Количество радиоактивных веществ. Радиометрия

Выражать количество радиоактивных веществ в традиционных единицах (массы, веса или объема) неудобно из-за незначительности этих величин для биологически значимых количеств радионуклидов, а также из-за того, что последние, как правило, находятся в смеси с нерадиоактивными веществами и друг с другом. Поэтому критерием оценки количества ра­диоактивных веществ служит их радиоактивность (активность), т. е. спо­собность к испусканию ИИ. В системе СИ за единицу радиоактивности принят 1 распад в секунду (беккерель, Бк), а традиционной единицей служит кюри (Ки). Активность, отнесенная к единице объема или едини­це массы зараженного радионуклидами вещества, называется удельной активностью. Активность, отнесенная к единице площади зараженной радионуклидами поверхности, называется плотностью поверхностного радиоактивного заражения. Выявление радиоактивных веществ и количественная оценка их содер­жания в различных объектах и на поверхностях называется радиометрией. В связи с тем что радиоактивные вещества определяются по испускаемым ими ИИ, для радиометрических исследований могут применяться некото­рые дозиметрические приборы, в частности измерители мощности дозы у-излучения.

Активность — главный параметр, определяющий дозу облучения тка­ней, а следовательно, и повреждающий эффект радионуклидов при по­ступлении в организм и при наружном радиоактивном заражении тела. Вместе с тем, опасность радионуклидов зависит от агрегатного состояния и других физических свойств (адгезивное™, липофильности) содержа­щих их радиоактивных веществ, а также от характера поступления, рас­пределения и выведения радионуклидов из организма.

Единицы измерения количества радиоактивных веществ

Показатели количества РВ	Единица, ее наименование, обозначение		Соотношение единиц
	внесистемная	СИ
Активность	Кюри (Ки)	Беккерель (Бк)	1 Ки = 3,7«1010Бк
Удельная активность	Ки/кг; Ки/м3	Бк/кг; Бк/м3	-
Плотность поверхностного радиоактивного заражения	Ки/см2; Ки/м2; Ки/км2; распад/(мин-см2)	Бк/м2	-

Источники радионуклидов Радионуклиды в природе и народном хозяйстве

Природные радионуклиды

Ранее отмечалась роль радионуклидов как источника естественного радиационного фона. Его земная составляющая включает в себя внешнее и внутреннее облучение от радионуклидов, присутствующих в земной коре и атмосфере.

Внешнее облучение организма на уровне моря обусловлено, в основ­ном, у-излучением радионуклидов уранового ряда, присутствующих в грунте и строительных материалах (рис. 65).

Помимо семейства ²³⁸U, в природе существуют еще два радиоактив­ных семейства — тория (²³²Th) и редкого изотопа урана — ²³⁵U. Разуме­ется, мощность дозы внешнего облучения зависит от концентраций ра­дионуклидов в том или ином участке земной коры. В местах прожива­ния основной массы населения они примерно одного порядка. Однако есть и такие места, где содержание природных изотопов урана значите­льно выше. В Бразилии, в 200 км к северу от Сан-Паулу, есть небольшая возвышенность, где уровень радиации в 800 раз превосходит средний и достигает 250 мЗв в год. Чуть меньшие значения (175 мЗв в год) регист­рируются на пляжах морского курорта Гуарапаи, также расположенного в Бразилии. Известны и другие места с многократно повышенным уров­нем радиации — в Индии, во Франции, Нигерии, на Мадагаскаре. Подан­ным Научного комитета ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН), средняя доза внешнего облучения, которую человек получает от земных источников ИИ естественного происхождения, составляет при­мерно 350 мкЗв в год.

Внутреннее облучение организма обусловливают преимущественно радиоизотопы, происходящие из земной коры (³⁷К , ²³⁸U и радионуклиды уранового ряда). Включение в состав организма (инкорпорация) радио­нуклидов происходит в основном за счет их поступления с пищей. Поэто­му интенсивность внутреннего облучения зависит от состава почв и ха­рактера питания населения. Так, например, десятки тысяч людей на Крайнем Севере питаются в основном мясом северного оленя, в котором в высокой концентрации присутствуют изотопы уранового ряда — ²¹⁰Ро и ²⁰⁶РЬ. Они попадают в организм оленей зимой, когда единственным ис­точником корма животных служат лишайники, накапливающие оба ра­дионуклида. Дозы внутреннего облучения от ²¹⁰Ро и ²⁰⁶РЬ при этом в 35 раз превышают средний уровень. А в Западной Австралии, на почвах с повышенной концентрацией ²³⁸U, облучение, обусловленное этим ра­дионуклидом, в 75 раз превосходит средний уровень у аборигенов, пита­ющихся мясом и требухой овец и кенгуру.

Радионуклидом уранового ряда, проникающим в организм ингаляци­онным путем, является радон (²²²Rn). Этот инертный газ высвобождается из почвы и строительных материалов, накапливаясь в закрытых непро­ветриваемых помещениях. Воздействуя на бронхиальный эпителий а- и у-излучением, радон и радиоактивные продукты его распада оказывают канцерогенный эффект. Задолго до открытия радона вызываемое этим радионуклидом заболевание (позже идентифицированное как рак легких) наблюдал у работников плохо вентилируемых шахт Парацельс, в 1567 г. описавший его в трактате «Uber die Bergsuht und andere Bergkranke-iten».

Вклад в дозу внутреннего облучения радионуклидов «космического» происхождения, т. е. образующихся в земной атмосфере под влиянием космического излучения, существенно меньше. Содержание в тканях жи­вого организма одного из них — ¹⁴С — отличается постоянством, но по­сле смерти, вследствие радиоактивного распада, экспоненциально сни­жается. Это служит основой для радиоуглеродного метода определения возраста палеонтологических находок.