Радиационный фон: различия между версиями
| [отпатрулированная версия] | [отпатрулированная версия] |
SolArt (обсуждение | вклад) Отклонение правок и возврат к версии 78787847 (Sweep-Net) Метка: ручная отмена |
Ququ (обсуждение | вклад) м Создано переводом страницы «Background radiation» Метки: удалено перенаправление инструмент перевода инструмент перевода (вер. 2) |
||
| Строка 1: | Строка 1: | ||
#REDIRECT [[Ионизирующее излучение]] |
|||
'''Радиационный фон''' - это мера уровня [[Ионизирующее излучение|ионизирующего излучения,]] присутствующего в окружающей среде в определенном месте, которое не связано с преднамеренным введением источников излучения. |
|||
Радиационный фон происходит от множества источников, как естественных, так и искусственных. К ним относятся как [[Космические лучи|космическое излучение, так]] и [[радиоактивность окружающей среды]] от [[Радиоактивный материал природного происхождения|естественных радиоактивных материалов]] (таких как [[радон]] и [[радий]]), а также искусственное медицинское рентгеновское излучение, [[Радиоактивное заражение|выпадение осадков в]] результате [[Ядерное испытание|испытаний ядерного оружия]] и [[Радиационная авария|ядерных аварий]]. |
|||
== Определение == |
|||
Радиационный фон определяется [[Международное агентство по атомной энергии|Международным агентством по атомной энергии]] как «доза или мощность дозы (или наблюдаемая мера, связанная с дозой или мощностью дозы), относящаяся ко всем источникам, кроме указанного (-ых)<ref name="IAEA Safety Glossary 2007">{{Cite book|title=IAEA Safety Glossary: Terminology Used in Nuclear Safety and Radiation Protection|date=2007|author=International Atomic Energy Agency|isbn=9789201007070}}</ref>. Таким образом, проводится различие между дозой, которая уже находится в месте, которое определяется здесь как «фон», и дозой, полученной от преднамеренно введенного и указанного источника. Это важно, если измерения радиации производятся от указанного источника излучения, где существующий фон может повлиять на это измерение. Примером может служить измерение радиоактивного загрязнения на фоне гамма-излучения, которое может увеличить общие показания выше ожидаемых от одиночного загрязнения. |
|||
Однако, если источник излучения не указан как вызывающий подозрения, то измерение общей дозы облучения в определённом месте обычно называется '''радиационным фоном''', и это обычно тот случай, когда мощность дозы приходящей от из окружающей среды измеряется для экологических целей. |
|||
== Примеры мощности радиационного фона == |
|||
Радиационный фон зависит от места и времени, и в следующей таблице приведены примеры: |
|||
{| class="wikitable" style="text-align:center" |
|||
|+ Среднее годовое воздействие ионизирующего излучения на человека в [[Зиверт|миллизивертах]] (мЗв) в год |
|||
! Источник излучения |
|||
! Мир <ref name="UNSCEAR2008">{{Cite book|author=United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation|title=Sources and effects of ionizing radiation|date=2008|publication-date=2010|publisher=United Nations|location=New York|isbn=978-92-1-142274-0|url=http://www.unscear.org/unscear/en/publications/2008_1.html|access-date=9 November 2012|page=4}}</ref> |
|||
! США <ref name="NCRP106">{{Cite book|title=Ionizing radiation exposure of the population of the United States|publisher=National Council on Radiation Protection and Measurements|location=Bethesda, Md.|isbn=978-0-929600-98-7|url=http://www.ncrppublications.org/Reports/160}}</ref> |
|||
! Япония <ref>Ministry of Education, Culture, Sports, Science, and Technology of Japan [http://www.kankyo-hoshano.go.jp/04/04-1.html "Radiation in environment"] {{Архивировано|url=https://web.archive.org/web/20110322231148/http://www.kankyo-hoshano.go.jp/04/04-1.html|date=22 March 2011}} retrieved 2011-6-29</ref> |
|||
! Замечание |
|||
|- |
|||
| Вдыхание воздуха |
|||
| 1,26 |
|||
| 2,28 |
|||
| 0,40 |
|||
| <small>в основном от [[Радон|радона]], зависит от накопления в помещении</small> |
|||
|- |
|||
| Проглатывание еды и воды |
|||
| 0,29 |
|||
| 0,28 |
|||
| 0,40 |
|||
| <small>(К-40, С-14 и др.</small> <small>)</small> |
|||
|- |
|||
| Земное излучение от земли |
|||
| 0,48 |
|||
| 0,21 |
|||
| 0,40 |
|||
| <small>зависит от почвы и строительного материала</small> |
|||
|- |
|||
| Космическое излучение из космоса |
|||
| 0,39 |
|||
| 0,33 |
|||
| 0,30 |
|||
| <small>зависит от высоты</small> |
|||
|- style="border-bottom: 3px solid grey;" |
|||
| '''промежуточный итог (натуральный)''' |
|||
| 2,40 |
|||
| 3.10 |
|||
| 1,50 |
|||
| <small>значительные группы населения получают 10–20 человек. мЗв</small> |
|||
|- |
|||
| Медицинское |
|||
| 0,60 |
|||
| 3,00 |
|||
| 2.30 |
|||
| <small>мировая цифра не включает [[Радиотерапия|лучевую терапию]] ;<br /><br /><br /><br /></small><nowiki></br></nowiki> <small>Цифра США - это в основном [[компьютерная томография]] и [[ядерная медицина]] .</small> |
|||
|- |
|||
| Потребительские товары |
|||
| - |
|||
| 0,13 |
|||
| |
|||
| <small>сигареты, авиаперелеты, стройматериалы и т. д.</small> |
|||
|- |
|||
| Атмосферные ядерные испытания |
|||
| 0,005 |
|||
| - |
|||
| 0,01 |
|||
| <small>пик 0,11 мЗв в 1963 году и с тех пор снижается; выше рядом с сайтами</small> |
|||
|- |
|||
| Профессиональное воздействие |
|||
| 0,005 |
|||
| 0,005 |
|||
| 0,01 |
|||
| <small>в среднем по миру только для рабочих 0,7 мЗв, в основном из-за радона в шахтах; <br /><br /><br /><br /></small><nowiki></br></nowiki> <small>США в основном за счет медицинских и авиационных работников. </small> |
|||
|- |
|||
| Чернобыльская авария |
|||
| 0,002 |
|||
| - |
|||
| 0,01 |
|||
| <small>пик 0,04 мЗв в 1986 году и с тех пор снижается; выше рядом с сайтом</small> |
|||
|- |
|||
| Ядерный топливный цикл |
|||
| 0,0002 |
|||
| |
|||
| 0,001 |
|||
| <small>до 0,02 мЗв возле объектов; исключает профессиональное облучение</small> |
|||
|- |
|||
| Другой |
|||
| - |
|||
| 0,003 |
|||
| |
|||
| <small>Промышленность, безопасность, медицина, образование и исследования</small> |
|||
|- style="border-bottom: 3px solid grey;" |
|||
| '''промежуточный итог (искусственный)''' |
|||
| 0,61 |
|||
| 3,14 |
|||
| 2.33 |
|||
| |
|||
|- |
|||
| '''Общее''' |
|||
| 3,01 |
|||
| 6,24 |
|||
| 3,83 |
|||
| '''миллизиверт в год''' |
|||
|} |
|||
== Естественный радиационный фон == |
|||
[[Файл:Atomic_Testing_Museum_weather_display_cropped.jpg|мини| Метеостанция возле [[Музей атомных испытаний|Музея атомных испытаний]] в жаркий летний день. Отображаемый уровень фонового [[Гамма-излучение|гамма-излучения]] 9,8 [[Рентген (единица измерения)|мкР/ч]] (0,82 мЗв/год). Это очень близко к среднемировому фоновому излучению 0,87 мЗв/год от космических и земных источников.]] |
|||
[[Файл:Cloud_chambers_played_an_important_role_of_particle_detectors.jpg|мини| [[Камера Вильсона|Камера Вильсона,]] использованная первыми исследователями, которые обнаружили космические лучи и другое фоновую радиацию. Их можно использовать для визуализации радиационного фона.]] |
|||
Радиоактивные материалы встречаются повсюду в природе. Обнаруживаемые количества встречаются естественным образом в [[Почва|почве]], камнях, воде, воздухе и растительности, из которых он вдыхается и попадает в организм. В дополнение к этому ''внутреннему облучению'' люди также получают ''внешнее облучение'' от радиоактивных материалов, которые остаются вне тела, а также от космического излучения. Средняя во всем мире естественная [[Эффективная доза|доза]] для человека составляет около 2,4 мЗв в год.<ref name="UNSCEAR2008">{{Cite book|publication-date=2010|isbn=978-92-1-142274-0|access-date=9 November 2012}}<cite class="citation book cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFUnited_Nations_Scientific_Committee_on_the_Effects_of_Atomic_Radiation2008">United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (2008). [http://www.unscear.org/unscear/en/publications/2008_1.html ''Sources and effects of ionizing radiation'']. New York: United Nations (published 2010). p. 4. [[Международный стандартный номер книги|ISBN]] [[Специальный: BookSources / 978-92-1-142274-0|<bdi>978-92-1-142274-0</bdi>]]<span class="reference-accessdate">. Retrieved <span class="nowrap">9 November</span> 2012</span>.</cite></ref>. Это в четыре раза превышает средний мировой уровень искусственного облучения, который в 2008 г. составил около 0,6 мЗв в год. В некоторых развитых странах, таких как США и Япония, искусственное облучение в среднем больше естественного из-за более широкого доступа к [[Медицинская визуализация|медицинской визуализации]]. В Европе средняя экспозиция естественного фона по странам колеблется от менее 2 мЗв (200 мбэр) ежегодно в Соединенном Королевстве до более 7 мЗв (700 мрем) ежегодно для некоторых групп людей в Финляндии<ref name="RadMapEurope">{{Cite web|url=http://www.world-nuclear.org/info/Safety-and-Security/Radiation-and-Health/Naturally-Occurring-Radioactive-Materials-NORM/|title=Naturally-Occurring Radioactive Materials (NORM)|website=World Nuclear Association|date=March 2019}}</ref>. |
|||
[[Международное агентство по атомной энергии]] утверждает: |
|||
: «Воздействие радиации от естественных источников - неизбежная черта повседневной жизни как на работе, так и в общественных местах. Это облучение в большинстве случаев мало или совсем не беспокоит общество, но в определённых ситуациях необходимо учитывать введение мер по охране здоровья, например, при работе с урановыми и ториевыми рудами и другими радиоактивными материалами естественного происхождения ([[НОРМА|NORM]]). В последние годы Агентство уделяет этим ситуациям повышенное внимание"<ref>{{Cite web|url=http://www-ns.iaea.org/tech-areas/rw-ppss/exposure-to-natural-radiation.asp?s=3|title=Exposure to radiation from natural sources|website=Nuclear Safety & Security|publisher=IAEA|archive-url=https://web.archive.org/web/20160209112421/http://www-ns.iaea.org/tech-areas/rw-ppss/exposure-to-natural-radiation.asp?s=3|archive-date=9 February 2016|access-date=4 January 2016|url-status=live}}</ref>. |
|||
=== Земные источники === |
|||
'''Земное радиация''' для целей приведенной выше таблицы включает только источники, которые остаются внешними по отношению к телу. Основными [[Радиоактивные изотопы|радионуклидами,]] вызывающими подозрения, являются [[калий]], [[Уран (элемент)|уран]] и [[торий]], а также продукты их распада, некоторые из которых, например [[радий]] и [[радон]], очень радиоактивны, но встречаются в низких концентрациях. Большинство этих источников уменьшается из-за [[Радиоактивный распад|радиоактивного распада]] с момента образования Земли, потому что в настоящее время нет значительного внеземного источника этих веществ. Таким образом, нынешняя активность [[Уран-238|урана-238]] на Земле составляет лишь половину от первоначальной из-за его [[Миллиард|периода полураспада 4,5 миллиарда]] лет, а [[Калий-40|калия-40]] (период полураспада 1,25 миллиарда лет) составляет лишь около 8% от первоначального. Однако за время существования людей количество радиации уменьшилось очень незначительно. |
|||
