Taustasäteily on ympäristössä tietyssä paikassa olevan ionisoivan säteilyn tason mitta , joka ei johdu säteilylähteiden tarkoituksellisesta käyttöönotosta.
Taustasäteilyä tulee useista lähteistä, sekä luonnollisista että keinotekoisista. Näitä ovat sekä kosminen säteily että luonnossa esiintyvien radioaktiivisten materiaalien ( kuten radon ja radium ) aiheuttama ympäristön radioaktiivisuus sekä keinotekoiset lääketieteelliset röntgensäteet, ydinasekokeiden maailmanlaajuiset laskeumat ja säteilyonnettomuudet .
Kansainvälinen atomienergiajärjestö määrittelee taustasäteilyn "annokseksi tai annosnopeudeksi (tai annokseen tai annosnopeuteen liittyvänä havaittavana mittana), joka johtuu kaikista muista kuin määritellyistä lähteistä" [1] . Siten tehdään ero annoksen, joka on jo määrätyssä paikassa ja joka määritellään tässä "taustaksi", ja tarkoituksella injektoidusta ja määrätystä lähteestä saadun annoksen välillä. Tämä on tärkeää, koska jos säteilymittauksia tehdään tietystä säteilylähteestä, olemassa oleva tausta voi vaikuttaa tähän mittaukseen. Esimerkkinä voisi olla radioaktiivisen saastumisen mittaus gammasäteilyn läsnä ollessa, mikä voi nostaa kokonaislukeman yli yksittäisen saastumisen odotettavissa olevan lukeman.
Jos säteilylähdettä ei kuitenkaan ole listattu epäilyttäväksi, kokonaissäteilyannoksen mittaamista tietyssä paikassa kutsutaan yleensä taustasäteilyksi , ja näin on yleensä silloin, kun ympäristöstä tulevaa annosnopeutta mitataan ympäristölle. tarkoituksiin.
Säteilytausta riippuu paikasta ja ajasta. Taulukossa on esimerkkejä:
| Säteilyn lähde | Maailma [2] | USA [3] | Japani [4] | Venäjä [5] :c. 15-16 | Kommentti |
|---|---|---|---|---|---|
| Ilman hengittäminen | 1.26 | 2.28 | 0,40 | 2.0 | Pääasiassa radonista , riippuu kaasun kertymisestä huoneeseen |
| Ruoan ja veden kulutus | 0,29 | 0,28 | 0,40 | 0,17 ( 40 K), 0,133 (ruoka), 0,038 (vesi) |
(K-40, S-14 jne. ) |
| Ulkoinen altistuminen maanpäällisistä radionuklideista | 0,48 | 0.21 | 0,40 | 0,67 | Riippuu maaperästä ja rakennusmateriaaleista |
| kosminen säteily | 0,39 | 0,33 | 0,30 | 0,339 | Korkeudesta riippuvainen |
| Välisumma (luonnollinen) | 2.40 | 3.10 | 1.50 | 3.36 | Merkittävät populaatiot saavat 10–20 mSv |
| Lääketieteellinen | 0,60 | 3.00 | 2.30 | 0,62 | Maailmanlaajuinen merkitys ei sisällä sädehoitoa ; Yhdysvaltain arvo on pääasiassa TT-skannaukset ja isotooppilääketiede . |
| Kulutustavarat | — | 0.13 | — | savukkeet, lentomatkat, rakennusmateriaalit jne. | |
| Ilmakehän ydinkoe | 0,005 | — | 0,01 | — | Huippu 0,11 mSv vuonna 1963 ja on siitä lähtien laskenut; korkeammalle tasolle testipaikkojen vieressä |
| Ammattimainen altistuminen | 0,005 | 0,005 | 0,01 | Maailman keskiarvo on työntekijöille vain 0,7 mSv, mikä johtuu pääasiassa kaivosten radonista; Yhdysvallat on pääasiassa lääketieteen ja ilmailualan työntekijöiden ansiota. | |
| Tshernobylin onnettomuus | 0,002 | — | 0,01 | 0,006 (14 aluetta) | Huippu oli 0,04 mSv vuonna 1986 ja on sen jälkeen laskenut; korkeammalle tasolle aseman vieressä |
| Ydinpolttoainekierto | 0,0002 | 0,001 | Jopa 0,02 mSv lähellä esineitä; ei sisällä työperäistä altistumista | ||
| Toinen | — | 0,003 | Teollisuus, turvallisuus, lääketiede, koulutus ja tutkimus | ||
| Välisumma (keinotekoinen) | 0.6 | 3.14 | 2.33 | ||
