Радиационный фон

Опасная норма радиации для человека: смертельная доза

Провести измерение радиоактивного излучения может любой человек, приборы сегодня легко найти в продаже.

Какова безвредная и смертельная доза радиации для человека и что нужно знать, чтобы правильно оценить опасность?

Рассмотрим ниже.

Естественная радиация

Что имеют в виду под словами «естественный радиационный фон»?

Это радиация, создаваемая солнечным, космическим излучением, а также из природных источников. Она воздействует на живые организмы непрерывно.

Биологические объекты, предположительно, к нему адаптированы. К ней не относятся скачки радиации, возникающие из-за деятельности, осуществляемой на планете людьми.

Когда говорят безопасная доза радиации, имеют в виду именно естественный фон. В какой бы зоне человек ни находился, он получает в среднем 2400 мкЗв/год из воздуха, космоса, земли, продуктов питания.

Внимание:

  1. Естественный фон – 4-15 мкР/час. На территории бывшего Союза уровень радиации колеблется от 5 до 25 мкР/ч.
  2. Допустимый фон – 16-60 мкР/час.

Космическое излучение неравномерно охватывает земной шар, нормальная интенсивность на полюсах – выше (магнитное поле земли на экваторе сильнее отклоняет заряженные частицы). А также допустимый уровень зависит от высоты над уровнем моря (экспозиционная доза солнечного излучения на высоте 10 км над уровнем моря – 0,2 мбэр/час, на высоте 20 км – 1,6).

Определённое количество получает человек при авиаперелетах: при длительности 7-8 часов на высоте 8 км на турбовинтовом самолете со скоростью ниже скорости звука доза облучения составит 50 мкЗв.

Внимание: влияние радиоактивного излучения на живые организмы полностью еще не изучено. Малые дозы не вызывают явных, доступных для наблюдения и изучения симптомов, хотя, вероятно, оказывают отложенный, системный эффект.

Вопрос влияния небольших количеств является спорным, одни специалисты утверждают, что к естественному фону человек адаптирован, другие считают, что абсолютно безопасным нельзя считать ни один предел, в том числе нормальный радиационный фон.

Виды радиационного фона

Их необходимо знать, чтобы суметь оценить, где и когда могут встречаться дозы, смертельные для организма человека.

Виды фона:

  1. Естественный. В дополнение к внешним источникам, в организме есть внутренний источник – природный калий.
  2. Технологически измененный естественный. Его источники – природные, однако искусственно обработанные. Например, это могут быть извлеченные из недр земли природные ископаемые, из которых впоследствии были изготовлены стройматериалы.
  3. Искусственный. Под ним понимают загрязнение земного шара искусственными радионуклидами. Начал формироваться с развитием ядерного оружия. Составляет 1-3% от естественного фона.

Существуют списки городов России, в которых количество лучевых воздействий стало аномально высоким (из-за техногенных катастроф): Озерск, Северск, Семипалатинск, посёлок Айхал, город Удачный.

Как измеряют

Измерять могут либо на местности, либо – если измерение проводится с медицинскими целями — в тканях организма.

Измеряют дозиметрами, которые через несколько минут показывают мощность различных видов излучения (бета и гамма), а также поглощаемую дозу в час. Альфа-лучи бытовые приборы не улавливают.

Потребуется профессиональный, при измерении необходимо, чтобы прибор находился рядом с источником (сложно, если нужно измерить уровень излучения из земли, на которой уже построено строение). Для определения количества радона используют бытовые радиометры радона.

Единицы измерения

Часто можно встретить «радиационный фон в норме составляет 0,5 микрозиверт/час», «норма – до 50 микрорентген в час». Почему единицы измерения разные и как они соотносятся друг с другом. Значение часто может совпадать, например, 1 Зиверт = 1 Грей. Но у многих единиц разное смысловое наполнение.

Всего существует 5 главных единиц:

  1. Рентен – единица является внесистемной. 1 Р = 1 БЭР, 1 Р примерно равен 0,0098 Зв.
  2. БЭР – это устаревшая мера измерения того же самого, доза, воздействующая на живые организмы как рентгеновские или гамма-лучи мощностью 1 Р. 1 БЭР = 0,01 Зв.
  3. Грей – поглощенная. 1 Грей соответствует 1 Джоулю энергии излучения на массу 1 кг. 1 Гр = 100 Рад = 1 Дж/кг.
  4. Рад – внесистемная единица. Также показывает дозу поглощенной радиации на 1 кг. 1 рад – это 0,01 Дж на 1 кг (1 рад = 0,01 Гр).
  5. Зиверт – эквивалентная. 1 Зв, составляющий 1Гр равен 1 Дж/1 кг или 100 БЭР.

Для примера: 10 мЗв (миллизивертов) = 0,01 Зв = 0,01 Гр = 1 Рад = 1 БЭР = 1 Р.

В системе СИ прописаны Грей, Зиверт.

Существует ли вообще безопасная доза?

Порога безопасности не бывает, это было установлено ученым Р. Зивертом еще в 1950 году. Конкретные цифры могут описать диапазон, предугадать их воздействие возможно только ориентировочно. Даже малая, допустимая доза может вызывать соматические или генетические изменения.

Сложность в том, что увидеть повреждения сразу возможно не всегда, они проявляются некоторое время спустя.

Все это затрудняет исследование вопроса и вынуждает ученых придерживаться осторожных, приблизительных оценок. Именно поэтому безопасный уровень облучения для человека – это диапазон значений.

