измерениях нам потребуется учитывать в них и калиевую составляющую.
Среди других продуктов распада урана и тория, так или иначе попадающих в организм человека и вносящих свой вклад в его облучение, отметим свинец-210 и полоний-210. В некоторых случаях их вклад может быть значительным. Так, например, концентрация полония-210 в зимнем пищевом рационе жителей Крайнего Севера (цепочка: лишайники — мясо оленей) может в .35 раз превысить обычный его уровень. А в Западной Австралии в местах с повышенной концентрацией урана облучение человека, употребляющего в пищу мясо овец и кенгуру, может увеличиться и в 75 раз.
Ho все эти неравномерности распределения и особенности концентрации радионуклидов естественного происхождения теряют свою важность на фоне того, что человек может сделать и уже делает своими руками... 
<< | >>
Источник: Виноградов Ю. А.. Ионизирующая радиация: обнаружение, контроль, защита. 2002

Еще по теме Источники естественного происхождения:

  1. Происхождение и источники
  2. § 4. Естественная и государственная монополии
  3. 6. Банкротство субъектов естественных монополий.
  4. 3. Государственная регистрация наименования места происхождения товара и предоставление исключительного права на наименование места происхождения товара
  5. Глава 5. ЕСТЕСТВЕННОЕ И АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
  6. 2.1. Показатели естественного движения населения
  7. 12.1. Естественная монополия
  8. 11. Естественные и технические науки
  9. Расцвет естественных наук
  10. Хаос – естественное состояние
  11. Естественный дневной ритм