| Kenraali | 3.00 | 6.24 | 3.83 | 3.98 | millisievertiä vuodessa |
Radioaktiivisia aineita löytyy kaikkialta luonnosta, josta ne pääsevät luonnostaan elimistöön maaperään, kiviin, veteen, ilmaan ja kasvillisuuteen. Tämän sisäisen altistuksen lisäksi ihmiset saavat myös ulkoista säteilyä ihmiskehon ulkopuolella olevista radioaktiivisista materiaaleista sekä kosmisesta säteilystä. Maailman keskimääräinen luonnollinen annos ihmisiin on noin 2,4 mSv vuodessa [2] . Tämä on nelinkertainen keinotekoisen altistuksen maailmanlaajuiseen keskiarvoon verrattuna , joka vuonna 2008 oli noin 0,6 mSv vuodessa. Joissakin kehittyneissä maissa, kuten Yhdysvalloissa ja Japanissa, keinotekoinen altistuminen on keskimäärin suurempi kuin luonnollinen altistuminen lääketieteellisen kuvantamisen paremman saatavuuden vuoksi . Euroopassa keskimääräinen luonnollinen taustaaltistus eri maiden välillä vaihtelee alle 2 mSv:stä (200 mrem vuodessa Isossa-Britanniassa) yli 7 mSv:iin (700 mrem vuodessa joillakin ihmisryhmillä Suomessa) [6] .
Altistuminen luonnollisista lähteistä tulevalle säteilylle on väistämätön osa jokapäiväistä elämää niin työssä kuin julkisilla paikoilla. Tämä altistuminen on useimmissa tapauksissa vain vähäinen tai ei lainkaan huolestuttavaa yleisölle, mutta tietyissä tilanteissa on tarpeen harkita terveydensuojelutoimenpiteiden käyttöönottoa, esimerkiksi työskenneltäessä uraani- ja toriummalmien ja muiden luonnossa esiintyvien radioaktiivisten materiaalien kanssa ( NORM ) . . Virasto on viime vuosina kiinnittänyt enemmän huomiota näihin tilanteisiin.
— Kansainvälinen atomienergiajärjestö [7] .Yllä olevan taulukon maanpäällinen säteily sisältää vain lähteet, jotka jäävät ihmiskehon ulkopuolelle. Tärkeimmät taustasäteilyn muodostavat radionuklidit ovat kalium , uraani ja torium sekä niiden hajoamistuotteet, kuten radium ja radon . Nämä ovat erittäin radioaktiivisia aineita, joita esiintyy pieninä pitoisuuksina, mutta joilla on korkeat hajoamisarvot. Suurin osa näistä lähteistä on vähentynyt radioaktiivisen hajoamisen vuoksi maapallon muodostumisesta lähtien, koska tällä hetkellä ei ole merkittävää näiden aineiden maan ulkopuolista lähdettä. Uraani-238 : n aktiivisuus maan päällä on siis vain puolet siitä, mikä alun perin johtui sen 4,5 miljardin vuoden puoliintumisajasta, ja kalium-40 (puoliintumisaika 1,25 miljardia vuotta) on vain noin 8 % alkuperäisestä.[ milloin? ] . Ihmisten olemassaolon aikana säteilyn määrä on kuitenkin vähentynyt hyvin vähän.[ float lauseke ] .
Monet isotoopit, joilla on lyhyempi puoliintumisaika (ja siten radioaktiivisempia), ovat läsnä maapallon ympäristössä jatkuvan luonnollisen muodostumisen vuoksi. Esimerkkejä ovat radium -226 (torium-230:n hajoamistuote uraani-238:n hajoamisketjussa) ja radon-222 ( radium - 226:n hajoamistuote samassa ketjussa) [8] .
Torium ja uraani (ja niiden isotoopit) läpikäyvät enimmäkseen alfa- ja beetahajoamisen , joita ei ole helppo havaita. Monet hajoamistuotteista ovat kuitenkin vahvoja gammasäteilyn lähteitä . Torium-232 havaitaan lyijy-212 :n 239 keV:n huipun kautta ; 511, 583 ja 2614 keV huiput tallium-208 :sta ; 911 ja 969 keV piikit aktinium-228 :sta . Uraani-238 esiintyy vismutti-214:n 609, 1120 ja 1764 keV huippuina (sama huippu ilmakehän radonille). Kalium-40 havaitaan suoraan sen 1461 keV gammahuipun kautta [9] .
