X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Основным показателем радиационной обстановки является мощность эквивалентной дозы ионизирующего излучения (радиационной фон). Различают два фактора воздействия: естественный и техногенный.

Естественный радиационный фон – мощность эквивалентной дозы гамма-излучения, создаваемая космическим излучением и природными радионуклидами в объектах окружающей среды (почва, вода, атмосфера и пр.) [1]. К почвенным природным радионуклидам относят ²²⁶Ra, ²³²Th и ⁴⁰K, а также радиоактивный ²²²Rn. Естественный фон может меняется в зависимости от территории и обусловлен различными особенностями местности, такими как почвенный покров, геология и тектонические особенности региона, климатические условия и др.

Настоящая работа посвящена оценке радиационной обстановки на территории Европы от естественных радионуклидов в почвах и ²²²Ra в воздухе открытой местности. Территориями исследования были выбраны 10 различных городов в 10 разных странах: Нидерланды, Германия, Испания, Швейцария, Словакия, Финляндия, Венгрия, Греция, Великобритания.

Поглощенную дозу гамма-излучения (D_NR, нГр/ч) в воздухе на высоте 1м над поверхностью земли при равномерном распределении радионуклидов ²²⁶Ra, ²³²Th и ⁴⁰K вычисляли согласно [2]:

D_NR = 0.462 × А_Ra + 0.604 × А_Th + 0.0417 × А_K,

где А_Ra, А_Th и А_K – средние удельные активности ²²⁶Ra, ²³²Th и ⁴⁰K соответственно (Бк/кг).

Для оценки годовой эффективной дозы (мЗв) облучения населения от почвенных радионуклидов, использовали соотношение, предложенное:

H_NR = D_NR нГр/ч × 8 760 ч × 0.2 × 0,7 Зв/Гр.

Расчет годовой эффективной дозы ²²²Rn проводили с использованием соотношения:

H_Rn = A_Rn(Outd)Бк/м³ × 0.6 × 1 760 ч × 9 нЗв/(Бк*ч*м³),

где A_Rn(Outd) –объемная активность ²²²Rn на открытой местности (Бк/м³) [2].

В таблице 1 представлены данные о средних значениях содержания естественных радионуклидов в почвах и ²²²Ra в воздухе на территории Европы.

Таблица 1 ‑ Распределение радионуклидов на территории Европы

Страна	Регион	226Ra, Бк/кг	232Th, Бк/кг	40K, Бк/кг	222Rn, Бк/м3	Ссылка
Нидерланды	Гронинген	26,8	33,4	512,9	16,0	[3]
Германия	Берлин	33,6	106,3	791,8	43,6	[4]
Испания	Малага	34,7	17,5	319,1	18,9	[5]
Швейцарии	Берн	32,5	26,8	548,4	25,6	[6]
Словакия	Братислава	42,2	32,2	461,3	55,0	[7,8]
Финляндия	Хельсинки	22,3	25,6	502,2	30,0	[9,10]
Венгрия	Будапешт	53,0	54,2	450,3	29,0	[11]
Греция	Салоники	42,9	49,1	663,2	50,0	[12]
Франция	Страсбург	37,2	46,6	360,0	53,4	[13]
Великобритания	Гилфорд	49,8	44,6	594,4	49,9	[14]

Содержание естественных радионуклидов на территории Европы варьирует в широких пределах. В среднем содержание ²²⁶Ra в почвах Европы равно 37,5 Бк/кг, ²³²Th ‑ 43,6 Бк/кг и ⁴⁰K – 520,4 Бк/кг. Сильно выделяется удельная активность ²³²Th в почвах Берлина, Германия, ‑ 106,3 Бк/кг. Высокое значение ²³²Th обусловлено типом почв, сложенные из песчаного материала гляциального происхождения, типом построек города, а также огромным числом источников загрязнения, что в общем способствует его накоплению и плохой миграции [15]. Объемная активность ²²²Rn в воздухе на территории Европы варьирует в маленьком диапазоне и в среднем составляет 37,4 Бк/м³. Вариации содержания естественных радионуклидов в почвах территорий зависят от множества факторов, таких как тип почвы и подстилающих пород, тектоника региона, климатические условия и пр. Территория Европы представляет собой равнину, средняя высота над уровнем моря не превышает 300м, климат в большинстве собой умеренный, почвы: Подзолистые, Бурые лесные, Черноземы.

Далее, в таблице 2 приведены рассчитанные значения годовых эффективных доз облучения населения от почвенных радионуклидов и радона.

