Глава 4. Основы радиационной экологии

4.4. Основы радиационно-экологического мониторинга

В первые десятилетия применения источников ионизирующего излучения радиационному контролю подвергался лишь весьма ограниченный круг лиц, непосредственно работавших с ними, и этого было достаточно для получения необходимой информации о радиационной безопасности на рабочих местах и о дозах облучения персонала.

Таблица 18. Основные источники поступления искусственных радионуклидов в атмосферу с 1946 по 1986 г.

После Второй мировой войны в связи с начавшимися и прогрессивно ускоряющимися сооружением и эксплуатацией предприятий атомной промышленности и расширением масштабов применения радионуклидов в различных отраслях народного хозяйства возникла проблема организации контроля облучения больших контингентов лиц, например, проживающих вблизи АЭС и других объектов ядерного топливного цикла. Возникла также необходимость количественной характеристики радиационных воздействий практически на все население Земли в результате ядерных испытаний. Потребовалось также решение проблем радиационной безопасности в связи с осознанием возможного получения довольно высоких доз от естественного радиационного фона (например, при использовании некоторых строительных материалов).

Радиационно-экологическая ситуация на больших территориях оценивается обычно на основе площадной радиационной съемки по таким показателям, как плотность радиоактивного загрязнения (Ки/км²) и мощность экспозиционной дозы (мР/ч, мкР/ч).

Решение проблем радиационной безопасности в отношении больших контингентов людей осуществляют путем радиационно-экологического мониторинга. Под радиационно-экологическим мониторингом понимают измерение излучения или концентрации нуклида в целях оценки (или контроля) воздействия внешнего излучения или радиоактивного вещества. Определение мониторинга включает интерпретацию результатов измерений. В зависимости от конкретных задач и условий выделяют радиационно-экологический мониторинг:

• источника, заключающийся в измерении и оценке доз в воздухе и количества радионуклидов, поступающих в среду из данного источника;
• окружающей среды, выполняемый за пределами того места, где находится источник. Он заключается в измерении мощности дозы в воздухе и концентрации радионуклидов в отобранных пробах окружающей среды. Для оперативного контроля уровня радиационного воздействия на человека применяют показатели, величина которых зависит от предельной дозы облучения и пределов годового поступления радионуклидов, а именно: допустимая мощность дозы внешнего облучения и допустимая концентрация радионуклидов в воздухе и воде;
• индивидуальный, состоящий в выполнении измерений непосредственно у человека. Чувствительность счетчиков излучения человека позволяет определять доли допустимого содержания йода-131, йода-133 в щитовидной железе или цезия-137 в теле, поэтому возможен эффективный контроль за содержанием этих радионуклидов в организме и недопущение переоблучения.

Заподозрить радиационно-экологическое неблагополучие в том или ином районе могут заставить также результаты систематического наблюдения за состоянием здоровья проживающих там людей.

Программы мониторинга для конкретных источников составляются как для нормальных условий, так и на случай чрезвычайных ситуаций. Помимо непосредственных измерений, для решения задач мониторинга могут применяться математические модели, основанные на имеющихся сведениях о миграции радионуклидов, их метаболизме и т.д.

На основании оценки результатов радиационного мониторинга, даются заключения о необходимости прекращения работы источника или возможности продолжения его эксплуатации, необходимости проведения дополнительных защитных мероприятий, разрабатываются рекомендации для населения и т.п. Выполнение программ мониторинга способствует обеспечению общественности необходимой информацией о радиационной обстановке.

Основные мероприятия радиационно-экологического мониторинга осуществляются в соответствии с требованиями законодательных актов и документов. Конечной их целью является обеспечение экологической безопасности населения и окружающей среды.