Säteilytaso meren ja muiden suurten vesistöjen yläpuolella on pääsääntöisesti noin kymmenesosa maan taustasta. Rannikkoalueilla (ja makean veden vieressä) voi olla lisävaikutusta sedimentistä [9] .
Suurin luonnollisen taustasäteilyn lähde on radon , jota löytyy ilmasta, maasta tuleva radioaktiivinen kaasu. Radon on uraanin hajoamistuote, joka on suhteellisen yleinen maankuoressa, mutta on keskittynyt enemmän malmipitoisiin kiviin, joita on hajallaan ympäri maailmaa. Näistä malmeista radon tihkuu ilmakehään tai pohjaveteen tai tihkuu rakennuksiin. Se voidaan hengittää keuhkoihin hajoamistuotteidensa kanssa , missä ne pysyvät tietyn ajan altistuksen jälkeen. Radon ja sen isotoopit , lähtöradionuklidit ja hajoamistuotteet muodostavat kaikki keskimääräisen sisäänhengitetyn annoksen 1,26 mSv/vuosi (millisievertiä vuodessa ). Radon on jakautunut epätasaisesti, kaasun taso vaihtelee sään mukaan, joten suurempia annoksia havaitaan monilla alueilla maailmassa, joissa se on merkittävä terveysriski . Skandinaviassa, Yhdysvalloissa, Iranissa ja Tšekin tasavallassa rakennuksissa on havaittu jopa 500-kertaisia pitoisuuksia maailman keskiarvoon verrattuna [10] .
Vaikka radonia esiintyy luonnossa, ihmisen toiminta voi lisätä tai vähentää altistumista tälle kaasulle, erityisesti taloja rakennettaessa. Vuotava olohuoneen lattia tai huono kellarin ilmanvaihto hyvin eristetyssä kodissa voi aiheuttaa radonin kertymistä kodin sisälle altistaen sen asukkaat korkeille pitoisuuksille. Hyvin eristettyjen ja tiiviiden asuntojen laajalle levinnyt rakentaminen pohjoisissa teollisuusmaissa on johtanut radonista suureksi taustasäteilyn lähteeksi osissa Pohjois-Amerikan ja Euroopan osia. Kellarin tiivistys ja ilmanpoisto vähentävät sen vaikutusta. Jotkut rakennusmateriaalit, kuten kevytbetoni , jossa on alunaa , fosfokipsiä ja italialaista tuffia , voivat vapauttaa radonia, jos ne sisältävät radiumia [10] .
Radonin aiheuttama säteilyaltistus ei ole suoraa. Radonilla on lyhyt puoliintumisaika (4 päivää) ja se hajoaa radiumsarjan radioaktiivisten nuklidien muiksi kiinteiksi hiukkasiksi . Nämä radioaktiiviset hiukkaset hengitetään ja jäävät keuhkoihin aiheuttaen pitkäaikaista altistumista. Näin ollen radonin katsotaan olevan toiseksi yleisin keuhkosyövän aiheuttaja tupakoinnin jälkeen , ja pelkästään Yhdysvalloissa se aiheuttaa 15 000–22 000 syöpäkuolemaa vuodessa [11] . Pohjimmiltaan ilmakehän taustan muodostavat radon ja sen hajoamistuotteet. Gammaspektri osoittaa huippuja arvoilla 609, 1120 ja 1764 keV , jotka kuuluvat vismutti-214 :ään, radonin hajoamistuotteeseen. Ilmakehän tausta riippuu voimakkaasti tuulen suunnasta ja sääolosuhteista. Radonia voi myös vapautua maasta purkauksin ja muodostaa sitten "radonpilviä", jotka voivat kulkea kymmeniä kilometrejä [9] . Keskustelu vastakkaisista koetuloksista on kuitenkin edelleen käynnissä.[ mitä? ] [12] .
Stanley Watran talon kellarista löydettiin vuonna 1984 noin 100 000 Bq/m3 radonia . Hänellä ja hänen naapureillaan Boyertownissa, Pennsylvaniassa, Yhdysvalloissa, saattaa olla maailman radioaktiivisimman asunnon ennätys [13] [14] .
Kansainväliset säteilysuojelujärjestöt ovat arvioineet, että sitova annos voidaan laskea kertomalla radonin tasapainoekvivalenttipitoisuus (EEC) kertoimella 8-9.nSv m 3Bq hradon - isotooppien määrä 40 kertaanSv m 3Bq h[2] .