Кем устанавливаются нормы

Вопросами нормирования и контроля в РФ занимаются специалисты Госкомсанэпиднадзора. В нормах СанПиНа учтены рекомендации международных организаций.

Документы:

  1. НРБ-99. Это основной документ. Прописаны нормативы отдельно для гражданского населения и работников, чей труд предполагает контакты с источниками радиации.
  2. ОСПОР-99.

Поглощенная доза

Она показывает, какое количество радионуклидов было поглощено организмом.

Допустимые дозы облучения согласно НРБ-99:

  1. За год – до 1 мЗв, что составляет 0,57 мкЗв/ч (57 микрорентген/час). За любые пять лет подряд – не более 5 мЗв. В год — не более 5 мЗв. Если человек получил дозу облучения за год 4 мЗв, за прочие четыре года должно быть не более 1 мЗв.
  2. За 70 лет (берется как средняя продолжительность всей жизни) – 70 мЗв.

Обратите внимание: 0,57 мкЗв/ч – это верхнее значение, считается, что безопасно для здоровья – в 2 раза меньше. Оптимально: до 0,2 мЗв/час (20 микрорентген/час) – именно на эту цифру и стоит ориентироваться.

Внимание: эти нормы радиационного фона не учитывают естественный уровень, который колеблется в зависимости от местности. Порог для жителей равнин будет ниже.

Это пределы для гражданского населения. Для профессионалов они в 10 раз выше: допустимо 20 мЗв/год за 5 лет подряд, при этом необходимо, чтобы в один год выходило не более 50.

Допустимая, безопасная радиация для человека зависит и от длительности облучения: без вреда для здоровья можно провести несколько часов при внешнем облучении 10 мкЗв (1 миллирентген/час), 10-20 минут – при нескольких миллирентген. Выполняя рентген грудной клетки пациент получает 0,5 мЗв, что составляет половину годовой нормы.

Нормы согласно СанПин

Поскольку значительная часть радиации поступает с продуктами питания, питьевой водой и из воздуха, СанПиНом введены нормы, которые позволят оценить эти источники:

  1. Сколько для помещений? Безопасное количество гамма-лучей – 0,25-0,4 мкЗв/час (эта цифра включает естественный фон для конкретной местности), радон и торон в совокупности – не более 200 Бк/куб.м. в год.
  2. В питьевой воде – сумма всех радионуклидов не больше 2,2 Бк/кг. Радона – не более 60 Бк/час.
  3. Для продуктов норма радиации прописана детально, по каждому виду отдельно.

Если дозы в квартире превышают указанные в п. 1, здание считается опасным для жизни и переквалифицируется из жилого в нежилое, либо предназначаются под снос.

Обязательно оценивается зараженность стройматериалов: уран, торий, калий в сумме должны составлять не более 370 Бк/кг. Оценивается и участок под строительство (промышленное, индивидуальное): гамма-лучи у земли – не больше 0,3 мкЗв/ч, радон – не больше 80 мБк/кв.м*с.

Что делать, если радиоактивность питьевой воды выше указанной нормы (2,2 Бк/кг)?

Такая вода еще раз проходит оценку на содержание конкретных радионуклидов отдельно по каждому виду.

Интересно: иногда можно услышать, что вредно употреблять в пищу бананы или бразильские орехи. Орехи действительно содержат некоторое количество радона, поскольку корни деревьев, на которых они растут, уходят крайне глубоко в почву, отчего и поглощают естественный, присущий недрам фон.

Бананы содержат калий-40. Однако, чтобы получить количество, которое будет опасно, необходимо употребить в пищу миллионы этих продуктов.

Важно: многие продукты естественного происхождения содержат радиоактивные изотопы. В среднем норма допустимой радиации, получаемой с пищей – 40 миллибэров/год (10% годовой дозы). Все реализуемые через магазины продукты, предназначенные в пищу, должны проходить проверку на заражение стронцием, цезием.

Смертельная доза

Какая доза будет смертельной?

В одном из произведений Бориса Акунина рассказывается об острове Ханаан. Святые отшельники не подозревали, что охраняемый ими «кус сферы небесной» — метеорит, угодивший в месторождение урана. Излучение этого природного делителя приводило к смерти через год.

Но один из «охранников» отличался богатырским здоровьем – он позже других полностью облысел, и прожил в два раза дольше, чем прочие.

Этот литературный пример четко показывает, насколько вариативным может быть ответ на вопрос, какова смертельная доза радиации для человека.

Существуют такие цифры:

  1. Смерть – свыше 10 Гр (10 Зв, или 10000 мЗв).
  2. Угроза для жизни – дозировка более 3000 мЗв.
  3. Лучевую болезнь вызовет более 1000 мЗв (или 1 Зв, или 1 Гр).
  4. Риск различных заболеваний, в том числе раковых – более 200 мЗв. До 1000 мЗв говорят о лучевой травме.

Однократное облучение приведет к:

  • 2 Зв (200 Р) – снижение лимфоцитов в крови на 2 недели.
  • 3-5 Зв – выпадение волос, облезание кожи, необратимое бесплодие, 3,5 Зв – у мужчин временно исчезают сперматозоиды, при 5,5 – навсегда.
  • 6-10 Зв – смертельное поражение, в лучшем случае еще несколько лет жизни с очень тяжелой симптоматикой.
  • 10-80 Зв – кома, смерть через 5-30 мин.
  • От 80 Зв – смерть мгновенно.

Смертность при лучевой болезни зависит от полученной дозы и состояния здоровья, при облучении более 4,5 Гр смертность – 50%. Также лучевую болезнь подразделяют на различные формы, в зависимости от полученного количества Зв.