4.5. Принципы нормирования уровней воздействия ионизирующих излучений

Основным документом, регламентирующим действие ионизирующих излучений, являются «Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)». В основе системы радиационной безопасности лежат следующие главные принципы:

• нормирования – непревышение допустимого предела индивидуальных доз облучения граждан от всех источников ионизирующего излучения;
• обоснования – запрещение всех видов деятельности по использованию источников ионизирующего излучения, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риск возможного вреда, причиненного дополнительным к естественному радиационному фону облучением;
• оптимизации – поддержание на возможно низком и достижимом уровне с учетом экономических и социальных факторов индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника ионизирующего излучения.

Расчет вероятностных потерь и обоснования расходов на радиационную защиту при реализации принципа оптимизации предполагает, что облучение в коллективной эффективной дозе в 1 Зв/человека приводит к потере 1 человека/года жизни населения.

Основные регламентируемые величины техногенного облучения в контролируемых условиях. Установлены следующие категории облучаемых лиц:

1. персонал (лица, работающие с техногенными источниками – группа А или находящиеся по условиям работы в сфере их воздействия – группа Б);
2. все население, включая лиц из персонала, вне сферы и условий их производственной деятельности.

Для категорий облучаемых лиц предусмотрено 3 класса нормативов:

• основной дозовый предел (табл. 19);

Таблица 19. Основные дозовые пределы

• допустимые уровни монофакторного (для одного радионуклида или одного вида внешнего излучения) пути поступления воздействия, являющиеся производными от основного дозового предела; пределы годового поступления (ПГП); допустимая среднегодовая объемная активность (ДОА) и удельная активность (ДУА) и т.д.;
• контрольный уровень (дозы и уровни) устанавливается администрацией учреждения по согласованию с органами Госсанэпиднадзора.

Основные дозовые пределы облучения лиц из персонала и населения не включают в себя дозы от природных, медицинских источников ионизирующего излучения и дозу вследствие радиационных аварий. На эти виды облучения устанавливаются специальные ограничения.

При подсчете вклада в общее (внешнее и внутреннее) облучение от поступления в организм радионуклидов берется сумма произведений поступлений каждого радионуклида за год на его дозовый коэффициент. Годовая эффективная доза облучения равна сумме эффективной дозы внешнего облучения, накопленной за календарный год, и ожидаемой эффективной дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за этот же период. Интервал времени для определения величины ожидаемой эффективной дозы устанавливается равным 50 лет для лиц из персонала и 70 лет – для лиц из населения.

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 пределов доз, установленных в табл. 19.

Для каждой категории облучаемых лиц допустимое годовое поступление радионуклида рассчитывается путем деления годового предела дозы на соответствующий дозовый коэффициент.

Годовое поступление радионуклидов через органы дыхания и среднегодовая объемная активность их во вдыхаемом воздухе персонала не должны превышать числовых значений предела годового поступления и допустимой среднегодовой объемной активности, где пределы доз взяты равными 20 мЗв/год для персонала и 1 мЗв/год – для населения.

Для персонала численные значения ПГП и ДОА дочерних продуктов

Rn и Rn (торона) составляют:

ПГП: 0,10 П_RaA + 0,52 П_RaB + 0,38 П_RaC = 3,1 МБк,

0,91 П_ThB + 0,09 П_ThC = 0,68 МБк;

ДОА: 0,10 А_RaA + 0,52 А_RaB + 0,38 А_RaC = 1240 Бк/м³,

0,91 А_ThB + 0,09 А_ThC = 270 Бк/м³,

где П и А – годовые поступления и среднегодовые объемные активности в зоне дыхания соответствующих дочерних продуктов радона и торона.

При одновременном воздействии источников внешнего и внутреннего облучения должно выполняться условие, чтобы отношение дозы облучения к пределу дозы и отношения годовых поступлений нуклидов к их пределам в сумме не превышали 1.

Для женщин в возрасте до 45 лет, работающих с источниками ионизирующего излучения, вводятся дополнительные ограничения: эквивалентная доза в коже на поверхности нижней части живота не должна превышать 1 мЗв/мес, а поступление радионуклидов в организм не должно превышать за год ¹/₂₀ предела годового поступления для персонала. При этом эквивалентная доза облучения плода за 2 мес невыявленной беременности не превысит 1 мЗв.