Другие естественные источники радиации

4.5.1.Уголь содержит небольшое количество радионуклидов, при сжигании они попадают в окружающую среду, облучая людей, в основном это радионуклиды, находящиеся в шлаке и золе. Большая их часть остаются на дне топки электросиловой станции. Однако, более легкая зольная пыль уносится тягой в трубу эл. станции (ТЭЦ) – количество пыли зависит от состояния очистных сооружений.

Подсчитано: Производство каждого 1ГВт-год Эл. энергии обходится человеку в 2чел.-Зв полной (ожидаемой коллективной эффективной эквивалентной Д_полн) дозы.

В 1979 году Д_полн от всех работающих в мире Эл. станций составила 2000чел.-Зв.год.

При обогреве жилья меньше радиоактивной пыли в топливе, однако, т.к. много домов в мире, поэтому в целом по всему миру в 1979г. Д_полн=100000чел.-Зв год.

4.5.2. Термальные воды

Некоторые страны используют подземные термальные воды:

Пр-во 1ГВт эл.энергии с помощью термальных вод – Д_полн= 6чел.-Зв год.

(Это производство лишь 0,1% от мировой мощности).

 

Добыча фосфатов

- используются главным образом для производства удобрений.

Радиоактивное загрязнение незначительно при их добыче и производстве удобрений, однако резко возрастает при применении удобрений:

Д_полн= 6000чел.-Зв год.

Для сравнения: Применение фосфогипса в целом по миру дает:

Д_полн= 300.000чел.-Зв год.

 

 

Тема 5. Искусственные источники радиации

Вопросы:

1.Источники использующиеся в медицине

2.Ядерные взрывы

3.Атомная энергетика

4.Прфессиональное облучение

5.Другие источники облучения

 

Вступление

За последние полвека человек создал несколько сотен искусственных радионуклидов и начал использовать энергию атома в самых разных целях:

- в медицине;

для создания атомного оружия;

для пр-ва энергии;

для обнаружения пожаров и поиска полезных ископаемых;

для изготовления светящихся циферблатов часов.

Все это приводит к увеличению дозы облучения, как отдельных людей, так и населения Земли в целом.

 

Источники, использующиеся в медицине

Источники, используемые в медицине - вносят основной вклад в дозу, получаемую человеком от техногенных источников радиации (мед. процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности):

- рентгеновский аппарат (один из самых распространенных мед приборов).

-лучевая терапия (при лечении рака);

- диагностические методы, опирающиеся на использование радиоизотопов.

- терапевтические методы, опирающиеся на использование радиоизотопов.

 

Инд. доза сильно варьируется для разных людей от 0 (кто не проходит рентген) до многих тысяч среднегодовых доз «естественных» ( у больных).

Согласно статистическим данным в развитых странах на каждую тысячу жителей приходится от 300 до 900 обследований в год с использованием рентгена (не считая массовой флюорографии).

В развивающихся странах: 100-200 на 1000жителей.

В действительности: 2/3 населения Земли проживает в странах, где среднее число обследований составляет не более 10% от числа обследований в промышленно развитых странах.

Попытки оценить среднюю дозу, получаемую населением при рентгенологических обследованиях, до недавнего времени ограничивались стремлением определить тот уровень облучения, который может привести к генетическим последствиям.- Его называют генетически значимой эквивалентной дозой – ГЗД.

Величина ГЗД определяется двумя факторами:

1)Вероятностью того, что пациент в последствии будет иметь детей (это в значительной степени определяется его возрастом);

2)Дозой облучения половых желез.

ГЗД также зависит от типа обследования (наиболее опасным считается: нижняя часть спины, бедер, мочевого пузыря). В 80^х годах:

ГЗД в развитых странах от 120мкЗв (Великобритания, Австрия) до 230 мкЗв/г (Россия).

НКДАР (комитет ООН по действ. атомной радиации) проводит ежегодные обследования по оценке Д_{эфф.экв.} для этого собираются данные от стран:

-сколько излучения поглощается различными органами или тканями во время каждого обследования.

По результатам этих подсчетов НКДАР принял в качестве оценки годовой коллективной эфф. эквивалентной дозы от рентгеновских обследований в развитых странах значение 1000чел.-Зв на 1млн. жителей. (в развивающихся странах эта цифра ниже, хотя индивидуальная доза может быть и выше).

