Среднемировые данные по рациону питания и скорости дыхания

В табл. 6.3приведены средние значения поступления основных естественных радионуклидов в организм человека с пищей, водой и вдыхаемым воздухом в районах с нормальным радиационным фоном.

Содержание естественных радионуклидов в органах человека, учитывая постоянство их поступления в организм, с учетом вышесказанного, можно считать также достаточно постоянным. В табл. 6.4. приведены равновесные концентрации естественных радионуклидов в отдельных органах человека на основе усреднения результатов измерений в разных странах мира, и Российской Федерации, проведенных в 2000 г.

Для расчета доз внутреннего облучения используются две модели: модель «удельной активности» и камерные модели на основе знания концентраций радионуклидов в пищевом рационе и процессов метаболизма (см. § 4.5).

Ингаляционное поступление. Основной вклад в эффективную дозу от радионуклидов, поступивших в организм с вдыхаемым воздухом дают радон и короткоживущие продукты его распада.

Для радона и торона признано, что попадание ²²⁰Rn, ²²²Rn и продуктов их распада, среди которых много α -излучателей, через верхние дыхательные пути в легкие приводит к облучению базальных и секреторных клеток верхних дыхательных путей излучением с высокой плотностью ионизации, что способствует развитию рака легких.

Таблица 6.3

Поступление естественных радионуклидов в организм человека с пищевым рационом

 2,5-5=2,5x10^-5

Таблица 6.4.

Концентрации естественных радионуклидов в отдельных органах человека, усредненные по различным государствам мира и по РФ, Бк/кг 

Эпидемиологические исследования заболеваемости раком шахтеров и установленная величина риска позволили оценить среднее значение удельной эффективной дозы внутреннего облучения от ²²²Rn величиной 9 нЗв / Бк м^-3ч.

Принимая концентрацию ²²²Rn в приземной атмосфере вне помещений 10 Бк/м³ и внутри помещений 40 Бк/м³ и соответствующие коэффициенты неравновесности (0,4 и 0,6), получим эффективные дозы за счет ингаляционного поступления ²²²Rn и его короткоживущих продуктов распада:

                                вне помещений - 0,095 мЗв/год,

                       и внутри помещений - 1,0 мЗв/год.

 Суммарная величина эффективной дозы составляет 1,095 мЗв/год.

  Для торона, приближенно принимая концентрацию вне и внутри помещений 0,1 и 0,3 Бк/м³ соответственно, а удельную эффективную дозу 40 нЗв/ Бк м^-3ч, получим годовую эффективную дозу 0,007 мЗв/год вне помещений и 0,084 мЗв/год внутри помещений. В сумме от ингаляционного поступления торона годовая эффективная доза равна 0,091 мЗв/год.

Следует отметить еще два дополнительных источника воздействия радона и торона на организм человека: поступление попавших ингаляционным путем ²²⁰Rn и ²²²Rn в кровь и их циркуляция с током крови по организму и поступление с водой из под крана. Это дает дополнительную величину эффективной дозы от ²²²Rn 0,051 мЗв/год за счет поступления в кровь и 0,002 мЗв/год при поступлении с водой, аналогичные цифры от ²²⁰Rn составляют 0,01 мЗв/год и 0,002 мЗв/год.

Таким образом, радон и торон в атмосферном воздухе и воде дают годовую эффективную дозу внутреннего облучения 1,25 мЗв/год.

Существуют большие популяции (около 1 млн. чел.), для которых указанные величины в 2 раза выше и менее многочисленные (до 10 тыс. чел.), для которых превышение составляет до 10 раз.

Для остальных радионуклидов уранового и ториевого рядов расчет эффективной дозы при ингаляционном поступлении проводился на основе данных об их содержании в атмосферном воздухе, данных о скорости дыхания для разных возрастных групп, и удельных эффективных дозах. Рассчитанная ожидаемая эффективная доза, взвешенная по возрастному составу населения мира (0,05; 0,3 и 0,65 для новорожденных, детей и взрослых), составила 6 мкЗв, причем из этой величины на долю ²¹⁰Pb и ²¹⁰Po приходится соответственно 70% и 20%.

Из космогенных радионуклидов вклад в дозу внутреннего облучения при ингаляционном поступлении дает лишь ²²Na, концентрация которого в воздухе составляет 0,3 Бк/м³, а эффективная доза составляет 0,15 мкЗв/год.

Поступление с пищей.

Для радионуклидов уранового и ториевого рядов расчет эффективной дозы при их поступлении с пищей проводился на основе данных об их содержании в пищевом рационе, усредненных данных по пищевому рациону разных возрастных групп, и удельных эффективных дозах внутреннего облучения. Рассчитанная годовая ожидаемая эффективная доза составила 110, 200 и 260 мкЗв для взрослого, ребенка и новорожденного соответственно. Взвешенная по возрастному составу населения мира среднемировая величина ожидаемой эффективной дозы внутреннего облучения радионуклидов уранового и ториевого рядов за год составляет 140 мкЗв. Такое же значение получается исходя из концентраций рассматриваемых радионуклидов по органам и тканям организма (табл.6.4).

Расчет доз внутреннего облучения ⁴⁰Коснован на модели удельной активности. Калий более или менее равномерно распределен по организму и его концентрация находится под гомеостатическим контролем. Содержание ⁴⁰К, тяготеющего к костной ткани, в красном костном мозге примерно в 1,5 раза превышает его содержание в других органах и тканях. Содержание естественного калия в органах и тканях в среднем составляет 0,18% для взрослых и 0,2% - для детей. Доля ⁴⁰К в естественном калии принимается 1,17х10^-4, активность равна в среднем для всего организма взрослого 55 Бк/кг и ребенка – 62 Бк/кг. При средней удельной эффективной дозе 3мкЗв/год на 1Бк/кг получаем дозу внутреннего облучения 165 и 185 мкЗв/год для взрослых и детей соответственно. Вклад ⁸⁷Rb в эффективную дозу более, чем на порядок ниже.

Космогенные радионуклиды вносят небольшой вклад в дозу внутреннего облучения человека и в основном он связан только с ³Н, ¹⁴С, ⁹Be.

Индивидуальная годовая эффективная доза от естественного трития находится из условия равенства его концентрации в поверхностных водах и теле человека и равна 10 нЗв/год. Удельная активность природного ¹⁴С в теле человека оценивается в 227 Бк/кг углерода. Как и для трития, большинство оценок доз, создаваемых ¹⁴С, основывается на прямых измерениях в окружающей среде. Скорость образования естественного ¹⁴С 1 ПБк/год ведет к индивидуальной эффективной дозе 12 мкЗв/год. Поступление ⁷Ве в организм человека в основном связано с потреблением зеленых овощей, и результирующее годовое поступление составляет примерно 50 Бк/год. Эффективная годовая доза равна 0,03 мкЗв.

Таким образом, эффективные дозы внутреннего облучения определяются поступающими при дыхании внутри помещений газообразными радоном и тороном с короткоживущими продуктами их распада (1,25 мЗв/год) и поступающими с пищей радионуклидами радиоактивных цепочек распада урана и тория (120 мкЗв/год) и ⁴⁰К (170 мкЗв/год). Итого суммарная доза внутреннего облучения составляет 1,54 мЗв/год.

В табл.6.5 суммированы среднемировые и российские данные по дозовым нагрузкам от естественных источников радиационного фона в 2000 г.

Таблица 6.5