Природные ИИИ Слушатели

1. Природные источники ионизирующего излучения

ПРИРОДНЫЕ ИСТОЧНИКИ
ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ

2.

Радиационный фон – ионизирующее
излучение (ИИ) от природных источников
космического и земного происхождения, а
также от искусственных радионуклидов,
рассеянных в биосфере в результате
деятельности человека.

3.

Радиационный фон
Природный
(естественный)
Техногенноизмененый
естественный
Искусственный

4.

Природный радиационный фон
Природный радиационный фон – это доза ИИ,
создаваемая на поверхности земли:
- космическим излучением,
- излучением природных радионуклидов,
естественно распределенных на планете Земля
(терригенные радионуклиды): литосфере, гидросфере,
атмосфере - воде, воздухе, элементах биосферы,
пищевых продуктах, организме человека.

5.

Природному радиационному фону человечество
подвергается на протяжении всего своего
существования.
Ему принадлежит важная роль в определении
направленности физико-химических процессов в
живых организмах и их эволюции в целом.

6.

Космическое излучение
Первичное
Вторичное

7.

Первичное космическое излучение – поток ядерных
частиц, приходящих на земную поверхность из
различных областей космического пространства.
Средняя энергия космических
частиц составляет 1010 эВ,
однако в общем потоке частиц
встречаются частицы, имеющие
значительно меньший уровень
энергии, и частицы с энергией до
1019 эВ.

8.

Первичное космическое излучение состоит из:
- протонов (92 %),
- альфа-частиц (7 %),
- ядер атомов лития, бериллия, углерода,
азота и кислорода (0,78 %),
- ядер атомов, заряд которых более 10 (0,22 %).

9.

Вторичное космическое излучение – образуется
при взаимодействии космических частиц с атомами и
молекулами атмосферы.
При этом входе электронно-фотонных и электронноядерных процессов взаимодействия происходит образование
фотонов и ряд новых частиц - протоны и нейтроны (осколки
ядра) и -мезоны трех типов:
- отрицательно заряженные,
- положительно заряженные,
- не имеющие заряда.
Заряженные -мезоны в последующем распадаются в
более устойчивые μ-мезоны и нейтрино;
нейтральные -мезоны - на фотоны,
μ-мезоны - на электроны, позитроны и нейтрино.

10.

По мере приближения к
поверхности Земли интенсивность
первичного космического излучения
уменьшается, а интенсивность
вторичного излучения достигает
максимума на высоте 20 - 30 км.
На меньшей высоте процессы
поглощения этого вида излучения
преобладают над процессами его
генерирования.
На уровне моря интенсивность первичного излучения
составляет примерно 0,05 % первоначальной величины, а вторичное
излучение состоит из мезонов (80 %) и электронов (20 %).

11.

Уровень космического излучения на той
или иной территории зависит от геомагнитной
широты местности, возрастая от экватора к
полюсам.

12.

Высочайшая вершина мира
(Джомолу́нгма, Эверест, Сагарма́тха)
Уровень космического излучения на той
или иной территории зависит также от ее
высоты над уровнем моря, чем ниже, тем
интенсивность космического излучения меньше.
Кронштадтский футшток

13.

Природная радиоактивность земного
происхождения
Обусловлена естественными радионуклидами,
присутствующими во всех оболочках Земли:
- литосфере,
- гидросфере,
- атмосфере,
- биосфере.

14.

Природные радионуклиды Земли условно могут быть
разделены на три группы:
-
входящие в состав радиоактивных семейств,
родоначальниками которых являются уран (238U),
торий (232Th) и актиноуран (235Ас);
-
не входящие в семейства: 40К, 48Са, 87Rb и др.
-
непрерывно возникающие Земле в результате
ядерных реакций под воздействием космических
лучей (наиболее важные из них - 14С и 3Н).
Первые две группы радионуклидов появились на Земле в момент ее
образования.

15.

βˉ
U238
4,47*109
лет
βˉ
α
Th234
24,1 дня
Pa234
1,17
мин
U234
2,48*105
лет
α
Th230
8,0*104
лет
α
Ra226
1,600 года
α
Rn222
3,823 дня
α
Pо218
3,05 мин
βˉ
βˉ
α
Pb214
26,8 мин
Bi214
19,7
мин
βˉ
Po214
1,6*10-4
c
βˉ
α
Bi210
5,01
дня
Pb210
22,3
года
Схема распада семейства урана
Po210
138,4
дня
α
Pb216
стабил.