Имеет значение и вид облучения (гамма, бета, альфа), время облучения (большая мощность в короткий промежуток или та же самая небольшими порциями), какие именно участки тела подверглись облучению, или оно было равномерным.

Ориентируйтесь на приведенные выше цифры и помните о важнейшем правиле безопасности – здравом смысле.

Что такое радиационный фон

Радиационный фон

Радиационный фон — это уровень квантовых потоков и элементарных частиц в окружающей среде. Это понятие важно для человека в том случае, когда речь идет об ионизирующем излучении. В большом количестве оно представляет серьезную опасность для живых организмов. Если естественный радиационный фон (ЕРФ) местности не превышает допустимых норм, то на ней можно проживать, заниматься фермерством и употреблять в пищу дары природы. Когда ЕРФ повышенный, то в таких местах находиться нельзя, даже при соблюдении мер безопасности следует сократить время пребывания на зараженной территории до минимума. В некоторых случаях радиация приносит пользу человеку. С ее помощью проводится весьма успешное лечение онкологических заболеваний. Воздействие изотопов на растения, насекомых и животных позволяет выводить новые виды, отличающиеся набором положительных свойств.

Разновидности радиационного излучения

На естественный радиационный фон влияет количество элементарных частиц, которые ранее попали на местность или предмет и продолжают поступать из различных источников.

Гамма-излучение

Современная наука различает такие виды излучения, которые непосредственно влияют на естественный радиационный фон:

  1. Гамма-излучение. Представляет собой поток микрочастиц с нейтральным зарядом. Обладает высокой проникающей способностью. Этот тип радиации наиболее губителен для всего живого. Защитой от рентгеновских лучей являются материалы, обладающие тяжелыми ядрами. Они задерживают гамма-частицы, становясь источником излучения.
  2. Бета-излучение. Его носителем являются более крупные частицы со средней проникающей способностью. Являясь потенциально опасными для людей, бета-лучи задерживаются в тонком слое металла, древесины и камня.
  3. Альфа-излучение. Является потоком тяжелых положительно заряженных частиц. Несут в себе мощный ионный заряд, обладающий разрушительным действием для клеток живых тканей. Что касается человека, то альфа-частицы поражают только внешний слой кожи. Преградой для них является даже одежда.

На земле источниками излучения, создающими естественный и искусственный радиационный фон, являются солнце, звезды, горные породы и промышленные объекты, возведенные человеком. Создают уровень заражения изотопы таких химических элементов, как йод, уран, радий, стронций, кобальт, цезий и плутоний. Зная, что такое радиация, можно успешно защищаться от такого опасного для жизни и здоровья явления.

Источники естественной радиации

До тех пор, пока Земля не обрела железного ядра и не получила импульса на вращение, она была открыта для всех типов радиоактивного излучения. После того как вокруг нашей планеты образовалось мощное магнитное поле, она обрела защиту от проникающей радиации. Губительный для всего живого солнечный ветер огибает Землю вдоль линий магнитного поля. На поверхность планеты попадает незначительная часть тяжелых альфа-частиц. Они представляют опасность только при длительном пребывании на солнце без защиты. Из-за этого возникает ожог кожи.

Определенную опасность представляют объемные выбросы энергии, производимые пульсарами. Эти космические объекты за одну секунду производят столько энергии, сколько Солнце вырабатывает за тысячу лет. От такого луча земная атмосфера не спасает.

Определенное влияние на формирование радиационного фона играет рельеф местности и состав грунта. Наиболее древней горной породой, сформировавшейся миллиарды лет назад, является гранит. Там, где этот минерал выходит на поверхность или находится под тонким слоем почвы, отмечается повышенный уровень радиации.

На уровень излучения влияет и высота над уровнем моря. С каждым километром подъема над землей уменьшается толщина защитного слоя атмосферы. Уже на высоте 10000 метров присутствует такой радиационный фон, норма которого близка к предельно допустимой.

Урановая руда

В зависимости от географического положения меняется уровень радиации. На полюсах он значительно сильнее, чем на экваторе. Это явление обуславливается формой магнитного поля Земли, которое сходится на полюсах.

Характеристика грунта. Наибольший уровень радиации наблюдается в местах, где залегает урановая руда. Даже если месторождение этого химического элемента находится в нескольких километрах под землей, уровень его излучения может превышать предельно допустимый в разы. Небольшой фон могут создать железная руда и бокситы. Эти элементы имеют свойство накапливать радиацию.

Искусственная радиация на земле

Это явление представляет собой превышение естественного природного фона вследствие деятельности человека. История освоения атома начитывает несколько десятилетий. Поскольку эта область промышленности еще до конца не освоена, риск возникновения нештатных ситуаций достаточно велик.

Нормы радиационного фона могут быть превышены по таким причинам:

  1. Проведение испытаний ядерного оружия. Территория, где проводились испытания атомных бомб, насыщена радиоактивными изотопами. Она будет непригодна для жизни еще многие столетия.
  2. Использование атома в мирных целях. Ядерные заряды использовались для изменения русла рек, создания искусственных водоемов и для ликвидации пожаров на газовых месторождениях.
  3. Аварии на объектах атомной энергетики. Во время подобных инцидентов происходит выброс изотопов в атмосферу. В зависимости от масштаба аварии прилегающая территория становится непригодной для жизни на срок от 30 до 10000 лет.
  4. Происшествия во время транспортировки и захоронения ядерного топлива и отходов. В результате зараженный изотопами материал разносится по обширной территории.