Maata pommitetaan jatkuvasti avaruudesta tulevalla säteilyllä. Tämä säteily koostuu pääasiassa positiivisesti varautuneista ioneista - protoneista raudan isotooppeihin ja suurempiin ytimiin - jotka tulevat Maahan aurinkokunnan ulkopuolelta . Tämä säteily on vuorovaikutuksessa ilmakehän atomien kanssa muodostaen ilmavirran sekundaarista säteilyä ( laaja ilmasuihku ), mukaan lukien röntgensäteet , myonit , protonit , alfahiukkaset , pionit , elektronit ja neutronit . Kosmisen säteilyn suora annos tulee pääasiassa myoneista, neutroneista ja elektroneista, ja tämä annos vaihtelee eri puolilla maailmaa riippuen geomagneettisesta kentästä ja korkeudesta. Esimerkiksi USA:n Denverin kaupunki (1650 metrin korkeudessa) vastaanottaa annoksen kosmisia säteitä, jotka ovat noin kaksi kertaa niin korkeat kuin merenpinnan tasolla [15] . Kosminen säteily on paljon voimakkaampaa troposfäärin yläosassa , noin 10 km merenpinnan yläpuolella, ja se on siksi erityisen huolestuttava lentoyhtiöiden miehistöille ja matkustajille, jotka matkustavat usein ja viettävät useita tunteja vuodessa tällä korkeudella. Lentojen aikana miehistöt saavat tyypillisesti työperäisen lisäsäteilyannoksen, joka on eri tutkimusten mukaan 2,2 mSv (220 mrem) vuodessa [16] ja 2,19 mSv/vuosi [17] .
Samoin kosmisilla säteillä on voimakkaampi taustavaikutus astronauteihin kuin ihmisiin maan pinnalla. Matalilla kiertoradoilla olevat astronautit , kuten kansainvälisellä avaruusasemalla tai avaruussukkulalla , ovat osittain suojattuja Maan magneettikentältä , mutta kärsivät myös Van Allenin säteilyvyöstä , joka kerää kosmisia säteitä Maan sisäiseen magnetosfääriin . Matalan Maan kiertoradan ulkopuolella Kuuhun lentävien Apollo-astronautien kokemuksen mukaan tämä taustasäteily on voimakkaampaa ja muodostaa merkittävän esteen mahdolliselle tulevalle pitkän aikavälin ihmistutkimukselle Kuuhun tai matkalle Marsiin .
Kosmiset säteet aiheuttavat myös ilmakehän alkuaineiden transmutaatiota , jossa kosmisten säteiden tuottama sekundäärinen säteily yhdistyy ilmakehän atomiytimiin muodostaen erilaisia nuklideja . Niin sanottuja kosmogeenisiä nuklideja voi syntyä lukuisia , mutta luultavasti merkittävin niistä on hiili-14 , joka muodostuu vuorovaikutuksessa typpiatomien kanssa. Nämä kosmogeeniset nuklidit saavuttavat lopulta Maan pinnan ja voivat liittyä eläviin organismeihin. Näiden nuklidien tuotanto vaihtelee vähän auringon kosmisen säteilyvirran lyhytaikaisten muutosten mukaan, mutta sen katsotaan olevan lähes vakiona suurissa, tuhansista miljooniin vuosissa. Hiili-14 :n jatkuva lisääntyminen, sisällyttäminen organismeihin ja suhteellisen lyhyt puoliintumisaika ovat periaatteita, joita käytetään muinaisten biologisten materiaalien, kuten puisten esineiden tai ihmisjäänteiden , radiohiilidatauksessa .
Kosminen säteily merenpinnan tasolla esiintyy tyypillisesti 511 keV:n gammasäteinä, jotka ovat peräisin korkeaenergisten hiukkasten ja gammasäteiden ydinreaktioista syntyneiden positronien tuhoutumisesta. Suurissa korkeuksissa mukana on myös jatkuva bremsstrahlung-spektri [ 9] .
Ihmiskehossa olevat kaksi pääalkuainetta, kalium ja hiili, sisältävät radioaktiivisia isotooppeja, jotka lisäävät suuresti taustasäteilyn aiheuttamaa annosta. Keskivertoihminen sisältää noin 17 milligrammaa kalium-40 ( 40 K) ja noin 24 nanogrammaa ( 10–9 g) hiili-14 ( 14 C), (puoliintumisaika 5730 vuotta). Ulkoisen radioaktiivisen materiaalin aiheuttamaa sisäistä kontaminaatiota lukuun ottamatta nämä kaksi ainetta edustavat suurinta sisäistä säteilyaltistusta ihmiskehon biologisesti toiminnallisista osista. Noin 4000 40 K ydintä [18] hajoaa sekunnissa ja suunnilleen saman verran 14 C. 40 K :n hajoamisen aikana muodostuvien beetahiukkasten energia on noin 10 kertaa suurempi kuin beetahiukkasten energia 14 C :n hajoamisen aikana. .
