Основные натуральные источники

Источники ионизирующих излучений

Естественные источники

Основную часть облучения ионизирующим излучением население земного шара получает, как правило, от естественных источников ионизирующего излучения (естественные ИИИ). На протяжении всего времени существования Земли разные виды излучения попадают на Землю из Космоса (космические лучи, КЛ), а также поступают от естественных радионуклидов (ЕРН), которые находятся в атмосфере, гидросфере, в земной коре и совершают свой кругооборот в процессе естественной эволюции биосферы, а также в результате преобразующей ее деятельности человека. В их числе 3 H, 14 C, 32 P, 40 K, 222 Rn, 226 Ra, 232 Th, 235 U, 238 U. Некоторые из ЕРН образуются под действием космических лучей, и поэтому называются космогенными (например, тритий, 3 H, радиоуглерод, 14 С, радиофосфор, 32 P). Их концентрация в приповерхностном слое планеты поддерживается постоянным потоком КЛ. Ионизирующее излучение, создаваемое КЛ и естественными ИИИ, образует т.н. естественный радиационный фон (ЕРФ).

Уровень ЕРФ различен в разных районах Земли и колеблется в широких пределах от 2 – 4 мЗв в год (равнинные территории вдали от месторождений редкоземельных руд), до 440 мЗв в год (черные пески на некоторых пляжах в Бразилии, Индии и Китая, содержащие много тория-232 и радия-226, радоновые источники и т.п.). Организм аборигенов, живущих в этих местах, давно приспособился к повышенным уровням ЕРФ. Жителям других мест Земли в такие районы приезжать на длительное время не стоит.

Облучение может быть внутренним и внешним. Если источники ионизирующего излучения находятся вне организма и облучают его извне, то в этом случае, говорят о внешнем облучении. Если же ИИИ попали в организм человека (через воздух, воду, еду), то говорят о внутреннем облучении.

Перед тем как попасть в организм человека, радиоактивные вещества проходят сложный путь в окружающей среде, и это необходимо учитывать при оценке доз облучения, полученных от того или иного источника.

Внутреннее облучение в среднем составляет 2/3 эффективной дозы облучения, которую человек получает от естественного ионизирующего излучения. Оно поступает от радиоактивных веществ, которые попали в организм с едой, водой или воздухом. Небольшая часть этой дозы приходится на радиоактивные изотопы, которые образуются под воздействием космических лучей (в основном, углерод-14, тритий). Остальная часть облучения поступает от источников земного происхождения. В среднем человек получает около 180 мкЗв/год за счет калия-40, который усваивается организмом вместе с нерадиоактивным изотопом калия, играющим важную роль для жизнедеятельности человека. Однако значительно большую дозу внутреннего облучения человек получает от нуклидов радиоактивного ряда урана-238 и в меньшем количестве от радионуклидов ряда тория-232. Среди них одними из наиболее важных являются изотопы радона, образующиеся в результате распада изотопов радия, которые являются одними из долгоживущих членов радиоактивных рядов урана и тория. Радон – это газ без запаха и цвета, который может накапливаться в помещениях и, тем самым, быть очень опасным для людей. Его вклад в среднем является преобладающим среди всех источников излучения природного происхождения.

Люди также могут столкнуться с воздействием излучения от радионуклидов, находящихся в земной коре, при добыче нефти и газа, где они выступают в качестве естественно появляющегося радиоактивного материала (сокращенно – NORM от Naturally Occurring Radioactive Material, англ.). При добыче полезных ископаемых радон или радий могут скапливаться в трубопроводах, либо загрязнять поверхности, что представляет серьезную опасность для людей. Количественный вклад в дозу облучения от радионуклидов, имеющихся в земной коре, сильно варьируется в мире зависимости от местности из-за различий в содержании урана и тория в почвах. Уровень естественного радиационного фона в мире колеблется от 2 до 4 мЗв в год.

Искусственные источники

Искусственными (техногенными) источниками ионизирующих излучений (ИИИ) являются любые ИИИ, созданные человеком. Они могут быть изготовлены с целью использования ионизирующего излучения (ИИ) от этих источников, либо происходящих в них процессов для других целей (например, производство электрической и/или тепловой энергии).

Искусственные ИИИ разделяют на радионуклидные ИИИ и генераторы ИИ.

За несколько последних десятилетий человечество создало сотни искусственных радионуклидов и научилось использовать энергию атома как в военных целях, так и в мирных — для производства энергии, в медицине и др. Все это приводит к увеличению дозы облучения как отдельных людей, так и населения Земли в целом. Индивидуальные дозы, которые получают разные люди от искусственных источников ионизирующих излучений, сильно отличаются. В большинстве случаев эти дозы незначительны, но иногда облучение за счет техногенных источников во многие тысячи раз интенсивнее, чем за счет естественных. Однако следует отметить, что дозы, формируемые техногенными источниками излучения, обычно легче контролировать, чем дозы облучения, связанные с радиоактивными осадками от ядерных взрывов и аварий на АЭС, равно как и дозы облучения, предопределенные космическими и земными естественными источниками.

искусственные источники излучения

Области, в которых приходится сталкиваться с искусственными ИИИ, многообразны и обширны. К ним относятся:

  • производство электрической и тепловой энергии на атомных станциях и транспортных ядерных силовых установках, а также с помощью радионуклидных источников (космические аппараты, автономные радионуклидные источники электропитания и тепла);
  • ядерный топливный цикл;
  • стерилизация изделий и пастеризация пищевых продуктов с помощью промышленных облучателей (промышленные ускорители и гамма-облучатели);
  • неразрушающий контроль и контроль качества изделий в промышленности, строительстве, на транспорте и др.;
  • контроль технологических процессов, уровня заполнения сосудов, определение параметров продукции и образцов окружающей среды, таких, как толщина, содержание влаги (радиационные датчики, в частности, радиационные измерительные приборы);
  • разведка полезных ископаемых и контроль глубины бурения (ядерный каротаж);
  • производство средств измерений характеристик ИИ;
  • исследование атомно-молекулярной структуры веществ (рентгено-флуоресцентный анализ, рентгеноструктурный анализ, электронная микроскопия, активационный анализ, нейтронография и т.п.);
  • контроль процессов в различных средах с помощью радиоактивных меток (радиотрассеры);
  • многочисленные медицинские применения с использованием рентгеновских аппаратов, ускорителей, радионуклидных источников, в перспективе – медицинских ядерных реакторов нулевой мощности (медицинская радиология);
  • производство радионуклидов для различных нужд, в т.ч.радиофармпрепаратов для ядерной медицины;
  • обращение с материалами, содержащими естественные радионуклиды в концентрациях, превышающих соответствующиезначения для природных образцов (Naturally Occurring Radioactive Materials, NORM);
  • перевозка радиоактивных и ядерных материалов;
  • ведение деятельности на территориях, загрязненных радионуклидами;
  • ликвидация последствий ядерных и радиационных аварий;
  • обращение с радиоактивными отходами;
  • обеспечение безопасности (досмотровые системы), используемые при контроле багажа, грузов, досмотре в местах массового скопления людей и в важных для безопасности организациях, ядерная криминалистика;
  • научные исследования;
  • система образования.

По отношению к искусственным источникам ионизирующего излучения выделяют две группы облучаемых:

  • Население
  • Профессионально облучаемые лица (персонал).

Медицинские процедуры, такие, как рентгеновская дигностика, ядерная медицина и лучевая терапия дают наиболее значительный вклад в облучение населения со стороны искусственных источников излучения. В меньшей мере население облучается от потребительских товаров, строительных материалов, сжигаемых топлив, рентгеновских досмотровых установок и т.д.

