для чего используют радиацию
Для чего используют радиацию
РОЛЬ РАДИАЦИИ В ЖИЗНИ ЧЕЛОВЕКА
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Радиация. Это слово воспринимается многими людьми крайне неприязненно. Лучевая болезнь, рак щитовидной железы, лейкоз – всё это очень страшно. Большие дозы радиации самым негативным образом влияют на человеческий организм. Но не всё так однозначно. Радиация непрерывно, в течение всей жизни воздействует на человека, значит, есть и безопасные дозы радиации?! А каков он – допустимый уровень радиации? Как сохранить жизнь человека с точки зрения данной проблемы?
Актуальность темы «Роль радиации в жизни человека» растёт в связи с увеличением использования в хозяйственной деятельности человека источников радиоактивных излучений. С другой стороны, интерес вызывает вопрос о происхождении радиационного фона и его составляющих.
Для себя мы обозначили проблему так: роль радиации в жизни человека в большей мере положительная или отрицательная? Цель нашей работы была такова: выяснить роль радиоактивных излучений в жизни человека. Перед нами были поставлены такие задачи:
найти область применения радиоактивных излучений;
установить, в чем опасность радиации для человека;
познакомиться с принципом работы дозиметра;
исследовать уровень радиации на территории нашей школы.
На протяжении всей истории существования Земли разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре.
Химический элемент уран, открытый в 1840 г. химиком Пелиго Эжен Мелькиором, проявил свою способность к самопроизвольному излучению благодаря французскому ученому Анри Беккерелю. Эта способность позже была обнаружена и у других химических элементов и получила название радиоактивности. Такого рода исследованиями занимались Э.Резерфорд, П.Кюри, М.Склодовская- Кюри и др. Не сразу они поняли об опасности, исходящей от этих излучений. Многие из них впоследствии умерли от лучевой болезни.
Еще до открытия Беккереля профессор физики В.Рентген открыл Х-лучи, которые проникали через книгу, стекло и даже руку, предоставляя возможность видеть кости скелета на специальном экране. А если закрепить это изображение на фотопластинке? Так был получен первый «рентгеновский снимок».
Н.Тесла тоже экспериментировал с этими лучами, и именно он предложил использовать их для обнаружения опухолей человеческих органов. Ему удалось получить снимки животных, птиц и самого себя. Сначала он был уверен, что эти лучи безвредны и иногда даже засыпал под ними. Но после одного из опытов ученый получил сильный ожог и догадался об опасности этих лучей. Сейчас всем хорошо известно: рентгеновское излучение является ионизирующим.
Радиация (хотя специалисты говорят – ионизирующее излучение) – это поток частиц, способных ионизировать среду, то есть превращать нейтральные атомы и молекулы среды в частицы, имеющие положительный или отрицательный заряд (ионы).
2.2. Применение радиоактивных излучений (положительная роль радиации).
Применение радиоактивных излучений:
Для исследования обмена веществ в организме человека
По химическим свойствам радиоактивные атомы не отличаются от обычных атомов. Их можно обнаружить по их излучению. Это своего рода метка, с помощью которой можно проследить за поведением данного химического элемента.
Таким способом было доказано, что за сравнительно небольшое время организм подвергается почти полному обновлению. Лишь железо, которое входит в состав гемоглобина, поступает в кровь в том случае, когда его запасы в организме иссякают, и оно начинает усваиваться организмом.
А вот еще пример. Известная фирма «Лего» добавляет в свою продукцию сульфат бария для того, чтобы обнаружить игрушку, попавшую в пищевод ребенка, ведь сульфат бария хорошо заметен в рентгеновских лучах.
(Сульфат барияBaSO4 – это средство для проведения рентгенологических исследований пищевода, желудка и кишечника человека. Оно не всасывается из желудочно-кишечного тракта и не попадает в системный кровоток. В промышленных масштабах сульфат бария получают из тяжелого шпата, который является природным минералом.)
Для лечения онкологических заболеваний, рентгенодиагностика, рентгенотерапия
Назначается курс облучения (лучевая терапия) для подавления раковых клеток на разных стадиях течения болезни (кобальтовая пушка), а также для диагностики, обследования человека.