Ядерное топливо

В зависимости от степени радиоактивного заражения местности пребывание на ней может быть ограничено по времени или запрещено полностью.

Последствия радиоактивного заражения

Уровень радиации измеряется в количестве изотопов, полученных за единицу времени. Мощность излучения определяется в рентгенах в час, полученная доза вычисляется суммированием всех показателей за год. Эта составляющая измеряется в греях (Гр).

В зависимости от объема поглощенных организмом изотопов человек может получить лучевую болезнь:

  1. I степень. Заболевание не представляет опасности для человека при условии его эвакуации из зараженной зоны. Оно проявляется в виде слабости, головной боли, нарушении сна и аппетита. При получении дозы до 2 Гр выздоровление может наступить уже через полтора-два месяца.
  2. II степень. В случае получения дозы до 4 Гр наступает поражение средней тяжести. Больной испытывает острые боли, у него нарушается деятельность внутренних органов и центральной нервной системы. Внешне болезнь проявляется выпадением волос, зубов и образованием язв. Даже квалифицированное лечение не дает полного выздоровления.
  3. III степень. Доза 4-6 Гр вызывает необратимые процессы в организме человека. Болезнь тяжелой формы приводит к отказу внутренних органов и некрозу мягких тканей. Как правило, при сопутствующей потере иммунитета заболевание приводит к летальному исходу.
  4. IV степень. Тяжелая форма развивается при получении больным более 6 Гр. Описать симптомы, которые испытывают пациенты, не представляется возможным, так как их смерть наступала в считанные часы после облучения. Летальному исходу предшествовало полное нарушение структуры мягких тканей, остановка сердца и прекращение дыхания.

Лучевой травмой считается получение человеком дозы, величина которой составляет менее 1 Гр.

Действующие нормы радиационного фона

Радиация в повседневной жизни

Нормы радиации являются усредненными, полученными по результатам клинических исследований больных, получивших дозы радиации различного уровня. Полученные суммарные дозы люди могут получать за разные промежутки времени. Чем больше сила излучения, тем опаснее могут быть последствия и сложнее лечение. Поэтому и определение, что такое нормальный радиационный фон, устанавливается на законодательном уровне и является величиной для регламентирования условий проживания или труда на предприятии.

Правила радиационной безопасности касаются таких категорий граждан:

  • военнослужащие, проходящие службу на атомных подводных лодках и надводных кораблях;
  • персонал АЭС;
  • люди, проживающие на территории с высоким радиационным фоном;
  • профессиональные спасатели и работники аварийных бригад, работающие на объектах атомной энергетики;
  • работники медицины, которые имеют дело с приборами, содержащими радиоактивные элементы;
  • ученые, работающие с радиоактивным материалом.

Согласно проведенным исследованиям, абсолютно безопасной для здоровья взрослого человека считается излучение мощностью 20 микрорентген в час.

Предельной границей радиации считается значение, равное 50 микрорентген в час. Однако, если в течение года, получая через равные промежутки времени небольшие дозы излучения, человек получит суммарно 1 рентген, то это будет для него практически безопасно. Радиация постепенно из организма выводится. Действующие сегодня нормы радиоактивной безопасности определяют предельную дозу полученного за жизнь облучения в пределах 60-70 рентген.

Если брать уровень воздействия радиационного фона и гамма-излучения в микрозивертах в час, то допустимой границей безопасности считается:

  • просмотр телевизора 3 часа в день на протяжении года (0,005 мЗв);
  • длительный перелет на самолете (0,01 мЗв);
  • нахождение на открытой местности в солнечную погоду (1 мЗв);
  • работа на атомных электростанциях (0,05 мЗв).

Опасной считается доза 11 мкЗв в час. Она повышает риск онкологических заболеваний.

Автор статьи: Беспалова Ирина Леонидовна Врач-пульмонолог, Терапевт, Кардиолог, Врач функциональной диагностики. Врач высшей категории. Опыт работы: 9 лет. Закончила Хабаровский государственный мединститут, клиническая ординатура по специальности «терапия». Занимаюсь диагностикой, лечением и профилактикой заболеваний внутренних органов, также провожу профосмотры. Лечу заболевания органов дыхания, желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистой системы. Беспалова Ирина Леонидовна опубликовала статей: 510

Естественный радиационный фон

«Радиационный фон в норме» — эту фразу обычно употребляют, когда дают оценку ситуациям, связанным с работой атомных электростанций. Нормальный радиационный фон составляет до 0,20 мкЗв/час (20 мкР/час). Порог безопасности для людей – 0,30 мкЗв/час (30 мкР/час). Санитарные нормы и правила предписывают не превышать годовую эффективную дозу облучения в 1 мЗв при проведении рентгена. Но ни в одном международном или отечественном регламентирующем документе вы не найдете нормативного значения естественного радиационного излучения. Почему?

Откуда появляется природная радиация?

Естественный радиационный фон Земли связан с ее историей и эволюцией биосферы. С момента зарождения нашей планеты она находилась под постоянным влиянием космических излучений. Колоссальное количество космогенных радионуклидов было задействовано при формировании земной коры. Ученые полагают, что тектонические процессы, расплавленная магма, образование горных систем обязаны своим появлением радиоактивному распаду и разогреву недр. В местах разломов, сдвигов и растяжений земной коры, океанических впадин радионуклиды выходили на поверхность и появлялись места с мощным ионизирующим излучением. Образования сверхновых звезд также оказывали влияние на Землю – уровень космического излучения повышался на ней в десятки раз. Правда, сверхновые рождались примерно одни раз в сотни миллионов лет. Постепенно радиоактивность Земли снижалась.

