83

Таблица 6.7 Годовая эквивалентная доза от естественных источников радиации

для различных органов человека, мЗв

	Облучение	Гонады	Красный костный	Эндост. клетки	Легкие
			мозг	костной ткани
	Внешнее	0.63	0.63	0.63	0.63
	Внутреннее	0.35	0.49	1.58	6.87
	Сумма	0.98	1.12	2.21	7.5

Отсюда также видно, что наибольшему облучению подвергаются легкие (в 7 раз выше, чем гонады и красный костный мозг). Это происхо-

дит от вдыхания радона. Следует учесть, что некоторые люди получают большие дозы внутреннего облучения. К ним, например, относятся люди,

питающиеся мясом северных оленей, для которых доза облучения увеличивается более чем в 100 – 1000 раз.

6.3. Искусственные источники радиации

Искусственная радиоактивность проявляется в результате промыш-

ленной, научной и военной деятельности человека. Рассмотрим наиболее значительные из них.

6.3.1. Тепловые электростанции

Большинство тепловых электростанций работает на каменном угле, годовое потребление которого во всем мире составляет несколько милли-

ардов тонн, причем 70 % угля сжигается в топках электростанций, 20 % – в коксовальных печах, 10 % тратится на отопление.

В каменном угле содержатся естественные радионуклиды, в том числе: 40 К – 50 Бк/кг (или 1.4 10-9 Ku/кг), 232Th и 238 U – по 20 Бк/кг

(5.4 10-10 Ku/кг). В последнем случае приводятся усредненные значения.

В золе угля содержание нуклидов возрастает на порядок. Рассеиваясь в атмосфере вместе с летучей фракцией золы, радионук-

лиды становятся источником дополнительного облучения. В районах рас-

положения ТЭС верхний слой почвы обогащен радионуклидами 232Th,

84

238 U , 226 Ra . Отмечено, что за последние 80 лет наблюдается 50-кратное

увеличение концентрации 226 Ra в промышленных центрах. Подсчеты показали, что средняя индивидуальная годовая доза облучения в районе рас-

положения ТЭС мощностью 1 млн кВт в зависимости от степени очистки выбросов золы изменяется в пределах (6 – 60) мкЗв, что составляет (0,3 – 3) %

дозы естественного фона. Представление о других источниках можно получить из табл. 6.8.

Таблица 6.8

Годовая коллективная эффективная эквивалентная доза, создаваемая естественными радионуклидами в различных областях производства

Область производства	Доза, чел-Зв
Сжигание угля:
на электростанциях	2000
в жилых домах	10000
Сжигание:
нефти на электростанциях	100
природного газа на электростанциях	3
Использование:
фосфатных удобрений	7000
фосфогипса в жилых домах	600000

6.3.2. Испытания ядерного оружия

С 1945 по 1980 годы в атмосфере было произведено 450 атомных и термоядерных взрывов. При этом 90 % мощности всех взрывов было реализовано в 1952 – 1962 годах.

В результате атомного взрыва возникает сложная смесь продуктов деления из 200 различных изотопов 36 различных химических элементов, пе-

риоды полураспада которых лежат в пределах от 1с (144 Xe) до 1.7 107 лет

(129 J ).

За время испытаний ядерного оружия в биосферу поступило сле-

дующее количество долгоживущих продуктов:

3H – 2.4 1020 Бк, 14C – 2.2 1027 Бк, 90Sr – 6 1017 Бк, 95Zr – 1.4 1020Бк, 106Ru – 1.2 1019Бк, 137Cs – 9.1 1017 Бк, 144Ce – 3 1019 Бк, 239Pu – 6.5 1015 Бк

85

Отметим, что трития, углерода и цезия поступило значительно боль-

ше, чем имеется в природе. Особая роль здесь принадлежит цезию-137. Рассмотрим его свойства подробнее.

Цезий 137Cs. Цезий – химический элемент 1 группы таблицы Мен-

делеева. Его относительная атомная масса 132.91; Z = 55.

Температура плавления 28.5 °С, плотность 1.873 г/см3. По ионному радиусу Cs ближе всего к таким щелочным металлам, как рубидий Rb и

калий К. Атомы Cs и Rb могут заменять атомы К в кристаллической решетке минералов калия и в биологических системах. Цезий Cs относится к группе редких элементов. В земной коре его содержание не превышает 7·10-4 массовых процентов. В очень незначительных количествах он со-

держится всюду, в том числе в продуктах питания животного и растительного происхождения, в теле человека (содержание его здесь 1.5 мг). Цезий имеет 35 изотопов с массовыми числами 114 – 148; из них 34 изотопа яв-

ляются -радиоактивными и распадаются, а лишь один стабилен. Среди

них наиболее примечателен 137 Cs с периодом полураспада Т = 30.17 лет. Природный Cs практически весь является продуктом спонтанного деления 238 U . За время существования Земли (~5∙109 лет) в земной коре

распалось около 35 млн тонн 238 U , в результате чего образовалось громадное количество радиоактивных продуктов деления. В земной коре установилось равновесие между распадающимися радионуклидами и вновь

рождающимися за счет распада 238 U .

За год, согласно оценкам геофизиков, во всей земной коре образуется такое количество продуктов деления, которое эквивалентно продуктам деления, возникающим при взрыве одной атомной бомбы небольшой мощности.

И все "земные" радионуклиды равномерно распределены по земной

коре. Расчеты показали, что равновесное содержание 137 Cs природного происхождения в земной коре составляет 60 ПБк, а в верхнем однометро-

вом слое земли содержится 0.8 ТБк 137Cs.

Как показали исследования, среднее содержание 137 Cs на территории бывшего СССР составляло 3.4 кБк/м2. На этом фоне наблюдались зна-

чительные всплески загрязнения по 137 Cs: наибольшие уровни загрязнения территории характерны для широтного пояса 50-60° северной широты; к северу и к югу от этого пояса уровень загрязнения уменьшался.

86

В1963 году, которому предшествовали весьма сильные испытания ядерного оружия, годовая эквивалентная доза внешнего облучения на открытой местности достигала 0.66 мЗв, что в 2 раза больше естественного радиационного фона на открытой местности.

Вэти годы резко возросло содержание радиоактивных нуклидов в продуктах питания. Динамика изменения их приведена в табл. 6.9 на при-

мере изотопа 137 Cs.

Таблица 6.9

Содержание 137 Cs, ( 10 12 ) Кu/кг (или Кu/л)

в некоторых продуктах питания в СССР в 1963 – 1973 гг.

Год	Хлеб	Говядина	Молоко	Рыба	Картофель	Капуста
	пшеничный			пресноводная
1963	250	290	210	90	63	55
1964	220	350	160	110	65	70
1965	175	250	73	900	68	57
1966	95	210	56	680	34	32
1967	53	136	38	604	25	23
1968	28	79	30	380	18	13
1969	19	44	20	143	16	12
1970	24	56	23	138	18	12
1971	25	56	27	139	15	9
1972	17	43	21	72	11	13
1973	15	28	18	76	11	10

6.3.3. Облучение в медицине

В настоящее время облучение населения в медицинских целях дает наибольший вклад в дозу облучения по сравнению с другими искусственными источниками излучения. В некоторых странах уровень облучения при медицинских процедурах достигает естественного радиационного фона. В первую очередь, речь идет о рентгенодиагностике. В различных странах число рентгенодиагностических обследований на 1000 человек колеблется от 300 до 900. В СССР в среднем на одного человека приходилась одна рентгенодиагностическая процедура. В табл. 6.10 приводится сравнение доз человека от различных источников облучения.