Источники ионизирующих излучений, которые влияют на человека

Фоновое излучение действует на весь организм человека. Оно создается излучением искусственных и природных радиоактивных веществ, которые содержатся в теле человека и окружающей среде.

Основные источники облучения человека ионизирующей радиацией приведенные в таблице.

Сумма природных и искусственных источников 213 мбэр/год. Международной комиссией по защите от радиации установлена предельно-допустимая доза (ПДД) облучения, в том числе от природных источников равная 166 мбэр за год. Дозы облучения, полученные человеком и иными живыми существами, зависят от их места пребывания. Суммарное облучение составляет 207 мбэр/год на высоте 3000 м на гранитной скале, 142 мбэр/год на уровне моря на такой же скале, 75 мбэр/год на той же высоте, но на осадочных породах и 52 мбэр/год на поверхности моря. Необходимо отметить, что морские организмы, защищенные от космических лучей и от излучения литосферы, получают 64 мбэр/год на поверхности и 30 мбэр/год на глубине 100 м.

Способность ядер самопроизвольно распадаться, испуская частицы, называется радиоактивностью.

Радиоактивный распад - статистический процесс. Каждое радиоактивное ядро может распасться в любой момент, и закономерность наблюдается только в среднем, в случае распада достаточно большого количества ядер.

Каждое радиоактивное ядро распадается независимо от поведения всех других ядер, а потому общая скорость распада, т.е. число ядер, распадающихся в единицу времени (активность) пропорционально числу имеющихся радиоактивных ядер. Самопроизвольные превращения радиоактивных ядер приводят к непрерывному уменьшению числа атомов (ядер) исходного радиоактивного изотопа и к образованию дочерних продуктов. Радиоактивный распад относится к разряду вероятностных процессов, и к нему применимы методы статистического анализа.

Уравнение радиоактивного распада (основной закон радиоактивного распада в дифференциальной форме) имеет вид:

-dN/dt = λ·N = A

где N - число атомов, не претерпевших распад к моменту времени t,

λ - константа,

А – радиоактивность радионуклида.

Коэффициентпропорциональности λ называется константой (постоянной) радиоактивного распада (радиоактивной постоянной) и равен вероятности распада каждого отдельного ядра за единицу времени.

Константа λ характеризует неустойчивость ядер радиоактивного изотопа.

Рис.1. Типичная кривая радиоактивного распада

Закон радиоактивного распада описывает убывание со временем среднего числа радиоактивных ядер:

N = N е ^{−λ t}.

Согласно экспоненциальному закону, в равные промежутки времени всегда распадаются равные части имеющихся радиоактивных атомов. В качестве меры устойчивости радиоактивного нуклида используют период полураспада Т, т.е. промежуток времени, в течение которого распадается половина данного количества радиоактивного нуклида:

T = ln2/λ.

Периоды полураспада радиоактивных изотопов лежат в очень широких пределах: так, период полураспада ²³²Th равен 1,39·10¹⁰ лет,

²²⁶Ra - 1617 лет,

²¹⁰Po -138,401 день,

²¹²Po(ThC) – 3,04·10^-7 сек.

Величина периода полураспада определяется внутренними свойствами радиоактивных ядер и не зависит окружающих условий: температуры, давления, химического состояния радиоактивных веществ.

Поэтому период полураспада является важной характеристикой радиоактивных изотопов; в частности можно проводить их идентификацию по периоду полураспада.

Период полураспада τ =1/ λ - промежуток времени, в течение которого число имевшихся атомов уменьшается в е раз.