Глава 4. Основы радиационной экологии

4.2. Основные источники ионизирующего излучения

Как уже указывалось выше, человек все время подвергается воздействию ионизирующих излучений. Облучение населения чаще всего происходит в диапазоне малых доз, причем, большей частью с низкой мощностью дозы. Среднегодовая эффективная доза для населения Земли составляет немногим более 2,4 мЗв, для жителей США – около 3,6 мЗв, в Великобритании – около 2,5 мЗв. По данным Минздрава России, средняя эффективная доза за 2000 г. составила от 0,60 мЗв в Алтайском крае до 3,10 мЗв в Вологодской области. Следует отметить, что доля лиц, получающих годовые эффективные дозы более 5 мЗв, во всех странах очень мала. Такое положение соответствует концепции приемлемого радиационного риска, базирующейся на следующих основных принципах:

1. нормирования – непревышение допустимых пределов индивидуальных доз облучения от всех источников;
2. обоснования – запрещение всех видов деятельности по использованию источников ионизирующих излучений (ИИИ), при которых полученная человеком и обществом польза не превышает возможного вреда, причиненного дополнительным к естественному радиационному фону облучением;
3. оптимизации – поддержание на возможно низком и достижимом с учетом экономических и социальных факторов уровне индивидуальных доз облучения при использовании любого ИИИ.

Рис. 15. Источники облучения населения: относительные доли в средних эффективных индивидуальных дозах облучения (по данным НКДАР).

ИИИ подразделяются на естественные и искусственные. Наибольшую дозу облучения человек, как правило, получает от естественных источников радиации. Облучение, связанное с проводившимися ранее испытаниями ядерного оружия или с функционированием ядерной энергетики, составляет лишь малую долю облучения, порождаемого деятельностью человека (т.е. облучения от искусственных источников). Значительно большие дозы мы получаем от других, привлекающих гораздо меньший общественный интерес, форм этой деятельности. К ним относятся, например, применение ИИИ в медицине, сжигание угля, использование воздушного транспорта, постоянное пребывание в плохо вентилируемых помещениях. Наибольшие резервы уменьшения лучевой нагрузки на население заключены именно в таких «бесспорных» формах деятельности человека. Представленный рис. 15 позволяет сопоставить эффективные дозы облучения населения от различных источников.

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.