Многие изотопы с более коротким периодом полураспада (и, следовательно, более радиоактивные) присутствуют в земной среде из-за их продолжающегося естественного образования. Примерами являются [[Радий|радий-]] 226 (продукт распада тория-230 в цепи распада урана-238) и радон-222 (продукт распада [[Радий|радия-]] 226 в этой же цепи). |
|||
Торий и уран (и их изотопы) в основном подвергаются [[Альфа-распад|альфа-]] и [[Бета-распад|бета-распаду]], и их нелегко обнаружить. Однако многие из их [[Дочерний продукт|продуктов распада]] являются сильными источниками гамма-излучения. Торий-232 обнаруживается через пик 239 кэВ от [[Изотопы свинца|свинца-212]]; 511, 583 и 2614 кэВ пики от [[Изотопы таллия|таллия-208]]; 911 и 969 кэВ пики от [[Изотопы актиния|актиния-228]]. Уран-238 проявляется как 609, 1120 и 1764 кэВ пики висмута-214 (тот же пик для атмосферного радона). Калий-40 обнаруживается непосредственно через его 1461 кэВ гамма-пик<ref name="DetNuc">Gary W. Philips, David J. Nagel, Timothy Coffey – [http://large.stanford.edu/courses/2011/ph241/keller1/docs/phillips.pdf A Primer on the Detection of Nuclear and Radiological Weapons], Center for Technology and National Security Policy, National Defense University, May 2005</ref>. |
|||
Уровень радиации над морем и другими крупными водоемами, как правило, составляет примерно десятую часть земного фона. И наоборот, прибрежные районы (и районы рядом с пресной водой) могут иметь дополнительный вклад за счет наносов<ref name="DetNuc">Gary W. Philips, David J. Nagel, Timothy Coffey – [http://large.stanford.edu/courses/2011/ph241/keller1/docs/phillips.pdf A Primer on the Detection of Nuclear and Radiological Weapons], Center for Technology and National Security Policy, National Defense University, May 2005</ref>. |
|||
=== Источники в воздухе === |
|||
Самым большим источником естественного радиационного фона является [[радон]], содержащийся в воздухе, радиоактивный газ, исходящий из земли. Радон и его [[изотопы]], родительские [[Радиоактивные изотопы|радионуклиды]] и [[Продукт распада|продукты распада]] - все они составляют среднюю вдыхаемую дозу 1,26 [[Зиверт|мЗв/год]] (миллизиверт [[wiktionary:per annum|в год]]). Радон распределяется неравномерно и меняется в зависимости от погоды, поэтому гораздо более высокие дозы наблюдаются во многих регионах мира, где он представляет [[Воздействие радона на здоровье|значительную опасность для здоровья]]. Внутри зданий в Скандинавии, США, Иране и Чешской Республике были обнаружены концентрации, превышающие среднемировые значения в 500 раз<ref name="UNSCEAR2006E">{{Cite book|author=United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation|title=Effects of Ionizing Radiation|date=2006|publication-date=2008|publisher=United Nations|location=New York|isbn=978-92-1-142263-4|volume=II|chapter=Annex E: Sources-to-effects assessment for radon in homes and workplaces|access-date=2 December 2012}}</ref>. Радон - это продукт распада урана, который относительно часто встречается в земной коре, но больше концентрируется в рудоносных породах, разбросанных по всему миру. Радон просачивается из этих [[Руда|руд]] в атмосферу или в грунтовые воды или проникает в здания. Его можно вдохнуть в легкие вместе с [[Продукт распада|продуктами]] его распада, где они будут оставаться в течение определенного периода времени после воздействия. |
|||
Хотя радон встречается в природе, его облучение может увеличиваться или уменьшаться в результате деятельности человека, особенно при строительстве домов. Негерметичный жилой пол или плохая вентиляция подвала в доме с хорошей изоляцией может привести к накоплению радона внутри жилища, подвергая его жителей воздействию высоких концентраций. Повсеместное строительство хорошо изолированных и герметичных домов в северных промышленно развитых странах привело к тому, что радон стал основным источником фонового излучения в некоторых районах на севере Северной Америки и Европы. Герметизация подвала и вытяжная вентиляция снижают воздействие. Некоторые строительные материалы, например [[Газобетон|легкий бетон]] с [[Квасцы сланец|квасцами]], [[Фосфогипс|фосфогипсом]] и итальянским [[Вулканический туф|туфом]], могут выделять радон, если они содержат [[радий]] и пористы для газа<ref name="UNSCEAR2006E">{{Cite book|publication-date=2008|isbn=978-92-1-142263-4|access-date=2 December 2012}}<cite class="citation book cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFUnited_Nations_Scientific_Committee_on_the_Effects_of_Atomic_Radiation2006">United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (2006). [http://www.unscear.org/docs/reports/2006/09-81160_Report_Annex_E_2006_Web.pdf "Annex E: Sources-to-effects assessment for radon in homes and workplaces"] <span class="cs1-format">(PDF)</span>. ''Effects of Ionizing Radiation''. '''II'''. New York: United Nations (published 2008). [[Международный стандартный номер книги|ISBN]] [[Спец .: BookSources / 978-92-1-142263-4|<bdi>978-92-1-142263-4</bdi>]]<span class="reference-accessdate">. Retrieved <span class="nowrap">2 December</span> 2012</span>.</cite></ref>. |
|||
Радиационное облучение от радона непрямое. Радон имеет короткий период полураспада (4 дня) и распадается на другие твердые частицы радиоактивных нуклидов [[Радиоактивные ряды|ряда радия.]] Эти радиоактивные частицы вдыхаются и остаются в легких, вызывая продолжительное воздействие. Таким образом, считается, что радон является второй по значимости причиной [[Рак лёгкого|рака легких]] после [[Курение табака|курения]], и только в США на него приходится от 15 000 до 22 000 смертей от рака в год<ref>[http://www.cancer.gov/cancertopics/factsheet/Risk/radon Radon and Cancer: Questions and Answers – National Cancer Institute (USA)]</ref>. Однако обсуждение противоположных экспериментальных результатов все еще продолжается<ref>{{Cite journal|author=Fornalski|first=K. W.|pmid=26223888|title=The assumption of radon-induced cancer risk|year=2015|journal=Cancer Causes & Control|doi=10.1007/s10552-015-0638-9|issue=26|volume=10|pages=1517–18}}</ref>. |
|||
Около 100 000 Бк/м<sup>3</sup> радона было обнаружено в [[Воздействие радона на здоровье|подвале дома Стэнли Ватраса]] в 1984 году<ref>{{Cite conference|title=Indoor Radon Concentration Data: Its Geographic and Geologic Distribution, an Example from the Capital District, NY|publisher=American Association of Radon Scientists and Technologists|location=Nashville, TN}}</ref><ref>{{Cite book|last1=Upfal|first1=Mark J.|last2=Johnson|first2=Christine|title=Occupational, industrial, and environmental toxicology|year=2003|publisher=Mosby|location=St Louis, Missouri|isbn=9780323013406|edition=2nd|chapter=65 Residential Radon|access-date=28 November 2012}}</ref>. Он и его соседи в Бойертауне, штат Пенсильвания, США, могут стать рекордсменом по радиоактивности жилищ в мире. По оценкам международных организаций по радиационной защите ожидаемая [[Предполагаемая доза|доза]] может быть рассчитана путем умножения [[Равновесная эквивалентная концентрация|равновесной эквивалентной концентрации]] (EEC) радона на коэффициент от 8 до 9.{{Дробь2|nSv·m<sup>3</sup>|Bq·h}} и EEC [[Изотопы радона|изотопов радона]] в 40 раз{{Дробь2|nSv·m<sup>3</sup>|Bq·h}} . <ref name="UNSCEAR2008">{{Cite book|last1=United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation|title=Sources and effects of ionizing radiation|publication-date=2010|publisher=United Nations|location=New York|isbn=978-92-1-142274-0|access-date=9 November 2012}}<cite class="citation book cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFUnited_Nations_Scientific_Committee_on_the_Effects_of_Atomic_Radiation2008">United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (2008). [http://www.unscear.org/unscear/en/publications/2008_1.html ''Sources and effects of ionizing radiation'']. New York: United Nations (published 2010). p. 4. [[Международный стандартный номер книги|ISBN]] [[Специальный: BookSources / 978-92-1-142274-0|<bdi>978-92-1-142274-0</bdi>]]<span class="reference-accessdate">. Retrieved <span class="nowrap">9 November</span> 2012</span>.</cite></ref> |
|||
В основном атмосферный фон создается радоном и продуктами его распада. В [[Гамма-спектроскопия|гамма-спектре]] видны пики 609, 1120 и 1764 [[Электронвольт|кэВ]], принадлежащие [[Изотопы висмута|висмуту-214]] - продукту распада радона. Атмосферный фон сильно зависит от направления ветра и метеорологических условий. Радон также может выделяться из земли всплесками и затем образовывать «радоновые облака», способные преодолевать десятки километров<ref name="DetNuc">Gary W. Philips, David J. Nagel, Timothy Coffey – [http://large.stanford.edu/courses/2011/ph241/keller1/docs/phillips.pdf A Primer on the Detection of Nuclear and Radiological Weapons], Center for Technology and National Security Policy, National Defense University, May 2005</ref>. |
|||
=== Космическая радиация === |
|||
[[Файл:Sievert-sigle.png|мини| Оценка максимальной дозы радиации, полученной на высоте 12 км 20 января 2005 г. после сильной солнечной вспышки. Дозы выражены в микрозивертах в час.]] |
|||
Земля и все живое на ней постоянно бомбардируются радиацией из космоса. Это излучение в основном состоит из положительно заряженных ионов от [[Протон|протонов]] до [[Железо|железа]] и более крупных [[Атомное ядро|ядер,]] происходящих из-за пределов [[Солнечная система|Солнечной системы]]. Это излучение взаимодействует с атомами в атмосфере, создавая [[Широкий атмосферный ливень|воздушный поток]] вторичной радиации ([[широкий атмосферный ливень]]), включая [[Рентгеновское излучение|рентгеновские лучи]], [[Мюон|мюоны]], [[Протон|протоны]], [[Альфа-частица|альфа-частицы]], [[Пион (частица)|пионы]], [[Электрон|электроны]] и [[Нейтрон|нейтроны]]. Непосредственная доза космического излучения в основном исходит от мюонов, нейтронов и электронов, и эта доза варьируется в разных частях мира в зависимости от [[Магнитное поле Земли|геомагнитного поля]] и высоты. Например, город [[Денвер]] в США (на высоте 1650 метров) получает дозу космических лучей примерно вдвое больше, чем место на уровне моря<ref>{{Cite web|url=http://www.units.miamioh.edu/ehso/radiationtraining/backgroundradiation/index.htm|title=Background Radiation & Other Sources of Exposure|website=Radiation Safety Training|publisher=[[Miami University]]|access-date=30 September 2016}}</ref>. Это излучение гораздо более интенсивно в верхней [[Тропосфера|тропосфере]], около 10 км над уровнем моря, и поэтому вызывает особую озабоченность у [[Авиакомпания|экипажей авиакомпаний]] и частых пассажиров, которые проводят много часов в год на этой высоте. Во время полетов экипажи авиакомпаний обычно получают дополнительную производственную дозу в пределах 2.2 мЗв (220 мбэр) в год <ref>{{Cite web|url=http://www.hps.org/publicinformation/ate/faqs/commercialflights.html|title=Radiation Exposure During Commercial Airline Flights|access-date=2011-03-17}}</ref> и 2,19 мЗв/год <ref>{{Cite web|url=http://www.hps.org/publicinformation/ate/faqs/commercialflights.html|title=Radiation exposure during commercial airline flights|author=Health Physics Society|access-date=2013-01-24}}</ref> согласно различным исследованиям. |
|||
