Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Радіобіологія фул вершин (передмовалесс, вступлесс етс. едишн)

.pdf
Скачиваний:
101
Добавлен:
07.03.2016
Размер:
5.97 Mб
Скачать

 

 

 

 

 

 

 

 

31

 

138La

 

1,12 · 1014

 

 

 

0,21

 

80

 

 

0,089

 

 

 

 

 

144Nd

23,9

2,4 · 1015

 

 

 

1,83

 

-

 

 

147Sm

15,1

1,05 · 1011

 

 

 

2,23

 

-

 

 

152Cd

0,20

1,1 · 1014

 

 

 

2,1

 

-

 

 

176Lu

2,60

2,2 · 1010

 

 

 

0,43

 

-

 

 

187Re

62,90

4,3 ·1010

 

 

 

0,003

 

-

 

 

190Rt

0,013

6,9 · 1011

 

 

 

3,18

 

-

 

Таблиця 2.2. Питома активність деяких природних радіоізотопів в лишайниках, деревині, м’язовій та кістковій тканині людини

 

 

 

Питома радіоактивність, Бк/кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Радіо-

 

 

 

 

 

 

М’язова тканина

 

Кісткова

 

 

 

Лишайники

 

Деревина

 

людини

 

 

тканина

 

 

ізотопи

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

людини

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14С

 

 

 

 

 

 

79

 

 

47

 

 

 

 

75

 

75

 

 

 

 

 

 

 

 

40K

 

 

 

 

 

 

320

 

 

46

 

 

 

 

20 – 260

 

30 - 750

 

 

 

 

 

 

 

87Rb

 

 

 

 

 

 

21

 

 

5

 

 

 

 

2 – 22

 

3 – 9

 

 

 

 

 

 

 

210Pb

 

 

 

 

 

 

0,3 – 1,0

 

 

0,5 – 2,5

 

 

 

 

240 – 2600

 

11 – 40

 

 

 

 

 

 

 

210Po

 

 

 

 

 

 

0,1 – 2,0

 

 

1,4

 

 

 

 

56 – 110

 

8 – 12

 

 

 

 

 

 

 

226Ra

 

 

 

 

 

 

0,04

 

 

0,75

 

 

 

 

0,5

 

7

 

 

 

 

 

 

 

 

228Th

 

 

 

 

 

 

 

 

0,33

 

 

 

 

0,25

 

 

 

 

 

 

 

 

232Th

 

 

 

 

 

 

0,05

 

 

0,04 – 1,0

 

 

 

 

0,4 – 1,0

 

0,6 – 5,0

 

 

 

 

 

 

 

238U

 

 

 

 

 

 

0,36

 

 

0,12

 

 

 

 

1 – 3

 

0,06 –0,50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблиця 2.3. Питома активність радіоізотопів 40К та 226Ra в деяких харчових

продуктах

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продукти харчування

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Питома радіоактивність, Бк/кг

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

40К

 

 

226Ra

 

 

 

Пшениця

 

 

148,0

0,074 – 0,96

 

 

 

Картопля

 

 

129,5

0,022 – 0,044

 

 

 

 

Горох

 

 

273,8

 

0,29 – 0,74

 

 

 

 

 

32

 

Яловичина

 

0,29

– 0,74

 

 

85,1

 

 

Свинина

33,3

 

-

 

 

Риба

77,7

0,015

– 0,027

 

 

Молоко

44,4

0,001

– 0,010

 

 

Масло вершкове

3,7

0,007

– 0,011

 

Уран широко розповсюджений в природі. Він входить до складу мінералів і утворює родовища. Вміст урану в гірських породах коливається в залежності від походження в межах 2·10-7 – 2,5·10-5 кг/кг породи. Найвища концентрація урану спостерігається в кислих магматичних породах, а також дещо в меншій кількості в фосфатних рудах.

Цей хімічний елемент у складі певних форм доступний для живих організмів. Так, в ґрунтових розчинах і воді він може бути в 4- та 6-валентних формах, існувати

у вигляді іону уранілу (UO 2 ), який здатний утворювати комплексні сполуки зі залишками неорганічних і органічних кислот (SO 24 , CL-, F-, NO 3 , CO 32 , CH3COO- та

ін.), входити до колоїдних систем гідрооксидів тощо. Середні значення коефіцієнтів накопичення урану в рослинах становлять (0,01 – 60) 10-3 .Всмоктування в шлунково-кишковому тракті 0,01 – 0,001% від загальної кількості (див. підрозділ 5.7.).

