Основные источники радона

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 (табл. 2-3).

Главным источником поступления радона в атмосферу являются почва и грунтовые породы. Средние концентрации радона в почвенном воздухе (до 6– 7 Бк/л) на несколько порядков выше его концентраций в атмосферном воздухе ( 4,4∙10^-3 Бк/л). Благодаря этой разности концентраций происходит постоянное выделение почвенного радона в атмосферу. Процесс выделения радона из структурной частицы породы в окружающую среду неясен, но несомненно, что основная роль принадлежит диффузии. После выхода газа в окружающую водную или воздушную среду дальнейшее перемещение происходит также за счет диффузии и конвекции, а также геомеханических сил. Множество факторов влияет на процесс попадания радона в воздух из почвы. Дождь, снег, мороз и повышение атмосферного давления снижают интенсивность эксгаляции, тогда как повышение температуры и увеличение скорости ветра вызывают ее усиление. Следовательно, концентрация радона в почве больше зимой и в периоды дождей. Перенос и рассеяние радона в воздухе зависят от вертикального градиента температур; направления и силы ветра, турбулентности воздуха. В результате процессов температурной конвекции и действия ветров в атмосфере происходит турбулентная диффузия, эффективно рассеивающая радон. Суточный максимум концентрации наблюдается в ночные часы, когда атмосфера наименее подвижна. Минимум наблюдается днем, когда вертикальное смешивание благодаря турбулентной диффузии максимально. Влияют также другие метеорологические условия, приводящие к тому, что концентрация радона на высоте уже нескольких метров от поверхности земли падает в десятки раз. В целом, в воздухе концентрация радона и его дочерних продуктов распада зависит от места, времени года и суток, высоты над уровнем моря и метеорологических условий.

Таблица 2-3

Источники радона в атмосфере Земли и их интенсивность

Источник	Мощность выделения, Ки/год
Выход из почвы	2∙10^9
Грунтовые воды	5∙10^8
Океан	3∙10^7
Фосфатные отходы	2∙10^6
Урановые отходы реакторов	2∙10^4
Угольные отходы	2∙10^4
Сжигание угля	0,9∙10^3
Природный газ	1∙10^3

С геологической точки зрения, более 40 % территории Республики Беларусь являются потенциально радоноопасными. Это связано с неглубоким залеганием гранитных пород и с широким распространением активных зон тектонических нарушений, дренирующих глубинные зоны эманирования. По данным радиометрических исследований ПО «Беларусьгеология» наиболее потенциально радоноопасными являются следующие территории:

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

б) на западе республики — территория, связанная с Белорусским кристаллическим массивом. Степень потенциальной радоновой опасности различных территорий Республики Беларусь представлена на рисунке 2-2.

В 1994–96 гг. исследованиями Геофизической экспедиции ПО «Беларусьгеология» установлено аномально высокое содержание радона в почвенном воздухе надразломных зон на Скидельском, Рогачевском, Дубровенском и Горецко-Шкловском участках. Содержание радона в почвенном воздухе зон активных разломов возрастает до 15,0–20,0 кБк/м³ (при среднефоновых концентрациях около 1,0 кБк/м³). Аналогичные данные получены при радиометрическом обследовании зон активных разломов Минска и его окрестностей. Пересекая территорию города с юго-запада на северо-восток и с юго-востока на северо-запад, эти разломы создают серьезную опасность радонового загрязнения воздуха жилых и производственных помещений (ширина зон эманирования вдоль этих разломов достигает 1,0–1,5 км). Необходимо отметить факт более высоких концентраций радона в воздухе зоны разлома Щемыслица–Уручье (средние — около 6,0 кБк/м³, максимальные — 18,0–22,0 кБк/м³) по сравнению с концентрациями в зоне разлома Сосны–Семково (средние — около 3,0 кБк/м³, максимальные — 10,0 кБк/м³).

Рис. 2-2. Схема районирования Беларуси по степени потенциальной радоновой опасности:

1 — выходы или участки неглубокого (80–100 м) залегания кристаллических пород преимущественно кислого состава (радоноопасные территории); 2 — зоны разрывных нарушений с высокой вероятностью эманирования; 3 — разрывные нарушения с неустановленной вероятностью радоновых контаминаций; 4 — территории с различным проявлением радоновых эманаций: А — чрезвычайно опасного эманирования, связанные с выходами кристаллических пород или с их неглубоким (от –0,1 до –0,2 км, абс.) залеганием; В — территории потенциально опасного эманирования, связанные со среднеглубоким (от –0,2 до –0,5 км, абс.) залеганием кристаллического фундамента; С — практически не изученные территории.

В 1996 г. проводились скрининговые исследования содержания радона в воздухе жилых помещений на отдельных радононосных территориях 7 районов. Среднее содержание радона в воздухе обследованных жилых помещений составило 34,8 Бк/м³, что соответствует обычным концентрациям радона в домах (30 Бк/м³). В отдельных случаях концентрации радона в воздухе помещений достигали 400 Бк/м³ (Дзержинский район Минской области). 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 (табл. 2-4). Концентрация первичных источников (т. е. радионуклидов ряда урана и тория) в различных типах материалов зависит от их происхождения. Некоторые материалы определяются как более радиоактивные. Сюда относятся фосфогипс, газобетон с квасцовым глинистым сланцем и отвалы урановых рудников. Материалами с низкой активностью являются дерево, природный гипс, песок и гравий. Фосфогипс, широко использовавшийся в Японии, является побочным продуктом при производстве фосфорных удобрений, красный глиняный кирпич — побочный продукт при получении глинозема из боксита, отвалы образуются в процессе добычи и переработки урановой руды, кальций–силикатный шлак (отход при переработке фосфорных руд) используется в США.

Таблица 2-4