14 C:tä on ihmiskehossa noin 3700 Bq (0,1 μCi) ja sen biologinen puoliintumisaika on 40 päivää [19] . Tämä tarkoittaa, että noin 3700 beetahiukkasta sekunnissa syntyy 14 C :n hajoamisen seurauksena. 14C - atomi on kuitenkin läsnä noin puolen solujen geneettisessä informaatiossa, kun taas kalium ei ole DNA: n komponentti . Yhdessä ihmisessä DNA:n sisällä olevan 14 C-atomin hajoaminen tapahtuu noin 50 kertaa sekunnissa, kun taas hiiliatomi muuttuu typpiatomiksi [20] .
Muiden radionuklidien kuin radonin ja sen hajoamistuotteiden sisäisen altistuksen keskimääräinen globaali annos on 0,29 mSv/vuosi, josta 0,17 mSv/vuosi 40 K:sta, 0,12 mSv/vuosi tulee uraani- ja toriumsarjasta ja 12 µSv/v tulee alkaen 14 C [2] .
Joillakin alueilla annostus on suurempi kuin maan keskiarvo. Maailmanlaajuisesti poikkeuksellisen korkean taustasäteilyn alueita ovat Ramsar Iranissa, Guarapari Brasiliassa, Karunagappally Intiassa [21] Arkarula Australiassa [22] ja Yangjiang Kiinassa [23] .
Korkein maan pinnalla koskaan havaittu luonnonsäteilyn taso oli 90 µGy/h Brasilian mustalla rannalla (port. areia preta ), joka koostuu monatsiitista [24] . Tämä muunnetaan 0,8 Gy:ksi/vuosi ympärivuotista jatkuvaa altistumista varten, mutta todellisuudessa tasot vaihtelevat vuodenaikojen mukaan ja ovat paljon alhaisempia lähiasunnoissa. Ennätysmittauksia ei ole kopioitu tai sisällytetty viimeisimpiin YK:n tiedekomitean raportteihin . Viereiset turistirannat Guaraparissa ja Kumuruksatibassa saivat myöhemmin 14 ja 15 µGy/h [25] [26] . Ilmoitetut arvot on annettu harmaina . Muuntaminen Sivertiksi (Sv) vaatii säteilyn painotuskertoimen; nämä painotustekijät vaihtelevat 1:stä (beeta ja gamma) 20:een (alfa-hiukkaset).
Asutusten korkein säteilytausta on Ramsarissa , mikä johtuu ensisijaisesti paikallisen luonnon radioaktiivisen kalkkikiven käytöstä rakennusmateriaalina. 1 000 eniten altistuvaa asukasta saavat keskimäärin 6 mSv (600 mrem) efektiivisen annoksen vuodessa, mikä on kuusi kertaa ICRP :n suosittelema keinotekoisista lähteistä peräisin olevan ihmisen altistumisen raja. Lisäksi ne saavat merkittävän annoksen sisäistä altistusta radonista. Ennätykselliset säteilytasot löytyivät kodista, jossa ympäristön säteilykenttien efektiivinen annos oli 131 mSv (13,1 rem) vuodessa ja radonin sisäinen annos oli 72 mSv (7,2 rem) vuodessa [27] . Tämä ainutlaatuinen tapahtuma on yli 80 kertaa suurempi kuin ihmisen luonnollinen keskimääräinen altistuminen säteilylle maailmassa.
Epidemiologisia tutkimuksia tehdään säännöllisesti Ramsarin korkeaan säteilytasoon liittyvien terveysvaikutusten tunnistamiseksi, mutta ympäristöasiantuntijat eivät vielä tee tilastollisesti merkittäviä johtopäätöksiä [27] . Vaikka tukea kroonisen säteilyn hyödyllisille vaikutuksille (esim. pidentynyt elinikä) on toistaiseksi havaittu vain muutamissa paikoissa, ainakin yhdessä tutkimuksessa ehdotetaan suojaavaa ja mukautuvaa vaikutusta, jonka kirjoittajat kuitenkin varoittavat, että Ramsarista saadut tiedot eivät ole kuitenkin riittävä lieventämään olemassa olevia annosrajoja [28] . Äskettäinen tilastoanalyysi on kuitenkin osoittanut, että negatiivisten terveysvaikutusten riskin ja lisääntyneen luonnollisen taustasäteilyn välillä ei ole yhteyttä [29] .