В промышленности: контроль износа поршневых колец в двигателях внутреннего сгорания; слежение за процессами в доменных печах; исследование структуры металлических отливок с целью обнаружения дефектов.
В сельском хозяйстве: увеличение урожайности при облучении семян растений; осуществлениеконтроля за усвоением растениями удобрений во время роста и созревания.
В археологии: определение возраста органических соединений, организмов методом радиоактивного углерода.
Периодически население нашей страны проходит медицинское обследование. При флюорографическом обследовании человека используют рентгеновские лучи, которые относятся к проникающей радиации. При воздействии радиации на организм человека процесс ионизации идет непосредственно в клетках тканей и органов. И если источник излучения обладает большой мощностью, это может привести к неприятным последствиям. Под действием ионизирующего излучения в живой клетке появляются чужеродные химически агрессивные соединения. Если таких соединений накапливается слишком много, то клетка гибнет. Опасность излучений осложняется тем, что они не вызывают никаких болевых ощущений даже при смертельных дозах.
Необходимо отметить, что все медицинские мероприятия, связанные с облучением человека, назначаются тогда, когда ожидаемый полезный эффект намного превышает возможный вред от воздействия радиации.
Компьютерная томография дает больше радиации, чем рентгеновский снимок, но позволяет выявить злокачественные опухоли и другие заболевания на ранних стадиях. Лечение назначается до того, как болезнь разовьется, и шансы на благополучный исход значительно возрастают.
Современные цифровые аппараты для флюорографического обследования позволяют снизить дозу в 10 раз по сравнению с устаревшей аппаратурой. Именно об этом нам рассказал врач-рентгенолог клиники «МEDСИ» Шустова В.Г. и рентген-лаборант Харитонова М.И.
Радиоактивные изотопы, образующиеся в процессе деятельности предприятий атомной энергетики (без взрывов и опасных выбросов), называют искусственными или техногенными. В то же время, в каждой вещи, в каждом предмете, которые нас окружают, в том числе в питьевой воде и самом воздухе, содержатся природные или естественные радиоактивные изотопы.
(Изотопы – это разновидности данного химического элемента, обладающие одинаковыми химическими свойствами, но различающиеся по массе атомных ядер и своей радиоактивностью).
Именно природные изотопы вносят наибольший вклад в годовую дозу облучения человека. Опасными они становятся при сильной концентрации в различных технологических процессах (добыча и транспортировка нефти и природного газа, сжигание угля и мазута на тепловых электростанциях).
В грунте, строительных материалах всегда содержится некоторое количество радия Ra-226 ( радиоактивный элемент), из которого образуется радиоактивный благородный газ радон (Rn-222). Газ радон не удерживается в строительных конструкциях, а свободно выходит в воздух. Он может накапливаться в закрытых, мало проветриваемых помещениях, а с воздухом попадает в легкие человека и разносится кровью по органам и тканям, что приводит к внутреннему облучению организма.
Наибольшее количество радона может скапливаться в душе, водяной пар способствует притоку радона.
Вот почему в строительстве надо использовать чистые материалы, прошедшие радиационно-гигиенический контроль. А в помещениях необходимо устраивать влажную уборку (ведь на частичках пыли могут оказаться продукты распада радона), регулярно их проветривать, над плитой обязательно должна быть вытяжка, а питьевую воду лучше кипятить. Все это позволит значительно снизить радоновую «дозу».
Так где же граница между безопасной и опасной дозой радиации? Воздействие излучений на живые организмы характеризуется дозой излучения. Поглощенной дозой излучения называют отношение поглощенной энергии ионизирующего излучения к массе облучаемого вещества. Она измеряется в грэях (Гр). Естественный фон радиации за год на человека составляет 0,002 Гр. По нормам, установленным Международной комиссией по радиационной защите, для работающих с излучением лиц предельно допустимая за год поглощенная доза составляет 0,05 Гр.
1 Зв – эквивалентная доза, при которой доза поглощенного излучения равна 1 Гр.
Максимальное значение эквивалентной дозы, при получении которого происходит поражение организма, выражающееся в нарушении деления клеток, составляет 0,5 Зв.
Среднее значение эквивалентной дозы поглощенного излучения за счет естественного радиационного фона составляет 2 мЗв в год на человека.