Радиоизотопы используются при облучении онкобольных. В развитых странах на 1000 жителей -10-40 обследований, при этом составляет Д_{кол.эфф.экв.}=20-150чел.-Зв на 1млн. жителей. (США, Европа).

Во всем мире имеется более 4000радиотерапевтических установок для лечения рака.

Итак: В среднем за год на каждого жителя от всех медицинских источников облучения в промышленно развитых странах приходится Д_{эфф.экв.}=0,4мЗв т.е. 5-% средней дозы от всех искусственных источников. (Хотя разница между отдельным странами в 3 и более раз).

Вывод: Для всего населении Земли Д_{кол.эфф.экв.}=3000.000чел.-Зв/год.

Ядерные взрывы

За последние 50 лет каждый из нас подвергался облучению от радиоактивных осадков, которые образовались в результате ядерных взрывов (не только Хиросима и Нагасаки), а связанные с испытанием ядерного оружия.

Максимум этих испытаний приходится на два периода: 1954-1958 (США, СССР, Англия) и 1961-1962 (США и СССР). Эти страны в 1963 году подписали договор об ограничении испытания ядерного оружия, обязывающий не испытывать его в атмосфере, под водой и в космосе (можно только под Землей). С тех пор лишь Франция и Китай провели серию ядерных взрывов в атмосфере небольшой мощности (последний взрыв в 1980 году, затем тоже присоединились к договору).

В 1990г. первый президент СССР (и последний) Горбачев объявил мораторий на проведение ядерных взрывов.

Однако в 1999году появились новые ядерные державы –Пакистан и Индия, которые провели испытания своих ядерных бомб.

Итак: Подземные испытания происходят до сих пор, но они обычно не сопровождаются образованием радиоактивных осадков.

Часть радиоактивного материала выпадает неподалеку от места испытания, какая-то часть задерживается в тропосфере (самом нижнем слое атмосферы), подхватывается ветром и перемещается на большие расстояния, оставаясь примерно на одной широте. Находясь в воздухе в среднем около месяца р.в. во время этих перемещений постепенно выпадают на Землю.

Однако: Большая часть радиоактивного материала выбрасывается в стратосферу (след. слой атмосферы) лежащий на высоте 10-50км, где он и остается многие месяцы, медленно опускаясь и рассеиваясь по всей поверхности Земного шара.

Радиоактивные осадки содержат несколько сотен различных радионуклидов, однако большинство из них имеет ничтожную концентрацию или быстро распадается.

Основной вклад в облучение человека дает лишь небольшое число радионуклидов.

Вклад в ожидаемую коллективную эффективную эквивалентную дозу облучения населения от ядерных взрывов, превышающий 1% дают только четыре радионуклида:

- углерод-14 (С-14); цезий-137 (Сs-137); цирконий-95 (Zr-95); стронций-90 (Sr-90).

Дозы облучения за счет этих и других радионуклидов различаются в разные периоды времени после взрыва поскольку они распадаются с различной скоростью.

Так Zr-95 –период полураспада 64суток (обычно является источником облучения непродолжительное время).

Сs-137- период полураспада 30лет; стронций-90 (Sr-90)- период полураспада 29,4года.

Т.е. последствия аварии на ЧАЭС наиболее сильны до 2016года от этих р.н., а вот С-14 период полураспада 5730лет. будет оставаться источником радиоактивного излучения (хотя и с низкой мощностью дозы) даже в отдаленном будующем.

За период проведения ядерных испытаний четко прослеживалось, что годовые дозы облучения коррелировали с испытаниями ядерного оружия в атмосфере, т.е. их максимумы приходится на те же периоды:

В 1961-62гг. Д_кол(среднегодовая) доза, связанная с ядерными испытаниями составила около 7% дозы облучения от естественных источников;

В 1963г. уменьшилась до 2%; В 1970-х годах---

В 1980-х годах составила 1%.

Если ядерные испытания в атмосфере не проводить, то годовые коллективные дозы облучения будут становиться все меньше.

Однако: Все коллективные дозы – это средние цифры по Земному шару. Большинство испытаний России – на Севере, поэтому пастухи- оленеводы получают в 100-1000раз больше среднюю индивидуальную дозу.

(США,Англия, Франция – Тихий океан, Маршалловы осторва).

Итак: Д_полн(ожидаемая суммарная кол. эфф.экв.доза)от всех ядерных взрывов в атмосфере – составит 30.000.000.чел.-Зв. К началу 21в. человечество получило лишь 12-14% этой дозы, оставшуюся часть получит в течение миллионов лет.