Точно так же космические лучи вызывают более сильное фоновое облучение у [[Космонавт|космонавтов,]] чем у людей на поверхности Земли. Астронавты на низких [[Орбита|орбитах]], например, на [[Международная космическая станция|Международной космической станции]] или [[Спейс шаттл|космическом шаттле]], частично защищены [[Магнитное поле|магнитным полем]] Земли, но также страдают от [[Радиационный пояс|радиационного пояса Ван Аллена,]] который аккумулирует космические лучи и появился из-за магнитного поля Земли. За пределами низкой околоземной орбиты, по опыту [[Аполлон (космическая программа)|астронавтов "Аполлона"]], летевших на [[Луна|Луну]], это фоновое излучение гораздо более интенсивно и представляет собой значительное препятствие для потенциального будущего долгосрочного исследования человеком [[Список прилунений|Луны]] или [[Пилотируемый полёт на Марс|Марса]]. |
|||
Космические лучи также вызывают [[Трансмутация|трансмутацию элементов]] в атмосфере, при которой вторичное излучение, генерируемое космическими лучами, объединяется с [[Атомное ядро|атомными ядрами]] в атмосфере, образуя различные [[Нуклид|нуклиды]]. Могут возникать многие так называемые [[Космогенный нуклид|космогенные нуклиды]], но, вероятно, наиболее заметным из них является [[углерод-14]], который образуется при взаимодействии с атомами [[Азот|азота.]] Эти космогенные нуклиды в конечном итоге достигают поверхности Земли и могут встраиваться в живые организмы. Производство этих нуклидов незначительно меняется в зависимости от краткосрочных изменений потока солнечных космических лучей, но считается практически постоянным в больших масштабах от тысяч до миллионов лет. Постоянное воспроизводство, включение в организмы и относительно короткий [[период полураспада]] углерода-14 - это принципы, используемые при [[Радиоуглеродное датирование|радиоуглеродном датировании]] древних биологических материалов, таких как деревянные артефакты или человеческие останки. |
|||
Космическое излучение на уровне моря обычно проявляется как гамма-лучи с энергией 511 кэВ от аннигиляции [[Позитрон|позитронов,]] созданных ядерными реакциями частиц высоких энергий и гамма-лучей. На больших высотах также есть вклад непрерывного [[Тормозное излучение|спектра тормозного]] излучения<ref name="DetNuc">Gary W. Philips, David J. Nagel, Timothy Coffey – [http://large.stanford.edu/courses/2011/ph241/keller1/docs/phillips.pdf A Primer on the Detection of Nuclear and Radiological Weapons], Center for Technology and National Security Policy, National Defense University, May 2005</ref>. |
|||
=== Еда и вода === |
|||
Два основных элемента, составляющих человеческое тело, а именно калий и углерод, содержат радиоактивные изотопы, которые значительно увеличивают нашу дозу от радационного фона. В среднем человек содержит около 17 миллиграммов [[Калий-40|калия-40]] (<sup>40</sup>К) и около 24 нанограммов (10<sup>-9</sup> г) [[Углерод-14|углерода-14]] (<sup>14</sup>С), (период полураспада 5730 лет). За исключением внутреннего загрязнения внешним радиоактивным материалом, эти два вещества представляют собой самые большие компоненты внутреннего радиационного облучения от биологически функциональных компонентов человеческого тела. Около 4000 ядер <sup>40</sup>K<ref>[https://web.archive.org/web/20150612194741/http://sciencedemonstrations.fas.harvard.edu/icb/icb.do?keyword=k16940&pageid=icb.page102829&pageContentId=icb.pagecontent270775&state=maximize&view=view.do&viewParam_name=indepth.html#a_icb_pagecontent270775 Radioactive human body — Harvard University Natural Science Lecture Demonstrations]</ref> распадаются в секунду, и примерно такое же количество <sup>14</sup>C. Энергия [[Бета-частица|бета-частиц,]] образующихся при распаде <sup>40</sup>K, примерно в 10 раз больше, чем у бета-частиц при распаде <sup>14</sup>C.<sup>.</sup> |
|||
<sup>14</sup>C присутствует в организме человека на уровне около 3700 Бк (0,1 мкКи) с [[Период полувыведения|биологическим периодом полураспада]] 40 дней<ref>{{Cite web|url=http://www.ead.anl.gov/pub/doc/carbon14.pdf|title=Carbon 14|website=Human Health Fact Sheet|date=August 2005|publisher=Argonne National Lab|archive-url=https://web.archive.org/web/20080227103725/http://www.ead.anl.gov/pub/doc/carbon14.pdf|archive-date=27 February 2008|access-date=4 April 2011|url-status=live}}</ref>. Это означает, что в результате распада <sup>14</sup>C образуется около 3700 бета-частиц в секунду. Однако атом <sup>14</sup>C присутствует в генетической информации примерно половины клеток, в то время как калий не является компонентом [[Дезоксирибонуклеиновая кислота|ДНК]]. Распад атома <sup>14</sup>C внутри ДНК у одного человека происходит примерно 50 раз в секунду, при этом атом углерода меняется на атом [[Азот|азота]]<ref>{{Cite book|isbn=978-1-157-09468-5}}</ref>. |
|||
Средняя глобальная доза внутреннего облучения от радионуклидов, кроме радона и продуктов его распада, составляет 0,29 мЗв/год, из которых 0,17 мЗв/год от <sup>40</sup>К, 0,12 мЗв/год поступает из ряда урана и тория, а 12 мкЗв/год поступает от <sup>14</sup>C<ref name="UNSCEAR2008">{{Cite book|author=United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation|title=Sources and effects of ionizing radiation|date=2008|publication-date=2010|publisher=United Nations|location=New York|isbn=978-92-1-142274-0|url=http://www.unscear.org/unscear/en/publications/2008_1.html|access-date=9 November 2012|page=4}}<cite class="citation book cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFUnited_Nations_Scientific_Committee_on_the_Effects_of_Atomic_Radiation2008">United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation (2008). [http://www.unscear.org/unscear/en/publications/2008_1.html ''Sources and effects of ionizing radiation'']. New York: United Nations (published 2010). p. 4. [[Международный стандартный номер книги|ISBN]] [[Специальный: BookSources / 978-92-1-142274-0|<bdi>978-92-1-142274-0</bdi>]]<span class="reference-accessdate">. Retrieved <span class="nowrap">9 November</span> 2012</span>.</cite></ref>. |
|||
=== Районы с высоким естественным радиационным фоном === |
|||
В некоторых регионах дозировка выше, чем в среднем по стране. В целом в мире территории с исключительно высоким радиационным фоном включают [[Рамсар]] в Иране, [[Гуарапари]] в Бразилии, [[Карунагаппали|Карунагаппалли]] в Индии<ref>{{Cite journal|pmid=10564957|year=1999|author=Nair|first=MK|title=Population study in the high natural background radiation area in Kerala, India|volume=152|issue=6 Suppl|pages=S145–8|journal=Radiation Research|doi=10.2307/3580134|bibcode=1999RadR..152S.145N}}</ref> [[Аркароола|Аркарулу]] в Австралии<ref>{{Cite web|url=http://www.abc.net.au/catalyst/stories/s692473.htm|title=Extreme Slime|website=Catalyst|date=3 October 2002|publisher=ABC}}</ref> и [[Янцзян]] в Китае<ref>{{Cite journal|author=Zhang|first=SP|title=Mechanism study of adaptive response in high background radiation area of Yangjiang in China|pmid=21092626|volume=44|issue=9|year=2010|journal=Zhonghua Yu Fang Yi Xue Za Zhi|pages=815–9}}</ref>. |
|||
Самый высокий уровень чисто естественной радиации, когда-либо зарегистрированный на поверхности Земли, составлял 90 µГр/ч на бразильском черном пляже (''areia preta'' на португальском языке), состоящем из [[Монацит|монацита]]<ref>{{Cite book|title=Sources and Effects of Ionizing Radiation|publisher=United Nations|access-date=11 November 2012}}</ref>. Этот показатель будет преобразован в 0,8 Гр/год для круглогодичного непрерывного воздействия, но на самом деле уровни меняются в зависимости от сезона и намного ниже в ближайших жилых домах. Рекордные измерения не дублировались и не включены в последние отчеты НКДАР ООН. Соседние туристические пляжи в [[Гуарапари]] и Кумуруксатиба позже получили 14 и 15 мкГр/ч<ref>{{Cite journal|author=Freitas|first=AC|title=Gamma dose rates and distribution of natural radionuclides in sand beaches—Ilha Grande, Southeastern Brazil|journal=Journal of Environmental Radioactivity|year=2004|volume=75|issue=2|pages=211–23|doi=10.1016/j.jenvrad.2004.01.002|pmid=15172728|url=http://www.sr2.uerj.br/ceads/artigos_e_livros/Freitas_Antonio-2004-2.pdf|accessdate=2 December 2012|issn=0265-931X}}</ref><ref>{{Cite conference|url=http://library.sinap.ac.cn/db/hedianwencui201103/%E5%85%A8%E6%96%87/41109077.pdf|title=Natural Radioactivity in Extreme South of Bahia, Brazil Using Gamma-Ray Spectrometry|date=27 September – 2 October 2009|publisher=Associação Brasileira de Energia Nuclear}}</ref>. Обратите внимание, что указанные здесь значения заданы в [[Грей (единица измерения)|Греях]]. Для преобразования в Зиверт (Зв) требуется весовой коэффициент излучения; эти весовые коэффициенты варьируются от 1 (бета и гамма) до 20 (альфа-частицы). |
|||
Самый высокий радиационный фон в населенных пунктах наблюдается в [[Рамсар|Рамсаре]], в первую очередь из-за использования местного природного радиоактивного известняка в качестве строительного материала. 1000 жителей, подвергшихся наибольшему облучению, получают среднюю [[Эффективная доза|эффективную дозу]] 6 мЗв (600 мбэр) в год, что в шесть раз [[Международная комиссия по радиологической защите|превышает]] рекомендованный МКРЗ предел воздействия на население из искусственных источников. Кроме того, они получают значительную дозу внутреннего облучения от радона. Рекордные уровни радиации были обнаружены в доме, где эффективная доза от полей окружающего излучения составила 131 мЗв (13,1 бэр) в год, а [[Предполагаемая доза|ожидаемая доза]] внутреннего облучения от [[Радон|радона]] составила 72 мЗв (7,2 бэр) в год<ref name="HNBR2009">{{Cite journal|author=Hendry|first=Jolyon H|title=Human exposure to high natural background radiation: what can it teach us about radiation risks?|journal=Journal of Radiological Protection|date=1 June 2009|volume=29|issue=2A|pages=A29–A42|doi=10.1088/0952-4746/29/2A/S03|pmid=19454802|url=http://cricket.biol.sc.edu/papers/natural/Hendry%20et%20al%202009.pdf|accessdate=1 December 2012|bibcode=2009JRP....29...29H}}</ref>. Этот уникальный случай более чем в 80 раз превышает среднее естественное воздействие радиации на человека в мире. |
|||
