Основну частину опромінення людина одержує від природних джерел радіації. Більшість з них такі, що уникнути опромінення від них зовсім неможливо. Протягом всієї історії, існування Землі, різні види випромінювання потрапляють на поверхню Землі з космосу і надходять від радіоактивних речовин, що знаходяться в земній корі.
Людина піддається опроміненню двома способами. Радіоактивні речовини можуть знаходитися: в організмі і опромінювати його зовні; в цьому випадку говорять про зовнішнє опромінення. Або ж вони можуть виявитися в повітрі, яким дихає людина, в їжі або у воді і потрапити всередину організму. Такий спосіб опромінення називають внутрішнім. На власні джерела іонізуючого випромінювання здійснюватиме доводиться 82%, на джерела, які використовуються в медицині - 17%, інші джерела - 1%.
Природні джерела іонізуючого випромінювання
Опромінення від природних джерел радіації зазнають усі жителі Землі, при цьому одні з них одержують більші дози, ніж інші. Залежно, зокрема, від місця проживання. Так рівень радіації в деяких місцях земної кулі, там, де особливо залягають радіоактивні породи, виявляється значно вище середнього, в інших місцях - відповідно нижче. Доза опромінення залежить також від способу життя людей. Застосування деяких будівельних матеріалів, використання газу для приготування їжі, відкритих вугільних жаровень, герметичність приміщень і навіть польоти на літаках - все це збільшує рівень опромінення за рахунок природних джерел радіації.
Земні джерела (79%) радіації в сумі відповідальні за більшу частину опромінення, якому піддається людина за рахунок природної радіації. Іншу частину радіації вносять космічні промені (21%).
Космічні промені, в основному, приходять до нас з глибин Всесвіту, але деяка їх частина народжується на Сонці під час сонячних спалахів. Космічні промені можуть досягати поверхні Землі або взаємодіяти з її атмосферою, породжуючи вторинне випромінювання і приводячи до утворення різних радіонуклідів.
Немає такого місця на Землі, куди б не падав цей невидимий космічний потік. Але одні ділянки земної поверхні більш схильні до його дії, ніж інші. Наприклад, Північний і Південний полюси одержують більше радіації, ніж екваторіальні області, через наявність у Землі магнітного поля, що відхиляє заряджені частинки (з яких, в основному, і складаються космічні промені).
Істотним є також те, що рівень опромінення росте з висотою над поверхнею землі, оскільки при цьому над нами залишається все менше повітря, що грає роль захисного екрана. Це важливо знати людям, що часто літають на літаках.
Основні радіонукліди, що зустрічаються в гірських породах Землі, - це калій-40, рубідій-87 і члени двох радіоактивних сімейств, що беруть початок від урану-238 і торію-232, що включилися до складу Землі із самого її народження.
Як уже зазначалося, рівні земної радіації неоднакові для різних місць земної кулі і залежать від концентрації радіонуклідів у тій, чи іншій ділянці земної кори. У місцях проживання основної маси населення вони приблизно одного порядку. Але є, проте, такі місця, де рівні земної радіації набагато вище. Так, неподалік від міста Посус-ді-Калдас в Бразилії, розташованого в 200 км на північ від Сан-Паулу, є невелика височина. Тут рівень радіації в 800 разів перевищує середній. В Ірані, в районі міста Рамсер, де б'ють ключі, багаті радієм, зареєстровані рівні радіації, що перевищують середні в 1 300 разів. Відомі й інші місця на земній кулі з високим рівнем радіації, наприклад, в Індії, Франції, Нігерії, на Мадагаскарі.
В середньому приблизно 70% ефективної еквівалентної дози опромінення, яку людина одержує від природних джерел радіації, надходить від радіоактивних речовин, що потрапили в організм з їжею, водою і повітрям.
Зовсім невеликі дози припадає на радіоактивні ізотопи типу вуглецю-14 і тритію, що утворюються під впливом космічної радіації. Все інше надходить від джерел земного походження. Чималу частку радіації людина одержує від калію-40, який засвоюється організмом разом з нерадіоактивними ізотопами калію, необхідними для життєдіяльності організму. Але більшу дозу внутрішнього опромінення людина одержує від нуклідів радіоактивного ряду урану-238 і в меншій мірі від радіонуклідів ряду торію-232. Деякі з них, наприклад, нукліди свинцю-210 і полонію-210, надходять в організм з їжею. Вони концентруються в рибі і молюсках, тому люди, які споживають багато риби та інших дарів моря, можуть одержати відносно високі дози опромінення.
Відносно недавно вчені зрозуміли, що найбільш вагомим із усіх природних джерел радіації є невидимий, що не має смаку і запаху важкий газ (у 7,5 рази важчий за повітря) радон. Радон разом зі своїми дочірніми продуктами радіоактивного розпаду відповідальний приблизно за 75% річної ефективної еквівалентної дози опромінення, одержуваної людиною від земних джерел радіації. Більшу частину цієї дози людина отримує від радіонуклідів, що потрапляють в його організм разом з повітрям, особливо в непровітрюваних приміщеннях.