Торій – це інертний газ, продукти розпаду якого – тверді радіоактивні речовини. Вміст радіоізотопів торію в мінералі торіаніті складає від 45 до 88%, в торіті - до 62%. Середній вміст торію в річній воді 8,1 10-4 Бк/л, що майже в 10 разів менше ніж урану і в 100 разів менше ніж 40К. Оксид торію входить як домішка до фосфатних мінералів рідкоземельних хімічних елементів – монацитів. В монацитових пісках масова частка торію оксиду може досягати 10%.

Радій є продуктом розпаду урану і торію. Найвагомішим серед цих радіоізотопів радію є 226Ra. Питома активність більшості порід і руд для 226Ra становить 7,4 10-3 – 7,4 10-2 Бк/кг, поверхневих вод – 3,7 10-3 – 1,9 10-2 Бк/л, підземних вод може бути до 1 Бк/л і більше. Вміст 226Ra, який оцінено за радіоактивністю, в лишайниках, деревині, деяких тканинах людини наведено в табл. 2.2., а в харчових продуктах – в

табл. 2.3.

За хімічними властивостями радій близький до кальцію, тому його поведінка подібна кальцію в грунтах та особливості мінерального обміну в живих організмах.

Радіоізотоп 226Ra є попередником радону - 222Rn, який є одним з основних дозоутворюючих природних радіоізотопів. Розглянемо його характеристики докладніше.

Родон – це безбарвний, без запаху і смаку хімічно інертний газ, який у 7,5 разів важчий, ніж повітря. Еквівалентна доза від родону і продуктів його розпаду для населення становить майже 55% загальної дози від усіх природних джерел (див. табл.

2.5).

У природі основним дозоутворюваючим радіоізотопом родону є 222Rn (чи просто родон) з t1/2 = 3,83 доби, який є продуктом розпаду 238U. Існують також радіоізотопи

218Rn (t1/2 = 0,035c), 219Rn (t1/2 = 3,9c) і 220Rn (t1/2 = 54,5c). Кількість 222Rn майже у 20

разів більша ніж 220Rn, який є продуктом розпаду 232Th. Ще менше 219Rn, який є продуктом розпаду 235U, оскільки в уранових рудах вміст 235U становить в середньому

0,007% від 238U (родоначальника родини, з якої утворюється 222Rn). Значно менша у

33

порівнянні з 222Rn і кількість 218Rn. Тому, коли говорять про родон, мають на увазі

222Rn.

Радіоактивні перетворення 222Rn та продуктів його розпаду є фрагментом ланцюга розпаду 238U (рис. 2.1). Особливо небезпечними для здоров’я людини є - випромінюючі продукти розпаду 222Rn – радіоізотопи полонію (214Po, 218Po), вісмуту (214Ві) та свинцю (214Pb). При їх сорбції водою і частинками пилу у повітрі утворюються аерозолі. Вони з повітрям можуть потрапляти у бронхи і легені, діяти на епітеліальні клітини цих органів як джерело -випромінювання.

Підвищений вміст родону у породах, які містять граніт, фосфорит та ін., обумовлений збільшеною кількістю в них урану і торію. У радіаційному відношенні “нормальними” прийнять вважати породи, в яких вміст урану в торію не перевищує 2,5 г/т (в геохімії 2,5 кларки). В Україні до регіонів з підвищеним вмістом урану і торію (до 100 г/т і більше) належить Кіровоградсько - Житомирський регіон, який розміщений на Українському кристалічному щиті.

На ділянках з підвищеною сейсмічною активностю, а також при існуванні геологічних розломів, зон утворення гравію, вивітрювання грунту тощо, еманація родону найвища.

Щорічно внаслідок розпалу радію в грунті, підгрунтових водах та океані утворюється (за активністю) відповідно родону 7,4 1019Бк, 18,5 1018Бк і 11,1

1017Бк.

