Естественный радиационный фон.

Ранее речь шла о радиационном воздействии на человека в аварийной ситуации. Однако область воздействия (поражения) этим не ограничивается. Только недавно специалисты-радиологи признали, что основную часть облучения человек получает от естественных источников, т.н. естественного радиационного фона, который в свою очередь подразделяется на техногенный и природный. Техногенный фон является продуктом деятельности различного рода исследовательских реакторов, применения радионуклидов в хозяйстве. В недавнем прошлом радиоактивные отходы закапывались за пределами крупных городов. Однако в настоящее время эти места стали обжитыми микрорайонами. И сейчас эти аномалии всплывают в самых неожиданных местах.

Вклад различных источников радиации в дозу, получаемую человеком:

 

 

Использование ионизирующих излучений в медицине 0,03%.

Ядерная энергетика 1,0%.

Глобальные выпадения продуктов ядерных испытаний 0,1%.

Пользование авиатранспортом 0,1%.

Пользование радиолюминесцеными товарами

Естественный радиационный фон

Суммарная доза, получаемая человеком от естественного радиационного фона составляет 2,4 мЗв в год. Из них на долю λ-излучения приходится 0,35 мЗв.

Так как составляющие техногенного фона рассмотрены выше, далее основное внимание будет уделено рассмотрению воздействия природного радиационного фона. Природное ИИ образуют космические лучи, попадающие на землю, и радиоактивные элементы, содержащиеся в земных породах и пище, которую мы едим. Причем радиоактивные элементы, содержащиеся в земной коре и строительных материалах, из которых сооружены дома, испускают лучи, непрестанно проходящие сквозь наше тело, т.е. образуют внешний источник излучения. В то же время пища, содержащая микроскопическое количество радиоактивных элементов, поступая внутрь организма, образует постоянный источник внутреннего облучения.

Естественный радиационный фон измеряют полученной годовой дозой в миллизивертах (мЗв), где1 мЗв = 0,1 рада х Q, где Q-т.н. коэффициент качества, отражающий эффективность воздействия облучения конкретного вида. Так. Q γ-излучения = 1, α-излучения = 20,нейтронного – 10.

Усредненные числовые значения годового естественного радиационного фона (в мЗв) следующие:

земного происхождения 1,675

космического 0,5

полеты на высоте 12 км 0,00017- 0,0017

техногенный фон до 2

в т.ч. от медицинских источников 1,5

радиоактивные осадки 0,017

работа атомной энергетики 0,006-0,06

По данным научного центра радиационной медицины академии медицинских наук Украины до аварии в Чернобыле средняя эффективная доза облучения населения составляла около 6 мЗв в год, из которых 70% получалось от радона. За 70 лет жизни – 0,6 зВ.

Космическое излучение – это потоки фотонов и α-заряженных частиц. Они образуются в результате солнечных вспышек (протуберанцев) и, проходя через атмосферу, преобразуясь, достигают поверхности земли. Вращаясь, наша планета захватывает эти заряженные частицы с образованием слоев, расположенных в соответствии с силовыми линиями магнитного поля - магнитными поясами. Этим объясняется колебание мощности космического излучения в зависимости от географической широты. Космические лучи отклоняются от экватора и собираются в виде своеобразных воронок в области полюсов земли.

В виду этого их мощность минимальна в экваториальных зонах и возрастает по мере приближения к полюсам. Практически интенсивное космическое излучение сохраняется относительно постоянным между 15^о северной и 15^о южной широт, а затем быстро возрастает к 50^о северной и южной широт, после чего вновь практически остается неизменным вплоть до полюсов. Области, расположенные вблизи экватора, получают дозу космического излучения приблизительно 0,35 мЗв, а на широте 50^о (Москва, Лондон, Токио) – 0,5 мЗв.

