Радиационный фон

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Различные приборы для замера радиационного фона для аварийно-спасательных служб и правоохранительных органов

Радиационный фон — это мера уровня ионизирующего излучения, присутствующего в окружающей среде в определённом 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, глобальные выпадения в результате испытаний ядерного оружия и радиационных аварий.

Определение

[править | править код]

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 обозначенном месте и определяется здесь как «фон», и дозой, полученной от преднамеренно введённого и указанного источника. Это важно, так как если измерения радиации производятся от указанного источника излучения, то 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 из окружающей среды, измеряется с экологическими целями.

Примеры мощности радиационного фона

[править | править код]

Радиационный фон зависит от места и времени. В таблице приведены примеры:

Среднее годовое воздействие ионизирующего излучения на человека в миллизивертах (мЗв) в год
Источник излучения Мир[2] США[3] Япония[4] Россия[5]:c. 15—16 Замечание
Вдыхание воздуха 1,26 2,28 0,40 2,0 В основном от радона, зависит от накопления газа в помещении
Потребление еды и воды 0,29 0,28 0,40 0,17 (40K),
0,133 (пища),
0,038 (вода) 		(К-40, С-14 и др. )
Внешнее облучение от радионуклидов земного происхождения 0,48 0,21 0,40 0,67 Зависит от почвы и строительных материалов
Космическое излучение 0,39 0,33 0,30 0,339 Зависит от высоты
Промежуточный итог (естественный) 2,40 3.10 1,50 3,36 Значительные группы населения получают 10–20 мЗв
Медицинское 0,60 3,00 2.30 0,62 Мировое значение не включает лучевую терапию;
значение для США — это в основном компьютерная томография и ядерная медицина.
Потребительские товары — 0,13 — сигареты, авиаперелёты, стройматериалы и т. д.
Атмосферные ядерные испытания 0,005 — 0,01 — Пик 0,11 мЗв в 1963 году и с тех пор снижается;
уровень выше рядом с испытательными полигонами
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;
США в основном за счёт медицинских и авиационных работников.
Чернобыльская авария 0,002 — 0,01 0,006 (14 регионов) Пик 0,04 мЗв в 1986 году и с тех пор снижается;
уровень выше рядом со станцией
Ядерный топливный цикл 0,0002 0,001 До 0,02 мЗв возле объектов; не включает профессиональное облучение
Другой — 0,003 Промышленность, безопасность, медицина, образование и исследования
Промежуточный итог (искусственный) 0,6 3,14 2.33
Общее 3,00 6,24 3,83 3,98 миллизиверт в год

Естественный радиационный фон

[править | править код]
Метеостанция возле Музея атомных испытаний в Лас-Вегасе в жаркий летний день. Отображаемый уровень фонового гамма-излучения 9,8 мкР/ч (0,82 мЗв/год). Это очень близко к среднемировому фоновому излучению 0,87 мЗв/год от космических и земных источников.
Камера Вильсона, использованная первыми исследователями, которые обнаружили космические лучи и другую фоновую радиацию. Их можно использовать для визуализации радиационного фона.

Радиоактивные материалы встречаются повсюду в природе, откуда они естественным образом, присутствуя в почве, камнях, воде, воздухе и растительности, попадают в организм. В дополнение к этому внутреннему облучению люди также получают внешнее облучение от радиоактивных материалов, которые находятся вне человеческого 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 Соединённом Королевстве) до более 7 мЗв (700 мбэр ежегодно для некоторых групп людей в Финляндии)[6].

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»

— Международное агентство по атомной энергии[7].

Земные источники

[править | править код]

Земная радиация в приведённой выше таблице включает только источники, которые остаются внешними по отношению к человеческому телу. Основными радионуклидами, составляющими радиационный фон, являются калий, уран и торий, а также продукты их распада, например, радий и радон. Это очень радиоактивные вещества, встречающиеся в низких концентрациях, но имеющие большие значения в результате распада. Большинство этих источников уменьшается из-за радиоактивного распада с момента образования Земли, поскольку 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[когда?]. Однако за время существования людей количество радиации уменьшилось очень незначительно[обтекаемое выражение].

Многие изотопы с более коротким периодом полураспада (и, следовательно, более радиоактивные) присутствуют в земной среде из-за 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)[8].

Торий и уран (и их изотопы) в основном подвергаются альфа- и бета-распаду, их нелегко обнаружить. Однако многие из 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[9].

