4.2.1. Нормальный радиационный фон и его составляющие
Человек все время подвергается воздействию ионизирующих излучений. Облучение населения чаще всего происходит в диапазоне малых доз, причем, большей частью с низкой мощностью дозы. Средние годовые эффективные дозы облучения населения Земли составляют немногим более 2,4 мЗв/человек. Среднегодовая популяционная доза для населения США составляет 3,6 мЗв/человек, Великобритании – 2,5 мЗв/человек. В этих странах доля лиц, получающих годовые эквивалентные дозы 10 мЗв или больше, очень мала.
Естественные источники радиации формируют, примерно, 4/5 радиационного фона. Это, прежде всего, источники земного происхождения: внешнее облучение за счет радиоактивных изотопов, встречающихся в Земле, постройках, воздухе, и внутреннее облучение радионуклидами, находящимися в организме. Около 1/6 дозы от естественных источников человек получает за счет космического излучения. Суммарная годовая доза от перечисленных источников составляет около 2 мЗв.
Значительно меньше по сравнению с влиянием естественного фона доза, получаемая за счет антропогенных источников. Среди них – радиоактивные выпадения в результате испытаний ядерного оружия в атмосфере. Высокодисперсные фракции продуктов ядерных взрывов поднимаются в верхние слои атмосферы и годами (и даже десятилетиями) циркулируют там, распространяясь вначале над своим полушарием, а затем и над всей территорией земного шара, и лишь постепенно выпадают на поверхность. В течение 10 лет, когда испытания проводились наиболее интенсивно, население Земли получило за счет глобальных выпадений дополнительно 2 мЗв (одна годовая доза от естественного фона). Следует также отметить, что ядерное топливо является мощным источником химического загрязнения окружающей среды. Так, запуск обычной ракеты мощностью до 1010 Дж/с с оружейным обедненным ураном может привести к образованию до 0,5 т озона, оксидов азота и азотной кислоты, а при использовании 4 · 104 боеприпасов с ураном – до 106 т химических загрязнителей. Распыленные в результате взрыва высокодисперсные частицы урана и его оксиды являются долговременными генераторами токсичных продуктов и, будучи эффективными адсорбентами, концентрируют из воздуха азот, кислород, двуокись углерода, воду и другие компоненты.
Другим техногенным источником радиационного фона является ядерная энергетика, которая включает добычу и обогащение урановой руды, производство ядерного топлива, эксплуатацию ядерных энергетических установок, регенерацию отработанного ядерного топлива, захоронение и хранение радиоактивных отходов. И на всех этих стадиях в окружающую среду возможно поступление радионуклидов. В целом ядерная энергетика в условиях нормальной эксплуатации оказывает на человека весьма слабое радиационное воздействие, приблизительно 0,05 % от дозы, создаваемой естественным фоном.
На экологических проблемах, возникающих в условиях нормальной работы АЭС и других радиационно-опасных объектов, подробнее мы остановимся несколько позднее. Однако уже здесь следует подчеркнуть, что если сравнить систематические выбросы радиоактивных продуктов атомными и тепловыми электростанциями на мегаватт выработанной электроэнергии, то доза облучения населения в результате этих выбросов оказывается во втором случае всего в 3 раза ниже. В то же время, экологические последствия выбросов сажи, смол, оксидов углерода, серы, других токсических веществ, содержащихся в продуктах, поступающих в атмосферу при работе тепловых электростанций и практически не образующихся при работе атомных, несравненно тяжелее. В расчете на одну единицу выработанной электроэнергии ущерб здоровью только от канцерогенных (главных при действии малых доз радиации) эффектов в результате эксплуатации АЭС оказывается по самым жестким оценкам в 100 раз меньше, чем при работе электростанций на угле.
Облучение, связанное с функционированием атомной энергетики, составляет лишь малую дозу облучения, порождаемого деятельностью человека. Уровни дополнительного облучения среди населения крупных промышленных центров вблизи электроцентралей и заводов по переработке руд чаще всего соизмеримы с природным радиационным фоном или несколько превышают его. За счет освобождаемых природных радионуклидов при получении электроэнергии происходит обогащение биосферы радиоактивными веществами и дополнительное облучение человека в дозах, которые, если их отнести к общей численности населения Земли, составляют, в среднем, 0,01 мЗв в год на 1 человека, что не превышает 1 % естественного облучения от инкорпорированных природных радионуклидов.