Характеристика некоторых радиоактивных изотопов как гамма-излучателей

Изотоп	Период	Энергия	Выход	Полная	Дифференциаль-
	полу­	гамма	гамма	гамма	ные  гамма
Тип	распада	Квантов	квантов	постоянная	постоянные
распада	(Тфиз)	(МэВ)	(%)
Na-22	2, 58	1,275	99, 9	11, 89	6, 58
(Б+)	года	0,511	180, 0		5,31
Na-24	14,9	5,220	2 × 10-5	18, 55	-
+	часа	4,240	1,5 × 10-3		-
доч. пр.		3,850	9 × 10-2		0,01
(Б-)		2,750	100, 0		11,60
		1,370	100, 0		6, 94
Si-31	2, 62	1,260	0, 1	0, 005	0, 005
(Б-)	часа
К-40	1,39х109	1,460	11,0	0, 80	0, 80
(Б+, ВК	года
Са-47	4, 5	1,290	71,0	5, 14	4, 76
(Б-)	суток	0,812	5,0		0, 23
		0,500	5,0		0, 15
Со-58	71,3	1,620	0,50	5, 47	0, 039
(Б+, ВК	суток	0,815	1,60		0, 073
		0,805	100,0		4, 505
		0,511	29,0		0, 856
Fe-59	45, 0	1,290	44,0	6, 29	2, 930
+	суток	1,192	2,5		0, 025
доч. пр.		1,100	56,0		3, 280
(Б-)		0,337	0,3		0, 006
		0,145	7,9		0, 055
Со-60	5, 27	2,158	1,2 × 10-3	12, 93	—
+	года	1,333	100, 0		6, 820
доч. пр.		1,172	99, 0		6, 110
(Б-)		0,825	2,8 × 10-3		-

 

Cu-64 (Б+, ВК	12,8 часа	1,340  0,511	0,05  38,00	1, 120	1,120
Zn-65 (Б+, ВК	245 суток	1,120  0,511	49,0  3,4	3, 020	2,920  0,100
In-114m + доч. пр. (ИП)	50, 0 суток	1,290  0,720 0,556  0,192	9,0 × 10-6 3,50 3,50  18,20	0, 434	0,142  0.112  0,180
1-131 + доч. пр. (Б-)	8, 08 суток	0,722  0,637 0,364  0,284 0,080	3,00  9,00 78,40 5,00  0,74	2, 150	0, 122 3,27 6,21 0,078  0,003
Cs-137 + доч. пр. (Б-)	26, 6 года	0,661	82,5	3, 10	3,100
Au-198 + доч. пр. (Б-)	2, 697 суток	1,088 0,676 0,412	0,16  0,80  96,00	2, 30	0,009  0,031 2,263
Ra-226 (х\ч) (А)	1602 года	0,184	3, 40	0,011	0,011
U-238 (х\ч) (А)	4,5×109 года	0,112 0,048	0,023  18,700	0, 072	0,072

Условные обозначения:   (А) - альфа распад;

(Б-) - бета электронный переход;

(Б+) - бета позитронный переход;

(ВК - внутренняя конверсия электронов;

(ИП) - изомерный переход;

(х\ч) - химически чистое соединение;

(доч.пр.) - дочерние продукты в состоянии радиоактивного равновесия.

 

В расчетах, посвященных вопросам радиационной безопасности горнора­бочих на урановых и неурановых рудниках, для характеристики степени воздействия короткоживущих продуктов распада радона-222, часто приме­няется внесистемная единица «ЭРЭМ» (эквивалент равновесного эмана за ме­сяц).

1 ЭРЕМ соответствует пребыванию человека в течение рабочего меся­ца в атмосфере с концентрацией короткоживущих продуктов распада радона равной 1,28×10⁵ МэВ на литр, эквивалентной по уровню "скрытой энергии" их концентрации, равновесной с 1Эман радона (1x10¹⁰ Ки\л). Фактически эта величина представляет собой произведение концентра­ции дочерних продуктов радона в воздухе (в единицах скрытой энергии) на время пребывания человека в этой атмосфере.

Для характеристики степени экспозиции горнорабочих короткоживущими продуктами распада радона использовалось понятие рабочий уровень за ме­сяц (РУМ).