Эпидемиологические исследования проводятся для выявления последствий для здоровья, связанных с высокими уровнями радиации в Рамсаре. Пока рано делать однозначные статистически значимые выводы<ref name="HNBR2009">{{Cite journal|author=Hendry|first=Jolyon H|title=Human exposure to high natural background radiation: what can it teach us about radiation risks?|journal=Journal of Radiological Protection|date=1 June 2009|volume=29|issue=2A|pages=A29–A42|doi=10.1088/0952-4746/29/2A/S03|pmid=19454802|url=http://cricket.biol.sc.edu/papers/natural/Hendry%20et%20al%202009.pdf|accessdate=1 December 2012|bibcode=2009JRP....29...29H}}<cite class="citation journal cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFHendrySimon,_Steven_LWojcik,_AndrzejSohrabi,_Mehdi2009">Hendry, Jolyon H; Simon, Steven L; Wojcik, Andrzej; Sohrabi, Mehdi; Burkart, Werner; Cardis, Elisabeth; Laurier, Dominique; Tirmarche, Margot; Hayata, Isamu (1 June 2009). [https://web.archive.org/web/20131021233519/http://cricket.biol.sc.edu/papers/natural/Hendry%20et%20al%202009.pdf "Human exposure to high natural background radiation: what can it teach us about radiation risks?"] <span class="cs1-format">(PDF)</span>. ''Journal of Radiological Protection''. '''29''' (2A): A29–A42. [[Bibcode]]:[https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2009JRP....29...29H 2009JRP....29...29H]. [[Цифровой идентификатор объекта|doi]]:[[doi:10.1088/0952-4746/29/2A/S03|10.1088/0952-4746/29/2A/S03]]. [[PubMed Central|PMC]] <span class="cs1-lock-free" title="Freely accessible">[//www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4030667 4030667]</span>. [[PubMed|PMID]] [//pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19454802 19454802]. Archived from [http://cricket.biol.sc.edu/papers/natural/Hendry%20et%20al%202009.pdf the original] <span class="cs1-format">(PDF)</span> on 21 October 2013<span class="reference-accessdate">. Retrieved <span class="nowrap">1 December</span> 2012</span>.</cite></ref>. Хотя до сих пор поддержка благоприятных эффектов хронической радиации (например, увеличения продолжительности жизни) наблюдалась лишь в нескольких местах, защитный и адаптивный эффект предлагается по крайней мере в одном исследовании, авторы которого, тем не менее, предупреждают, что данных из Рамсара пока недостаточно, чтобы ослабить существующие нормативные пределы доз<ref>{{Cite journal|author=Ghiassi-nejad|first=M|title=Very high background radiation areas of Ramsar, Iran: preliminary biological studies|journal=Health Physics|date=January 2002|volume=82|issue=1|pmid=11769138|url=http://www.probeinternational.org/Ramsar.pdf|accessdate=11 November 2012|quote=Our preliminary studies seem to indicate the presence of adaptive response in the cells of some Ramsar residents, but we do not claim to have seen hormetic effects in any of those studied. Given the apparent lack of ill effects among observed populations of these high dose rate areas, these data suggest that current dose limits may be overly conservative. However, the available data do not seem sufficient to cause national or international advisory bodies to change their current conservative radiation protection recommendations;|pages=87–93 [92]|doi=10.1097/00004032-200201000-00011}}</ref>. Однако недавний статистический анализ показал, что нет никакой корреляции между риском негативных последствий для здоровья и повышенным уровнем естественного радиационного фона<ref>{{Cite journal|author=Dobrzyński|first=L.|pmid=26674931|title=Cancer Mortality Among People Living in Areas With Various Levels of Natural Background Radiation|year=2015|journal=Dose-Response|doi=10.1177/1559325815592391|issue=3|volume=13|pages=1–10}}</ref>. |
|||
=== Фотоэлектрический === |
|||
Дозы оадиаутивного фона в непосредственной близости от частиц материалов с высоким атомным числом внутри человеческого тела имеют небольшое усиление из-за [[Фотоэффект|фотоэлектрического эффекта]]<ref>{{Cite journal|pages=603–11|doi=10.1098/rsif.2009.0300|pmid=19776147|title=Enhancement of natural background gamma-radiation dose around uranium microparticles in the human body|year=2009|author=Pattison|first=J. E.|journal=Journal of the Royal Society Interface|volume=7|issue=45}}</ref>. |
|||
=== Нейтронный фон === |
|||
Большая часть естественного нейтронного фона - продукт взаимодействия космических лучей с атмосферой. Пик энергии нейтронов составляет около 1 МэВ и быстро падает для больших энергий. На уровне моря производство нейтронов составляет около 20 нейтронов в секунду на килограмм материала, взаимодействующего с космическими лучами (или около 100–300 нейтронов на квадратный метр в секунду). Поток зависит от геомагнитной широты с максимумом около магнитных полюсов. В солнечные минимумы, из-за более низкого экранирования солнечного магнитного поля, поток примерно в два раза выше солнечного максимума. Также он резко возрастает во время солнечных вспышек. Вблизи более крупных и тяжелых объектов, например зданий или кораблей, поток нейтронов выше; это известно как «нейтронная сигнатура, вызванная космическими лучами» или «эффект корабля», поскольку впервые было обнаружено на кораблях в море<ref name="DetNuc">Gary W. Philips, David J. Nagel, Timothy Coffey – [http://large.stanford.edu/courses/2011/ph241/keller1/docs/phillips.pdf A Primer on the Detection of Nuclear and Radiological Weapons], Center for Technology and National Security Policy, National Defense University, May 2005</ref>. |
|||
== Искусственный радиационный фон == |
|||
[[Файл:Kozloduy_Nuclear_Power_Plant_-_Background_radiation_displays.jpg|мини| Дисплеи, показывающие окружающие радиационные поля 0,120–0,130 мкЗв/ч (1,05–1,14 мЗв/год) на атомной электростанции. Это значение включает естественный фон от космических и земных источников.]] |
|||
=== Атмосферные ядерные испытания === |
|||
[[Файл:US_fallout_exposure.png|справа|мини| [[Щитовидная железа|Дозы в щитовидной железе на]] душу населения в континентальной части США в результате всех способов облучения в результате всех [[Ядерное испытание|ядерных испытаний]] в атмосфере, проведенных на [[Невадский испытательный полигон|полигоне в Неваде в]] 1951–1962 гг.]] |
|||
[[Файл:Radiocarbon_bomb_spike.svg|мини| <sup>14</sup>C в атмосфере, [[Новая Зеландия]]<ref>{{Cite journal|url=http://cdiac.esd.ornl.gov/trends/co2/welling.html|title=Atmospheric δ<sup>14</sup>C record from Wellington|accessdate=2007-06-11|journal=Trends: A Compendium of Data on Global Change. Carbon Dioxide Information Analysis Center|year=1994}}</ref> и [[Австрия]]<ref>{{Cite journal|url=http://cdiac.esd.ornl.gov/trends/co2/cent-verm.html|author=Levin, I.|title=δ<sup>14</sup>C record from Vermunt|journal=Trends: A Compendium of Data on Global Change. Carbon Dioxide Information Analysis Center|year=1994|accessdate=4 January 2016}}</ref>. Кривая для Новой Зеландии является репрезентативной для Южного полушария, австрийская кривая - для Северного полушария. Атмосферные испытания ядерного оружия почти удвоили концентрацию <sup>14</sup>C в Северном полушарии<ref>{{Cite web|url=http://www1.phys.uu.nl/ams/Radiocarbon.htm|title=Radiocarbon dating|publisher=University of Utrecht|access-date=2008-02-19}}</ref>.]] |
|||
Частые наземные ядерные взрывы между 1940-ми и 1960-ми годами привели к значительному [[Радиоактивное загрязнение|радиоактивному загрязнению]]. Некоторые из этих загрязнений являются локальными, что делает непосредственные окрестности очень радиоактивными, в то время как некоторые из них переносятся на большие расстояния в виде [[Радиоактивное заражение|ядерных осадков]]; часть этого радиоактивного материала разбросана по всему миру. Повышение радиационного фона в результате этих испытаний достигло пика в 1963 году и составило около 0,15 мЗв в год во всем мире, или около 7% средней фоновой дозы от всех источников. Договор об [[Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой|запрещении испытаний]] 1963 года запрещал наземные испытания, таким образом, к 2000 году всемирная доза от этих испытаний снизилась до всего лишь 0,005 мЗв/год<ref name="rrjhjx">[http://www.unscear.org/unscear/en/publications.html United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation]{{Нет в источнике|need a more specific citation that supports this statement}}</ref>. |
|||
=== Профессиональное воздействие === |
|||
[[Международная комиссия по радиологической защите]] рекомендует ограничить профессиональное облучение до 50 мЗв (5 бэр) в год и 100 мЗв (10 бэр) через 5 лет. <ref name="ICRP103">{{Cite book|title=The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection|year=2007|volume=37|series=ICRP publication 103|url=http://www.icrp.org/publication.asp?id=ICRP%20Publication%20103|access-date=17 May 2012|isbn=978-0-7020-3048-2|author=ICRP}}</ref> |
|||
Однако '''радиационный фон''' для профессиональных доз включает радиацию, которая не измеряется приборами в условиях потенциального профессионального облучения. Это включает как «естественный радиационный фон» за пределами места работы, так и любые дозы медицинского облучения. Это значение обычно не измеряется или не известно из обследований, поэтому изменения общей дозы для отдельных работников неизвестны. Это может оказаться значительным сбивающим с толку фактором при оценке воздействия радиационного облучения на группу работников, у которых может значительно отличаться естественный фон и дозы медицинского облучения. Это особенно важно, когда производственные дозы очень низкие. |
|||
На [[Международное агентство по атомной энергии|конференции МАГАТЭ]] в 2002 году было рекомендовано, чтобы профессиональные дозы ниже 1-2 мЗв в год не требовали контроля со стороны регулирующих органов<ref>http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/Pub1145_web.pdf</ref>. |
|||
=== Ядерные аварии === |
|||
В нормальных условиях ядерные реакторы выделяют небольшие количества радиоактивных газов, которые вызывают небольшое радиационное облучение населения. События, классифицируемые по [[Международная шкала ядерных событий|Международной шкале ядерных событий]] как инциденты, обычно не приводят к выбросу каких-либо дополнительных радиоактивных веществ в окружающую среду. Крупные выбросы радиоактивности из ядерных реакторов крайне редки. К настоящему времени произошли две крупные ''аварии среди гражданского населения'' - авария на [[Авария на Чернобыльской АЭС|Чернобыльской АЭС]] и [[Авария на АЭС Фукусима-1|авария на атомной электростанции на Фукусиме I,]] которые привели к значительному заражению. Единственная авария на Чернобыльской АЭС привела к немедленной смерти. |
|||
Общие дозы в результате аварии на Чернобыльской АЭС составили от 10 до 50 мЗв в течение 20 лет для жителей пострадавших районов, причем большая часть дозы была получена в первые годы после аварии, а для [[Ликвидаторы последствий аварии на Чернобыльской АЭС|ликвидаторов -]] более 100 мЗв. [[Острая лучевая болезнь|От острого лучевого синдрома]] умерло 28 человек<ref>{{Cite web|url=https://www.who.int/ionizing_radiation/chernobyl/backgrounder/en/index.html|title=Health effects of the Chernobyl accident: an overview|author=World Health Organization|date=April 2006|access-date=2013-01-24}}</ref>. |
|||
Общие дозы от аварий на АЭС «Фукусима-I» составили от 1 до 15 мЗв для жителей пострадавших районов. Дозы в щитовидной железе у детей были ниже 50 мЗв. 167 ликвидаторов получили дозы свыше 100 мЗв, а 6 из них - более 250 мЗв (предел облучения в Японии для аварийно-спасательных работников)<ref>{{Cite journal|title=Fukushima's doses tallied|journal=Nature|volume=485|issue=7399|pages=423–424|author=Geoff Brumfiel|date=2012-05-23|doi=10.1038/485423a|pmid=22622542|bibcode=2012Natur.485..423B}}</ref>. |
|||
Средняя доза в результате [[Авария на АЭС Три-Майл-Айленд|аварии на Три-Майл-Айленд]] составила 0,01 мЗв<ref>{{Cite web|url=https://www.nrc.gov/reading-rm/doc-collections/fact-sheets/3mile-isle.html|title=Backgrounder on the Three Mile Island Accident|author=U.S. Nuclear Regulatory Commission|date=August 2009|access-date=2013-01-24}}</ref>. |
|||