Köyhdytetyn uraanin ammuksille altistuva sotilashenkilöstö altistuu lisäsäteilylle fotoydinreaktioista korkean atomiluvun omaavien materiaalihiukkasten kanssa. Hiukkaset voivat päästä kehoon sekä vahingossa tapahtuneen kosketuksen seurauksena että tällaisten ammusten vahingoittuessa. Lisäaltistuksen tietty määrä ja sen vaikutus kehoon on edelleen kiistanalainen [30] .
Suurin osa luonnollisesta neutronitaustasta on kosmisten säteiden ja ilmakehän vuorovaikutuksen tuote. Neutronien huippuenergia on noin 1 MeV ja se laskee nopeasti suurilla energioilla. Merenpinnalla neutronien tuotanto on noin 20 neutronia sekunnissa kosmisten säteiden kanssa vuorovaikutuksessa olevaa materiaalia kohden (tai noin 100-300 neutronia neliömetriä kohti sekunnissa). Vuo riippuu geomagneettisesta leveysasteesta maksimissaan lähellä magneettisia napoja . Auringon minimien aikana, auringon magneettikentän matalamman suojauksen vuoksi, vuo on noin kaksi kertaa suurempi kuin auringon maksimi. Se kasvaa myös voimakkaasti auringonpurkausten aikana. Lähellä suurempia ja raskaampia esineitä, kuten rakennuksia tai laivoja, neutronivuo on suurempi; tämä tunnetaan "kosmisen säteilyn aiheuttamana neutronin tunnusmerkkinä" tai "laivailmiönä", kuten se havaittiin ensimmäisen kerran merellä olevilla aluksilla [9] .
Toistuvat maassa tapahtuneet ydinräjähdykset 1940-1960-luvuilla johtivat merkittävään radioaktiiviseen saastumiseen . Jotkut näistä kontaminaatioista ovat paikallisia, mikä tekee alueesta erittäin radioaktiivisen. Radionuklideja voidaan kuljettaa pitkiä matkoja ydinlaskeumana ; osa tästä radioaktiivisesta materiaalista on hajallaan ympäri maailmaa. Näistä kokeista saatu taustasäteilyn lisäys saavutti huippunsa vuonna 1963 noin 0,15 mSv vuodessa maailmanlaajuisesti eli noin 7 % kaikista lähteistä tulevasta keskimääräisestä taustaannoksesta. Vuoden 1963 testikieltosopimus kielsi maakokeet, joten vuoteen 2000 mennessä näiden testien maailmanlaajuinen annos oli pudonnut 0,005 mSv/v [34] .
Kansainvälinen säteilysuojelukomissio suosittelee rajoittamaan työperäisen altistuksen arvoon 50 mSv (5 rem) vuodessa ja 100 mSv (10 rem) 5 vuoden kuluttua [35] .
Työperäisten annosten taustasäteily sisältää kuitenkin säteilyn, jota ei mitata instrumenteilla mahdollisen työperäisen altistuksen olosuhteissa. Tämä sisältää sekä "luonnollisen taustasäteilyn" työpaikan ulkopuolella ja kaikki lääketieteelliset annokset. Tätä arvoa ei yleensä mitata eikä tiedetä tutkimuksista, joten yksittäisten työntekijöiden kokonaisannoksen muutoksia ei tiedetä. Tämä voi olla merkittävä, hämmentävä tekijä arvioitaessa säteilyaltistuksen vaikutuksia työntekijäryhmään, jonka luonnollinen tausta ja lääketieteelliset annokset voivat vaihdella suuresti. Tämä on erityisen tärkeää, kun tuotantoannokset ovat hyvin pieniä.
IAEA : n konferenssissa vuonna 2002 suositeltiin, että alle 1-2 mSv vuodessa työperäiset annokset eivät vaadi viranomaisvalvontaa [36] .
