2 тақырып. Иондаушы сәулелердің түрлері мен олардың сипаттамалары. Иондаушы сәулелердің табиғи және антропогендік көздері
Иондаушы сәулелердің табиғи және антропогендік көздері
жүктеу/скачать 0,51 Mb.
|
2 лекÑиÑ
| 2.2 Иондаушы сәулелердің табиғи және антропогендік көздері
Табиғи радиация көздері. Жер шарының негізгі бөлігі табиғи радиация көздерінен сәулеленеді. Көбіне бұл радиация көздерінен құтылу мүмкін емес. Адам екі жолмен сәулеге ұшырайды: радиоактивті заттардың сыртқы орта әсері арқылы; радиоактивті заттардың ауа, су, тағам арқылы ішке ену; Табиғи иондаушы сәуле көздеріне жататындар: ғарыштық сәулелер; γ – Жер сәулелері; ішкі сәулелер; құрылыс материалдарының сәулелері (радон газының әсері – 222) 2.1 суретте табиғи және антропогендік радиация көзі қатынасы мен әр түрлі көздерден үлесі, табиғи көзге топтық әсері диаграммасы көрсетілген. Сурет 2.1 – Радиация көздері Табиғи радиация көздерінен сәулеленуге кез келген Жер тұрғыны ұшырайды, бірақ біреулер үлкен дозаға ұшыраса, біреулер аз мөлшерде қабылдайды ол негізінен адамның өмір сүретін ортасына байланысты. Радиация деңгейі кейбір жерде, әсіресе радиоактивті жыныстар орны бар жерде орташадан жоғары, кейбір жерлерде төмен. Сондай-ақ, сәулелену дозасы ол адамдардың өмір сүру салтына байланысты. Құрылыс заттарын қолдану, тамақ даярлау үшін газды қолдану, үй-жайларды нығыздау мен ұшақпен ұшу – бұның бәрі табиғи радиация көздерінен сәулеленуге әкеледі. Жердегі радиация көздері ең көп мөшерде адамның табиғи радиацияға ұшырауына әсер етеді. Орта есеппен халықтың жылдық 5/6 экввалентті дозасын ішкі сәулелену арқылы ұшырайды. Қалған бөлігі ғарыш сәуле арқылы, ең бастысы сыртқы сәулелену арқылы (2.1 сурет) Ғарыштық сәуле арқылы туындайтын радиациялық фон арқылы тұрғындардың сәулеленуі табиғи радиациялық көздерінің сәулеленуінен қарағанда төмен. Ғарыштық сәуле - элементар бөлшектердің жоғары-энергетикалық ағыны, протондардың негізі, шамамен изотопты түрде ғарыштық кеңістіктен жерге келетін, сонымен қатар жер атмосферасында ауаның атом ядросымен бірге қосалқы белгілі барлық дерлік элементар бөлшектер арқылы туындайды. Күн белсенділігінің байланысты негізгі ғарыштық сәулелер жоғары энергиялы (1021 Эв дейін), галактикалық ғарыштық сәулелер (ГҒС) жерге күн жүйесінен тыс келетін, күннің ғарыштық сәулесі (КҒС) «ұстамды энергия» (1010 эВ) болып келеді. 1912 жылы австриялық физик В.Ф. Гесс ғарыштық сәулелердің болуы ауа иондануының, ионданудың өсуі, жерден тыс шыққанын ашты. Олардың магниттік өрістен ауытқуын американдық физик Р. Э. Милликен, 1923; Д. В. Скобельцын, 1927; С. Н. Вернов, 1935) ашып, ғарыштық сәулелер зарядталған бөлшектер ағыны екенін дәлелдеді, 30-40 жж. ғарыштық сәулелердің қосалқы компонентіне қарқынды зерттеулер ядролық фотоэмульсия, газды разрядтталған санағыш, Вильсон камерасы арқылы жүргізілді. 50 жылдан бастап ғылыми зерттеулер негізгі ғарыштық сәулелерді зерттеу қолға алынды. 80 жылдары әр түрлі ғарыштық сәуле компоненттерін кең диапазонды энергиялық түрде әлемдік станциялар (теңіз, тау, шахта негізінде), стратосферада, планетааралық автоматтанған станцияларда жүргізді. Қазіргі таңда ғарыштық сәулелермен сәулелену деңгейі артуда. Теңіз деңгейінде өмір сүретін адамдар тиімді баламалы доза мөлшері жылына 300 мкЗв, ал теңіз деңгейінен 2000 м биктікте өмір сүретіндер бірнеше есе көбірек. Қарқынды сәулеленуге ұшырайтындар ұшақ жолаушылары мен экипаж мүшелері. Трансконтиненталь ұшақтары (12000 м) ғарыштық сәуледен сәулелену мөлшері шамамен 25 есе артық. Әуе транспорттарын қолдану арқылы адамзат жылына тиімді баламалы доза мөлшері 2000 адам.Зв. 2.2 суретте адамның трансатлантикалық ұшу кезінде алатын сәулелену мөлшері көрсетілген. Сурет 2.2 – Трансатланткалық ұшу кезінде жолаушылардың алатын сәулелену мөлшері Теңіз деңгейінде өмір сүретін адамдар жылына орта есеппен тиімді баламалы дозасы 300 микрозиверт (миллиондық мөлшері), теңіз деңгейінен 2000 м биіктегілер бірнеше рет көбірек, одан да көбірек тұрақты болмаса да ұшақ жолаушылары алады. 