Профессионалы подвергаются облучению во время выполнения своих профессиональных обязанностей от источников, с которыми они работают. Они работают в таких областях, как, например, ядерная медицина, ядерная энергетика, добыча нефти/газа и их переработка, обеспечение физической защиты и др. Данные специалисты подпадают под программу индивидуального дозиметрического контроля и мониторинга облучения ионизирующим излучением и должны быть снабжены индивидуальными дозиметрами для ежедневного ношения в соответствии с требованиями радиационной безопасности.

Источники радиации

Навигация по статье

Источники радиации и их влияние на живые и не живые объекты. Искусственные источники радиации, естественные источники радиоактивных излучений, природный радиационный фон, космическая и солнечная радиация. Природные изотопы, радон, углерод 14 и калий 40.

Источники радиоактивных излучений по природе своего происхождения, можно разделить на две основных группы:

  • естественные источники радиации
  • техногенные источники, созданные человеком или спровоцированные его деятельностью

Естественные источники радиации

Естественные источники радиации – это объекты окружающий среды и среды обитания человека, которые содержат природные радиоактивные изотопы и излучают радиацию.

К естественным источникам радиации относятся:

  • космическое излучение и солнечная радиация
  • излучение от радиоактивных изотопов, находящихся в Земной коре и в окружающих нас объектах

Космическое излучение

Космическое излучение – это поток элементарных частиц, излучаемых космическими объектами в результате их жизни или при взрывах звезд.

Источником космического излучения в основном являются взрывы “сверхновых”, а также различные пульсары, черные дыры и другие объекты вселенной, в недрах которых идут термоядерные реакции. Благодаря непостижимо большим расстояниям до ближайших звезд, которые являются источниками космического излучения, происходит рассеивание космического излучения в пространстве и поэтому падает интенсивность (плотность) космического излучения. Проходя расстояния в тысячи световых лет, на своем пути космическое излучение взаимодействует с атомами межзвездного пространства, в основном это атомы водорода, и в процессе взаимодействия теряют часть своей энергии и меняют свое направление. Несмотря на это, до нашей планеты все равно со всех сторон доходит космическое излучений невероятно высоких энергий.

Космическое излучение состоит:

  • на 87% из протонов (протонное излучение)
  • на 12% из ядер атомов гелия (альфа излучение)
  • Оставшийся 1 % – это различные ядра атомов более тяжелых элементов, которые образовались при взрыве звезд, в ее недрах, за мгновение до взрыва
  • Так же в космическом излучении присутствуют в очень небольшом объеме – электроны, позитроны, фотоны и нейтрино

Все это продукты термоядерного синтеза происходящего в недрах звезд или последствия взрыва звезд.

Свой вклад в космическое излучение вносит ближайшая к нам звезда – Солнце. Энергия излучения от Солнца на несколько порядков ниже, чем энергия космического излучения, приходящего к нам из глубин космоса. Но плотность солнечной радиации выше плотности космического излучения, приходящего к нам из глубин космоса.

Состав излучения от солнца (солнечная радиация) отличается от основного космического излучения и состоит:

  • на 99% из протонов (протонное излучение)
  • на 1 % из ядер атомов гелия (альфа излучение)

Все это продукты термоядерного синтеза проходящего в недрах Солнца.

Как мы видим, космическое излучение состоит из наиболее опасных видов радиоактивного излучения – это протонное и альфа излучение.

Если Земля не обладала бы газовой атмосферой и магнитным полем, то шансов у биологических видов на выживание просто бы не было

Но благодаря магнитному полю Земли, большая часть космического излучения отклоняется магнитным полем и просто огибает Земную атмосферу проходя мимо. Оставшаяся часть космического излучения, проходя сквозь атмосферу Земли, взаимодействуя с атомами газов атмосферы, теряет свою энергию. В результате множественных атомных взаимодействий и превращений до поверхности Земли вместо космического излучения, состоящего из протонного и альфа излучения, доходят потоки менее опасных и обладающими на порядки меньшими энергиями – это потоки электронов, фотонов и мюонов.

Что получаем в итоге?

В итоге, космическое излучение проходя защитные механизмы Земли, не только теряет почти всю свою энергию, но и претерпевает физическое изменение в процессе ядерного взаимодействия с газами атмосферы, превращаясь в фактически безопасное, обладающее низкой энергией излучение в виде электронов (бета излучение), фотонов (гамма излучение)и мюонов.

В пункте 9.1 МУ 2.6.1.1088-02 указано нормативное значение эквивалентной дозы радиации получаемой человеком от космического излучения, это

400 мкЗв/год или

Излучение от радиоактивных природных изотопов

На нашей планете можно выделить 23 радиоактивных изотопа, которые обладают большим периодом полураспада и которые наиболее часто встречаются в земной коре. Большая часть радиоактивных изотопов содержится в породе в очень малых количествах и концентрациях, и доля создаваемого ими облучения пренебрежимо мала. Но есть несколько природных радиоактивных элементов, которые оказывают влияние на человека.

Рассмотрим эти элементы и степень их влияния на человека.

Радиоактивные изотопы, облучения от которых нельзя избежать:

  • Калий 40 К(β и γ излучение).
    Усваивается вместе с продуктами питания и питьевой водой. Содержится в нашем организме.
    Годовая нормативная доза0,17 мЗв/год – пункт 7.6 МУ 2.6.1.1088-02.
  • Углерод 14 С.
    Усваивается вместе с продуктами питания. Содержится в нашем организме.
    Годовая нормативная доза0,012 мЗв/год – приложение №1 таблица 1.5 СанПиН 2.6.1.2800-10

Радиоактивные изотопы, облучения от которых можно избежать организационными мероприятиями:

  • Газ радон 222 Rn (α излучение) и Торон 220 Rn (α излучение) и их продукты радиоактивного распада.
    Содержится в газах, поднимающихся из недр земли. Может содержаться в водопроводной воде, если она берется из источников, расположенных глубоко под землей (артезианские источники).
    Годовая нормативная допустимая доза 0,2 мЗв/час = 1,752 мЗв/год – пункты 5.3.2 и 5.3.3 НРБ 99/2009 (СанПиН 2.6.1.2523-09)

Все остальные природные радиоизотопы, содержащиеся как в Земной коре, так и в атмосфере, оказывают пренебрежительно малое влияния на человека.

Если человек, добыл, переработал и выделил природные изотопы из руды или других источников, а затем их применил в строительных конструкция, минеральных удобрениях, машинах и механизмах и так далее, то действие этих изотопов уже будет техногенным, а не естественным и на них должны распространяться нормы для техногенных источников.

Общий фон радиации от естественных источников облучения

Если просуммировать действие всех рассмотренных природных источников излучения, и взять за основу допустимые нормативные дозы радиации от каждого из них, то получим допустимое нормативное значение общего радиационного фона от природных источников радиации.

Получили, что в соответствии с нормативными документами, общий радиационный фон от природных источников радиации составляет – 2,346 мЗв/год или 0,268 мкЗв/час.

Мы уже рассмотрели, что есть источники природной радиации, действия которых нельзя исключить в нормальной повседневной жизни, но есть источники, действия которых можно избежать, и к ним относится – радон 222 Rn и торон 220 Rn. Действие радона рассмотрим ниже отдельно, а пока посчитаем, что у нас получится с нормальным радиационным фоном с исключенным действием радона и торона.