Уровень радиации над морем и другими крупными водоемами, как правило, составляет примерно десятую часть земного фона. Прибрежные районы (и районы рядом с пресной водой) могут иметь дополнительный вклад за счет наносов[9].

Источники в воздухе

[править | править код]

Самым большим источником естественного радиационного фона является радон, содержащийся в воздухе — радиоактивный газ, исходящий из земли. Радон — 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 определённого периода времени после воздействия. 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, уровень газа меняется в зависимости от погоды, поэтому 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[10].

Хотя радон встречается в природе, облучение этим газом может увеличиваться или уменьшаться в результате деятельности человека, особенно при строительстве домов. Негерметичный жилой пол или плохая вентиляция подвала в доме с хорошей изоляцией могут 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 его воздействие. Некоторые строительные материалы, например, легкий бетон с квасцами, фосфогипсом и итальянским туфом, могут выделять радон, если они содержат радий[10].

Радиационное облучение от радона не прямое. Радон имеет короткий период полураспада (4 дня) и распадается на другие твердые частицы радиоактивных нуклидов ряда радия. Эти радиоактивные частицы вдыхаются и остаются в лёгких, вызывая продолжительное воздействие. Таким образом, считается, что радон является второй по значимости причиной рака лёгких после курения, и только в США на него приходится от 15 000 до 22 000 смертей от рака в год[11]. 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[9]. Однако обсуждение противоположных экспериментальных результатов всё ещё продолжается[каких?][12].

Около 100 000 Бк/м3 радона было обнаружено в подвале дома Стэнли Ватраса в 1984 году. Он и его соседи в Бойертауне, штат Пенсильвания, США могут быть рекордсменами по радиоактивности жилищ в мире[13][14].

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].

Космическая радиация

[править | править код]
Оценка максимальной дозы радиации, полученной на высоте 12 км 20 января 2005 г. после сильной солнечной вспышки. Дозы выражены в микрозивертах в час.

Земля постоянно бомбардируются радиацией из космоса. Это излучение, в основном, состоит из положительно заряженных ионов — от протонов до изотопов железа и более крупных ядер, поступающих на Землю 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 местность, расположенная на уровне моря[15]. Космическое излучение гораздо более интенсивно в верхней тропосфере, около 10 км над уровнем моря, и поэтому вызывает особую озабоченность у экипажей авиакомпаний и пассажиров, которые часто совершают перелёты и проводят много часов в год на этой высоте. Во время полётов экипажи авиакомпаний обычно получают дополнительную производственную дозу радиации в пределах 2.2 мЗв (220 мбэр) в год[16] и 2,19 мЗв/год[17] согласно различным исследованиям.

Точно так же космические лучи оказывают более сильное фоновое воздействие на космонавтов, чем на 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 во внутренней области земной магнитосферы. За пределами низкой околоземной орбиты, по опыту астронавтов «Аполлона», летевших на Луну, это фоновое излучение более интенсивно и представляет собой значительное препятствие для потенциального будущего долгосрочного исследования человеком Луны или полёта на Марс.

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 многочисленные 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[9].

Еда и вода

[править | править код]

Два основных элемента, присутствующих в человеческом теле, 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[18] распадаются в секунду, и примерно такое же количество14C. Энергия бета-частиц, образующихся при распаде 40K, примерно в 10 раз больше, чем у бета-частиц при распаде14C..

14C присутствует в организме человека на уровне около 3700 Бк (0,1 мкКи) с биологическим периодом полураспада 40 дней[19]. 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[20].

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 от14C[2].

Районы с высоким естественным радиационным фоном

[править | править код]

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[21] Аркарулу в Австралии[22] и Янцзян в Китае[23].

Самый высокий уровень естественной радиации, когда-либо зарегистрированный на поверхности Земли, составлял 90 µГр/ч на бразильском чёрном пляже (порт. areia preta), состоящем из монацита[24]. 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 включались в последние отчёты Научного Комитета ООН. Соседние туристические пляжи в Гуарапари и Кумуруксатиба позже получили 14 и 15 мкГр/ч[25][26]. Указанные 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 населённых 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[27]. Этот уникальный случай более чем в 80 раз превышает среднее естественное воздействие радиации на человека в мире.