В настоящее время биосфера Земли по-прежнему испытывает воздействие космического излучения, радионуклидов, рассеянных в твердых земных породах, океанах, морях, подземных водах, воздухе и в живых организмов. Совокупность перечисленных составляющих радиационного фона (ионизирующего излучения) принято называть естественным радиоактивным фоном. Естественная радиоактивность включает несколько компонентов:

  • космические излучения;
  • радиоактивные вещества в составе земных недр;
  • радионуклиды в воде, пище, воздухе и стройматериалах.

Естественная радиация является неотъемлемой составляющей природной среды обитания. Честь ее открытия принадлежит французскому ученому А. Беккерелю, который случайно открыл феномен естественной радиоактивности в 1896 году. А в 1912 году австрийский физик В. Гесс открыл космические лучи, сравнив ионизацию воздуха в горах и на уровне моря.

Мощность космического излучения неоднородна. Ближе к поверхности земли она уменьшается за счет экранирующего атмосферного слоя. И, наоборот, в горах она сильнее, поскольку защитный экран атмосферы слабее. Например, в самолете, который летит в небе на высоте 10 000 метров, уровень радиации превышает приземную радиацию почти в 10 раз. Сильнейший источник радиоактивного излучения – Солнце. И здесь атмосфера служит нашим защитным экраном.

Естественный радиационный фон в различных местах мира

Допустимый радиационный фон в разных уголках планеты значительно отличается. Во Франции, например, годовая доза естественного облучения составляет 5 мЗв, в Швеции — 6,3 мЗв, а в нашем Красноярске всего 2,3 мЗв. На золотых пляжах Гуарапари в Бразилии, где ежегодно отдыхает больше 30000 человек, уровень радиации составляет 175 мЗв/год из-за высокого содержания тория в песке. В горячих источниках городка Рам-Сер в Иране уровень радиации достигает 400 мЗв/год. На знаменитом курорте Баден-Бадене также повышенный радиационный фон, как и на некоторых других популярных курортах. Радиационный фон в городах контролируют, но это усредненный показатель. Как не попасть впросак, если вы не хотите подвергать здоровье испытанию повышенной дозой естественных радионуклидов? Индикатор радиоактивности станет вашим надежным экспертом в путешествиях.

Естественный радиационный фон

фон радиационный облучение измерение

Радиационный фон — ионизирующее излучение, обусловленное совместным действием природных (естественных) и техногенных радиационных факторов.

Естественный радиационный фон формируется космическим излучением (16%) и излучением, создаваемым рассеянными в природе радионуклидами, содержащимися в земной коре, приземном воздухе, почве, воде, растениях, продуктах питания, в организмах животных и человека, (84%). Техногенный радиационный фон связан главным образом с переработкой и перемещением горных пород, сжиганием каменного угля, нефти, газа и других горючих ископаемых, а также с испытаниями ядерного оружия и ядерной энергетикой.

Согласно ЗАКОНА РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ «О радиационной безопасности населения» от 5 января 1998 г. №122-З и внесенных к нему дополнений:

Изменения и дополнения:

под естественным радиационным фоном понимается — доза излучения, создаваемая космическим излучением и излучением природных радионуклидов, естественно распределенных в земле, воде, воздухе, других элементах биосферы, пищевых продуктах и организме человека.

Естественный радиационный фон есть неотъемлемый фактор окружающей среды, оказывающий существенное воздействие на жизнедеятельность человека.

Естественный радиационный фон колеблется в широких пределах в различных регионах Земли. Эквивалентная доза в организме человека в среднем 2 мЗв = 0,2 бэр.

Эволюционное развитие показывает, что в условиях естественного фона обеспечиваются оптимальные условия для жизнедеятельности человека, животных, растений. Поэтому при оценке опасности, обусловленной ионизирующим излучением, крайне важно знать характер и уровни облучения от различных источников. Облучение может быть внешним и внутренним. К внешнему облучению относится космическое облучение и земные радионуклиды. Внутреннее облучение человека естественными радионуклидами происходит в результате накопления их в организме при поступлении с воздухом, питьевой водой и пищевыми продуктами.

Внешнее облучение: космические излучения и изотопы земной коры создают естественный радиационный фон, который характерен для каждой местности. Различают первичное и вторичное космическое излучение.

Первичное космическое излучение представляет собой поток частиц, попадающих в земную атмосферу из межзвездного пространства, солнечной системы. Оно состоит из протонов (примерно 90%) и альфа-частиц (около 10%). В меньших количествах присутствуют нейтроны, электроны, ядра легких элементов. Большая часть первичного космического излучения возникает в пределах нашей Галактики. Энергия частиц первичного излучения достигает 1012-1014 МэВ. Кроме того, при солнечных вспышках возникает солнечное космическое излучение, которое приводит к увеличению дозы облучения на поверхности Земли.

Вторичное космическое излучение образуется в результате взаимодействия частиц первичного космического излучения с ядрами атомов, входящих в состав воздуха. Оно содержит практически все известные в настоящее время элементарные частицы. У поверхности Земли оно состоит в основном из фотонов, электронов и позитронов с энергией до 100 МэВ.