Для обычного человека, не работающего с источниками радиации, допустимая годовая доза от техногенной радиации (исключая медицинское облучение) составляет 1 мЗв, а для сотрудников, работающих с источниками радиации – 20 мЗв.
Согласно Постановлению Главного государственного санитарного врача РФ Г. Г. Онищенко № 11 от 21.04. 2006г «Об ограничении облучения населения при проведении рентгенорадиологических медицинских исследований», п.3.2, необходимо «обеспечить соблюдение годовой эффективной дозы 1 мЗв при проведении профилактических медицинских рентгенологических исследований, в том числе при проведении диспансеризации».
Во время посещения клиники «МEDСИ» врач Шустова В.Г. сказала, что врачи и сотрудники, обслуживающие рентгеновский аппарат и компьютерный томограф, пользуются индивидуальными дозиметрами. (Правда, сфотографировать томограф и дозиметр они нам не разрешили.)
Практическая часть нашей работы состояла в исследовании уровня радиационного фона на территории нашей школы. Разобравшись в принципе действия дозиметра «Снегирь», мы произвели замеры на первом этаже школы, где находится кабинет физики, в столовой, где учащиеся вкусно кушают, на втором этаже, где находится учительская, а также на третьем этаже нашей школы, в кабинете информатики, истории, в большом спортивном зале. Результаты таковы:
1 этаж – 0,11 мЗв; 2 этаж – 0,1 мЗв; столовая – 0,09 мЗв;
3 этаж – 0,1 мЗв; кабинет истории – 0,13 мЗв;
кабинет информатики – 0,14 мЗв; спортивный зал – 0,12 мЗв;
на футбольной площадке – 0,07 мЗв.
Эти исследования показали, что на территории нашей школы не превышен уровень радиационного фона.
В заключении хотелось бы сказать, что может скоро наступит будущее, когда роль радиации (и атомной энергетики в целом) будет только положительная, и фантастические идеи станут реальностью.
«В недалеком будущем на автомобилях могут быть установлены портативные атомные двигатели, а заправку их необходимым ядерным горючим произведут один раз – при изготовлении машин на заводе… Самолеты будут совершать рейсы в стратосфере, где воздух сильно разрежен. Атомный двигатель даст самолету колоссальные возможности, которых он сейчас не имеет».
И. К. Цацулин «Атомная крепость».
- Список использованных источников и литературы
Акатов А.А., Коряковский Ю.С. Радиация: от космических лучей до компьютерного томографа – М. Информационный центр по атомной энергии, 2014
Благодаров В.С., Равуцкая Ж.И. Физика 7-11 классы. Организация внеклассной работы – Волгоград. : Учитель, 2011
Воронцов-Вельяминов Б.А.Очерки о Вселенной – М.: Наука, 1980
Перевод с английского Банникова Ю.А.: Радиация. Дозы, эффекты, риск – М.: Мир, 1990
Для чего используют радиацию
Острое воздействие на здоровье, такое как ожог кожи, может возникнуть, когда доза облучения превышает определенные уровни. Низкие дозы ионизирующего излучения увеличивают риск развития более долгосрочных последствий, таких как рак. Впервые повреждающее действие ионизирующего излучения было описано в 1896, когда у ряда больных, которым делали рентгеновские снимки, а также у врачей, их выполнявших, были обнаружены рентгеновские дерматиты. Такая же картина поражения кожных покровов была выявлена после воздействия радия. Пьер Кюри, желая выяснить действие излучения радия на кожу, облучил собственную руку!
Воздействие ионизирующего излучения на организм человека может быть внутренним (когда радионуклиды попадают во внутренние среды организма) и внешним (когда радиоактивные частицы оседает на коже или одежде). Воздействие может также произойти в результате облучения от внешнего источника (например, от рентгеновского оборудования).
Радиационное повреждение тканей зависит от полученной дозы облучения. Эффективная доза используется для измерения ионизирующего излучения с точки зрения его потенциала причинить вред и выражается в Зивертах (Зв). 1 Зв это очень существенная величина (пороговая доза острой лучевой болезни), поэтому обычно применяются меньшие ее единицы, такие как миллизиврет (мЗв) и микрозиверт (мкЗв). Соответственно, 1 Зв = 1000 мЗв, а 1 мЗв = 1000 мкЗв. Скажем, 10 мкЗв это средняя доза облучения космической радиации, которую получит пассажир авиалайнера в течение 3 часов полета. А 10 мЗв – доза от одной компьютерной томографии.
