Радиация вокруг нас

Радиоактивность и сопутствующие ей ионизирующие излучения существовали на Земле задолго до зарождения на ней жизни и присутствовали в космосе до возникновения самой Земли. Мы живем в естественно радиоактивном мире и являемся частью этого мира. Радиоактивный полоний и радий присутствует в наших костях, наши мышцы содержат радиоактивный углерод и калий, и в наши легкие поступают радиоактивные газы и тритий. Мы подвергаемся бомбардировке излучением, приходящим из космоса и недр Земли. Мы облучаемся от находящихся внутри нас естественных и искусственных радиоактивных веществ, которые ежедневно поступают в организм с пищевыми продуктами и водой. Все это не мешает нам жить так, как мы сами этого хотим.

С тех пор как была открыта природная радиоактивность и получены искусственные радиоактивные материалы, они все шире используются на благо людей и общества в медицине, охране окружающей среды, сельском хозяйстве и промышленности. Это приводит к увеличению дозы облучения как отдельных людей, так и населения Земли в целом. Индивидуальные дозы от искусственных источников радиации могут сильно различаться, но в большинстве случаев эти дозы невелики.

Космическое излучение

Космические лучи приходят к нам в основном из глубин Вселенной. Некоторая их часть рождается на Солнце во время солнечных вспышек. Большая часть космического излучения блокируется атмосферой Земли, поэтому земной поверхности достигает лишь небольшая доля. Люди, живущие на уровне моря, получают в среднем за счет космических лучей эффективную дозу около 300 мкЗв (миллионных долей зиверта) в год, а жители высокогорных селений в несколько раз больше. Интенсивность излучения на борту самолета еще выше. Экипажи воздушных судов значительную часть своей трудовой жизни проводят на высотах, где уровень космического излучения в 20 раз выше, чем на Земле.

Земная радиация

Радиоактивные вещества присутствуют на Земле в небольших количествах с момента ее рождения. Наиболее распространенные из них – это калий-40 и члены радиоактивных семейств урана-238 и тория-232. Часть этих веществ оказывается в строительных материалах, из которых сделаны наши дома.

Разумеется, уровни земной радиации неодинаковы для разных мест земного шара. Во многом это зависит от того, на каких почвах мы проживаем. Средняя доза внешнего облучения от радионуклидов земного происхождения составляет примерно 350 мкЗв в год. Для жителей Белоруссии, Украины и областей средней полосы европейской части России эта величина изменяется от 100 до 500 мкЗв в год.

В тоже время есть и такие места, где уровни радиации намного выше. Например, в Бразилии в небольшом курортном городке Гуарапари с населением 12000 человек уровень радиации на улицах города составляет до 15 мЗв (тысячных долей зиверта), а на некоторых пляжах достигает 175 мЗв в год, что примерно в 500 раз больше среднего уровня. Высокий уровень радиации объясняется очень просто – городок стоит на песках, богатых торием. Известны и другие места на земном шаре с высоким уровнем естественной радиации, например на побережье Индийского океана, во Франции, Нигерии.

Продукты питания и вода

Прежде чем попасть в организм человека, радиоактивные вещества проходят сложный путь в окружающей среде. Часть из них остается в почве, часть переходит в растения, а затем в животных, часть растворяется в воде. Таким образом, все, что мы едим и пьем, является немного радиоактивным. То количество радиоактивных веществ, которое поступает в нас за счет этого, создает дозу облучения в среднем 300 мкЗв в год. В зависимости от диеты человека и местных условий доза может немного отличаться, но для большинства людей она лежит в диапазоне от 200 до 400 мкЗв.

Воздух

Проветривание жилых помещений и подвалов – эффективные средство уменьшения количества радона

Наиболее значительным из всех естественных источников радиации является радон. Вместе со своими дочерними продуктами радиоактивного распада радон дает примерно половину дозы от естественных источников радиации. Большую часть этой дозы человек получает от радионуклидов, попадающих в организм вместе с вдыхаемым воздухом, особенно в непроветриваемых помещениях.

Образуясь в земной коре, радон поднимается на поверхность, смешивается с наружным воздухом и на открытой территории не создает никаких проблем. Но если в том месте, где радон выходит на поверхность, построен дом, внутри него могут образовываться высокие концентрации.

Радон проникает в закрытое помещение, просачиваясь через фундамент и пол из грунта или высвобождаясь из строительных материалов. Известны случаи, когда использование при строительстве пород или промышленных отходов других производств, обладающих довольно высокой радиоактивностью, приводило к резкому (до 5000 раз и более) увеличению концентраций радона.

Основным источником радона является грунт. Поэтому концентрация радона на первом этаже многоэтажных домов, как правило, выше, чем на верхних этажах. Дерево, например, выделяет ничтожно малое количество радона по сравнению с другими стройматериалами, но из-за плохой изоляции полов концентрации его в деревянных домах могут быть значительно выше. Герметизация помещений с целью утепления только усугубляет дело, поскольку еще более затрудняет выход радиоактивного газа из помещения. Наиболее эффективные средства уменьшения количества радона – это вентиляционные установки в подвалах и проветривание помещений. Предотвращенная доза за счет их применения может быть сравнима с годовой дозой облучения человека, проживающего на территории с уровнем загрязнения несколько кюри на квадратный километр цезия-137.

Медицина

Использование источников ионизирующего излучения в здравоохранении вносит основной вклад в дозу, получаемую человеком от техногенных источников. И это не случайно. Рентгенологические обследования, применение радиоактивных препаратов для диагностики и исследования самых различных заболеваний давно уже стали массовыми. С одной стороны это несомненно приносит людям пользу, с другой стороны – приводит к дополнительному облучению.

