Zemes dabiskais fona starojums ir starojums, ko rada radionuklīdi, kas atrodas gaisā, ūdenī, zemē, dzīvos organismos, pārtikā un kosmiskajā starojumā.
Planētas iedzīvotāji lielāko daļu iedarbības saņem no dabiskiem avotiem, bet izvairīties no lielākās daļas no tām nav iespējams. Visā zemeslodes vēsturē virspusē ir nonācis dažāda veida aktīvo vielu izstarojums no augsnes un kosmosa. Tie iedarbojas uz ķermeni šādi: vielas atrodas ārpusē un apstaro to no ārpuses, tas ir ārēja veida starojums, vai arī tās atrodas ūdenī, produktos, ieelpotā gaisā un nonāk cilvēka ķermenī. Šo metodi sauc par iekšējo.
Iedarbības pakāpe
Dabiskais fona starojums ietekmē katru planētas iedzīvotāju, taču dažiem tas ir lielāks nekā citiem. Īpaši to ietekmē dzīvesvietas reģions. Dažās Zemes vietās, kur ir vairāk radioaktīvo iežu, līmenis ir virs vidējā, citās - zemāks. Atkarīgs no iedarbības pakāpes un dzīvesveida. Ceļojot ar lidmašīnu, aizzīmogojot istabu, ēdiena gatavošanai izmantojot atvērtā tipa ogles cepeškrāsnīs un gāzi, noteiktu celtniecības materiālu izmantošana palielina starojuma daudzumu.
Starojums no kosmosa
Staru ietekme veido vienādu daļu no kopējā starojuma, kas attiecas uz iedzīvotājiem. Kosmiskie stari veidojas no augstas enerģijas plūsmām, elektroniem, fotoniem un vienkāršu daļiņu kodoliem. Bet Zemei ir aizsargmehānismi, kas aizsargā pret radiācijas iedarbību, bez tiem dzīvība būtu kļuvusi neiespējama.
Magnētiskais fons atgrūž kosmiskos elementus un rada spēcīgu aizsardzību, bet nav perfekts. Dažas enerģijas daļiņas nokļūst cauri barjerai un sasniedz atmosfēras slāņus. Tikai nelielai daļai izdodas pārvarēt visus šķēršļus un sasniegt virszemes slāni. Būtībā, saskaroties ar atomiem, tie mijiedarbojas ar kodoliem, tie sadalās un tiek radītas jaunas daļiņas, kas veido dabiskā starojuma fonu.
Kā darbojas kosmiskais starojums?
Nav iespējams pasargāt sevi no neredzamām plūsmām. Bet Zemes virsma viņiem tiek pakļauta atšķirīgi. Poli saņem lielāku starojuma daudzumu, salīdzinot ar ekvatora reģionu, jo magnētiskais lauks šeit ir vājāks. Apstarojuma pakāpe ievērojami palielinās, palielinoties augstumam, jo gaisa sprauga kļūst mazāka. Caur atmosfēru stari veicina kosmogēno radionuklīdu rašanos.
Kosmonautiem zemes radiācijas jostas rada nopietnus draudus ilgstošu lidojumu laikā netālu no planētas, ja to orbīta krustojas ar jostu reģionu. Ilgstoša uzturēšanās tajā izraisa apkalpes pārmērīgu apstarošanu, un ir iespējami arī akumulatoru, kas atrodas uz optiskajām ierīcēm, bojājumi. Šajā sakarā, pateicoties īpašām zondes un satelītiem radioaktīvo jostu koordinātu noteikšanai, tiek veikts daudz pētījumu, saskaņā ar tiem tiek sastādītas orbītas, lai mazinātu ietekmi uz apkalpi.
Kāds dabiskā starojuma fons ir piemērots cilvēkiem
Katrā reģionā ir savs fona starojums, bet iedzīvotājiem tas tiek uzskatīts par drošu - aptuveni 0,5 mikrosievertu stundā.Cilvēka ķermenim vispiemērotākais drošais līmenis ir mazāks par 0,2 mikrosievertiem, tajā pašā daudzumā ir dabisks fona starojums. Radioaktivitātes norma un tās ietekme uz cilvēku dažādās situācijās ir atšķirīga. Visās situācijās tiek nodalīti personāls, tas ir, pilsoņi, kuru darbs ir saistīts ar radioaktivitāti, kodolenerģijas nozari un iedzīvotājiem. Pastāv noteikti standarti telpām un darbiniekiem.
Ierīču veidi
Radionuklīdu satura un radiācijas līmeņa noteikšanai ir īpaši rīki:
- Radionuklīda veida un tā līmeņa noteikšanai vidē izmanto spektrometriskos ceļus; tie sastāv no personālā datora, analizatora un radiācijas detektora.
- Dažādu veidu dozimetri ir paredzēti, lai noteiktu neironu straumes blīvumu, rentgena jaudu, gamma starojuma devu.
Dozimetrs
Mūsdienās ir daudz dozimetru dažādiem mērķiem, piemēram, tiem, kuriem ir plašas iespējas. Profesionāli ģeofizikāli radiometri ir ideāls aprīkojums radiācijas mērījumu veikšanai. Tiek izmantoti arī sadzīves un daļēji profesionāli radiometri, taču ir vērts atzīmēt, ka šajā gadījumā saņemtās informācijas kvalitāte ir zemāka. Zināmā mērā to var kompensēt ar divu ierīču vienlaicīgu izmantošanu ar turpmāku rezultātu kombināciju. Arī ierīces tiek sadalītas sliekšņa un bez sliekšņa.
