קרינת רקע טבעית: ערך, מקורות, מדידה במינון מד, נורמה

קרינת הרקע הטבעית של כדור הארץ היא קרינה הנוצרת על ידי רדיונוקלידים הקיימים באוויר, מים, אדמה, אורגניזמים חיים, מזון והקרנות הקוסמיות.

אוכלוסיית כדור הארץ מקבלת את מרבית החשיפה ממקורות טבעיים, ואילו הימנעות מרובם אינה אפשרית. לאורך ההיסטוריה של העולם הגיעו לפני השטח סוגים שונים של קרינה מחומרים פעילים מהאדמה והחלל. הם פועלים על הגוף באופן הבא: החומרים נמצאים בחוץ ומקרינים אותו מבחוץ, זוהי קרינה מהסוג החיצוני, או שהם נמצאים במים, מוצרים, באוויר הנשאף ונכנסים לגוף האדם. שיטה זו נקראת פנימית.

מידת החשיפה

קרינת הרקע הטבעית משפיעה על כל תושב כדור הארץ, אך לחלקם השפעה רבה יותר מאחרים. במיוחד אזור המגורים משפיע על כך. במקומות מסוימים בכדור הארץ, בהם ישנם סלעים רדיואקטיביים יותר, הרמה היא מעל הממוצע, ובאחרים היא נמוכה יותר. תלוי במידת החשיפה ואורח החיים. נסיעה במטוס, איטום החדר, שימוש בטיגון פחם מסוג פחם פתוח וגז לבישול, שימוש בחומרי בנייה מסוימים מגדיל את כמות הקרינה.

קרינה מהחלל

השפעת הקרניים מהווה חלק שווה מכלל הקרינה הנופלת על האוכלוסייה. קרניים קוסמיות נוצרות מזרמים בעלי אנרגיה גבוהה, אלקטרונים, פוטונים וגרעינים של חלקיקים פשוטים. אבל לכדור הארץ מנגנוני הגנה המגנים מפני השפעות הקרינה, בלעדיהם החיים היו הופכים בלתי אפשריים.

הרקע המגנטי דוחה אלמנטים קוסמיים ויוצר הגנה חזקה, אך לא מושלמת. חלקיקי אנרגיה מסוימים מחלחלים דרך המחסום ומגיעים לשכבות האטמוספריות. רק חלק קטן מצליח לעבור את כל המכשולים ולהגיע לשכבת השטח. בעיקרון, כאשר הם מתנגשים באטומים הם מתקשרים עם הגרעינים, הם מתפרקים ונוצרים חלקיקים חדשים המהווים את רקע הקרינה הטבעית.

איך הקרינה הקוסמית עובדת?

אי אפשר להגן על עצמך מפני זרמים בלתי נראים. אך פני כדור הארץ נחשפים אליהם באופן שונה. הקטבים מקבלים כמות גדולה יותר של קרינה בהשוואה לאזור קו המשווה, מכיוון שהשדה המגנטי חלש יותר כאן. מידת הקרינה גדלה באופן ניכר עם הגדלת הגובה, ככל שרווח האוויר הולך וקטן. כשעוברים באטמוספרה, הקרניים תורמות להופעתן של רדיונוקלידים קוסמוגניים.

עבור קוסמונאוטים, חגורות אדמת קרינה מהוות איום רציני במהלך טיסות ממושכות ליד הכוכב, אם מסלולן מצטלב עם איזור החגורות. שהייה ממושכת בו מביאה להקרנה מוגזמת של הצוות, ופגיעה בסוללות הנמצאות על גבי מכשירים אופטיים אפשרית אף היא. בעניין זה, מבוצע מחקר רב הודות לבדיקות ולוויינים מיוחדים לגילוי הקואורדינטות של חגורות רדיואקטיביות, מסלוליהם מורכבים על פיהם כדי להפחית את ההשפעה על הצוות.

איזה רקע קרינה טבעית מתאים לבני אדם

לכל אזור יש קרינת רקע משלו, אך עבור האוכלוסייה הוא נחשב לבטוח כערך של כ- 0.5 מיקרו-סיבוב לשעה.הרמה הבטוחה המתאימה ביותר לגוף האדם היא מתחת ל -0.2 מיקרו-סיבוי, באותה כמות יש קרינת רקע טבעית. הנורמה מבחינת הרדיואקטיביות והשפעתה על בני אדם במצבים שונים שונה. בכל המצבים נוצרת הפרדה בין כוח אדם, כלומר אזרחים שעבודתם קשורה לרדיואקטיביות, לתעשייה הגרעינית ולאוכלוסייה הכללית. ישנם סטנדרטים מסוימים למתחם ולעובדים.

סוגי מכשירים

ישנם כלים מיוחדים לקביעת תוכן רדיונוקלידים ורמת הקרינה:

• נתיבים ספקטרומטריים משמשים לקביעת סוג הרדיונוקליד ורמתו בסביבה: הם מורכבים ממחשב אישי, מנתח וגלאי קרינה.
• סוגים שונים של מדיזונים נועדו לקבוע את צפיפות הזרם העצבי, עוצמת הרנטגן, מינון קרינת הגמא.