Большее значение, чем географическая широта для интенсивности космического излучения имеет высота над уровнем моря. Так, в районах горных курортов она доходит до 0,9 мЗв, на местности, расположенной на высоте 4500 м над уровнем моря – до 3 мЗв, а на вершине Эвереста – до 8. На высоте 12 км мощность излучения увеличивается в 25 раз. Так, при перелете на самолет из Москвы в Хабаровск авиапассажир получает дозу в 0,01 мЗв. Особое значение эта проблема приобретает при полетах на сверхзвуковых самолетах, которые поднимаются на высоту 18-24 км. По этой причине на авиалайнере Конкорд на борту имеется дозиметрическая аппаратура, подающая сигнал тревоги, если ИИ достигает опасного уровня (при Р=0,5 мЗв/час самолет должен снизить высоту полета.

Реально в большей части наших городов, расположенных на высоте, близкой к уровню моря и примерно на полпути между экватором и северным полюсом, мощность дозы космического излучения составляет примерно 0,5 мЗв в год.

Наибольшую же опасность космическое излучение представляет непосредственно в самом космосе, т.к. там присутствуют в большом количестве не только ядра атомов гелия, но и другие тяжелые ионы, лишенные орбитальных электронов и движущиеся с большой скоростью. В космосе присутствуют ионы почти всех известных элементов, и это создает одну из трудностей обеспечения безопасности космических полетов. По существу, невозможно сконструировать корабль, полностью защищенный от воздействия всевозможных тяжелых ионов, обладающих огромной энергией.

Радиоактивность в земной коре. Источники широко распространены в земной коре, в результате чего человек подвергается испускаемому ими β- и γ-излучению. Как правило, природные радионуклиды сконцентрированы в гранитных породах гор. Преобладает ⁸⁷Rb (до 40 г на тонну грунта). Радиоактивность известняковых и песчаных пород ниже, но она повышается при наличии органических веществ. В основном это породы, содержащие ⁴⁰К, ⁸⁷ Rb, ²³⁸ U, ²³² Y. В глинах преобладает содержание ²²⁶ Rа и ²³² Тh. Радиоактивность глины существенно повышается в процессе высокотермической обработки (изготовление керамики, огнеупоров, теплоизоляционных материалов) в результате повышения их концентрации.

Названные выше природные радионуклиды или продукты их дочернего распада повсеместно выходят из земной коры на поверхность, накапливаются в непроветриваемых помещениях подвалов, нижних этажей зданий. Наиболее богаты естественными радионуклидами фосфогипс, красный глиняный кирпич с отходами производства глинозема из бокситов, доменный шлак, летучая зола (зольная пыль), щебень, являющийся сырьем для изготовления строительных материалов. В Швеции перестали применять глиноземы при производстве бетона. В России существуют три класса радиационной опасности щебня. Из щебня первого класса можно строить любые объекты без ограничения. Из щебня второго класса разрешается строительство промышленных объектов и дорог. Из щебня третьего класса – только нежилые помещения. Пунктом 4 ст.15 Закона о РБН запрещается использовать стройматериалы и изделия, не отвечающие требованиям радиационной безопасности.

Уран делает выбросы из ТЭС и ГРЭС опаснее, чем выбросы из АЭС. Так, за годы выброса на одной ТЭС средней мощности при очистке золы на 90% они достигают 200 тыс человеко-бэр, в то время как на АЭС – 100 тыс. Правда, при очистке до 99,5% (а это возможно при современных методах и средствах очистки) доза от ТЭС может быть уменьшена в 20 раз.