Но: Это оценки если реакторы работают в обычном режиме, а при авариях картина другая: Уиндслейл (1957), Гримайл_Айленд (1979), Чернобыль (1986). –выбросы у них значительно больше.

5.3.1.Основные международные организации в области атомной энергетики:

1)Международная комиссия по радиационной охране и защите -МКРЗ –действ. с 1928г.

2)Национальная комиссия по радиационной защите – НКРЗ – созд. в РБ в 1991г.

3)Научный комитет ООН по изучению действия атомной радиации –НКДАР –действ. с 1955г.

4)Международная комиссия по атомной энергии – МАГАТЭ – созд. в 1957г. (Аль-_Барадеи –ноб.лауреат).

5)Всемирная организация по охране здоровья ВОЗ.

Профессиональное облучение

Самые большие дозы облучения, источником которых являются объекты атомной промышленности, получают люди, которые на них работают.

Профессиональные дозы являются самыми большими из всех видов доз.

Оценки показывают, что доза, которую получают:

- рабочие урановых рудников и обогатительных фабрик – 1чел.-Зв на каждый 1ГВт Эл. энергии год. 90% этой дозы приходится на долю рудников, а при работе в шахте еще больше.

- Коллективная доза от заводов, на которых получается яд. топливо – 1чел.-Зв на 1ГВт Эл. энергии год.

- Среднее значение для работников, обслуживающих реакторы (водо-водяные): 10чел.-Зв на 1ГВт Эл. энерг. год (из этого числа 70% получ. ремонтники).

Дозы, получаемые персоналом АЭС:

(среднегодовые коллективные дозы)

-тех. персонал – 97,5чел.-Гр;

-администрация – 15.5чел.-Гр;

- операторы -13,5чел.-Гр;

-дозиметристы – 10чел.-Гр. год.

Дозы которые получают люди, занятые научно-исследовательской работой в обл.ядерной физики и энергетики (сильно различаются в зависимости от страны (ее развитости в 10раз) в среднем - 5чел.-Зв на 1ГВт Эл. эн.год.

НО: Все эти величины добавляют к среднегодовой коллективной экв. дозе (полной) < 30чел.-Зв на  1ГВт Эл. энергии год. (Д_полн=2000чел.-Зв)

(Д_полн=2000чел.-Зв год (за 1980г. это всего лишь 0,03% дозы, получаемой от естественных источников).

Пофессиональные дозы получают не только рабочие предприятий АП, а также:

-работники обычных пром. предприятий;

-медицинский персонал.

В США – мед. персонал, связанный с рентгеновским аппаратом и лечением облучением примерно 100.000 чел.

В целом вклад дозы, получаемой мед. персоналом, занимающейся рад. обследованием в коллективную дозу населения в старых с высоким уровнем мед. обслуживания сост. 1чел.-Зв на 1 млн. жителей.

Облучение персонала пром. предприятий дает дополнительно в развитых странах 0,5чел.-Зв на 1млн. жителей – Д_кол.

Некоторые работники подвергаются воздействию более высоких доз естественной радиации (Д_эф.):

-экипажи самолетов за 1полет(на высоте >10000км) -12мЗв.

-шахтеры внизу под землей -100-200мЗв.-год.

- курортники на родоновых ваннах - до 300мЗв.-год – что в 6 раз выше международного стандарта, принятого для работников атомной промышленности.

Другие источники облучения

Источником облучения могут быть и общеупотребляемые предметы, содержащие радиоактивные вещества:

-часы со светящимся циферблатом – дают годовую дозу в 4раза превышающую Дозу, обусловленную утечками на АЭС.

(Доза равна дозе пилотов и работников АЭС).

При изготовлении этих часов используют Радий, что приводит к облучению всего организма (на расстоянии 1м – облучение в 1000раз меньше, чем на расстоянии 1см).

Сейчас Радию нашли равноценную замену – Тритий и Прометей-147.

-антистатические щетки для удаления пыли с пластинок и фотопластинок.

-детекторы дыма (принцип действия – используется a-излучение – Америций-141).

-дроссели флуорисцентных светильников и др. электроприборы и устройства.

-изготовление особотонких оптических линз (торий).

- придание блеска искусственным фарфоровым зубам (уран).

-цветные телевизоры, рентгеновские аппараты в аэропортах, мобильные телефоны – Доза есть, но ничтожна.