величина дозы от бета-излучения зависит только от концентрации источника бета-излучения, расположенного вблизи отдельно взятого человека. Бета-излучение до полного поглощения может проникнуть в ткани организма максимально на глубину нескольких сантиметров, и поэтому оно представляет особую радиационную опасность для кожных покровов, а также для прилегающих к ним органов. Что касается фотонов и гамма-излучения, то они обычно могут пройти в воздухе расстояние в несколько сот метров и из-за своей высокой проникающей способности вызывают облучение всех тканей организма. Поэтому доза от воздействия гамма-излучения может зависеть от концентрации гамма-источника, расположенного даже на большом расстоянии от человека. Распределение дозы в организме при этом является гораздо более равномерным, чем при облучении от бета-источников, особенно при облучении фотонами высоких энергий. Известно, что проникающие фотоны являются наиболее сильным источником внешнего облучения организма, хотя бетаизлучение может вносить значительный вклад в облучение кожи.

Для оценки распределения индивидуальных доз среди облученного населения необходимо также принимать в расчет время, проведенное различными группами населения в разных условиях облучения (например, на открытом воздухе, внутри строений различных типов, транспортных средств), т. е. учитывать степень защищенности от воздействия внешнего облучения.

6.3 Внутреннее облучение. Пути поступления радионуклидов

На рисунке 6.1 приведены стадии определения внутреннего облучения организма человека после выброса радионуклидов в атмосферу:

Выброс

Дисперсия в атмосфере

Концентрация в материалах окружающей среды

Поступление радионуклидов в организм человека

Внутреннее облучение

63

Рисунок 6.1 – Стадии определения внутреннего облучения

Начальными точками определения внутреннего облучения человека являются концентрация радионуклидов в воздухе и количество радионуклидов, выпавших в конкретном месте на почву. Следующий этап заключается в оценке переноса радионуклидов в материалы окружающей среды, поступающие в организм человека, т. е. воздух, пищу и воду. В некоторых случаях такая оценка носит простой характер, например, при ингаляционном поступлении радионуклидов из воздуха проходящего радиоактивного облака; вместе с тем, существуют различные среды, через которые радионуклиды проникают в организм человека (например, почва– трава–крупный рогатый скот–молоко–организм человека). После определения концентрации радионуклида в конкретном материале окружающей среды необходимо установить количество данного материала, попавшего в организм человека перорально или ингаляционным путем, чтобы выявить общий объем поступления в организм интересующего радионуклида данным путем. И в заключение. Нужна дозиметрическая модель определения дозы внутреннего облучения, обусловленная поступлением данного радионуклида.

Пероральный и ингаляционный пути поступления радионуклидов в организм человека являются основными. Поступление через кожу– это еще один возможный путь. Химические элементы очень редко поступают в организм через неповрежденную кожу, поэтому единственным радиоактивным веществом, которое, как правило, проникает в организм человека данным путем, является обогащенная тритием вода. Все остальные вещества могут проникнуть только через порезы и ссадины и могут привести только к локальному облучению тканей вокруг точки внедрения. При оценке последствий аварийных выбросов поступление радиоактивного материала в организм через кожу имеет незначительное значение и в дальнейшем не будет учитываться.

6.3.1Ингаляционное поступление радионуклидов

Радионуклиды могут вдыхаться непосредственно из воздуха после их поступления в него из радиоактивного облака по мере его прохождения или в результате вторичного ветрового переноса. Первый фактор представляет интерес только в момент прохождения облака и является важным кратковременным путем поступления

64

радиоактивности в организм после аварийного выброса. В отличие от этого ветровой перенос может наблюдаться в течение длительных периодов времени.

Простую оценку прямого ингаляционного поступления радионуклидов из облака можно провести, умножив значение предполагаемой концентрации в воздухе в конкретной точке на скорость ингаляционного поступления. Кроме того, концентрация радиоактивных веществ внутри зданий обычно ниже концентрации на открытом воздухе, поэтому при оценке доз, полученных в результате ингаляционного поступления радионуклидов в организм, необходимо учитывать время пребывания людей внутри зданий, нахождение в укрытиях и степень обеспечиваемой ими защиты.

Кроме того, частота дыхания зависит от возраста и комплекции человека, а также от того, занимался ли он в этот момент физическим трудом или отдыхал; даже у людей, занимающихся аналогичной деятельностью, она будет различной.

Вторичный ветровой перенос выпавших на почву радиоактивных веществ может произойти в результате ветрового воздействия или деятельности человека, например, при проведении земляных работ или вспашке. Степень вторичного ветрового переноса радиоактивных веществ с различных поверхностей зависит от многих факторов, например, характера и возраста выпавших веществ, физических характеристик поверхности и силы ветра. Степень вторичного ветрового переноса мелких частиц с сухой поверхности выше, чем при переносе с мокрой поверхности, особенно если речь идет о сельскохозяйственных угодьях. Вторичный ветровой перенос, вызванный механическими операциями, окажет воздействие только на людей, находящихся в непосредственной близости, и не играет существенной роли при оценке радиационного воздействия на большие группы людей.

Ингаляционное поступление переносимых ветром радиоактивных веществ обычно обусловливает лишь незначительную часть общего радиационного воздействия при выбросах радионуклидов с тепловых реакторов, как это было в случае аварии на Чернобыльской АЭС. Поэтому, при проведении оценок доз облучения его, как правило, не принимают во внимание. Однако, в районах выпадения значительных количеств актинидов (например, плутоний-239) может возникнуть необходимость в его учете. В таких районах ингаляционное поступление радионуклидов обусловливает

65

значительно более высокие дозы облучения, чем при поступлении с пищевыми продуктами, когда внешнее облучение не имеет существенного значения.