                        1 РУМ = 1 ЭРЕМ = 1,3 × 10⁵ Мэв\л

РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ

"Природа всегда строга, мудра, права.

Ошибки и заблуждения исходят только от людей."

В мирное время загрязнение окружающей среды (ОС) радиоактивными ве­ществами главным образом может быть следствием:

- испытаний ядерного оружия;

- эксплуатации предприятий ядерно-топливного цикла;

- работы учреждений, предприятий, лабораторий, использующих в техноло­гии производственных процессов радиоактивные вещества;

- осуществления космических программ исследований.

В ходе испытаний ядерного оружия образуются продукты деления ядер­ного горючего (осколки деления) и наведенная активность. В окружающую среду поступает и некоторое количество самих расщепляющихся веществ. При термоядерных взрывах дополнительно возникает радиоактивный углерод (С-14).

Осколки деления представляют собой сложную смесь (более 8-ми десят­ков) радиоактивных веществ, непрерывно испытывающих внутриядерные прев­ращения, дающие жизнь дочерним продуктам деления  (более 230 изотопов 38 химических элементов), периоды полураспада которых находятся в пределах от 1 секунды (Хе-157) до 1,57×10⁷ лет (1-129).

По характеру излучения почти все они относятся к бета- гамма и бета излучателям (исключение составляют незначительные количества Nd-144,  Sm -147, являющихся альфа излучателями).

К наиболее потенциально опасным из них (активно включающимся в биологический цикл, с большим периодом полураспада) отнесены: радиоактивный стронций (Sr-90) и радиоактивный цезий (Cs-134, 137).

Наведенная активность преимущественно представлена радиоактивными натрием (Na-24), магнием (Mg-27), кремнием (Si-31), фосфором (Р-32) и рядом других радионуклидов, имеющих относительно короткие периоды полу­распадов (от нескольких минут до нескольких суток).

В процессе производства ядерной энергии на всех этапах добычи и пе­реработки урана, выработки электроэнергии в реакторах и при захоронении радиоактивных отходов в ОС поступает определенное количество радиоак­тивных веществ. Последнее принято отражать в расчете на 1 ГВт вырабо­танной электроэнергии за год.

Так при выработке 1 ГВт (эл.) в окружающую среду  поступает: из рудников 20 000 ГБк радона (Rn-222);  с перерабатывающих заводов - 880 ГБк; из хвосто-хранилищ - 1000 ГБк.

Кроме того, на этих стадиях выделяется 1,57 ГБк изотопов: урана, тория, радия, свинца и полония.

 Во время работы ядер­ных реакторов в расчете на 1 ГВт (эл.) в атмосферу выделяется более 9 690 ТБк  радиоактивных благородных газов, 3240 ТБк  продуктов наведен­ной активности, 551,2 ТБк  трития (Н-3), 740 ГБк  радиоуглерода (С-14), 55,9 ГБк - продуктов деления урана (в виде радиоактивных аэрозолей) и 458,1 ГБк радиоактивного йода (1-131).

Кроме воздушных выбросов образуются и жидкие радиоактивные отходы, суммарная активность которых составляет более 5 714 ГБк на 1 ГВт (эл.), представляющие смесь коротко- и долгоживущих радионуклидов.

Последние преимущественно представлены: тритием (414 ГБк), Cs-137 (29,7 ГБк), Cs- 134 (21,4 ГБк), Со-60 (28 ГБк), а также - радиоактивным стронцием, даже относительно небольшая доля содержания которого (учитывая его большой период полураспада) предопределяет значительный удельный вес в формиро­вании дозовых нагрузок.

Проведенные НКДАР расчеты показывают, что средне-годовая коллектив­ная эффективная эквивалентная доза суммарного воздействия на все насе­ление земного шара составляет 5,7 чел-Зв на каждые 1ГВт вырабатываемой электроэнергии.

К третьей группе потенциальных источников радиоактивного загрязне­ния ОС относятся: " горячие лаборатории " научно-производственных комплексов, радиоизотопные лаборатории, радиологические отделения медицинских учреждений, лаборатории научно- исследовательских институтов и промышленные радиоизотопные лаборатории.

В зависимости от характера осуществляемых технологических процессов все они могут быть источниками жидких, твердых, аэрозольных, газообраз­ных радиоактивных отходов с высоким содержанием в них разнообразных ра­диоактивных изотопов.