Мощность космических лучей, достигающих земной поверхности, зависит от географической широты и высоты над уровнем моря. Изменение мощности космических лучей в зависимости от географической широты обусловлено тем, что Земля похожа на гигантский магнит. Поэтому космические лучи, будучи заряженными частицами, отклоняются от экватора и собираются вместе в виде своеобразных воронок в области полюсов Земли. Области вблизи экватора, находящиеся на уровне моря, получают наименьшую дозу космического излучения, примерно равную 0,35 мЗв/год. На широте 50 доза космического излучения составляет 0,5 мЗв/год. Это обусловлено тем, что толстый слой атмосферы, содержащий воздух и пары воды, разрушая, замедляя и останавливая движение многих быстрых заряженных частиц, двигающихся из космоса.

С ростом высоты над уровнем моря мощность эквивалентной дозы космического излучения увеличивается. Например, на высоте 4500 м доза облучения из космоса составляет 3 мЗв/год, а на вершине пика Эвереста (8848 м над уровнем моря), соответствующий показатель равен 8 мЗв/год.

Внешнему облучению человек подвергается также и за счет естественных радионуклидов земного происхождения. В земной коре имеются радиоизотопы, не успевшие распасться за время существования Земли. Они имеют период полураспада в миллиарды лет. Важнейшими из них являются калий-40, уран-238, торий-232. Тяжелые ядра этих изотопов до полного распада успевают образовать несколько промежуточных радиоактивных изотопов.

Как правило, природные радионуклиды сконцентрированы в гранитных породах гор. Радиоактивность известняковых и песчаных пород ниже. Средний уровень мощности дозы излучения на высоте 1 м над поверхностью известняка равен примерно 0,2 мЗв/год. На нашей планете существует ряд регионов, где существенно увеличен уровень радиации, исходящий из почв и гор — это Бразилия, Египет, Индия, Франция, остров Ниуэ и др. Так в ряде мест Бразилии, главным образом в прибрежных полосах земли, мощность дозы излучения из почвы и скальных пород составляет 5 мЗв/год. Примерно 1/6 часть населения Франции (7 млн. человек) живет в районах, где скальные породы представлены в основном гранитом, из-за чего радиационный фон повышен и мощность дозы составляет до 3,5 мЗв/год.

В индийских штатах Керала и Мадрас, проживает около 100 тысяч человек, которые получают дозу, в среднем равную 13 мЗв/год. Удельная радиоактивность почвы выше при условии, что в ней содержится больше глинистых частиц и чернозема. Лесные и дерново-подзолистые почвы имеют меньшую радиоактивность. В Беларуси естественное облучение составляет около 2,4 мЗв/год.

В конце семидесятых годов прошлого столетия установлено, что наиболее весомым из всех естественных источников радиации является тяжелый газ радон-222 и его изотоп радон-220. Для удобства под радоном понимают оба указанных изотопа.

Радон-222 — это продукт радиоактивного превращения урана-238, а радон-220 — тория-232. Инертный тяжелый газ радон без цвета и запаха, в 7,5 раза тяжелее воздуха, растворяется в воде, точка кипения -65С. «Дочерние» продукты распада радона также радиоактивные изотопы: полония, свинца и висмута. Сейчас известно, что радиационная доза в легких от дочерних продуктов во много раз больше, чем от самого радона.

Атомы любого газа, в том числе и радона, стремятся при малейшей возможности покинуть ту полость, которая их заключает в себя. Попадая в атмосферу, радон переносится воздушными массами, продолжая распадаться. Радон вносит вклад во внешнее и внутреннее облучение, так как может попадать в организм с вдыхаемым воздухом, пищей и водой. Следует помнить, что концентрация радона в жилых помещениях выше, чем снаружи. Это обусловлено содержанием радона в строительных материалах, поступлением в дома вместе с почвенным воздухом. В окружающую среду он затягивается из грунта вследствие разности давлений внутри и вне здания. Если дом стоит на богатом радиоактивными элементами грунте, то ситуация особенно неблагоприятна. Так как для строительства зданий используются природные материалы, то и в домах человек не избавлен от влияния ионизирующих излучений. Меньше всего радиоактивность в деревянных домах (до 0,5 мЗв/год), в кирпичных (до 1,5 мЗв/год), в железобетонных может достигать до 1,7 мЗв/год.

Особенно сильное воздействие радон оказывает на людей, находящихся в подвальных помещениях, и на первых этажей жилых зданий. Поэтому для того, чтобы уменьшить риск радонового облучения, необходимо проводить защитные мероприятия: использовать для полов специальные покрытия, тщательно проветривать помещения и др. К примеру, активная вентиляция помещения в течение 2-3 часов снижает концентрацию радона в 3-4 раза.

Часть радона в здании накапливается также из природного газа и воды. На кухню радон поступает с природным газом. В ванной концентрация радона может в три раза превысить таковую на кухне. Это объясняется значительным содержанием радона в воде, которое колеблется от долей единиц до 100 млн. Бк/м3. Много радона может содержать вода из глубоких подземных скважин или артезианских колодцев. В подземных водах его концентрация может составлять от 5 Бк/л до 1 МБк/л, т.е. изменяться в миллион раз. В водах озер и рек концентрация радона редко превышает 0,5 Бк/л, а в водах морей и океанов — не более 0,05 Бк/л.

При кипячении воды большая часть радона улетучивается. Поступающий с некипяченой водой радон быстро выводится из организма. Сырая вода с радоном, попавшая в желудочно-кишечный тракт, не столь вредна и опасна, как радон, попадающий в легкие. Поэтому распыляя воду в ванной с помощью душа, мы переводим радон из воды в воздух, а затем в легкие.