Normaaleissa olosuhteissa ydinreaktoreista vapautuu pieniä määriä radioaktiivisia kaasuja, jotka aiheuttavat merkityksettömän säteilyaltistuksen yleisölle. Kansainvälisellä ydintapahtuma-asteikolla vaaratilanteiksi luokitellut tapahtumat eivät yleensä johda radioaktiivisen lisäaineen vapautumiseen ympäristöön. Suuret radioaktiivisuuden päästöt ydinreaktoreista ovat erittäin harvinaisia. Tähän mennessä on tapahtunut kaksi suurta siviilionnettomuutta , Tšernobylin ydinvoimalaonnettomuus ja Fukushima I -ydinvoimalaitosonnettomuus , jotka ovat johtaneet merkittävään saastumiseen. Ainoa Tšernobylin ydinvoimalaitoksen onnettomuus johti välittömään kuolemaan[ ketä? ] .
Tshernobylin ydinvoimalaitoksen onnettomuuden aiheuttamat kokonaisannokset vaihtelivat 10-50 mSv 20 vuoden aikana onnettomuusalueiden asukkaille, joista suurin osa annoksesta saatiin ensimmäisinä onnettomuuden jälkeisinä vuosina, sekä selvittäjille - yli 100 mSv. 28 ihmistä kuoli akuuttiin säteilyoireyhtymään [37] .
Fukushima-I:n ydinvoimalaitoksen onnettomuuksista aiheutuneet kokonaisannokset vaihtelivat 1-15 mSv onnettomuusalueiden asukkaille. Lapsilla kilpirauhasen annokset olivat alle 50 mSv. 167 selvitysmiestä sai yli 100 mSv:n annoksia ja 6 heistä yli 250 mSv:n (Japanin hätätyöntekijöiden altistusraja) [38] .
Three Mile Islandin onnettomuuden keskimääräinen annos oli 0,01 mSv [39] .
Yllä kuvattujen siviilionnettomuuksien lisäksi varhaisilla ydinasepaikoilla tapahtui useita onnettomuuksia, kuten Windscale- tuli , Techa-joen saastuminen Mayak -kompleksin ydinjätteellä ja Tšeljabinsk-40 (nykyisin Ozyorsk ) katastrofi . sama kompleksi - ympäristöön vapautui huomattava määrä radioaktiivisia aineita. Windscale - palon seurauksena kilpirauhasen annokset saavuttivat 5-20 mSv aikuisilla ja 10-60 mSv lapsilla [40] . Mayakin onnettomuuksista aiheutuneita annoksia ei tunneta.
Nuclear Regulatory Commission , USA Environmental Protection Agency ja muut yhdysvaltalaiset ja kansainväliset virastot vaativat luvanhaltijoita rajoittamaan yleisön säteilyaltistuksen arvoon 1 mSv (100 m rem ) vuodessa.
Kivihiililaitokset tuottavat vaarallisia aineita radioaktiivisen lentotuhkan muodossa , jota lähistöllä asuvat ihmiset hengittävät ja nielevät ja kerrostuvat kasveille ja viljelykasveille. Oak Ridge National Laboratory julkaisi vuonna 1978 artikkelin, jossa todettiin, että tuon ajan hiilivoimalaitokset saattoivat tuottaa 19 μSv/v koko kehon annoksen lähistöllä 500 metrin säteellä [41] . YK:n atomisäteilyn vaikutuksia käsittelevän tiedekomitean vuoden 1988 raportissa arvioiduksi annokseksi kilometriä kohden 20 µSv/vuosi vanhemmille kasveille tai 1 µSv/v uusille kasveille, joissa lentotuhkan talteenotto on parantunut, mutta nämä arvot eivät varmistetaan testeillä [42] . Kun hiiltä poltetaan, uraani, torium ja kaikki uraanijäännökset kerääntyvät hajoamisen seurauksena - ulostulona on radiumia, radonia, poloniumia [43] . Aiemmin maan alle kivihiiliesiintymiin hautautuneet radioaktiiviset materiaalit vapautuvat lentotuhkana tai jos lentotuhka otetaan talteen, niistä voi tulla osa siitä valmistettua betonia.
Ihmisen keskimääräinen maailmanlaajuinen altistuminen ihmisen aiheuttamalle säteilylle on 0,6 mSv/vuosi, pääosin lääketieteellisistä kuvantamistiedoista . Tämä lääketieteellinen komponentti voi olla paljon suurempi, keskimäärin 3 mSv vuodessa Yhdysvaltain väestössä [3] . Muita inhimillisiä tekijöitä ovat tupakointi, lentomatkailu, radioaktiiviset rakennusmateriaalit, ydinaseiden testaus, ydinvoimalaitosonnettomuudet ja ydinteollisuuden toiminta.
