Прыродны радыяцыйны фон. Тэхнагенныя крынiцы забруджвання навакольнага асяроддзя

Прыродны радыяцыйны фон фармiруецца пад уплывам касмiчнага выпраменьвання, якое прыходзiць з мiжзоркавай прасторы з галактыкi i ад нашай зоркі – Сонца. Ён складаецца з зараджаных часцiц высокай энергii, iанiзуючых выпраменьванняў і ў тым ліку ад прыродных радыенуклiдаў, якiя знаходзяцца ў глебе, вадзе, паветры, раслiннасцi. У цяперашнi час вядома больш за 60 прыродных радыенуклiдаў, якiя фармiруюць радыеактыўнасць бiясферы. Па паходжаннi iх дзеляць на дзве групы:

1) касмагенныя – нуклiды, якiя ўтвараюцца ў вынiку ўзаемадзеяння касмiчнага выпраменьвання з атамамi азоту, вадароду i iнш. З вялiкай колькасцi касмагенных радыенуклiдаў значны ўклад у дозу апраменьвання ўносяць ³H, ⁷Be, ¹⁴C, ²²Na;

2) прыродныя – нуклiды радыеактыўных сямействаў ²³⁵U, ²³⁸U i ²³²Th, а таксама ⁴⁰К i ⁸⁷Rb, якiя знаходзяцца ў зямной кары i аб'ектах навакольнага асяроддзя з моманту ўтварэння Зямлi.

Канцэнтрацыя прыродных радыенуклiдаў вагаецца ў шырокiх межах. У зямной кары, напрыклад, з усiх радыеактыўных рэчываў больш за ўсё ўтрымлiваецца калiю (каля 2,5%). Утрыманне урану i торыю ў дзесяткi i сотнi, а радыю ў мiльёны разоў меншае ў параўнаннi з утрыманнем радыеактыўнага калiю (⁴⁰К). Значныя адрозненнi назiраюцца ў канцэнтрацыi радыенуклiдаў розных тыпаў глеб (табл. 12.2).

Таблiца 12.2

Канцэнтрацыя радыенуклiдаў у глебах розных тыпаў i магутнасць паглынутай дозы Р у паветры на вышынi 1 м ад паверхнi зямлi

Знешняе апраменьванне, якое абумоўлена касмiчным выпраменьваннем, на паверхнi Зямлi з'яўляецца адносна стабiльным у часовым i прасторавым аспектах, аднак ступень уздзеяння яго iстотна залежыць ад вышынi над узроўнем мора i шыраты мясцовасцi (Messershmidt).

Прыродныя радыенуклiды выяўляюцца ва ўсiх прыродных водах. Канцэнтрацыя урану, радыю i торыю асаблiва высокая ў падземных водах. У паўднёвых рэках з высокай ступенню мiнералiзацыi канцэнтрацыя урану ў сярэднiм састаўляе 5·10^–5 г/л, а ў паўночных вагаецца ў межах ад 2·10^–8 да 2·10^–7 г/л. З прыродных радыенуклiдаў з працяглым тэрмiнам жыцця ў прыродных водах больш за ўсё ⁴⁰К (да 330 пКi/л у марской вадзе). У дажджавой вадзе канцэнтрацыя радыенуклiдаў невялiкая. Выключэнне складаюць ³Н i ⁷Ве, канцэнтрацыя якiх дасягае дзесяткаў пКi/л.

Канцэнтрацыя натуральных радыенуклiдаў у раслiнах i целе жывёл звычайна значна нiжэйшая, чым у глебе, на якой раслiны растуць. Выключэнне складаюць ⁴⁰К, ¹⁴С i ³Н, якiя iнтэнсiўна засвойваюцца раслiнамi i жывёламi. Разлiковыя даныя аб магчымых узроўнях паступлення радыенуклiдаў у арганiзм чалавека прыведзены ў табл. 12.3.

Таблiца 12.3

Сярэдняе паступленне радыенуклiдаў у арганiзм чалавека з ежай (Аляксахiн Р. М.)

Радыенуклiды паступаюць у атмасферу рознымi шляхамi. Частка з iх пападае ў паветра ў вынiку выветрывальнасці зямных парод i гнiення арганiчных рэчываў. Iстотнае значэнне мае дыфузiя з глебы ў прыземныя слаi атмасферы радону (²²²Rn) i торыю (²³²Th).

Радыеактыўнасць атмасфернага паветра вагаецца ў шырокiх ме-жах i залежыць ад месцазнаходжання, утрымання радыенуклiдаў у мацярынскiх пародах, пары года, стану атмасферы i г. д. Сярэдняя канцэнтрацыя радыеактыўнай аэразолi ў паветры, Кi/л: a-актыўнай аэразолi – 4·10^–13, b-актыўнай – 3,1·10^–13. Для радону сярэдняя кан-цэнтрацыя ў прыземных слаях паветра прымаецца роўнай 7·10^–14 Кi/л.

Адной з крынiц, з удзелам якой фармiруецца прыродны радыяцыйны фон, з'яўляецца распад прыродных радыенуклiдаў зямной кары i атмасферы. Па паходжаннi ўсе прыродныя радыенуклiды, якiя стаяць па-за радыеактыўнымi сем'ямi, дзеляцца на тры групы:

1) радыенуклiды, якiя стаяць па-за радыеактыўнымi сем'ямi;

2) радыенуклiды уранава-радыевага, актынiевага i торыевага радоў;

3) прыродныя радыенуклiды, якiя непасрэдна ўтвараюцца ў бiясферы ў вынiку ўзаемадзеяння касмiчнага выпраменьвання з зямной атмасферай (касмагенныя радыенуклiды).

Значная частка прыродных пярвiчных радыенуклiдаў прадстаўлена цяжкiмi элементамi з парадкавым нумарам Z ³ 82. Яны ўтвараюць тры радыеактыўныя сямействы:

1) урану (роданачальнiк ²³⁸U : T_1/2 = 4,5·10⁹ гадоў);

2) актынiю (роданачальнiк ²³⁵U : T_1/2 = 7,1·10⁸ гадоў);

3)торыю (роданачальнiк ²³²Th : T_1/2 = 1,4·10¹⁰ гадоў). Гэтыя сямействы ўключаюць 17, 14 i 12 паслядоўна размешчаных радыеактыўных iзатопаў. Канчатковымi прадуктамi iх распаду з'яўляюцца стабiльныя iзатопы свiнцу ²⁰⁶Pb, ²⁰⁷Pb, ²⁰⁸Pb. Большая частка прамежкавых прадуктаў у гэтых сямействах кароткажывучая, а iх наяўнасць у навакольным асяроддзi пастаянна папаўняецца ў працэсе распаду мацярынскiх радыенуклiдаў. У раёнах, дзе маюцца радовiшчы руд з павышаным утрыманнем прыродных радыенуклiдаў, радыяцыйны фон павышаецца ў сотнi i тысячы разоў. Такiя ўчасткi могуць служыць зручнымi стацыянарнымi палiгонамi для комплексных радыеэкалагiчных даследаванняў.

Тэхнагенны радыяфон фармiруецца ў вынiку прымянення фосфарных угнаенняў, попелу, каменнага вугалю, радыеактыўных адходаў, работы розных установак, выкарыстання радыеактыўнага палiва, ядзерных выпрабаванняў, аварый на АЭС, уцечкi радыеактыўных рэчываў i iнш. Гэтыя крынiцы садзейнiчаюць 2–3-кратнаму павелiчэнню радыяцыйнага фону ў параўнаннi з прыродным (Вазняк В. Я, Iльеш В. А., Пральнiкаў А. Е.).

У вынiку ўздзеяння прыроднага i тэхнагеннага радыяцыйнага фонаў кожны жыхар Зямлi ў сярэднiм за год атрымлiвае сумарную дозу 33–500 мбэр. Гэта звычайнае асяроддзе нашага пражывання ў сучасным свеце. Уздзеянне вялiкiх доз ядзерных выпраменьванняў на жывыя арганiзмы выклiкае комплекс узаемазвязаных i ўзаемаабумоўленых змяненняў, якiя адбываюцца на малекулярным, бiяструктурным, фiзiялагiчным i генетычным узроўнях жывой клеткi, што можа прывесцi да гiбелi ўсяго арганiзма.