В связи с изложенным проблема радона приобрела существенное значение. До 1990 г. ни в одной стране не устанавливались нормативы содержания радона и продуктов его распада в жилых помещениях. В настоящее время в ряде стран приняты допустимые концентрации радона внутри помещений.

Внутреннее облучение: кроме калия-40 в организме взрослого человека массой 70 кг содержится в среднем: урана-238; урана-235; тория-232; радия-226. В незначительных количествах содержится также радиоактивные изотопы углерода-14, полония-210, свинца-210 и другие. Они непрерывно поступают в организм и частично выводятся из него, поэтому изменение содержания долгоживущих естественных радионуклидов в продуктах питания, воде и воздухе нарушает уровень установившегося равновесия радионуклидов в организме человека.

Из всевозможных способов внутреннего облучения наиболее опасно вдыхание загрязненного воздуха, потому что взрослый человек, занятый работой средней тяжести, потребляет воздуха 20 м3 (воды же всего 2 литра); радиоактивное вещество, поступающее таким путем в организм человека, быстро усваивается. Примерно 2/3 эффективной эквивалентной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации, обусловлены внутренним облучением. При этом одни и те же концентрации радионуклидов при внутреннем облучении более опаснее, нежели внешнего облучения. Это обусловлено тем, что при внутреннем облучении резко увеличивается время облучения тканей организма, которое определяется сроком пребывания источника радиации в организме.

Научный комитет ООН по действию атомной радиации рекомендует считать суммарную эффективную дозу от естественных источников радиации равной 2 мЗв/год, в том числе от внутреннего облучения 1,65 мЗв/год, от внешнего — 0,35 мЗв/год.

Допустимая норма радиации для человека: дозы в мкР/ч, зивертах и микрозивертах

Норма радиации для человека, или допустимая доза излучения – усредненная величина в мкР/ч, полученная путем клинического изучения пациентов, организм которых подвергся воздействию ионизирующего излучения. В результате проведенных научных исследований было выяснено, что, например, определенная доза радиации может отражать условные нормы или нарушения, степень ионизации, интенсивность и емкость поглощения, эквивалентность, рассчитанную по специальным коэффициентам. Уровень нормальной радиации для человека – всего лишь допустимый предел излучения в мкР/ч, на пороге которого начинаются изменения в организме.

Рядом с АЭС

Все ли виды радиации опасны

Для определения ионизирующего излучения применяется несколько специальных терминов, потому что оно может быть разного происхождения. Этим термином обозначают любые потоки, образованные фотонами, элементарными частицами или осколками атомов, которые могут ионизировать вещество. Необходимо отметить следующее:

  1. Ионизация – процесс образования ионов (положительно или отрицательно заряженных) из молекул или атомов. Результатом этого взаимодействия становится поглощение тепла и выброс электронов.
  2. Они ионизируют вещество, в которое попадают. Проникая в клеточные структуры, разрушают и дестабилизируют их. Опасным итогом этого действия становится сбой иммунитета, прекращение привычных химических взаимообменов, обеспечивающих жизнедеятельность клетки и именуемых естественным метаболизмом.
  3. Вызывая выброс свободных электронов, такой распад образует свободные радикалы. Интенсивность реакции и провокация выброса большей или меньшей интенсивности и определяет то, что принято обозначать как уровень радиации.
  4. Не все виды излучения для человека опасны. Некоторые могут становиться таковыми при определенных условиях, но обычно у них недостаточно энергии, чтобы вызвать ионизацию.
  5. Ультрафиолетовые и инфракрасные лучи, видимый свет и радиодиапазоны не могут в нормальном (основном) состоянии вызвать ионизацию.
  6. Исследования показали, что источником излучения радиации могут стать электромагнитное и рентгеновское, потоки частиц различного вида (например, нейтроны, протоны, альфа-частицы или ионы, как результат ядерного деления).

Знак

Когда говорят о радиации, имеется в виду именно ионизирующее излучение.

Оно запускает деструкцию белков, становится причиной разрушения клеток живого организма или их перерождения. В природе существуют естественные источники таких потоков, но и человек в немалой степени поучаствовал в возникновении потенциальных резервуаров, откуда могут появляться опасные частицы.

От некоторых из радиоактивных частиц существует простая и доступная защита, (при ее отсутствии и идет речь об облучении). Есть виды, дающие поток активных частиц такой интенсивности, что спастись от них практически невозможно.

Около города

Радиация и радиоактивность

Условно можно признать радиацией любые частицы, способные создавать потоки ионов (положительно или отрицательно заряженных). Обычно под этим термином понимают только достаточно большие по силе и энергии, способные действовать на живую клетку.

Они существуют до тех пор, пока не поглощаются каким-либо веществом. Под облучением подразумевают действие радиации или передачу клеткам энергии, которая есть в ионизирующем излучении. Радиоактивность – это потенциал, заложенный в неустойчивых ядрах атомов отдельных веществ.

Нормативы в мкР/ч

Распад такой неустойчивой структуры приводит к превращениям, в результате которых происходит выброс потока ионизирующего излучения (радиации). Еще в середине прошлого столетия шведский исследователь Зиверт установил, что говорить о радиационном уровне, не причиняющем повреждений, нет никакого смысла. Есть только допустимый уровень и естественный фон, который создается лучами из космоса и условно считается для человека безопасным, нормой.

В понимании ученых, норма облучения – это то, что клетка может выдержать без особых последствий (например, лучевой болезни), но не то, то можно назвать безобидным и абсолютно не оказывающим воздействия. Радиоактивность – потенциальная способность к испусканию ионизирующего излучения под воздействием свободного потока энергии. Радиация и есть эти самые потоки, свободно преодолевающие пространство, пока не поглощаются веществом или предметом.