Установлено, что наиболее весомыми из всех природных источников ИИ являются невидимый, тяжелый (в 7,6 раз тяжелее воздуха газ радон и продукты его распада (торон и др.). До 85% годовой дозы облучения от естественного радиационного фона человек получает, контактируясь с радоном, который присутствует, главным образом, в помещениях жилых и общественных зданий. В природе существуют ^{222, 220} Rn. Он рождается в радиоактивных семействах урана и тория. Но если радиоактивные металлы в среде обитания в общем-то пассивны, то газ выходит из места своего рождения в самую активную и воспринимающую зону – в воздух, которым мы дышим. За одну минуту в наши легкие с вдыхаемым воздухом попадает как минимум несколько миллионов радиоактивных атомов радона. В неблагоприятных же условиях это число может увеличиваться в сотни и тысячи раз. А такие «неблагоприятные» условия регулярно возникают в домах, где мы живем и работаем. Радон н имеет ни вкуса, ни запаха, ни цвета, и мы обычно не знаем, почему вдруг теснит дыхание, тяжелеют веки, становится рассеянным внимание. Медицина долгое время недоумевала по поводу того, что в определенных районах или некоторых домах наиболее высок процент злокачественных заболеваний легких или систем кроветворения. В Москве в течении 20летнего исследования выяснилось, что в жилых помещениях с содержанием радона 24,3 Бк/м³ число заболевших раком в 3 раза больше, чем в помещениях с содержанием радона 13 Бк/м³. Пункт 3 ст.15 Закона о РБН предусматривает, что при невозможности выполнения нормативов путем снижения уровня содержания радона и γ-излучения природных радионуклидов в зданиях и сооружениях должен быть изменен характер их использования. С 1998 г. введена радиационно-гигиеническая паспортизация организаций и территорий, где дана оценка влияния ИИИ.

Уровень концентрации радона в воздушной среде двух расположенных рядом домов может сильно различаться. Причина – высокое содержание урана и тория в строительных материалах или то обстоятельство, что фундамент дома стоит на участке с выходом пород с повышенной радиоактивностью. По данным исследований американских ученых, из каждой тысячи ныне живущих людей 3-4 человека умирают от рака легких, вызванного воздействием радона.

Облучение радоном, кроме всего, и наиболее значимо, поскольку это преимущественно α-излучатель с максимальной плотностью ионизации, обладающий высокой биологической активностью. Минздрав России в 1990 г. установил контрольные уровни наличия радона: во вновь строящихся домах– не более 100 Бк/м³, а в заселенных – не более 200. Если не удается добиться снижения уровня активности ниже 400, то решается вопрос о переселении жильцов. Эти же требования отражены в нормативе № 43-10/796 «Ограничения облучения населения от природных источников ионизирующего излучения». В нем указано, что если уличный фон плюс фон в квартирах оставляет от 65 до 80 мкР/час, то органы санэпиднадзора должны ставить вопрос о переселении жильцов в другие дома. Каждый построенный дом должен сдаваться в эксплуатацию с обязательным сертификатом на качество радона в воздухе его помещений.

Понижением уровня радиоактивности почвы может служить интенсивное внесение в нее калийных и фосфорных удобрений, известкование почвы.

РВ в организме человека присутствуют в небольшом количестве. Они поступают с продуктами питания и водой. В зависимости от распределения в тканях организма различают такие радионуклиды: остеотропные – накапливаются в костях (стронций, кальций, барий, радий, иттрий, цирконий, плутоний); те, что задерживаются в печени (до 60%) и скелете (до 25%) – церий, лантан, прометий; распределяющиеся равномерно во всем организме (тритий, углерод, железо полоний, инертные газы); накапливающиеся в мышцах (калий, рубидий. цезий), селезенке и лимфатических узлах (ниобий, рутений); щитовидной железе (йод).Радиоизотопы йода в щитовидной железе концентрируются в 100-200 раз больше, чем в других тканях и органах.

Основными поставщиками ^134,137 СS и ^89,90 SR в организм из пищевых продуктов – молоко, овощи, хлеб. Кроме того, человек получает около 0,18 мЗв в год с радиоактивным ⁴⁰ К, который усваивается мышечной тканью вместе с калием, необходимым для жизнедеятельности, ^226,227 Rа в костях и др. В других публикациях специалистов-радиологов выдвинуто предположение, что радиоактивный калий создает мощность в тканях половых желез, равную 0,2 мЗв в год. А этим, естественно, нельзя пренебрегать как причиной мутаций в организме человека. Наибольшая доза при этом формируется в желудке.