Основну частину дози опромінення від родону люди отримують при перебуванні в закритому і непровітрюваному приміщенні, в яких концентрація родону в 4-6 разів вища, ніж атмосферному повітрі, а активність родону становить 4-25 Бк/м3 (середньоглобальна 10 Бк/м3). Оскільки родон, як вже відмічалося, у 7,5 разів важчий за повітря, то в приміщеннях основна його кількість зосереджена в підвалах та погребах, де концентрація родону в 8-25 разів вища, ніж в атмосферному повітрі (за відсутності природної або проточно-витяжної вентиляції). Усередину приміщень родон надходить в результаті просочування через фундамент і підлогу з грунту або вивільнення з матеріалів, які використано для забудови (табл. 2.4.).

Таблиця 2.4. Джерела випромінювання родону в жилих приміщеннях

Джерело родону

Інтенсивність виділення

Об’ємна

 

родону, Бк/год м3

радіоактивність

 

 

родону у повітрі,

 

 

Бк/м3

Грунт

0,5 - 200

0,5 - 500

Будматеріали:

 

 

деревина

0,05 – 1

0,03 – 2

бетон, цегла

1 - 50

0,7 - 100

Зовнішнє повітря , що

 

 

надходить при

0,3 - 15

1 - 10

вентиляції

 

 

Водопровідна вода,

0,01 - 10

0,01 - 10

природний газ

 

 

34

Примітка: розрахунки ґрунтуються на припущенні, що повітря в жилих приміщеннях вентилюється зі швидкістю 0,7 об’єму/год

Слід відмітити, що серед будівельних матеріалів – граніт, туф і пемза мають значно вищу питому радіоактивність щодо родону, ніж цегла і бетон.

та

3

Об’ємна активність радону

його продуктів у повітрі, Бк

5500

3520

2740

2070

1890

1040

850

148

Душ увімкнено

Душ вимкнуто

 

2770

0 2

4

22

32

Рис. 2.1. Зміни об’ємної активності радону у повітрі ванної кімнати під час користування душем (за зб.: Радиация. Дозы, эффекты, риск. – М., 1988)

В житлові будинки до 20% родону надходить з водопровідною водою. Справа в тому, що уран, який є джерелом радію і відповідно родону, здатний утворювати іони

уранілу (UO 2 ) у грунтових розчинах і природних водах. Ця сполука може, в свою

чергу, утворювати, як вже відмічалося, водорозчинні комплексні сполуки з неорганічними чи органічними кислотами. Концентрація родону в звичайній воді, як правило, низька. Але вода з деякий джерел, особливо глибоких криниць чи артезіанських свердловин, містить значно підвищенні рівні родону. За деяких геотермальних умов відбувається значне збагачення ґрунтових вод родоном. Таким водам, що називаються родоновими, притаманні певні цілющі властивості (див. підрозділ 2.3.).

Як не дивно на перший погляд, головну небезпеку становить не питна вода, навіть при високому вмісті в ній родону. Звичайно людина одержує основну частину води в складі їжі у вигляді гарячих страв, чаю, кави тощо. При кип’ятінні води родон значною мірою видаляється. Тому набагато небезпечнішим є надходження у бронхи та легені водяної пари з високим вмістом родону із вдиханням повітря. Найчастіше це відбувається у ванних кімнатах під час користування душем, прання білизни тощо.

Одним з джерел родону у житлових приміщеннях є продукти згорання природного газу, при користуванні газовими плитами та вугілля і торфу, при користуванні звичайними пічками.

Об’ємна активність радону у повітрі, Бк/м3

35

500

250

6

12

18

24

30

Час,

 

 

 

 

 

год

Двері

 

 

Двері

Вікно

 

зачиняються

 

відчиняються

відчиняється

 

 

 

 

(на 5 год)

Рис. 2.2. Зміни активності радону у приміщенні завдяки вентиляції (за зб.: Радиация. Дозы, эффекты, риск. – М., 1988)

При визначенні небезпечного рівня родону в житлових приміщеннях користуються поняттям рівноважної об’ємної активності родону. Це об’ємна (в

одиниці об’єму) активність такої кількості 222Rn, яка в кінетичній рівновазі зі своїми короткоіснуючими радіоактивними продуктами розпаду створила б потенційну енергію -випромінювання, що дорівнює енергії, фактично випромінюваній нерівномірною сумішшю цих радіоізотопів у повітрі певного приміщення. В свою чергу, потенційна енергія - випромінювання родону – це сумарна енергія - променів,

які випромінюються в процесі розпаду 222Rn, 210Pb. Одиницею виміру рівноважної еквівалентної об’ємної активності родону за Міжнародною системою одиниць є Бк/м3.

