Естественный рад. Фон, его слагаемые, влияние на организм. Доза облучения организма, формируемая за счет этого источника

ЕРФ представляет собой ионизирующее излучение, действующее на человека на поверхности Земли от природных источников космического и земного происхождения.

Природные ИИИ, формирующие ЕРФ, подразделяют на внешние источники внеземного происхождения (космическое излучение); внешние источники земного происхождения, т.е. радионуклиды, присутствующие в земной коре, воде, воздухе; внутренние источники, т.е. радионуклиды естественного происхождения, содержа-щиеся в организме человека.

Космические лучи представляют собой поток ядерных частиц, приходящих на земную поверхность из различных областей ми-рового пространства (первичное космическое излучение). Средняя энергия космических частиц составляет 10¹⁰ эВ. В общем потоке частиц встречаются частицы, имеющие значительно меньший уровень энергии, и частицы с энергией до 10¹⁹ эВ. Первичное космическое излучение состоит из протонов (92%), α-частиц (ядра гелия 7%), ядер атомов лития, бериллия, углерода, азота и кислорода (0,78%) и ядер атомов, заряд которых

более 10 (0,22%).

При падении космических частиц на поверхность Земли они взаимодействуют с атомами и молекулами атмосферы. Возникает вторичное космическое излучение; при этом наиболее существенны электронно-фотонные и электронно-ядерные процессы взаимодействия. При электронно-фотонном процессе заряженные частицы, взаимодействуя с полем ядра атома, порождают фотоны, которые образуют пары электронов и позитронов. Эти частицы, в свою очередь, вызывают возникновение новых фотонов. Каскадный процесс лавинообразного нарастания числа частиц и фотонов продолжается до тех пор, пока энергия их не становится достаточно малой и не теряется на ионизацию и возбуждение атомов и молекул воздуха. Электронно-ядерный процесс обусловлен взаимодействием первичных космических частиц, энергия которых не менее 3*10⁹ эВ, с ядрами атомов воздушной среды. При этом одновременно возникает ряд новых частиц - протоны и нейтроны (осколки ядра) и π-мезоны трех типов: отрицательно заряженные, несущие положительный заряд и не имеющие заряда. Заряженные π-мезоны (масса π-мезонов по отношению к массе электрона равна 273) распадаются (среднее время жизни - 2,5?10^-8 с) в более устойчивые μ-мезоны (масса - 207 единиц) и нейтрино; нейтральные π-мезоны в свою очередь (τ = 2,5?10^-16 с) распадаются на 2 фотона, а μ-мезоны - на электроны, позитроны и нейтрино. Таким образом, вторичное космическое излучение состоит из электронов, нейтронов, мезонов и фотонов. По мере приближения к поверхности Земли интенсивность первичного космического излучения уменьшается, а интенсивность вторичного излучения достигает максимума на высоте 20-30 км; на меньшей высоте процессы поглощения этого вида излучения преобладают над процессами его генерирования. На уровне моря интенсивность первичного излучения составляет примерно 0,05% первоначальной величины. Вторичное же излучение состоит из мезонов (80%) и электронов (20%). Следует отметить, что уровень космического излучения в определенной степени зависит от геомагнитной широты, возрастая от экватора к полюсам (на уровне моря до 14%).

Природная радиоактивность обусловлена радионуклидами естественного происхождения, присутствующими во всех оболочках Земли: литосфере, гидросфере, атмосфере и биосфере. Радиоактивные элементы условно могут быть разделены на три группы:

• радионуклиды, входящие в состав радиоактивных семейств, родоначальниками которых являются уран (²³⁸U), торий (²³²Th) и актиноуран (²³⁵Ас) (распад семейств урана, тория и актиноурана представлен на схеме 1);

• радиоактивные элементы, не входящие в семейства ⁴⁰К,⁴⁸Са, ⁸⁷Rb и др.;

• радиоактивные изотопы, непрерывно возникающие на Земле в результате ядерных реакций под воздействием космических лучей. Наиболее важные из них углерод (¹⁴С) и тритий (³Н).

Главным источником поступления в окружающую среду естественных радионуклидов, к настоящему времени широко распространенных во всех оболочках Земли, являются горные породы, происхождение которых неразрывно связано с включением в их состав всех радиоактивных элементов, возникших в период формирования и развития планеты. Благодаря непрерывным деструктивным процессам метеорологического, гидрологического, геохимического и вулканического характера, радионуклиды подверглись широкому рассеиванию.

2.Физ-ая сущность и гиг хар-ка α-излучения. Α-распад. Взаимодействие α-излучения с веществом.