'''Негражданский''' сектор: помимо описанных выше гражданских происшествий, несколько аварий на ранних объектах ядерного оружия, такие как [[Авария в Уиндскейле|пожар]] в Виндскейле, загрязнение реки [[Теча]] ядерными отходами от комплекса [[Маяк (производственное объединение)|Маяк]] и [[Кыштымская авария|катастрофа]] в Кыштыме на том же самом комплексе - произошол выброс в окружающую среду значительного количества радиоактивных веществ. В результате пожара в Уиндскейле дозы на щитовидную железу достигли 5–20 мЗв для взрослых и 10–60 мЗв для детей<ref>{{Cite web|url=http://karws.gso.uri.edu/Marsh/Newsgroups/Wscal-is.htm|title=Radiological Consequences of the 1957 Windscale Fire|date=1997-10-10|archive-url=https://web.archive.org/web/20130517075421/http://karws.gso.uri.edu/Marsh/Newsgroups/Wscal-is.htm|archive-date=17 May 2013|access-date=2013-01-24|url-status=dead}}</ref>. Дозы от аварий на "Маяке" неизвестны. |
|||
=== Ядерный топливный цикл === |
|||
Комиссия по [[Комиссия по ядерному регулированию|ядерному регулированию]], [[Агентство по охране окружающей среды США]] и другие американские и международные агентства требуют, чтобы лицензиаты ограничивали радиационное воздействие на отдельных лиц из населения до 1 [[Зиверт|мЗв]] (100 м [[Бэр (единица измерения)|бэр]] ) в год. |
|||
=== Сжигание угля === |
|||
Угольные заводы испускают радиацию в виде радиоактивной [[Летучая зола|летучей золы,]] которую вдыхают и проглатывают соседи, а также вносятся в посевы. В статье 1978 г. из [[Ок-Риджская национальная лаборатория|Национальной лаборатории Ок-Риджа было]] подсчитано, что угольные электростанции того времени могут дать ожидаемую дозу облучения всего тела в 19 мкЗв/год до ближайших соседей в радиусе 500 м<ref>{{Cite journal|author=McBride|first=J. P.|title=Radiological impact of airborne effluents of coal and nuclear plants|journal=Science|date=8 Dec 1978|volume=202|issue=4372|pages=1045–50|url=http://www.ornl.gov/info/reports/1977/3445605115087.pdf|accessdate=15 November 2012|doi=10.1126/science.202.4372.1045|pmid=17777943|bibcode=1978Sci...202.1045M}}</ref>. В [[Научный комитет ООН по действию атомной радиации|отчете Научного комитета Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации]] за 1988 год предполагаемая доза была оценена для 1 км как 20 мкЗв/год для старых станций или 1 мкЗв/год для более новых заводов с улучшенным улавливанием летучей золы, но не удалось подтвердить эти цифры тестом<ref>{{Cite book|author=United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation|title=Sources, Effects and Risks of Ionizing Radiation|volume=120|year=1988|isbn=978-92-1-142143-9|access-date=16 November 2012|url=https://archive.org/details/sourceseffectsri0000unit/page/187}}</ref>. При сжигании угля уран, торий и все урановые остатки накапливаются путем распада - получаются радий, радон, полоний<ref>{{Cite journal|first=Alex|author=Gabbard|year=1993|title=Coal Combustion: Nuclear Resource or Danger?|journal=Oak Ridge National Laboratory Review|volume=26|issue=3–4|pages=18–9|url=http://www.ornl.gov/info/ornlreview/rev26-34/text/colmain.html}}</ref>. Радиоактивные материалы, ранее захороненные под землей в угольных отложениях, выбрасываются в виде летучей золы или, если летучая зола улавливается, могут стать компонетом бетона, изготовленного из летучей золы. |
|||
== Другие источники == |
|||
=== Медицинское === |
|||
Среднее глобальное воздействие искусственной радиации на человека составляет 0,6 мЗв/год, в основном по [[Медицинская визуализация|данным медицинской визуализации]]. Этот медицинский компонент может быть намного выше, в среднем 3 мЗв в год среди населения США<ref name="NCRP106">{{Cite book|title=Ionizing radiation exposure of the population of the United States|year=2009|publisher=National Council on Radiation Protection and Measurements|location=Bethesda, Md.|isbn=978-0-929600-98-7|id=NCRP No. 160|url=http://www.ncrppublications.org/Reports/160}}<cite class="citation book cs1" data-ve-ignore="true">[http://www.ncrppublications.org/Reports/160 ''Ionizing radiation exposure of the population of the United States'']. Bethesda, Md.: National Council on Radiation Protection and Measurements. 2009. [[Международный стандартный номер книги|ISBN]] [[Special: BookSources / 978-0-929600-98-7|<bdi>978-0-929600-98-7</bdi>]]. NCRP No. 160.</cite></ref>. Другие человеческие факторы включают курение, авиаперелеты, радиоактивные строительные материалы, исторические испытания ядерного оружия, аварии на атомных электростанциях и работу ядерной промышленности. |
|||
Типичный рентген грудной клетки дает 20 мкЗв (2 мбэр) эффективной дозы<ref>{{Cite journal|author=Wall|first=B.F.|title=Revised Radiation Doses for Typical X-Ray Examinations|journal=The British Journal of Radiology|year=1997|volume=70|pages=437–439|url=http://bjr.birjournals.org/content/70/833/437.full.pdf|accessdate=18 May 2012|pmid=9227222|issue=833|doi=10.1259/bjr.70.833.9227222}} (5,000 patient dose measurements from 375 hospitals)</ref>. Доза стоматологического рентгеновского снимка составляет от 5 до 10 мкЗв. [[Компьютерная томография]] обеспечивает эффективную дозу для всего тела в диапазоне от 1 до 20 мЗв (от 100 до 2000 мбэр). Средний американец получает около 3 мЗв диагностической лечебной дозы в год; страны с самым низким уровнем медицинской помощи почти не получают. Лучевая терапия при различных заболеваниях также требует определенных доз как для пациентов, так и для окружающих людей. |
|||
=== Потребительские товары === |
|||
Сигареты содержат [[полоний-210]], образующийся из продуктов распада радона, которые прилипают к [[Табак (сырьё)|листьям табака]]. Сильное курение приводит к дозе облучения 160 мЗв/год на локализованные пятна на бифуркациях сегментарных бронхов в легких в результате распада полония-210. Эту дозу нелегко сопоставить с пределами радиационной защиты, поскольку последние относятся к дозам для всего тела, в то время как доза от курения попадает в очень небольшую часть тела<ref>{{Cite web|url=http://hps.org/publicinformation/ate/q3137.html|title=Doses from cigarette smoking|author=Dade W. Moeller|website=Health Physics Society|access-date=2013-01-24}}</ref>. |
|||
== Радиационная метрология == |
|||
В лаборатории радиационной метрологии '''радиационный фон''' относится к измеренному значению от любых случайных источников, которые влияют на прибор при измерении пробы конкретного источника излучения. Этот фоновый вклад, который устанавливается как стабильное значение путем многократных измерений, обычно до и после измерения образца, вычитается из интенсивности, полученной при измерении образца. |
|||
Это соответствует [[Международное агентство по атомной энергии|определению фона Международного агентства по атомной энергии]] как «доза или мощность дозы (или наблюдаемая мера, связанная с дозой или мощностью дозы), относящаяся ко всем источникам, кроме указанного (-ых)» <ref name="IAEA Safety Glossary 2007">{{Cite book|title=IAEA Safety Glossary: Terminology Used in Nuclear Safety and Radiation Protection|date=2007|author=International Atomic Energy Agency|isbn=9789201007070}}<cite class="citation book cs1" data-ve-ignore="true" id="CITEREFInternational_Atomic_Energy_Agency2007">International Atomic Energy Agency (2007). ''IAEA Safety Glossary: Terminology Used in Nuclear Safety and Radiation Protection''. [[Международный стандартный номер книги|ISBN]] [[Special:BookSources/9789201007070|<bdi>9789201007070</bdi>]].</cite></ref> |
|||
Та же проблема возникает с приборами радиационной защиты, где на показания прибора может влиять радиационный фон. Примером этого является [[Сцинтилляторы|сцинтилляционный детектор,]] используемый для контроля поверхностного радиоактивного загрязнения. В условиях повышенного гамма-фона на сцинтилляционный материал будет влиять фоновая гамма-характеристика, которая складывается с показаниями, полученными от любого контролируемого загрязнения. В крайних случаях это сделает прибор непригодным для использования, поскольку фон заглушает более низкий уровень радиации от загрязнения. В таких приборах фон нужно постоянно контролировать в состоянии «Готов» и вычитать из любых показаний, полученных при использовании в режиме «Измерение». |
|||
Регулярное измерение радиации проводится на нескольких уровнях. Правительственные агентства собирают показания радиации в рамках мандатов экологического мониторинга, часто делая их доступными для общественности, а иногда и в режиме, близком к режиму реального времени. Совместные группы и частные лица также могут предоставлять показания в режиме реального времени доступными для общественности. Инструменты, используемые для измерения радиации, включают [[Трубка Гейгера – Мюллера|трубку Гейгера – Мюллера]] и [[Сцинтилляторы|сцинтилляционный детектор]]. Первый, как правило, более компактный и доступный и реагирует на несколько типов излучения, в то время как последний является более сложным и может обнаруживать определенные энергии и типы излучения. Показания указывают на уровни излучения от всех источников, включая фоновые, и показания в реальном времени, как правило, не подтверждаются, но корреляция между независимыми детекторами увеличивает уверенность в измеренных уровнях радиации. |
|||
'''Список государственных пунктов измерения радиации в режиме, близком к реальному времени, с использованием различных типов приборов:''' |
|||
* Европа и Канада: Европейская платформа обмена радиологическими данными (EURDEP) [https://remap.jrc.ec.europa.eu/GammaDoseRates.aspx Простая карта мощности дозы гамма-излучения] |
|||
* США: EPA Radnet в [https://www.epa.gov/radnet/near-real-time-and-laboratory-data-state режиме реального времени и лабораторных данных по штатам] |
|||
'''Список международных центров совместных / частных измерений в режиме, близком к реальному времени, использующих в основном детекторы Гейгера-Мюллера:''' |
|||
* Карта GMC: http://www.gmcmap.com/ (сочетание станций обнаружения старых данных и некоторых станций, работающих в режиме, близком к реальному времени) |
|||
* Netc: http://www.netc.com/ |
|||
* Радмон: http://www.radmon.org/ |
|||
* Радиационная сеть: http://radiationnetwork.com/ |
|||
* Radioactive @ Home: http://radioactiveathome.org/map/ |
|||
* Safecast: [http://safecast.org/tilemap/?y=0&x=0&z=3 http://safecast.org/tilemap] (зеленые кружки - детекторы в реальном времени) |
|||
* uRad Monitor: http://www.uradmonitor.com/ |
|||
== Рекомендации == |
|||
[[Категория:Радиоактивность]] |
|||
[[Категория:Радиация]] |
|||
[[Категория:Космические лучи]] |
|||
[[Категория:Страницы с непроверенными переводами]] |
|||
Версия от 16:52, 22 апреля 2021
Радиационный фон - это мера уровня ионизирующего излучения, присутствующего в окружающей среде в определенном месте, которое не связано с преднамеренным введением источников излучения.
Радиационный фон происходит от множества источников, как естественных, так и искусственных. К ним относятся как космическое излучение, так и радиоактивность окружающей среды от естественных радиоактивных материалов (таких как радон и радий), а также искусственное медицинское рентгеновское излучение, выпадение осадков в результате испытаний ядерного оружия и ядерных аварий.
