Глобальная средняя годовая эффективная доза внутреннего облучения за счет вдыхания радона 1,2 мЗв
Основную часть дозы человек получает в закрытых помещениях (концентрация радона в закрытых помещениях в зонах с умеренным климатом в среднем в 8 раз выше, чем в наружном воздухе). Концентрация дочерних продуктов распада превышает концентрацию радона более чем в 200 раз.
Наиболее опасен ингаляционный путь поступления в организм изотопов радона и их дочерних продуктов распада, что связано с хорошей поглощающей способностью органов дыхания.
Полнота осаждения аэрозолей зависит от ряда факторов:
- концентрации аэрозольных частиц и их физико-химического состояния
- частоты и глубины дыхания, индивидуальных особенностей дыхательной системы
- размеров частиц
Из-за короткого периода нахождения в легких (акт дыхания) сам радон не играет роли первичного фактора, обусловливающего дозовую нагрузку на легкие, все дочерние продукты распада радона-222 (полоний-218, свинец-214, висмут-214, полоний-214 и свинец-210) также быстро удаляются из легких. Часть продуктов распада радона, образующихся в воздухе помещений, взаимодействует с аэрозольными частицами и формирует основную дозу облучения. Связанные продукты распада радона могут накапливаться при дыхании в носоглотке, трахее, легочной паренхиме. Осевшие частицы подвергаются распаду путем испускания альфа-, бета-частиц или гамма-квантов, при этом опасность представляет в основном альфа-излучение. Тканью-мишенью накопления дочерних продуктов распада радона в дыхательном тракте является эпителий в трахеобронхиальной области и альвеолярная область в легких. Биологический период полувыведения продуктов распада радона составляет от 10 мин до 4,8 час для трахеобронхиальной области и от 6 до 60 час для легких
Наиболее важными факторами, влияющими на формирование дозы на дыхательный тракт, являются:
- концентрация радона в помещениях;
- фактор равновесия продуктов распада;
- характеристика аэрозолей, их задержание и очистка в дыхательных путях;
- величина дыхания;
- время амортизации жилища.
В настоящее время считается, что концентрация радона в помещениях в 20 Бк/м3 увеличивает дозу облучения на 1 мЗв. Доза на дыхательный тракт сильно зависит от возраста, она максимально в возрасте около 6 лет (ротовое дыхание у ребенка ведет к большему поступлению радона, чем дыхание через нос).
Медицинские последствия облучения радоном:
- радон - эпидемиологически доказанный фактор риска рака легкого (на втором месте после курения)
- растворимость радона в липидах примерно в 15 раз выше, чем в крови, а костный мозг взрослых содержит до 40 г жира, поэтому в тот же возрастной период, когда у человека формируется максимальная эффективная доза от облучения радоном, наблюдается всплеск заболеваемости острым миелоидным лейкозом.
17. Техногенно измененный радиационный фон: вклад основных составляющих в формирование эффективных доз облучения населения. Источники ионизирующего излучения, используемые в медицине, их вклад в формирование эффективных доз облучения населения.
Техногенно изменный радиационный фон формируется в результате деятельности человека за счет:
а) источников ионизирующих излучений, используемых в медицине: диагностическое облучение характеризуется низкими дозами, получаемыми пациентами (типичные эффективные дозы находятся в диапазоне 1-10 мЗв), терапевтическое облучение сопряжено с гораздо большими дозами, точно подводимыми к объему опухоли (типичны назначаемые дозы в диапазоне 20-60 Гр).
По оценке НКДАР ООН ожидается дальнейшее увеличение использования излучения в медицине:
- увеличится использование рентгеновского излучения за счет возрастания значения компьютерной томографии и интервенционных процедур
- возрастет использование радиофармпрепаратов для диагностики и терапии (применение новых и более избирательных средств)
- возрастет потребность в лучевой терапии вследствие старения населения.