Радионуклиды свинца и полония концентрируются в рыбе и моллюсках, особенно в головной части и жабрах. Хорошо усваиваются из почвы и радиоактивные изотопы элементов, по своим свойствам эквивалентные обычным элементам, таким как ⁹⁰ Са, ¹³⁷ Те. Поэтому их концентрация в растениях в 70-100 раз превышает концентрацию в почве. Т.е., все эти радиоактивные изотопы попадают через пищевой цикл в организм, накапливаясь и создавая дополнительно внутреннее облучение.

Существуют и другие источники ИИ, которые, будучи немногочисленными и низкоактивными, при комплексном воздействии могут оказывать влияние на человека.. Так. Часы со светящимся циферблатом дают годовую дозу, которая в 4 раза выше обусловленной утечками на АЭС. Во всех подобных приборах (указатели, компасы, прицелы и даже люминофоры) применяется радий. Поэтому просто диким выглядит случай, когда с одного петербургского предприятия рабочий унес люминисцирующий состав, вовсю излучавший, выкрасил им домашние шлепанцы и выключатели в комнатах – пусть в темноте светятся!

Широко используется обедненный уран для придания блеска искусственным фарфоровым зубам. При этом происходит облучение тканей полости рта.

ИИ в медицине находит все более широкое применение. Это рентгеновская диагностика, радиоизотопная медицина, радиационная терапия и др. Изотопная медицина становится все расширяющейся частью медицинской практики. Это более ранняя диагностика заболеваний внутренних органов, лечение онкологических заболеваний. Сегодня число процедур с использованием радиофармпрепаратов на тысячу жителей у нс – 7 тестов, в Европе и США – 20-60. не отрицая и не умаляя достоинства использования ИИ в медицинских целях, мы не должны забывать о том, что она приводит к повышению дозовой нагрузки на человека, и это повышение во много раз больше, чем от атомной энергетики. Человек должен меть оценивать возможные вредные последствия, чтобы принимать решение о пользе и необходимости тех или иных радиологических процедур. Эта необходимость зачастую еще связана с тем, что медики-практики, не имея специальной подготовки по радиотерапии, применяют облучение для лечения многих заболеваний, особенно кожных, получают необходимый сиюминутный результат, но затем часто наступают отдаленные катастрофические последствия. Это и использование рентгеновских процедур для снятия болевых синдромов, особенно у людей пожилого возраста, и излишние рентгеновские снимки для постановки диагноза, «на всякий случай для перестраховки». Это и, особенно у частно практикующихся врачей, искушение сделать избыточное количество необязательных рентгенограмм с целью получения дополнительной прибыли или окупаемости затрат на дорогостоящую современную диагностическую аппаратуру. Это и заметное увлечение в последние годы применением бариевых клизм в попытках выявить раковые заболевания толстой кишки на ранней стадии развития и много других. Причем, как показали исследования, осуществленные военными врачами на группе больных (189 чел), получивших радиационную терапию, у 77% больных при ретроспективном анализе были установлены нарушения в методике проведения радиационной терапии.

Во время медицинских процедур, связанных с использованием ИИИ, среднестатистический человек, как показали исследования, выполненные в США, получает годовую нагрузку до 12 мЗв, т.е. дозу, не вызывающую ни генетических, ни тем более соматических аномалий. Но если речь идет о конкретном человеке, тем более подвергающемуся одновременно нескольким видам рентгеновского обследования, то их роль в увеличении дозовой нагрузки резко возрастает. Так, при прохождении флюрографии желудка пациент получает 0,37 бэра, рентгенографии зубов – 3 бэра, рентгеноскопии желудка – 30 бэр. При повторных подобных процедурах, вызванных различными причинами (например, снимок не получился) дозовые нагрузки соответственно удваиваются. Это же относится к назначению радоновых ванн в санаториях и пр. особенно осторожно необходимо быть людям пожилым, с ослабленным организмом и тем более больным.