Если доза является низкой или воздействует длительный период времени, риск развития различных патологий существенно снижается, поскольку увеличивается вероятность восстановления поврежденных тканей. Тем не менее, долгосрочные эффекты, такие как рак, могут проявиться даже спустя десятилетия. Этот риск выше у детей и подростков, так как они намного более чувствительны к воздействию радиации.
Радиационная безопасность населения достигается путем ограничения воздействия от всех основных видов облучения:
— техногенные источники при их нормальной эксплуатации (различные производственные установки);
— техногенные источники в результате радиационной аварии;
— природные источники;
— медицинские источники (рентгеновские аппараты).
Годовая доза облучения населения не должна превышать основные пределы доз, указанных в Нормах радиационной безопасности (НРБ-99/2009. СанПиН 2.6.1.2523-09). В настоящий момент эта величина равна 1 мЗв в год в среднем за любые последовательные 5 лет, но не более 5 мЗв в один год. Здесь учитывается радиологическая нагрузка на организм от потребляемых продуктов, атмосферного воздуха, условий проживания, а так же медицинские диагностические манипуляции с использованием ионизирующего излучения.
В целом, в условиях повседневности радиация не представляет для нас серьезной опасности. В бытовых условиях человек редко может столкнуться с опасными источниками радиации, а если такое происходит, то, как правило, в силу невежества или халатности работников предприятий, где используются источники ионизирующего излучения.
Помните, что, несмотря на легкодоступные диагностические сервисы, следует проводить радиологические исследования (КТ, рентген, флюорография) ТОЛЬКО по назначению врача.
Вопреки распространенному мнению, нет никаких научных доказательств способности алкоголя выводить радиацию из организма. То же самое касается препаратов йода – его применение оправдано только в случае радиационной аварии при нахождении пострадавших в 30 км зоне ЧС для защиты щитовидный железы от попадания радиоактивного йода. Однако йодопротекторы используются строго по инструкции и при вышеуказанных условиях. Вне зоны поражения пить таблетки или раствор йода, мазать шею может быть опасно!
Важным защитным приемом для укрепления организма при неблагоприятном радиологическом фоне (что актуально для некоторых биогеохимических провинций) является организация оптимального питания. Основными принципами построения рационов питания на загрязненной радиоактивными изотопами территории являются увеличение количества белков до 15% калорийности рациона и повышение в рационе на 20-50% по сравнению с рекомендуемыми возрастными нормами содержания витаминов-антиоксидантов: Е, С, А, биофлавоноидов, а пищевых волокон на 30%. Необходимо также обеспечить повышенное поступление минеральных веществ: кальция, калия, йода, магния, железа, селена. Для достижения этих задач необходимо достаточное содержание в рационе нежирных сортов мяса, птицы, рыбы, молочных продуктов, широкое использование свежих овощей, фруктов и зелени, добытых и выращенных в экологически благоприятных районах, так как сами по себе продукты накапливают радионуклиды, если выращиваются на загрязненной территории.
В своей жизни мы постоянно сталкиваемся с влиянием ионизирующего излучения, но волноваться не стоит — вред здоровью от «повседневных» природных источников значительно меньше вреда от беспокойства по этому поводу.
Основные источники радиоактивного излучения: виды и их свойства. Радиоактивный химический элемент
Роль источников
Они могут применяться для облучения, когда излучение выполняет ионизирующую функцию, или в качестве источника метрологической радиации для калибровки радиометрического процесса и контрольно-измерительных приборов. Они также используются для мониторинга промышленных процессов, таких как измерение толщины в бумажной и сталелитейной промышленности. Источники могут быть запечатаны в контейнере (высокопроникающее излучение) или отложены на поверхности (слабопроникающее излучение), или находятся в жидкости.
Значение и применение
Вам будет интересно: История ножниц. Самые древние ножницы. Виды и назначение ножниц
В качестве источника облучения они используются в медицине для лучевой терапии и в промышленности для рентгенографии, облучения пищевых продуктов, стерилизации, дезинсекции паразитов и сшивания облучением ПВХ.
