Процесс радиоактивного распада (перехода радиоактивного элемента в другой химический элемент) сопровождается излучением одного или нескольких видов. В соответствии с тем, какой вид излучения характерен для радиоактивного распада данного изотопа, выделяют γ-активные изотопы (например, цезий-137), δ-излучатели (например, стронций-90) и α-излучатели (например, большинство изотопов плутония).
Радиоактивность – самопроизвольное превращение неустойчивого нуклида в другой нуклид, сопровождающееся испусканием ионизирующего излучения.
Активностью радионуклида называется величина, которая характеризуется числом распада радионуклидов в единицу времени или числом радиопревращений в единицу времени [Беккерель – Бк].
Количественной характеристикой источника излучения служит активность, выражаемая числом радиоактивных превращений в единицу времени. В СИ единицей активности является беккерель (Бк) – 1 распад в секунду (с—1). Иногда используется внесистемная единица кюри (Ku), соответствующая активности 1 г радия. Соотношение этих единиц определяется следующей формулой: 1 Ku = 3,7 x 1010 Бк.
Интенсивность α– и β-излучения может быть охарактеризована активностью на единицу площади (с—1 м—2). Интенсивность γ-излучения характеризуется мощностью экспозиционной дозы.
Экспозиционная доза измеряется по ионизации воздуха и равна количеству электричества, образующегося под действием γ-излучения в 1 кг воздуха. В СИ экспозиционная доза выражается в кулонах на кг (Кл/кг).
Популярна также внесистемная единица экспозиционной дозы – рентген. Это доза γ-излучения, при которой в 1 см3 воздуха при нормальных физических условиях (температуре 0 °C и давлении 760 мм рт. ст.) образуется 2,08 x 109 пар ионов, несущих одну электростатическую единицу количества электричества.
Мощность экспозиционной дозы отражает скорость накопления дозы и выражается в Кл/кгс (в СИ) или в Р/ч (во внесистемных единицах).
Наиболее адекватный способ описания степени радиоактивного загрязнения местности – это плотность загрязнения. Плотность загрязнения представляет собой активность на единицу площади (с учетом изотопного состава). Этот способ, однако, весьма трудоемок, требует проведения лабораторных анализов и не всегда может быть использован для оперативной оценки. Обычно такая оценка производится с помощью методов полевой дозиметрии.
При этом используемые приборы, методы и единицы измерения зависят от типа загрязнения. Мерой загрязнения γ-излучателями является мощность экспозиционной дозы; β-загрязнение характеризуется плотностью потока β-частиц. Оценка степени загрязнения α-излучателями в полевых условиях невозможна.
Как правило, при техногенном загрязнении в окружающую среду поступает смесь радионуклидов, среди которых есть все типы излучателей. Поэтому в первом приближении степень опасности может быть оценена по уровню γ-фона. Тем не менее в ряде случаев такая оценка неприменима. Если в сбросах предприятия содержатся главным образом δ– излучающие радионуклиды, то радиационная ситуация не может быть охарактеризована через величину экспозиционной дозы даже на качественном уровне.
Мощность экспозиционной дозы, определяемая при помощи γ-дозиметра, не может отразить степени загрязнения такими изотопами.
Естественная радиоактивность воздуха определяется прежде всего содержанием в нем таких газов, как радон, актион и торон – продуктов распада радия, актиния и тория, находящихся в земных породах. Кроме того, в воздухе содержатся углерод-14, аргон-41, фтор-18 и ряд других изотопов, образующихся в результате бомбардировки атомов кислорода, водорода и азота космическими лучами.
Фоновое облучение организма человека создается космическим излучением, искусственными и естественными радиоактивными веществами, которые содержатся в теле человека и окружающей среде.
Фоновое облучение включает:
1) дозу от космического облучения;
2) дозу от природных источников;
3) дозу от источников, испускающих в окружающую среду и в быту;
4) технологически повышенный радиационный фон;
5) дозу облучения от испытания ядерного оружия;
6) дозу облучения от выбросов АЭС;
7) дозу облучения, получаемую при медицинских обследованиях и радиотерапии.
Эквивалентная доза от космического облучения – 300 мкЗв год.
В биосфере Земли находится примерно 60 радиоактивных нуклидов.