Ионизирующего излучения
| Физические величины и их символы | Единицы измерения | ||
| СИ | Внесистемные единицы | Соотношение между единицами измерения | |
| Активность, С | беккерель (Бк) | кюри (Ки) | 1 Бк = 1 расп/с |
| 1 Бк = 2,7∙10-11 Ки | |||
| 1 Ки = 3,7∙1010 Бк | |||
| Поглощенная доза, Д | грей (Гр) | рад (рад) | 1 Гр = 100 рад |
| 1 Гр = 1 Дж/кг | |||
| 1 рад = 10-2 Гр | |||
| 1 рад =100 эрг/г | |||
| Эквивалентная доза, Н | зиверт (Зв) | бэр (бэр) | 1 Зв = 100 бэр |
| 1 Зв = 1 Гр | |||
| 1 бэр = 10-2 Зв | |||
| Экспозиционная доза, X | кулон на килограмм (Кл/кг) | рентген (Р) | 1 Кл/кг = 3,88∙103 Р 1 Р = 2,58∙10-4 Кл/кг |
Человек подвергается облучению двумя путями: радиоактивные вещества могут находиться вне организма, облучая его снаружи (внешнее облучение). Если же они оказались в воздухе, которым дышит человек, в пище или воде и попадали внутрь организма, происходит внутреннее облучение.
К естественным источникам радиоактивного излучения относятся космические лучи и радиоактивные вещества, находящиеся в земной коре. Естественный радиационный фон, создаваемый космическими лучами, дает чуть меньше половины внешнего облучения, получаемого населением от естественных источников радиации. Космические лучи рождаются в основном в глубине Вселенной и во время вспышек на Солнце. Они могут достигать поверхности Земли или взаимодействовать с ее атмосферой, порождая вторичное излучение и приводя к образованию различных радионуклидов. Одни участки земной поверхности более подвержены их действию, чем другие. Например, Северный и Южный полюса получают больше радиации, чем экваториальные области, так как магнитное поле Земли отклоняет заряженные частицы, входящие в состав космических лучей.
Уровень облучения растет с высотой, поскольку при этом уменьшается плотность атмосферы, выполняющей роль защитного экрана. Люди, живущие на уровне моря, получают эквивалентную дозу облучения космическими лучами в среднем около 300 мкЗв в год; выше 2000 м над уровнем моря эта величина в несколько раз возрастает.
Земные источники радиации обусловливают большую часть облучения, которому подвергается человек. В среднем они дают более 5/6 годовой эквивалентной дозы, получаемой населением в основном вследствие внутреннего облучения. Облучению от естественных источников радиации подвергаются все люди, однако они получают разные дозы. Уровни радиации неодинаковы в разных местах земного шара. В некоторых областях, где залегают радиоактивные породы, они оказываются значительно выше среднего. Основные радиоактивные изотопы, встречающиеся в горных породах, - это калий-40, рубидий-87 и изотопы двух радиоактивных семейств, происходящих соответственно от урана-238 и тория-232 - долгоживущих изотопов, входящих в состав земной коры.
Мощность эквивалентной дозы естественного радиационного фона на поверхности земли составляет в среднем 1 мЗв в год или около 0,12 мкЗв/ч. Облучение в 5 мЗв за 1 год (0,5-0,6 мкЗв/ч) считается допустимым для населения (для персонала АЭС - в 10 раз больше), так же как и разовая доза 0,1-0,2 Зв при аварийном облучении. На территории СНГ естественный радиационный фон составляет 5-60 мкР/ч. Местность считается зараженной радиоактивными веществами при уровне радиации 0,5 Р/ч или выше.
За последние несколько десятилетий человек создал сотни искусственных радиоактивных веществ и научился использовать их в самых разных целях. Все это приводит к увеличению дозы облучения человека. Индивидуальные дозы, получаемые разными людьми от искусственных источников радиации, сильно различаются. В большинстве случаев они невелики, но иногда облучение техногенными источниками во много тысяч раз интенсивнее, чем естественными. Как правило, для техногенных источников радиации упомянутые различия выражены гораздо сильнее, чем для естественных. Кроме того, порождаемое ими излучение обычно легче контролировать. Однако облучение, связанное с радиоактивными осадками от ядерных взрывов, почти так же невозможно контролировать, как и облучение, обусловленное космическими лучами или земными источниками.
Существенный вклад в облучение вносят источники радиации, применяемые в медицине для диагностики и лечения. Один из самых распространенных медицинских приборов - рентгеновский аппарат. Индивидуальные дозы, получаемые разными пациентами, зависят от методов и продолжительности диагностики и лечения. Благодаря техническим усовершенствованиям аппаратуры можно уменьшить дозу облучения. Уменьшение площади рентгеновского пучка, его фильтрация, использование более чувствительных пленок, экранирование и точная фокусировка радиоактивного пучка снижают дозу облучения. К искусственным источникам радиоактивности относят:
· продукты деления вещества, составляющего ядерное горючее, если авария произошла на атомной электростанции. Процесс радиоактивного распада сопровождается продолжительным гамма- и бета-излучением с высоким уровнем энергии;
· наведенную радиоактивность, возникающую в результате воздействия нейтронного потока ядерного взрыва на химические элементы, входящие в грунт, сооружения и различные конструкции. В результате образуются радиоактивные изотопы кремния, натрия, марганца, алюминия, железа и других химических элементов. Эти изотопы, как правило, обладают бета- и гамма-радиоактивностью;
· неразделившуюся часть атомов ядерного топлива (коэффициент использования ядерного топлива на атомных электростанциях не превышает 10%). Эта часть топлива в основном излучает альфа- частицы и незначительную часть гамма-лучей с низкой энергией.
Масштабы и степень радиоактивного заражения местности искусственными источниками зависят от мощности и вида ядерного топлива, от особенности конструкции радиоактивного излучателя, характера местности, метеорологических условий и времени, прошедшего с момента аварии.
Вредное биологическое воздействие радиоактивных излучений на людей связано с ионизацией и возбуждением атомов и молекул клеток живой ткани. Характер лучевого поражения организма зависит от вида излучения и дозы облучения, продолжительности воздействия радиации на организм, от площади облученной части тела, а также от общего состояния организма.
При получении однократной дозы, начиная с 0,5 Зв, наблюдается кратковременное изменение состава крови и нарушение работы желудочно-кишечного тракта. При дозе 1 Зв и более развиваются симптомы лучевой болезни различной степени тяжести. Доза 4,5 Зв является половинной летальной дозой, при которой погибает 50% облученных, а доза 6 Зв безусловно смертельна (табл. 2).
Таблица 2