Среднемировое значение индивидуальной дозы облучения всего тела вследствие медицинских процедур 0,4 - 1,0 мЗв/год. В 1996 году облучение населения РБ за счет медицинских источников оценивалось в 2,0 - 2,5 мЗв/год (для сравнения по данным индивидуального дозиметрического контроля в 1996 г. индивидуальные дозы работников рентгенкабинетов и радиоизотопных лабораторий составляли 2,5 - 6,3 мЗв/год). Для жителей РБ важно снижать дозовые нагрузки за счет медицинских источников.
б) глобальных выпадений радионуклидов -выпадения радионуклидов, обнаруживаемые вдали от места выброса, т.е. практически в любой точке Земного шара. Это происходит, когда радионуклиды попадают в верхние слои тропосферы (могут находиться там до 30 суток) и стратосферу (могут находится там от нескольких месяцев или лет), а затем долгое время выпадают в различном количестве на разные участки поверхности всего Земного шара. Глобальные выпадения делятся на 2 группы:
А. Глобальные выпадения радионуклидов за счет испытаний ядерного оружия - максимум испытаний приходится на 2 периода:
1) 1954 - 1958 гг., когда взрывы проводили США, СССР и Великобритания;
2) 1961 - 1962 гг., когда взрывы проводили в основном США и СССР.
Каждое испытание ядерного оружия в атмосфере приводило к неконтролируемому выбросу в окружающую среду значительных количеств радиоактивных материалов, которые распылялись на широких пространствах в атмосфере и осаждались повсюду на земную поверхность. Пиковое значение средняя годовая эффективная доза достигла в 1963 году (150 мкЗв) и с тех пор уменьшалась (в 2000 г. - 5 мкЗв). Средние годовые дозы на 10 % выше в северном полушарии, где большей частью проводили испытания, чем в южном.
Дозы облучения при испытаниях ядерного оружия формируются за счет разных радионуклидов:
а) в ближайшее время после взрыва максимальное значение имеют радионуклиды с Т1/2 от нескольких суток до 2 месяцев (I-131, Ba-140, Sr-89, Zr-95).
б) радионуклиды с Т1/2 примерно 30 лет представляют наибольшую потенциальную опасность (Cs-137 и Sr-90)
в) радионуклид с Т1/2 = 5730 лет (С-14) будет оставаться источником радиоактивных излучений с низкой мощностью дозы даже в отдаленном будущем.
Б. Глобальные выпадения радионуклидов за счет деятельности предприятий ядерно-топливного цикла- подробнее см. вопрос 18.
в) стройматериалов -формируют эффективную дозу 0,1 мЗв/год. Если человек находится в помещении, доза внешнего облучения изменяется под влиянием двух противоположно действующих факторов:
1) экранирование внешнего излучения зданием;
2) излучение естественных радионуклидов, находящихся в материалах, из которых построено здание.
В зависимости от концентрации К-40, Ra-226, U-238 и Th-232 в различных стройматериалах мощность дозы в домах меняется от 0,04 до 0,12 мкГр/ч). В среднем, в кирпичных, бетонных зданиях мощность дозы в 2-3 раза больше, чем в деревянных домах и в домах из синтетических материалов. Чем больше отходов производства пошло на изготовление стройматериала, тем выше может быть его удельная активность.
Снижение облучения населения достигается регламентацией эффективной удельной активности (Аэфф) природных радионуклидов в строительных материалах (в соответствии с НРБ-2000 для материалов, используемых в строящихся и реконструируемых жилых и общественных зданиях Аэфф < 370 Бк/кг).
г) телевидения - источник мягкого рентгеновского излучения. Мощность эффективной дозы облучения всего тела от цветного телевизора на расстоянии 250 см от экрана равна 2,5*10-3 мкЗв/ч. Ежедневный в течение года трехчасовой просмотр цветных телепрограмм формирует дозу 5 - 7 мкЗв. За счет телевидения формируется средняя взвешенная годовая эффективная доза 0,01 мЗв.
