Невидимые лучи вокруг нас - Александр Михайлович Кузин

обширная область вдоль побережья Атлантического океана в штатах Эспириту-Санту и Рио-де-Жанейро, богатая моноцитовыми песками. На прибрежных моноцитовых песках расположены три города: Гуарапари, Миайпе и Кумуруксатиба.

В Гуарапари проживает около 12 тыс. жителей. Это приятное место для летнего отдыха и купания в океане. Каждый год летом около 30 тыс. отпускников приезжают сюда отдыхать. Мощность облучения, измеренная на улицах Гуарапари, колебалась от 100 до 200 мкрад/ч, а в отдельных местах прибрежного пляжа (моноцитовые пески) поднималась до 2000 мкрад/ч. Близкие величины радиоактивности (от 100 до 1000 мкрад/ч) обнаружены и в поселке рыбаков на побережье (в 50 км от Гуарапари), в котором проживает около 300 человек. В городе Кумуруксатиба мощность облучения несколько ниже — в среднем около 50 мкрад/ч.

Другой район в Бразилии с повышенной радиоактивностью расположен в штате Минас-Жеранс, на вулканических породах, где находятся города Покос-де-Калдас и Аракса-Тапира. Наибольшая радиоактивность установлена недалеко от города Покос-де-Калдас. Мощность дозы здесь доходила до 2800 мкрад/ч. В области города Аракса-Тапира, богатой апатитами, средняя мощность дозы была около 400 мкрад/ч.

В Иране, в городке Рамзар, на площади в несколько квадратных километров, богатой радиоактивными источниками, отмечена мощность облучения в воздухе от 200 до 500 мкрад/ч. Во Франции имеются ограниченные районы с радиацией в 200 мкрад/ч, доходящей в немногих местах до 10000 мкрад/ч. Районы с повышенной естественной радиоактивностью есть и в других странах (в Канаде, Чехословакии, Южной Африке, СССР). Как правило, они связаны с выходом радиоактивных вод, с залежами урана, с породами, содержащими высокие концентрации тория. Приведенные цифры говорят о том, что облученность людей и тем более наземной и почвенной фауны и флоры может в 100 и 1000 раз превосходить средние уровни по стране или всей поверхности Земли.

Заметно меняется облученность тела человека в зависимости от времени, которое он проводит в закрытых помещениях: дома, на службе, на заводах, в шахтах. Следует учитывать два обстоятельства: материал, из которого построено помещение, и качество вентиляции. Последнее обстоятельство связано с концентрацией радона, в основном действующего на ткани легких, что мы рассмотрим ниже.

Воздействие строительных материалов может проявляться двояко. С одной стороны, они защищают наше тело от внешней радиации, поглощая ее в своей толщи. С другой стороны, многие строительные материалы сами богаты радиоактивными естественными нуклидами и поэтому могут повышать мощность облучения в помещениях. Такие строительные материалы, как дерево, тепловые прокладки (войлок, стружки), почти не содержат или содержат очень мало радиоактивных нуклидов. В деревянных помещениях средний уровень облученности меньше, чем снаружи, вне дома. Отношение мощностей облучения внутри дома к внешнему облучению (коэффициент защиты) оказывается меньше единицы — 0,7–0,6. Низко радиоактивны и большинство пластиков, природный цемент, мрамор, дающие коэффициент защиты 0,8–0,9. С другой стороны, такие строительные материалы, как гранит, кирпич и бетон, имеющие в своем составе естественные радионуклиды, собственным излучением перекрывают защиту от внешнего облучения, и коэффициент возрастает от 1,3 до 1,7. Так, например, измерения, проведенные во многих домах в Швеции, показали, что средняя мощность облучения вне помещения в 90 мрад/год в деревянных домах снижалась до 57, в кирпичных поднималась до 112, а в бетонных достигала 172 мрад/год.

Обратная зависимость наблюдалась в колебаниях облучения в районах с повышенной естественной радиоактивностью. Нацример, исследования, проведенные в районе Керала (Индия), показали, что в легких деревянных, бамбуковых и глиняных хижинах облучение было высоким (в некоторых местностях достигало 2800 мрад/год), так как эти материалы не защищали от высокого внешнего фона, а в кирпичных и цементных зданиях проявлялась защита, и мощность дозы снижалась до 500–700 мрад/год.

Таким образом, внешнее облучение в биосфере на поверхности Земли в нормальных условиях, примерно на высоте 1 м от ее поверхности, слагается из космических лучей (28,3 мрад/год) и земной радиации (32 мрад/год). В сумме организм Человека получает 60 мрад/год. Эта величина заметно больше в горах и в районах повышенной радиоактивности.

Важно подчеркнуть, что корневая система растений так же, как и прорастающие семена, непосредственно соприкасаясь с распыленными в почве естественными радионуклидами (уран, торий, радий, калий), будет постоянно облучаться β- и γ-радиацией. Известный радиобиолог Д. М. Гродзинский, учитывая большую площадь разветвленной корневой системы, рассчитал, сколько пар ионизаций будет воспринимать корневая система одного растения в различных почвах Украинской ССP. Для озимой ржи он получил около 10 млн. 0-частиц ежеминутно. В зависимости от радиоактивности почвы (колебания в 2–3 раза) и размеров корневой системы растений эта величина может варьировать в 3–4 раза для различных видов растений и условий их произрастания.

Почвенные микроорганизмы, особенно в районах с высокой радиацией, также являются объектами повышенного облучения. Вода морей и океанов имеет естественную радиоактивность в основном за счет значительного содержания в ней калия с его радиоактивным изотопом К40. Морская вода содержит 3,8×10-1 г/л калия, что и обусловливает ее радиоактивность, равную 3,3×10-10 Ки/л..

Что же известно о внутреннем облучении нашего организма, растений, обитателей морей и океанов и других представителей биосферы?

Естественные радионуклиды постоянно вовлекаются в круговорот веществ, который так характерен для живых организмов. Пути и степень их проникновения в живые организмы будут зависеть от природы радионуклида. Радиоактивный изотоп углерода С14 постоянно образуется в верхних слоях атмосферы благодаря ядерной реакции космических лучей (нейтронов) с азотом: n + N14 → p + С14. Окисляясь кислородом или озоном, этот углерод превращается в радиоактивную углекислоту: С14+ О2 → С14О2. Последняя, равномерно перемешиваясь с обычной углекислотой (на что уходит около года), поглощается зелеными листьями растений в процессе фотосинтеза.

Хорошо известно, что все части растения строятся из продуктов фотосинтеза. Таким образом, углеводы, жиры, белки и другие компоненты растений, содержащие углерод, будут слабо радиоактивны (содержат С14) и, поступая в качестве пищи в организм животного и человека, создают постоянно действующий небольшой уровень внутреннего облучения. Период полураспада С14 очень велик (5720 лет), поэтому он существует тысячелетия на нашей планете. Определяя удельную активность углерода ископаемых растений (каменный уголь и др.) и растений, выросших в наше столетие, можно рассчитать (вводя поправки на известную скорость распада), с какой скоростью поступает в биосферу радиоактивный углерод из стратосферы. Такие расчеты показали, что скорость его поступления уравновешивается распадом и выведением из биосферы (осаждение карбонатов в океанах и морях, захоронение). Благодаря этому многие тысячелетия концентрация радиоактивного углерода в окружающем нас мире остается постоянной.

Установлено, что скорость образования С14 в верхних слоях атмосферы составляет 2,28 атома в 1 см3 в секунду. Это значит, что за год его образуется 0,038 МКи. Эта цифра согласуется с содержанием С14 в атмосфере