Если действие радона исключаем, как оно и должно быть, то получаем, что нормальный радиационный фон от природных источников радиации не должен превышать

Читайте также:  Сахар много слишком

0,594 мЗв/год или

Это значение и есть безопасный естественный радиационный фон, который должен действовать и действовал до начала освоения человеком атома и загрязнения им окружающей среды нашего обитания радиоактивными отходами, которые рассредоточены по всему миру в результате испытания атомных бомб, внедрением атомной энергетики и других техногенных действий человека.

А теперь можете сравнить полученное значение (нормативного, а не выдуманного) нормального радиационного фона в 0,07 мкЗв/час с приемлемым (допустимым) естественным радиационным фоном по нормативной документации в 0,57 мкЗв/час – эта норма подробно описана в разделе “Единицы измерения и дозы” на данном сайте.

Почему такая большая разница, аж в 8 раз, и к тому же в одних и тех же нормативных документах. Да все очень просто! Техногенное действия человека, привели к тому, что радиоактивные элементы стали массово применяться от техники, строительства, минеральных удобрений до атомных взрывов и АЭС с их авариями и сбросами. В результате, мы сами себе создали среду, в которой нас окружают радиоактивные изотопы с периодом полураспада до нескольких тысяч лет, то есть уже хватит не только нам, но и сотням поколений людей после нас.

То есть, уже трудно найти территории на Земле с действительно нормальным естественным радиационным фоном (но пока еще есть такие). Вот поэтому, нормативные документы и допускают проживание человека в обстановке с приемлемым уровнем радиации. Он не безопасный, он именно приемлемый.

И с каждым годом этот приемлемый уровень, в результате техногенного действия человека, будет только увеличиваться. Тенденций к его уменьшению нет, а вот статистика по онкологическому действию даже малых доз радиации, становится с каждым годом подробней и устрашающей, и поэтому менее доступной для широких масс.

На данный момент уже звучат, пока еще не официальные заявления, но от официальных источников, предложения по увеличению допустимого уровня радиации.

Можно к примеру, ознакомиться с “трудом” Акатова А. А., Коряковского Ю. С., сотрудников информационного центра “Росатома”, в котором они выдвигают “свои теории” о безопасности доз в 500 мЗв/год, то есть 57 мкЗв/час, что выше максимального предельно допустимого нормативного уровня радиации на данный момент в 100 раз.

Информация с “трудом” “авторов” взята с ресурса: http://www.myatom.ru

А на фоне подобных заявлений, в России каждый год регистрируется до 500 000 новых случаев заболевания человека раком. И на основании статистики ВОЗ, в ближайшие годы ожидается увеличение случаев первичных заболеваний раком на 70%. Без всяких сомнений, среди причин, вызывающих рак, облучение радиацией и заражение радиоактивными изотопами, занимает лидирующее место.

По данным ВОЗ, только в 2014 году на нашей планете умерли более 10 000 000 человек от раковых заболеваний, это почти 25% от общего количества умерших. Это 19 человек, умирающих в мире от рака каждую минуту.

И это только официальная статистика по зарегистрированным случаям, с поставленным диагнозом. Можно только с ужасом гадать, каковы реальные цифры.

Радон

Радон тяжелый газ, редко встречающийся в природе, не имеет запаха, вкуса и цвета.

Радон относится к числу наименее распространенных химических элементов на нашей планете.

Плотность радона в 8 раз выше плотности воздуха. Радон растворим в воде, крови и других биологических жидкостях нашего организма. На холодных поверхностях радон легко конденсируется в бесцветную фосфоресцирующую жидкость. Твердый радон светится бриллиантово-голубым светом. Период полураспада 3,82 дня.

Основным источником радона, являются горные и осадочные породы, содержащие уран 238 U. В процессе цепочки распадов радиоактивных изотопов уранового ряда, образуется радиоактивный элемент радий 226 Ra, распадаясь который и выделяет газ радон 222 Rn. Радон накапливается в тектонических нарушениях, куда он поступает по системам микротрещин из горных пород. Радон не распространен по Земной коре равномерно, а скапливается наподобие всем известного природного газа, только в несравнимо меньших объемах и концентрациях.

Сразу отметим, что радон не содержится повсюду вокруг нас, он скапливается в пустотах пород, или в незначительных количествах в порах этой породы, а далее способен выделяться наружу, при нарушении герметичности этих пустот (геологические разломы, трещины). Так же нужно обратить внимание, что радон образовывается только в грунтах и почвах, содержащих радиоактивные элементы – уран 238 U и радий 226 Ra. То есть, если в Вашем регионе содержание 226 Ra и урана 238 U в грунтах, почве и скальных породах в очень малых количествах, либо не содержится вовсе, то угрозы облечения радиацией от радона – нет, а соответственно для таких регионов норма естественного радиационного фона это 0,07 мкЗв/час.

Облучение радоном происходит в замкнутых пространствах, где способен накапливаться газ радон, поднимающийся из трещин и разломов в земной коре. К таким замкнутым пространствам можно отнести: шахты, пещеры, подземные сооружения (бункеры, землянки, погреба и т.п.), жилые и не жилые помещения с нарушенной гидроизоляцией фундамента и плохо работающей вентиляцией.

Как попадает радон в помещение?

Если к примеру жилой дом расположен в районе скопления радона и под фундаментом дома в земной коре имеется трещина, то радон может проникать, сначала в подвальные помещения, а далее через систему вентиляции в выше расположенные помещения (квартиры).

Попадание радона в жилое помещение возможно, если будут нарушены сразу несколько строительных норм при строительстве жилого здания:

  • Перед строительством любого жилого объекта должно проводится обследование земельного участка и выдаваться официальное заключение об соответствии нормам радонового излучения. Если выделения радона выше нормы, то должны быть приняты дополнительные строительные решения по защите. Либо вообще строительство жилых помещений запрещается на данном земельном участке. Без данного заключения, нельзя получить заключение государственной экспертизы на строительный объект и получить разрешение на строительство.
  • При проектировании и строительстве здания обязательно предусматривается гидроизоляция фундамента, которая предотвращает попадание не только влаги, но и радона в подвальные помещения, а затем внутрь квартиры. Эта норма часто нарушается при строительстве и является одной из основных причин попадания радона в жилые помещения.
  • В жилых помещениях должна хорошо работать система естественной приточно-вытяжной вентиляции. Часто, из-за нарушения при строительстве или при проведении ремонтных работ, система вентиляции оказывается не работоспособной. В результате, в квартиру из вытяжного канала вентиляции поступает поток воздуха, который захватывается из подвального помещения дома вместе с радоном.

Если все строительные нормы соблюдены, то даже наличие залежей радона под жилым домом не приведет к дополнительному облучению радиацией, радон просто не будет попадать в жилые помещения. То есть облучение радоном происходит только при нарушении норм проектирования и строительства зданий и сооружений, из-за халатности ответственных лиц или жажды сэкономить на строительстве.

При нормальных условиях человек не должен подвергаться действию радона.

Если человек подвергается действию радона, то в 99% случаев это вызвано нарушением действующих норм и правил.

Не стоит пренебрегать опасностью радона. Он опасен! Если есть основания и сомнения, лучше провести замеры радона у себя в жилом помещении, особенно если это коттедж или частный дом.

Влияние радона на живые организмы.

Радон опасен для живых организмов. Попадая внутрь организма через дыхательные пути, радон растворяется в крови, а продукты его распада быстро разносятся по всему телу и приводят к внутреннему массированному облучению. Сам радон распадается на другие радиоактивные элементы в течении 4 суток. А радиоактивные продукты распада радона впоследствии облучают организм в течении 44 лет. Наиболее опасными продуктами распада радона являются радиоактивные изотопы полония 218 Po и 210 Po.