Определение
Радиационный фон определяется Международным агентством по атомной энергии как «доза или мощность дозы (или наблюдаемая мера, связанная с дозой или мощностью дозы), относящаяся ко всем источникам, кроме указанного (-ых)[1]. Таким образом, проводится различие между дозой, которая уже находится в месте, которое определяется здесь как «фон», и дозой, полученной от преднамеренно введенного и указанного источника. Это важно, если измерения радиации производятся от указанного источника излучения, где существующий фон может повлиять на это измерение. Примером может служить измерение радиоактивного загрязнения на фоне гамма-излучения, которое может увеличить общие показания выше ожидаемых от одиночного загрязнения.
Однако, если источник излучения не указан как вызывающий подозрения, то измерение общей дозы облучения в определённом месте обычно называется радиационным фоном, и это обычно тот случай, когда мощность дозы приходящей от из окружающей среды измеряется для экологических целей.
Примеры мощности радиационного фона
Радиационный фон зависит от места и времени, и в следующей таблице приведены примеры:
| Источник излучения | Мир [2] | США [3] | Япония [4] | Замечание |
|---|---|---|---|---|
| Вдыхание воздуха | 1,26 | 2,28 | 0,40 | в основном от радона, зависит от накопления в помещении |
| Проглатывание еды и воды | 0,29 | 0,28 | 0,40 | (К-40, С-14 и др. ) |
| Земное излучение от земли | 0,48 | 0,21 | 0,40 | зависит от почвы и строительного материала |
| Космическое излучение из космоса | 0,39 | 0,33 | 0,30 | зависит от высоты |
| промежуточный итог (натуральный) | 2,40 | 3.10 | 1,50 | значительные группы населения получают 10–20 человек. мЗв |
| Медицинское | 0,60 | 3,00 | 2.30 | мировая цифра не включает лучевую терапию ; </br> Цифра США - это в основном компьютерная томография и ядерная медицина . |
| Потребительские товары | - | 0,13 | сигареты, авиаперелеты, стройматериалы и т. д. | |
| Атмосферные ядерные испытания | 0,005 | - | 0,01 | пик 0,11 мЗв в 1963 году и с тех пор снижается; выше рядом с сайтами |
| Профессиональное воздействие | 0,005 | 0,005 | 0,01 | в среднем по миру только для рабочих 0,7 мЗв, в основном из-за радона в шахтах; </br> США в основном за счет медицинских и авиационных работников. |
| Чернобыльская авария | 0,002 | - | 0,01 | пик 0,04 мЗв в 1986 году и с тех пор снижается; выше рядом с сайтом |
| Ядерный топливный цикл | 0,0002 | 0,001 | до 0,02 мЗв возле объектов; исключает профессиональное облучение | |
| Другой | - | 0,003 | Промышленность, безопасность, медицина, образование и исследования | |
| промежуточный итог (искусственный) | 0,61 | 3,14 | 2.33 | |
| Общее | 3,01 | 6,24 | 3,83 | миллизиверт в год |
Естественный радиационный фон
Радиоактивные материалы встречаются повсюду в природе. Обнаруживаемые количества встречаются естественным образом в почве, камнях, воде, воздухе и растительности, из которых он вдыхается и попадает в организм. В дополнение к этому внутреннему облучению люди также получают внешнее облучение от радиоактивных материалов, которые остаются вне тела, а также от космического излучения. Средняя во всем мире естественная доза для человека составляет около 2,4 мЗв в год.[2]. Это в четыре раза превышает средний мировой уровень искусственного облучения, который в 2008 г. составил около 0,6 мЗв в год. В некоторых развитых странах, таких как США и Япония, искусственное облучение в среднем больше естественного из-за более широкого доступа к медицинской визуализации. В Европе средняя экспозиция естественного фона по странам колеблется от менее 2 мЗв (200 мбэр) ежегодно в Соединенном Королевстве до более 7 мЗв (700 мрем) ежегодно для некоторых групп людей в Финляндии[5].
Международное агентство по атомной энергии утверждает:
- «Воздействие радиации от естественных источников - неизбежная черта повседневной жизни как на работе, так и в общественных местах. Это облучение в большинстве случаев мало или совсем не беспокоит общество, но в определённых ситуациях необходимо учитывать введение мер по охране здоровья, например, при работе с урановыми и ториевыми рудами и другими радиоактивными материалами естественного происхождения (NORM). В последние годы Агентство уделяет этим ситуациям повышенное внимание"[6].
Земные источники
Земное радиация для целей приведенной выше таблицы включает только источники, которые остаются внешними по отношению к телу. Основными радионуклидами, вызывающими подозрения, являются калий, уран и торий, а также продукты их распада, некоторые из которых, например радий и радон, очень радиоактивны, но встречаются в низких концентрациях. Большинство этих источников уменьшается из-за радиоактивного распада с момента образования Земли, потому что в настоящее время нет значительного внеземного источника этих веществ. Таким образом, нынешняя активность урана-238 на Земле составляет лишь половину от первоначальной из-за его периода полураспада 4,5 миллиарда лет, а калия-40 (период полураспада 1,25 миллиарда лет) составляет лишь около 8% от первоначального. Однако за время существования людей количество радиации уменьшилось очень незначительно.
Многие изотопы с более коротким периодом полураспада (и, следовательно, более радиоактивные) присутствуют в земной среде из-за их продолжающегося естественного образования. Примерами являются радий- 226 (продукт распада тория-230 в цепи распада урана-238) и радон-222 (продукт распада радия- 226 в этой же цепи).
Торий и уран (и их изотопы) в основном подвергаются альфа- и бета-распаду, и их нелегко обнаружить. Однако многие из их продуктов распада являются сильными источниками гамма-излучения. Торий-232 обнаруживается через пик 239 кэВ от свинца-212; 511, 583 и 2614 кэВ пики от таллия-208; 911 и 969 кэВ пики от актиния-228. Уран-238 проявляется как 609, 1120 и 1764 кэВ пики висмута-214 (тот же пик для атмосферного радона). Калий-40 обнаруживается непосредственно через его 1461 кэВ гамма-пик[7].
Уровень радиации над морем и другими крупными водоемами, как правило, составляет примерно десятую часть земного фона. И наоборот, прибрежные районы (и районы рядом с пресной водой) могут иметь дополнительный вклад за счет наносов[7].
Источники в воздухе
Самым большим источником естественного радиационного фона является радон, содержащийся в воздухе, радиоактивный газ, исходящий из земли. Радон и его изотопы, родительские радионуклиды и продукты распада - все они составляют среднюю вдыхаемую дозу 1,26 мЗв/год (миллизиверт в год). Радон распределяется неравномерно и меняется в зависимости от погоды, поэтому гораздо более высокие дозы наблюдаются во многих регионах мира, где он представляет значительную опасность для здоровья. Внутри зданий в Скандинавии, США, Иране и Чешской Республике были обнаружены концентрации, превышающие среднемировые значения в 500 раз[8]. Радон - это продукт распада урана, который относительно часто встречается в земной коре, но больше концентрируется в рудоносных породах, разбросанных по всему миру. Радон просачивается из этих руд в атмосферу или в грунтовые воды или проникает в здания. Его можно вдохнуть в легкие вместе с продуктами его распада, где они будут оставаться в течение определенного периода времени после воздействия.
Хотя радон встречается в природе, его облучение может увеличиваться или уменьшаться в результате деятельности человека, особенно при строительстве домов. Негерметичный жилой пол или плохая вентиляция подвала в доме с хорошей изоляцией может привести к накоплению радона внутри жилища, подвергая его жителей воздействию высоких концентраций. Повсеместное строительство хорошо изолированных и герметичных домов в северных промышленно развитых странах привело к тому, что радон стал основным источником фонового излучения в некоторых районах на севере Северной Америки и Европы. Герметизация подвала и вытяжная вентиляция снижают воздействие. Некоторые строительные материалы, например легкий бетон с квасцами, фосфогипсом и итальянским туфом, могут выделять радон, если они содержат радий и пористы для газа[8].
Радиационное облучение от радона непрямое. Радон имеет короткий период полураспада (4 дня) и распадается на другие твердые частицы радиоактивных нуклидов ряда радия. Эти радиоактивные частицы вдыхаются и остаются в легких, вызывая продолжительное воздействие. Таким образом, считается, что радон является второй по значимости причиной рака легких после курения, и только в США на него приходится от 15 000 до 22 000 смертей от рака в год[9]. Однако обсуждение противоположных экспериментальных результатов все еще продолжается[10].
Около 100 000 Бк/м3 радона было обнаружено в подвале дома Стэнли Ватраса в 1984 году[11][12]. Он и его соседи в Бойертауне, штат Пенсильвания, США, могут стать рекордсменом по радиоактивности жилищ в мире. По оценкам международных организаций по радиационной защите ожидаемая доза может быть рассчитана путем умножения равновесной эквивалентной концентрации (EEC) радона на коэффициент от 8 до 9.nSv·m3/Bq·h и EEC изотопов радона в 40 разnSv·m3/Bq·h . [2]
В основном атмосферный фон создается радоном и продуктами его распада. В гамма-спектре видны пики 609, 1120 и 1764 кэВ, принадлежащие висмуту-214 - продукту распада радона. Атмосферный фон сильно зависит от направления ветра и метеорологических условий. Радон также может выделяться из земли всплесками и затем образовывать «радоновые облака», способные преодолевать десятки километров[7].
Космическая радиация
Земля и все живое на ней постоянно бомбардируются радиацией из космоса. Это излучение в основном состоит из положительно заряженных ионов от протонов до железа и более крупных ядер, происходящих из-за пределов Солнечной системы. Это излучение взаимодействует с атомами в атмосфере, создавая воздушный поток вторичной радиации (широкий атмосферный ливень), включая рентгеновские лучи, мюоны, протоны, альфа-частицы, пионы, электроны и нейтроны. Непосредственная доза космического излучения в основном исходит от мюонов, нейтронов и электронов, и эта доза варьируется в разных частях мира в зависимости от геомагнитного поля и высоты. Например, город Денвер в США (на высоте 1650 метров) получает дозу космических лучей примерно вдвое больше, чем место на уровне моря[13]. Это излучение гораздо более интенсивно в верхней тропосфере, около 10 км над уровнем моря, и поэтому вызывает особую озабоченность у экипажей авиакомпаний и частых пассажиров, которые проводят много часов в год на этой высоте. Во время полетов экипажи авиакомпаний обычно получают дополнительную производственную дозу в пределах 2.2 мЗв (220 мбэр) в год [14] и 2,19 мЗв/год [15] согласно различным исследованиям.
Точно так же космические лучи вызывают более сильное фоновое облучение у космонавтов, чем у людей на поверхности Земли. Астронавты на низких орбитах, например, на Международной космической станции или космическом шаттле, частично защищены магнитным полем Земли, но также страдают от радиационного пояса Ван Аллена, который аккумулирует космические лучи и появился из-за магнитного поля Земли. За пределами низкой околоземной орбиты, по опыту астронавтов "Аполлона", летевших на Луну, это фоновое излучение гораздо более интенсивно и представляет собой значительное препятствие для потенциального будущего долгосрочного исследования человеком Луны или Марса.
Космические лучи также вызывают трансмутацию элементов в атмосфере, при которой вторичное излучение, генерируемое космическими лучами, объединяется с атомными ядрами в атмосфере, образуя различные нуклиды. Могут возникать многие так называемые космогенные нуклиды, но, вероятно, наиболее заметным из них является углерод-14, который образуется при взаимодействии с атомами азота. Эти космогенные нуклиды в конечном итоге достигают поверхности Земли и могут встраиваться в живые организмы. Производство этих нуклидов незначительно меняется в зависимости от краткосрочных изменений потока солнечных космических лучей, но считается практически постоянным в больших масштабах от тысяч до миллионов лет. Постоянное воспроизводство, включение в организмы и относительно короткий период полураспада углерода-14 - это принципы, используемые при радиоуглеродном датировании древних биологических материалов, таких как деревянные артефакты или человеческие останки.
