Сторінка
1

Природна радіоактивність

Як фізичне явище радіоактивність властива Землі з моменту її виникнення. Відкрив її в 1895 р. французький учений А. Беккерель.

Суть зазначеного явища полягає в тому, що атоми ряду елементів нестабільні (за рахунок надлишку або дефіциту нейтронів у ядрі). Перехід такого нестабільного ядра у стабільний стан супроводжується випромінюванням електронів (так званих бета-частинок) або ядер атомів гелію (альфа-частинок), що відповідно називається бета- та альфа-радіоактивністю. Окрім того, ядерні перетворювання здебільшого супроводжуються випромінюванням квантів електромагнітної енергії (гама-квантів). Існують і деякі інші процеси, які так само призводять до радіоактивного випромінювання. Радіоактивне випромінювання здатне іонізувати атоми і молекули опромінюваного середовища. При опроміненні живого організму іонізовані атоми і молекули, взаємодіючи зі структурами біологічної тканини, утворюють складні, здебільшого токсичні сполуки, подальша дія яких призводить до ушкодження організму.

Рівень радіоактивності на нашій планеті нерівномірний і значною мірою залежить від наявності в межах певної території гірських порід з підвищеним рівнем радіоактивних елементів, дещо меншою мірою — від інтенсивності космічного випромінювання, а також від техногенних джерел і об'єктів, що є джерелами радіоактивності. Саме останній компонент є причиною неспокою, але докладніше розглянемо його дещо пізніше. Зараз зупинимось на суто природному чиннику і з'ясуємо міру його небезпечності для життя людини.

Відомо, що радіоактивність — невіддільний компонент існування людини. Мало того, саме з радіоактивністю окремі вчені пов'язують появу на Землі біологічного життя як форми існування білкових тіл.

Для оцінювання рівня радіоактивності в тому чи іншому місці запроваджено таке поняття, як радіоактивний фон, що зумовлюється загальною сумою випромінювання Землі та космічного випромінювання. Не варто забувати, що джерелом випромінювання є й кожна людина, здебільшого за рахунок природного радіоактивного елемента калію-40, який надходить в організм людини з продуктами харчування природного походження і акумулюється в ньому. Загалом рівень природного радіоактивного фону малий і становить 4-12 мкР/год залежно від місцевості. Разом з тим на Землі є місця з аномально високим природним фоном; при цьому місцеве населення не "відчуває" його "надлишку" і не відрізняється від інших станом свого здоров'я.

Так, поблизу міста Посус-де-Калдас у Бразилії, розташованого на відстані 200 км на північ від Сан-Паулу, є невелика височина, де природний рівень радіації у 800 раз перевищує середнє значення, а річна доза сягає 250 мЗв. Дещо менші рівні радіоактивності зафіксовані на морському курорті, що розміщується на відстані 600 км від цієї височини.

Гуарапарі—невелике місто з чисельністю населення у 12 тис. чол. — кожного року стає місцем відпочинку близько ЗО тис. курортників.

На окремих ділянках його пляжів рівні радіації в річній дозі становлять 175 мЗв. Така сама ситуація спостерігається в рибальському селищі Меаіпе, розташованому на відстані 50 км на південь від Гуара-парі. Обидва населених пункти стоять на пісках, багатих на торій.

В іншій частині світу, у південно-західній частині Індії, 70 тис. чол. живуть на вузькій прибережній смузі довжиною 55 км, де піски так само багаті на торій. Дослідження показали, що населення цього регіону отримує річні дози в діапазоні 3,8-17 мЗв, у той час як середньорічна доза від зовнішнього опромінення на планеті становить близько 0,35 мЗв.

Потужність дози опромінення збільшується з висотою над рівнем моря (за рахунок збільшення частки космічних променів). Так, на висоті 2000 м над рівнем моря річна доза в кілька разів перевищує дозу на рівні моря. Цілком логічно, що літаючи літаками, особливо на далекі відстані, пасажири отримують додаткові дози опромінення. Підраховано, що в середньому за рік людство Землі за рахунок повітряного транспорту отримує колективну дозу на рівні 2000 людино-Зв (при перельоті з Нью-Йорка до Парижу на звичайному турбореактивному літаку пасажир отримає дозу приблизно 0,05 мЗв).

Розглядаючи природну радіоактивність, необхідно розглянути такий важливий її компонент, як радіоактивний газ радон. За оцінками Наукового комітету з питань дії атомної радіації при ООН, радон разом з дочірніми продуктами радіоактивного розпаду відповідає за 3/4 річної індивідуальної ефективної еквівалентної дози опромінення, яку отримує населення від усіх земних джерел радіації, і приблизно за половину дози від усіх природних джерел радіації.

Більшу частину цієї дози людина отримує за рахунок надходження радіонуклідів з повітрям, особливо в малопровітрюваних приміщеннях. У зонах з помірним кліматом концентрації радону в закритих приміщеннях у середньому у 8 разів вищі, ніж на відкритому повітрі.

Загалом високі концентрації радону реєструють щодалі частіше. Наприкінці 70-х років XX ст. будівлі, всередині яких концентрація радону в середньому у 5000 разів перевищувала його концентрацію на відкритому повітрі, були виявлені у Швеції та Фінляндії. З часом такі самі будівлі було виявлено в Англії та США. У подальших обстеженнях будинків з надто високими концентраціями радону зустрічається щодалі більше.

Найпоширеніші будівельні матеріали — дерево і цегла — виділяють невелику кількість радону. Набагато більшою питомою активністю характеризуються граніт і пемза, які широко використовують у будівництві в країнах колишнього Радянського Союзу та в Німеччині. Загалом рекордні активності властиві глинозему, кальцій-силікат-ним шлакам та фосфогіпсам. Свого часу ці матеріали широко використовували в будівництві більшість розвинених країн світу, і це схвально сприймалося громадськістю, оскільки утилізувалися відходи виробництва. Проте пізніше було виявлено, що використання згаданих матеріалів небезпечне для людини. Отже, використання будь-яких матеріалів у будівництві потребує попередніх досліджень на безпечність.

Окрім того, що концентрація радону у приміщені залежить від будівельного матеріалу, вона залежить ще і від місця, де розташований будинок, а також від відстані підлоги до землі. Що вище розміщена підлога, то концентрація радону нижча. Додатковими джерелами радону в житловому будинку є природний газ, який спалюється на газових плитах, і вода. Причому вода як потенційне джерело радону найнебезпечніша не від вживання, а при використанні для душу у ванній кімнаті. Так, при обстеженні будинків у Фінляндії виявилося, що в середньому концентрація радону у ванній кімнаті приблизно втричі вища, ніж на кухні, і приблизно в 40 разів вища, ніж у житлових приміщеннях. Дослідження, що їх виконали канадські вчені, свідчать, що за 7 хв, протягом яких був включений душ з теплою водою, концентрація радону і продуктів його розпаду у ванній кімнаті швидко підвищилася. Лише за півтори години після вимкнення душу концентрація радону знизилася до початкового рівня.