Радон занимает первое место среди причин вызывающих рак легких. Так же установлено что радон накапливается в мозговых тканях человека, что так же приводит к развитию рака головного мозга. И это далеко не все примеры губительного действия радона на организм человека.

Основные источники загрязнения атмосферы

К источникам загрязнения атмосферы относят естественные и искусственные (антропогенные). Природные катастрофы в виде извержения вулканов, лесных пожаров, пыльных бурь провоцируют образование плотного экрана вокруг Земли. Через него солнечным лучам сложнее достигнуть земной поверхности. Но природа способна справиться с последствиями. Поэтому изменения носят местный и временный характер.

Совсем другая ситуация при техногенном воздействии. Парниковые газы от транспорта, действующих промышленных предприятий необратимо влияют на состояние атмосферы. Они провоцируют повреждение озонового слоя, приводят к повышению температуры на планете, снижают качество жизни человека.

Естественные источники загрязнения

Среди всех источников загрязнения биосферы наибольшую опасность для атмосферы представляет извержение вулканов. При выбросе магмы на поверхность земли в воздух поднимается столб мелких частиц из недр земли, пар, пыль, химические соединения.

Сильные ветра по типу смерча, торнадо способны нанести выраженный ущерб окружающей среде. Пыль после бурь оседает медленно и часто оказывается в легких животных, человека.

Отдельно необходимо рассмотреть влияние представителей флоры и фауны, как источников выделения загрязняющих веществ. Живой организм в ходе жизни проходит несколько физиологических этапов – рождение, развитие и смерть. После завершения своего цикла животные остаются на поверхности земли, продукты разложения (аммиак) попадают в окружающую среду.

Безусловно, они влияют на природу неумышленно и непреднамеренно. Экология со своей стороны успешно справляется с естественными факторами загрязнения, как и за много веков до появления человека.

Загрязнение пыльными бурями

Сила пыльных бурь позволяет поднять с поверхности земли до 50 млн. тонн пыли. Дополнительно в воздухе оказываются крупные обломки горных пород, что характерно для торнадо. Опасность заключается в длительном сохранении пыльного облака.

Встречаются бури в степных, полупустынных районах. Пусковым механизмом для данного естественного процесса служит засуха и опустынивание земель. Если на засуху человек не влияет, то опустынивание – результат его деятельности. Вырубка лесов, активная распашка земель, выпас домашних животных приводят к потере плодородных качеств.

Вулканизм

Извержение вулкана носит катастрофический характер для окружающей среды. В атмосферу попадает тонны твердых частиц, пепла, образуются опасные газы (соединения серы, углерод). Помимо механического отмечается тепловое загрязнение, потому что вещества обладают высокой температурой. Нагретые пары, газы, раскаленная магма сжигают все на своем пути. Когда вулкан затухнет, баланс газов постепенно нормализуется.

Примеры последствий извержения вулканов:

  1. Вулкан Кракатау (1883 год). Источник 150 млрд. тонн пепла. Взрывы при извержении были слышны на расстоянии 160 км. При этом пыль сохранялась в верхних слоях атмосферы несколько лет, она рассеялась на площадь 827 000 км2.
  2. Вулкан Катмай (Аляска, 1912 год). В воздух выброшено 20 млрд. тонн пыли.
  3. Вулкан Пинатубо (Филиппины, 1991 год). В атмосфере после извержения вулкана оказалось более 20 млн. тонн диоксида серы.

Лесные пожары

Волна лесных пожаров возникает в засушливые годы, когда трава становится сухой как порох. В России районами с высокой вероятностью возгорания лесных массивов считается Сибирь, Дальний Восток, Урал. Дым от пожаров с ветром распространяется на обширные территории (до 6 млн. км), ухудшая видимость.

Органолептические характеристики воздуха существенно снижаются за счет повышенной концентрации мелких органических частиц. Частота сердечно-сосудистых и бронхолегочных заболеваний в период лесных пожаров повышается.

Выветривание

Горы представлены минералами, которые под влиянием лабильности температуры изменяются – расширяются или сжимаются. В результате формируются трещины, где плотность пород ниже. Со временем они увеличиваются за счет воздействия ветра, дождей, льда.

Потоки воздуха извлекают мелкие минеральные фрагменты и разносят на обширные территории, вызывая зашлакованность атмосферы.

Искусственные источники загрязнения

Идеально чистый воздух без примесей пыли и газа в природе не встречается. Причина – постоянный обмен составляющими элементами между землей, водой, воздухом. Естественное засорение характеризуется локальностью и однообразием компонентов.

Антропогенное наоборот отличается разностью состава и способно распространяться на обширные территории. Последующие изменения отражаются на всей планете. Среди основных источников загрязнения атмосферы техногенного происхождения выделяют:

  • автотранспорт;
  • промышленные предприятия, работающие в сфере черной металлургии, производящие строительные материалы;
  • сельское хозяйство;
  • теплоэнергетика.

В зависимости от локализации удельная доля каждого источника выброса варьирует. При этом главная роль в загрязнении принадлежит транспорту.

Транспорт

Сегодня автомобиль стал одним из основных источников химического загрязнения атмосферы. По данным статистики в крупных городах от 30% до 70% всех выбросов приходится на долю автотранспорта. Показатели зависят от степени развитости населенного пункта, концентрации личного и общественного транспорта.

Если посмотреть на вклад в засорение атмосферы разными видами машин, то:

  • 75% приходится на автомобили, работающие на бензине;
  • 4% – дизельные модели;
  • 2% – водный транспорт.

Выхлопные газы становятся источником следующих соединений:

  • углекислый газ;
  • пары воды;
  • оксид углерода;
  • оксид азота;
  • углеводород;
  • сажа.

Концентрация опасных веществ зависит от типа двигателя и режима работы машины:

  1. Быстрый разгон с места и движение на пониженных скоростях сопровождается выбросом максимального количества опасных веществ.
  2. Доля углеводородов и монооксида углерода возрастает при торможении, движении на холостом ходу (малая скорость без газа).

На основании экспериментальных данных было доказано, что выраженное задымление наблюдается при частых остановках и в автомобильных пробках. Поэтому в пробках, над которыми нависает фотохимический туман, страдают не только водители, но и окружающая среда.

Промышленные предприятия

Развитость государства определяется уровнем промышленности. Помимо получения сырья, продуктов потребления, предприятия (являясь стационарными источниками) выбрасывают в атмосферу токсические вещества:

  1. Металлургия.
    Для строительства мостов, небоскребов требуется металлы. Их выплавка сопровождается образованием побочных химических соединений, летучих частиц тяжелых металлов. Они попадают в окружающую среду, отравляя ее.
  2. Химическая промышленность.
    Объемы выработки на химических предприятиях уступает черной и цветной металлургии, но высокая токсичность выбрасываемых соединений ее перекрывает. Угроза систематического загрязнения атмосферы представляется для человека, представителей флоры и фауны, всей планеты в целом.
  3. Производство материалов для строительства.
    Опасность данного направления – пыль, содержащая токсичные компоненты. Она легко перемещается с помощью ветра, проникает в бронхолегочную систему живых существ.
Читайте также:  Свойства тыквенных семечек

Теплоэнергетика

Чтобы оценить степень воздействия теплоэнергетики на экологию, рассмотрим пример. Тепловая электростанция (ТЭС) ежедневно использует 20 тыс. тонн угля. В атмосферу каждый день попадает:

  • 680 тонн оксида серы;
  • 200 тонн оксида азота;
  • 120-140 тонн золы, пыли, сажи.