Радионуклиды
Радионуклиды выбираются в соответствии с типом и характером излучения, его интенсивностью и периодом полураспада. Обычные источники радионуклидов включают кобальт-60, иридий-192 и стронций-90. Измерением количества SI активности источника является Беккерель, хотя историческая единица Кюри все еще находится в частичном использовании, например, в США, несмотря на то, что NIST США настоятельно рекомендует использовать единицу СИ. Для целей здравоохранения она является обязательной в ЕС.
Вам будет интересно: План-конспект внеклассного мероприятия: темы и разработка
Время существования
Источник облучения обычно живет от 5 до 15 лет, прежде чем его активность опускается до безопасного уровня. Однако при наличии радионуклидов с длительным периодом полураспада при применении в качестве средств калибровки они могут использоваться гораздо дольше.
Закрытые и скрытые
Многие радиоактивные источники закрыты. Это означает, что они постоянно либо полностью содержатся в капсуле, либо прочно связаны твердым веществом с поверхностью. Капсулы обычно изготавливаются из нержавеющей стали, титана, платины или другого инертного металла. Использование закрытых источников устраняет практически весь риск рассеивания радиоактивного материала в окружающую среду из-за неправильного обращения, но контейнер не предназначен для ослабления излучения, поэтому для радиационной защиты требуется дополнительное экранирование. Закрытые также используются практически во всех случаях, когда не требуется химического или физического включения в жидкость или газ.
Обратите внимание, что источники с достаточно низким радиоактивным выходом (например, используемые в детекторах дыма), чтобы не причинять вреда людям, не классифицируются.
Вам будет интересно: Что такое керн? Добыча и исследование образцов
Капсульные
Капсульные источники, где излучение эффективно исходит из точки, используются для калибровки бета-, гамма- и рентгеновских приборов. В последнее время они непопулярны и как промышленные объекты, и как объекты для изучения.
Пластинчатые источники
Они широко используются для калибровки приборов радиоактивного загрязнения. То есть, по сути, выполняют роль своеобразных нерукотворных счетчиков.
В отличие от капсульного источника, фон, который излучает пластинчатый, должен находиться на поверхности, чтобы предотвратить затухание контейнера или самоэкранирование из-за специфики материала. Это особенно важно для альфа-частиц, которые легко останавливаются небольшой массой. Кривая Брэгга показывает эффект затухания в атмосферном воздухе.
Нераспечатанные
Утилизация и экологический аспект
Утилизация радиоактивных источников с истекшим сроком годности создает аналогичные проблемы при утилизации других ядерных отходов, хотя и в меньшей степени. Отработанные источники низкого уровня иногда будут достаточно неактивными, чтобы их можно было утилизировать с помощью обычных методов удаления отходов, как правило, на свалках. Другие методы захоронения аналогичны тем, которые применяются для радиоактивных отходов более высокого уровня, с использованием различной глубины скважины в зависимости от активности отходов.
Известным случаем небрежного обращения с таковым объектом стала авария в Гоянии, которая привела к гибели нескольких человек.
Фоновое излучение
Космическое излучение
Космическое излучение исходит от чрезвычайно энергетических частиц Солнца и звезд, которые попадают в атмосферу Земли. То есть указанные небесные тела можно назвать источниками радиоактивного излучения. Некоторые частицы попадают на землю, а другие взаимодействуют с атмосферой, создавая различные виды излучения. Уровни увеличиваются по мере приближения к радиоактивному объекту, поэтому количество космического излучения обычно увеличивается соразмерно набору высоты. Чем больше показатель высоты, тем выше доза. Вот почему те, кто живет в Денвере, штат Колорадо (высота 5 280 футов), получают более высокую годовую дозу радиации от космического излучения, чем кто-либо, обитающий на уровне моря (высота 0 футов).
Добыча урана в России остается спорной и «горячей» темой, ведь эта работа крайне опасна. Естественно, что уран и торий, найденные в земле, называются первичными радионуклидами и являются источником земного излучения. Следовые количества урана, тория и продуктов их распада можно найти повсюду. Узнайте больше о радиоактивном распаде. Уровни земной радиации варьируются в зависимости от местоположения, но в областях с более высокими концентрациями урана и тория в поверхностных почвах обычно наблюдаются более высокие уровни доз. Потому люди, занимающиеся добычей урана в России, подвержены большому риску.