16.

Th232
1,41*1010
лет
α
Ra228
5,76 года
βˉ
Ас228
6,13 ч
βˉ
Th228
1,913
года
α
Ra224
3,66 дня
α
Rn220
54,5 с
α
216
Ро
0,158 с
Po212
3,04*10-7
с
βˉ
α
Рb212
10,64 ч
Bi212
60,6
мин
α
Тl208
3,05
мин
Схема распада семейства тория
βˉ
α
Pb208
стабил.
βˉ

17.

U235
7,13*108
лет
βˉ
α
Th231
25,64 ч
Ра231
3,48*104
лет
βˉ
α
Ас227
22 года
Тh227
18,6 дня
α
Ra223
11,7 дня
α
Rn219
3,92 с
α
Po215
1,8*10-3
с
βˉ
α
Bi211
2,15
мин
βˉ
Pb211
36,1 мин
α
Pb207
Стабил.
Tl207
41,8
мин
Схема распада семейства актиноурана

18.

Излучение Земли:
-природные радионуклиды, рассеянные в природе:
-Радионуклиды, содержащиеся в почвах;
-Радионуклиды, содержащиеся в воздухе;
- радионуклиды, растворенные в водах;
- радионуклиды, содержащиеся в биосфере.

19.

Естественная радиоактивность почвы
Зависит от пород ее формирующих:
концентрация РН в почвах определяется главным образом
радиоактивностью подстилающих почвообразующих горных
пород,
характером процессов почвообразования:
- от типа почв,
- процессов выщелачивания,
- гумификации и др.
Миграция радиоактивных элементов из горных пород на земную
поверхность в основном происходит с подземными водами.

20.

В дерново-подзолистых, подзолистых и торфяных почвах, где
процессы вымывания, гумификации и переноса элементов идут
весьма интенсивно, концентрация естественных радионуклидов
оказывается низкой.
В черноземных почвах, где указанные процессы идут
медленнее, содержание естественных радионуклидов выше.
В
засушливых
районах
концентрация
природных
радионуклидов равна их концентрации в подстилающих породах.
Основной вклад в дозу облучения от почвы вне
помещения вносят 40К, 238U, 232Th.

21.

В земной коре естественные радионуклиды более или
менее равномерно распределены, однако на некоторых
территориях они сконцентрированы в виде месторождений.

22.

Особенностью естественного природного
излучения является его повсеместное действие на все
население земного шара и относительное
постоянство его уровней в течение длительного
периода времени. Вместе с тем уровни естественного
облучения могут существенно различаться в разных
регионах.

23.

- Санкт-Петербург ≈ 0,11 - 0, 16 мкЗв/ч;
- Индия, штат Керала ≈ 0, 43 мкЗв/ч;
- Индия, штат Мадрас до 3,2 мкЗв/ч;
- Бразилия, штаты Эспириту-Санту и Рио-де-Жанейро
от 1 до 10 мкЗв/ч; наморских пляжах до 20 мкЗв/ч);
- Иран, г. Рамсер от 0,7 до 50 мкЗв/ч.

24.

Естественная радиоактивность воздуха
Обусловлена наличием в нем радионуклидов,
возникающих
в
атмосфере
в
результате
воздействия
космического
излучения,
и
радиоактивных газов, поступающих из верхних
слоев
земной
коры
и
в
результате
жизнедеятельности человека.

25.

Под воздействием вторичного космического
излучения появляются 14С, 3Н, а также 7Ве, 10Ве, 32Р, 35S
и другие радиоактивные элементы.
Они вносят в дозу фонового облучения человека
незначительный вклад, поэтому гигиенического
значения не имеют, за исключением случаев, когда
действию этих радионуклидов подвергается персонал
некоторых предприятий.

26.

К радиоактивным газам, которые поступают из
верхних слоев земной поверхности, относятся
эманации*, возникающие при распаде дочерних
продуктов урана, тория (220Тп) и актиния (219А).
* Эманация (от лат. Emanation, Em – исторически первое
название элемента радона) – выделение газообразного продукта
распада радиоактивных веществ.

27.