Требования к обращению с материалами и изделиями загрязненными или содержащими радионуклиды, классификация радиоактивных отходов и обраще­ние с ними изложены в соответствующих разделах 0СП0РБ-99 (§§ 3. 11-3. 12) и "Санитарных правилах обращения с радиоактивными отходами" (СПОРО-02).

РАДИОАКТИВНОСТЬ ТЕЛА ЧЕЛОВЕКА

В организме человека наряду с природными радиоактивными веществами, могут присутствовать и искусственные долгоживущие радионуклиды, встре­чающиеся в биосфере и, поступающие в организм с продуктами питания, водой, воздухом.

Ведущим путем поступления в организм человека радионуклидов (как естественного так и искусственного происхождения) является пищевой ра­цион (особенно, в котором преобладают продукты растительного происхож­дения).

Поступление в организм радиоактивных веществ происходит по, так называемым "пищевым цепочкам", среди которых выделяют:

1." Атмосфера " → " почва " → " растения " (через корневую систему) → " молоко и мясные продукты " → " человек ";

2."Атмосфера" → "растения" (задержка на листьях и поглощение ими) →" молоко и мясные продукты " →" человек ";

3." Атмосфера " → " растения " → " человек ".

В процессе перехода радиоактивных веществ из почвы в растения отме­чается очень важная особенность: радиоактивные изотопы, близкие по сво­им химическим свойствам к стабильным элементам, растениями усваиваются в меньшей степени, что находит свое отражение в таком показателе, как "коэффициент дискриминации" - отношение радиоактивного изотопа к его химическому стабильному аналогу.

Дозовые нагрузки, приходящиеся за счет внутреннего облучения долго- живущими природными радионуклидами, определяются величиной их поступле­ния в организм человека с продуктами питания, питьевой водой, а также с пылью.

В качестве приближенной оценки этой дозы можно использовать средне­мировое значение, составляющее 0,16 мЗв\год для поступления с продукта­ми питания и питьевой водой и 0,06 мЗв\год для поступления природных радионуклидов с пылью.

Среднемировые дозы за счет ингаляции радона, а также его короткожи­вущих дочерних продуктов, составляют 0,83 мЗв\год.   При этом коэффици­ент перехода от среднегодового значения эквивалентной равновесной объ­емной активности изотопов радона в воздухе жилых помещений к годовой эффективной эквивалентной дозе принят равным 0,043 мЗв\год на 1 Бк\м³.

Содержание долгоживущих (искусственных) радионуклидов (Sr-90, Cs-137, Pu-238,-239,-240, 241 и Am-241)  в окружающей среде преимущественно обус­ловлено глобальными выпадениями продуктов ядерных взрывов (ПЯВ), их ло­кальными выпадениями, последствиями радиационных аварий, сопровождав­шихся значительными выбросами радионуклидов (Кыштымская авария в 1957 г. Чернобыльская авария в 1986 г. и др.), а также и следствием нормальной деятельности организаций, применяющих радиоактивные вещества (без ра­диационных аварий).

При использовании обычных методов радиационного мониторинга разде­ление долгоживущих радиоактивных загрязнений окружающей среды по источ­нику их происхождения представляет значительные трудности. Поэтому зна­чения годовых коллективных эффективных эквивалентных доз для населения территорий (обусловленных содержанием долгоживущих радионуклидов), оп­ределяют суммарно (для всех источников) крупномасштабного загрязнения территории.

Годовые значения доз внешнего облучения населения долгоживущими ис­кусственными радионуклидами глобального происхождения (в настоящее вре­мя) в расчетах не учитываются, поскольку составляют менее 10 мкЗв\год и исключаются из регламентации согласно НРБ-99.

Годовые значения доз внутреннего облучения населения преимуществен­но обусловлены поступлениями Cs -137   и Sr -90  с пищевыми продуктами из окружающей среды и существенно зависят от местных природно-климатических условий, технологии сельскохозяйственного производства и пищевых привычек населения - варьируют в широких пределах для разных территорий и групп населения.

Основными источниками  поступления в орга­низм человека искусственных долгоживущих изотопов  (с рационом питания)  в настоящее время являются:

- мясо и его продукты - 34%

      - хлеб и злаковые - 20%

      - молоко и молочные продукты - 14%

      - овощи и бахчевые - 14%