Радиация и люди
Вам будет интересно: Британская монархия: история, особенности
Следы радиоактивных веществ могут быть найдены в человеческом организме (в основном это природный калий-40). Элемент содержится в пище, почве и воде, которую мы принимаем. Наши тела содержат небольшое количество радиации, потому что организм метаболизирует нерадиоактивные и радиоактивные формы калия и других элементов таким же образом.
Все мы подвергаемся воздействию радиации каждый день от природных источников, таких как минералы в земле, и искусственных, например, медицинское рентгеновское излучение. По данным Национального совета по радиационной защите и измерениям (NCRP), среднегодовая доза облучения на человека в США составляет 620 миллибэр (6,2 миллизиверта).
В природе
Это в четыре раза превышает среднемировое воздействие искусственного излучения в мире, которое в 2008 году составило около 0,6 мбэр (60 Rem) в год. В некоторых богатых странах, таких как США и Япония, искусственное облучение в среднем превышает естественное из-за более широкого доступа к специфическим медицинским инструментальным исследованиям. В Европе среднее естественное фоновое воздействие по странам колеблется от 2 мЗв (200 мбэр) в год в Соединенном Королевстве до более, чем 7 мЗв (700 мбэр) для некоторых групп людей в Финляндии.
Повседневное облучение
Облучение от естественных источников является неотъемлемой частью повседневной жизни как на работе, так и в общественных местах. Такое облучение в большинстве случаев мало или совсем не беспокоит общество, но в определенных ситуациях необходимо учитывать меры по защите здоровья, например, при работе с урановыми и ториевыми рудами и другими радиоактивными материалами естественного происхождения (NORM). Эти ситуации стали объектом повышенного внимания Агентства в последние годы. И это, если не упоминать о примерах аварий с выбросом радиоактивных веществ, таких как катастрофа на Чернобыльской АЭС и на Фукусиме, которые заставили ученых и политиков всего мира пересмотреть свое отношение к «мирному атому».
Земное излучение
Земное излучение включает только источники, которые остаются внешними по отношению к телу. Но они при этом продолжают являться опасными радиоактивными источниками излучения. Основными радионуклидами, вызывающими озабоченность, являются калий, уран и торий, продукты их распада. Причем некоторые, такие как радий и радон, сильно радиоактивны, но встречаются в низких концентрациях. Количество этих объектов неумолимо сокращается с момента образования Земли. Нынешняя радиационная активность, связанная с наличием урана-238, вдвое меньше, чем в начале существования нашей планеты. Это происходит из-за его периода полураспада, составляющего 4,5 миллиарда лет, а для калия-40 (период полураспада 1,25 миллиарда лет) составляет лишь около 8 % от исходного. Но за время существования человечества количество радиации уменьшилось очень незначительно.
Многие изотопы с более коротким периодом полураспада (и, следовательно, высокой радиоактивностью) не распались из-за их постоянного естественного производства. Примерами этого являются радий-226 (продукт распада тория-230 в цепи распада урана-238) и радон-222 (продукт распада радия-226 в указанной цепи).
Торий и уран
Радиоактивные химические элементы торий и уран в основном подвергаются альфа- и бета-распаду, и их нелегко обнаружить. Это делает их очень опасными. Впрочем, то же самое можно сказать и о протонном излучении. Однако многие из их побочных производных этих элементов также являются сильными гамма-излучателями. Торий-232 обнаруживается с помощью пика 239 кэВ от свинца-212, 511, 583 и 2614 кэВ от таллия-208 и 911 и 969 кэВ от актиния-228. Радиоактивный химический элемент Уран-238 проявляется как пики висмута-214 в 609, 1120 и 1764 кэВ (см. Тот же пик для атмосферного радона). Калий-40 обнаруживается непосредственно через гамма-пик 1461 кэВ.
Уровень над морем и другими большими водоемами имеет тенденцию составлять около десятой части земного фона. И наоборот, прибрежные районы (и регионы возле пресной воды) могут иметь дополнительный вклад от рассеянного осадка.
