Презентация на тему: Источники ионизирующего излучения

Источники ИИ и загрязнений окружающей среды РВ 900igr.net

Все живые существа на Земле постоянно подвергаются воздействию ионизирующей радиации путем внешнего и внутреннего облучения за счет естественных и искусственных источников ионизирующих излучений, которые образуют радиационный фон.

1.Естественные источники ИИ

Естественные источники ИИ – это есть совокупность космического излучения, излучения от естественных радионуклидов, рассеянных в атмосфере, литосфере, гидросфере и находящихся в составе биологических организмов: все эти излучения образуют природный радиационный фон (ПРФ) или естественный радиационный фон (ЕРФ), средняя эффективная доза которого составляет 2000 мкЗв в год на человека. По рекомендации Международной комиссии по радиационной защите (МКРЗ) и Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) радиационный уровень: 10-20 мкР/ч или 0,1- 0,2 мкЗв/ч – нормальный (естественный фон); 20-60 мкР/ч или 0,2 - 0,6 мкЗв/ч – допустимый; 60-120 мкР/ч или 0,6 -1,2 мкЗв/ч – повышенный.

Искусственные источники ИИ – это совокупность ИИ и РВ, образующихся в результате ядерных взрывов, деятельности атомных электростанций, извлечения полезных ископаемых из недр Земли, применения ИИ и РВ в медицине, науке, в других отраслях хозяйственной деятельности человека. Совокупность этих источников составляет искусственный радиационный фон – ИРФ, который в настоящее время в целом по земному шар добавляет к ЕРФ лишь 1-3 %.

Схема воздействия на человека ионизирующей радиации (ИИ)

1. Космическое излучение: первичное космическое излучение - это ИИ, непрерывно падающее на поверхность Земли из космического пространства; состоит из: протонов – 92 %, альфа-частиц – 7 %, ядер атомов лития, бериллия, углерода, азота и кислорода и др. вторичное космическое излучение - ИИ образующееся в земной атмосфере в результате взаимодействия первичного космического излучения с атомами воздуха (N; O; C и др.) состоит из электронов, нейтронов, мезонов и фотонов; максимум его интенсивности находится на высоте 20-30 км, на уровне моря интенсивность излучения составляет около 0,05 % от первоначального.

Источники естественного радиационного фона (ЕРФ)

Схематическое представление взаимодействия протона (первичное космическое излучение) с ядром атома азота воздуха (вторичное космическое излучение):ρ –протон, n – нейтрон, e- -электрон, e+ - позитрон, λ –фотон, π - пион, µ -мюон.

Глубина проникновения различных видов излучения в организмы млекопитающих

2. Природные радиоактивные вещества - рассеянны в атмосфере, гидросфере, почве и в биологических организмах. Они представлены 3 группами радиоактивных веществ: естественные радионуклиды - 40К, 48Ca, 87Rb, лантаноиды и др., радионуклиды 14C, 3H, 7Be, 10Be, образующимися под действием космических лучей из атмосферного воздуха. естественные радиоактивные семейства 238U, 232Th, 235U и их дочерние продукты распада; Наиболее распространенными радиоактивными изотопами земной коры являются 87Rb, 40К, уран, торий, радий и их дочерние продукты распада, особенно радиоактивные газы: радон-220, радон-222, актинон-219.

Концентрация некоторых радионуклидов и мощности поглощенных доз в почвах различных типов Типы почв Концентрация, пКи/г Мощность поглощенной дозы, мкрад/ч 40K 238U 232Th Серозем 18 0,85 1,3 7,4 Серо-коричневая 19 0,75 1,1 6,9 Каштановая 15 0,72 1,0 6,0 Чернозем 11 0,58 0,97 5,1 Серая лесная 10 0,48 0,72 4,1 Дерново-подзолистая 8,1 0,41 0,60 3,4 Подзолистая 4,0 0,24 0,33 1,8 Торфянистая 2,4 0,17 0,17 1,1 Среднее 10 0,7 0,7 4,6 Пределы колебаний 3-20 0,3-1,4 0,2-1,3 1,4-9

Наибольшее биологическое значение имеет радионуклид 87Rb, на втором месте по количеству занимает радиоизотоп 40К, но радиоактивность 40К в земной коре превышает радиоактивность суммы всех других естественных радиоактивных элементов за счет того, что распад 40К сопровождается жестким бета- и гамма-излучением, а 87Rb характеризуется мягким бета-излучением и имеет длительный период полураспада. Содержание радионуклидов 238U, 232Th на порядок меньше, чем 87Rb и 40К .