Космическое излучение на уровне моря обычно проявляется как гамма-лучи с энергией 511 кэВ от аннигиляции позитронов, созданных ядерными реакциями частиц высоких энергий и гамма-лучей. На больших высотах также есть вклад непрерывного спектра тормозного излучения[7].
Еда и вода
Два основных элемента, составляющих человеческое тело, а именно калий и углерод, содержат радиоактивные изотопы, которые значительно увеличивают нашу дозу от радационного фона. В среднем человек содержит около 17 миллиграммов калия-40 (40К) и около 24 нанограммов (10-9 г) углерода-14 (14С), (период полураспада 5730 лет). За исключением внутреннего загрязнения внешним радиоактивным материалом, эти два вещества представляют собой самые большие компоненты внутреннего радиационного облучения от биологически функциональных компонентов человеческого тела. Около 4000 ядер 40K[16] распадаются в секунду, и примерно такое же количество 14C. Энергия бета-частиц, образующихся при распаде 40K, примерно в 10 раз больше, чем у бета-частиц при распаде 14C..
14C присутствует в организме человека на уровне около 3700 Бк (0,1 мкКи) с биологическим периодом полураспада 40 дней[17]. Это означает, что в результате распада 14C образуется около 3700 бета-частиц в секунду. Однако атом 14C присутствует в генетической информации примерно половины клеток, в то время как калий не является компонентом ДНК. Распад атома 14C внутри ДНК у одного человека происходит примерно 50 раз в секунду, при этом атом углерода меняется на атом азота[18].
Средняя глобальная доза внутреннего облучения от радионуклидов, кроме радона и продуктов его распада, составляет 0,29 мЗв/год, из которых 0,17 мЗв/год от 40К, 0,12 мЗв/год поступает из ряда урана и тория, а 12 мкЗв/год поступает от 14C[2].
Районы с высоким естественным радиационным фоном
В некоторых регионах дозировка выше, чем в среднем по стране. В целом в мире территории с исключительно высоким радиационным фоном включают Рамсар в Иране, Гуарапари в Бразилии, Карунагаппалли в Индии[19] Аркарулу в Австралии[20] и Янцзян в Китае[21].
Самый высокий уровень чисто естественной радиации, когда-либо зарегистрированный на поверхности Земли, составлял 90 µГр/ч на бразильском черном пляже (areia preta на португальском языке), состоящем из монацита[22]. Этот показатель будет преобразован в 0,8 Гр/год для круглогодичного непрерывного воздействия, но на самом деле уровни меняются в зависимости от сезона и намного ниже в ближайших жилых домах. Рекордные измерения не дублировались и не включены в последние отчеты НКДАР ООН. Соседние туристические пляжи в Гуарапари и Кумуруксатиба позже получили 14 и 15 мкГр/ч[23][24]. Обратите внимание, что указанные здесь значения заданы в Греях. Для преобразования в Зиверт (Зв) требуется весовой коэффициент излучения; эти весовые коэффициенты варьируются от 1 (бета и гамма) до 20 (альфа-частицы).
Самый высокий радиационный фон в населенных пунктах наблюдается в Рамсаре, в первую очередь из-за использования местного природного радиоактивного известняка в качестве строительного материала. 1000 жителей, подвергшихся наибольшему облучению, получают среднюю эффективную дозу 6 мЗв (600 мбэр) в год, что в шесть раз превышает рекомендованный МКРЗ предел воздействия на население из искусственных источников. Кроме того, они получают значительную дозу внутреннего облучения от радона. Рекордные уровни радиации были обнаружены в доме, где эффективная доза от полей окружающего излучения составила 131 мЗв (13,1 бэр) в год, а ожидаемая доза внутреннего облучения от радона составила 72 мЗв (7,2 бэр) в год[25]. Этот уникальный случай более чем в 80 раз превышает среднее естественное воздействие радиации на человека в мире.
Эпидемиологические исследования проводятся для выявления последствий для здоровья, связанных с высокими уровнями радиации в Рамсаре. Пока рано делать однозначные статистически значимые выводы[25]. Хотя до сих пор поддержка благоприятных эффектов хронической радиации (например, увеличения продолжительности жизни) наблюдалась лишь в нескольких местах, защитный и адаптивный эффект предлагается по крайней мере в одном исследовании, авторы которого, тем не менее, предупреждают, что данных из Рамсара пока недостаточно, чтобы ослабить существующие нормативные пределы доз[26]. Однако недавний статистический анализ показал, что нет никакой корреляции между риском негативных последствий для здоровья и повышенным уровнем естественного радиационного фона[27].
Фотоэлектрический
Дозы оадиаутивного фона в непосредственной близости от частиц материалов с высоким атомным числом внутри человеческого тела имеют небольшое усиление из-за фотоэлектрического эффекта[28].
Нейтронный фон
Большая часть естественного нейтронного фона - продукт взаимодействия космических лучей с атмосферой. Пик энергии нейтронов составляет около 1 МэВ и быстро падает для больших энергий. На уровне моря производство нейтронов составляет около 20 нейтронов в секунду на килограмм материала, взаимодействующего с космическими лучами (или около 100–300 нейтронов на квадратный метр в секунду). Поток зависит от геомагнитной широты с максимумом около магнитных полюсов. В солнечные минимумы, из-за более низкого экранирования солнечного магнитного поля, поток примерно в два раза выше солнечного максимума. Также он резко возрастает во время солнечных вспышек. Вблизи более крупных и тяжелых объектов, например зданий или кораблей, поток нейтронов выше; это известно как «нейтронная сигнатура, вызванная космическими лучами» или «эффект корабля», поскольку впервые было обнаружено на кораблях в море[7].
Искусственный радиационный фон
Атмосферные ядерные испытания
Частые наземные ядерные взрывы между 1940-ми и 1960-ми годами привели к значительному радиоактивному загрязнению. Некоторые из этих загрязнений являются локальными, что делает непосредственные окрестности очень радиоактивными, в то время как некоторые из них переносятся на большие расстояния в виде ядерных осадков; часть этого радиоактивного материала разбросана по всему миру. Повышение радиационного фона в результате этих испытаний достигло пика в 1963 году и составило около 0,15 мЗв в год во всем мире, или около 7% средней фоновой дозы от всех источников. Договор об запрещении испытаний 1963 года запрещал наземные испытания, таким образом, к 2000 году всемирная доза от этих испытаний снизилась до всего лишь 0,005 мЗв/год[32].
Профессиональное воздействие
Международная комиссия по радиологической защите рекомендует ограничить профессиональное облучение до 50 мЗв (5 бэр) в год и 100 мЗв (10 бэр) через 5 лет. [33]
Однако радиационный фон для профессиональных доз включает радиацию, которая не измеряется приборами в условиях потенциального профессионального облучения. Это включает как «естественный радиационный фон» за пределами места работы, так и любые дозы медицинского облучения. Это значение обычно не измеряется или не известно из обследований, поэтому изменения общей дозы для отдельных работников неизвестны. Это может оказаться значительным сбивающим с толку фактором при оценке воздействия радиационного облучения на группу работников, у которых может значительно отличаться естественный фон и дозы медицинского облучения. Это особенно важно, когда производственные дозы очень низкие.
На конференции МАГАТЭ в 2002 году было рекомендовано, чтобы профессиональные дозы ниже 1-2 мЗв в год не требовали контроля со стороны регулирующих органов[34].
Ядерные аварии
В нормальных условиях ядерные реакторы выделяют небольшие количества радиоактивных газов, которые вызывают небольшое радиационное облучение населения. События, классифицируемые по Международной шкале ядерных событий как инциденты, обычно не приводят к выбросу каких-либо дополнительных радиоактивных веществ в окружающую среду. Крупные выбросы радиоактивности из ядерных реакторов крайне редки. К настоящему времени произошли две крупные аварии среди гражданского населения - авария на Чернобыльской АЭС и авария на атомной электростанции на Фукусиме I, которые привели к значительному заражению. Единственная авария на Чернобыльской АЭС привела к немедленной смерти.
Общие дозы в результате аварии на Чернобыльской АЭС составили от 10 до 50 мЗв в течение 20 лет для жителей пострадавших районов, причем большая часть дозы была получена в первые годы после аварии, а для ликвидаторов - более 100 мЗв. От острого лучевого синдрома умерло 28 человек[35].
Общие дозы от аварий на АЭС «Фукусима-I» составили от 1 до 15 мЗв для жителей пострадавших районов. Дозы в щитовидной железе у детей были ниже 50 мЗв. 167 ликвидаторов получили дозы свыше 100 мЗв, а 6 из них - более 250 мЗв (предел облучения в Японии для аварийно-спасательных работников)[36].
Средняя доза в результате аварии на Три-Майл-Айленд составила 0,01 мЗв[37].
Негражданский сектор: помимо описанных выше гражданских происшествий, несколько аварий на ранних объектах ядерного оружия, такие как пожар в Виндскейле, загрязнение реки Теча ядерными отходами от комплекса Маяк и катастрофа в Кыштыме на том же самом комплексе - произошол выброс в окружающую среду значительного количества радиоактивных веществ. В результате пожара в Уиндскейле дозы на щитовидную железу достигли 5–20 мЗв для взрослых и 10–60 мЗв для детей[38]. Дозы от аварий на "Маяке" неизвестны.
Ядерный топливный цикл
Комиссия по ядерному регулированию, Агентство по охране окружающей среды США и другие американские и международные агентства требуют, чтобы лицензиаты ограничивали радиационное воздействие на отдельных лиц из населения до 1 мЗв (100 м бэр ) в год.
Сжигание угля
Угольные заводы испускают радиацию в виде радиоактивной летучей золы, которую вдыхают и проглатывают соседи, а также вносятся в посевы. В статье 1978 г. из Национальной лаборатории Ок-Риджа было подсчитано, что угольные электростанции того времени могут дать ожидаемую дозу облучения всего тела в 19 мкЗв/год до ближайших соседей в радиусе 500 м[39]. В отчете Научного комитета Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации за 1988 год предполагаемая доза была оценена для 1 км как 20 мкЗв/год для старых станций или 1 мкЗв/год для более новых заводов с улучшенным улавливанием летучей золы, но не удалось подтвердить эти цифры тестом[40]. При сжигании угля уран, торий и все урановые остатки накапливаются путем распада - получаются радий, радон, полоний[41]. Радиоактивные материалы, ранее захороненные под землей в угольных отложениях, выбрасываются в виде летучей золы или, если летучая зола улавливается, могут стать компонетом бетона, изготовленного из летучей золы.
Другие источники
Медицинское
Среднее глобальное воздействие искусственной радиации на человека составляет 0,6 мЗв/год, в основном по данным медицинской визуализации. Этот медицинский компонент может быть намного выше, в среднем 3 мЗв в год среди населения США[3]. Другие человеческие факторы включают курение, авиаперелеты, радиоактивные строительные материалы, исторические испытания ядерного оружия, аварии на атомных электростанциях и работу ядерной промышленности.
Типичный рентген грудной клетки дает 20 мкЗв (2 мбэр) эффективной дозы[42]. Доза стоматологического рентгеновского снимка составляет от 5 до 10 мкЗв. Компьютерная томография обеспечивает эффективную дозу для всего тела в диапазоне от 1 до 20 мЗв (от 100 до 2000 мбэр). Средний американец получает около 3 мЗв диагностической лечебной дозы в год; страны с самым низким уровнем медицинской помощи почти не получают. Лучевая терапия при различных заболеваниях также требует определенных доз как для пациентов, так и для окружающих людей.
Потребительские товары
Сигареты содержат полоний-210, образующийся из продуктов распада радона, которые прилипают к листьям табака. Сильное курение приводит к дозе облучения 160 мЗв/год на локализованные пятна на бифуркациях сегментарных бронхов в легких в результате распада полония-210. Эту дозу нелегко сопоставить с пределами радиационной защиты, поскольку последние относятся к дозам для всего тела, в то время как доза от курения попадает в очень небольшую часть тела[43].