Радон
Облучение от радона
Хотя радон встречается в природе, его воздействие может быть усилено или уменьшено в результате деятельности человека, в частности, строительства дома. Плохо запечатанный подвал в доме с хорошей изоляцией может привести к накоплению радона в жилом помещении, подвергая его жителей риску. Широко распространенное строительство хорошо изолированных и герметичных домов в промышленно развитых странах на севере привело к тому, что радон стал основным источником фонового излучения в некоторых населенных пунктах в северной части Северной Америки и Европы. Некоторые строительные материалы, например, легкий бетон с квасцами сланца, фосфогипсом и итальянским туфом, могут выделять радон, если они содержат радий и пористы для газа.
Радиационное облучение от радона является косвенным. Радон имеет короткий период полураспада (4 дня) и распадается на другие твердые частицы радиоактивных нуклидов серии радия. Эти радиоактивные элементы вдыхаются и остаются в легких, вызывая продолжительное облучение. Таким образом, считается, что радон является второй по значимости причиной рака легких после курения, и на него приходится от 15 000 до 22 000 случаев смерти от рака в год только в США. Однако дискуссия о противоположных экспериментальных результатах по-прежнему ведется.
Большая часть атмосферного фона вызвана радоном и продуктами его распада. Гамма-спектр показывает заметные пики при 609, 1 120 и 1 764 кэВ, принадлежащие висмуту-214, продукту распада радона. Атмосферный фон сильно зависит от направления ветра и метеорологических условий. Радон также может высвобождаться из земли всплесками и затем образовывать «радоновые облака», способные преодолевать десятки километров.
Космический фон
Земля и все живое на ней постоянно бомбардируется излучением из космоса. Это излучение в основном состоит из положительно заряженных ионов: от протонов до железа, и более крупных ядер, полученных вне нашей Солнечной системы. Это излучение взаимодействует с атомами в атмосфере, создавая вторичный воздушный поток, включая рентгеновские лучи, мюоны, протоны, альфа-частицы, пионы, электроны и нейтроны.
Непосредственная доза космического излучения в основном исходит от мюонов, нейтронов и электронов, и она варьируется в разных частях мира зависимости от геомагнитного поля и высоты. Например, город Денвер в Соединенных Штатах (на высоте 1 650 метров) получает дозу космических лучей примерно в два раза больше, чем в точке на уровне моря.
Это излучение намного интенсивнее в верхней тропосфере на высоте около 10 км и, таким образом, вызывает особую обеспокоенность у членов экипажа и постоянных пассажиров, которые проводят много часов в год в этой среде. Во время своих полетов экипажи авиакомпаний обычно получают дополнительную профессиональную дозу от 2,2 мЗв (220 мбэр) в год до 2,19 мЗв/ год, согласно различным исследованиям.
Радиация на орбите
Точно так же космические лучи вызывают более высокую фоновую экспозицию у астронавтов, чем у людей на поверхности Земли. Космонавты, работающие на низких орбитах, такие как сотрудники международных космических станций или челноков, частично защищены магнитным полем Земли, но также страдают от так называемого пояса Ван Аллена, который является результатом воздействия магнитного поля Земли. За пределами низкой околоземной орбиты, как испытали астронавты Аполлона, путешествовавшие на Луну, это фоновое излучение намного интенсивнее и представляет собой значительное препятствие для потенциального будущего долгосрочного исследования человеком Луны или Марса.
Гамма-излучения
Космическое излучение на уровне моря обычно проявляется как гамма-излучение с энергией 511 кэВ в результате аннигиляции позитронов, созданной ядерными реакциями частиц высоких энергий и гамма-лучей. На больших высотах также есть вклад непрерывного спектра тормозного излучения. Потому среди ученых считается очень важным вопрос солнечной радиации и радиационного баланса.
Радиация внутри организма
Два важнейших элемента, из которых состоит организм человека, а именно калий и углерод, содержат изотопы, которые значительно увеличивают нашу фоновую дозу радиации. Это значит, что они также могут быть источниками радиоактивного излучения.
14C присутствует в организме человека на уровне около 3 700 Бк (0,1 мкКи) с биологическим периодом полураспада 40 дней. Это означает, что в результате распада 14C образуется около 3 700 бета-частиц в секунду. Примерно половина человеческих клеток содержит атом 14C.