Для выявления последствий для здоровья, связанных с высокими уровнями радиации в Рамсаре, регулярно проводятся эпидемиологические исследования, но экологи пока не делают статистически значимых выводов[27]. Хотя до сих пор поддержка благоприятных эффектов хронической радиации (например, увеличение 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[28]. Однако недавний статистический анализ показал, что нет никакой корреляции между риском негативных последствий для здоровья и повышенным уровнем естественного радиационного фона[29].

Фотоэлектрический

[править | править код]

Военнослужащие, имевшие дело с боеприпасами из обеднённого урана, подвергаются дополнительному облучения от фотоядерных реакций с частицами материалов с высоким атомным числом. Частицы могут попасть в организм как в результате случайного контакта, так и при ранениях такими боеприпасами. Конкретная величина дополнительного облучения и влияние его на организм остаются предметом споров[30].

Нейтронный фон

[править | править код]

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 тяжёлых объектов, например зданий или кораблей, поток нейтронов выше; это известно как явление «нейтронная сигнатура, вызванная космическими лучами» или «эффект корабля», поскольку впервые было обнаружено на кораблях в море[9].

Искусственный радиационный фон

[править | править код]
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

[править | править код]
Дозы в щитовидной железе на душу населения в континентальной части США в результате всех способов облучения в результате всех ядерных испытаний в атмосфере, проведённых на полигоне в Неваде в 1951—1962 гг.
14C в атмосфере, Новая Зеландия[31] и Австрия[32]. Кривая для Новой Зеландии является репрезентативной для Южного полушария, австрийская кривая — для Северного полушария. Атмосферные испытания ядерного оружия почти удвоили концентрацию радиационного фона14C в Северном полушарии[33]

Частые наземные ядерные взрывы между 1940-ми и 1960-ми годами привели к значительному радиоактивному загрязнению. Некоторые из этих загрязнений являются локальными, что делает окрестности очень радиоактивными. Радионуклиды могут переноситься 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 0,005 мЗв/год[34].

Профессиональное воздействие

[править | править код]

Международная комиссия по радиологической защите рекомендует ограничить профессиональное облучение до 50 мЗв (5 бэр) в год и 100 мЗв (10 бэр) через 5 лет[35].

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[36].

Ядерные аварии

[править | править код]

В нормальных условиях ядерные реакторы выделяют небольшие количества радиоактивных газов, которые вызывают незначительное 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[кого?].

Общие дозы в результате аварии на Чернобыльской АЭС составили от 10 до 50 мЗв в течение 20 лет для жителей пострадавших районов, причём большая часть дозы была получена в первые годы после аварии, а для ликвидаторов — более 100 мЗв. От острого лучевого синдрома умерло 28 человек[37].

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)[38].

Средняя доза в результате аварии на Три-Майл-Айленд составила 0,01 мЗв[39].

Помимо описанных выше происшествий среди гражданского населения, несколько аварий произошло на ранних объектах с ядерным оружием, такие как пожар в Виндскейле, загрязнение реки Теча ядерными отходами от комплекса Маяк и катастрофа в Челябинске-40 (ныне Озёрск) на том же самом комплексе — произошёл 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[40]. Дозы от аварий на «Маяке» неизвестны.

Ядерный топливный цикл

[править | править код]

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

[править | править код]

Угольные заводы создают опасные материалы в виде радиоактивной летучей золы, которую вдыхают и проглатывают живущие поблизости, также она оседает растениях и посевах. Национальная лаборатория Ок-Риджа опубликовала статью в 1978 году с данными о том, что угольные электростанции того времени могут дать ожидаемую дозу облучения всего тела в 19 мкЗв/год для ближайших жителей в радиусе 500 м[41]. В отчете Научного комитета Организации Объединённых Наций по действию атомной радиации за 1988 год предполагаемая доза была оценена в 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 значения при помощи тестов[42]. При сжигании угля уран, торий и все урановые остатки накапливаются путём распада — на выходе получаются радий, радон, полоний[43]. Радиоактивные материалы, ранее захороненные под землёй в угольных отложениях, выбрасываются в виде летучей золы или, если летучая зола улавливается, могут стать компонентом бетона, изготовленного из неё.

Другие источники

[править | править код]

Медицинское

[править | править код]

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, авиаперелёты, радиоактивные строительные материалы, испытания ядерного оружия, аварии на атомных электростанциях и работу ядерной промышленности.

