6 Выброс радиоактивных веществ в окружающую среду и пути облучения организма человека

6.1Рассеяние и осаждение радиоактивных веществ

6.2Пути внешнего облучения

6.3Внутреннее облучение. Пути поступления радионуклидов

6.4Допустимые уровни воздействия ионизирующих излучений

исодержания радионуклидов в продуктах питания

6.5Допустимые уровни загрязнения 137Cs и 90Sr продуктов

питания

Широкое, повседневное использование излучений в медицинской диагностике является основным фактором, влияющим на изменение общего радиационного фона. Среднегодовая доза облучения в результате использования излучений в медицине, особенно при рентгеновских обследованиях, составляет 20–45% от среднегодовой индивидуальной дозы, получаемой за счет естественного радиационного фона. В принципе дозы облучения от использования излучений в медицине эквивалентны от 1,4 до 6,0 месяцам дополнительного облучения в год от естественного радиационного фона. (Следует отметить, что частота и интенсивность медицинского использования источников облучения весьма различна для различных групп населения; при этом некоторые отдельные лица получают дозу, вдвое превышающую дозу от естественного радиационного фона.) Более того, применение облучения в медицинских целях в течение ближайших нескольких десятков лет скорее всего расширится в связи с увеличением продолжительности жизни и улучшением медицинского обслуживания в развивающихся странах. Вероятно, к 2015 году коллективная доза увеличится на 50 %, а к 2035 году–удвоится.

В течение нескольких последних десятилетий на величину ожидаемой полувековой дозы оказывает влияние углерод-14 из-за проводившихся испытаний ядерного оружия в атмосфере. Если принять в расчет облучение людей от этого долгоживущего радионуклида, то ожидаемая коллективная доза будет соответствовать дополнительным 28 месяцам ежегодного облучения от естественного радиационного фона, а если не принимать в расчет– то 6 месяцам.

Пути облучения человеческого организма в результате выброса

60

радиоактивных веществ в атмосферу хорошо изучены с качественной стороны и имеется хорошее понимание относительной значимости отдельных путей. При наличии надежных количественных данных о различных происходящих при этом процессах возможно произвести точную оценку доз, поступающих по каждому из этих путей.

Пути облучения человеческого организма в результате выброса радионуклидов в атмосферу различны. По мере рассеяния радиоактивного шлейфа и переноса его преобладающими ветрами, человеческий организм подвергается облучению по двум основным направлениям: внешнему облучению от содержащихся в шлейфе радиоактивных веществ и внутреннему облучению в результате вдыхания воздуха, содержащего радиоактивные вещества. Затем концентрация радиоактивных веществ в шлейфе уменьшается в результате его рассеяния и переноса радиоактивных веществ на поверхность земли и в водоемы в условиях сухой погоды, при выпадении осадков и оседании тумана. Впоследствии человеческий организм может подвергнуться (или продолжает подвергаться) воздействию облучения и по другим путям, из которых три являются основными: внешнее облучение от осевших радиоактивных веществ как таковых; вдыхание радиоактивных веществ с воздухом в результате повторного пылеобразования и перенос через земную и водную среды радиоактивных материалов с попаданием их в продукты питания и питьевую воду, что может увеличить внутреннее облучение.

6.1Рассеяние и осаждение радиоактивных веществ

Процессы рассеяния веществ в атмосфере с последующим осаждением из неё отличаются большой сложностью. Как только происходит выброс радиоактивного материала в атмосферу, турбулентные потоки перемешивают радиоактивные частицы и газы внутри расширяющегося шлейфа, который переносится в направлении ветра. Оба эти процесса описываются термином дисперсия, причем развитие процесса дисперсии зависит от направления ветра и его скорости, устойчивости погодных условий, а также от теплосодержания шлейфа, характерных особенностей местности и влияния морского побережья.

Затем диспергированное вещество может быть вовлечено в процесс образования осадков внутри облака, что приводит к его

61

выпадению с осадками. Влажное осаждение может также произойти в результате взаимодействия между каплями дождя и диспергированным радиоактивным веществом, вызывая как бы вымывание радиоактивных веществ из шлейфа. В отсутствии осадков радиоактивные вещества могут высвобождаться из шлейфа под воздействием гравитационных сил, что приводит к контакту с земной поверхностью, растительностью или строениями в населенных пунктах городского типа. Вместе эти процессы называются сухим осаждением. Считается, что все радиоактивные вещества, за исключением инертных газов, удаляются из атмосферы за счет вымывания и сухого осаждения. Осаждение зависит от многих факторов, таких, как физико-химическое состояние веществ, характер поверхности при сухом осаждении и тип и интенсивность осадков при влажном осаждении.

6.2Пути внешнего облучения

Аварийные выбросы радиоактивных веществ в атмосферу приводят к загрязнению воздуха и поверхности земли за счет процессов атмосферной дисперсии и осаждения. В самом деле, внешнее облучение от радиоактивных веществ, осажденных на поверхность земли, обычно является основным источником кратковременного и долговременного облучения в результате ядерной аварии.

В целом, дозы внешнего облучения зависят от распределения концентрации радионуклидов в проходящем шлейфе и последующего их осаждения на поверхность земли, от типа и энергии излучения каждого радионуклида и от прохождения излучения от источника к человеческому телу через различные среды.

Известно, что радиоизотопы излучают альфа-, бета-частицы и фотоны или воздействуют комбинированно. Поскольку альфачастицы быстро поглощаются даже слоем воздуха толщиной в несколько сантиметров, они не могут пройти большого расстояния и, даже если их источник расположен вблизи тела, они обычно не могут проникнуть сквозь поверхностный слой омертвевших клеток кожи. Поэтому альфа-частицы не представляют опасности с точки зрения внешнего облучения. Бета-частицы, прежде чем поглотиться, успевают пройти в воздухе расстояние в несколько метров. Поэтому

62