В Україні введені нормативи, за якими середньорічна рівноважна еквівалентна об’ємна активність родону в повітрі новозбудованих будинків і споруд з постійним перебуванням людей не повинна перевищувати 50 Бк/м3, а в старих 100 Бк/м3. Якщо вона перевищує 100 Бк/м3 і її неможливо знизити, то час перебування людей у таких будинках повинен бути обмеженим.

Як вже відмічалося, 226Ra, який є попередником 222Rn, подібний кальцію. Тому він може брати участь у мінеральному живленні рослин та разом з розчинними сполуками із грунту потрапляти в рослини, в тому числі сільськогосподарські. В цьому випадку утворений родон при споживанні таких рослинних продуктів у їжу може потрапляти в організм людини.

200 мкЗв

(4%)

200 мкЗв

(4%)

200 мкЗв

(4%)

200 мкЗв

(4%)

200 мкЗв

(4%)

200 мкЗв

(4%)

36

Внутрішнє бета-

Некерована компонента

Природний

опромінення

 

Космічне

 

випромінювання

 

гамма-фон

 

235, 238U, 228Ra,

Керована компонента

222Rn у воді

Радіоактивність

 

будматеріалів

 

222Rn у повітрі

 

житлових приміщень

 

Рис. 2.3. Діаграма колективних еквівалентних доз випромінювання для населення від джерел природного походження (за І.П.Лосем та ін. 1996)

Слід відмітити, що оскільки родон важчий за повітря (у 7,5 разів), то значна його кількість здатна накопичуватися у шахтах, особливо у вугільних, так як вугілля містить підвищені рівні урану.

Основний шлях надходження родону до організму людини - це інгаляційний. Другорядними шляхами є надходження з водою в шлунково-кишковий тракт та через шкіру за прийняття родонових ванн. За інгаляції родон відносно рівномірно розподіляється у всьому тілі, за виключенням наднирників і кісток. За споживання питної води, яка містить родон, він переважно накопичується у шлунково-кишковому тракті, жировій тканині і мозку. Доза опромінення, обумовлена родоном, складає приблизно 1% дози, яка створюється продуктами його розпаду.

Незалежно від шляху надходження, основна частина родону виводиться через легені (до 90% загальної кількості при інгаляції, 60% - після купання), а також через шкіру (близько 40% після купання) і з сечею (0,1 – 0,25%). Приблизно 90% родону виводиться із організму людини за 1 год, а повністю – через 6 – 7 год.

Одним із заходів профілактики опромінення від родону в житлових і виробничих приміщеннях – їх вентиляція (в тому числі відкривання дверей і вікон). Необхідно враховувати, що надмірна примусова вентиляція, особливо на нижніх поверхах будівель, може зменшити тиск повітря у приміщенні на стільки, що відбувається ефект всмоктування родону з підвалу всередину будинку. Тому доцільно використовувати спеціальні інженерні методи, такі як вентиляція фундаменту і простору під підлогою, відкачування родону з під будинку за допомогою спеціальних дренажних пристроїв тощо.

Рекомендується земляний підпіл залити бетоном товщиною 10-12 см, а вхід у підвал обладнати із зовнішнього боку будинку. Щілини у фундаменті і підлозі доцільно зашпарувати, додатково покрити підлогу і стіни матеріалами, які перешкоджають видаленню родону в повітря приміщень (олійні ті емульсійні фарби, шпалери на полімерній основі тощо). Перспективним є використання родоноуловлювачів з

37

використанням спеціальних фільтрів (на основі іонообмінних смол, активованого вугілля тощо) для поглинання родону та продуктів його розпаду.

Космогенні радіоізотопи. Внаслідок взаємодії космічних променів з ядрами хімічних елементів земного походження утворюються космогенні радіоізотопи. Найбільша їх кількість утворюється в атмосфері, а також у верхніх шарах грунту, оскільки космічні промені інтенсивно поглинаються земною корою. Характеристика деяких з них наведено в табл. 2.5.