Альфа-излучение (альфа-лучи) — один из видов ионизирующих излучений; представляет собой поток быстро движущихся, обладающих значительной энергией, положительно заряженных частиц (альфа-частиц).
Основным источником альфа-излучения служат альфа-излучатели — радиоактивные изотопы, испускающие альфа-частицы в процессе распада. Особенностью альфа-излучений является его малая проникающая способность. Пробег альфа-частиц в веществе (то есть путь, на котором они производят ионизацию) оказывается очень коротким (сотые доли миллиметра в биологических средах, 2,5—8 см в воздухе). Однако вдоль короткого пути альфа-частицы создают большое число ионов, то есть обусловливают большую линейную плотность ионизации. Это обеспечивает выраженную относительную биологическую эффективность, в 10 раз большую, чем при воздействии рентгеновского и гамма-излучений. При внешнем облучении тела альфачастицы могут (при достаточно большой поглощенной дозе излучения) вызывать сильные, хотя и поверхностные (короткий пробег) ожоги; при попадании через рот долгоживущие альфа-излучатели разносятся по телу током крови и депонируются в органах ретикулоэндотелиальной системы и др., вызывая внутреннее облучение организма. Альфа-излучение применяют для лечения некоторых заболеваний. См. также Альфа-терапия, Излучения ионизирующие.

Альфа-излучение — поток положительно заряженных α-частиц (ядер атомов гелия).
Основным источником альфа-излучения являются естественные радиоактивные изотопы, многие из которых испускают при распаде альфа-частицы с энергией от 3,98 до 8,78 Мэв. Благодаря большой энергии, двукратному (по сравнению с электроном) заряду и относительно небольшой (по сравнению с другими видами ионизирующих излучений) скорости движения (от 1,4·10⁹ до 2,0·10⁹ см/сек) альфа-частицы создают очень большое число ионов, густо расположенных по их пути (до 254 тыс. пар ионов). При этом они быстро расходуют свою энергию, превращаясь в обычные атомы гелия. Пробеги альфа-частиц в воздухе при нормальных условиях — от 2,50 до 8,17 см; в биологических средах — сотые доли миллиметра.
Линейная плотность ионизации, создаваемой альфа-частицами, достигает нескольких тысяч пар ионов на 1 микрон пути в тканях.
Ионизация, производимая альфа-излучением, обусловливает ряд особенностей в тех химических реакциях, которые протекают в веществе, в частности в живой ткани (образование сильных окислителей, свободного водорода и кислорода и др.). Эти радиохимические реакции, протекающие в биологических тканях под воздействием альфа-излучения, в свою очередь вызывают особую, большую, чем у других видов ионизирующих излучений, биологическую эффективность альфа-излучения. По сравнению с рентгеновским, бета- и гамма-излучением относительная биологическая эффективность альфа-излучения (ОБЭ) принимается равной 10, хотя в различных случаях она может меняться в широких пределах. Как и другие виды ионизирующих излучений, А.-и. применяется для лечения больных с различными заболеваниями. Этот раздел лучевой терапии называется альфа-терапией

Билет.

1. технологически измененный радиационный фон, его происхождение, пути воздействия и вклад в облучение населения

Технологически измененный естественный радиационный фон-это естественный радиационный фон измененный в результате деятельности человека.(сгорание органического топлива, излучения в помещениях построенных из материалов содержащих естественные радионуклиды, космическое излучение при полетах на самолетах выше 10 тыс. км, радионуклиды поступающие в биосферу с полезными ископаемыми и минеральными удобрениями, например калийные удобрения.)

Технологически измененный естественный радиационный фон (ТИЕРФ) представляет собой ионизирующие излучения от природных источников, претерпевших определенные изменения в результате деятельности человека, например излучение от естественных радионуклидов, поступающих в биосферу вместе с извлеченными на поверхность Земли из ее недр полезными ископаемыми (главным образом минеральными удобрениями), в результате поступления в окружающую среду продуктов сгорания органического топлива, излучения в помещениях, построенных из материалов, содержащих естественные радионуклиды.

Сюда же иногда относят дополнительное облучение за счет полетов на современных самолетах, а также облучение в быту, например при ношении часов, на циферблат которых нанесены светосоставы постоянного действия, содержащие естественные радионуклиды.

С началом широкого испытания ядерного оружия возникло глобальное загрязнение биосферы искусственными радионуклидами. В последние годы к нему присоединяются пока весьма незначительные, но возрастающие загрязнения локального, регионального и глобального характера, обусловленные отходами предприятий ядерной энергетики и использованием источников ионизирующих излучений в научных целях, в медицине и в народном хозяйстве.

Значительное загрязнение окружающей среды может возникать в результате аварий на АЭС.

Излучение, обусловленное рассеянными в биосфере искусственными радионуклидами, представляет собой иску с с т венный радиационный фон (ИРФ), который о настоящее время в целом по земному шару добавляет к НРФ лишь 1—3%.

Естественный радиационный фон является основным компонентом РФ. Природные источники ионизирующего излучения, формирующие ЕРФ, подразделяются на внешние источники внеземного происхождения (космическое, излучение); внешние источники земного происхождения, т. е. радионуклиды, присутствующие в земной коре, воде, воздухе; внутренние источники, т. е. радионуклиды естественного происхождения, содержащиеся в организме человека.