דוסימטר

כיום ישנם דוסימטרים רבים למטרות שונות, למשל כאלה עם יכולות נרחבות. רדיומטרים מקצועיים גאופיזיים הם ציוד אידיאלי לביצוע מדידות קרינה. משתמשים גם ברדימטרים ביתיים וחצי מקצועיים, אך ראוי לציין כי במקרה זה איכות המידע המתקבל נמוכה יותר. במידה מסוימת ניתן לפצות את זה על ידי שימוש בו זמנית בשני מכשירים עם שילוב נוסף של התוצאות. כמו כן, המכשירים מחולקים לסף ולא לסף.

מדידה

לפני מדידת קרינת הרקע הטבעית במינון מד, יש לזהות וריאציה משוערת בתוצאות של כל המכשירים בהם נעשה שימוש. זהו המאפיין החשוב ביותר של המכשיר, אותו יש לקחת בחשבון בעת ​​עיבוד תוצאות העבודה. יש לבצע פעולה זו לאחר העברת שטח המדידה ולאחר זמן מסוים.

זיהוי הנתונים הממוצעים מתבצע כדלקמן. הדוסימטר מופעל וסדרת מדידות (כשלושים) מתרחשת במקום אחד לפרק זמן קצר. ואז הממוצע האריתמטי נגזר מהתוצאות. הנתונים המחושבים, המהווים את ההבדל בין נתוני המכשיר לערכים הממוצעים, נלקחים עם סימן חיובי והממוצע מתגלה שוב. התוצאה של ממוצע זה היא הפיזור הרצוי של קריאות המכשיר.

מדידת קרינת הרקע הטבעית על ידי המינון בכל מקום מתבצעת לפחות 4-6 פעמים, לאחר מכן מוצג הערך הממוצע האריתמטי. בעבודה עם מספר מכשירים, התוצאה הסופית היא הממוצע בין המידע שהתקבל מכל אחד מהמכשירים. במידה ומדידות נעשות מנקודות רבות, רצוי לרשום את הנתונים שנאספו בצורה של טבלה.

קרינת כדור הארץ

האחריות לקרינת הרקע הטבעית מכדור הארץ מיוחסת בעיקר לשלושה אלמנטים בעלי רדיואקטיביות: כלנית ים, תוריום ואורניום. הם בולטים בחוסר יציבות. המקור העיקרי הוא חלקיקים רדיואקטיביים שנמצאים באדמה, שנוצרו לאחר שינויים גיאופיזיים. הרי געש וגרניט מובילים בזמינותם של יסודות אלה.

איזוטופים

במהלך ההתפתחות, הרדיואיזוטופים נעים, לוקחים חלק בשינויים גיאוכימיים ומטרולוגיים. הרקע הקרינתי הטבעי הוא ריבוי אסוציאציות של חלקיקים יציבים, הקיימים אינטראקציה עם התהליכים המטבוליים של הגוף. היסודות החיוניים יותר המשפיעים על פעילותם החיונית של החומר, כמו איזוטופים של טריטיום ואשלגן, הם הרבה יותר חלקיקים בתחום הביולוגי שקובעים את הרדיואקטיביות של הגוף.

לקרינה פלנטרית מגוון רמות, תלוי בנוכחות גרעינים במקום מסוים של הקרום.כוח הקרינה במקומות המאוכלסים ברוב האוכלוסייה הוא לרוב 0.3-0.4 מיקרו-סיבוי.

מקורות של קרינת רקע טבעית באשכול קטן נמצאים באדמה. יש לו השפעה ומבנה שלה: הריכוז מצטמצם בסוגי אדמה רעיים וחוליים, ועולה באדמת חרס וסלעי גרניט.

ראדון

אדם מהווה כמחצית מהמינון האפקטיבי השנתי השווה של הגז המורכב של ראדון, בלתי נראה לעין, חסר ריח וחסר טעם. בעיקרון, החשיפה לגז זה היא גדולה בחדר מחניק עם חלונות סגורים, מכיוון שיש בו ריכוז מוגבר.

ראדון מחלחל מקרום כדור הארץ דרך כיסוי הרצפה, חורים בבסיס ובדרך כלל אוסף בקומות התחתונות ויוצרים רקע קרינה טבעי מוגבר. יש חשיבות גם לחומרים מבניים שלא ניתן לוותר עליהם בבנייה, שיכולים גם לפלוט קרינת ראדון. חומרים כמו גבס המכיל זרחן, אלומינה וספינה מיוחסים להם במידה רבה יותר.

למים המשמשים למזון ולצרכים ביתיים יש בעיקר מעט גז, אך שכבות מים יושבות עמוק עשויות להכיל תכולה גבוהה. ריכוז גדול יותר נוצר בחדרי הרחצה, שם הגז חודר עם החמצן שמסביב לגוף, משתחרר מהמים החמים.

הגבירו את הקרינה

הרקע הקרינתי הטבעי משתנה באופן חלקי על ידי האנושות בתהליך שיפור תהליכים טכנולוגיים, ייצור חומרים שונים ובהתאם, קרינה עולה. דוגמא לכך היא שימוש בגז ופחם, בחומרים עם כמות מוגברת של גרעינים וטיסות במטוסים. דרגות הקרינה המצוינות במקרה זה נקראות הרקע הטכנולוגי המוגבר של האפקט הרדיואקטיבי. אנשים ברחבי העולם משתמשים יותר ויותר לצרכים ביתיים במגוון מכשירים, סחורות וחפצים המכילים חלקיקי רדיונוקליד. מכשירים אופטיים מיוחדים, שעונים קדושים, מכשירים המשמשים במהלך הבדיקה בגבול המכס ובשדות תעופה קשורים לסחורות כאלה.