д) авиации - увеличивает облучение человека за счет радиационного фона, создаваемого космическими лучами, что ведет к формированию годовой эффективной дозы 0,05 мЗв.
Профессиональное облучение - облучение на работе, непосредственно ею обусловленное (работа на ядерных установках или в радиологической клинике, в условиях повышенных уровней естественного облучения).
Вклад основных составляющих техногенного фона в формирование глобальной годовой подушной эффективной дозы облучения:
| Источник | Глобальная годовая подушная эффективная доза, мЗв |
| Медико-диагностические обследования | 0,4 |
| Ядерные испытания в атмосфере | 0,005 |
| Чернобыльская авария | 0,002 |
| Производство атомной энергии | 0,0002 |
Радионуклиды, образующиеся при работе атомного реактора. Авария на ЧАЭС, динамика выброса во времени и в пространстве. Пути воздействия радионуклидов чернобыльского выброса на население республики.
Ядерный топливный цикл включает следующие стадии:
1. добыча урановой руды
2. переработка урановой руды в обогащенное U-235 ядерное топливо
3. производство тепловыделяющих элементов, которые состоят из урана в металлической, карбидной или оксидной форме, заключенного в оболочку из циркония, магниевого сплава или нержавеющей стали
4. использование тепловыделяющих элементов на АЭС (нормальная эксплуатация АЭС)
5. переработка отработанного ядерного топлива (для последующего использования извлеченного делящегося материала, в частности, урана и плутония)
6. переработка и захоронение образующихся радиоактивных отходов.
Обязательно надо помнить о транспортировке радиоактивных материалов для обеспечения всех этих стадий. Загрязнение окружающей среды радионуклидами происходит на всех стадиях ядерного топливного цикла, но наибольший вклад вносят:
а) переработка отработанного ядерного топлива на радиохимических заводах (основное значение имеют радионуклиды С-14, Kr-95, H-3, I-129)
б) нормальная эксплуатация АЭС: при нормальной работе реактора в окружающую среду после прохождения системы очистки удаляются газообразные (частично аэрозольные) и жидкие отходы (основное значение имеют радионуклиды I-131, Cs-137 и 134, Sr-90, а также радиоактивные инертные газы).
В настоящее время рассчитанное значение максимальной подушной дозы за счет использования ядерной энергетики составляет менее 0,2мкЗв в год.
Оценивая опасность нормальной работы АЭС для человека, необходимо отметить, что проживание вблизи угольной теплоэлектростанции мощностью 1000 МВт, с учетом выбросов природных радионуклидов (K-40,U-238,Th-232,Pb-210, Po-210) и химических канцерогенов (бензпирены), в сотни раз более опасно, чем проживание вблизи АЭС аналогичной мощности.
Авария на Чернобыльской атомной электростанции.
Чернобыльская АЭС (ЧАЭС) находится на Украине, в 12 км от южной границы РБ. 26 апреля 1986 г. на 4-ом блоке ЧАЭС произошла крупная авария, которая резко изменила радиоэкологическую ситуацию в Беларуси. По Международной шкале событий на АЭС, предложенной МАГАТЭ и Европейского агентства по атомной энергии, авария на ЧАЭС относится к 7-му классу и именуется глобальной аварией.
Катастрофа на 4-ом блоке ЧАЭС, которая произошла в результате взрыва пара, снесшего крышу здания, разгерметизации активной зоны и возникшего пожара, сопровождалась выбросом в окружающую среду значительного количества радиоактивных веществ (около 10 ЭксаБк). Выброс газо-аэрозольной струи, достигшей 1,5 км, был длительным (10 суток), неравномерным по количеству выбрасываемых радионуклидов, при постоянно меняющихся метеоусловиях (направление ветра, осадки).
Динамика ежесуточного выброса радионуклидов в атмосферу: