Фундаментальные исследования. Мощность экспозицион­ной дозы гамма излучения Алгоритм измерения мощности дозы гамма излучения

2.1. При прохождении через вещество узкого (парал­лельного) пучка γ-излучения его интенсивность J умень­шается по экспоненциальному закону. Из этого следует, что мощность поглощенной дозы .

где (см 2 /г) - массовый коэффициент истинного по­глощения анергии γ-излучения в данном веществе.

Для узкого пучка моноэнергетического γ-излучения с энергией Е γ (МэВ) имеет место соотношение между мощ­ностью поглощенной дозы в воздухе р (Гр/с) и плотностью потока фотонов φ (см -2 ·с -1):

(1)

где относится к воздуху. В табл. 1.3 приведены линей­ные коэффициенты ослабления μ и массовые коэффициен­ты поглощения μ am для воздуха, воды и свинца.

В случае немоноэнергетического γ-излучения в формулу (1.16) нужно подставить среднюю энергию фотонов E γ и усредненное по энергиям фотонов значение μ am .

Мощность поглощенной дозы направленного пучка γ-излучения в любом веществе, в том числе в мягкой биологи­ческой ткани (воде), определяется при подстановке в (1.16) вместо значения μ am для этого вещества.

Таблица 2.1.

Линейные коэффициенты ослабления μ (см -1)

и массовые коэффициенты поглощения энергии μ am (см 2 /г)

для узкого пучка γ-излучения

2.2. Соотношение между мощностью дозы и активностью источника γ-излучения. Активность радионуклида в ис­точнике измеряется в беккерелях, Бк. Внесистемная единица активности - кюри, 1 Ки = 3,7 10 10 Бк.

Пусть имеется точечный γ-источник активностью А (Бк), испускающий γ-излучение изотропно во все стороны пространства. Найдем мощность поглощенной дозы в (воз­духе на расстоянии R (м) от источника, пренебрегая погло­щением -у-излучения на пути от источника к данной точке. Поскольку плотность потока фотонов от точечного источ­ника убывает обратно пропорционально квадрату расстоя­ния, то мощность поглощенной дозы в воздухе р (Гр/с) равна

Здесь Г СИ - гамма-постоянная радионуклида, выраженная в единицах СИ - Гр·м 2 /(с·Бк). Она показывает, какую мощность поглощенной дозы в воздухе создает нефильтрованное γ-излучение точечного источника активностью 1 Бк на расстоянии 1 м. Величина гамма-постоянной зависит от схемы распада радионуклида и энергии его γ-излучения. В табл. 1.4 (последний столбец) приведены значения Г СИ для некоторых радионуклидов, выраженные в аГр·м 2 /(с·Бк); приставка а (атто) означает 10 -18 .

Таблица 2.2.

Характеристики γ- из лучения некоторых радиоактивных нуклидов

* Радий в равновесии с продуктами распада до RaD.

** То же при платиновом фильтре 0,5 мм.

Пример 1. Определить мощность поглощенной дозы γ-излучения в воздухе на расстоянии 2 м от точечного ис­точника 60 Со активностью 3,7-10 s Бк. Из табл. 14 нахо­дим Г СИ = 84,63·10 -18 Гр·м 2 / (с·Бк). По формуле (1.17): р = 3,7·10 8 ·84,63·10 -18:4 = 7,83·10 -9 Гр/с = 2,8·10 -5 Гр/ч.

Для расчета мощности экспозиционной дозы от точеч­ного γ-источника на практике применяют ионизационную гамма-постоянную.

Ионизационная гамма-постоянная Г радионуклида пока­зывает, какую мощность экспозиционной дозы р экс (Р/ч) создает нефильтрованное γ-излучение точечного изотропно­го источника активностью 1 мКи на расстоянии 1 см. Она выражается во внесистемных единицах - Р-см 2 /(ч-мКи). В табл. 1.4 приведены значения полной ионизационной гам­ма-постоянной Г для некоторых радионуклидов.

Соотношение между мощностью экспозиционной до­зы и активностью точечного γ -источника имеет следующий вид:

Здесь: р экс - мощность экспозиционной дозы (Р/ч), А - активность (мКи), r - расстояние (см), Г - полная иони­зационная гамма-постоянная (Р·см 2 /ч·мКи).

Пример 2. Определить мощность экспозиционной до­зы в условиях предыдущего примера (А = 10 мКи).

Из табл. 1.4 для 60 Со находим Г= 12,91 Р-см 2 /(ч·мКи). Так как А = 10 мКи, г = 200 см, то по формуле (1.18) р Экс = = 10-12,91: 40000 = 0,0032 Р/ч=3,2 мР/ч.

2.3. Для сравнения радиоактивных источников по ионизирующему действию их у-излучения часто используют внесистемную величину - гамма-эквивалент.

Гамма-экивалент источника М (или т Ra) - это ус­ловная масса точечного источника 226 Ra, создающего на данном расстоянии такую же мощность экспозиционной до­зы, как и данный источник [б]. Специальные единицы гам­ма-эквивалента: кг-экв Ra, г-экв Ra, мг-экв Ra.

Миллиграм-эквивалент радия (1 мг-экв Ra) - это гамма-эквивалент радиоактивного источника, Y-излучение которого при тождественных условиях измере­ния создает такую же мощность экспозиционной дозы, что и γ-излучение 1 мг Ra при платиновом фильтре толщиной 0,5 мм.

Установлено, что точечный источник радия массой 1 мг в равновесии с продуктами распада, заключенный в пла­тиновую оболочку толщиной 0,5 мм, создает на расстоянии 1 см мощность экспозиционной дозы 8,4 Р/ч. Следователь­но, такую же мощность дозы создает 1 мг-экв Ra любого радионуклида на расстоянии 1 см.

Поскольку величина М численно равна отношению мощ­ностей экспозиционных доз от данного источника я от 1 мг Ra на одном и том же расстоянии, то применяя формулу (3) для r =1см, получим

М=АГ/8,4, (4)

где М - гамма-эквивалент источника (мг-экв Ra),

А - активность (мКи),

Г - ионизационная гамма-постоянная [Р·см 2 /(ч·мКи)].

Пример 3 . Активность источника 137 Cs равна 10 мКи. Найти гамма-эквивалент источника М. Из табл. 1.4 Г = 3,26 Р·см 2 /(ч·мКи). По (1.19) М= 10-3,26: 8,4 = 3,88 мг-экв Ra.

И, наоборот, если известен гамма-эквивалент источника, то из формулы (3) можно найти активность А данного радионуклида.

Объединяя формулы (2) и (3), получаем соотно­шение между мощностью экспозиционной дозы и гамма-эк­вивалентом точечного источника:

где р экс выражается вР/ч, М - в мг-экв Ra, г - в см.

Умножив величину р экс, рассчитанную по формуле (5), на энергетический эквивалент рентгена 8,73 · 10 -3 Гр/Р, получим мощность поглощенной дозы от источника излучения в воздухе в условиях электронного равновесия, р (Гр/ч).

Пример 4 . Гамма-эквивалент точечного источника М =1 г-эквRa = 10 3 мг-экв Ra. Найти мощность экспозици­онной и поглощенной дозы в воздухе на расстоянии г = = 100 см от источника. По (5) р экс = 8,4-10 3: 10 4 = = 0,84 Р/ч. Мощность поглощенной дозы в воздухе при со­блюдении электронного равновесия р = 0,84 · 8,73· 10 -3 = 7,3 · 10 -3 Гр/ч = 7,3 мГр/ч.

Итак, мощность экспозиционной дозы р экс от точечного γ -источника находят по формулам (2) или (5). Мощ­ность поглощенной дозы в воздухе р определяют либо по формуле (1), либо умножая р экс на η.

2.4. На основании (1.11) между мощностью поглощен­ной дозы γ -излучения в биологической ткани р тк и в воз­духе р в имеется связь:

Для γ-излучения широком диапазоне энергии 0,1 - 3 МэВ отношение коэффициентов μ ат равно 1,09-1,11 (см. табл. 1.3) и, следовательно, с достаточной точностью мож­но принять р тк ≈1,1 р в.

Мощность эквивалентной дозы ^""Излучения в ткани по­лучим, имея в виду, что коэффициент качества /с=1. Для указанного выше диапазона энергии γ-фотонов

р экс = Р тк ·к=1,1· р в, (6)

где р в выражено в Гр/с, р экв - в Зв/с.

Респираторы эффективны на 75-85% в зависимости от того, насколько плотно к лицу прилегает маска. Лёгкие двух-четырёхслойные марлевые повязки («лепестки») - имеют меньший процент. Надёжная защита органов дыхания - уменьшит риск нахвататься внутреннего облучения от радиоактивной пыли. Общевойсковые фильтрующие противогазы - очищают вдыхаемый воздух, дополнительно, от дыма, тумана отравляющих веществ и бактериальных аэрозолей. На гражданских моделях противогазов, цвет окраски коробки фильтрующего элемента, защищающего от рад-х частиц, в том числе, йода - Оранжевая, текстовая маркировка типа фильтра - Reaktor.

Одежда - с капюшоном, водонепроницаемая, например, плащ. Если такой нет - сверху можно накинуть самодельный плёночный дождевик из полиэтилена. Это защитит от оседающей радиоактивной пыли и, в какой-то степени - от бета-ожога. Жёсткое гамма-излучение (распространяется от источника - прямолинейно) - никакая одежда не остановит.

Диагностика и лечение лучевой болезни

"Лучевая болезнь острая" (ОЛБ) возникает в результате воздействия на организм радиации в дозе более 1 Грэй (величина при кратковременной экспозиции облучением). При меньших значениях - возможна "лучевая реакция".

Хроническая лучевая болезнь (ХЛБ) - развивается в результате длительного облучения организма в дозах 0,1-0,5 сантигрэй (~1-5 миллизиверт) в сутки при суммарной дозе, превышающей 0,7-1 Гр (~700-1000 мЗв).

Наибольшей проникающей способностью обладают гамма-лучи и быстрые нейтроны. Альфа- и бета-излучения вызывают ожоги кожи, слизистых оболочек, внутренних органов и тканей (при попадании изотопов внутрь, с вдыхаемым воздухом, пищей и водой). При аварии на японской атомной станции Фукусима, в первые дни, основная радиоактивность была от йода-131 (более 50%) и цезия-137.

Проникающая радиация поражает ткани и органы тела. Наиболее чувствительны быстроделящиеся клетки: костного мозга, кишечника и кожи. Больше устойчивость - у клеток печени, почек и сердца.

При очень больших величинах радиации, в сотни и тысячи рентген в час - человек видит свечение радиоактивного источника, ощущает исходящее от него тепло, жар и чувствует, вблизи, резкий запах озона в сильно ионизированном воздухе (как после грозы). На примере аварии на Чернобыльской АЭС - у развороченного взрывом реактора, светящего в десяток тысяч Рентген, могла выходить из строя, ломаться и переставать работать электронная аппаратура на полупроводниковых кристаллах (вследствие стирания данных из ячеек памяти - ПЗУ и ОЗУ, деградации n-p переходов в транзисторах и микросхемах, повреждения центрального процессора компьютера и матрицы фотоаппарата), моментально засвечиваться фотоплёнка и, даже, темнеть кварцевое стекло. Обычные, бытовые дозиметры-радиометры - зашкаливает (только прибор, типа старой, допотопной военной модели ДП-5 - покажет хоть что-то, до уровня в 200 Рентген). При такой мощности излучения, с быстрым, по времени (в считанные минуты и часы), набором смертельной дозы в 5-10 Грэй - у людей появляются симптомы, обусловленные сильным облучением: резкая слабость и головная боль, тошнота и рвота. Может повыситься температура тела. В результате сильных лучевых ожогов, появляется гиперемия кожи (покраснение или бронзовый загар) и инъекция сосудов склер (красные белки глаз).

Немедленно госпитализируют всех лиц, у которых общая доза (по критериям первичной реакции) составляет 4 Гр и более.

Точная доза радиации, полученная человеком, определяется по показаниям датчиков излучения (индивидуальных дозиметров) с уточнением по анализу крови и другим клиническим показателям.

Лечение должно проводиться в специализированных клиниках, с последующим регулярным онкоосмотром. Рентгеновские исследования (в том числе флюорографию), по возможности, исключают.

Аптечка с "антидотом от радиации"

Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) предостерегает от бесконтрольного и ажиотажного применения препаратов йода, после аварий на японской АЭС Фукусима. Эксперты ВОЗа подчеркивают, что йодид калия и другие йодсодержащие средства из аптеки не являются универсальными «антидотами радиации»... Они не защищают ни от каких других радиоактивных веществ, кроме радиоактивных изотопов йода. Кроме того, возможно развитие серьезных осложнений от приема этих средств, к примеру, у людей с хронической почечной недостаточностью. Универсального "лекарства от радиации" - пока не существует.

В профилактике и лечении лучевых поражений большое значение имеют "средства дезактивации", применяемые для удаления радиоактивных веществ с поверхности тела и из объектов внешней среды.

Радиопротекторы (различные группы модификаторов лучевого поражения, выпускаемых в виде таблеток, порошков и растворов) - вводятся в организм, заранее, до облучения. К противолучевым средствам относятся, так же, фенольные соединения пищевых и лекарственных растений (мандарин, облепиха, боярышник, пустырник, бессмертник, солодка) и пчелиный прополис. К "чудодейственным", эффективным препаратам, широкого спектра действия, упорно не признаваемым официальной медициной, относятся - АСД-2 фракция (ветеринарный антисептик-стимулятор Дорогова, производства Армавирской биофабрики, или с Московской - дезодорированный)...

Для снятия симптомов интоксикации от химио-лучевой терапии, ускорения наступления ремиссии - применяют Тактивин и другие медицинские препараты-иммунокорректоры и иммуномодуляторы.

При лучевом поражении кожи (ядерный загар) - для лечения её полезны настои / отвары листьев каштана или грецкого ореха на подсолнечном или амарантовом масле. Ореховое масло - может помочь и при обычном солнечном ожоге любой степени, регенерируя повреждённые ткани.

Фруктовые и ягодные напитки (соки, морсы, алкоголь - красное вино), а так же фрукты и некоторые овощи - усиливают обмен веществ и вывод из организма радионуклидов. Повреждающее действие на ткани проникающей радиации - уменьшает растительное масло (обычное, подсолнечное, а лучше - ореховое, облепиховое или оливковое) или приём витамина Е, заранее, перед облучением. Так же, на свободные радикалы в крови, действует гипоксия (при редком дыхании или невысоком содержании кислорода во вдыхаемом воздухе), нужная в момент облучения и в течение нескольких часов - после. При обработке продуктов питания и воды постоянным магнитным полем (магнитом), с индукцией, в рабочей зоне омагничивания, порядка 50-400 миллитесл (500-4000 Гаусс) - лечебный и оздоровительный эффект усиливается, благодаря улучшению водно-солевого обмена (повышается растворимость солей) и состава жидких сред организма (кровь, лимфа и межклеточная жидкость). Эффект омагничивания сохраняется, на действенном уровне, в течение нескольких часов после обработки.

Биологически активные точки (БАТ) для ускорения вывода радиации

Точки акупунктуры для очищения организма от радионуклидов и улучшения метаболизма: V49 на спине, в районе поясницы (и-шэ, нормализует работу сердца, почек и надпочечников), E21 на животе справа (лян-мэнь) и ножные тчк - V40 (вэй-чжун), R8 (цзяо-синь), E36 (цзу-сань-ли). Растирание, массаж всех суставов и основания шеи (легче, особенно там, где лимфатические сосуды и узлы) - очистка костной ткани от радиоактивных изотопов и тяжелых металлов. Должна проводиться чистка био-энергетических меридианов (оздоровление нервной системы, кроветворных органов, прочистка кровеносных и лимфатических сосудов).

Светосоставы постоянного действия (СПД)

С начала прошлого, ХХ века и до 60-х годов, светящуюся в темноте радиевую краску (эффект радиолюминесценции светосостава, на основе реакции 226Ra с медью и цинком) наносили на циферблаты и стрелки настенных и наручных часов, будильников, а так же, использовали для покрытия люминофором ювелирных изделий, сувениров и даже детских игрушек и ёлочных украшений. Радий-226 широко применяли в военной технике, в компасах и оружейных прицелах - на самолётах, кораблях и подводных лодках.

Уровень радиоактивного излучения, в непосредственной близости от светящихся поверхностей этих антикварных старинных вещей, мог достигать больших величин - сотен (у некоторых экземпляров - тысяч) микрорентген в час (так как, изотопом 226Ra, помимо альфа-частиц, испускаются и гамма-лучи с энергией 0.2 МэВ), и приближается к фоновым значениям - на расстоянии 1-2 метра от источника (эффект рассеивания гаммалучей с невысокой энергией). Обычный цвет светящейся радиевой краски - желтоватый или кремовый. Яркость свечения, через год или два, после нанесения - заметно уменьшается (сернистый цинк постепенно разлагается, "выгорает", но излучение остаётся, т.к. период полураспада 226Ra - длительный, более полутора тысяч лет, с нехорошим букетом "дочерних" изотопов). Радий226, по химическому строению, является аналогом кальция и при попадании его молекул в организм человека - может накапливаться в костях, вызывая внутреннее облучение тела.

До 1930-х годов, пока, в Европе, не поняли опасность и последствия воздействия сильной радиации на здоровье человека - долгоживущие изотопы добавляли, там, в продукты питания, в косметику и средства гигиены. Из-за очень высокой цены радия, масштабы и объёмы его применения в гражданских целях - были ограничены.

В современных промышленных безопасных (если не нарушена герметичность прибора) светосоставах постоянного действия (СПД) с близкодействующими источниками радиоактивного излучения - используется, в основном, смесь радиотория (альфа-частицы) и мезотория или тритиевый / прометий-147 (чистая бета) люминофор.

Доза облучения накапливается в организме в виде необратимых изменений тканей и органов (особенно интенсивно - при высоких уровнях проникающей радиации и получении от неё больших доз) и радионуклидов, оседающих в костях и тканях, вызывающих внутреннее облучение (радиоактивный цезий-137 и стронций-90 - имеют период полураспада - около 30 лет, йод-131 - 8 дней).

Уровень, способный оказать заметное вредное влияние на здоровье человека - более 10 миллизивертов в день.

Получив дозу облучения 5 зиверт за несколько часов подряд - человек может умереть в течение нескольких недель.

Уровни вмешательства: для начала временного отселения населения - 30 мЗв в месяц, для окончания - 10 мЗв в месяц. Если прогнозируется, что накопленная за один месяц доза будет находиться выше указанных уровней в течение года, следует решать вопрос о переселении на постоянное место жительства.

С повышенной точностью можно померить радиацию и бытовым дозиметром-радиометром, проведя достаточно много замеров на точке (на высоте 1 метр от поверхности грунта) и посчитав среднее значение или несколькими исправными приборами сразу, с последующим осреднением результатов измерений. Запишите полученные отсчёты, время и количество измерений, название, модель и серийный номер используемой аппаратуры, а также место и причину проверки. Если дождь, то нужно обязательно указать это, так как высокая влажность отрицательно влияет на работу данных приборов. Глазомерно нарисовать карту-схему гамма-съёмки - в виде рисунка или чертежа с основными элементами обстановки (кроки) и указанием ориентации по компасу на участке обследования. При обнаружении локальных очагов гаммаизлучения с мощностью дозы, превышающей удвоенный естественный, для данного района, фон - необходимо провести их тщательное оконтуривание измерениями по десятиметровой координатной сетке и обратиться в местную СЭС (санэпидемстанцию).

Природные, земные источники повышенного радиоактивного фона - обусловлены, в основном особенностями геологического строения конкретного района и, обычно, связаны с находящимися поблизости гранитными (и другими интрузивными горными породами) массивами и обводнёнными тектоническими разломами (источник рад. эманаций газа радона из грунтовых вод). В подземных полостях, в пещерах и штольнях, расположенных там - могут быть повышенные значения радиационного фона, что нужно учитывать спелеологам и диггерам (надо иметь, на группу, хотя бы один работающий нормальный дозиметр-радиометр, с включённой звуковой сигналкой).

Результаты индивидуального контроля доз облучения персонала должны храниться в течение 50 лет. При проведении индивидуального контроля необходимо вести учет годовых эффективной и эквивалентных доз, эффективной дозы за 5 последовательных лет, а также суммарной накопленной дозы за весь период профессиональной работы.

В Чернобыле, на аварии, ликвидаторы работали, пока не набирали дозы в 25 бэр, то есть - двадцать пять рентген (это примерно 250 миллизиверт) после чего - их отправляли оттуда. Контроль состояния здоровья вёлся и по регулярным анализам крови.

От сотового телефона нет радиации, но есть электромагнитное СВЧ-излучение (наибольшая мощность на антенне - в режиме разговора и при плохом качестве принимаемого сигнала), неионизирующее, но, всё-таки, повреждающе действующее на биологические ткани, особенно - на центральную нервную систему (на головной мозг) и на состояние здоровья в целом, ЕСЛИ не пользоваться проводной гарнитурой, телефонными наушниками hands free. Исследования медиков показали, что от электромагн.-ого поля телефонной трубки - ухудшается память, снижаются интеллектуальные способности человека, возникают головные боли и ночная бессонница. При длительности разговоров по мобильнику больше 1 часа в день (профессиональный уровень облучения) - надо регулярно (каждый год) наблюдаться у врача (обязательно - терапевт, при необходимости - онколог). Обезопасить себя можно, если, используя наушники, держать трубку мобильного телефона на достаточном расстоянии, для уменьшения его излучения - не ближе полуметра от головы.

Лица, подвергшиеся одноразовому облучению в дозе, превышающей 100 мЗв, в дальнейшей работе не должны подвергаться облучению в дозе свыше 20 мЗв/год. Эти люди не заразны. Опасность представляют радиоактивные вещества, например, в виде пыли на рабочей спецовке и подошве обуви.

В случае ЧС (чрезвычайной ситуации), для мониторинга обстановки - иметь при себе индивидуальный дозиметр (постоянно включённый в режиме накопления) или радиометр, настроенный на звуковую сигнализацию порогового значения радиации, например - 0.7 мкЗв/час (µSv/h , uSv/h - обозначение на английском языке) = 70 микро рентген / ч. Использованные в зоне рад.заражения противогазы (особенно - их фильтры) - источник излучения.

При сгорании каменного угля - выделяются, содержащиеся в нём, в микроскопических количествах, калий-40, уран-238 и торий-232. По этой причине, печи, которые топили углём, золоотвалы и близлежащие территории, над которыми происходило выпадение пыли и пепла из угольного дыма - имеют некоторую радиоактивность, обычно, не превышающую допустимые нормы. С помощью радиометра и магнитометра - археологи находят, залегающие на большой глубине от поверхности земли, древние стоянки и жилища людей.

После Чернобыльской аварии, на "светящих" территориях, прилегающих к месту катастрофы, в населенных пунктах, которые накрыло радиоактивное облако - специальные механизированные отряды производили, ликвидацию и захоронение или дезактивацию строений и имущества, заражённой техники (грузовых автомобилей и легковых авто, землеройных и строительно-дорожных машин). Радиоационному загрязнению, в результате аварии, подверглись водоемы, пастбища, леса и пашни, часть которых "звенит" до сей поры.

Из литературы, известен трагический инцидент, произошедший в прошлом веке, в Краматорске (Украина), когда на щебеночном карьере был потерян источник Cs. Впоследствии, его обнаружили в стене построенного жилого дома.

Опухолевые (раковые) клетки выдерживают облучение до нескольких тысяч рентген, а здоровые ткани - не выживают, гибнут при поглощённой дозе в 100-400 Р

Йод содержащие препараты и морепродукты (морская капуста / Ламинария) принимать заранее, в разумных количествах и согласно инструкции - для профилактики рака щитовидки от радиоактивного 131 I. Обычный спиртовой раствор йода - пить нельзя. Можно только наружно мазать - в виде йодной сетки (или "в цветочек", под хохлому), рисовать её на кожу шеи или других частей тела (если нет аллергии на это).

Есть несколько основных способов защиты от проникающей радиации: ограничением времени облучения, уменьшением активности и энергии источника излучения, удалённостью - мощность дозы убывает с квадратом расстояния от изотопа (это правило действует только для малых, "точечных источников", относительно небольших линейных размеров). При заражении больших площадей и территорий на поверхности Земли или при попадании радионуклидов, в виде мелкодисперсных частиц, в верхние слои атмосферы, в стратосферу (при достаточно большой мощности ядерных боезарядов - от ста килотонн и выше) - уровень радиоактивного излучения будет выше, урон экологии и опасность для населения, лучевая (дозная) нагрузка - значительнее. В случае крупномасштабной атомной войны, с применением сотен или нескольких тысяч ядерных боеголовок (в том числе - большой и сверхбольшой мощности), помимо радиации, будут катастрофические последствия в виде глобальных (планетарных масштабов) изменений климата, аномально холодной, ядерной зимы и ночи (продолжительностью до нескольких лет) - без солнечного света (доступ солнечной энергии уменьшится в сотни раз, с повсеместным понижением температуры воздуха на 30-40 градусов), с голодом и массовым вымиранием населения целых континентов, исчезновением большинства флоры и фауны, уничтожением экосистем, потерей озонового слоя (который защищает Землю от губительных, для всего живого, космических лучей) атмосферой планеты. Оставшиеся, после глобального катаклизма, без присмотра и технического обслуживания, многочисленные атомные электростанции, хранилища ядерных отходов, фонтанирующие нефтяные скважины и горящие газовые факела, склады, заводы и хим. комбинаты - добавят проблем экологии обезлюдевшей планеты. На сленге "выживальщиков", такие будущие события называются - БП (от аббревиатуры наименования "Большого и Пушистого северного зверька"), а раньше это называли Апокалипсисом. Потом, после осаждения поднятой пыли и пепла на земную и снежную поверхность, при их нагреве от солнечного излучения - начнётся "ядерное лето", с таянием ледников Гималаев, Гренландии, Антарктиды и снежных шапок гор, с повышением уровня мирового океана, внутренних морей и водоёмов, снова случится "всемирный потоп". Возможно, выживут люди, укрывшиеся в горных пещерах и шахтах или в глубоких подземных бункерах и убежищах с запасом продовольствия на несколько лет, с резервом пресной воды, с системами хранения и регенерации воздуха. Возможность выжить при смене полюсов - будет и у подводников атомных подводных лодок, вышедших в море незадолго до катастрофы. Жители городов - попытаются, на какое-то время, укрыться в старых, незатопленных бомбоубежищах или в городских тоннелях метро, пока на ближайших прод. складах не закончатся продукты питания и питьевая вода. У человечества есть ещё шанс избежать очередной и самой разрушительной мировой войны, если появятся, и оптимально начнут внедряться в повседневную жизнь новые NBIC-технологии (нано-, био-, информационные и когнитивные), решающие цивилизационные проблемы с энергоносителями и продовольственным обеспечением населения планеты.

Исследования нефтепромыслов показывают заметное повышение уровней радиации в районе нефтяных скважин, вызванное постепенным отложением на оборудовании и прилегающем грунте солей радия-226, тория-232 и калия-40. Поэтому, отработавшие нефтепромысловые буровые трубы - нередко, становятся радиоактивными отходами.

Неионизирующие излучения, по причине меньшей энергии, в сравнении с ионизирующими - не способны разрывать химические связи молекул. Но, при длительной экспозиции (продолжительности) воздействия и некоторых его параметрах (интенсивность, сочетание частот, модуляция сигнала и его сила, периодичность воздействия) - они могут неблагоприятно действовать на живой организм и ухудшать состояние здоровья людей. По обычной классификации, к неионизирующим относятся: электромагнитные излучения (в диапазоне промышленных и радиочастот), электростатическое поле, лазерное излучение, постоянные и, особенно, переменные магнитные поля (величина которых - больше 0,2 мкТл). В современных городских условиях, жизнь человека постоянно проходит в окружении различных неионизирующих излучений от бытовой техники (микроволновые СВЧ-печи и другие электробытовые приборы), транспорта, проводов линий электропередач (ЛЭП) и т.д. Они представляют опасность для людей с ослабленным иммунитетом, больных с заболеваниями центральной нервной, гормональной, сердечно-сосудистой системы. Обезопасить население можно с помощью различных защитных средств и организационно-технических мероприятий - ограничением времени и интенсивности воздействия, дистанцией (расстояние до излучателя) и расположением, применением заземлённых защитных экранов (листовой металл, фольга или сетка, различные плёнки и текстильные ткани с металлизированным покрытием) для ослабления полей.

Живые организмы постоянно подвергаются облучению от природных источников, к которым относятся космическое излучение, радионуклиды космического и земного происхождения - 40 K, 238 U, 232 Th и их дочерние нуклиды, включая 222 Rn (радон).

Врач-радиолог, если он грамотный и адекватный специалист, будет стараться минимизировать общую дозовую нагрузку для пациента, чтобы лечение, рентгеновское и прочие обследования не вызывали существенных побочных, для здоровья человека, эффектов. Но, набор большой накопленной дозы возможен, если, к примеру, хирург или другой доктор, отправит делать рентген много раз. Для того, чтобы поставить правильный диагноз, эта процедура может повторяться многократно, да ещё в двух или трёх проекциях.

На практике, для быстрой проверки пищевых продуктов или стройматериалов, почвы и грунта бытовым радиометром - крышка-фильтр снимается и прибор работает ("считает") в режиме "индикатора превышений над естественным фоном" излучений гамма + жёсткая бетта (если с крышкой, то будет мерить только гамму). Для защиты от воды и сырости - прибор поместить в прозрачный целлофан. Альфа-частицы - никакой бытовой аппарат не ловит, для этого нужна профессиональная аппаратура.

Мощность эквивалентной дозы техногенного излучения = результат измерения радиометром (в микрозивертах) минус природный (естественный) радиационный фон. В местах нахождения лиц из населения - она не должна превышать 0,12 мкЗв/час. К примеру, фоновое (то есть, обычное) значение в данной местности - 0.10 мкЗв/ч, а померенное там, у внешней поверхности какого-нибудь предмета - 0.15мкЗв/ч. Тогда: 0.15 - 0.10 = 0.05 , что не выше допустимых двенадцати сотых микрозиверт. Значит, в этой точке нет превышения 0,12 мкЗв/час над уровнем фона - техногенка "в норме для населения", по радиации.

В простейшем самодельном радиометре, датчик - это удлинённые листки из тонкой газетной бумаги или лепестки фольги. Они крепятся на металлический стержень, помещённый в стеклянную банку. Сбоку, через стекло, такой индикатор реагирует на гамму, а если поднести объект сверху - ещё на бета- и альфа излучение (на расстоянии до 9 см., напрямую, т.к. альфу поглощает даже лист бумаги и десятисантиметровый слой воздуха). Наэлектризовать детектор статическим электричеством надо так, чтобы время полного разряда было не меньше 30 секунд, по секундомеру (только при достаточной длительности переходного процесса - обеспечивается точность измерений). Для этого можно использовать обычную пластмассовую расчёску. Начинать и заканчивать замеры любым прибором, не только самодельным - с определения фоновых значений (если всё сделали правильно - они будут примерно одинаковыми). Для уменьшения влажности воздуха в банке (чтобы электроскоп держал заряд) - её нагрев и помещение внутрь гранул силикагеля или алюмогеля (их, предварительно, подсушить, прокалить на какой-нибудь достаточно горячей поверхности, на сковородке).

// При поисках первых урановых месторождений, для оборонных целей нашей страны (потенциальные противники, американцы - в то время уже испытывали своё ядерное оружие, и в их планах было - применить его против СССР), советские геологи использовали и такие первые датчики, за неимением других (перед измерениями, банку сушили в горячей Русской печи), для проверки уровня радиоактивности найденных образцов руды.

Пример измерений самодельным лепестковым радиометром на строительных материалах:
фоновое значение - 42 секунды (по результатам нескольких измерений, фон = (41+43+42) / 3 = 42 с.
кварцевый песок - 43 с.
красный кирпич - 32 с.
щебень гранит - 15 с.
РЕЗУЛЬТАТ: щебёнка, похоже что, радиоактивна - её излучение почти в три раза (42: 15 = 2.8) превышает фон (величина не абсолютная, относительная, но кратное превышение фоновых значений - достаточно надёжный показатель). Если измерения специалистов, профессиональным прибором, подтвердят результат (тройное превышение фона), проблемой займётся местная СЭС (санэпидемстанция), МЧС. Они проведут детальное радиометрическое обследование зоны заражения и прилегающей к ней территории и, при необходимости, дезактивацию участка.

Свинцовое отравление (сатурнизм)

К тяжелым металлам относятся те, у которых плотность больше, чем у железа (свинец, мышьяк, кадмий, ртуть, кобальт, никель). Накапливаясь в организме человека, они вызывают канцерогенное действие.

Рассмотрим это на примере свинца (лат. Plumbum).

Свинец поступает в организм разными путями: через органы дыхания (в виде пыли, аэрозолей и паров), с пищей (в желудочно-кишечном тракте всасывается 5-10%) и через кожные покровы. Соединения свинца растворимы в желудочном соке и других жидкостях организма.

Формы «сатурнизма» - слабость, малокровие (бледность), кишечные колики (паралич кишечника), нервные расстройства и боли в суставах. Один из основных признаков болезни - анемия. Мозговые поражения клинически сопровождаются конвульсиями и бредом, иногда приводят к сонливости и коме. Из периферических нервов чаще всего поражаются двигательные нервы, развиваются парезы и параличи чаще разгибателей кистей рук и плечевого пояса. На дёснах образуется серая «свинцовая кайма».

Свинец накапливается в костях (период полувыведения из костной ткани составляет более 20 лет), ногтях и волосах, а так же - в тканях печени и почек.

Свинцовая энцефалопатия - острое расстройство, наблюдаемое чаще у детей, съевших свинецсодержащие краски. Начинается с судорог, после повышения внутричерепного давления и отека мозга.

Красители, содержащие свинец: свинцовые белила (карбонат свинца, ядовит), сурик и глёт (оксиды красного цвета), массикот (жёлтый). Эмалированная посуда, покрытая изнутри эмалью красного или желтого цветов, а так же имеющая сколы и трещины эмали - вредна для здоровья (возможны отравления свинцом, кадмием, никелем, медью, хромом, марганцем и другими металлами).

В природе, свинцовая руда появляется в результате превращения радиоактивных изотопов урана и тория в стабильные (нерадиоактивные) изотопы Pb с выделением альфа-частиц (ядер гелия).

Исторические сведения: в 1697 году, немецкий врач Эберхард Гоккель выпустил книгу под названием «Примечательный отчет о ранее неизвестной "винной болезни", которую в 1694, 95 и 96 годах причинило подслащение кислого вина свинцовым глётом...», по результатам его лечебной практики.

ионизирующих излучений

ФГУП ”ВНИИФТРИ”

______________

_______________2010 год

Методика дозиметрического контроля

гамма-излучения в помещениях

С О Д Е Р Ж А Н И Е

1. Назначение методики

2. Принцип контроля

3. Средства и условия измерений

4.Измерение мощности амбиентного эквивалента дозы на открытой местности

5.Измерение мощности амбиентного эквивалента дозы в помещениях

1. НАЗНАЧЕНИЕ МЕТОДИКИ

Настоящая методика устанавливает порядок и правила выполнения измерений при дозиметрическом контроле гамма-излучения в помещениях, включая рабочие места, а также правила оценки результата контроля, методика в части организации контроля соответствует МУ 2.6.1.715-98 "Проведение радиационно-гигиенического обследования жилых и общественных зданий ". Методика предназначена для использования в аккредитованнойИспытательной лаборатории «Аликом-Плюс» и обеспечивает измерение мощности амбиентного эквивалента дозы (МЭД) фотонного излучения в диапазоне (0,мкЗв/ч с погрешностью (15 – 50) % (Р = 0.95).

2. ПРИНЦИП КОНТРОЛЯ

2.1. Дозиметрический контроль по данной методике основан на измерении надфоновой мощности амбиентного эквивалента дозы, обусловленной гамма-излучением. Процедура контроля включает три этапа:

Измерение МЭД, присущей данной местности на открытой местности, вблизи контролируемого здания (фоновое значение);

Измерение МЭД в помещениях контролируемого здания;

Оценку результата контроля и принятие решения.

2.2. Объект считается годным к эксплуатации, если превышение над фоном местности в контрольных точках не превышает 0,20 мкЗв/ч в соответствии с СП 2.6.1.2523-09 Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009).

3. СРЕДСТВА И УСЛОВИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1. Настоящая методика предполагает применение для измерения МЭД гамма-излучения дозиметров: ДКГ-07Д «Дрозд». Применяемые приборы должны быть поверены в установленном порядке.

3.2. Измерения указанными приборами выполняются в натурных условиях, оговоренных в эксплуатационной документации на приборы:

Температура окружающей среды от минус 10°С до плюс 40°С;

При более низких температурах необходимо использовать утепляющие покрытия приборов и сокращать время пребывания приборов в условиях низких температур. Отличие натурных условий от нормальных должно быть учтено введением дополнительных систематических погрешностей в результатах измерений МЭД.

3.3. К работе допускаются операторы, изучившие настоящую методику, инструкции по эксплуатации применяемых приборов, требования ОСПОРБ-99/2010.

4. ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ амбиентного ЭКВИВАЛЕНТа ДОЗЫ

НА ОТКРЫТОЙ МЕСТНОСТИ

4.1. Измерение МЭД на открытой местности (фоновой МЭД) включает следующие операции:

Выбор контрольных точек на местности;

Измерение показаний дозиметра в контрольных точках;

Регистрация результатов и последующие действия.

4.2. Для проведения измерений выбираются не менее 5-х контрольных точек, расположенных на ровном участке местности на расстоянии не менее 30 м от близлежащих зданий. При этом следует выбирать участки с естественным покрытием без значительных техногенных воздействий (сады, парки, газоны, пустыри и т. д.)

4.3. Подготовку дозиметра к работе и проверку его работоспособности следует выполнять в соответствии с инструкцией по эксплуатации прибора.

4.4. Фоновую мощность амбиентного эквивалента дозы в каждой контрольной точке (Фj) определяют как среднее арифметическое значение для многократных (7-10) измерений фона.

где j=1,2...n - номер измерения фона в контрольной точке; Ni - показания дозиметра при i-ом измерении. В рабочем протоколе (журнале) регистрируют весь ряд результатов.

4.5. Фоновую мощность амбиентного эквивалента дозы (Dф) определяют как среднее арифметическое значение по контрольным точкам:

, (2)

где m - число контрольных точек.

4.6. Среднеквадратичное отклонение (СКО) результата измерений фона определяют по формуле:

, (3)

где j=1,2...m - номер контрольной точки. В рабочем протоколе измерений МЭД регистрируют весь ряд результатов.

5. ИЗМЕРЕНИЕ МОЩНОСТИ амбиентного

эквивалента ДОЗЫ В ПОМЕЩЕНИИ

5.1. Измерение МЭД в помещении включает следующие операции:

Выбор контрольных точек в помещении;

Подготовка дозиметра к работе;

Измерение МЭД в выбранных контрольных точках помещения;

Обработка результатов;

Определение предельных значений надфоновой МЭД;

Оформление результатов и последующие действия.

5.2. Контрольные точки для измерения МЭД выбираются:

Вдоль каждой из стен в трех точках на расстоянии 0.25 м от стены.

В случаях измерений для целей аттестации рабочих мест добавляются точки определенные как рабочие места.

5.3. Подготовку дозиметра к работе следует выполнить в соответствии с Инструкцией по эксплуатации прибора.

5.4. Мощность амбиентного эквивалента дозы в каждой выбранной контрольной точке Dj определяют как среднее арифметическое значение показаний дозиметра при многократных (n= 7÷10) измерениях:

, (4)

где j=1,2...m - номер контрольной точки; Ni - показания дозиметра в контрольной точке. В рабочем протоколе (журнале) регистрируют весь ряд результатов, m - число контрольных точек.

5.5. Обработка результатов дозиметрических измерений включает определение:

Превышение мощности амбиентного эквивалента дозы над фоном местности в каждой контрольной точке .

Суммарной неопределенности результата измерений надфоновой МЭД при Р=0,95 для каждой контрольной точки Dj.

Вычисления следует выполнять по следующим формулам:

, (5)

где Dф -- фоновая МЭД, измеренная в соответствии с п. 4.

5.6. Значение суммарной неопределенности результата измерений надфоновой МЭД (с доверительной вероятностью 0,95) для дозиметров типаДКГ-07Д «Дрозд»:

Δ = 2σФ + 0,3, (6)

5.7. В качестве предельных значений превышения мощности амбиентного эквивалента дозы над фоном местности – DПР принимается значение:

DПР = DНФ, max + Δ , (7)

где DНФ, max – максимальное значение надфоновой МЭД в контрольных точках.

5.8. По результатам дозиметрических измерений составляется рабочий протокол (запись в рабочем журнале) с указанием фоновой МЭД - Dф, номеров контрольных точек (в соответствии с картограммой), значений Dj, DjНФ, D и DПР.

5.9. На основании данных рабочего протокола дозиметрических измерений выполняются следующие действия:

Если для всех контрольных точек Dпр 0,2 мкЗв/час объект признается радиационно чистым и оформляется «Свидетельство радиационного качества» с заключением о радиационной чистоте объекта по форме, установленной для ЛРК (см. «Руководство по качеству);

Если значения Dпр находятся в диапазоне 0,2-0,3 мкЗв/час, то в точке максимальной Dпр следует выполнить более точные измерения МЭД (повторные измерения МЭД при большем числе измерений);

Если значение Dпр > 0,3 мкЗв/час, хотя бы для одной контрольной точки, объект признается радиационно загрязненным, оформляется Акт радиационного контроля по форме, установленной для ЛРК (см. «Руководство по качеству») с результатами дозиметрического контроля и приложением картограммы контрольных точек. После ознакомления заказчика Акт должен быть направлен в региональную службу Роспотребнадзора для принятия решения.

5.10. При измерениях для целей аттестации рабочих мест, измеряется мощность амбиентного эквивалента дозы (МЭД) Dр в контрольных точках определенных, как рабочие места. Dр определяют как среднее арифметическое значение показаний дозиметра при многократных (n= 7÷10) измерениях:

, (8)

Среднеквадратичное отклонение (стандартная неопределенность) результата измерений Dр, определяют по формуле:

, (9)

где р=1,2...m - номер контрольной точки; Di - показания дозиметра в контрольной точке.

В рабочем протоколе (журнале) регистрируют весь ряд результатов.

Значение расширенной неопределенности результата измерений Dр (Р= 0,95):

(10)

ΔО - основная относительная погрешность дозиметров типаДКГ-07Д «Дрозд» ;

ΔЭ – относительная дополнительная погрешность за счет энергетической зависимости чувствительности;

ΔА - относительная дополнительная погрешность за счет анизотропии чувствительности.

5.11. В качестве предельных значений мощности амбиентного эквивалента дозы в каждой контрольной точке определенной, как рабочее место – Dрп, принимается значение:

Dрп =Dр + Δр, (11)

5.12. При гигиенической классификации условий труда значения Dрп используется для оценки значений мощности максимальной потенциальной эффективной дозы мЗв/год в соответствии с Р 2.2.2006-05 «Руководство по гигиенической оценке факторов рабочей среды и трудового процесса. Критерии и классификация условий труда» Приложение 14.

Все документы, представленные в каталоге, не являются их официальным изданием и предназначены исключительно для ознакомительных целей. Электронные копии этих документов могут распространяться без всяких ограничений. Вы можете размещать информацию с этого сайта на любом другом сайте.

Государственная система санитарно-эпидемиологического нормирования Российской Федерации

2.6.1. Ионизирующее излучение, радиационная безопасность

Проведение радиационно-гигиенического обследования жилых
и общественных зданий

Методические указания

МУ 2.6.1.715-98

Санкт-Петербург

1998

1. Методические указания разработаны Федеральным радиологическим центром Санкт-Петербургского Научно-исследовательского института радиационной гигиены Минздрава РФ (Крисюк Э.М.. Терентьев М.В., Стамат И.П. и Барковский А.Н.) и Департаментом Госсанэпиднадзора Минздрава Российской Федерации (Иванов СИ.. Перминова Г.С. и Соломонова Е.П.)

2. Утверждены и введены в действие Главным Государственным санитарным врачом Российской Федерации 24 августа 1998 года

3. Введены впервые

где: N 0 и N k - число повторных измерений на открытой местности (в пункте с наименьшим средним значением МЭД) в k -ом помещении, соответственно.

1 ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет»

Проведена оценка мощности эквивалентной дозы гамма-излучения природных и урбанизированных территорий Ростовской области, Краснодарского края и республики Адыгея. Представленные результаты в целом соответствуют среднемировым значениям гамма-фона. В отдельных районах были выявлены отклонения от типичных значений. Приведено объяснение полученных результатов для природных и урбанизированных территорий. В районах проведения исследований на территории республики Адыгея были обнаружены аномалии, в которых измеренные значения сильно отличались от средних показателей. Оценены годовые значения эквивалентной дозы для исследованных территорий. На основании полученных сведений был сделан вывод о необходимости дальнейших радиоэкологических наблюдений в данном регионе. Подчеркнута важность работы по выявлению радиоактивных аномалий с целью предотвращения получения излишней дозовой нагрузки населением.

гамма-излучение

эквивалентная доза

природные территории

промышленные территории

1. Джамилова С.М. Оценка характеристик гамма-поля территорий городов и поселков Акмолинской области // Вестник Алтайского государственного аграрного университета. – 2011. – № 9 (83).– С. 51–54.

2. Давыдов М.Г. Радиоэкология: учебник для вузов. / М.Г. Давыдов, Е.А. Бураева, Л.В. Зорина, В.С. Малышевский, В.В. Стасов. – Ростов-н/Д.: Феникс, 2013. – 635 с.

3. СанПин 2.6.1.2523-09 Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009). Утверждены и введены в действие постановлением Главного государственного санитарного врача Российской Федерации Г.Г. Онищенко от 7 июля 2009 г № 47 с 01 сентября 2009 г.

4. Chernyago B.P. Current radiation environment in the Central Ecological Zone of the Baikal Natural Territory / B.P. Chernyago, A.I. Nepomnyashchikh, V.I. Medvedev // Russian Geology and Geophysics. – 2012. – Vol. 53. – P. 926–935.

5. Chougankar M.P. Profiles of doses to population living in the high background radiation areas in Kerala / M.P. Chougankar, K.P. Eappen, T.V. Ramachandran // J. Environ. Radioact. – 2003. – № 71. – P. 275–295.

6. Fasasi M.K. Natural radioactivity of the tar-sand deposits of Ondo State, Southwest Nigeria / M.K. Fasasi, A.A. Oyawale, C.E. Mokobia, P. Tchosossa, T.R. Ajayi, F.A. Balogun // Nucl. Instrum. and Methods. – 2003. – № 505. – P. 449–453.

7. Gupta M. Measurement of natural radioactivity and radon exhalation rate in fly ash samples from a thermal power plant and estimation of radiation doses. / M. Gupta, A.K. Mahur, R. Varshney, R.G. Sonkawade, K.D. Verma, R. Prasad. // Radiation Measurements. – 2013. Vol. 50. – P. 160–165.

8. Hewamanna R. Natural radioactivity and gamma dose from Sri Lankan clay bricks used in building construction. / R. Hewamanna, C.S. Sumithrarachchi, P. Mahawatte, H.L.C. Nanayakkara, H.C. Ratnayake // Appl. Rad. Isotopes. – 2001. – Vol. 54. – P. 365–369.

9. Isinkaye O.M. Radiometric assessment of natural radioactivity levels of bituminous soil in Agbabu, southwest Nigeria // Radiation Measurements. – 2008. – Vol. 43. – P. 125–128.

10. Ravisankar R. Measurement of natural radioactivity in building materials of Namakkal, Tamil Nadu, India using gamma-ray spectrometry / R. Ravisankar, K. Vanasundari, A. Chandrasekaran, A. Rajalakshmi, M. Suganya, P. Vijayagopal, V. Meenakshisundaram // Appl. Rad. and Isotopes. – 2012. – Vol. 70. – P. 699–704.

11. Sabyasachi P. Detection of low level gaseous releases and dose evaluation from continuous gamma dose measurements using a wavelet transformation technique / P. Sabyasachi, D.D. Rao, P.K. Sarkar // Appl. Rad. and Isotopes. – 2012. – Vol. 70. – P. 2569–2580.

12. Shweikani R. Natural radiation background in the ancient city of Palmyra. / R. Shweikani, M.S. Al-Masri, M. Hushari, G. Raja, M. Aissa, R. Al-Hent // Radiation Measurements. – 2012. –Vol. 47. – P. 557–560.

13. Song G. Natural radioactivity levels in topsoil from the Pearl River Delta Zone, Guangdong, China / G. Song, D. Chen, Z. Tang, Z. Zhang, W. Xie. // J. of Env. Radioactivity. – 2012. – Vol. 103. – P. 48–53.

Изучению радиоактивности природных и урбанизированных территорий посвящено множество публикаций. В качестве основного критерия оценки загрязнения территории используется мощность эквивалентной дозы гамма-излучения (МЭД) . В зависимости от территориальных особенностей значения естественного гамма фона могут меняться в достаточно широких пределах. Значительные вариации МЭД связаны как с особенностями геологического и тектонического строения регионов, так и с наличием техногенного влияния - разработкой месторождений полезных ископаемых, выбросами в результате ядерных инцидентов, внесением удобрений и др. .

В большинстве исследуемых природных регионов мира гамма-фон варьируется в пределах 0,2-0,4 мкЗв/ч . В то же время существуют зоны с аномально высокими значениями МЭД, например, в Национальном парке Агбабу (юго-западная часть Нигерии) значения фона варьируются от 10 до 30 мкЗв/ч при среднем его значении 20 мкЗв/ч . На урбанизированных территориях гамма-фон также в целом составляет от 0,03-0,25 мкЗв/ч , при среднемировом значении 0,1 мкЗв/ч .

В целом достаточно широкие значения МЭД различных регионов и наличие радиоактивных аномалий на отдельных участках делают актуальной проблему оценки радиоактивности объектов и территорий. Подобные исследования позволяют определить естественный гамма-фон изучаемых районов, оценить дозы облучения населения от природных источников гамма-излучения и выявить непригодные для деятельности человека территории.

Материалы и методы их исследования

В качестве объектов исследования был выбран ряд участков, находящихся в Ростовской области, Краснодарском крае и Республике Адыгея.

В Ростовской области оценка мощности эквивалентной дозы гамма-излучения проводилась в городах: Ростов-на-Дону, Новочеркасск, Таганрог, а также в ст. Старочеркасской. В качестве природных территорий Ростовской области в данной работе были выбраны целинные и залежные участки в Орловском, Аксайском, Цимлянском, Дубовском и Волгодонском районах, включая 30-километровую зону наблюдения Ростовской АЭС. Ландшафт Ростовской области представлен степями и пойменными участками реки Дон, почвы которых сформированы преимущественно на известняках, желтых глинах и аллювиальных отложениях. В данном регионе сильно развиты промышленность, производство, сельское хозяйство и атомная энергетика (Ростовская атомная электростанция).

В Краснодарском крае наблюдения на природных участках проводились в Кущевском районе. Урбанизированные территории Краснодарского края представлены в основном селами, расположенными в предгорной части Главного Кавказского хребта вдоль побережья Черного моря (Вардане, Верхнениколаевское, Высокое и др.). Краснодарский край делится рекой Кубань на две части: северную - равнинную (2/3 территории), расположенную на Кубано-Приазовской низменности, и южную - предгорную и горную (1/3 территории), расположенную в западной высокогорной части Большого Кавказа. Ведущее место в структуре промышленности принадлежит перерабатывающим производствам и пищевой отрасли. Достаточно развиты электроэнергетика, топливная отрасль, машиностроение и металлообработка, туризм и курортное дело. Доля химической, лесной и легкой промышленности незначительна.