Радионуклид 40К широко рассеян в почве и прочно удерживается глинами, содержится в растениях, особенно много его в бобовых культурах (зерно и вегетативная часть) – горохе, бобах, фасоли, сое, люцерне, клевере и др. Концентрация радионуклидов урана и тория в десятки и сотни, а радия в миллионы раз меньше по сравнению с содержанием радиоактивного калия. Радиоизотоп калий-40 накапливается в пищевых продуктах растительного и животного происхождения в разной степени.

Содержание 40К в пищевых продуктах Продукт мкг/кг Продукт мкг/кг Хлеб ржаной 2420 Мясо говяжье 3380 Макароны 1300 Сало свиное 1690 Крупа гречневая 130 Рыба 2620 Рис 700 Фрукты сушеные 3000 Горох 9070 Картофель 4490 Мука пшеничная 860 Капуста 3300 Молоко парное 1430 Свекла 3530 Масло сливочное 140 Морковь 2870 Творог 3720 Лук 1510 Сыр 890 Шоколад 5630 Какао 11110

Естественные радиоактивные изотопы, не входящие в радиоактивные семейства Изотопы Сим- вол Атомный номер Мас- совое число Период полурас-пада, год Тип распада Калий-40 K 19 40 1,3×109 бета Углерод-14 C 6 14 5730 бета Рубидий-87 Rb 37 87 5,8×1010 бета Самарий-147 Sm 62 147 6,7×1011 альфа Лютеций-176 Lu 71 176 2,4×1010 бета Рений-187 Re 75 187 4×1012 бета

Схема распада РН ряда тория - 232 90Th

Схема распада РН ряда урана-радия 238 92U и 226 88Ra)

Схема распада РН ряда актиния (актиноурана 235 92U)

Схема распада РН ряда нептуния 237 93Np

Продукты распада радиоактивных изотопов 238U, 232Th, 235U, 237Np - это газообразные радон 222Rn и 220Rn и др. Они ответственны за 75 % годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы, получаемой населением от земных источников радиации и за 50 % дозы от всех естественных источников радиации. Радон выделяется из земной коры повсеместно, но уровень ИИ в закрытом, непроветриваемом помещении выше в 8 раз, чем в наружном воздухе.

Источники поступления радона поступление из почвы, фундамента, перекрытия; высвобождение из строительных материалов жилых помещений составляет 60 кБк/сут., из наружного воздуха проникает 10 кБк/сут., высвобождается из воды, используемой в бытовых целях – 4 кБк/сут., выделяется из природного газа при его сгорании – 3 кБк/сут.

Источники и пути поступления радона в одноэтажном доме

Средняя удельная радиоактивность строительных материалов Примечание. В таблице представлены материалы НКДАР ООН, 1982 г. Вид строительного материала Удельная радиоактивность, Бк/кг Дерево 1,1 Природный гипс 29 Песок и гравий 34 Портланд – цемент 45 Кирпич 126-840 Гранит 170 Зольная пыль 341 Глинозем 496-1367 Фосфогипс 574 Кальций-силикатный шлак 2140 Отходы урановых обогатительных предприятий 4625 Шлак из доменной печи 330 Известь 20-30 Бетон из обычных материалов 180-200 Бетон, содержащий глинистые сланцы (Швеция) 480

Нормативы равновесной концентрации радона в воздухе жилых помещений (Бк/м3) Страна Существующие здания Проектируемые здания Швеция 100 100 Финляндия 400 100 США 80 - Канада 400 - Германия 200 - Великобритания 200 - Россия 200 100 МКДАР (рекомендации) 200 100

В качестве других источников земной радиации следует назвать каменный уголь, фосфаты и фосфорные удобрения, природный газ, водоемы и др. В целом естественные источники ИИ ответственны примерно за 90 % годовой эффективной эквивалентной дозы облучения, из которой на долю земных источников приходится 5/6 частей (в основном за счет внутреннего облучения), на долю космических источников – 1/6 часть (в основном путем внешнего облучения).

Эффективные эквивалентные дозы человека от природных (естественных) источников ИИ Источники радиации Среднемировые данные Россия мЗв\год % мЗв\год % Космические лучи 0,355 14,8 0,320 10,9 Гамма-излучение Земли 0,410 17,1 0,410 14,0 Внутреннее облучение 0,355 14,8 0,362 12,3 Излучение стройматериалов (радон) 1,280 53,3 1,850 62,8 ИТОГО 2,400 100 2,942 100

Доля разных источников излучения в облучении человека