Скорость образования эманации в породах зависит
от содержания в них родоначальников радиоактивных
рядов. Каждый из образующихся газообразных изотопов
в той или иной степени диффундирует в атмосферный
воздух.
Каждый
из
образующихся
газообразных изотопов в той или иной
степени
диффундирует
в
атмосферный воздух. При этом радон
при всех прочих равных условиях имеет
большую
возможность
выхода
в
атмосферу, чем торон и актинон, так
как период полураспада его составляет
3,8 сут, тогда как для торона период
полураспада равен 54 с, а для актинона
- 3,9 с.

28.

Образуясь в земных породах и почвах радон,
поступает в приземный слой атмосферы и воды подземных
источников, непрерывно облучая альфа-частицами
почвенную микрофлору, корни растений, надземную флору
и фауну.

29.

При вдыхании паров радона человеком происходит
облучение легких, что может привести к развитию рака
легких.

30.

Скорость
поступления
радиоактивных
атмосферный воздух зависит от ряда причин:
газов
- диффузии почвенных газов в сторону убывающей
концентрации,
-
конвекционных потоков воздушных масс в результате
нагревания земной поверхности за счет солнечной
радиации,
-
изменения барометрического давления,
-
глубины промерзания почвы,
- толщины снегового покрова и пр.
в

31.

Выделение эманированных газов из почвы:
- возрастает при падении атмосферного давления;
- падает почти до нуля во время таяния снегов и
образования льда.
Отмечаются сезонные колебания в ходе выделения
радона с минимумом зимой и максимумом летом.
Радиоактивные газы из грунта непрерывно поступают в
атмосферу. Наибольшие концентрации их обнаруживаются
в приземном слое, с высотой их содержание уменьшается.

32.

В настоящее время общепризнанным является, что
из всех потенциальных загрязнителей воздушной среды
наибольшее значение по потенциальной опасности играет
радон и дочерние продукты его распада.
Поэтому для оценки
радоноопасности территории принято
определять количество выделяющегося
с поверхности грунта радона или
плотность потока радона (ППР).
ППР на участке под строительство
жилых домов и общественных зданий
недолжна превышать 80 мБк/(м2.с),
а под строительство производственных
зданий и сооружений - 250 мБк/(м2 с).

33.

Естественная радиоактивность воды
Содержание радионуклидов в природных водах зависит от
условий их формирования.
Все воды можно условно разделить на:
- метеорные,
- подземные,
- открытых водоемов суши (реки и озера),
- воды морей и океанов.
Радиоактивность каждой из указанных вод имеет свои, присущие
данным водам особенности.

34.

По данным НКДАР ООН, вклад питьевой воды в
суммарную дозу облучения населения не является
преобладающим (за исключением отдельных регионов) и
обусловлен, в основном, присутствующими в воде
радионуклидами природных рядов урана и тория.
Наибольший вклад в формирование дозы облучения
за счет потребления питьевой воды вносят изотопы
урана (238U и 234U), радия (226Rа и 228Rа), радон (222Rn) и
полоний-210 (210Ро), в меньшей степени - свинец-210
(210Рb) и изотопы тория (228Тh, 230Тh, 232Тh).

35. Нормативные документы, на основании которых проводится оценка питьевой воды:

НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ,
НА ОСНОВАНИИ КОТОРЫХ ПРОВОДИТСЯ ОЦЕНКА ПИТЬЕВОЙ
ВОДЫ:
«Единые санитарно-эпидемиологические и
гигиенические требования к товарам,
подлежащим санитарно-эпидемиологическому
надзору (контролю)» № 299 от 28.05.2010;
- СанПиН 2.6.1.2523-2009 «Нормы
радиационной безопасности (НРБ-99/2009)»;
- СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода.
Гигиенические требования к качеству воды
центализованных систем питьевого
водоснабжения. Контроль качества.
Гигиенические требования к обеспечению
безопасности систем горячего водоснабжения»
(с изменениями);

36. Нормативные документы, на основании которых проводится оценка питьевой воды:

НОРМАТИВНЫЕ ДОКУМЕНТЫ,
НА ОСНОВАНИИ КОТОРЫХ ПРОВОДИТСЯ ОЦЕНКА ПИТЬЕВОЙ
ВОДЫ:
СанПиН 2.1.4.1116-02 «Питьевая вода.
Гигиенические требования к качеству воды,
расфасованной в емкости. Контроль качества»;
- СанПиН 2.6.1.2800-10 «Гигиенические
требования по ограничению облучения
населения за счет источников ионизирующего
излучения» и др.

