РАДИОАКТИВНИ АЕРОЗОЛИ В ОКОЛНАТА СРЕДА
Естествен радиационен фон. Основната част от облъчването (
70%) от населението на света получава радиация от естествени източници.Естествени източници на радиациясе считат за такива радиоактивни вещества, които са се образували (и продължават да се образуват) без човешка намеса Естествени източници на радиация са космическите лъчи и радионуклидите, съдържащи се в земната кора. Когато радиоактивни вещества са извън тялото и облъчват човек отвън, това евъншно облъчванена човека. Ако радиоактивни вещества попаднат в тялото (заедно с въздуха, водата и храната) и облъчват човека отвътре, това евътрешно облъчване.
Изчислените стойности на годишните ефективни дози от естествени (естествени) източници на радиация са дадени в табл. 4.1.
Годишна индивидуална ефективна доза на естествения радиационен фон, mSv/год
Космическата радиация [21], взаимодействайки с ядрата на азота, кислорода и водорода, присъстващи в атмосферния въздух, образува така нареченитекосмогеннирадионуклиди, които могат да създадат вътрешно облъчване на човека чрез навлизане в тялото с въздух, вода и храна. Може да се каже, че космогенните радионуклиди са продукти на активиране на ядрата на елементите, които изграждат въздуха, чрез вторично космическо лъчение. Сред големия брой космогенни радионуклиди само четири нуклида (3H, 7Be, 14C и 22Na) имат някакъв принос към общата вътрешна доза.
Радионуклидитеот земен произходвключват дългоживеещи радиоактивни елементи, които присъстват в различни обекти на околната среда от образуването на Земята, както и техните дъщерни продукти на разпадане (времето на образуване на земната кора е
4,5 × 10 9 години). Най-висока специфична активностпритежават 40 K, 238 U и 232 Th в равновесие с техните дъщерни продукти.
Съдържанието на радионуклиди от земен произход в почвата се определя както от състава на първоначалните скали, които изграждат земната кора, така и от характера на процесите на почвообразуване (измиване на почвите от подпочвените води, сорбция на радионуклиди от почвите и др.). Обхватът на радионуклидите за почви с различен състав е приблизително (100 - 800) Bq/kg за 40 K, (10 - 60) Bq / kg за 238 U, (7 - 60) Bq / kg за 232 Th, (3 - 50) Bq / kg за 226 Ra.
Ако говорим за външно облъчване, тогава естественият радиоактивен изотоп 40 K и дъщерните продукти на разпадане на радий и торий са основните g-излъчващи вещества, които създават йонизация над земната повърхност [22]. Стойностите на естествения радиационен фон в различните райони на земята варират в много широк диапазон: максималните и минималните стойности на мощността на погълнатата доза във въздуха от естествените радионуклиди в почвата могат да се различават 500 пъти.
Но все пак най-значимият принос (до 70%) към ефективната доза радиация, която човек получава от естествени източници на радиация, идва от вътрешно облъчване поради радиоактивни вещества, съдържащи се в земната кора и погълнати с въздуха, храната и водата.
Естествени аерозоли. Най-значителен принос за вътрешното облъчване на човека имат продуктите от разпад на радон, които навлизат в човешкото тяло заедно с вдишания въздух.
Повечето от откритите в природата радиоактивни елементи могат да бъдат подредени в три последователни вериги, те се наричат радиоактивни семейства. Тези три семейства радиоактивни изотопи са отговорни главно за радиоактивността, свързана с облъчването на хора вестествените условия на неговото съществуване. Радиоактивното семейство е показано на фиг. 4.1[23]. В скоби са началните имена на членовете на поредицата, показващи тяхната генетична връзка, без скоби - общоприетите обозначения на изотопите[24].
Третото семейство - торий - започва с радиоактивен изотоп на торий, съдържа и изотоп на радий ( ), който се превръща в радиоактивен газ радон ( 220 Rn). Този изотоп на радон 220 Rn, предвид неговия произход, се нарича торон.
И трите радиоактивни семейства имат една особеност - наличието на радон във веригата на разпадане на радиоактивния газ, който, за разлика от своите предшественици (уран, торий, радий), може да излезе от почвата в атмосферния въздух. Самият радон във въздуха е в атомно състояние, неговите атоми не се свързват с кондензационни ядра, например прахови частици или тежки йони, следователно те не образуват директно аерозоли. Атомите Po, Bi, Pb, получени от радон, се привличат и се придържат към прахови частици, които винаги присъстват във въздуха. Така за сравнително кратко време инертен газ се превръща във фино диспергиран аерозол, който се адсорбира перфектно както в горните дихателни пътища, така и в алвеоларната част на човешките бели дробове. Радиационната опасност от вдишана смес от радон и неговите разпадни продукти е повече от 95% поради аерозоли от дъщерни продукти.
Най-значителната концентрация във въздуха е радон 222 Rn с неговите разпадни продукти; торон ( 220 Rn) с неговите разпадни продукти е слабо видим. Актинонът ( 219 Rn) присъства във въздуха в незначителни количества и практически не създава дози вътрешно облъчване.
защото радонът се отделя от земната кора навсякъде, след това се образува и в почвата под жилищни и промишлени сгради,действайки след това в мазето и други, по-високо разположени помещения. Следователно (въпреки че това е необичайно на пръв поглед), човек получава по-голямата част от дозата радиация от радон, докато е в затворено помещение. Това се утежнява от факта, че почти всички строителни материали излъчват радон - производството както на тухли, така и на бетон се основава на използването на глина, цимент, натрошен камък и други материали, получени от различни находища и също съдържащи радий.
Средната концентрация на радий в строителните материали е приблизително (30 - 50) Bq / kg, но има материали, съдържащи радий в много по-големи количества: това са бетони на базата на промишлени отпадъци, например пепел (до 3000 Bq / kg), фосфогипс (до 1500 Bq / kg), шлака от доменни пещи, хвостови пясъци - отпадъци от добива на уранова руда и др.
Съдържанието на радон в жилищните помещения, поради