Радон постоянно образуется в окружающих нас породах, почвах, строительных материалах, воде и выделяется в атмосферу. Радон, как благородный газ, не реагирует с компонентами воздуха, но, распадаясь, дает серию дочерних нуклидов (полоний-218, 214, 216, 212; свинец-214, 212 и висмут-214, 212), которые, соединяясь с кислородом, водой и другими газами атмосферы, образуют частицы очень малых размеров — клюстеры. В течение секунд и минут они агрегируют, давая более крупные частицы аэрозоля, оседающие на окружающие поверхности. Практически через три часа уже все дочерние продукты распадаются.
Хотя речь идет о короткоживущих радионуклидах, однако их постоянное новообразование и распад приводят к равновесному их содержанию в атмосфере, создающему определенный постоянный уровень радиации. Этот уровень обычно оценивается в пКи на литр суммарного излучения радона и его дочерних короткоживущих продуктов распада. В шахтах, где содержание радона и его продуктов распада повышенно, удобнее использовать в качестве единицы измерения величину 100 пКи/л, называемую рабочим уровнем (РУ).
Концентрация радона и его продуктов распада в окружающей нас среде варьирует в широких пределах. В природе она достигает наибольших величин в газах почвы и непосредственно на ее поверхности. Концентрация быстро падает с высотой: уже на высоте 1 м она, как правило, в два — четыре раза меньше, чем на поверхности почвы, а на высоте 4–5 м уже ничтожно мала. В солнечные дни падение содержания радона и продуктов его распада с высотой проявляется более резко, чем ночью. Над континентами концентрация выше, чем над поверхностью морей и океанов.
С высокими концентрациями радона и продуктов его распада мы сталкиваемся в закрытых, плохо вентилируемых помещениях. Конечно, проявляется зависимость от строительного материала помещения и от качества вентиляции. Табл. 6 дает представление о вариациях этих величин.
Многие природные источники содержат радон. Его концентрация в воде различных источников колеблется от величин ниже 1 пКи/л до 106 пКи/л. Многие озера и реки содержат от 3 до 10 пКи/л, грунтовые воды — от 102 до 104 пКи/л. При использовании этих вод для питья или для купания можно получить дополнительное, иногда весьма значительное облучение (подробнее мы рассмотрим эту ситуацию в другой главе). Кипяченая вода и минеральные воды, транспортируемые в бутылках, конечно, уже не содержат радона и короткоживущих продуктов его распада.
Доза и мощность облучения от радона и его дочерних продуктов распада будет сильно варьировать в различных организмах и их тканях. Наибольшую дозу получают бронхиальные эпителиальные клетки, непосредственно соприкасающиеся с радоном при дыхании и постоянно сорбирующие крупные частицы радиоактивного аэрозоля (дочерние продукты). Мелкие частицы (клюстеры) проникают и в более глубоко лежащие клетки легких. Близки к ним и дозы, действующие на поверхность кожи. Очень немного радона растворяется в крови и разносится по внутренним органам. При питье свежих минеральных вод, богатых радоном, значительная доза будет падать на эпителий желудочно-кишечного тракта.
Из всего сказанного в этой главе можно заключить, что все живые организмы на земле постоянно подвергаются облучению от природных источников. Получаемые дозы варьируют в пределах одного-двух порядков в зависимости от места обитания, условий жизни и питания. Научный комитет по действию атомной радиации при ООН рассчитал средние годовые дозы излучения для всего населения (для различных тканей человека), живущего в нормальных условиях, от основных источников природной радиации. Полученные данные приведены в табл. 7.
В среднем нормальную облученность человека от естественного радиоактивного фона можно принять за 100 мрад/год. В зависимости от природных условий возможны вариации дозы в пределах 60–10 000 мрад/год.
Вреден или полезен этот естественный фон радиации для человека? для животного и растительного мира? для биосферы в целом? К этим вопросам мы вернемся в последующих главах.
Глава 2
ЗАГРЯЗНЕНИЕ БИОСФЕРЫ
РАДИОАКТИВНЫМИ НУКЛИДАМИ
В 1954–1955 гг. стали появляться сообщения ученых из различных стран мира (США, Японии, Швеции, СССР и др.) об обнаружении в атмосфере таких радиоактивных нуклидов, как стронций-90, цезий-137, церий-144, никогда ранее не присутствовавших в окружающем нас мире. Начали сказываться последствия взрыва мегатонной атомно-водородной бомбы, которая в порядке испытаний была взорвана 1 марта 1954 г. на уединенном островке Тихого океана — Бикини, на тысячи километров удаленном от населенных мест. Впервые стали проявляться на земном шаре глобальные последствия ядерного взрыва, произведенного в любой точке нашей планеты.
Как известно, с 1954 г. начались усиленные испытания ядерного оружия. Один экспериментальный взрыв следовал за другим. Мощность взрываемых устройств возрастала. Одновременно возрастало загрязнение всей биосферы нашей планеты радиоактивными нуклидами, как короткоживущими, так и долгоживущими, время полураспада которых измерялось десятками и тысячами лет.
Вековая устойчивость окружающего естественного радиоактивного фона оказалась нарушенной. Новые необычные радионуклиды обнаруживались в атмосфере, почве, продуктах питания, в теле человека, создавая общую и локальную повышенную облучаемость живых организмов. Человечество впервые столкнулось с таким явлением. Ничего не было известно ни о размерах растущего, облучения, ни тем более о последствиях. Однако уже первые наблюдения вызвали большую озабоченность среди ученых. Им стало ясно, что взрывы ядерного оружия, производимые в районах, удаленных от населенных мест, изменяют уровни радиоактивности во всех точках земного шара. Следовательно, возникновение войны с массовым применением ядерных бомб, где бы она ни происходила, будет иметь последствия, гибельные для человечества, для жизни на Земле.
Лучшие умы мира, вложившие много труда в исследование тайн строения атома, теперь, когда их самые смелые мечты были осуществлены, с ужасом увидели, что их открытия направлены против человечества, сеют страх, несут разрушения и гибель.
Первым раздался голос величайшего физика-теоретика нашего века Альберта Эйнштейна. По его инициативе, горячо поддержанной английским философом Бертраном Расселом и французским физиком Фредериком Жолио-Кюри, был опубликован манифест. Этот документ вошел в историю как призыв Рассела — Эйнштейна, предупреждавший мир о нависшей над человечеством опасности от возможного использования атомной энергии в военных целях.
«В трагической ситуации, вставшей перед человечеством, — начинался этот манифест, — мы чувствуем, что ученые должны встретиться, чтобы оценить ту опасность, которая возникла в результате создания оружия массового разрушения… Мы говорим об этом не как представители той или иной нации, континента, вероучения, а как люди, представители человечества… Мы хотим научиться Думать по-новому. Мы хотим спросить себя, не какие шаги нужно предпринять, чтобы обеспечить военную победу одной стороны над другой, а какие шаги необходимы, чтобы предупредить войну, несущую гибель обеим сторонам!..»[7]
Под призывом Рассела — Эйнштейна стоят подписи лауреатов Нобелевской премии М. Борна, Ф. Жолио-Кюри, Л. Поллинга и других. Манифест кончается призывом заключить соглашения между Западом и Востоком, смягчающие политическую напряженность, исключить ядерное оружие как средство решения конфликтов.
Я привел выдержки из манифеста потому, что сейчас, 20 лет спустя, они звучат с новой силой в связи с протестом передовой общественности против нейтронной бомбы, этого нового варварского оружия массового уничтожения людей, применение которого грозит гибелью цивилизации.