45. Радон и уровни облучения населения радоном. Оп­ти­мизация дозовых нагрузок, создаваемых радоном.

Радон - это бесцветный, невидимый, не имеющий вкуса и запаха инертный газ, примерно в 7,5 раза тяжелее воз­духа; об­разуется в процессе радиоактивного распада радио­нуклидов урановых и ториевого рядов. Существует три есте­ственных (природных) изотопа радона:

- радон-222 (Т_1/2 - 3,8 дня; ряд распада U -238),

- Rn-220 или торон (Т_1/2 - 55 секунд; ряд распада Th-232),

- Rn-219 или актинон (Т_1/2 -4 секунды; ряд распада U-235).

Все изотопы радона являются альфа-излучателями; даль­нейший распад их дочерних продуктов сопровождается испуска­нием альфа- и бета-частиц. Большая часть радона и торона фи­зически связана с материалом, в котором нахо­дятся их предше­ственники. Однако некоторая часть может диффундировать от места образования в другую среду. Из-за относительно боль­шого периода полураспада радон-222 может диффундировать на большие расстояния (в пределах нескольких метров). Миграция актинона ограничивается не­сколькими миллиметрами и обычно он не достигает поверх­ности материала. Небольшая часть то­рона может выделяться и мигрировать в пределах нескольких сантиметров. Поэтому, за исключением богатых торием мест, концентрации ра­дона-219 и 220 пренебрежимо малы, по сравнению с радоном-222.

Основные источники радона: грунт, строительные мате­риалы, грунтовые воды, природный газ, уголь, рудники, от­валы, образующиеся при добыче фосфорных удобрений, растения, геотермальные электростанции, предприятия ядерного топлив­ного цикла. Главный источник поступления радона в атмосферу - почва и грунтовые породы.

Средние конц-ии радона в почвенном воздухе на не­сколько порядков выше его конц-ий в атмосферном воз­духе, вследствие чего происходит постоянное выделение почвенного радона в ат­мосферу путем диффузии. После вы­хода газа в окружающую водную или воздушную среду дальнейшее перемещение проис­ходит за счет диффузии, конвекции и геомеханических сил.

Факторы, влияющие на процесс попадания радона в воздух из почвы: а) снижающие интенсивность эксгаляции ра­дона: дождь, снег, мороз, повыш. атмосферного давле­ния (по­этому в почве радона больше зимой и в периоды до­ждей)

б) усиливающие интенсивность эксгаляции радона: повы­шение температуры, увеличение скорости ветра

Перенос и рассеяние радона в воздухе зависят от:

а) вертикального градиента температур

б) направления и силы ветра

в) турбулентности воздуха.

В результате процессов температурной конвекции и дейст­вия ветров в атмосфере происходит турбулентная диффузия, эффективно рассеивающая радон. Суточный максимум конц-и наблюдается в ночные часы, когда атмосфера наименее под­вижна, а минимум наблюдается днем, когда вертикаль­ное сме­шивание благодаря турбулентной диффузии макси­мально. На высоте нескольких метров от земли конц-я Rn падает уже в де­сятки раз.

С геологической точки зрения более 40 % территории РБ являются потенциально радоноопасными.

Наиболее потенциально радоноопасные терри­то­рии:

а) на юге - зоны, связанные с Микашевичско-Житкович­ским горстом и выступами Украинского кристалличе­ского щита

б) на западе республики - территория, связанная с Бе­лорус­ским кристаллическим массивом.

Содержание радона в почвенном воздухе зон активных раз­ломов возрастает до 15,0-20,0 кБк/м³ (при среднефоно­вых кон­центрациях около 1,0 кБк/м³). В г. Минске эти раз­ломы соз­дают серьезную опасность радонового загрязнения воздуха жи­лых и производственных помещений.

Обычная концентрация радона в домах 30 Бк/м³, в от­дель­ных случаях она достигает в воздухе жилых помещений 400 Бк/м³ (напр Дзержинский р-н). Инди­видуальные дозы облучения легких при этом могут дос­тигать 20-30 мЗв/год.

Радон и продукты его распада появляются внутри поме­ще­ний вследствие их эксгаляции из стен, потолков, полов. Более радиоактивные материалы: фосфогипс, газобетон с квасцовым глинистым сланцем и отвалы урановых рудников, материалы с низкой активностью: дерево, природный гипс, песок и гравий.

В новых помещениях среднегодовая эквивалентная рав­но­весная концентрация Rn должна быть не выше 70 Бк/м³.

В РБ в соответствии с НРБ-2000 предусмотрено:

- при проектировании новых зданий жилищного и обще­ст­венного назначения среднегодовая эквивалентная равно­весная объемная активность дочерних продуктов радона и торона в воздухе помещений не должна превышать 100 Бк/м³, а мощность эффективной дозы гамма-излучения не должна превышать мощ­ность дозы на открытой местности более чем на 0,2 мкЗв/ч

- в эксплуатируемых зданиях среднегодовая эквива­лентная равновесная объемная активность дочерних продук­тов радона и торона в воздухе жилых помещений не должна превышать 200 Бк/м³. При более высоких значениях объем­ной активности должны проводится защитные мероприятия, направленные на снижение поступления радона в воздух помещений и улучшение вентиляции помещений. Защитные мероприятия должны прово­дится также, если мощность эф­фективной дозы гамма-излучения в помещении превышает мощность дозы на открытой местности более чем на 0,2 мкЗв/ч.

Радон, содержащийся в воде, нередко бывает значи­тельным источником радона и продуктов его распада в воз­духе жилых и производственных помещений. При кипячении воды основная масса радона улетучивается.

Концентрация радона в ванной комнате в 40 раз выше, чем в жилых комнатах.

Основные источники радона в помещениях: трещины в пли­тах фундамента, поры в кирпичных стенах, трещины в строи­тельных блоках, неполная изоляция грунта , плохое цементирование блоков, плохая гермети­зация труб, от­кры­тый верх фундамента, строительные мате­риалы, вода.

Суммарно концентрация радона в воздухе жилых поме­ще­ний зависит от четырех факторов:

- активной и пассивной диффузии радона из грунта ч/з фундамент и поверхности подвальных помещений зда­ний

- эксгаляции радона из строительных материалов и из­делий, из которых построено здание

- эксгаляции радона из воды и газа

- влияния климата, образа жизни, степени вентиляции.

Меры, направленные на снижение концентрации радона в воздухе помещений (оптимизация дозовых нагрузок):

- тщательная изоляция жилых помещений от почвы и грунта (герметичный бетонный цоколь)

- изоляция стройматериалов (обычная покраска и ок­леива­ние стен обоями)

- улучшение вентиляции жилых помещений и активная вен­тиляция погребов

- регулярная влажная уборка

- использование материалов, отвечающих требованиям ра­диационной безопасности.

Дозы облучения за счет радона.

Глобальная средняя годовая эффективная доза внут­реннего облучения за счет вдыхания радона 1,2 мЗв.

Основную часть дозы человек получает в закрытых по­меще­ниях (концентрация радона в закрытых помещениях в зонах с умеренным климатом в среднем в 8 раз выше, чем в наружном воздухе). Концентрация дочерних продуктов рас­пада превышает концентрацию радона более чем в 200 раз.

Наиболее опасен ингаляционный путь посту-я в ор­га­низм изотопов Rn и их дочерних продуктов распада, что свя­зано с хорошей поглощаемостью органов дыха­ния.

Полнота осаждения аэрозолей зависит от ряда факторов:

- концентрации аэрозольных частиц и их физико-химиче­ского состояния

- частоты и глубины дыхания, размеров частиц

Из-за короткого периода нахождения в легких (акт дыха­ния) сам радон не играет роли первичного фактора, обусловли­вающего дозовую нагрузку на легкие, все дочер­ние продукты распада радона-222 (полоний-218, свинец-214, висмут-214, по­лоний-214 и свинец-210) также быстро удаляются из легких. Часть продуктов распада радона, образующихся в воздухе помещений, взаимодействует с аэрозольными частицами и формирует основную дозу облучения. Связанные про­дукты распада радона мо­гут накапливаться при дыхании в носо­глотке, трахее, легоч­ной паренхиме. Осевшие частицы подвер­гаются распаду пу­тем испускания альфа-, бета-частиц или гамма-квантов, при этом опасность представляет в основном альфа-излучение. Тканью-мишенью накопления дочерних про­дуктов распада радона в дыхательном тракте является эпителий в трахеоб­ронхиальной области и альвеолярная область в легких. Био­логический период полувыведения продуктов распада ра­дона составляет от 10 мин до 4,8 час для трахеобронхиаль­ной области и от 6 до 60 час для легких

Наиболее важными факторами, влияющими на форми­рова­ние дозы на дыхательный тракт, являются:

- концентрация радона в помещениях;

- фактор равновесия продуктов распада;

- характеристика аэрозолей, их задержание и очистка в ды­хательных путях;

- величина дыхания;

В настоящее время считается, что концентрация радона в помещениях в 20 Бк/м³ увеличивает дозу облучения на 1 мЗв. Доза на дыхательный тракт сильно зависит от воз­раста, она максимально в возрасте около 6 лет (ротовое ды­хание у ребенка ведет к большему поступлению радона, чем дыхание через нос).

Медицинские последствия облучения радоном:

- радон - эпидемиологически доказанный фактор риска рака легкого (на втором месте после курения)

- растворимость радона в липидах примерно в 15 раз выше, чем в крови, а костный мозг взрослых содержит до 40 г жира, поэтому в тот же возрастной период, когда у чело­века формиру­ется максимальная эффективная доза от облу­чения радоном, наблюдается всплеск заболеваемости ост­рым миелоидным лей­козом.