4000 м (елді мекендердің максималды биіктігі: Эверест тауындағы шағын ауылдар) ден 12000 м (құрлық аралық ұшатын ұшақтардың максималды биіктігі) ғарыштық сәулелермен сәлелену деңгейі 25 есе артып, одан ары 20000 м биіктеген сайын өсе береді (реактивті ұшақтардың максималды биіктігі) (2.3 сурет). Сурет 2.3 – Ғарыштық сәуле әсерінен сәулеленудің баламалы дозасы Жердің γ – сәулесі тау жыныстарының арқасында қалыптасады. Бұл γ – сәулелердің құрамын тау жыныстарында болатын калий – 40, рубидий -87 және уран 238 бен торий – 232 құрайды. Жер радиациасының деңгейі жердің аумағы арқылы өзгеріп отырады. Жалпы халықтың көп тұратын тұрғылықты жерлерде сәулелену дозасының қуаты шамамен бірдей және жылына 0,3 тен 0,8 милльзивертті құраса, ал кейбір халықтық топтар айтарлықтай жоғары доза алады, 3% халық орта есеппен жылына 1 миллизиверт алса, 1,5% 1,4 мЗв алады. Біріккен Ұлттар Ұйымының бағалау комитетінің айтуынша орташа сыртқы орта сәулеленудің баламалы дозасының жылына жердік табиғи радиациның шамамен 350 мкЗв құрайды, яғни теңіз деңгейінде ғарыштық сәуле арқылы пайда болатын жеке сәулелену дозасының орта есебінен жоғары. Адам организиіне ауа, тамак және су арқылы радионуклидтар арқылы пайда болған ішкі баламалы сәулеленудің дозасы табиғи радиация көзінің 2/3 бөлігін құрайды. Сәулеленудің кішкене бөлшегін көміртектің -14 пен трияның изатоптары арқылы қалыптасады. Қалған бөліктер жер үстінен шыққан көздерден келеді. Орта есеппен адам жылына калии-40 арқасында 180 мкрЗв алады. Көбінесе сәулеленудің жоғары дозасы адам радиоактивті нуклидтер қатарынан яғни уран-238 бен торий 232 қабылдайды. Кейбір нуклеидтер (мысалы қорғасын және полоний 210) балық пен моллюскаларда кездеседі. Сондықтан балық пен теңіз өнімдерін көп жейтін адамдар ішкі сәулеленуді көп алады. Радон өзінің еншілес өнімдерімен жер сәулеленудің ¾ жылдық тиімді баламалы дозасы жауапты. Бұл халықтың барлық табиғи көздерден алатын жердік радицияның жартысы. Табиғатта радон екі негізгі күйде болады – радон 222, радиоактивті қатар мүшесі уран -238 және радон 220, радиоактивті қатар мүшесі теорий 232. Радон жер қыртысынан әр дайым ыдырап отырады, көп мөлшерде концентрациясы жабық жерлерде жоғары. Радон бөлмелерде құрылыс заттардан бөлінеді. Көбінесе кездесетін құрылыс заттары кірпіш, бетон және ағаштан аз мөлшерде бөлінеді де пемза, гранит мен туфта көп мөлшерде бөлінеді. Өндірісте құрылыс заттарының қалдықтарын қолдану радонның бөлмеде бөлінуін жоғарлатады. Мысалы, глиноземді бетон, кальций мен силикатты шлакты (фосфат кендерін жанама өнімі), фосфоргипс шығару кезінде құрылыс материалдарын нақты белсенділігі арттырады. Сонымен қатар жоғарғы бесенділігімен сары топырақтан жасалған қызыл кірпіш ерекшелінеді. Радон бөлме ауасында жеткілікті түрде оқшауланғанда жоғары концентрацияға ұшырайды (2.4 сурет). Бөлменің ішіне бір немесе сыртқы ортадан кірген кезде (фундамент немесе жер арқылы, үй құрылымына қолданған материалдан бөлінген кезде) радон жиналады. Үйді салу кезінде радионуклид жоғары жерге салынса немесе радиоактивті құрылыс заттарын қаланса немесе бөлмені жылыту мақсатында гермитизация жасалса бөлмеде жоғары радиация деңгейі туындау мүмкін. Сурет 2.4 – Бөлмені желдетуіне байланыста радонның ауада таралуы Көбінесе кездесетін құрылыс заттары кірпіш, бетон және ағаштан радон аз мөлшерде бөлінеді. Пемза, гранит мен туфта көп мөлшерде бөлінеді. Мысалы Ресей мен Батыс Германияда (2.5 сурет). Радонның тағы бір пайда болу көзі ол су мен табиғи газ. Сурет 2.5 – Құрылыс заттарында радонның бөлінуі жүктеу/скачать 0,51 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|