Таблиця 2.5. Характеристика деяких космогенних природних радіоізотопів

Радіоізотоп

Період

Концентрація

Основ

Максима

и

напіврозпаду

в тропосфері,

ний

льна

 

 

Бк/кг

тип

енергія,

 

 

 

випро

МеВ.

 

 

 

мінюв

 

 

 

 

ання

 

3H

12 років

1,2 10-3

 

0,018

7Be

53 доби

1,0 10-2

 

0,477

10Be

1,6 106 років

1,2 10-9

 

0,555

14C

5730 років

1,3 10-1

 

0,156

22Na

2,6 років

1,0 10-6

 

0,545

 

 

 

 

1,280

32P

14,3 доби

2,3 10-4

 

1,71

33P

24 доби

1,6 10-4

 

0,246

35S

87,2

1,3 10-4

 

0,167

34CL

3,1 105 років

2,5 10-10

 

0,714

Серед наведених у табл. 2.5 радіоізотопів найвагомішими дозоутворювачами є 3Н і 14С. Трітій (3Н) утворюється в результаті ядерної реакції космогенних нейтронів

( 01 n) з ядрами радіоізотопу нітрогена (14N):

14N + 01 n 12C + 3H

Космогенний радіоізотоп карбона 14С утворюється у верхніх шарах атмосфери в результаті ядерної реакції космогенних нейтронів теж з ядрами радіоізотопу нітрогена (14N):

14N + 01 n 11 p + 14C

Швидкість утворення космогенного 3Н в атмосфері становить 0,25, а 14С – 2,3 атомів/с см3. Активність (запаси) на Землі космогенного 3Н становлять 1,26 1018 Бк,

а 14С – 1,11 1019 Бк.

Природні радіоізотопи, пов’язані з діяльністю людини. Наслідком діяльності людини рівень природних радіоізотопів в навколишньому середовищі підвищується. До основних таких джерел відносяться: підприємства по виробництву радіоізотопів; мінеральні добрива, будівельні матеріали; стічні води рудників, підприємств по

38

збагаченню урану та ін.; газоерозольні викиди в атмосферу продуктів спалювання викопного палива; продукти спалювання тютюну, які забруднюють повітря приміщень, тощо.

Серед мінеральних добрив найбільша кількість природних радіоізотопів міститься у фосфатних добривах, де радіоізотопи представлені родинами урану і торію (рис. 2.1). Концентрація радіоізотопів у фосфатних добривах залежить від місця добування руди і процесу переробки. Середня питома активність 238U у фосфатних добривах може досягати 2000 Бк/кг, а 226Ra і продуктів його розпаду – 370 Бк/кг. Дози, зумовлені радіоізотопами родини 232Th і 40K (за винятком калійних добрив) значно менші.

Радіоізотопи, які містяться в мінеральних добривах, можуть негативно впливати на людину, надходячи в організм переважно з продуктами харчування і питною водою (внаслідок потрапляння з удобрюваної території у водоймища питної води). Особи, які займаються виготовленням добрив, їх транспортуванням, зберіганням і використанням можуть вдихати радіоізотопи з повітрям. У складських приміщеннях, для зберігання фосфатних добрив, потужність дози іноді досягає 5 10-4 Гр/год, що потребує вжиття відповідних профілактичних заходів.

Використання деяких будівельних матеріалів з підвищеною концентрацією радіоізотопів (40K, 222Rn, 226Ra, 232Th, 230Th та ін.) може бути додатковим джерелом опромінення людини. Рівні радіоактивності різних будівельних матеріалів коливаються в широких межах. Так, найбільшу середню питому радіоактивність мають такі будівельні матеріали: граніт, туф, цегла червона – до 1400 Бк/кг, глина – до 1150 Бк/кг, бетон - до 900 Бк/кг, цемент – до 700 Бк/кг, пісок – до 440 Бк/кг, цегла силікатна – до 370 Бк/кг.

Будівельні матеріали – це не тільки джерело додаткового опромінення, але і захист від зовнішнього випромінювання. Якщо щільність будівельного матеріалу дорівнює 1,6 г/см3, то стінка завтовшки 50см практично поглинає все зовнішнє фонове випромінювання, а завтовшки 10см - знижує потужність дози зовнішнього фонового випромінювання вдвічі.

