Радиационное загрязнение. 
Теоретические основы защиты окружающей среды

Человек существует в условиях постоянно действующего облучения, создаваемого источниками ионизирующего излучения естественного происхождения, образующего естественный радиационный фон. Эти источники подразделяются на источники земного и внеземного (космического) происхождения.

Особое место в процессах загрязнения атмосферного воздуха, воды, почвы, всей окружающей человека природной среды занимает радиоактивное загрязнение. Радиоактивное загрязнение характеризуется присутствием радиоактивных веществ на поверхности, внутри материала, в воздухе, в теле человека или в другом месте в количестве, превышающем устаноаленные уровни.

Различают ионизирующее излучение двух видов: корпускулярное и электромагнитное. Потоки частиц с ненулевой массой покоя (электроны, протоны, нейтроны и многие другие) относятся к первому виду, а потоки частиц с нулевой массой покоя (фотоны) — ко второму. К. ионизирующему излучению не относятся ультрафиолетовое излучение и видимый свет. Основные виды ионизирующих излучений: ?-, ?-, ?-излучение, нейтронное и рентгеновское излучение.

?-Излучение представляет собой поток ядер гелия (⁴₂Не), испускаемых при распаде радиоактивного вещества или при ядерных реакциях. Энергия ?-частиц составляет несколько МэВ. В воздухе эти частицы поглощаются слоем толщиной 8…9 см. При увеличении энергии ?-частицы возрастает вызываемая ею ионизация в поглощаемой среде. Вследствие большой массы эти частицы быстро теряют свою энергию, поэтому проникающая способность этого вида излучения невысокая.

Излучение — поток электронов (или позитронов), возникающих при радиоактивном распаде. Энергия этих частиц составляет несколько МэВ. Максимальный пробе г в воздухе достигает более 15 м, а в живых тканях — 2,5 см. Обладая значительно меньшей массой, чем ?-частицы, ?-частицы имеют более высокую проникающую способность.

?-Излучение, как и рентгеновское, имеет электромагнитную природу и обладает большой проникающей способностью и малым ионизирующим действием. Оно возникает в результате естественной радиоактивности, а также в искусственных ядерных реакциях, при соударении частиц высоких энергий и т. п. Энергия фотона ?-излучения может достигать очень больших значений, во много раз превосходящих энергию фотона рентгеновского диапазона.

Нейтронное излучение преобразует свою энергию в результате соударения с ядрами вещества. При неупругих взаимодействиях возможно возникновение вторичных излучений, которые могут иметь как заряженные частицы, так и ?-излучения. При упругих столкновениях возможна ионизация вещества. Проникающая способность нейтронов в значительной степени зависит от их энергии.

Рентгеновское излучение возникает при воздействии ?-частиц на окружающую среду или при бомбардировке электронами анодов рентгеновских трубок, ускорителей и т. п. Энергия фотонов рентгеновского излучения составляет примерно 1 МэВ. Рентгеновское излучение обладает большой проникающей и малой ионизирующей способностями.

Радиоактивное загрязнение характеризуется присутствием радиоактивных веществ на поверхности, внутри материала, в воздухе, в теле человека или в другом месте, в количестве, превышающем установленные уровни.

Радиоактивные вещества (радионуклиды) обладают различной степенью устойчивости. За определенное время они или распадаются, или переходят в другое состояние. Для оценки устойчивости радионуклидов введено понятие периода полураспада Т½ — время, в течение которого распадается половина исходного числа атомов радионуклидов.

Изменение числа радиоактивных атомов происходит по экспоненциальному закону:

(5.35).

где N — число нераспавшихся атомов спустя время t; ?₀ — исходное число атомов;? — постоянная распада.

Период полураспада Т_½ определяется соотношением.

(5.36).

откуда.

(5.37).

(5.38).

Для оценки степени устойчивости радионуклидов вводят понятие среднего времени жизни ?:

(5.39).

Величина? равна тому промежутку времени, в течение которого число атомов ?₀ уменьшается в е раз. Тогда T_½ и? связаны соотношением.

(5.40).

и с учетом (5.37)? = 1/?.