Радон вивільняється із земної кори повсюдно, але його концентрація в зовнішньому повітрі істотно відрізняється для різних точок земної кулі. У зонах з помірним кліматом концентрація радону в закритих приміщеннях в середньому приблизно в 8 разів вище, ніж в зовнішньому повітрі.
За даними МАГАТЕ, середні ефективні еквівалентні дози від природних джерел складають:
· Космічні випромінювання (зовнішнє джерело) - 0,37 мЗв / рік;
· Природні радіонукліди грунту будівель (зовнішній источ-ник) - 0,40 мЗв / рік;
· Природні радіонукліди (40К) з їжею, водою (внутрішнє джерело) - 0,30 мЗв / рік;
· Той же з повітрям будівель (220,222 Rn) - 0,30 мЗв / рік.
Четверта з наведених компонент є по суті техногенним підвищеним природним радіаційним фоном, результатом використання в будівництві матеріалів, що містять більшу або меншу кількість природних радіонуклідів, еманірует в повітря житлових приміщень радіоактивний газ - радон.
Штучні джерела випромінювань
За останні кілька десятиліть людина створила кілька сотень штучних радіонуклідів і навчилася використовувати енергію атома в самих різних цілях: в медицині і для створення атомної зброї, для виробництва енергії і виявлення пожеж, для пошуку корисних копалин. Все це призводить до збільшення дози опромінення як окремих людей, так і населення Землі в цілому.
Індивідуальні дози, одержувані різними людьми від штучних джерел радіації, сильно розрізняються. У більшості випадків ці дози досить невеликі, але іноді опромінення за рахунок техногенних джерел виявляється у багато тисяч разів інтенсивніше, ніж за рахунок природних.
Як правило, для техногенних джерел радіації згадана варіабельність виражена набагато сильніше, ніж для природних. Крім того, що породжується ними випромінювання звичайно легше контролювати, хоча опромінення, пов'язане з радіоактивними опадами від ядерних вибухів, майже так само складно контролювати, як і опромінення, зумовлене космічними променями або земними джерелами.
В даний час основний внесок в дозу, одержувану людиною від техногенних джерел радіації, вносять медичні процедури і методи лікування, пов'язані із застосуванням радіоактивності. У багатьох країнах це джерело відповідальний практично за всю дозу, одержувану від техногенних джерел радіації.
Радіація використовується в медицині як у діагностичних цілях, так і для лікування. Одним з найбільш поширених медичних приладів є рентгенівський апарат. Отримують все більш широке поширення і нові складні діагностичні методи, що спираються на використання радіоізотопів. Як ні парадоксально, але одним із способів боротьби з раком є променева терапія.
В принципі, опромінення в медицині направлено на лікування хворих. Однак нерідко дози виявляються невиправдано високими: їх можна було б істотно зменшити без зниження ефективності, причому користь від такого зменшення була б, досить істотна, оскільки дози, одержувані від опромінення в медичних цілях, становлять значну частину сумарної дози опромінення від техногенних джерел.
Джерелами опромінення, навколо яких ведуться найбільш інтенсивні суперечки, є атомні електростанції, хоча в даний час вони вносять досить незначний внесок в сумарне опромінення населення. При нормальній роботі ядерних установок викиди радіоактивних матеріалів у навколишнє середовище дуже невеликі.
Атомні електростанції є лише частиною ядерного паливного циклу, який починається з видобутку і збагачення уранової руди. Наступний етап - виробництво ядерного палива. Відпрацьоване в АЕС ядерне паливо іноді піддають вторинній обробці, щоб витягти з нього уран і плутоній. Закінчується цикл, як правило, захороненням радіоактивних відходів.
На кожній стадії ядерного паливного циклу в навколишнє середовище потрапляють радіоактивні речовини.
Але найбільше шкоди для населення може принести аварія на АЕС. Як відомо, за період з 1971 р по 1989 р в 14 країнах світу мала місце 151 аварія на АЕС. Однак за час існування ядерних енергетичних реакторів відбулися тільки три великі аварії, що супроводжуються великими викидами радіоактивних речовин (в Великобританії в 1957 р в США в 1979 р і в СРСР в 1986 г.). Перші дві аварії не чинили серйозного впливу на економічне життя населення відповідних районів. Аварія в СРСР на Чорнобильській АЕС була найбільшою в історії ядерної енергетики і супроводжувалася значними викидами радіоактивних речовин і евакуацією населення із зони 30 км навколо реактора.
Багато людей піддалося дії іонізуючого випромінювання. Особливо постраждали ліквідатори аварії. На даний момент багато хто з них померли від променевої хвороби.
Реакція тканин і органів людини на опромінення неоднакова, причому розходження дуже великі. Величина ж дози, визначає тяжкість ураження організму, залежить від того, отримує організм відразу або в декілька прийомів. Більшість органів встигає в тій чи іншій мірі залікувати радіаційні пошкодження і тому краще переносить серію дрібних доз, ніж ту ж сумарну дозу опромінення, отриману за один прийом.