Таблица ‑ 2 Годовая эффективная доза облучения населения

Страна	Регион	HNR, мЗв	HRn, мЗв	HNR + HRN, мЗв
Нидерланды	Гронинген	0,66	0,015	0,675
Германия	Берлин	1,38	0,041	1,421
Испания	Малага	0,48	0,017	0,497
Швейцарии	Берн	0,66	0,024	0,684
Словакия	Братислава	0,71	0,052	0,762
Финляндия	Хельсинки	0,57	0,028	0,598
Венгрия	Будапешт	0,93	0,027	0,957
Греция	Салоники	0,94	0,047	0,987
Франция	Страсбург	0,74	0,05	0,79
Великобритания	Гилфорд	0,91	0,047	0,957

В целом, годовые эффективные дозы от почвенных естественных радионуклидов и радона в воздухе открытых территорий Европы не превышают 1 мЗв, что говорит об отсутствии природных радиационных загрязнений естественными радионуклидами. Из-за высокого содержания ²³²Th в почве, годовая эффективная доза облучения населения Берлина выше, чем в других европейских городах. Это обусловлено типом почв города, видом построек и наличием большого числа источников техногенного воздействия.

Список литературы

1. СП ЛКП-91. Санитарные правила ликвидации, консервации и перепрофилирования предприятий по добыче и переработке радиоактивных руд. 2009 – 9c.

2. Научный комитет Организации объединенных наций по действию атомной радиации (НКДАР ООН), UNSCEAR, 2000. Report to the General Assembly. Sources and Effects of Ionizing Radiation (United Nations, New York).

3. Manohar, S.N. Radon flux maps for the Netherlands and Europe using terrestrial gamma radiation derived from soil radionuclide / S.N. Manohar // Atmospheric Environment. – 2012. – P.401–403.

4. Fujiyoshi, R. Mesoscale variability of vertical profiles of environmental radionuclides in temperate forest soils in Germany / R. Fujiyoshi // Science of the Total Environment. – 2004. – P.180–184.

5. Duenas, C. ⁷Be, ²¹⁰Pb and ⁴⁰K depositions over 11 years in Malaga / C. Duenas // Journal of Environmental Radioactivity. – 2017. – P.326-328.

6. Naumenko-De`zes, O. Constraining the 40K decay constant with <sup>87</sup>Rb-<sup>87</sup>Sr – <sup>40</sup>K-<sup>40</sup>Ca chronometer intercomparison / Maria O. Naumenko-De`zes // Geochimica et Cosmochimica. – 2018. – P.235-247.

7. Sýkora, I. Long-term variations of radionuclides in the Bratislava air / I. Sýkora // Journal of Environmental Radioactivity. – 2015. – P.28-30.

8. Mojzes, A. Radon measurements in an area of tectonic zone: A case study in Central Slovakia / A. Mojzes // Journal of Environmental Radioactivity. – 2016. – P.279-289.

9. Salonen, L. Calibration of the direct LSC method for radon in drinking water: Interference from ²¹⁰Pb and its progenies accumulated in ²²⁶Ra standard solution / L. Salonen // Applied Radiation and Isotopes. – 2008. – P.132-143.

10. Tuovinen, H. Behaviour of radionuclides during microbially-induced mining of nickel at Talvivaara, Eastern Finland / H. Tuovinen // Journal of Environmental Radioactivity. – 2015. – P.106-110.

11. Eross, A. Radionuclides as natural tracers for the characterization of fluids in regional discharge areas, Buda Thermal Karst, Hungary / Eross A. // Journal of Hydrology. – 2011. – P.125-130.

12. Papadopoulos, A. Distribution of ²³⁸U, ²³²Th and ⁴⁰K in plutonic rocks of Greece / A. Papadopoulos // Chemie der Erde. – 2013. – P.750-760.

13. Gasser, E. Update of ⁴⁰K and ²²⁶Ra and ²³²Th series γ-to-dose conversion factors for soil / E. Gasser // Journal of Environmental Radioactivity. – 2013. – P.69-73.

14. Santawamaitre, T. Determination of ²³⁸U, ²³²Th and ⁴⁰K activity concentrations in riverbank soil along the Chao Phraya river basin in Thailand / T. Santawamaitre // Journal of Environmental Radioactivity. – 2014. – P.81-90.

15. Кряучюнаc, В.В. Основные закономерности миграции ²³²Th и ²²⁶Ra в почвах города Архангельска / В. В. Кряучюнас // Экология человека. – 2013. – C.23-27.

Код для цитирования: Скопировать