Интерес к радиологическому воздействию радона на население возник в начале 80-х годов прошлого столетия. Первые же исследования показали, что концентрация радона в воздухе жилых домов, особенно одноэтажных, часто превышает даже уровень предельно допустимых концентраций, установленных для работников урановых рудников, где служба безопасности традиционно борется за снижение накопления радиологически опасных концентраций радона. Согласно расчетам Британского бюро защиты от радиации, в Великобритании ежегодно погибают 2500 человек от рака легких, вызванного радиоактивным газом радоном. По данным Агентства окружающей среды, в США ежегодно около 20 тыс. онкологических заболеваний инициируется радоном и продуктами его распада [1].
Целью исследования является выявление медико-биологических последствий облучения радоном для жителей Жамбылского района Алматинской области и разработка обоснованных мер по противорадоной защите для случаев превышения норматива по радону.
Задачи исследования
1. Исследование радиологического воздействия радона на население.
2. Экспрессное измерение эквивалентной равновесной объемной активности (ЭРОА) радона, объемной активности (ОА) дочерних продуктов распада (ДПР) в воздухе помещений с помощью радиометра радона «РАМОН-02».
3. Интегральное измерение активности радона в воздухе жилых помещений с помощью диффузионных камер лабораторного комплекса SISTEMA RADOSYS RSV6.
4. Определение индивидуальных эффективных доз внутреннего облучения населения за счет изотопов радона и их короткоживущих дочерних продуктов в воздухе.
5. Выявление медико-биологических последствий облучения радоном и продуктами его распада.
Методы исследования: аналитический, социологический, статистический, спектрометрический, радиометрический, микроскопический.
Радиологическое воздействие радона на население
Радиоактивность – это самопроизвольный распад ядер атомов неустойчивых химических элементов, который сопровождается ионизирующим излучением и изменением атомного заряда и массового числа исходных ядер.
Концентрация радона в воздухе жилых домов, особенно одноэтажных, часто превышает даже уровень предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных для работников урановых рудников, где служба безопасности традиционно борется за снижение накопления радиологически опасных концентраций радона. Была установлена статистическая связь заболеваемости злокачественными опухолями, склерозом, ишемической болезнью сердца, изменением поведенческих реакций и детским церебральным параличом с геопатогенными зонами (разломами), по которым радон перемещается и с помощью которых выходит на поверхность [4].
При дыхании в легкие за одну минуту попадают миллионы радиоактивных атомов радона, они избирательно накапливаются в некоторых органах и тканях, особенно в гипофизе и коре надпочечников, этих двух важнейших железах внутренней секреции, определяющих гормональную активность организма и регулирующих деятельность вегетативной нервной системы, концентрируются также в сердце, печени и других жизненно важных органах. Растворяясь в крови и лимфе, радон и продукты его распада быстро разносятся по всему телу и приводят к внутреннему массированному облучению. Опасность радона помимо вызываемых им функциональных нарушений (астматические приступы удушья, мигрень, головокружение, тошнота, депрессивное состояние и т.д.) заключается еще и в том, что вследствие внутреннего облучения легочной ткани он способен вызвать рак самих легких. Кроме того, радон свободно растворяется в жирах и накапливается в мозге человека, что приводит к заболеванию раком крови [3].
Измерения ЭРОА (Rn222) в помещениях с помощью радиометра радона и его дочерних продуктов распада
В работе использовалась методика, разработанная на основании требований по обеспечению радиационной безопасности от природных источников ионизирующих излучений, установленных «Нормами радиационной безопасности-99» (НРБ-99) для измерения ЭРОА (эквивалентная равновесная объемная активность) радона (Rn222) в различных средах [6]. Данная методика позволяет выполнить измерения ЭРОА радона в различных средах с помощью прибора «Рамон-02», диапазон измерения ЭРОА радона в воздухе жилых и производственных помещений от 10 до 1·105 Бк/м3 приведены в табл. 1.
Таблица 1
Измерения ЭРОА радона с помощью прибора «Рамон-02»
|
№ п/п |
Активность, Бк/м3 |
||||
|
Rn (эксп) |
RaA |
RaB |
RaC |
Rn (расч) |
|
|
1 |
72 |
125 |
66 |
41 |
62,76 |
|
2 |
60 |
120 |
56 |
31 |
53,28 |
|
3 |
62 |
119 |
76 |
32 |
63,87 |
|
4 |
160 |
190 |
145 |
118 |
139,61 |
|
5 |
110 |
160 |
101 |
71 |
95,9 |
Относительная погрешность систем измерения с применением радиометра «Рамон-02» ± 30 %. Методика обеспечивает выполнение измерений ЭРОА радона (Rn222) в различных средах. Измерительным блоком, регистрирующим альфа-излучения, является альфа-радиометр, имеющий действующее свидетельство о поверке:
Измерения объемной активности радона в воздухе жилых помещений с помощью интегральных детекторов SISTEMA RADOSYS RSV6
Измерения средней объемной активности (ОА) радона жилых помещений проводились с помощью интегральных детекторов в течении 3 месяцев на территории Жамбылского района Алматинской области.
В результате воздействия альфа-излучения на чувствительный материал трекового детектора в нем появляются так называемые латентные треки, плотность которых пропорциональна экспозиции. Обработка экспонированных трековых детекторов автоматизируется с помощью считывающих устройств на основе микроскопов [7].
Детектор размещают в специальном контейнере, в который диффундирует радон (иногда через специальную мембрану), а продукты его распада в контейнер не попадают. Результаты измерений концентрации радона в жилых помещениях приведены в табл. 2.
