Файл: Перцов Л.А. Ионизирующие излучения биосферы.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 141

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Как правило, глубокие складки местности типа котловины, хорошо защищенные от ветра, часто характеризуются относи­ тельно повышенным содержанием эманации. Повышенные кон­ центрации радона и торона также наблюдаются в воздухе лес­ ной чащи, в то время как на его опушках содержание эманации в воздухе в ветреную погоду заметно меньше.

Рис. 22. Изогаммы микрорайонов Кличковской группы полиметалличе­ ских месторождений


Нередко даже на весьма ограниченных площадях в резуль­ тате существенного различия в концентрации радионуклидов в

грунте наблюдаются заметные

отклонения в мощности дозы

у-излучения, а следовательно,

и в дозах внешнего у°блучения

аэробионтов. Такая очаговая концентрация в почве у-излуча-

телей в

пределах небольшой площади ландшафта и связанная

с этим

вариация

мощности экспозиционной дозы

у ~ и з л У ч е н и я

хорошо

иллюстрируются

рис. 22, отражающим

результаты

гамма-разведки

Кличковской

группы

полиметаллических

месторождений [3].

 

 

 

 

 

Очевидно, почвенный воздух участков с относительно повы­

шенной

концентрацией

радионуклидов

будет соответственно

богаче эманациями. Исследования Л. М. Курбатова, проведен­

ные в районе

выхода горючих сланцев по берегам р. Копорье,

показали,

что

там, где наблюдался выход

этих сланцев, всегда

в воздухе

была повышенная концентрация

эманации [4].

Аэральная составляющая радиационного режима является наименее устойчивой по сравнению с другими.

§ 3. ВИДЫ Р А Д И А Ц И О Н Н О Г О Ф О Н А

Как следует из изложенного, ведущее значение в формиро­ вании радиационного фона ландшафта принадлежит двум со­ ставляющим, ответственным за преимущественную часть сум­ марной лучевой нагрузки бионтов: космическому излучению и концентрации радионуклидов в зоне биогенеза. Но удельное значение как первой, так и второй составляющей в формиро­ вании дозы лучевого воздействия в существенноймере зависит от геофизических и геологических условий, общеклиматических явлений, свойственных данному ландшафту, и от образа жизни бионта.

Таким образом, радиационный фон любой территории функ­ ционально связан с ее географическим местоположением (вы­ сота над уровнем моря, географическая широта) и физико-хи­ мическими свойствами подстилающей поверхности. Учитывая

характер регулярного

влияния этих факторов,

радиационный

фон можно схематично

представить

в

виде

нескольких видов:

1) ионизирующий

фон

горных ландшафтов;

2)

ионизирующий

фон ледников; 3)

ионизирующий

фон

многолетнемерзлотных

зон; 4) ионизирующих фон приморских районов; 5) умеренный

континентальный

радиационный

фон; 6)

ионизирующий

фон

радиоактивных провинций [6].

 

 

 

 

 

Каждый из этих видов имеет ряд показателей, в сущест­

венной мере отличающих его от других видов

и тем

самым

характеризующих

особенности

формирования

лучевых

нагру­

зок бионтов, входящих в соответствующие

биогеоценозы.

 

Как известно, доза облучения человека,

находящегося на

открытой местности, представляет собой

сумму

доз и. может


быть выражена

равенством

 

 

 

 

 

 

 

 

DT = DK + A . +

DB ,

(1)

где

Dr — суммарная

доза

облучения

ткани; DK — доза облуче­

ния

космическим

потоком; DT — доза

внешнего

-у-облучения;

DB — доза облучения

радионуклидами,

инкорпорированными в

самой ткани.

 

 

 

 

 

 

 

 

Суммарная

доза

на легкие характеризуется

соотношением

 

 

Da

= DK + De + DB

+

Da,

(2)

где

£>л — суммарная

доза

облучения

легких; А, доза облу­

чения легких эманациями и продуктами их распада, содержа­ щимися во вдыхаемом воздухе.

В согласии с принципом формирования радиационного ре­ жима парциальный вклад составляющих тканевую дозу харак­ теризуется соответствующей кинетикой. Например, в условиях горного ландшафта доза облучения космическим потоком будет последовательно возрастать по мере подъема вверх (h-^hMaKC). От этого ее парциальный вклад в суммарную дозу, поглощен­ ную тканями, будет соответственно увеличиваться, в результате чего облучение космическим потоком будет стремиться к значе­ нию суммарной дозы облучения ткани:

Ас (Л) ~*- А при h -»- Л м а к с . В этих условиях

DK > Dr + DB + Da.

Учитывая основные закономерности формирования составля­ ющих ионизирующего фона ландшафта, можно получить схема­ тизированную, но в то же время и показательную характеристи­ ку основных видов радиационного фона.

 

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 45

Схематическая

характеристика видов радиационного фона ландшафтов

 

В ид

ландшафтов

Принципиальные

соотношения основных

 

ионизирующих компонент

Горный

ландшафт

DK (/i)-^DT при

h^hM3KC

Ледники

 

 

 

 

 

 

Зоны вечной

мерзлоты

D B - D T

при

D B > D r

+ DK + D ,

Приморские

ландшафты

 

 

 

 

Зоны

умеренного континенталь­

DT

лета > D T

зимы

ного

климата

 

 

 

 

 

 

Радиоактивные

провинции

 

D T ss DT + DB


Такая

схематическая характеристика

видов

радиационного

фона,

в

которой опущены их второстепенные

свойства,

пред­

ставлена

в табл. 45.

