Природные радионуклиды. Ранее отмечалась роль радионуклидов как источникаестественного радиационного фона. Его земная составляющая включает в себя внешнее и внутреннее облучение от радионуклидов, присутствующих в земной коре и атмосфере.
Внешнее облучение организма на уровне моря обусловлено, в основном, g-излучением радионуклидов уранового ряда, присутствующих в грунте и строительных материалах (рис. 4).
Рисунок 4. Урановый ряд радионуклидов
А – массовое число ядра; Z – порядковый номер элемента в таблице Менделеева; кружки – радиоактивные изотопы; Pb – устойчивый изотоп; жирные наклонные стрелки - a-распад; тонкие вертикальные стрелки - b-распад
Помимо семейства 92U238, в природе существуют ещё два радиоактивных семейства – тория (90Th232) и редкого изотопа урана – 92U235. Разумеется, мощность дозы внешнего облучения зависит от концентраций радионуклидов в том или ином участке земной коры. В местах проживания основной массы населения они - примерно одного порядка. Однако есть и такие места, где содержание природных изотопов урана значительно выше. В Бразилии, в 200 км к северу от Сан-Паулу, есть небольшая возвышенность, где уровень радиации в 800 раз превосходит средний и достигает 250 мЗв в год. Чуть меньшие значения (175 мЗв в год) регистрируются на пляжах морского курорта Гуарапаи, также расположенного в Бразилии. Известны и другие места с многократно повышенным уровнем радиации – в Индии, во Франции, Нигерии, на Мадагаскаре. По данным Научного комитета ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН), средняя доза внешнего облучения, которую человек получает от земных источников ИИ естественного происхождения, составляет примерно 350 мкЗв.
|
|
Внутреннее облучение организма обусловливают, преимущественно, радиоизотопы, происходящие из земной коры (19К37, 92U238 и радионуклиды уранового ряда). Включение в состав организма (инкорпорация) радионуклидов происходит, в основном, за счёт их поступления с пищей. Поэтому интенсивность внутреннего облучения зависит от состава почв и характера питания населения. Так, например, десятки тысяч людей на Крайнем севере питаются, в основном, мясом северного оленя, в котором в высокой концентрации присутствуют изотопы уранового ряда – 84Ро210 и 82Pb206. Они попадают в организм оленей зимой, когда единственным источником корма животным служат лишайники, накапливающие оба радионуклида. Дозы внутреннего облучения от 84Ро210 и 82Pb206 при этом в 35 раз превышают средний уровень. А в Западной Австралии, на почвах с повышенной концентрацией 92U238, облучение, обусловленное этим радионуклидом, в 75 раз превосходит средний уровень у аборигенов, питающихся мясом и требухой овец и кенгуру.
|
|
Радионуклидом уранового ряда, проникающим в организм ингаляционным путём, является радон (86Rh222). Этот инертный газ высвобождается из почвы и строительных материалов, накапливаясь в закрытых непроветриваемых помещениях. Воздействуя на бронхиальный эпителий a и g-излучением, радон и радиоактивные продукты его распада оказывают канцерогенный эффект. Задолго до открытия радона вызываемое этим радионуклидом заболевание (позже идентифицированное как рак лёгких) наблюдал у работников плохо вентилируемых шахт Парацельс, в 1567 году описавший его в трактате “Uber die Bergsuht und andere Bergkrankeiten”.
Вклад в дозу внутреннего облучения радионуклидов «космического» происхождения, т.е. образующихся в земной атмосфере под влиянием космического излучения, существенно меньше. Содержание в тканях живого организма одного из них – 6С14 - отличается постоянством, но после смерти, вследствие радиоактивного распада, экспоненциально снижается. Это служит основой для радиоуглеродного метода определения возраста палеонтологических находок.
Техногенные источники радионуклидов. В процессе хозяйственной деятельности человека возникает необходимость концентрировать радионуклиды, находящиеся в природном сырье (этот процесс называется обогащением) и накапливать их большие количества в ограниченных объёмах. Некоторая часть радиоактивных изотопов, используемых в народном хозяйстве и научных исследованиях, никогда не встречается в естественных условиях. В отличие от естественно-радиоактивных веществ, встречающихся в природных минералах, искусственно-радиоактивные вещества образуются в ходе ядерных реакций при целенаправленной бомбардировке природных изотопов нейтронами или тяжёлыми ускоренными заряженными частицами.
К техногенным объектам, содержащим радиоактивные вещества, относятся атомные энергетические установки, атомные исследовательские реакторы, объекты радиохимического производства, а также боевые части ядерного оружия. Кроме того, радиоактивные вещества широко применяются в практике лучевой диагностики (радиография), лучевой терапии (внешнее, внутреннее облучение), при g-дефектоскопии промышленных изделий, при изготовлении постоянно светящихся (люминесцентных) красок. Радионуклиды служат весьма ценным средством научных исследований. Так, радиоизотопные методы применяются для изучения метаболизма у человека, животных и растений. В среднем, доза облучения организма человека от радиоактивных изотопов техногенного происхождения на порядок меньше, чем от природных.
Роль радионуклидов техногенного происхождения как источника облучения организма существенно возрастает при радиационных авариях и применении ядерного оружия.