35. Нормы радиационной безопасности. Радиоактивное загрязнение окружающей среды.

Нормы радиационной безопасности НРБ-99 применяются для обеспечения безопасности человека во всех условиях воздействия на него ионизирующего излучения искусственного или природного происхождения.

Нормы распространяются на следующие виды воздействия ионизирующего излучения на человека:

• в условиях нормальной эксплуатации техногенных источников излучения;

• в результате радиационной аварии;

• от природных источников излучения;

• при медицинском облучении.

Требования Норм не распространяются на источники излучения, создающие:

• индивидуальную годовую эффективную дозу не более 10 мкЗв;

• индивидуальную годовую эквивалентную дозу в коже не более 50 мЗв и в хрусталике не более 15 мЗв;

• коллективную эффективную годовую дозу не более 1 чел.-Зв;

• на космическое излучение на поверхности Земли и внутреннее облучение человека, создаваемое природным калием.

Основу системы радиационной безопасности составляют современные международные научные рекомендации, которые надежно гарантируют безопасность работающих с источниками излучения и всего населения.

Для обеспечения радиационной безопасности при нормальной эксплуатации источников излучения необходимо руководствоваться следующими основными принципами.

1. Принцип нормирования – непревышение допустимых пределов индивидуальных доз облучения граждан от всех источников излучения.

2. Принцип обоснования – запрещение всех видов деятельности по использованию источников излучения, если польза не превышает риск возможного вреда, причиненного облучением.

3. Принцип оптимизации – поддержание на возможно низком и достижимом уровне с учетом экономических и социальных факторов индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц.

Устанавливаются следующие категории облучаемых лиц:

• персонал (группы А и Б);

• все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности.

Для категорий облучаемых лиц устанавливаются три класса нормативов:

• основные пределы доз;

• допустимые уровни монофакторного воздействия, являющиеся производными от основных пределов доз: пределы годового поступления, допустимые среднегодовые объемные активности и другие;

• контрольные уровни (дозы, активности, плотности потоков и др.).

Эффективная доза для персонала не должна превышать за период трудовой деятельности (50 лет) – 1000 мЗв, а для населения за период жизни (70 лет) – 70 мЗв. При одновременном воздействии на человека источников внешнего и внутреннего облучения годовая эффективная доза не должна превышать значений, установленных в табл. 6.5. Для женщин в возрасте до 45 лет, работающих с источниками излучения, вводятся дополнительные ограничения: эквивалентная доза на поверхности нижней части области живота не должна превышать 1 мЗв в месяц. Для студентов и учащихся старше 16 лет, проходящих обучение с использованием источников, годовые дозы не должны превышать значений, установленных для группы Б. Основные пределы доз для персонала группы Б, равны 1/4 значений для персонала группы А.

Жизнь на Земле возникла и продолжает развиваться в условиях постоянного облучения. Данный радиационный фон Земли складывается из трех компонентов:

1) космического излучения;

2) излучения от рассеянных в земной коре, воздухе и других объектах внешней среды природных радионуклидов;

3) излучения от искусственных (техногенных) радионуклидов.

Облучение источниками ионизирующего излучения делится на внешнее и внутреннее. Внешнее облучение обусловлено источниками, расположенными вне тела человека. Источниками внешнего облучения являются космическое излучение и наземные источники. Источники внутреннего облучения – радионуклиды, попадающие в организм человека. Основную часть облучения организмы получают от естественных источников, содержащихся в атмосфере, земной коре, воде и биоте.

Космическое излучение складывается из частиц, захваченных магнитным полем Земли, галактического космического излучения и корпускулярного излучения Солнца. В его состав входят протоны, альфа-частицы, ядра легких элементов, имеющие очень большие энергии. Это так называемое первичное космическое излучение, взаимодействуя с атмосферой Земли, порождает вторичное излучение. Основной часть ионизирующей компоненты вторичного космического излучения являются электроны, образующиеся при взаимодействии с воздухом и распаде мюонов. Другим источником вторичной компоненты являются нейтроны.

Величина мощности дозы космического излучения сильно зависит от солнечной активности, широты местности и высоты над земной поверхностью. Среднее значение годовой дозы от 182 космического излучения на уровне моря составляет 0,4 мЗв, а на высоте 4 км, где на склонах Эвереста расположена деревня шерпов, уже 1,8 мЗв/год.

В земной коре. Всего имеется три радиоактивных семейства: урана-радия (²³⁸U), тория (²³²Th) и актиния (235U), в которых в результате распада постоянно образуются радиоактивные изотопы. Для полного равновесия ²³⁸₉₂U необходимо время 2,48·106 лет и если бы в земной коре не происходила миграция, то радиоактивное равновесие всегда бы существовало. Для минералов и пород такое равновесие выполняется, поскольку миграция в них ничтожна. Человек, находящийся в помещении, защищен от внешнего излучения самим зданием, но с другой стороны подвергается облучению за счет естественных радионуклидов, находящихся в материалах, из которого построено это здание.

В организме человека постоянно присутствуют радионуклиды земного происхождения, поступающие через органы дыхания и пищеварения. Наибольший вклад в формирование дозы внутреннего облучения вносят ⁴⁰К, ⁸⁷Rb и нуклиды рядов ²³⁸U и ²³²Th

Средняя доза внутреннего облучения за счет радионуклидов земного происхождения составляет 1,35 мЗв/год. Наибольший вклад (75% годовой дозы) дают не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ радон и продукты его распада. Поступив в организм при вдохе, он вызывает облучение слизистых тканей легких продуктами своего распада. Вклад в дозу внутреннего облучения вносят удобрения.

В результате деятельности человека в окружающей среде появились искусственные радионуклиды и источники излучения. Основные физические процессы, в результате которых образуются искусственные радионуклиды, – это ядерное деление, синтез и нейтронная активация. Кроме того, в природную среду стали поступать в больших количествах естественные радионуклиды, извлекаемые из недр земли вместе с углем, газом, нефтью, минеральными удобрениями, строительными материалами.

В настоящее время основной вклад в дозу от источников, созданных человеком, вносит радиоактивное облучение при медицинской диагностике и лечении.

При испытании ядерного оружия огромное количество радиоактивных веществ уносится в атмосферу. Важную роль играет антропогенный 14C, который образуется подобно природному, когда нейтроны, возникающие в большом количестве при взрыве ядерных бомб, поглощаются ядрами 14N.

С 1981 г. испытания ядерного оружия в атмосфере прекратились, и предприятия ядерно-топливного цикла оказались единственным мощным источником антропогенного 14C, способным заметно повышать концентрацию в биосфере Земли. Этот нуклид образуется в активной зоне атомных реакторов любого типа, где существуют мощные потоки нейтронов, которые взаимодействуют с материалами конструкций реактора, с веществом теплоносителя, замедлителя, топлива и имеющимися в них примесями.