Типичный рентген грудной клетки даёт 20 мкЗв (2 мбэр) эффективной дозы[44]. 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 определённых доз как для пациентов, так и для окружающих людей.

Потребительские товары

[править | править код]

Сигареты содержат радиоактивные изотопы 210Po и 210Pb, образующиеся из продуктов распада радона, прилипших к листьям табака. Выкуривание одной пачки сигарет приводит к дополнительной дозе облучения в 1 мкЗв. У заядлых курильщиков полученная доза облучения за год может достигать 360 мкЗв[45].

Сильное курение приводит к дозе облучения 160 мкЗв/год (193 мкЗв/год от 210Po и 251 мкЗв/год от 210Pb)[46] на локализованные пятна на бифуркациях сегментарных бронхов в лёгких в результате дальнейшего распада этих изотопов. 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[47].

Радиационная метрология

[править | править код]

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 путём 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 определённые 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:

Список международных центров совместных / частных измерений в режиме, близком к реальному времени, использующих в основном детекторы Гейгера-Мюллера:

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ 1 2 International Atomic Energy Agency. IAEA Safety Glossary: Terminology Used in Nuclear Safety and Radiation Protection. — 2007. — ISBN 9789201007070.
  2. ↑ 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. Архивная копия от 16 июля 2019 на Wayback Machine
  3. ↑ 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. Архивная копия от 2 февраля 2014 на Wayback Machine
  4. ↑ Ministry of Education, Culture, Sports, Science, and Technology of Japan «Radiation in environment» Архивировано 22 марта 2011 года. retrieved 2011-6-29
  5. ↑ Информационный сборник: «Дозы облучения населения Российской Федерации в 2019 году Архивная копия от 23 апреля 2021 на Wayback Machine».- СПб.: НИИРГ имени проф. Рамзаева Архивная копия от 23 апреля 2021 на Wayback Machine, 2020. 15-16 — 70 с.
  6. ↑ Naturally-Occurring Radioactive Materials (NORM). World Nuclear Association (март 2019). Дата обращения: 22 апреля 2021. Архивировано 20 января 2016 года.
  7. ↑ Exposure to radiation from natural sources. Nuclear Safety & Security. IAEA. Дата обращения: 4 января 2016. Архивировано 9 февраля 2016 года.
  8. ↑ Плачкова С. Г. и др. Электроэнергетика и охрана окружающей среды. Функционирование энергетики в современном мире. — Киев, 2005. — 304 с. Архивировано 15 октября 2021 года.
  9. ↑ 1 2 3 4 5 Gary W. Philips, David J. Nagel, Timothy Coffey — A Primer on the Detection of Nuclear and Radiological Weapons Архивная копия от 27 января 2021 на Wayback Machine, Center for Technology and National Security Policy, National Defense University, May 2005
  10. ↑ 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.
  11. ↑ Radon and Cancer: Questions and Answers — National Cancer Institute (USA). Дата обращения: 22 апреля 2021. Архивировано 24 июня 2014 года.
  12. ↑ 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.
  13. ↑ 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.
  14. ↑ Upfal, Mark J. 65 Residential Radon // Occupational, industrial, and environmental toxicology / Mark J. Upfal, Christine Johnson. — 2nd. — St Louis, Missouri : Mosby, 2003. — ISBN 9780323013406.
  15. ↑ Background Radiation & Other Sources of Exposure. Radiation Safety Training. Miami University. Дата обращения: 30 сентября 2016. Архивировано 3 ноября 2016 года.
  16. ↑ Radiation Exposure During Commercial Airline Flights. Дата обращения: 17 марта 2011. Архивировано 9 ноября 2015 года.
  17. ↑ Health Physics Society. Radiation exposure during commercial airline flights. Дата обращения: 24 января 2013. Архивировано 9 ноября 2015 года.
  18. ↑ Radioactive human body — Harvard University Natural Science Lecture Demonstrations
  19. ↑ Carbon 14. Human Health Fact Sheet. Argonne National Lab (август 2005). Дата обращения: 4 апреля 2011. Архивировано 27 февраля 2008 года.
  20. ↑ Asimov, Isaac. The Explosions Within Us // Only A Trillion. — Revised and updated. — New York : ACE books, 1976. — P. 37–39. — ISBN 978-1-157-09468-5.