Для більшості населення (99%) потужність дози опромінення всередині приміщень становить 2 · 10-8 - 9 · 10-8 Гр/год.

Одним із факторів забруднення навколишнього середовища природними радіоізотопами є стічні води підприємств по виробництву радіоізотопів, переробки уранових руд, а також деякі підприємства металургії (особливо кольорової) і вугільної промисловості.

На підприємствах гірничодобувної промисловості в шахтних водах (підземні води, що їх видаляють на поверхню) міститься переважно уран, радій і продукти їх розпаду. При збагаченні руд на металургійних підприємствах у водних відходах залишається, в основному 226Ra і 210Po. Надходження великої кількості стічних вод цих підприємств, а особливо рідких відходів заводів по збагаченню урану, негативно позначається на санітарно-гігієнічному стані водних басейнів. Тому тут організовано замкнуті цикли використання води з додержанням заходів, що запобігають проникненню вод з підвищеним вмістом радіоізотопів у відкриті водойми і водоносні горизонти.

Радіоізотопи містяться в усіх гірських породах, в тому числі у викопному паливі (кам’яному вугіллі, торфі, сланцях, нафті, природному газі). Продукти спалювання

39

палива, особливо твердого, забруднюють довкілля і здатні потрапляти в біоту, в тому числі організм людини. Основним фактором в цьому плані є 226Ra. Питома радіоактивність цього радіоізотопу у різних видах кам’яного вугілля варіює у широких межах - 10 – 100 Бк/кг. Так, теплова електростанція (ТЕС) потужністю 1000 ? МВт внаслідок спалювання вугілля середньому викидає з попелом 7,4·1010 Бк/рік 226Ra, з яких приблизно1·108 Бк/рік надходить в атмосферу. Загальна площа території, яка забруднюється радіоізотопами і прилягає до такої ТЕС, становить біля 10 км2, а в деяких випадках і більше.

На відміну від твердих і рідких видів викопного палива природний газ містить переважно 222Rn і продукти його розпаду. Питома активність 222Rn у природному газі залежить від родовища і варіює в широких межах – 740 – 3700 Бк/м3. При переробці та зберіганні природного газу вміст 222Rn у ньому помітно знижується.

Для того, щоб зменшити рівень забруднення довкілля відходами ТЕС, використовують спеціальні технологічні процеси, що сприяють зниженню кількості викидів шкідливих речовин в атмосферу.

Додатковими джерелами радіоізотопів, серед яких продукти розпаду урану і торію, особливо 222Rn, крім ТЕС на викопному паливі, є геотермальні електростанції. Внаслідок викиду геотермальних вод на поверхню, ці радіоізотопи можуть потрапити в грунт, водойми, а леткі – в атмосферу.

КОСМІЧНЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ. Потоки високоенергетичних частинок, що надходять до Землю з космічного простору складають космічне випромінювання.

В Сонячну систему космічне випромінювання потрапляє, в основному, з міжзоряного простору нашої галактики (Чумацький шлях). Тому ця частка космічного випромінювання називається галактичним випромінюванням (див. підрозділ 2.3.). Воно складається, в основному, з високоенергетичних частинок – протонів (приблизно 85%), α-частинок (12-13%), швидких ядер хімічних елементів О, С, Mg, Si, Ne та ін. (1-2%). Інтенсивність потоку інших частинок та γ-квантів у цьому випромінюванні значно менша. Галактичне випромінювання містить високоенергетичні частинки – їх енергія може досягати 1021еВ. Загальна потужність галактичного випромінювання, яке надходить на Землю, приблизно 1,5 ГВт.

Певну частку космічного випромінювання складає сонячне випромінювання. Воно складається з рентгенівських променів, ультрафіолетового випромінювання, протонів, нейтронів, α-частинок, електронів, швидких ядер легких елементів. Сонячне випромінювання містить частинки з помірною енергією (≤ 1010еВ), сумарна потужність яких складає приблизно 1,4 МВт/м2 (поза атмосферою Землі). Частота його появи корегує з рівнем сонячної активності: в роки максимуму цієї активності реєструється приблизно 10 спалахів за рік, а в роки мінімуму – 1 або жодного. Сонячна активність має максимум з періодом приблизно 11 років.