 

 

 

 

 

 

§ 4. ИОНИЗИРУЮЩИЙ Ф О Н ГОРНЫХ

Л А Н Д Ш А Ф Т О В

 

 

 

ЛЕДНИКОВ И РАЙОНОВ ВЕЧНОЙ

МЕРЗЛОТЫ

 

Фон

горных ландшафтов. Типичной,

отличительной

чертой

этого вида радиационного климата является относительно вы­ сокий вклад космического потока в суммарную дозу облучения бионтов. Если над водой на высоте 1 м над уровнем моря мощ­ ность дозы вторичного космического излучения разными авто­ рами оценивается в пределах 2,5—3,4 мкр/ч, то на высоте 3 км она достигает уже примерно 15 мкр/ч.

На относительно больших высотах вклад космического излучения в суммарную поглощенную тканями бионтов дозу достигает заметных величин, порой существенно превышающих парциальный вклад других составляющих радиационного фона

горного ландшафта. Это соответствует выражению

 

DK(h)-+DT

при h-+hMSiKC,

 

где h — высота

над уровнем моря. Такое

соотно­

шение принципиально отличает высокогорные районы

от всех

иных ландшафтов Земли.

 

 

 

 

 

 

 

Второй

характерной

особенностью

высокогорного

радиа­

ционного климата следует считать постоянную

вариабельность

концентраций

радиоактивных

аэрозолей в воздухе

и

общую

тенденцию

к ее уменьшению

по мере подъема вверх. Например,

систематическими

измерениями

концентрации радона

в

долине

на высоте

15 м от уровня

моря

и на горе (2400 м) установлено,

что концентрация

эманации

на горе

( 1 9 - Ю - 3

пкюри/л)

при­

мерно

в

4

раза

меньше,

 

чем в

воздухе

долины

(77 X

X I О - 3

пкюри/л).

 

 

 

 

 

 

 

 

С ускорением перемещения приземного слоя воздуха содер­ жание в нем радона, торона или актинона убывает. В горных

системах ветры

часто имеют суточную

периодичность, и поэто­

му

они являются причиной ритмичных

флюктуации концентра­

ций

природных

радиоактивных аэрозолей во вдыхаемом возду­

хе. Называются

эти ветры горно-долинными.

Кроме периодичного горно-долинного ветра в зоне снежных вершин наблюдается так называемый ледниковый ветер, дую­ щий вниз по склону. Этот ветер не имеет определенной перио­ дичности, так как низкая температура поверхности ледника круглые сутки производит на воздух охлаждающее действие. Воздух, спускающийся по склонам ледника, как правило, беден природными радионуклидами, и поэтому поступление такого воз­ духа в горные долины всегда сопряжено с заметным сниже­ нием концентрации радиоактивных аэрозолей. Например, над ледяным плато Антарктиды радиоактивность воздуха в тысячи


раз ниже, чем активность воздуха Средне-Русской возвышен­ ности.

Все вместе взятое дает основание считать, что для радиа­ ционного климата горного ландшафта характерны следующие отличительные черты: 1) повышенный вклад космического из­ лучения в суммарную лучевую нагрузку аэробионтов, населяю­

щих нагорья; 2) низкая и неустойчивая концентрация

радио­

активных аэрозолей в приземном слое воздуха.

 

 

Фон ледников. Все материковые ледники занимают весьма

большую площадь литосферы,

формируя в

месте залегания

(образования)

своеобразный

тип радиационного фона,

по ос­

новным параметрам резко отличающийся от других.

Только

материковый

лед Гренландии

и Антарктиды

покрывает

около

16 млн. км2

суши. Мощные

ледяные шапки

образовались на

многих островах Северного Ледовитого океана. Они имеются в Исландии, на Новой Земле, на Шпицбергене и т. д. В резуль­ тате работ, проведенных гляциологами в течение Международ­ ного геофизического года, найдено, что объем всего льда, .на­ ходящегося на планете, составляет не менее 2 - Ю 7 км3.

Несмотря на суровые климатические условия, формы жизни на ледниках довольно разнообразны. В первой половине теку­ щего столетия во многих пунктах ледникового панциря планеты возникли поселения человека, пока еще немногочисленные, но имеющие определенную перспективу к развитию.

Очевидно, что отдаленные предшественники современных организмов в результате тех или иных причин также вынуж­ дены были обитать в сфере влияния ледникового радиационно­ го фона, который в основном характеризуется следующими осо­ бенностями: 1) крайне слабой величиной мощности дозы у-т- лучения; 2) относительно высокой мощностью дозы космиче­ ского излучения; 3) пониженной концентрацией в воздухе эма­ нации; 4) практическим отсутствием сезонных колебаний в до­ зе внешнего облучения и величины лучевой нагрузки на легкие.

Низкая

интенсивность Y-излучения над поверхностью ледников

обусловливается тем, что они сами

по

себе обладают очень

слабой

активностью

и поэтому как

бы

выполняют функцию

экрана,

поглощая

в

своей

массе • у и з л У ч е н и е

подстилающих

коренных пород.

 

 

 

 

 

 

Как

правило,

толщина

долинных

ледников

достигает не­

скольких десятков или даже сотен метров. Например, ледник Федченко, залегающий в горах Памира, в отдельных местах имеет толщину около 900 м. Толщина ледяного покрова в окре­ стностях советского антарктического научного поселка Мирный, расположенного в глубине материка (400 км от побережья), превышает 4000 м [7] . Исследователи научной станции Амунд­ сен-Скотт живут на массиве льда толщиной около 2500 м, кото­

рый залегает на суше, возвышающейся

над уровнем моря на

2700 м.

;