Радиация вокруг нас. Природа радиации. Искусственные и естественные источники радиации. Биологическое воздействие радиации на организм, нормы и дозы

Среди вопросов, представляющих научный интерес, немногие приковывают к себе столь постоянное внимание общественности и вызывают так много споров, как вопрос о действии радиации на человека и окружающую среду.

К сожалению, достоверная научная информация по этому вопросу очень часто не доходит до населения, которое пользуется всевозможными слухами. Слишком часто аргументация противников атомной энергетики опирается исключительно на чувства и эмоции, столь же часто выступления сторонников ее развития сводятся к мало обоснованным успокоительным заверениям.

Научный комитет ООН по действию атомной радиации собирает всю доступную информацию об источниках радиации, ее воздействию на человека и окружающую среду и анализирует ее. Он изучает широкий спектр естественных и созданных искусственно источников радиации, и его выводы могут удивить даже тех, кто внимательно следит за ходом публичных выступлений на эту тему.

Радиация действительно смертельно опасна. При больших дозах она вызывает серьезнейшие поражения тканей.

Но для основной массы населения самые опасные источники радиации – это вовсе не те, о которых больше всего говорят. Наибольшую дозу человек получает от естественных источников радиации. Радиация, связанная с развитием атомной энергетики, составляет лишь малую долю радиации, порождаемой деятельностью человека; значительно большие дозы мы получаем от других, вызывающих гораздо меньше нареканий, форм этой деятельности. Например, от применения рентгеновских лучей в медицине (рентгенография, рентгеноскопия, флюорография, рентгеновская томография, диагностика заболеваний сердца и других органов мечеными атомами). Кроме того, такие формы повседневной деятельности, как сжигание угля и использование воздушного транспорта, в особенности же постоянное пребывание в хорошо герметизированных помещениях, могут привести к значительному увеличению уровня облучения за счет естественной радиации. Наибольшие резервы уменьшения радиационного облучения населения заключены именно в таких «бесспорных» формах деятельности человека.

Неверным, по крайней мере, в своем абсолютном выражении, является положение, будто ядерная энергия «не от Бога», что она противоестественная, что человек и все живое в своем развитии не обрели защитных инстинктов против радиоактивности.

Радиация не является каким-либо новым фактором воздействия на живые организмы, подобно многим химическим веществам, созданным человеком и ранее не существовавшим в природе.

Другими словами, мы живем в условиях радиации, организм к ней адаптировался, а по убеждению ряда ученых, именно радиация является источником генных мутаций, лежащих в основе развития всего живого.

Радиоактивность – отнюдь не новое явление, новизна состоит лишь в том, как люди пытались ее использовать. И радиоактивность, и сопутствующие ей ионизирующие излучения существовали на Земле задолго до зарождения на ней жизни и присутствовали в космосе до возникновения самой Земли.

Ионизирующее излучение сопровождало и Большой взрыв, с которого, как мы сейчас полагаем, началось существование нашей Вселенной около 20 миллиардов лет назад. С того времени радиация постоянно наполняет космическое пространство. Радиоактивные материалы вошли в состав Земли с самого ее рождения. Даже человек слегка радиоактивен, так как во всякой живой ткани присутствуют в следовых количествах радиоактивные вещества. Но с момента открытия этого универсального фундаментального явления не прошло еще и ста лет.

В 1896 году французский ученый Анри Беккерель положил несколько фотографических пластинок в ящик стола, придавив их кусками какого-то минерала, содержащего уран. Когда он проявил пластинки, то, к своему удивлению, обнаружил на них следы каких-то излучений, которые он приписал урану. Вскоре этим явлением заинтересовалась Мария Кюри, молодой химик, полька по происхождению, которая и ввела в обиход слово «радиоактивность». В 1898 году она и ее муж Пьер Кюри обнаружили, что уран после излучения таинственным образом превращается в другие химические элементы. Один из этих элементов супруги назвали полонием в память о родине Марии Кюри, а еще один – радием, поскольку по–латыни это слово означает «испускающий лучи». И открытие Беккереля, и исследования супругов Кюри были подготовлены более ранним, очень важным событием в научном мире – открытием в 1895 году рентгеновских лучей; эти лучи были названы так по имени открывшего их (тоже, в общем, случайно) немецкого физика Вильгельма Рентгена.

Реакция обывателей тех далеких лет была курьезной и воинствующей.

Так некоторые нью-йоркские газеты писали, что новые лучи способны фотографировать души умерших. Рид, член законодательного собрания в Нью-Джерси 19 февраля 1896 года внес законопроект, запрещающий из этических соображений использовать рентгеновские лучи в театральных биноклях. Раздраженная ситуацией лондонская Пэл Мэл газетт писала в передовой: «Самое лучшее, что нужно сделать цивилизованным странам – это объединится и сжечь все рентгеновские лучи, и оборудование утопить в океане. Пусть рыбы разглядывают свои кости». Многие жители Германии в письмах непосредственно к Рентгену просили его прислать рентгеновские лучи по почте.

Введем некоторые термины и определения радиации.

Радиация – это один из многих естественных факторов окружающей среды. Естественный радиационный фон влияет на жизнедеятельность человека, как и другие факторы окружающей среды, с которыми организм находится в состоянии непрерывного обмена.

Радиоактивный распад – это процесс самопроизвольного распада неустойчивых ядер атомов в другие ядра (в конечном итоге, стабильные).

Радиация – излучение энергии в виде быстрых элементарных частиц или электромагнитных волн. При превращениях (распадах) радиоактивных ядер атомов возникают различные виды излучения: альфа-, бета-, гамма-излучение, рентгеновское излучение, нейтроны, тяжелые ионы. При взаимодействии с веществом энергия излучения передается атомам и молекулам, превращая их в заряженные частицы – ионы. В результате ионизации разрываются химические связи молекул в живых организмах, и тем самым вызываются биологически важные (соматические и генетические) изменения.

Всякое излучение сопровождается выделением энергии. Когда, например, ткань тела человека подвергнута облучению, часть энергии будет передана атомам, которые составляют эту ткань.

Излучение, которое несет достаточное количество энергии, способно к удалению электронов из атомов. Этот процесс называется ионизацией, а излучение, способное удалить электрон из атома, называется ионизирующим (в отличие, например, от электромагнитного излучения солнца, которое таковым не является).

Нестабильные нуклиды стремятся перейти в устойчивое состояние. Они могут выделять свою избыточную энергию в процессе распада. Распад означает, что радиоактивный нуклид испускает ионизирующее излучение в форме частиц или электромагнитных волн (гамма-квантов).

В быту ионизирующее излучение ошибочно называется радиоактивным излучением. Правильное выражение – ионизирующее излучение. Рассмотрим процессы α-, b- и g-излучения.