В чем измеряется радиация

Лекция: Физические загрязнения окружающей природной среды

Физические загрязнения окружающей природной среды

Физическое (или параметрическое) загрязнение связано с отклонением от нормы физических параметров окружающей среды.

К этому типу загрязнения относятся:

• радиоактивное,

• радиационное,

• световое,

• тепловое,

• шумовое,

• электромагнитные формы загрязнения.

Тепловое загрязнение определяется влиянием тепловых полей на воздушную и водную среду. Отрицательное воздействие тепла на воздушную среду обнаруживается путем повышения тепловых градиентов температуры над городскими, сельскими агломерациями по сравнению с естественными природными экосистемами, что влечет за собой изменение энергетических процессов в атмо- и гидросфере в сельской и особенно городской местности. Так, тепловое воздействие проявляется в ухудшении режима земной поверхности (термокарст, солифлюкция, наледи и др.) и условий жизни людей. Источниками теплового загрязнения в пределах городских территорий служат подземные газопроводы промышленных предприятий (140-160°С), теплотрассы (50-150°С), сборные коллекторы и коммуникации (35-45°С) и т. д.

Отрицательное воздействие на гидросферу обозначается ростом температуры воды, приводящим к уменьшению растворимости кислорода, что снижает активность всего биоценоза водных систем, к снижению процессов естественной минерализации органического вещества в водных системах, провоцирует рост активности сине-зеленых водорослей, еще более снижающих количество кислорода в водной среде. Некоторые живые организмы весьма чувствительны к колебаниям температуры.

Радиоактивное загрязнение

Воздействие радиации сказывалось на всем протяжении длительной истории формирования жизни на Земле. Установлено, что радиоактивность любой интенсивности влияет на наследственность живых организмов. То есть нет нижнего безопасного предела радиации для живых систем.

Радиоактивное излучение способно разрушать молекулы в составе клеток. В больших дозах клетки перестанут делиться. Поэтому ее используют в радиотерапии для разрушения раковых опухолей. Однако если сильно облучить все тело, клеточное деление нарушится практически во всех тканях, а значит, станет невозможным нормальное обновление крови, кожи и т. д. Возникнет так называемая лучевая болезнь, которая может привести к смерти уже через несколько дней или месяцев после облучения. А очень сильная радиация способна полностью разрушить клетки и вызвать мгновенную гибель.

В чем измеряется радиация

Для оценки физических свойств радиоактивных материалов применяются такие величины как:

• активность радиоактивного источника (Бк) беккерель активностью 1 Бк происходит в среднем 1 распад в секунду
• плотность потока энергии (Вт/м²)

Для оценки влияния радиации на вещество (не живые ткани), применяются:

• поглощенная доза (Грей или Рад) Гр = Дж / кг = м² / с²
• экспозиционная доза (Кл/кг кулон на кг(1 Кл/кг ≈ 3,876⋅103 Р) или Рентген (1 Р = 2,58⋅10−4 Кл/кг))

 

Для оценки влияния радиации на живые ткани, применяются:

• эквивалентная доза (Зв или бэр) Эквивале́нтная до́за (E, HT,R) характеризует биологический эффект облучения организма ионизирующим излучением. Эквивалентная доза равна поглощённой дозе в ткани или органе, умноженной на взвешивающий коэффициент данного вида излучения (WR), отражающий способность излучения повреждать ткани организма В (СИ) эквивалентная доза (Дж/кг), то есть эквивалентная и поглощённая дозы имеют одинаковую размерность. Однако единица измерения эквивалентной дозы имеет специальное название — зиверт (Зв, Sv) Используется также внесистемная единица эквивалентной дозы — бэр (аббревиатура от «биологический эквивалент рентгена», англ. rem (roentgen equivalent man). 1 бэр = 0,01 Зв.
• эффективная эквивалентная доза (Зв или бэр)
• мощность эквивалентной дозы (Зв/час) Скорость накопления эквивалентной дозы

 

Радиация опасна и в низких дозах, так как может повреждать молекулы ДНК, т. е. генетический материал организма. Различают воздействие радиации соматическое и генетическое.

Соматическое — вызвано прямым воздействием радиации на живой организм, начиная от значительного снижения средней возможности выживания и кончая мгновенной гибелью.

Генетическое — последствия облучения влияют на развитие и формирование половых клеток. Это мутагенное влияние радиации. Возникновение мутации обусловлено изменением хромосом и химическим нарушением генетического кода за счет появления в ядре половой клетки свободных радикалов, которые, реагируя с азотистыми основаниями, изменяют структуру генетического кода. В этом заключается специфика действия радиации на биообъекты. Генетически опасна доза радиации любой интенсивности. Табл.1.

Таблица 1. Примерная доза облучения от некоторых объектов

Виды облучения	Доза в мкЗв	Доза в мкБЭР
Доза облучения при трехчасовом перелете на современном авиалайнере	10 мкЗв	1000 мкБЭР
Рентген зуба/панорамный снимок	35 -60 мкЗв	3500-6000 мкБЭР
Цифровая флюрография	80 мкЗв	8000мкБЭР
Максимально допустимая в РФ годовая доза облучения при проведении профилактических медицинских рентгенологических процедур	1000 мкЗв	100000мкБЭР
Прием душа с термальной водой или ванны (курс процедур)	30-50 мкЗв	3000-5000 мкБЭР
Естественный радиационный фон земли (в год)	315 мкЗв	31500 мкБЭР
Применение рентгеновских сканеров в метро (одно исследование)	0,3-0,4 мкЗв	30-40 мкБЭР
Доза облучения при проживании в бетонном или кирпичном доме в течение года	80 мкЗв	8000 мкБЭР
100 бэр равны 1 зиверту = 10−6 Зв

Самой критичной считается высота 12 000 км. На ней человек получает дозу радиации мощностью 3,5 мкЗв/ч. При этом предельный показатель облучения человека не превышает 0,1-0,2 мкЗв/ч.

За последние несколько десятилетий человек создал несколько тысяч радионуклидов и начал использовать их в научных исследованиях, в технике, медицинских целях и др. Это приводит к увеличению дозы облучения, получаемой как отдельными людьми, так и населением в целом. Иногда облучение за счет источников, созданных человеком, оказывается в тысячи раз интенсивнее, чем от природных источников.

В настоящее время основной вклад в дозу от источников, созданных человеком, вносит внешнее радиактивное облучение при диагностике и лечении. В развитых странах на каждую тысячу населения приходятся от 300 до 900 таких обследований в год не считая массовой флюорографии и рентгенологических обследований зубов.