Внаслідок взаємодії галактичного і сонячного випромінювання з геомагнітним полем навколо земної кулі утворюються радіаційні пояси – області, які заповнені зарядженими космічними частинками, захопленими магнітним полем Землі. Вони в перерізі мають тероідальну форму. Розрізняють два таких пояси – зовнішній і внутрішній. Ці пояси розповсюджуються на відстань 1,2 – 8 земних радіуса від екватора. Внутрішній радіаційний пояс розміщений між 300 і 600 на північ і південь від екватору, а зовнішній в області більш менших широт. Для зовнішнього радіаційного полюсу Землі характерні, в основному електрони з енергією 40-100 КеВ

40

та менша частка також протонів. Внутрішній радіаційний пояс Землі містить високоенергетичні протони (20 – 800 МеВ) та електрони (7 МеВ).

Космічне випромінювання, яке діє на земні об’єкти безперервно надходить на Землю. Його поділяють на первинне космічне випромінювання, яке домінує на значних висотах (20 – 30км), і вторинне космічне випромінювання, яке властиве меншим висотам (див. підрозділ 2.3.).

Первинне космічне випромінювання (протони, -частинки, нейтрони, швидкі ядра хімічних елементів), яке надходить безпосередньо з космосу, досягаючи тропосфери і атмосфери Землі, взаємодіє з ядрами атомів існуючих там газів, створюючи при цьому велику кількість вторинних заряджених часток (космогенних) – протонів, електронів, позитронів, -, - і К-мезонів, а також -квантів. Мезони як нестабільні елементарні частинки перетворюються на більш стійкі – електрони, позитрони, -кванти. Позитрони при зіткненні з електронами анігілюють з утворенням -квантів.

Біля поверхні Землі виникле вторинне космічне випромінювання майже постійне, не високої густини енергії (приблизно 1 еВ/см3). Оскільки магнітне поле Землі впливає на розподіл космічного випромінювання, то його інтенсивність дещо вища біля полюсів, ніж на екваторі. Крім того, його інтенсивність суттєво залежить від висоти поверхні Землі над рівнем моря (подвоюється з підвищенням висоти на

1500м).

Як вже відмічалося, взаємодія високоенергетичного космічного випромінювання з атомами газів атмосфери (переважно гідрогену, нітрогену і оксигену) приводить до утворення космогенних радіоізотопів.

За даними Наукового комітету по дії атомної радіації ООН поглинна доза в тканинах людини, яка зумовлена космічним випромінюванням на рівні моря становить в середньому 2,8 10-4 Гр/рік.

В зв’язку з тим, що рівень космічного випромінювання збільшується з висотою над поверхнею Землі, то авіапасажири можуть зазнавати додаткову дію іонізуючої радіації. Потужність дози для авіапасажирів в значній мірі залежить від висоти польоту і в меншій від географічної широти. Так, наприклад, на висоті 4 км середня потужність поглинної дози дорівнює 1,4 10-7 Гр/год, а висоті 10 км – 1,75 10-6 Гр/год. Незважаючи на те, що потужність дози при польоті на понадзвуковому літаку приблизно в два рази більша, ніж при польоті на літаку з дозвуковою швидкістю, при перельоті на одну і ту ж відстань на понадзвукових літаках доза складає приблизно 70% дози, яку отримують авіапасажири при перельотах на дозвукових літаках. Це відбувається внаслідок меншого часу польоту.

При космічних польотах космонавти можуть підпадати під дію первинного галактичного, сонячного і радіаційних поясів Землі випромінювання. Встановлено, що максимальне значення потужності поглинної дози при пересіканні внутрішнього і зовнішнього радіаційних поясів складає відповідно 0,22 і 0,054 Гр/год. Під час інтенсивних спалахів на Сонці поглинна доза може різко зрости і, в залежності від щільності захисного матеріалу змінюватися, від одиниць Грей за годину, до десятих часток Грей за годину, відповідно, для захисного матеріалу з питомою щільністю 1 і 5 г/см3.

УЛЬТРАФІОЛЕТОВЕ ВИПРОМІНЮВАННЯ СОНЦЯ І ОЗОНОСФЕРА ЗЕМЛІ.

Основним джерелом ультрафіолетового випромінювання є Сонце. Також його