Нормативные показатели радиации

Виды излучения и проникающая способность

Первой искусственно вызванной реакцией была проведенная с альфа-частицами. Их возникновение происходит при распаде ядер или при ионизации гелия-4. Их проникающая способность не опасна при внешнем (попадающем из космоса) облучении, однако, попадая в дыхательную или пищеварительную систему, эти частицы способны привести к лучевой болезни. Кроме них, есть множество других потенциальных опасностей:

  • бета-частицы – результат распада определенного типа, скорость распространения огромна, есть положительно и отрицательно заряженные, опасно и внешнее, и внутреннее облучение;
  • гамма – обладают огромной проникающей способностью, что приводит к лучевой болезни или онкологии;
  • нейтронное – может спровоцировать серьезные поражения при некоторых условиях.

В лесу

Облучение на рентгене, о котором постоянно предупреждают при проведении диагностики – это всего лишь искусственно получаемая энергия фотонов. Различают мягкое и жесткое рентгеновское излучение, но любое из них – мутагенный фактор, способный разрушить живые ткани, если не соблюдать норму.

Поэтому оно и признано ионизирующим, и без необходимых мер защиты может привести к лучевой болезни или новообразованиям.

Естественная и искусственная радиация

Естественной считается любая, проникающая в атмосферу из космоса. Ее уровень зависит от географического положения (на полюсах выше из-за магнитного поля Земли, а на экваторе – ниже). Выявляется при обследовании месторождений урановых руд, залежей гранита, железных руд и бокситов. Это потенциальные депо скопления радиации. Данная способность – их естественное свойство.

Радиационный фон

В городе превышение дозы радиации может наблюдаться как от географического положения и природных залежей поблизости, так и от искусственной – результата деятельности человека. Люди используют радиацию для получения энергии, изменения природных условий или ядерных испытаний, транспортировки опасных отходов, аварий на объектах.

В жилых помещениях фон несколько ниже, но многое зависит от степени радиоактивного заражения, близкого соседства объектов атомной энергии и даже направления распространения потока от места аварии или мирного применения. Испытание оружия может легко сделать смертельно опасным уровень радиации в квартире за короткий промежуток времени (минуту, час).

АЭС

Допустимые и смертельные дозы радиации

40 лет назад была введена единица радиации, названная по фамилии шведского ученого Зиверт. Один зиверт примерно равен 100 бэрам (биологическому эквиваленту рентгена). Рентген – это частицы в сухом воздухе, а бэр – в биологическом субстрате.

Допустимая норма радиации для человека – 50–60 мкР в ч в России, а в Бразилии верхняя граница – 100 микрорентген в час (мкР/ч). Допустимые нормы различаются в мирное и военное время, для солдат каждой страны ее определяет Министерство обороны. Смертельной дозой считаются разные цифры, все зависит от предельно допустимых нагрузок на отдельного человека. Называются цифры от 0 до 100 рад. Рад используется для измерения поглощенной дозы излучения на 1 г вещества.

Рядом с рекой

Таблица ниже показывает эквиваленты.

Рад Бэр Зиверт
1 рад = 0,01 Гр 1 бэр = 0,01 Зв 0,01 Зв = 100 эрг/г
1 рад = 100 эрг/г 1 бэр = 100 эрг/г 1 Зв = 100 рентген или 100 бэр

Если переводить в рентгены, то 100 мкР равняется 1 мкЗв. Еще совсем недавно облучение и уровень радиации измеряли в микрорентгенах, а теперь – в микрозивертах (мкЗв).

Нормы радиационного фона

Естественным считается значение от 0,1 до 0,16 мкЗв/ч. Относительной нормой считается не более 0,2 мкЗв/час, но многое зависит от продолжительности излучения. Показатель в 1 мЗв/час – это много, но на протяжении года – это норма, не подлежащая превышению. Хотя если эту дозу радиации разделить на количество часов в год, то это 0,57 в микрозивертах. Верхний предел допустимого, норма – это не всегда норма, скорее, уже порог к аномалии.

Таблица нормативов

Опасные дозы облучения

При 1 зиверте человек испытывает негативные симптомы. При трех – уже лысеет и получает различные расстройства, вплоть до полового бессилия. На фоне в 3,5–5 Зв умирает половина больных, причем за короткий срок – 25–30 дней. Более 500 Зв – неминуемая смерть за 2 недели, почти со 100 % вероятностью. Сколько максимально нужно для летального исхода – значение индивидуальное. СанПиН считает нормой 0,25–0,4 мкЗв/час в жилом помещении.

Нормативы радиационной безопасности

Норма радиации участка под застройку – не более 0,3 мкЗв/час. Иначе в квартирах, построенных на нем, можно будет за несколько месяцев выбрать годовую норму.

Но радиация влияет не только на жилье, она опасна для человека в квартире, на улице, на открытой местности, может присутствовать в продуктах, питьевой воде и так далее.

Симптомы и степени тяжести облучения

Лучевую болезнь дифференцируют на 4 степени тяжести. На первой, легкой, стационар требуется редко: это только начальная, первичная реакция организма, с однократной рвотой и тошнотой. На средней, после первичной реакции, развивается скрытая форма, с общим ухудшением самочувствия, расстройством сердечной деятельности и температурой.

Рядом с деревней

Третья стадия – развитие острой формы, которое гипотетически может перейти в хроническую, но в большинстве случаев закачивается летальным исходом и только иногда – частичным выздоровлением.