1.3. Радиационный фон

Различают просто фон - мощность экспозиционной дозы ионизирующего излучения в данном месте и в данное время и естественный радиационный фон - мощность экспозиционной дозы ионизирующего излучения, создаваемая рассеянной радиоактивностью земной коры и проникающим космическим излучением, т.е. всеми природными источниками ионизирующего излучения.

Уровень радиационного фона позволяет оценить радиационную обстановку во время измерения ионизации за определенный интервал времени, мощность экспозиционной дозы, выражающуюся в микрорентгенах/час (мкР/ч).

1) Естественный радиационный фон создаётся ионизирующим излучением природных источников земного и космического происхождения, существующий везде и всюду, как кислород в воздухе. Слабая (фоновая) радиация окружает нас повсеместно с древнейших времен (табл. .1).

Космические лучи (открыты в 1912 г. австрийским физиком В. Гессом) состоят на 92% из быстрых протонов, на 7% - из ядер гелия (α-частиц) и на 1% - из ядер лития, бериллия, азота, углерода, кислорода, фтора и др. Это первичное космическое излучение. В результате взаимодействия последнего с атомами и молекулами атмосферы образуется вторичное космическое излучение, состоящее, в основном, из электронов, нейтронов, мезонов и γ-квантов. До поверхности земли долетают μ-мезоны и (в меньшей степени) нейтроны. Они и являются источником облучения всего живого на Земле.

Таблица 1

Среднегодовые эффективные эквивалентные дозы облучения человека за счёт всех источников излучения в (в мкЗв)

Радиационный фон	Доза облучения человека, мкЗв
Естественный радиационный фон - соответствует мощности экспозиционной дозы в 20-25 мкР/час.	2250
Технологически изменённый естественный радиационный фон:
- естественные радионуклиды в стройматериалах, воздухе помещений;	1400
- минеральные удобрения;	0,15
- угольные электростанции.	2,0
Искусственный радиационный фон:
- АЭС;	0,17
- испытания ядерного оружия;	25
- медицинская диагностика и лечение.	1400
Суммарная доза облучения от всех источников - (или 5,09 мЗв или 509 мбэр).	5090

В результате взаимодействия космических лучей с атомами и молекулами атмосферы, литосферы и биосферы постоянно образуются космогенные радионуклиды. Из 20 известных космогенных радионуклидов наиболее значимыми являются углерод-14 (¹⁴С - Т_½ 5730 лет) и тритий (³Н – Т_1/2 12,35 лет), как изотопы основных биогенных элементов. Поток космических лучей у поверхности земли равен примерно 1 частица/см² в одну секунду. Они облучают человека в дозе 300 микрозиверт (мкЗв) в год.

Земное излучение создаётся радионуклидами, находящимися в грунте (граниты, глинозёмы, песчаники, известняки), воздухе, воде, продовольствии и теле человека или животных. Из не распавшихся к настоящему времени сохранились 23 радионуклида, сроки жизни которых сопоставимы с возрастом Земли. Этими радионуклидами являются: долгоживущие (изотопы семейства урана-238, период полураспада (Т_½) - 4,47 10⁹ лет; урана-235, Т_½ - 7,04 10⁸ лет; тория-232, Т_½ - 1,41 10¹⁰ лет). К ним относятся и короткоживущие (изотопы радия и радона - Т_½ от 3,92 с до 14,8 суток), а также долгоживущие одиночные радионуклиды, не образующие семейств (калий-40, Т_½ - 1,28 10⁹ лет; рубидий-87, Т_½ - 4,7 10¹⁰ лет). Последние изотопы являются одними из главных источников природной радиации, от которых нет способа избавиться.

По мере распада перечисленных выше радионуклидов образуются ещё 40 радиоизотопов. Принято считать, что поверхностная активность природных радионуклидов (калий-40 + 14 радионуклидов семейства урана-238 + 10 нуклидов семейства тория-232) составляет 1777–6500 кБк/м². Основными видами ионизирующего излучения земного происхождения являются γ- , β- и α-излучения. Земные источники ответственны в среднем за 5/6 годовой эффективной эквивалентной дозы (300-600 мкЗв в год), получаемой человеком, в основном, вследствие внутреннего облучения (табл. 2).

Относительную степень радиационной безопасности населения характеризуют следующие значения эффективных доз от природных источников излучения:

• менее 2 мЗв/год - облучение не превышает средних значений доз для населения страны от природных источников излучения;

• от 2 до 5 мЗв/год - повышенное облучение;

• более 5 мЗв/год - высокое облучение.

Таблица 2