Если установка работает на жидком топливе, то концентрация золы уменьшается, но оксиды азота и серы сохраняются на прежнем уровне. В этом преимущество газового варианта топлива, который существенно меньше зашлаковывает атмосферу.

В отношении атомных электростанции – другая опасность. Они – источники заражения радиоактивными формами йода, инертных газов, аэрозолей. При аварии АЭС экологическая катастрофа неминуема.

Сельское хозяйство

Для достижения высоких сельскохозяйственных показателей, сохранения урожая, фермеры обрабатывают поля пестицидами. При наличии возможности – с помощью авиации. Распыленные химические удобрения с потоков воздуха разносятся на удаленные территории, длительно присутствуют в атмосфере.

Чтобы сохранить планету для будущих поколений, человечество сейчас должно позаботиться о способах уменьшения загрязнения атмосферы. Переход на экологичные виды топлива, использование электромобилей, внедрение очистных установок на промышленные предприятия – все это позволит сберечь окружающую среду.

Основные натуральные источники

Прочитав и изучив этот раздел Вы должны:

  1. Знать, что такое естественные и искусственные источники излучения;
  2. Понимать, что представляют собой радиоактивные семейства;
  3. Представлять дозы облучения, получаемые человеком от естественных и искусственных источников излучения;

Введение

Источники ионизирующего излучения подразделяются на:

  • естественные – существующие в природе;
  • искусственные – синтезированные с помощью ядерных реакций.

На рисунке Рис. 1 представлен средний относительный вклад различных природных источников в облучение человека.

Естественные источники излучения

Ионизирующие излучения, происхождение которых связано с естественными радионуклидами создают естественный (природный) радиационный фон. Все живые существа, населяющие нашу планету в том числе и человек, развиваются в условиях постоянного воздействия различных естественных источников ионизирующих излучений. Естественный радиационный фон есть неотъемлемый фактор окружающей среды, такой же, как температура, кислород, азот, атмосферное давление.

Очевидно, естественный радиационный фон играет существенную роль в жизнедеятельности человека, как и все вещества окружающей среды, с которыми организм находится в состоянии непрерывного обмена. Есть основания полагать, что в отсутствии естественного радиационного фона по-другому протекали бы процессы в живом организме, да и эволюционное развитие жизни на Земле могло бы пойти по иному пути.

Роль естественного радиационного фона в жизни организмов, населяющих Землю, ещё до конца не выяснена. Но поскольку эволюционное развитие шло по восходящей линии, несомненно, что в условиях естественного фона обеспечиваются оптимальные условия для жизнедеятельности растений, животных и человека.

Важными особенностями естественного фона являются два следующих обстоятельства:

  • он действует на всё население Земли,
  • уровень его воздействия сохраняется приблизительно постоянным.

К естественным источникам ионизирующего излучения относятся: космическое излучение и естественные радиоактивные вещества, распределенные на поверхности и в недрах Земли, в атмосфере, воде, растениях и организме всех живых существ, населяющих нашу планету.

Различают первичное и вторичное космическое излучение.

Первичное космическое излучение представляет собой поток частиц высокой энергии, попадающих в земную атмосферу из межзвездного пространства. Оно состоит в основном из протонов (90%) и a -частиц (около 10%). В меньших количествах (около 1%) присутствуют нейтроны, фотоны, электроны и ядра легких элементов: лития, бериллия, бора, углерода, азота, кислорода, фтора.

Большая часть первичного космического излучения возникает в пределах нашей Галактики при звездных взрывах и образовании сверхновых звезд. Это так называемое галактическое космическое излучение. Кроме того при солнечных вспышках возникает солнечное космическое излучение.

Вторичное космическое излучение имеет сложный состав и состоит практически из всех известных в настоящее время элементарных частиц (протонов, нейтронов, электронов, фотонов и др.). Оно образуется в результате взаимодействия частиц первичного космического излучения с ядрами нуклидов, входящих в состав воздуха. При этом возникает вторичное излучение и образуются новые радиоактивные ядра.

Максимальная интенсивность вторичного космического излучения наблюдается на высоте 20-25 км. С уменьшением высоты его интенсивность падает и достигает минимума на уровне моря. Наибольшему облучению от космического излучения подвергаются экипажи и пассажиры самолетов (до 40 мкЗв/час), хотя само облучение кратковременно.

Другой группой естественных радионуклидов, присутствующих в окружающей среде, являются радионуклиды земного происхождения. Источником их поступления является земная кора. В свою очередь, естественные радионуклиды земного происхождения подразделяются на радионуклиды, относящиеся к радиоактивным семействами, и радионуклиды из средней части периодической системы элементов.

Все радионуклиды земного происхождения рассеяны в земной коре.

Ядра всех элементов с порядковым номером Z>82 радиоактивны. Они образуют длинные цепочки радионуклидов, где каждый последующий нуклид есть продукт распада предыдущего. Такие совокупности радионуклидов получим название радиоактивных семейств. В природе существует три радиоактивных семейства:

  1. Семейство урана – радия (родоначальник – радионуклид 238 92 U с периодом полураспада T 1/2 около 4.51 Ч 10 9 лет);
  2. Семейство тория – (родоначальник – радионуклид 232 90 Th с периодом полураспада T 1/2 около 1.41 Ч 10 10 лет);
  3. Семейство актиния – (родоначальник радионуклид 235 92 U с периодом полураспада T 1/2 около 7.07 Ч 10 8 лет).

Конечный продукт распада у всех трех семейств – один из стабильных изотопов свинца.

На рисунках Рис.3 – Рис.5 показаны эти три семейства радионуклидов.

Радон и продукты его распада.

Во всех трех семействах один из продуктов распада представляет собой инертный газ, который называется радоном. Вернее, в каждом из семейств образуется изотоп радона. Именно вследствие наличия газообразного радона в радиоактивных семействах продукты в его распада (следующие за радоном), содержатся во всех средах – воздухе, водоемах, почве.

При распаде 238 U и 232 Th образуется изотопы газа радона с атомной массой 222 и 220, которые через поры и трещины земной поверхности непрерывно выходят в атмосферу и, распадаясь, порождают новые, переходящие в друг друга радионуклиды.

Земля на которой стоят дома, и сам строительный материал – является источниками радона. Его концентрация в наружном воздухе различается для разных точек земного шара от 1-2 Бк/м 3 до 10000 Бк/м 3 и более.

Как ни парадоксально может показаться на первый взгляд, но основную часть дозы облучения от радона человек получает находясь в закрытом непроветриваемом помещении. В зонах с умеренным климатом концентрации радона в закрытых помещениях в среднем примерно в 8 раз. выше, чем в наружном воздухе. Изменение концентрации радона в жилом помещении показано на рисунке Рис.7.

Герметизация помещения только усугубляет положение, поскольку при этом еще более затрудняется выход радона из помещения. Самые распространенные материалы: дерево, кирпич и бетон – выделяют относительно немного радона. Гораздо большей удельной активности обладает гранит и пемза (используется в СНГ и Германии). В связи обнаруженной радиоактивностью к середине 70-х. годов изменения некоторых строительных материалов (глиноземов) силикатного шлака (фосфогипса) доменного шлака и др. в мире было резко сокращено.