Mērīšana
Pirms dabiskā fona starojuma mērīšanas ar dozimetru jāidentificē visu izmantoto instrumentu rezultātu aptuvenās izmaiņas. Šī ir vissvarīgākā ierīces īpašība, kas jāņem vērā, apstrādājot darba rezultātus. Šī darbība jāveic pēc mērījumu reljefa nodošanas un pēc noteikta laika.
Vidējo datu identificēšanu veic šādi. Dozimetrs ir ieslēgts, un vienā vietā uz īsu laika intervālu tiek veiktas mērījumu sērijas (apmēram trīsdesmit). Tad no rezultātiem iegūst vidējo aritmētisko. Aprēķinātie skaitļi, kas veido starpību starp ierīces datiem un vidējām vērtībām, tiek ņemti ar pozitīvu zīmi un atkal tiek noteikts vidējais. Šīs vidējās vērtības rezultāts ir vēlamais ierīces rādījumu izkliede.
Dabiskā fona starojuma mērīšana ar dozimetru jebkurā vietā tiek veikta vismaz 4-6 reizes, pēc tam tiek parādīta vidējā aritmētiskā vērtība. Strādājot ar vairākām ierīcēm, gala rezultāts ir vidējais rādītājs starp informāciju, kas saņemta no katras ierīces. Gadījumā, ja mērījumi tiek veikti no daudziem punktiem, ieteicams reģistrēt apkopotos datus tabulas veidā.
Zemes starojums
Atbildība par dabisko fona radiāciju no Zemes galvenokārt tiek attiecināta uz trim elementiem ar radioaktivitāti: jūras anemonu, toriju un urānu. Tos izceļas ar nestabilitāti. Galvenais avots ir radioaktīvās daļiņas, kas atrodas augsnē, veidojas pēc ģeofizikālām izmaiņām. Vulkāni un granīts ir šo elementu pieejamības līderi.
Izotopi
Evolūcijas gaitā radioizotopi pārvietojas, piedaloties ģeoķīmiskajās un metroloģiskajās izmaiņās. Dabiskā starojuma fons ir daudz stabilu daļiņu asociāciju, kas mijiedarbojas ar ķermeņa vielmaiņas procesiem. Būtiskākie elementi, kas ietekmē matērijas dzīvībai svarīgo aktivitāti, piemēram, tritija un kālija izotopi, bioloģiskajā sfērā ir daudz vairāk daļiņu, kas nosaka ķermeņa radioaktivitāti.
Planētas starojumam ir dažādi līmeņi atkarībā no nuklīdu klātbūtnes noteiktā garozas vietā.Izstarojuma jauda vietās, kur apdzīvo lielāko daļu iedzīvotāju, visbiežāk ir 0,3–0,4 mikrosetiļi.
Dabiskā fona starojuma avoti nelielā pudurī atrodas augsnē. Tam ir ietekme un tā struktūra: koncentrācija ir samazināta kaļķainā un smilšainā augsnē un palielinās mālainā un granīta iežos.
Radons
Cilvēks veido pusi no ikgadējās ekvivalentās efektīvās devas kompleksa radona gāzes, acīm neredzamas, bez smaržas un bez garšas. Būtībā šīs gāzes iedarbība ir lieliska aizliktā telpā ar aizvērtiem logiem, jo tur tai ir paaugstināta koncentrācija.
Radons izplūst no zemes garozas caur grīdas segumu, caurumiem pamatos un visbiežāk pulcējas apakšējos stāvos, veidojot paaugstinātu dabiskā starojuma fonu. Svarīgi ir arī tie strukturālie materiāli, no kuriem nevar iztikt, jo tie var izstarot arī radona starojumu. Tiem materiāliem, piemēram, ģipsim, kas satur fosforu, alumīnija oksīdu un pumeku, tiek attiecināta lielākā mērā.
Ūdenim, ko izmanto pārtikai un sadzīves vajadzībām, galvenokārt ir maz gāzes, bet dziļi iesakņojušos ūdens slāņos var būt augsts saturs. Lielāka koncentrācija veidojas vannas istabās, kur gāze ar apkārtējo skābekli iekļūst ķermenī, izdalās no karstā ūdens.
Palielināts starojums
Dabiskā starojuma fonu cilvēce daļēji maina tehnoloģisko procesu uzlabošanas, dažādu materiālu ražošanas rezultātā, un attiecīgi palielinās arī radiācija. Kā piemēru var minēt gāzes un ogļu, materiālu ar paaugstinātu nuklīdu daudzumu un lidojumus ar gaisa kuģiem. Šajā gadījumā norādītās radiācijas pakāpes sauc par paaugstinātu radioaktīvā efekta tehnoloģisko fonu. Cilvēki visā pasaulē arvien vairāk izmanto mājsaimniecības vajadzībām dažādas ierīces, preces un priekšmetus, kas satur radionuklīdu daļiņas. Specializētas optiskās ierīces, svēti pulksteņi, ierīces, kuras tiek izmantotas pārbaudes laikā uz muitas robežas un lidostās, attiecas uz šādām precēm.