37. Отбор проб питьевой воды на радиологические исследования проводится согласно:

ОТБОР ПРОБ ПИТЬЕВОЙ ВОДЫ НА РАДИОЛОГИЧЕСКИЕ
ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОВОДИТСЯ СОГЛАСНО:
ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к
отбору проб»;
- ГОСТ Р 51593-2000 «Вода питьевая. Отбор
проб»;
- МР № 0100/13609-07-34 «Отбор и подготовка
проб питьевой воды для определения
показателей радиационной безопасности».

38.

39.

Наиболее высокое содержание природных радионуклидов
наблюдается в подземных водах, приуроченных к кислым
магматическим породам, например в водах трещиноватых
гранитов.
Подземные воды осадочного чехла могут иметь как
низкую, так и высокую активность, что определяется не
только
содержанием
природных
радионуклидов
в
водовмещающих породах, но и гидравлической взаимосвязью
разных водоносных горизонтов.

40.

Содержание
природных
радионуклидов
в
поверхностных водах, как правило, незначительно и редко
превышает значения уровня вмешательства.
Уровень вмешательства – это уровень радиационного
фактора, при превышении которого следует проводить
определенные защитные мероприятия.
Радоновый источник в Японии

41.

Содержание радионуклидов в природных водах
варьирует в очень широком диапазоне и зависит от:
- состава вмещающих пород,
- локальных и региональных
геологического строения,
- типа вод,
- климатических условий и др.
особенностей
их

42.

В
зависимости
от
основного
радионуклида
определяющего радиоактивность воды радиоактивные
воды подразделяются на:
радоновые
–
минеральные
воды
курортов
Железноводска, Пятигорска, Белокурихи и др.;
- радиевые - воды курортов Цхалтубо, Кисловодска,
Исти-Су и др.;
- радоно-радиевые - воды курортов Славянского,
Мацесты, Ильменские источники и др.;
- радоно-радиево-урановые;
- ураново-радиевые;
- урановые.

43.

Мшенский радоновый источник (в 40 км
от станции Бологое)

44.

Естественные радионуклиды в биосфере
Природные радионуклиды наравне со стабильными
нуклидами содержатся в тканях растений и животных,
участвуют в процессе естественного обмена веществ,
происходящего между окружающей средой и живыми
организмами.
Поэтому они присутствуют в тканях любых растений и
животных.

45.

Вследствие органотропности некоторых тканей к
определенным химическим веществам концентрация
радионуклидов в них может существенно превышать их
концентрацию в окружающей среде.
Радиоактивность тканей растений и животных в
основном определяется присутствием в них 40К, в
меньшей степени 226 Ra и других радионуклидов.
Ведущая роль 40К в радиоактивности растений и
животных определяется тем количеством 40К, который
содержится в других экосистемах и прежде всего почве.

46.

Среднее содержание 40К в тканях наземных растений и
животных составляет примерно 88,8 Бк/кг живой массы.
Однако концентрация его в разных видах растений и тканях
животных существенно варьирует. Наибольшее количество 40К
регистрируется в бобовых культурах (соя, горох, фасоль и др.) до 370 Бк/г, наименьшее - в зерновых - до 70—75 Бк/г.

47.

40К
Значительно
варьирует
содержание
в
различных тканях и органах животных. Максимальная
концентрация наблюдается в эритроцитах, а затем в
убывающем порядке в мышцах, печени, легких и
костях.

48.

Пути попадания радионуклидов в организм человека

49.

Таким образом, природный радиационный фон характеризует
естественное состояние окружающей среды, не подвергшейся
радиоактивному загрязнению вследствие хозяйственной деятельности
человека или радиационной аварии.
Он зависит от уровня космического излучения и земного
излучения.
Уровень
земного
излучения
во
многом
зависит
от
радиоактивности подстилающей породы (содержания в ней урана,
радия-226, калия-40 и др. радионуклидов).

50.

Техногенно-измененный природный
радиационный фон
- Строительство домов;
- Добыча полезных ископаемых;
- Переработка урана;
- Производство минеральных
удобрений и др.