Главный источник радона в закрытых помещениях это грунт. Однако, содержание радона в строительных материалах также может оказаться очень высоким. Поэтому требованиями HPБ-99 (п 5.3) ограничено использование стройматериалов, выделение радона которыми превышает установленные нормативы.

Основные радионуклиды из средней части периодической системы – это встречающийся в породах Земли – калий-40, рубидий-87 и др.

Значение калия-40 особенно велико для обитателей почвы – микрофлоры, корней растений, почвенной фауны. Соответственно заметно его участие во внутреннем облучении организма, его органов и тканей поскольку калий является незаменимым в ряде метаболических процессов.

В среднем облучение от этой группы земных радионуклидов составляет от 0.3 до 0.6 мЗв/год.

Заметная часть эффективной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников формулируется от радионуклидов, проходящих через сложную систему так называемых биологических цепочек. В качестве примера на рисунке Рис.8 представлена одна из схем распространения радионуклидов в окружающей среде.

Дополнительно воздействие природной радиации связано с некоторыми видами деятельности человека:

Использование ископаемых видов топлива.
Уголь содержит незначительное количество природных радионуклидов, которые после его сжигания концентрируется в зольной пыли и поступает в окружающую среду с выбросами, несмотря на совершенствование систем отчистки.

Использование фосфатов.
Добыча фосфатов, которые используются главным образом для производства удобрений, ведется во многих местах. Большинство разрабатываемых в настоящее время месторождений содержит уран. В процессе добычи и переработки выделяется радон, да и сами удобрения содержат радионуклиды, проникающие в почву и далее в биологические цепочки.

Использование термальных водоемов.
Некоторые страны эксплуатируют подземные ресурсы пара и горячей воды для производства электроэнергии и теплоснабжения. При этом происходит значительное поступление радона в окружающую среду. Вклад этого источника ионизирующего излучения может возрасти, поскольку энергетические ресурсы этого вида велики.

Искусственные (техногенных) источники ионизирующего излучения используются в промышленности, энергетике, медицине .

Медицина.
В настоящее время основной вклад в дозу, полученную человеком от искусственных источников радиации, вносят медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением облучения.

Медицинское облучение отличается от облучения другими источниками тем, что людей облучают преднамеренно. Оправдание целесообразности такого облучения заключается в том, что польза превышает риск. Рентгенодиагностика в медицине подразделяется на рентгенографию и рентгеноскопию. Рентгеновские установки являются наиболее распространенными источниками искусственного облучения.

Чаще других органов рентгеновским исследованиям подвергаются зубы, грудная клетка и конечности. Однако, эффективные дозы от этих исследований относительно низкие – обычно 20 мЗв (0,002 бэр) – в стоматологических исследованиях или при одном снимке грудной клетки.

Наибольший вклад в дозу от рентгеновского излучения в медицине вносят исследования желудка (с бариевой кашей), нижних отделов кишечника (бариевая клизма) и мочевыделительной системы (внутривенная урограмма). Каждое из этих исследований включает применение контрастных веществ для получения четкого изображения мягких тканей. В результате изготовление большого числа снимков при этих исследованиях пациент получает дозы, которые в сотни раз выше, чем дозы при обычных исследованиях зубов или грудной клетки.

Исследования поясничного отдела позвоночного столбца, проводимые при болевых ощущениях в нижней части спины, дают умеренно высокие дозы.

В ядерной медицине пациенту вводится препарат, содержащий g -излучающие радионуклиды. Препарат обычно вводится внутривенно, а иногда проглатывается или вдыхается. Это дает возможность контролировать функционирование отдельного органа, наблюдая за распределением или выведением радионуклидов. Изображение распределения получают путем “просмотра” обследуемого органа пациента с помощью g -спектрометра. Ядерная медицина имеет значительно меньшее применение, чем рентгенодиагностика.

Рентгенотерапия – это метод лечения заболевания путем воздействия на очаг рентгеновского излучения. Рентгенотерапия используется исключительно при лечении злокачественных заболеваний в целях излечивания тяжелых проявлений болезни. Для этого наиболее часто применяют пучки высокоэнергетического излучения от источника кобальта-60.

На ткань-мишень подаются высокие дозы (десятки Грэй), в то время как окружающие здоровые ткани остаются по возможности необлученными. Дозы при рентгенотерапии очень высоки, и поэтому эта процедура считается тяжелой. Её применяют только при чрезвычайно серьезных обстоятельствах, когда другие виды лечения не дают эффективных результатов. Большую часть пациентов, подвергающихся радиотерапевтическому лечению, составляют люди, возраст которых находится за пределами детородного, и многие из них, вследствие преклонного возраста или плохого здоровья не будут жить долго. Поэтому поздний рак от облучения при таком лечении может и не появиться. Следовательно, необходимость уменьшения доз на здоровые ткани пациентов при рентгенотерапии часто менее важна, чем при рентгенодиагностике.

Глобальные эффекты ядерных испытаний

В течении последних 50 лет население Земли подвергалось облучению от радиоактивных осадков, образовавшихся в ходе многочисленных испытаний ядерного оружия в атмосфере, которые были прекращены в 1980 году. В последние годы событием, повлекшим за собой выпадение радиоактивных осадков, явилась авария на Чернобыльской АС в 1986г., хотя ее вклад в общую картину выпадений невелик.

Ядерная энергетика и промышленность

Предприятия ядерной промышленности и энергетики многих высокоразвитых государств создают еще один источник техногенного облучения. Радиоактивные выбросы атомных станций и предприятий ядерной промышленности регулируются крайне жесткими нормативами и поэтому практически не изменяют природный фон и содержание радионуклидов в окружающей среде.

Каждый источник излучения имеет две важные характеристики:

  • доза, которая создается от него в организме человека;
  • возможность человека влиять на эту дозу.

Одним из основных компонентов естественного радиационного фона является космическое излучение, а также ядерное излучение радионуклидов, образующихся под его воздействием в высоких слоях атмосферы (тритий, бериллий-7, бериллий-10, углерод-14, натрий 22, натрий-24 и др.).

Средняя доза облучения человека от космического излучения на поверхности Земли составляет

400 мкЗв/год. Облучение от космического излучения не может быть снижено. Это неуправляемый источник излучения.

Радон вместе с продуктами распада вносит основной вклад в дозу, обусловленную всеми земными источниками ионизирующего излучения (

В природе радон встречается в двух основных формах: в виде радона-222, члена радиоактивного семейства урана-238, и в виде радона-220, члена радиоактивного семейства тория-232. Основной вклад в дозу облучения человека вносит радон-222.

Наибольшему облучению от радона и продуктов его распада подвергаются шахтеры урановых и не урановых рудников и шахт. Средняя доза для них – 26 мЗв/год. (Данные по Великобритании).

Диапазон доз облучения от радона в коммунальной сфере – 2,5-20 мЗв/год. Облучение отдельных групп может превышать среднее по региону в 10 и более раз.

Дозы от радона сравнимы с пределами доз для персонала группы А.

Осуществление противорадоновых мероприятий позволяет снизить облучение населения в 10 раз. Для этого должен проводится контроль на всех этапах строительства новых зданий, контроль источников хозпитьевого водоснабжения.

Индивидуальные дозы, получаемые разными людьми от техногенных источников, сильно различаются, хотя в большинстве случаев невелики.

НРБ-99 ограничивают дозу облучения при проведении профилактических и научных рентгенологических исследований практически здоровых лиц. Установлен норматив годовой эффективной дозы облучения – 1 мЗв. Основной же вклад в суммарную эффективную дозу дают не профилактические процедуры (флюорография, примерно 18%), а диагностические (рентгеноскопия и рентгенография, примерно 82%). Именно для них, в отличие от профилактических процедур (с пределом дозы 1 мЗв/год), предел дозы не регламентируется. Окончательное решение о проведение диагностических процедур принимает врач-радиолог с согласия пациента. При достижении дозы облучения пациента 0.5 Зв (50 Бэр) должны быть приняты меры по дальнейшему ограничению его облучения (HPБ-99, п.5, 4; ОСПОРБ-99, п.4).

Читайте также:  Какие витамины пить зимой для иммунитета детям

Медицинское облучение является вторым по значимости источником облучения населения Российской Федерации (после природных источников). Дозы от медицинского облучения в России примерно в 4 раза выше, чем в Великобритании. Снижению доз медицинского облучения уделялось значительно меньше внимания, чем профессиональному облучению. Заметное снижение этих доз может быть достигнуто путем осуществления организационных мероприятий:

  • отказ от проведения ненужных процедур;
  • строгое соблюдение оптимальных режимов исследований.

Необходимо также реализовать более дорогостоящие меры:

  • альтернативные методы диагностики различных заболеваний, не связанных облучением людей ионизирующим излучением;
  • внедрение рентгеновской аппаратуры с низким уровнем облучения пациентов;
  • использование высокочувствительной рентгеновской пленки;
  • организация контроля и учета доз медицинского облучения.

В настоящее время в РФ данные об эффективных дозах, получаемых пациентов при многих видах диагностических процедур получают по таблицам, подобным Таблице 1, в которой приведены средние значения эффективных доз для наиболее распространенных рентгенологических процедур.

Таблица 1. Возраст пациента – больше 19 лет (взрослые).

Источники радиации (стр. 1 из 5)

1. Естественные источники радиации

1.1 Космические лучи

1.2 Земная радиация

2. Искусственные источники радиации

2.1 Излучение в медицине

2.2 Ядерные взрывы

3. Альтернативные источники энергии

1. Естественные источники радиации

Естественными радиоактивными веществами принято считать вещества, которые образовались и воздействуют на человека без его участия.

Земная кора, вода, воздух всегда содержат радиоактивные элементы. Человек, как обитатель этой среды, также немного радиоактивен, так как основную часть облучения он получает от естественных источников радиации. Избежать облучения от естественных источников радиации совершенно невозможно. На протяжении всей истории существования Земли, излучения из космоса, облучают земную цивилизацию, которая адекватно адаптировалась к ней.

1.1 Космические лучи

Радиационный фон, от космических лучей, ответственен за половину всего облучения, получаемого населением от естественных источников радиации.

Космические лучи представлены высокоэнергетическими потоками (примерно 90%), альфа-частицами (около 9%), нейтронами, фотонами, электронами и ядрами легких элементов (1%). Однако планета Земля, входящая в Солнечную систему, имеет свои защитные механизмы от радиационных воздействий, иначе жизнь на Земле была бы невозможна.

На расстоянии от одного до восьми земных радиусов космические частицы отклоняются магнитным полем Земли. Магнитное поле Земли создаёт мощную защиту для человека от космической радиации, хотя и не абсолютную. Часть высокоэнергетических частиц прорывается через магнитное поле и достигает верхних слоев атмосферы. Немногие из них проникают через всю атмосферу и достигают поверхности Земли. Большинство же, сталкиваясь с атомами азота, кислорода, углерода атмосферы, взаимодействуют с ядрами этих атомов, разбивая их, рождая множество новых частиц протонов, нейтронов, мезонов, мезонов, образующих вторичное космическое излучение.

Защититься от этого невидимого “космического душа” невозможно. Но одни участки земной поверхности более подвержены его действию, чем другие. Северный и Южный полюсы получают больше космической радиации, чем экваториальные области, так как влияние магнитного поля Земли здесь меньше. Уровень облучения существенно растет с высотой, так как уменьшается слой воздуха, играющего защитную роль Космические лучи, проходя сквозь атмосферу, вызывают появление космогенных радионуклидов, которых сегодня насчитывается около 20. Однако более значительными из них являются изотоп водорода — тритий и углерод-14.

Заряженные частицы, попадая в магнитное поле Земли, образуют так называемые радиационные пояса Земли. Выходу заряженных частиц из радиационных поясов Земли мешает особая конфигурация направлений линий магнитной напряженности, создающих магнитную ловушку. Радиационные пояса Земли были открыты американским ученым Дж. Ван Алленом и русскими физиками С.Н. Верновым и А.Е. Чудановым.

Заряженные частицы в магнитном поле движутся по-разному в зависимости от соотношения плотностей магнитной кинетической энергии. Примерно на расстоянии 10-ти земных радиусов поток заряженных частиц встречает сильное магнитное поле и под действием силы Лоренца изменяется направление их движения. Движение потока заряженных частиц можно представить, как колебательное движение но спиральной траектории вдоль силовых линий магнитного поля из Северного в Южное полушарие и обратно.

Одно колебание вдоль силовой линии из Северного в Южное полушарие протон с энергией 100 МэВ совершает приблизительно за 3 секунды, а время его нахождения в магнитном поле составляет около 100 лет. При этом совершается до 10 10 колебаний. В зависимости от энергии и заряда, частицы совершают полный оборот вокруг Земли за время от нескольких минут до суток, двигаясь в западном и восточном направлениях.

Радиационные пояса Земли можно подразделить на внутренний и внешний. Во внутреннем радиационном поясе находятся протоны высоких энергий и электроны. На нижней границе внутреннего пояса на расстоянии 200-300 км от поверхности Земли заряженные частицы испытывают столкновения с атомами и молекулами атмосферы и меняют свою энергию, поглощаясь атмосферой. Во внешнем радиационном поясе находятся электроны с энергией до 100 КэВ и временем «жизни» 10 5 -10 7 с.

Пояс протонов малых энергий (до 10 МэВ) находится между внутренним и внешним поясами Земли. Зона квазизахвата расположена за внешним поясом и имеет сложную конфигурацию, зависимую от плотности потока космических лучей солнечного ветра.

В годы активного солнца плотность потока энергии солнечного ветра усиливается, граница радиационных поясов отодвигается дальше и становится большим препятствием для космических лучей.

В результате этого, с временной задержкой около года происходит возрастание интенсивности космических лучей на Земле. Время задержки определяется расстоянием, которое проходит солнечный ветер до границ магнитосферы. Радиационные пояса Земли представляют серьезную опасность для экипажей космических кораблей при длительных полетах в околоземном пространстве, если их орбита проходит через область радиационных поясов. Длительное пребывание космических кораблей в радиационном поясе приводит к переоблучению экипажей, выходу из строя оптических приборов и солнечных батарей, находящихся на корабле. В связи с этим проводятся интенсивные исследования при помощи спутников, специальных зондов по определению координат радиационных поясов Земли, а также рассчитываются орбиты космических кораблей для снижения действия радиационного фактора.

1.2 Земная радиация

Как описано выше, земная радиация была открыта более 100 лет назад.

В основном, ответственность за естественную земную радиацию несут три семейства радиоактивных элемента — уран, торий и актиний. Указанные радиоактивные элементы нестабильны и, в результате физических превращений, переход в стабильное состояние, сопровождается выделением энергии или ионизирующим излучением.

Главными источниками земной радиации являются радиоактивные элементы, содержащиеся в горных породах, которые образовались в результате геофизических процессов. Наибольшее содержание радиоактивных элементов содержится в гранитных породах и вулканических образованиях. Средняя концентрация радиоактивных изотопов калия-40, Ra-226, Th-232 колеблется у них от 10 2 до 10 3 Бк/кг. В течение эволюционных процессов радиоизотопы мигрируют, участвуя в метрологических и геохимических формированиях окружающей среды. В результате соединения со стабильными элементами они участвуют в обменных реакциях живых организмов, тем самым создавая естественную радиоактивность обитателей Земли. К наиболее значимым элементам, обеспечивающим жизнедеятельность живой материи относятся изотопы калия, углерода и трития, а всего в биосфере находится значительно больше радиоактивных элементов, что обуславливает общую радиоактивность человека.

Основную роль в радиоактивность человека вносит калий-40 — около 20 • 10 3 Бк или 0,2% от общей массы человека, углерод-14 — около 30 • 10 2 Бк или 18% от общей массы человека, которые поступают в организм человека в основном по пищевой цепочке.

Основные радиоактивные изотопы, встречающиеся в Земной коре — калий-40, рубидий-87 и члены двух радиоактивных семейств, берущих начало соответственно от урана-238 и тория-232.

Уровни земной радиации неодинаковы и зависят от концентрации радионуклидов в том или ином участке земной коры. В местах проживания основной массы населения мощность дозы облучения в среднем составляет 0,3-0,6 микрозиверта в год.

Основной естественный радиоактивный элемент на территории Белорусского Полесья с периодом полураспада 1,32 х 10 9 лет, как дозообразующий фактор — это калий-40, который находится в почвах в виде солей и в живых организмах.

К-40 — слаборадиоактивный элемент, экологически мало опасен, он усваивается организмом вместе с нерадиоактивными изотопами калия, необходимыми для жизнедеятельности. В среднем человек получает около 180 мкЗв в год от К-40.

В малых концентрациях естественные источники радиоактивности содержатся в любой почве. Однако, в зависимости от структуры почвы, их больше в гранитных породах, глиноземах и меньше в песчаных и известковых почвах.

Половину годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы облучения от земных источников радиации человек получает от невидимого, не имеющего вкуса и запаха тяжёлого газа радона. В природе радон встречается в двух основных формах: радон-222, член радиоактивного ряда, образуемого продуктами распада урана-238, и радон-220, члена радиоактивного ряда тория-232.

Радон в 7,5 раза тяжелее воздуха и является альфа-радиоактивным с периодом полураспада 3,8 суток. После альфа-распада ядро радона превращается в ядро полония. Это также альфа-радиоактивный изотоп с периодом полураспада 3 минуты и наличием дополнительного электрического заряда. Следующие элементы этой цепочки радиоактивных распадов имеют такие же характеристики. Заканчивается ряд стабильным изотопом свинца. Концентрация радона в различных точках земного шара неодинакова.

Основную часть дозы облучения от радона человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении, где повышена его концентрация

Радон может проникать сквозь трещины в фундаменте, через пол из поверхности Земли и накапливается в основном на нижних этажах жилых помещений, создавая там повышенную радиацию. Одним из источников радоновой радиации могут быть конструкционные материалы, используемые в строительном производстве. К ним в первую очередь относятся материалы с повышенной радиоактивностью — гранит, пемза, глинозём, фос-фогипс.

Основные источники загрязнения воздуха

С течением времени экологическая обстановка многих стран мира ухудшается. Воздух становится настолько загрязнённым, что многие заболевают острыми респираторными заболеваниями. И источники загрязнения – всюду. Давайте рассмотрим, что так негативно влияет на планету.

Естественные источники загрязнения атмосферы

Загрязнение посредством таких источников происходит без вмешательства человека. Зачастую их невозможно регулировать.

Пожары

Лесные пожары уничтожают многие гектары лесных насаждений, а ведь именно деревья вырабатывают кислород и «фильтруют» воздух. От высоких температур в атмосфере повышается концентрация углекислого газа, что приводит к образованию озоновых дыр, глобальному потеплению. А также это влияет на количество/качество осадков.

Сами пожары могут возникать из-за возгорания торфа или удара молнии. Хотя и действия человека могут привести к его появлению.

Вулканы

При извержении вулканов в атмосферу выбрасывается огромное количество ядовитых компонентов. Например, они выбрасывают столько диоксидов серы, сколько не выбросит 40 крупных промышленных предприятий. Именно из-за таких выбросов в воздухе образуется смог совместно с пеленой.

А также вулкан выделяет хлор, который при большой концентрации уничтожает озоновый слой, а значит на землю поступает больше радиации от прямых солнечных лучей.

Сильные бури поднимают в воздух песок, который потом там и остаётся, оседает в лёгких людей и животных. При сильных ураганах в воздухе летает до 50 миллионов тонн пыли, что способно привести к летальному исходу.

Выветривание и разложение веществ

Выветривание – процесс, который следует за разложением горных пород и минералов. Со временем они разрушаются, а ветер разносит их пыль на многие километры вперёд. Иногда, в воздух попадают бактерии, которые пагубно сказываются на здоровье живых существ.

Искусственные загрязнители атмосферного воздуха

Такой вид загрязнений происходит из-за деятельности человека. То есть люди сами загрязняют атмосферу, зачастую не задумываясь о последствиях собственных действий.

Промышленность

Бесспорно, промышленные предприятия и заводы наносят сильнейший вред экологии. В крупных городах на территории которых построено много заводов, часто в воздухе витает смог. Не удивительно, ведь они выбрасывают в атмосферу частицы масляных аэрозолей, аммиак и цианид.

Атомные электростанции, которые работают с радиацией, используют нефть, уголь. Они, в свою очередь, являются причиной попадания в воздух серы и оксида углерода. Это тяжёлые вещества, которые потом вредят здоровью человека.

Даже находясь рядом с таким предприятием чувствуется «тяжесть» воздуха. Как будто пахнет серой.

Транспорт

В крупных городах сконцентрировано большое количество транспорта. Часто, на одного человека приходится по 1—2 средства передвижения (автомобиль и мотоцикл). К тому же они устарелые, а значит химических загрязнений от них в разы больше.

Вещества, содержавшиеся в выхлопных газах транспорта:

  • Окись углерода.
  • Свинец.
  • Азот.
  • Полициклические углероды – бензапирен.
  • Альдегид.

По результатам анализа данных, было выявлено – в сутки, в крупных городах, количество испарений в воздух находится на отметке в 150 тыс. литров. И люди дышат таким воздухом!

Сельское хозяйство

Казалось бы, агропромышленность должна пряность только пользу. Но это не так, особенно в связи с развитием технологий. Ведь сейчас практически все используют химические удобрения и специализированный транспорт для этих целей.

При использовании удобрений в атмосферу попадает аммиачный газ. Уже в воздухе он соединяется с азотом и сульфатами, в результате чего образуются тяжёлые частицы. При попадании в организм они приводят к респираторным и сердечным заболеваниям.

Сельскохозяйственный транспорт основан на двигателе внутреннего сгорания и ему необходим бензин, что снова приводит к выделению соединений азота, свинца и других вредных элементов.

Получается, что даже аграрная деятельность несёт в себе огромный ущерб для окружающей среды.

В заключение можно сделать вывод о том, что люди – причина огромных объёмов загрязнения окружающей среды. Да, с некоторыми видами загрязнений практически невозможно бороться. Но перевести предприятия на альтернативные источники энергии, сократить количество автомобильного транспорта – всё это в силах самого́ человека. А чем чище воздух – тем крепче здоровье и приятнее окружающий мир.

Ссылка на основную публикацию