6.3.2Поступление радионуклидов с продуктами питания

Перенос выпавших на почву радионуклидов может происходить по земляным и водным пищевым цепочкам. Пресноводные пищевые цепочки, как правило, имеют второстепенное значение при определении последствий аварийных выбросов радионуклидов в атмосферу. Однако в конкретных обстоятельствах может возникнуть необходимость во введении ограничений на использование воды или потребление пищевых продуктов водного происхождения.

Перенос радионуклидов по почвенным пищевым цепочкам является важным путем облучения при оценке его долговременных экономических последствий и последствий для здоровья людей. Здесь задействовано большое число процессов, и многое зависит от характеристик радионуклидов и конкретной среды.

В случае выпадения радионуклидов из атмосферы на сельскохозяйственные угодья может происходить захват радиоактивных частиц лиственным покровом и растениями, а также их частичное осаждение на почву. Благодаря естественным потерям, например, атмосферному воздействию, поверхность очищается от радиоактивного материала, причем период полувыведения составляет от нескольких дней до нескольких десятков дней. Выпавшие на поверхность радионуклиды могут частично абсорбироваться и переноситься в другие части растения; этот процесс известен как транслокация и имеет гораздо более существенное значение в случае выпадения некоторых нуклидов, особенно цезия, по сравнению с другими радионуклидами, например, плутонием. Захват, удержание и транслокация являются доминирующими факторами в процессах переноса в течение первых недель после аварийного выпадения при условии, что оно произошло в вегетационный период.

Находящиеся в почве радионуклиды могут абсорбироваться через корневую систему растения и переноситься в его съедобные части. Уровень поступления радионуклидов через корневую систему в значительной степени зависит от конкретного элемента и его химической формы, а также вида растения и типа почвы. Поступление радионуклидов через корневую систему является

66

важным процессом в радиоактивном загрязнении растения в более отдаленной перспективе в случае снижения уровня прямого радиоактивного загрязнения поверхности. Следовательно, это имеет большое значение в случаях радионуклидов с более длительными периодами полураспада (превышающими несколько месяцев), а именно стронция и цезия. Кроме того, радиоактивное загрязнение растений может происходить в результате процессов вторичного ветрового переноса выпавших на почву радионуклидов или их разбрызгивания дождевыми осадками. Непосредственно после выпадения радионуклидов эти пути не имеют большого значения по сравнению с процессом прямого атмосферного загрязнения. В более отдаленной перспективе они становятся важными только для мало растворимых в почве радионуклидов, которые, таким образом, практически не поступают в растения через корневую систему, как например, плутоний.

Мигрируя вниз по почвенному столбу, радионуклиды покидают корневую систему и корнеобитаемый слой. В некоторых случаях биохимические изменения почвы приводят к более интенсивной миграции находящихся в ней долгоживущих радионуклидов, в результате чего может измениться скорость их абсорбции корневой системой растения. Фиксация цезия частицами глины в некоторых видах почв является хорошо известным примером такого процесса, когда поступление радионуклидов через корневую систему резко снижается в некоторых видах почв.

Перенос радионуклидов через организм животных представляет собой еще один важный путь поступления, который может привести к облучению человека. Наиболее изученным путем является поступление радионуклидов по цепочке пастбище—корова—молоко. Это очень важно, так как для прокорма коровы требуется относительно большая площадь пастбища, что обусловливает значительное поступление отложившегося на почве материала. Кроме того, другим важным путем облучения является перенос радионуклидов из травы пастбищ или других кормовых растений в организм различных видов крупного рогатого скота, а с его мясом–в организм человека, особенно при выпасе крупного рогатого скота на пастбищах. Наиболее важным путем поступления радионуклидов в организм животных является потребление загрязненной травы или кормового растения. К числу других возможных путей поступления

радионуклидов	относятся	поставки	загрязненной	воды,
		67

ингаляционное поступление из атмосферы, а также случайное потребление загрязненной почвы. Эти пути обычно имеют меньшее значение по сравнению с прямым поступлением радионуклидов в организм с кормами. Ингаляционное поступление, вероятно, будет иметь существенное значение только в случае поступления определенного типа нуклидов, речь идет о случаях, когда через стенки кишечника в организм поступает лишь небольшое количество радиоактивного материала.

Важным фактором количественного содержания радионуклидов является удаление радиоактивного материала во время приготовления и переработки пищевых продуктов. Значительная часть материала, находящегося на поверхности сельскохозяйственных культур, удаляется в ходе подготовительных операций, например, при срезании верхних листов и мытье или во время таких процессов, как помол и производство муки из зерна. В продукции молочной промышленности концентрация радионуклидов значительно колеблется в зависимости от типа конечного продукта (например, в масле, произведенном из загрязненного молока, практически отсутствует радиоактивный цезий). Изменение технологии переработки пищевых продуктов действительно является важной защитной мерой предпринимаемой для уменьшения радиационного облучения населения.

На перенос радионуклидов по наземным пищевым цепочкам после аварийного выброса радиоактивности будет оказывать влияние общепринятая практика ведения сельскохозяйственных работ и потребления пищевых продуктов, а также вышеописанные физические процессы. Такая практика может привести к значительному изменению модели переноса в зависимости от времени года, когда произошел выброс. Например, аварии, которые произошли в летний вегетационный период, когда животные могут находиться на пастбищах, приведут к более сильному радиоактивному загрязнению пищевых продуктов по сравнению с авариями, произошедшими зимой, когда многие поля находятся под паром, а животные находятся внутри помещений. Анализ влияния времени года на последствия аварийных выбросов для сельского хозяйства действительно помог выявить сильные сезонные колебания, как в масштабах необходимых защитных мер, так и в степени воздействия радиации на здоровье людей, обусловленные употреблением пищевых продуктов местного производства.

68