  21. ↑ 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.
  22. ↑ Extreme Slime. Catalyst. ABC (3 октября 2002). Дата обращения: 22 апреля 2021. Архивировано 17 октября 2014 года.
  23. ↑ 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.
  24. ↑ Sources and Effects of Ionizing Radiation. — United Nations, 1977.
  25. ↑ 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. Архивировано из оригинала (PDF) 21 февраля 2014. Дата обращения: 2 декабря 2012.
  26. ↑ Natural Radioactivity in Extreme South of Bahia, Brazil Using Gamma-Ray Spectrometry (PDF). Associação Brasileira de Energia Nuclear. 27 September - 2 October 2009. Архивировано из оригинала (PDF) 21 февраля 2014. Дата обращения: 22 апреля 2021.{{cite conference}}: Википедия:Обслуживание CS1 (формат даты) (ссылка)
  27. ↑ 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. Архивировано (PDF) 21 октября 2013. Дата обращения: 1 декабря 2012.
  28. ↑ 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. Архивировано (PDF) 7 февраля 2013. 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;
  29. ↑ 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.
  30. ↑ 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.
  31. ↑ "Atmospheric δ14C record from Wellington". Trends: A Compendium of Data on Global Change. Carbon Dioxide Information Analysis Center. 1994. Архивировано из оригинала 1 февраля 2014. Дата обращения: 11 июня 2007.
  32. ↑ Levin, I. (1994). "δ14C record from Vermunt". Trends: A Compendium of Data on Global Change. Carbon Dioxide Information Analysis Center. Архивировано из оригинала 23 сентября 2008. Дата обращения: 4 января 2016.
  33. ↑ Radiocarbon dating. University of Utrecht. Дата обращения: 19 февраля 2008. Архивировано 25 февраля 2010 года.
  34. ↑ United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation Архивная копия от 4 июля 2014 на Wayback MachineОшибка: некорректно задана дата установки (исправьте через подстановку шаблона)
  35. ↑ ICRP. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. — 2007. — Vol. 37. — ISBN 978-0-7020-3048-2. Архивная копия от 16 ноября 2012 на Wayback Machine
  36. ↑ Архивированная копия. Дата обращения: 22 апреля 2021. Архивировано 3 марта 2016 года.
  37. ↑ World Health Organization. Health effects of the Chernobyl accident: an overview (апрель 2006). Дата обращения: 24 января 2013. Архивировано 16 января 2013 года.
  38. ↑ Geoff Brumfiel (2012-05-23). "Fukushima's doses tallied". Nature. 485 (7399): 423—424. Bibcode:2012Natur.485..423B. doi:10.1038/485423a. PMID 22622542.
  39. ↑ U.S. Nuclear Regulatory Commission. Backgrounder on the Three Mile Island Accident (август 2009). Дата обращения: 24 января 2013. Архивировано 15 ноября 2021 года.
  40. ↑ Radiological Consequences of the 1957 Windscale Fire (10 октября 1997). Дата обращения: 24 января 2013. Архивировано 17 мая 2013 года.
  41. ↑ 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. Архивировано (PDF) 27 сентября 2012. Дата обращения: 15 ноября 2012.
  42. ↑ 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.
  43. ↑ Gabbard, Alex (1993). "Coal Combustion: Nuclear Resource or Danger?". Oak Ridge National Laboratory Review. 26 (3—4): 18—9. Архивировано из оригинала 5 февраля 2007. Дата обращения: 22 апреля 2021.
  44. ↑ 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. Архивировано (PDF) 21 октября 2012. Дата обращения: 18 мая 2012. (5,000 patient dose measurements from 375 hospitals)
  45. ↑ Ray Johnson, Orhan H. Suleiman. Dose to lungs from cigarettes (англ.). hps.org. The Health Physics Society (2016). Дата обращения: 29 ноября 2021. Архивировано 29 ноября 2021 года.
  46. ↑ Khater, Ashraf E. M. Polonium-210 budget in cigarettes // J. Environ. Radioact.. — 2004. — Т. 71. — С. 33—41. — doi:10.1016/S0265-931X(03)00118-8. — PMID 14557035. Архивировано 29 ноября 2021 года.
  47. ↑ Dade W. Moeller. Doses from cigarette smoking. Health Physics Society. Дата обращения: 24 января 2013. Архивировано 2 августа 2014 года.
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Радиационный_фон&oldid=140172825