Існує два різних шляхи, за допомогою яких випромінювання досягає тканини організму і впливає на них.
Перший шлях - зовнішнє опромінення від джерела, розташованого поза організмом. Воно викликається гамма-випромінюванням, рентгенівським випромінюванням, нейтронами, які глибоко проникають в організм, а також бета-променями з високою енергією, здатними проникати в поверхневі шари шкіри. Джерелами фонового зовнішнього опромінення є космічні випромінювання, гамма-випромінюючі нукліди, які містяться в породах, грунті, будівельних матеріалах (бета-промені в цьому випадку можна не враховувати в зв'язку з низькою іонізацією повітря, великим поглинанням бета-активних частинок мінералами і будівельними конструкціями) .
Розрахуємо дозу, яку отримує людина за рахунок зовнішнього опромінення космічними випромінюваннями.
= 28мрад / рік (0,28 мГр / рік), де Дк - поглинена доза за рахунок космічних випромінювань;
1,95 - число пар іонів, що виникають в 1 см3 за рахунок космічних променів за 1 с (для середніх широт);
3,6 • 103 - число сек в 1 годині;
24 - число годин у добі;
365 - число днів в році;
2,08 • 109 - число пар іонів, що виникають при дозі в 1Р;
103 - коефіцієнт переведення дози в мрад;
1,07 - коефіцієнт переведення дози з рентген в радий.
Таким чином, 28 мрад / рік є середньою дозою, яку отримує людина за рахунок космічних променів.
Значна частина від сумарної дози зовнішнього опромінення обумовлено природними джерелами радіації, вона утворюється за рахунок гамма-випромінюючих речовин, що містяться в поверхневому шарі порід і почв.Так, потужність поглиненої дози в повітрі, яка утворюється за рахунок калію-40 складає в середньому 16 нгр / годину, урану-238- 11 нгр / год, торію -232 - 17 нгр / год. Доза за рік становить для калію 0,06-0,354 мГр, урану - 0,165-0,263 мГр. У деяких районах Бразилії потужність гамма-випромінювання досягає 10 мГр на рік. Понад 95% населення Землі проживає в умовах, де потужність гамма-випромінювання становить в повітрі 30-
70 нгр / год (в середньому 50 нгр / год).
Річна еквівалентна доза. обумовлена гамма-випромінюванням природних радіонуклідів, що містяться в грунті, оцінюється шляхом множення середньої потужності поглиненої дози в повітрі на відносне час перебування людини на відкритій місцевості (рівне 0,2) і на коефіцієнт, що дорівнює 0,7 (відношення потужності еквівалентної дози до поглиненої дози в повітрі для середніх значень гамма-випромінювання).
Д = 50 нгр / год х 0,7 3в / Гр х 8760 годин на рік х 0,2 = 61 мк3в / рік
Доза за рахунок опромінення всередині приміщень становить 290 мк3в / рік.
Як середньої дози приймається еквівалентна доза в
350 мк3в / рік = 0,35 м3в / рік.
Доза зовнішнього опромінення, яка зумовлена бета-частинками природних радіонуклідів, що містяться в грунті і повітрі, становить
7 мк3в / рік = 0,007 м3в / рік.
Другий шлях - внутрішнє опромінення від іонізуючих випромінювань радіоактивних речовин, що знаходяться всередині організму (при вдиханні, надходження з водою і їжею, проникненні через шкіру). В організм потрапляють як природні, так і штучні радіоізотопи. Знаходячись під в тканинах тіла радіоактивного розпаду, ці ізотопи випромінюють альфа-, бета-частинки, гамма-промені.
Існує ряд особливостей, які роблять внутрішнє опромінення в багато разів небезпечнішим, ніж зовнішнє (при одних і тих же кількостях радіонуклідів):
1. При внутрішньому опроміненні збільшується час опромінення тканин організму, так як при цьому час опромінення збігається з часом перебування РВ в організмі (при зовнішньому опроміненні доза визначається часом перебування в зоні радіаційного впливу).
2. Доза внутрішнього опромінення різко зростає через практично нескінченно малу відстань до тканин, які піддаються впливу іонізуючого (так зване контактне опромінення).
3. При внутрішньому опроміненні виключається поглинання альфа-частинок роговим шаром шкіри (альфа-активні речовини стають найбільш небезпечними).
4. За невеликим винятком РВ розподіляються в тканинах організму нерівномірно, а вибірково концентруються в окремих органах, ще більше посилюючи їх опромінення.
5. У разі внутрішнього опромінення немає можливості використовувати методи захисту, які розроблені для зовнішнього опромінення (екранування, скорочення часу перебування в поле дії РВ, видалення від джерела опромінення).
Ступінь радіаційної небезпеки при внутрішньому опроміненні людини визначають ряд параметрів:
1. Шлях надходження РВ в організм (органи дихання, шлунково-кишкового тракту, шкіра).
2. Місце локалізації (відкладення) РВ в організмі.
3. Тривалість надходження РВ в організм людини.
4. Час перебування випромінювача в організмі (в залежності від періоду напіврозпаду і періоду напіввиведення радіонуклідів).
5. Енергія, яку випромінює радіонуклідами за одиницю часу (кількість розпадів в одиницю часу множать на середню енергію одного розпаду).
6. Маса опромінюваної тканини (залежить від локалізації РВ в організмі).
7. Відношення маси опромінюваної тканини до маси тіла людини.
8. Кількість радіонукліда в організмі, тобто кількість розпадів в одиницю часу і вид випромінювання.
Наявність і поєднання цих факторів призведуть до великої різноманітності величин, які характеризують гранично допустиму кількість радіоактивних елементів в повітрі, воді, всередині організму людини, а також характеризують більш загальний показник - межа річного надходження радіонуклідів в організм людини.
За рахунок природної радіоактивності (фону природних ізотопів і космічних випромінювань) індивідуальна еквівалентна доза становить 2,4 м3в / рік, в т.ч. за рахунок зовнішнього опромінення 0,8 м3в / рік, за рахунок внутрішнього опромінення 1,6 м3в / рік.