Радиационная метрология
В лаборатории радиационной метрологии радиационный фон относится к измеренному значению от любых случайных источников, которые влияют на прибор при измерении пробы конкретного источника излучения. Этот фоновый вклад, который устанавливается как стабильное значение путем многократных измерений, обычно до и после измерения образца, вычитается из интенсивности, полученной при измерении образца.
Это соответствует определению фона Международного агентства по атомной энергии как «доза или мощность дозы (или наблюдаемая мера, связанная с дозой или мощностью дозы), относящаяся ко всем источникам, кроме указанного (-ых)» [1]
Та же проблема возникает с приборами радиационной защиты, где на показания прибора может влиять радиационный фон. Примером этого является сцинтилляционный детектор, используемый для контроля поверхностного радиоактивного загрязнения. В условиях повышенного гамма-фона на сцинтилляционный материал будет влиять фоновая гамма-характеристика, которая складывается с показаниями, полученными от любого контролируемого загрязнения. В крайних случаях это сделает прибор непригодным для использования, поскольку фон заглушает более низкий уровень радиации от загрязнения. В таких приборах фон нужно постоянно контролировать в состоянии «Готов» и вычитать из любых показаний, полученных при использовании в режиме «Измерение».
Регулярное измерение радиации проводится на нескольких уровнях. Правительственные агентства собирают показания радиации в рамках мандатов экологического мониторинга, часто делая их доступными для общественности, а иногда и в режиме, близком к режиму реального времени. Совместные группы и частные лица также могут предоставлять показания в режиме реального времени доступными для общественности. Инструменты, используемые для измерения радиации, включают трубку Гейгера – Мюллера и сцинтилляционный детектор. Первый, как правило, более компактный и доступный и реагирует на несколько типов излучения, в то время как последний является более сложным и может обнаруживать определенные энергии и типы излучения. Показания указывают на уровни излучения от всех источников, включая фоновые, и показания в реальном времени, как правило, не подтверждаются, но корреляция между независимыми детекторами увеличивает уверенность в измеренных уровнях радиации.
Список государственных пунктов измерения радиации в режиме, близком к реальному времени, с использованием различных типов приборов:
- Европа и Канада: Европейская платформа обмена радиологическими данными (EURDEP) Простая карта мощности дозы гамма-излучения
- США: EPA Radnet в режиме реального времени и лабораторных данных по штатам
Список международных центров совместных / частных измерений в режиме, близком к реальному времени, использующих в основном детекторы Гейгера-Мюллера:
- Карта GMC: http://www.gmcmap.com/ (сочетание станций обнаружения старых данных и некоторых станций, работающих в режиме, близком к реальному времени)
- Netc: http://www.netc.com/
- Радмон: http://www.radmon.org/
- Радиационная сеть: http://radiationnetwork.com/
- Radioactive @ Home: http://radioactiveathome.org/map/
- Safecast: http://safecast.org/tilemap (зеленые кружки - детекторы в реальном времени)
- uRad Monitor: http://www.uradmonitor.com/
Рекомендации
- ↑ 1 2 International Atomic Energy Agency. IAEA Safety Glossary: Terminology Used in Nuclear Safety and Radiation Protection. — 2007. — ISBN 9789201007070. Ошибка в сносках?: Неверный тег
<ref>: название «IAEA Safety Glossary 2007» определено несколько раз для различного содержимого - ↑ 1 2 3 4 United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Sources and effects of ionizing radiation. — New York : United Nations, 2008. — P. 4. — ISBN 978-92-1-142274-0. Ошибка в сносках?: Неверный тег
<ref>: название «UNSCEAR2008» определено несколько раз для различного содержимого - ↑ 1 2 Ionizing radiation exposure of the population of the United States. — Bethesda, Md. : National Council on Radiation Protection and Measurements. — ISBN 978-0-929600-98-7. Ошибка в сносках?: Неверный тег
<ref>: название «NCRP106» определено несколько раз для различного содержимого - ↑ Ministry of Education, Culture, Sports, Science, and Technology of Japan "Radiation in environment" Архивировано 22 марта 2011 года. retrieved 2011-6-29
- ↑ Naturally-Occurring Radioactive Materials (NORM). World Nuclear Association (март 2019).
- ↑ Exposure to radiation from natural sources. Nuclear Safety & Security. IAEA. Дата обращения: 4 января 2016. Архивировано 9 февраля 2016 года.
- ↑ 1 2 3 4 5 Gary W. Philips, David J. Nagel, Timothy Coffey – A Primer on the Detection of Nuclear and Radiological Weapons, Center for Technology and National Security Policy, National Defense University, May 2005
- ↑ 1 2 United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Annex E: Sources-to-effects assessment for radon in homes and workplaces // Effects of Ionizing Radiation. — New York : United Nations, 2006. — Vol. II. — ISBN 978-92-1-142263-4. Ошибка в сносках?: Неверный тег
<ref>: название «UNSCEAR2006E» определено несколько раз для различного содержимого - ↑ Radon and Cancer: Questions and Answers – National Cancer Institute (USA)
- ↑ Fornalski, K. W. (2015). "The assumption of radon-induced cancer risk". Cancer Causes & Control. 10 (26): 1517—18. doi:10.1007/s10552-015-0638-9. PMID 26223888.
- ↑ Indoor Radon Concentration Data: Its Geographic and Geologic Distribution, an Example from the Capital District, NY. Nashville, TN: American Association of Radon Scientists and Technologists.
- ↑ Upfal, Mark J. 65 Residential Radon // Occupational, industrial, and environmental toxicology / Mark J. Upfal, Christine Johnson. — 2nd. — St Louis, Missouri : Mosby, 2003. — ISBN 9780323013406.
- ↑ Background Radiation & Other Sources of Exposure. Radiation Safety Training. Miami University. Дата обращения: 30 сентября 2016.
- ↑ Radiation Exposure During Commercial Airline Flights. Дата обращения: 17 марта 2011.
- ↑ Health Physics Society. Radiation exposure during commercial airline flights. Дата обращения: 24 января 2013.
- ↑ Radioactive human body — Harvard University Natural Science Lecture Demonstrations
- ↑ Carbon 14. Human Health Fact Sheet. Argonne National Lab (август 2005). Дата обращения: 4 апреля 2011. Архивировано 27 февраля 2008 года.
- ↑ Ошибка: не задан параметр
|заглавие =в шаблоне {{публикация}}. — ISBN 978-1-157-09468-5. - ↑ Nair, MK (1999). "Population study in the high natural background radiation area in Kerala, India". Radiation Research. 152 (6 Suppl): S145—8. Bibcode:1999RadR..152S.145N. doi:10.2307/3580134. PMID 10564957.
- ↑ Extreme Slime. Catalyst. ABC (3 октября 2002).
- ↑ Zhang, SP (2010). "Mechanism study of adaptive response in high background radiation area of Yangjiang in China". Zhonghua Yu Fang Yi Xue Za Zhi. 44 (9): 815—9. PMID 21092626.
- ↑ Sources and Effects of Ionizing Radiation. — United Nations.
- ↑ Freitas, AC (2004). "Gamma dose rates and distribution of natural radionuclides in sand beaches—Ilha Grande, Southeastern Brazil" (PDF). Journal of Environmental Radioactivity. 75 (2): 211—23. doi:10.1016/j.jenvrad.2004.01.002. ISSN 0265-931X. PMID 15172728. Дата обращения: 2 декабря 2012.
- ↑ Natural Radioactivity in Extreme South of Bahia, Brazil Using Gamma-Ray Spectrometry (PDF). Associação Brasileira de Energia Nuclear. 27 September - 2 October 2009.
{{cite conference}}: Википедия:Обслуживание CS1 (формат даты) (ссылка) - ↑ 1 2 Hendry, Jolyon H (1 June 2009). "Human exposure to high natural background radiation: what can it teach us about radiation risks?" (PDF). Journal of Radiological Protection. 29 (2A): A29—A42. Bibcode:2009JRP....29...29H. doi:10.1088/0952-4746/29/2A/S03. PMID 19454802. Дата обращения: 1 декабря 2012. Ошибка в сносках?: Неверный тег
<ref>: название «HNBR2009» определено несколько раз для различного содержимого - ↑ Ghiassi-nejad, M (January 2002). "Very high background radiation areas of Ramsar, Iran: preliminary biological studies" (PDF). Health Physics. 82 (1): 87–93 [92]. doi:10.1097/00004032-200201000-00011. PMID 11769138. Дата обращения: 11 ноября 2012.
Our preliminary studies seem to indicate the presence of adaptive response in the cells of some Ramsar residents, but we do not claim to have seen hormetic effects in any of those studied. Given the apparent lack of ill effects among observed populations of these high dose rate areas, these data suggest that current dose limits may be overly conservative. However, the available data do not seem sufficient to cause national or international advisory bodies to change their current conservative radiation protection recommendations;
- ↑ Dobrzyński, L. (2015). "Cancer Mortality Among People Living in Areas With Various Levels of Natural Background Radiation". Dose-Response. 13 (3): 1—10. doi:10.1177/1559325815592391. PMID 26674931.
- ↑ Pattison, J. E. (2009). "Enhancement of natural background gamma-radiation dose around uranium microparticles in the human body". Journal of the Royal Society Interface. 7 (45): 603—11. doi:10.1098/rsif.2009.0300. PMID 19776147.
- ↑ "Atmospheric δ14C record from Wellington". Trends: A Compendium of Data on Global Change. Carbon Dioxide Information Analysis Center. 1994. Дата обращения: 11 июня 2007.
- ↑ Levin, I. (1994). "δ14C record from Vermunt". Trends: A Compendium of Data on Global Change. Carbon Dioxide Information Analysis Center. Дата обращения: 4 января 2016.
- ↑ Radiocarbon dating. University of Utrecht. Дата обращения: 19 февраля 2008.
- ↑ United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic RadiationОшибка: некорректно задана дата установки (исправьте через подстановку шаблона)
- ↑ ICRP. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. — 2007. — Vol. 37. — ISBN 978-0-7020-3048-2.
- ↑ http://www-pub.iaea.org/MTCD/publications/PDF/Pub1145_web.pdf
- ↑ World Health Organization. Health effects of the Chernobyl accident: an overview (апрель 2006). Дата обращения: 24 января 2013.
- ↑ Geoff Brumfiel (2012-05-23). "Fukushima's doses tallied". Nature. 485 (7399): 423—424. Bibcode:2012Natur.485..423B. doi:10.1038/485423a. PMID 22622542.
- ↑ U.S. Nuclear Regulatory Commission. Backgrounder on the Three Mile Island Accident (август 2009). Дата обращения: 24 января 2013.
- ↑ Radiological Consequences of the 1957 Windscale Fire (10 октября 1997). Дата обращения: 24 января 2013. Архивировано из оригинала 17 мая 2013 года.
- ↑ McBride, J. P. (8 Dec 1978). "Radiological impact of airborne effluents of coal and nuclear plants" (PDF). Science. 202 (4372): 1045—50. Bibcode:1978Sci...202.1045M. doi:10.1126/science.202.4372.1045. PMID 17777943. Дата обращения: 15 ноября 2012.
- ↑ United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Sources, Effects and Risks of Ionizing Radiation. — 1988. — Vol. 120. — ISBN 978-92-1-142143-9.
- ↑ Gabbard, Alex (1993). "Coal Combustion: Nuclear Resource or Danger?". Oak Ridge National Laboratory Review. 26 (3—4): 18—9.
- ↑ Wall, B.F. (1997). "Revised Radiation Doses for Typical X-Ray Examinations" (PDF). The British Journal of Radiology. 70 (833): 437—439. doi:10.1259/bjr.70.833.9227222. PMID 9227222. Дата обращения: 18 мая 2012. (5,000 patient dose measurements from 375 hospitals)
- ↑ Dade W. Moeller. Doses from cigarette smoking. Health Physics Society. Дата обращения: 24 января 2013.