Какие дозы получает человек при медицинских процедурах?

Типичное рентгеновское исследование грудной клетки дает дозу примерно 0,8 мЗв. Более сложная процедура, такая как рентгеновское обследование пищевода и желудка с применением бария, может дать в десять раз больше. Еще большие дозы пациент получает при обследовании почек. Следует отметить, что дозы очень сильно изменяется от клиники к клинике и зависят от состояния оборудования и квалификации персонала. Другим методом рентгенодиагностики, который находит все более широкое распространение, является компьютерная томография. Благодаря очень узкому пучку излучения и компьютерным технологиям получения изображения, его применение позволяет уменьшить до 50 раз дозы облучения отдельных органов.

Как ни парадоксально, но одним из основных методов борьбы с раком является лучевая терапия. При лечении раковых заболеваний пациент получает большие дозы облучения, которые измеряется зивертами. Излучение в виде узкого пучка направляется глубоко в ткань, которая требует лечения. Параметры пучка подбираются так, чтобы нанести максимальный удар по раковым клеткам и как можно меньший вред окружающим тканям или коже.

Компьютерный контроль гарантирует оптимальные дозы облучения при радиотерапии

Другая форма лучевой терапии используется для лечения повышенной активности щитовидной железы и некоторых видов рака щитовидной железы. Пациент выпивает раствор, содержащий йод-131, который проникает в щитовидную железу и за счет этого проводится внутренняя лучевая терапия. Высокие дозы, которые получает больной при радиотерапии, оправданы непосредственной пользой для его здоровья.

Ядерные взрывы

При ядерном взрыве часть радиоактивного материала выбрасывается в верхние слои атмосферы, где он остается многие месяцы, медленно опускаясь и рассеиваясь по всей поверхности земного шара. Интенсивные испытания ядерного оружия проводились в 50-х и начале 60-х годов – до тех пор, пока ядерные державы (за исключением Франции и Китая) в 1963 году не взяли на себя обязательства не испытывать его в атмосфере, под водой и в космосе. С 1980 года испытания ядерного оружия проводились только под землей и не сопровождались выбросом радиоактивных веществ в атмосферу. Поэтому большая их часть уже выпала на поверхность Земли. Максимальные годовые дозы от радиоактивных выпадений наблюдались в 1963-1964 годах и составляли около 0,1 мЗв. Со временем дозы уменьшались и теперь составляют меньше 10 мкЗв в год. И если испытания в атмосфере больше проводиться не будут, то годовые дозы облучения будут все меньше и меньше.

С 1964 года дозы облучения за счет ядерных испытаний непрерывно уменьшаются)

Ядерная энергетика

Производство электроэнергии на атомных электростанциях является частью ядерного топливного цикла, который включает целый комплекс производств, начиная с добычи, переработки и изготовления топлива, и заканчивая переработкой отработавшего топлива и захоронением радиоактивных отходов. На каждой стадии этого цикла в окружающую среду попадают радиоактивные вещества. Но их количество настолько мало, что связанная с ними средняя дополнительная доза облучения составляет не более 0,5 % от естественного фона. Люди, проживающие вблизи АЭС, без сомнения, получают большие дозы, чем население в среднем. Тем не менее, эти дозы в настоящее время не превышают нескольких процентов от естественного фона.

Конечно, все это справедливо только в том случае, когда ядерные реакторы и другие установки работают нормально. Количество радиоактивных веществ, поступивших в окружающую среду при аварии и, соответственно, дозы облучения могут быть несоизмеримо больше. К несчастью, такие аварии случаются. К числу наиболее крупных относятся авария на реакторе в Виндскейле (Англия, 1957 г.), авария на АЭС «Три Майл Айленд» (США, 1979 г.) и Чернобыльской АЭС (СССР, 1986 г.). Уроки этих аварий и опыт по ликвидации их последствий используется для совершенствования систем защиты и предотвращения подобных аварий в будущем.

Другие источники

Миллионы людей ежегодно совершают деловые и туристические поездки, пользуясь услугами воздушного транспорта. Во время перелета уровни облучения пассажиров авиалайнеров возрастают. Экономя время, эти люди получают небольшую дополнительную дозу. Население, проживающее вблизи тепловых электростанций, работающих на органическом топливе, особенно на угле, подвергается дополнительному облучению за счет естественных радионуклидов, содержащихся в выбросах золы. При этом уровни облучения превышают облучение от АЭС равной мощности. Радиоактивные вещества содержатся в некоторых потребительских товарах. Едва ли не самым распространенным источником облучения до недавнего времени являлись часы со светящимся циферблатом. Они давали такую годовую дозу, которая превышала дозу облучения за счет утечек на АЭС. Теперь в часах и других измерительных приборах используются краски, не содержащие радия. Жилища часто оборудуются детекторами дыма с использованием источника альфа- излучения, который не представляет практической опасности. Многие люди ежедневно имеют дело с радиоактивными материалами в неожиданно большом числе отраслей промышленности и сельского хозяйства. Излучение с успехом используется при выведении новых сортов сельскохозяйственных культур и растений, при стерилизации пищевых продуктов. При этом они не становятся радиоактивными и не создают никакого риска для потребителя. Но все же основное применение излучения связано с его способностью проникать сквозь вещество. При технологическом контроле мощные источники излучения помогают обнаружить брак в сварке или скрытые трещины в зданиях, путепроводах и сооружениях. Средняя годовая доза облучения населения Земли за счет всех этих источников составляет менее 0,5% от естественного фона, хотя люди, связанные по работе с источниками излучения, безусловно, получают большие дозы.