Территорию Республики Адыгея можно условно разделить на северную часть, которая представлена равнинами и поймами рек, и южную, которая находится в предгорьях и горах Главного Кавказского хребта. Около 40 % территории занимают широколиственные леса. Оценка мощности эквивалентной дозы гамма-излучения проводилась в г. Майкоп и ряде населенных пунктов Майкопского района, а также на луговых и лесных участках предгорий. Урбанизированные территории представлены населенными пунктами: г. Майкоп, п. Каменомостский, с. Победа, с. Никель, ст. Даховская, ст. Абадзехская, с. Севастопольское и с. Новосвободное и месторождениями полезных ископаемых Майкопского района. В основном населенные пункты данной территории имеют малую численность населения и невысокую плотность застройки.

Мощность эквивалентной дозы гамма-излучения измеряли пешеходной гамма-съемкой с помощью дозиметров-радиометров ДРБП-03, СРП-88н и ДКС-96 на высоте 1 м от поверхности почвенного покрова. Погрешность оценки МЭД не превышает 15 %.

Результаты исследования и их обсуждение

Мощность эквивалентной дозы гамма-излучения по районам Ростовской области и Краснодарского края варьируется в пределах от 0,05 до 0,29 мкЗв/ч, при среднем значении мощности эквивалентной дозы 0,15 мкЗв/ч (табл. 1, рисунок 1, а-г). На большинстве природных территорий данных регионов гамма-фон находится в пределах 0,08-0,20 мкЗв/ч (рисунок 1, б, г), что не превышает значений МЭД, установленных в (0,2 мкЗв/ч) и соответствует среднемировому гамма-фону (0,1 мкЗв/ч). Для г. Ростова-на-Дону мощность эквивалентной дозы гамма-излучения соответствует данным по Ростовской области (табл. 1).

Для городских (урбанизированных) территорий Ростовской области (рисунок 1, а) распределение мощности эквивалентной дозы гамма-излучения неоднородное. Имеют место как районы с гамма-фоном на уровне 0,09-0,15 мкЗв/ч, так и участки с фоном в пределах 0,22-0,29 мкЗв/ч. Подобное распределение мощности эквивалентной дозы гамма-излучения на урбанизированных территориях связано с неоднородностью застройки, чередованием парковых зон и загруженных автомобильных магистралей, а также с использованием различных строительных материалов при возведении зданий и объектов.

Республика Адыгея имеет крайне неоднородный и сложный рельеф с горными и равнинными участками. Радиоактивность данных территорий в значительной мере зависит от глубины залегания материнских пород, наличия проявлений урана и зон тектонических разломов .

На природных территориях измерения проводились в ущельях рек Белая и Сюк, в смешанных лесах, прилегающих к пойме реки Белая, и на луговых территориях, в том числе на плато Лаго-Наки. Радиационный фон на данных территориях также варьируется в значительных пределах (табл. 2). Дополнительные дозовые нагрузки могут вносить эманации радона и выходы гранитов на поверхность Земли. Коренные породы залегают неглубоко - от 20 см до 1 м и вследствие оползней и селей могут быть оголены.

На территории Республики Адыгея имеют место радиоактивные аномалии с повышенным гамма-фоном. Они могут быть как естественного происхождения, например, участки с проявлениями урана, так и искусственного, например, штольни и отвалы, а также некоторые источники водоснабжения, которые ведут забор воды из водоносных слоев, сформированных на радиоактивных пластах. В табл. 2 приведены сведения для аномалий, которые были обнаружены как на территориях населенных пунктов, так и на природных участках в экспедициях 2003 и 2010-2012 гг. Разброс значений мощности эквивалентной дозы крайне велик. Сами аномалии распределены неравномерно.

а б в

г д е

Диаграмма распределения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения урбанизированных территорий Ростовской области (а), природных территорий Ростовской области (б), урбанизированных территорий Краснодарского края (в), природных территорий Краснодарского края (г), урбанизированных территорий Республики Адыгея (д), природных территорий Республики Адыгея (е)

Распределение мощности эквивалентной дозы варьируется в широких пределах (табл. 2, рисунок д-е). Источниками высоких значений мощности эквивалентной дозы урбанизированных районов могут служить объекты питьевого водоснабжения (колодцы, колонки, скважины), строительные материалы, а также эманации радона. 222Rn хорошо растворим в воде, обладает высокой скоростью эманации с поверхности земли и может свободно выходить на поверхность по трещинам и разломам горных пород.

Выявленные в аномалиях значения МЭД свыше 1 мкЗв/ч делают их потенциально опасными для здоровья человека. Измеренные величины свидетельствуют о высокой вероятности превышения предельно допустимых значений законодательно нормируемых характеристик установленных в для радионуклидов. Длительное нахождение в таком месте может привести к получению заметной дозы облучения. Отдельную опасность представляет случайное попадание концентрированных количеств радионуклидов из областей аномалий в организм человека. Поиск, локализация и изоляция таких участков является важной задачей. Пешеходная гамма-съемка хоть и дает хорошее разрешение, но не в силах охватить большие территории, на которых могут присутствовать радиоактивные аномалии, как например, на территории Республики Адыгея. Кроме того необходимо проводить учет аномальных участков и устанавливать в местах их нахождения предупреждающие знаки.

Таблица 1

Мощность эквивалентной дозы гамма-излучения

Таблица 2

Гамма-фон территорий Республики Адыгея

Также в данной работе оценивалась годовая эффективная доза для населения . Расчет годовой эффективной дозы проводился, исходя из принципа, что фон в течение года стабилен и человек облучается равномерно.

Таблица 3

Оценка годовой эффективной дозы для урбанизированных и природных территорий Ростовской области

В целом на урбанизированных и природных территориях население получает примерно одинаковые дозы (табл. 3). Однако годовая эффективная доза, получаемая населением на урбанизированных и природных территориях горных районов, может значительно разниться. Аномальные участки могут вносить значительный вклад в индивидуальную дозовую нагрузку человека как за счет внутреннего, так и внешнего облучения.

Допустимые значения для эффективной дозы в условиях воздействия естественных радионуклидов, согласно , не устанавливаются. Но существуют ограничения по МЭД на участках застройки, на которых её значение не должно превышать мощности дозы на открытой местности более чем на 0,2 мкЗв/ч . Установлены нормы качества питьевой воды по радиационной безопасности в условиях воздействия как техногенных, так и природных радионуклидов .

Отметим, что в случае радиационной аварии, согласно , территории со значениями годовой эффективной дозы от 1 до 5 мЗв/г относятся к зонам радиационного контроля. При этом большинство исследуемых районов Северного Кавказа (табл. 3) относятся к территориям, в которых годовая эффективная доза гамма-излучения населения, обусловленная исключительно естественными радионуклидами также может составлять от 1 до 5 и даже более мЗв/г. Поэтому эти районы требуют организации радиоэкологического мониторинга.

Оценены мощности эквивалентных доз гамма-излучения природных и урбанизированных территорий (табл. 1, 2). Данные хорошо согласуются друг с другом и со среднемировыми значениями в интервале 0,1 мкЗв/ч.

На территории Республики Адыгея присутствуют радиоактивные аномалии. Определена годовая эффективная доза облучения населения природных и городских территорий для фоновых территорий и районов с радиоактивными аномалиями (табл. 3). Все исследованные участки относятся к зонам вмешательства, для которых требуется дозиметрический контроль объектов и территорий.

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (№ 14.А18.21.0633).

Рецензенты:

Вардуни Т.В., д.п.н., к.б.н., профессор, заведующая отделом экологических инноваций Научно-исследовательского института биологии, ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет», г. Ростов-на-Дону;

Симонович Е.И., д.б.н., старший научный сотрудник Научно-исследовательского института биологии, ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет», г. Ростов-на-Дону.

Работа поступила в редакцию 18.09.2013.

Библиографическая ссылка