Таблица 2
Результаты измерений концентрации радона в жилых помещениях
|
№ п/п |
Наименование помещения |
Материал |
Год постройки |
Перекрытие и заполнение между полом и подстилающей почвой |
ЭРОА Rn, (Бк/м3) |
№ детектора |
|
1 |
Дом № 1 |
Кирпичный |
1965 |
земля |
65,23 |
Т-50000 |
|
2 |
Дом № 2 |
Кирпичный |
2013 |
земля |
54,06 |
Т- 43172 |
|
3 |
Дом № 3 |
Саманный |
1980 |
земля |
53,29 |
Т-43713 |
|
4 |
Дом № 4 |
Кирпичный |
1951 |
земля |
157,25 |
Т-50232 |
|
5 |
Дом № 5 |
Кирпичный |
1982 |
земля |
101,52 |
Т-50247 |
По экспериментальным результатам и из полученных данных были сделаны следующие выводы. ЭРОА радона имеет высокую степень радоноопасности в домах № 4 и № 5. Это объясняется, особенностями строительных материалов. Скорость проникновения исходящего из земли радона в помещения фактически определяется толщиной и целостностью (т.е. количеством трещин и микротрещин) межэтажных перекрытий. Проникая через трещины и щели в фундаменте, полу и стенах, радон задерживается в помещениях.
Определение индивидуальных эффективных доз внутреннего облучения населения за счет изотопов радона и их короткоживущих дочерних продуктов в воздухе
Значение индивидуальной годовой эффективной дозы внутреннего облучения взрослых жителей населенного пункта (района и т.п.) за счет короткоживущих дочерних продуктов изотопов радона в воздухе рассчитывается по данным измерений ЭРОА изотопов радона в воздухе помещений и атмосферном воздухе на территории населенного пункта (района и т.п.) по формуле:
в которой приняты следующие обозначения:
9,0×10-6 – дозовый коэффициент [в единицах мЗв/(час×Бк/м3)], принимаемый в соответствии с докладом НК ДАР ООН за 2000 г. [2].
– среднее значение ЭРОА изотопов радона в воздухе на открытой территории населенного пункта (индекс «ул.») и жилых и общественных зданиях («здан.») соответственно.
8800 – стандартное число часов в году;
Значение Eвн.Rn, полученное по формуле, характеризует эффективную дозу внутреннего облучения населения за счет ингаляции короткоживущих дочерних продуктов изотопов радона (табл. 3).
Таблица 3
Индивидуальные эффективные дозы внутреннего облучения
|
Наименование помещения |
|
|
|
|
Дом № 1 |
65,23 |
6,5 |
4,24 |
|
Дом № 2 |
54,06 |
6,5 |
3,53 |
|
Дом № 3 |
53,29 |
6,5 |
3,48 |
|
Дом № 4 |
157,25 |
6,5 |
10,07 |
|
Дом № 5 |
101,52 |
6,5 |
6,54 |
Для расчетов доз облучения населения принимали 
= 6,5 Бк/м3 в соответствии с данными [2] о среднемировых значениях ЭРОА изотопов радона в приземном слое атмосферного воздуха [8].
Медико-биологические последствия облучения радоном и продуктами его распада
Для расчета был использован конверсионный множитель 0,061 мЗв/год на Бк/м3 продуктов распада радона [1]. Таким образом, один Бк/м3 приводит к значению 0,061 мЗв ежегодного эффективного дозового эквивалента и оценка риска дает 0,061 мЗв/год*18*10-6/мЗв = 1.1*10-6/год. С помощью табл. 4 можно увидеть дозы, получаемые за год и за время жизни человека.
Таблица 4
Ежегодная экспозиция человека, риск заболевания раком легких
|
Концентрация продуктов распада Rn в помещении Бк/м3) |
Доза/год на человека (мЗв)а |
За время жизни человека доза/чел. (мЗв)б |
Жизненный риск ( %)в |
Случаи рака легких в год на 106 человекг |
|
65,23 |
3,98 |
238,74 |
0,43 |
71,62 |
|
54,06 |
3,30 |
197,86 |
0,36 |
59,36 |
|
53,29 |
3,25 |
195,04 |
0,35 |
58,51 |
|
157,25 |
9,59 |
575,54 |
1,04 |
172,66 |
|
101,52 |
6,19 |
371,56 |
0,67 |
111,47 |
Примечания. aИспользуется UNSCEAR фактор дозовой конверсии 0,061 мЗв Бк год; бпредполагается время жизни 60 лет; ввременной фактор риска 6,6 *10-5 на Бк/м3 экспозиции в продуктах распада; госновываясь на факторе риска для рака легких 18*10-6мЗв [3].
На рисунке представлены официальные данные медицинской статистики на 100000 человек Жамбылского района.
Количество раковых заболеваний на 100000 человек Жамбылского района
Выводы
Исследования ЭРОА радона в Жамбылском районе Алматинской области, проведённые с помощью прибора «Рамон-02» и интегральных детекторов SISTEMA RADOSYS RSV6, показали высокую степень радоноопасности в одноэтажных домах сельского типа. Это объясняется, особенностями строительных материалов. Скорость проникновения исходящего из земли радона в помещения фактически определяется толщиной и целостностью (т.е. количеством трещин и микротрещин) межэтажных перекрытий. Проникая через трещины и щели в фундаменте, полу и стенах, радон задерживается в помещениях.
Значение индивидуальной годовой эффективной дозы внутреннего облучения взрослых жителей населенного пункта (района и т.п.) за счет короткоживущих дочерних продуктов изотопов радона в воздухе достигает 10 мЗв/год, за время жизни человека 575 мЗв. Жизненный риск составляет 1 % для исследованных объектов, случаи рака легких в год на 106 человек с обнаруженным значением индивидуальной годовой эффективной дозы внутреннего облучения может достичь 173.