Радиоэкология Радиоэкология раздел экологии исследующий действие

Радиоэкология

Радиоэкология – раздел экологии, исследующий действие ионизирующих излучений на особи, популяции, сообщества и экосистемы, а также миграцию радионуклидов в среде обитания.

Радиобиологический эффект Фундаментальная задача радиобиологии – изучение общих закономерностей биологического ответа на ионизирующее излучение с целью управления лучевыми реакциями человека

Обнаружение биологических эффектов излучения 1895 – открытие Х-лучей 1896 – первое описание острого лучевого поражения кожи 1896 – первое терапевтическое применение излучения 1902 – первое описание случая радиогенного рака кожи 1911 – первое описание случая радиогенной лейкемии 1946 – первое описание клинического синдрома, вызванного атомным взрывом

Детерминированные эффекты Массовая гибель клеток Утрата функции и структуры ткани

Радиобиологическая база 7[72]

ПРИНЦИПЫ ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ принцип нормирования - непревышение допустимых пределов индивидуальных доз облучения граждан от всех источников ионизирующего излучения принцип обоснования - запрещение всех видов деятельности по использованию источников ионизирующего излучения, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риск возможного вреда, причиненного дополнительным к естественному радиационному фону облучением принцип оптимизации - поддержание на возможно низком и достижимом уровне с учетом экономических и социальных факторов индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника ионизирующего излучения

Принцип нормирования Принцип ALARA (As Low As Reasonably Achievable) — один из основных критериев, рекомендуемых МКРЗ с целью минимизации вредного воздействия ионизирующей радиации. Предусматривает поддержание на возможно низком и достижимом уровне как индивидуальных, так и коллективных доз облучения , с учётом социальных и экономических факторов. Принцип ALARA широко используется на АЭС и других радиационноопасных объектах всего мира в качестве одного из важнейших принципов обеспечения радиационной безопасности проведении при планировании, подготовке и выполнении радиационно-опасных работ.

Мероприятия по обеспечению радиационной безопасности РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ОБЕСПЕЧИВАЕТСЯ проведением комплекса мер правового, организационного, инженернотехнического, санитарно-гигиенического, медико-профилактического, воспитательного и образовательного характера осуществлением органами государственной власти мероприятий по соблюдению правил, норм и нормативов в области радиационной безопасности информированием населения о радиационной обстановке и мерах по обеспечению радиационной безопасности обучением населения в области обеспечения радиационной безопасности

Государственное нормирование в области обеспечения радиационной безопасности для населения ср. год. эффек. доза 1, 0 м. Зв или доза за период жизни (70 лет) - 70, 0 м. Зв в отдельные годы допустимы большие значения дозы при условии, что ср год доза за пять последовательных лет, не превысит 1, 0 м. Зв для работников ср год доза равна 20, 0 м. Зв или доза за период трудовой деятельности (50 лет) – 1, 0 Зв; допустимо облучение в год до 50, 0 м. Зв при условии, что доза, исчисленная за пять последовательных лет, не превысит 20, 0 м. Зв Пренебрежимо малый уровень для индивидуальной дозы - 10 мк. Зв в год

Обеспечение радиационной безопасности при воздействии природных радионуклидов выбор земельных участков для строительства зданий и сооружений с учетом уровня выделения радона из почвы и гамма-излучения; проектирование и строительство зданий и сооружений с учетом предотвращения поступления радона в воздух этих помещений; проведение производственного контроля строительных материалов с учетом уровня содержания радона в воздухе помещений и гамма-излучения природных радионуклидов; эксплуатация зданий и сооружений с учетом уровня содержания радона в них и гамма-излучения природных радионуклидов

Radiation hormesis (homeostasis) Эффект от малых доз ионизирующего излучения (на уровне естественного фона), стимулирующий как активация механизмов восстановления, так и защищающий от различных заболеваний и не проявляющийся в отсутствии радиации

ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЕ ВЕЛИЧИНЫ Доза поглощенная (D) - величина энергии ионизирующего излучения, переданная веществу: Грей (Гр) - единица поглощенной дозы

Значения коэффициентов качества Фотоны любых энергий Электроны и мюоны любых энергий Нейтроны < 10 кэ. В от 10 до 100 кэ. В от 0, 1 до 2 Мэ. В от 2 до 20 Мэ. В более 20 Мэ. В Протоны с энергией более 2 Мэ. В, кроме протонов отдачи Альфа-частицы, осколки деления, тяжелые ядра 1 1 5 10 20 10 5 5 20 Для оценки биологического действия при хроническом облучении человека в малых дозах служит величина эквивалентной дозы. Доза эквивалентная Н – поглощенная доза в органе или ткани, умноженная на соответствующий взвешивающий коэффициент (коэффициент качества) для данного вида излучения Зиверт (Зв) – единица эквивалентной дозы

Доза эффективная (Е) - величина, используемая как мера риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека и отдельных его органов с учетом их радиочувствительности Зиверт (Зв) – единица эффективной дозы

Явление радиоактивности Одним из источников ионизирующих излучений является радионуклид – атомное ядро, способное к радиоактивному распаду. Под активностью радионуклида в источнике понимается отношение ожидаемого числа спонтанных ядерных превращений , происходящих в источнике за интервал времени, к величине этого интервала

. Явление радиоактивности Изменение активности радионуклида во времени выражается экспоненциальным законом радиоактивного распада Активность связана с числом радиоактивных атомов:

Проникающая способность радиации

Основные годовые пределы доз Нормируемые величины Пределы доз Персонал (группа А) Эффективная доза Население 20 м. Зв/год в среднем за любые 5 лет 150 м. Зв 500 м. Зв 15 м. Зв 50 м. Зв Эквивалентная доза в хрусталике глаза, коже, кистях и стопах до 1954 г. до 1960 г. до 2000 г. 300 м. Зв (30 Р) 150 м. Зв (15 Р) 50 м. Зв (5 бэр)

Фоновые дозы облучения, мк. Зв/год Источники облучения Россия Космическое излучение 400 300 Внешнее земное Природные Среднее в мире 500 1500 400 1600 2400 10 2300 1700 15 1 1 3400 4000 Внутреннее Сумма Антропогенные Медицина Ядерное оружие Ядерная энергетика ВСЕГО

Дозы облучения населения

Природный радиационный фон

Радиоактивный фон 1. Внешнее космическое облучение Основной вклад от электронов, образующихся при реакции первичных космических частиц (на уровне моря образуются 2, 1 пар ионов/см 3/сек). Второй источник – нейтроны (средняя плотность – 80 нейтрон/м 2/сек)

2. Внешнее фотонное излучение почвы и воздуха Всего в биосфере встречаются около 60 естественных радионуклидов. В почве присутствуют долгоживущие радионуклиды 40 K (T =1, 28·109 лет), 87 Rb (T =4, 7·1010 лет) и др. 1/2 Имеются 3 ряда радиоактивных семейств:

Ряд урана-радия Вымерший родоначальник:

Ряд актиния

Ряд тория

3. Внутреннее облучение от космогенных радионуклидов В атмосфере постоянно идут реакции: Основные радионуклиды, поступающие вместе с пищей в организм: 3 H (T 1/2=12, 3 года) 14 C (T 1/2=5730 лет) 7 Be (T 1/2=53, 3 суток) 22 Na (T 1/2=2, 6 года)

4. Внутреннее облучение радионуклидов земного происхождения 160 природных и техногенных радионуклидов относятся к α-излучателям, β-излучателей намного больше – 1500. Элементы, содержащиеся в биосфере, имеют радиоактивные изотопы: 40 K – этот радионуклид содержится в естественном (~ 1, 18· 10 -4) радон 222 Rn 5. Техногенно изменённый радиационный фон • Использование строительных материалов. • Использование каменного угля. • Фосфатные руды и удобрения. 6. Испытания ядерного оружия

Ожидаемые индивидуальные эффективные дозы от испытаний ядерного оружия для жителей Северного полушария, мк. Зв Годы 1945– 1999 2000– 2099 2100– 2199 Поступление нуклидов внешнее с пищей ингаляционное 382 124 12 531 141 51 164 — — Сумма 1076 264 63

Концентрации радионуклидов в пищевых продуктах и питьевой воде, м. Бк/кг Продукты 238 U 226 Ra 210 Po 232 Th Молочные Мясные Зерновые Овощи Корнеплоды и фрукты Рыбные Питьевая вода 1 2 20 20 3 5 15 80 50 30 15 60 60 100 40 0, 3 15 0, 5 30 1 100 0, 5 2000 5 10 0, 05

Поступление радионуклидов в организм человека, Бк/сут Нуклид Пища Вода Воздух 3 H — 3, 7 — 0, 04 0, 015 0, 9 0, 4 8 0, 007 — 0, 004 — — 25 2, 5 10– 5 40 K 222 Rn 226 Ra 232 Th 238 U

Суммарная дозовая нагрузка на население от естественных источников излучений 1 – космическое излучение 2 – внешнее гамма- и бета-облучение 3 – внутреннее гамма- и бета-облучение 4 – радон 5 - прочее

Основные пути попадания радона в здание