Значения коэффициента качества для разных видов ионизирующего излучения

Величина, которая используется как мера риска возникновения отда­ленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его ор­ганов с учетом их радиочувствительвости, называется эффективной до­зой. Она представляет собой сумму произведений эквивалентной дозы в органе на соответствующий взвешенный коэффициент для данного орга­на или ткани и также измеряется в зивертах (3в).

Соотношения между внесистемными единицами рентгеном и радом составляют по воздуху 1Р = 0,88 рад, биологической ткани 1 Р = 0,93 рад. Один рад составляет примерно 1,14 Р.

Поглощенная, эквивалентная, эффективная и экспозиционная дозы, отнесенные к единице времени, носят название мощности соответствую­щих доз.

Радиоактивное загрязнение местности и различных объектов характе­ризует мощность дозы излучения (уровень радиации Р) - отношение дозы излучения (D) ко времени (t):

P=D/t

Различают мощность экспозиционной, поглощенной и эквивалентной доз.

Мощность экспозиционной дозы (Р), Кл/КГ*с, NKr, Р/ч) рассчитыва­ется по формуле:

P_эксп=D_э/t

Мощность поглощенной дозы (Р_погл, Гр/с, Дж/кг' с, Вт/кг, рад/ч) рассчи­тывают по формуле

Р_погл=Д_п/t

Мощность эквивалентной дозы (Р_н, Зв/с, бэр/ч) рассчитывается по формуле

P_н=H/t

Источники излучения

В реальных условиях жизни человек окружен различными источника­ми ионизирующих излучений. Различают естественные и созданные че­ловеком источники. Природные источники космического и земного про­исхождения создают естественный радиационный фон (ЕРФ). На терри­тории России естественный фон создает мощность экспозиционной дозы порядка 40-200 мбэр/год. Излучение, обусловленное рассеянными в биосфере искусственными радионуклидами, порождает искусственный радиационный фон (ИРФ), который в настоящее время в целом по земно­му шару добавляет к ЕРФ лишь 1-3 %.

Сочетание ЕРФ и ИРФ образует радиационный фон (РФ), который воздействует на все население земного шара, имея относительно посто­янный уровень.

Космические лучи представляют поток протонов и α-частиц, прихо­дящих на Землю из мирового пространства. К естественным источникам земного происхождения относится излучение радиоактивных веществ, содержащихся в породах, почве, строительных материалах, воздухе, воде и т.д.

Облучение может быть внешним, когда источник радиации находится вне организма, и внутренним, возникающим при попадании радиоактив­ных веществ внутрь через дыхательные пути, желудочно-кишечный тракт или при всасывании через поврежденную кожу. Поступая в легкие или пищеварительный тракт, радиоактивные вещества распределяются по организму с током крови. При этом одни вещества распределяются в организме равномерно, а другие накапливаются только в определенных (критических) органах и тканях: радиоактивный йод - в щитовидной железе, радиоактивный радий и стронций - в костях и т. п. Внутренне облучение может возникнуть при употреблении в пищу продуктов растениеводства и животноводства, полученных с зараженных сельскохозяйственных угодий.

Длительность нахождения радиоактивных веществ в организме зависит от скорости выделения и периода полураспада. Удаление таких веществ из организма происходит главным образом через жепудочно-кишечный тракт, почки и легкие, частично через кожу, слизистую оболочку рта, с потом и молоком.

Средняя эффективная доза, получаемая человеком от внешнего облучения за год от космических лучей, составляет 0,3 миллизиверта, от источников земного происхождения - 0,35 миллизиверта.

В среднем примерно 2/з эффективной эквивалентной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации, поступает от радиоактивных веществ, попавших в организм с пищей, водой, воздухом.

Наиболее весомым из всех естественных источников радиации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха газ радон (в 7,5 раза тяжелее воздуха). Радон и продукты его распада ответственны примерно за 3/4 годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы облучения, получаемой населением от земных источников, и примерно за половину этой дозы от всех источников радиации. В здания радон поступает с природным газом, с водой, наружным воздухом, из стройматериалов и грунта под зданием.

За последние десятилетия человек создал более тысячи искусственных радионуклидов и научился применять их в различных целях. Значения индивидуальных доз, получаемых людьми от искусственных источников, сильно различаются: например, при производстве рентгеновских снимков черепа 0,8-6 Р; позвоночника 1,6-14,7 Р; легких (флюорография) 0,2-0,5 Р; грудной клетки при рентгеноскопии 4,7-19,5 Р; желудочно-кишечного тракта при рентгеноскопии 12-82 Р; зубов 3-5 Р.

Особо следует отметить атомную промышленность, производственные процессы которой могут быть источником радиоактивного загрязнения: добыча и обогащение ископаемого сырья, переработка ядерного горючего, использование его в реакторах, хранение и регенерация топлива и отходов. Добыча урана относится к самым опасным горнодобывающим работам в мире. Все остальные стадии ядерного топливного цикла также приводят к значительному радиационному загрязнению и представляют собой серьезную опасность для окружающей среды. Практически нерешенной остается проблема радиоактивных отходов. За 50 лет работы атомной индустрии не найдено способов их безопасного хранения и переработки. Не решены и проблемы вывода из эксплуатации ядерных реакторов, выработавших свой ресурс

Но даже нормально безаварийно работающая АЭС выбрасывает в атмосферу радиоактивные газы, загрязняет грунтовые воды. При ее работе образуются значительные количества жидких и твердых радиоактивных отходов, которые в большей части хранятся на территории самой станции. Однако главная экологическая опасность от нормально работающей АЭС - загрязнение биосферы плутонием. Кроме того, что плутоний является материалом для производства ядерного оружия, он смертельно опасен сам по себе и вызывает фатальный эффект при попадании в дыхательные пути даже в микроскопических дозах (миллионная часть грамма). Причем загрязнение плутонием - практически навечно (время полураспада 24 тыс. лет.

Существенными источниками радиоактивного загрязнения окружаю-щей среды являются и тепловые электростанции, особенно работающие на угле, содержащем в качестве примесей небольшие количества радио-активных элементов, таких как уран, торий, радий и др. Эти радионуклиды остаются в золе или выбрасываются вместе с дымом. Утверждается даже, что радиоактивное загрязнение от ТЭС больше, чем от нормально работающей АЭС. Однако нельзя забывать, что радиационное загрязнение вызывают все стадии ядерного топливного цикла, а не только работа АЭС. Современными технологическими средствами выбросы ТЭС могут быть снижены в 100-200 раз и соответственно уменьшено радиационное загрязнение. К тому же не совсем корректно непосредственное сопоставление количеств выбросов естественных радионуклидов (от ТЭС) и искусственных, производимых на АЭС. К первым из них живой мир приспособился в процессе эволюции, и они не накапливаются в организмах, в то время как с искусственными нуклидами наблюдается обратная ситуация. К тому же при сжигании органического топлива не образуются новые радиоактивные вещества и общий радиационный фон не увеличивается.

Основные источники облучения человека представлены в табл. 15.4. Для измерения ионизирующих излучений используют радиометры, дозиметры и спектрометры.

Радиометры предназначены для определения количества радиоактивных веществ (радионуклидов) или потока излучения, например газоразрядные счетчики (Гейгера-ь-Мюллера).

Дозиметры - это приборы для измерения мощности экспозиционной или поглощенной дозы.