Tyypillinen rintakehän röntgenkuva tuottaa 20 µSv (2 mrem) efektiivisen annoksen [44] . Hammasröntgenannos on 5-10 μSv. Tietokonetomografia antaa tehokkaan annoksen koko kehoon välillä 1-20 mSv (100-2000 mrem). Keskiverto amerikkalainen saa noin 3 mSv diagnostista terapeuttista annosta vuodessa; maat, joissa terveydenhuolto on alhaisinta, eivät saa juuri mitään. Myös eri sairauksien sädehoito vaatii tietyt annokset sekä potilailta että heidän ympärillään olevilta ihmisiltä.
Savukkeet sisältävät radioaktiivisia isotooppeja 210 Po ja 210 Pb , jotka muodostuvat tupakanlehtiin kiinnittyneen radonin hajoamistuotteista . Yhden tupakka-askin polttaminen aiheuttaa 1 μSv:n lisäsäteilyannoksen. Raskailla tupakoitsijoilla saatava säteilyannos vuodessa voi olla 360 μSv [45] .
Raskas tupakointi johtaa 160 μSv/v (193 μSv/v 210 Po:sta ja 251 μSv/v 210 Pb:stä) [46] altistumiseen keuhkojen segmentaalisten keuhkoputkien haarautumien paikallisille täplille näiden hajoamisen seurauksena. isotoopit. Tätä annosta ei ole helppo verrata säteilysuojelurajoihin, sillä viimeksi mainitut viittaavat koko kehon annoksiin, kun taas tupakoinnin aiheuttama annos saavuttaa hyvin pienen osan kehosta [47] .
Säteilymetrologian laboratoriossa taustasäteilyllä tarkoitetaan mistä tahansa satunnaisesta lähteestä saatua mitattua arvoa, joka vaikuttaa laitteeseen, kun mitataan näytettä tietystä säteilylähteestä. Tämä taustavaikutus, joka vahvistetaan stabiiliksi arvoksi toistuvilla mittauksilla, yleensä ennen ja jälkeen näytteen mittauksen, vähennetään näytteen mittauksesta saadusta intensiteetistä.
Tämä on sopusoinnussa Kansainvälisen atomienergiajärjestön taustan määritelmän kanssa : "annos tai annosnopeus (tai havaittu mitta, joka liittyy annokseen tai annosnopeuteen), joka johtuu kaikista paitsi määrätyistä lähteistä" [1]
Sama ongelma ilmenee säteilysuojalaitteiden kanssa, joissa taustasäteily voi vaikuttaa laitteen lukemiin. Esimerkki tästä on tuikeilmaisin, jota käytetään pintakontaminaation seuraamiseen. Olosuhteissa, joissa gamma-tausta on lisääntynyt, tuikemateriaaliin vaikuttaa taustan gamma-ominaisuus, joka summautuu mistä tahansa kontrolloidusta kontaminaatiosta saatuihin lukemiin. Äärimmäisissä tapauksissa tämä tekee instrumentista käyttökelvottoman, koska tausta peittää kontaminaatiosta johtuvan säteilyn alemman tason. Tällaisissa laitteissa taustaa on tarkkailtava jatkuvasti "Valmis"-tilassa ja vähennettävä kaikista mittaustilassa saaduista lukemista.
Säännöllistä säteilymittausta suoritetaan useilla tasoilla. Valtion virastot keräävät säteilylukemia osana ympäristönseurantavaltuuksia ja asettavat ne usein yleisön saataville ja joskus lähes reaaliajassa. Yhteistyöryhmät ja yksilöt voivat myös tarjota reaaliaikaisia lukemia yleisön saataville. Säteilyn mittaamiseen käytettyjä instrumentteja ovat Geiger-Muller-putki ja tuikeilmaisin . Ensimmäinen on yleensä kompaktimpi ja helppopääsyisempi ja reagoi useisiin eri säteilytyyppeihin, kun taas jälkimmäinen on monimutkaisempi ja pystyy havaitsemaan tiettyjä energioita ja säteilytyyppejä. Lukemat osoittavat säteilytasot kaikista lähteistä, mukaan lukien taustasäteily, ja reaaliaikaiset lukemat ovat yleensä vahvistamattomia, mutta riippumattomien ilmaisimien välinen korrelaatio lisää luottamusta mitattuihin säteilytasoihin.
Luettelo valtion asemista säteilyn mittaamiseen lähes reaaliajassa erilaisilla välineillä:
Luettelo kansainvälisistä yhteistyö-/yksityisistä lähes reaaliaikaisista mittauskeskuksista, joissa käytetään pääasiassa Geiger-Muller-ilmaisimia: