МАУДОД Дворца детского творчества г.Челябинска
СОДЕРЖАНИЕ
Введение с.2
Глава 1. Что такое естественная радиация с.3
Глава 2. Естественный радиационный фон Челябинской области с.5
Глава 3. Влияние малых доз радиации на человека с.6
Глава 4. Результаты радиометрического обследования МАУДОД ДДТ с.7
Заключение с.8
Литература с.9
Приложение I-VII
Радиометрическая карточка
МАУДОД Дворца детского творчества г.Челябинска
Спирина Альвина Александровна,
Россия, Челябинская область, г.Челябинск, Дворец детского творчества, класс 7
ВВЕДЕНИЕ
Академик В.И. Вернадский считал, что «жизнь в биосфере исходит из двух главных источников энергии – из солнечных излучений и атомной радиоактивной энергии».
О мирном и военном применении атомной энергии в наше время знают все. Однако о естественном радиационном фоне Земли и о его влиянии на живые существа пишут гораздо меньше. После взрывов атомных бомб, аварий на АЭС внимание биологов, врачей, физиков и химиков было приковано к изучению повреждающего действия и защиты от радиации техногенной.
Однако человек постоянно живет в естественном радиационном поле Земли. Влияние его на живые организмы, как признают сами ученые [3], до конца не выяснено. Известно, что 25% спонтанных изменений наследственного вещества (мутаций) у человека вызывает именно природная радиоактивность. Предполагают, что и сама жизнь своим происхождением обязана радиационному полю Земли (А.М. Кузин и др. [3]).
|
|
|
В небольших дозах природная радиоактивность приносит несомненную пользу. Так, богемские горцы еще в средние века прикладывали к больной пояснице мешочки с урановой рудой. Известна целебная сила слаборадиоактивного сердолика (сердоликотерапия) и радоновых вод (курорты Цхалтубо и Пятигорска, санатории Белокуриха на Алтае и Увильды на Урале). Известно, что люди, веками живущие в местности с высоким радиационным фоном, не имеют никаких физиологических отклонений от нормы.
Но природная радиоактивность способна приносить и вред. Особенно в том случае, когда к ней примешивается радиация техногенная. Так, в Челябинске было вовсе не полезно пить воду из радонового источника, где сейчас ТРК «Родник»…
В Челябинской области отношение к радиации особое. Значительная часть ее территории подверглась техногенному загрязнению радионуклидами, да и сами горные породы Урала иногда содержат промышленные концентрации урана или тория.
В этих условиях весьма полезно знать о том, каков радиационный фон в той или иной местности, чем он вызван и насколько полезен (или опасен).
Целью нашей работы было составление радиометрической карточки здания ДДТ. Исходя из этого, задачи: 1. Теоретическая подготовка к проведению радиометрической съемки и интерпретации её результатов. 2. Проверка мощности экспозиционной дозы в разных точках здания бытовым дозиметром. 3. Площадная гамма съёмка сцинтилляционным радиометром СРП-68-01 и составление плана изогамм. 4. Интерпретация результатов.
|
|
|
Таким образом, объектом нашего исследования является здание ДДТ, предметом – его радиационное поле.
Глава I. Что такое естественная радиация
Естественный (природный) радиационный фон складывается из нескольких компонентов.
Компонент 1-й: космическая радиация.
О том, что Земля летит сквозь ливень частиц высокой энергии, впервые узнали в 1912 году. Тогда австрийский физик Виктор Гесс поднялся на воздушном шаре и наблюдал расхождение листочков электроскопа.
Первичные космические лучи, приходящие на Землю, состоят в основном из протонов, а также «голых» ядер тяжелых элементов [3]. В атмосфере космические частицы сталкиваются с ядрами газов, что обычно разрушает и частицы, и газы. Продукты их столкновения вызывают новые разрушительные процессы. Поэтому состав лучей при прохождении через атмосферу меняется, а энергия убывает.
Интенсивность космических лучей зависит от географической широты и высоты местности над уровнем моря. Например, на экваторе по сравнению с умеренным поясом она больше примерно на 10% (различие определяется особенностями магнитного поля Земли). В умеренных широтах на уровне моря интенсивность космических лучей в 3 – 4 раза ниже, чем на высоте 3000 метров[3].
|
|
|
Компонент 2-й: подстилающая поверхность.
Серьезную роль играют излучения радиоактивных элементов, повсюду залегающих в поверхностном слое земной коры. (Главных «виновников» три: уран, торий и калий). Среднее излучение почвы, а значит и травы, которая на ней растет, невелико – около 20 – 30 миллирад в год. Но там, где на поверхность выходят граниты, естественный радиационный фон может быть выше в 20 раз [3].
Радиоактивность почв зависит от радиоактивности почвообразующих пород. Так, низкие содержания радиоактивных элементов характерны для кварцитов, мраморов, известняков, гипсов, кремнистых сланцев. Высокие содержания – для гранитов, сиенитов, гнейсов, углеродистых сланцев, аргиллитов, глин, углей [5].
Радиоактивность поверхностных и подземных вод также варьирует в 100 000 раз.
Компонент 3-й: радон.
Радон – единственный природный радиоактивный элемент в газообразном состоянии. Он образуется в горных породах в результате радиоактивного распада урана-238, урана-235 и тория-232. По трещинам радон поднимается к поверхности, причем каждый участок Земли (в зависимости от его геологического строения) выделяет радон с характерной для него скоростью. Часто радон растворяется в воде и выходит на поверхность в виде радоновых источников.
|
|
|
Достаточно длинный период полураспада (3,82 суток) позволяет радону равномерно распределяться в тропосфере до высоты 10 км. Радон и продукты его распада – основные источники, формирующие естественную радиоактивность низких слоев атмосферы (около 55% естественного радиационного фона) [4].
В жилых и производственных помещениях содержание радона в воздухе может колебаться в значительных пределах и превышать средние значения в тысячи раз. Радон может выделяться из стен и перекрытий, выделяться из водопроводной воды и бытового газа.
Компонент 4-й: внутреннее облучение.
Живые существа испокон веков пронизывает излучение радиоактивных изотопов, входящих в состав самих организмов. Для человека это прежде всего калий-40. Он концентрируется главным образом в мышцах и дает дозу облучения 20 – 40 мрад в год [3, 4]. Общая доза от других радиоизотопов тела человека невелика и составляет около 2 мрад в год.
Компонент 5-й: облучение внутри помещений.
Жилой дом или производственное помещение часто создают дополнительный радиационный фон. Если, например, дом построен из дерева, то радиационный фон в нем может быть таким же, как в лесу – около 50 мрад в год. В кирпичном или бетонном доме фон вдвое выше, а если в составе бетона есть глинозем, то излучение может достигать 170 мрад [3].
По величине дозы природного радиационного фона на территории России выделяют зоны пониженной (до 0,6 мЗв. в год), умеренной (0,6 – 0,9 мЗв. в год), повышенной (0,9 – 1,25 мЗв. в год) и высокой (более 1,25 мЗв. в год) природной радиации [7].
Зона пониженной радиации располагается в равнинной части севера России, охватывая тундровые и таежные ландшафты Русской платформы, центральной части Западно-Сибирской плиты и север Сибирской платформы.
Зона умеренной радиации охватывает лесостепные ландшафты Восточно-Европейской равнины, включая южную часть Русской платформы и Урал.
Зона повышенной природной радиации сопряжена со степными ландшафтами Предкавказья и горно-таежными ландшафтами обширных территорий Восточного Забайкалья и Дальнего Востока.
Территории с высокими дозовыми нагрузками занимают не более 1,4% площади России и не образуют единой зоны [7]. Среди них есть и участки на территории Челябинской области.
Глава 2. Естественный радиационный фон Челябинской области.
Естественный радиационный фон Челябинской области в значительной степени определяется геологическим строением ее территории. Область расположена в пределах южной и средней частей древней Уральской горной страны. На дневную поверхность в настоящее время здесь выходят разнообразные горные породы, среди которых распространены гранитоиды, сиениты, вулканические породы кислого состава, древние метаморфические и другие породы с повышенным содержанием радиоактивных элементов.
Кроме того, в уральских структурах широко развиты разрывные нарушения, которые наиболее проницаемы для водных растворов и газов (в том числе радоновых).
Радиационное поле Челябинской области довольно хорошо изучено. Наибольшей радиоактивностью обладают калиевые граниты и родственные им магматические породы, особенно широко представленные в центральной части области («Гранитная ось Урала») [2].
Скопления радиоактивных минералов в рыхлых осадочных породах вызывают повышенный фон (100-350 мкР./ч.) на территории Троицкого и Чесменского районов. Довольно высокой естественной радиоактивностью обладают породы и угли Челябинского бассейна [2].
Следует оговориться, что даже на территориях с высоким естественным фоном его значения редко превышают 25 мкР./ч. В настоящее время установлены допустимые пределы радиоактивности пород, использующихся в строительстве. Так, например, некоторые граниты Султаевского гранитного массива (он находится к северу от Челябинска) нельзя использовать при строительстве домов, так как они имеют гамма-активность до 70 мкР./ч. [2].
Участки с довольно высоким естественным фоном имеются в городском парке имени Гагарина (около 30 мкР./ч.). Там же по трещинам в гранитном массиве выходят на поверхность радоновые воды (они потому и хранятся долго, что радон убивает в них всю микрофлору). Источник у ТРК «Родник» в настоящее время забетонирован (дозиметр там показал 39 мкР/ч), но вдоль речки Чикинки в бору есть радоновые ключи, из которых местные жители берут воду.
Челябинский гранитный массив определяет повышенный радиационный фон на территории Центрального, Советского и Курчатовского районов, в том числе на территории, где расположен объект нашего исследования – здание ДДТ.
Глава 3.Влияние малых доз радиации на человека.
Влияние ионизирующего излучения на организм человека изучает наука радиобиология. Оно зависит от величины дозы, вида излучения и путей воздействия на организм (дыхательные пути, пищеварительный тракт, кожа), а также от объема облученных тканей и их радиочувствительности.
В организме наиболее радиочувствительны половые и кроветворные клетки, а также клетки эпителия тонкой кишки.
Все начинается с того, что поглощенные кванты и частицы пронизывают организм. Их энергия в миллион раз больше, чем энергия связей атомов в органических молекулах. Молекулы разрушаются, образуются так называемые «свободные радикалы», которые вступают в химические реакции, нарушая нормальный ход физиологических процессов. Последствия этого (так называемый «радиационно-индуцированный эффект» [1]) довольно сложны и непредсказуемы.
Вопрос о том, какие дозы отрицательно воздействуют на здоровье населения, проживающего в регионах с повышенным радиационным фоном, до сих пор остается предметом споров [8]: так, Дж. Гофман (США) в 1990 году провел исследования, результаты которых показали, что безопасных доз не существует.
В противоположность Гофману Л.А. Булдаков и др. на 3-м съезде по радиационным исследованиям (1997 г.) пришли к выводу, что «…проживание населения в районах с повышенным фоном приводит к отрицательному влиянию на здоровье в исключительных случаях, когда суммарная доза за один год превышает дозу от природного фона более, чем в 100 раз, и составляет более 250 мЗв./год» [8].
Прямых данных о влиянии малых доз на продолжительность жизни человека нет. Есть авторы, которые считают, что при облучении в малых дозах продолжительность жизни даже увеличивается (А. Ходосовская [8]).
Какие же дозы считать малыми? В настоящее время не существует единого определения. Наиболее распространена точка зрения, что малыми считаются все дозы менее 1 Грэя [8]. В соответствии с другим подходом, малые дозы – это те, что превышают уровень естественного радиационного фона в 100 раз (Ядерная энциклопедия, 1996 г.).
Глава 4. Результаты радиометрического обследования МАУДОД ДДТ
(ул. Доватора – 34).
Радиометрическое обследование двухэтажного шлакоблочного здания ДДТ проводилось нами в октябре-ноябре 2014 года. Перед этим была проделана рекогносцировочная работа бытовым дозиметром «Quartex RD8901» (Фото 1). Она показала, что разница в значениях гамма-поля в разных частях здания достигает 10-14 мкР/ч, то есть целесообразно провести более точные исследования с помощью радиометрии и попытаться выяснить причину этих различий.
Детальное обследование здания проводилось в течение двух дней. При этом использовался сцинтилляционный радиометр марки СРП-68-01 (Фото 2). Замеры мощности экспозиционной дозы (в микрорентгенах в час) делались по сетке 1х1 м.
В результате площадной гамма-съемки нами были выявлены следующие закономерности (Приложение 3-5):
Ø На втором этаже здания (Фото 3) была зафиксирована минимальная радиоактивность (в среднем 13-14 мкР/ч), что соответствует натуральному фону вне помещения. Она была одинаковой как в рекреации, так и в кабинетах. Некоторое повышение (до 15-16 мкр/ч) наблюдалось около стен. Пол на втором этаже везде деревянный, застеленный линолеумом.
Ø На первом этаже здания (Фото 4) радиация была заметно выше – 19-20 мкР/ч, но только на тех участках, где сохранился деревянный пол, застеленный линолеумом. На бетонном полу в рекреации значения резко падали до фоновых 13-14 мкР/ч. Небольшая аномалия (16 мкР/ч) была отмечена нами в наружной части входного тамбура (пол там тоже бетонный).
Ø В подвальном помещении мы ждали дальнейшего увеличения мощности экспозиционной дозы, но значения были только чуть больше, чем на первом этаже, и также довольно однообразные – около 20 мкР/ч. Единственная найденная нами область с повышенными значениями была в непроветриваемом помещении склада позади бойлерной (27-29 мкР/ч).
Ø Нами были обследованы несущие и внутренние стены здания. При этом было выявлено несколько пятен площадью около 5-9 кв. м., где значения повышались до 20-22 мкР/ч. Поскольку стены покрыты штукатуркой, мы не смогли замерить радиоактивность разных строительных материалов (кирпича, шлакоблока, бетона), использовавшихся при строительстве здания.
Заключение
Таким образом, при радиометрическом обследовании МАУДОД ДДТ нами не выявлено ни одной точечной радиоактивной аномалии техногенного характера, которая была бы значима с гигиенической точки зрения. Несколько повышенный радиационный фон вблизи стен вызван слабой природной радиоактивностью компонентов строительных материалов.
Причиной повышенного фона на первом этаже и в подвальных помещениях может быть выделение газа радона, как из строительных материалов, так и из земли. В пользу этого предположения говорит тот факт, что в изолированных, плохо проветриваемых помещениях подвала радиация значительно выше (на 5-9 мкР/ч). А радон – газ тяжелый (в 7,5 раз тяжелее воздуха), он как раз и скапливается в таких местах.
В помещении за бойлерной, где нами наблюдались особенно высокие значения радиации, герметичность подвала нарушена – здесь подводятся трубы к бойлеру. Вероятно, все-таки основная часть радона выделяется не из стройматериалов, а по трещинам из земли; здесь он и просачивается в подвал. Далее радон попадает в бойлерную, где высокая температура и влажность (Фото 6). Радон растворяется в капельках тумана (он хорошо растворяется в воде). (Что удивительно, такие условия – радон + температура + влажность – в бальнеологии считаются целебными и используются для лечения, в частности на курортах долины Гаштайн в Австрии!) (Фото 7).
Далее нагретый воздух с радоном просачивается под пол 1-го этажа в тех местах, где нет бетона, и создает там повышенный фон.
Поскольку деревянный пол на 1-м этаже покрыт слоем линолеума, в само помещение ДДТ радон проникнуть не может.
Таким образом, здание МАУДОД ДДТ, несмотря на то, что стоит на гранитах, с экологической точки зрения совершенно безопасно. Наибольшие значения мощности экспозиционной дозы, полученные на 1-м этаже (~20 мкР/ч) значительно меньше допускаемых для населения СанПином 60 мкР/ч (СанПин 2.6.1.2523.09, действующий в России с 2010 года).
ЛИТЕРАТУРА
1. Булдаков Л.А. Человек и радиация //Наука и жизнь, 1986. – №9.
2. Левит А.И. Южный Урал: География, экология, природопользование. - Челябинск: ЮУКИ, 2001. – 246 с.
3. Ландау-Тылкина С.П. Вездесущая естественная радиация //Химия и жизнь, 1977. – №2.
4. Матвеев В.В. и др. Радиоэкологический контроль в быту //Наука и жизнь, 1990. – №5.
5. Новиков Г.Ф. Радиометрическая разведка: Учебник для вузов. – Л.: Недра, 1989. – 407 с.: ил.
6. Панкратов С. Единицы измерения в радиационной физике //Наука и жизнь, 1986. – №9.
7. Плохих Г.П. Радиация и окружающая среда. – Челябинск: Обл. общ. организация «Движение за ядерную безопасность, 1998.
8. Плохих Г.П. Радиация и здоровье. Влияние малых доз радиации. – Челябинск: Обл. общ. организация Движение за ядерную безопасность, 1998.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1, А.
Дата добавления: 2015-12-18; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!