Список сокращений. 
Радиационная экология

АЭС — атомная электростанция (ядерная электростанция, прр) ВАО — высокоактивные отходы ДНК — дезоксирибонуклеиновая кислота ДОТ — долговременная огневая точка ГЗД — генетически значимая доза ЖКТ — желудочно-кишечный тракт КТ — компьютерная томография ЛПЭ — линейная передача энергии МАГАТЭ — Международное агентство по атомной энергии МКРЗ — Международная комиссия по радиологической защите МЭД — мощность экспозиционной дозы, МЭД у-излучения НКДАР — Научный комитет Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации (НКДАР ООН — UNSCEAR).

НРБ-99/2009 — Нормы радиационной безопасности, редакция 2009 г.

ОБЭ — относительная биологическая эффективность ОЛБ — острая лучевая болезнь ОЯТ — отработанное (облученное) ядерное топливо ПДК — предельно допустимая концентрация вредных веществ ПО — производственное объединение РАО — радиоактивные отходы РГМДР — Российский государственный медико-дозиметрический регистр РНК — рибонуклеиновая кислота СИ — Международная система единиц СИ СИ — синхротронное излучение СМИ — средства массовой информации СПЖ — средняя продолжительность жизни ФИД (ККУ) — фактор изменения дозы (коэффициент кислородного усиления) ХЛБ — хроническая лучевая болезнь ЦНС — центральная нервная система ЧАЭС — Чернобыльская атомная электростанция ЭРОА — эквивалентная равновесная объемная активность ЯТЦ — ядерный топливный цикл АЕС — Комиссия по атомной энергии (United States Atomic Energy Commission (до 1975 г., затем — NRC).

US ЕРА — Агентство по охране окружающей среды США (US ЕРА, или U.S. ЕРА, или ЕРА).

DDREF — коэффициент эффективности дозы и мощности дозы.

ESRF — Европейский источник СИ, Гренобль.

NRC — Комиссия по ядерному регулированию США.

USRC — Компания в США, производившая и использовавшая краски с радием (US Radium Corporation).

Список обозначений

А — массовое число А — активность.

В_к — энергия связи электрона на /(-оболочке.

В~к ⁼ N_pft/(S-?2) — спектральная яркость излучения В (и) — частота естественной смерти от рака.

С — концентрация.

C_Rn — концентрация радона с — скорость света.

D — доза (поглощенная) излучения.

— доза излучения R, поглощенная в органе или ткани Г.

D₃₇—, при которой доля живых клеток уменьшается в е раз.

D_cxp—экспозиционная.

dQ — суммарный заряд всех ионов одного знака в массе воздуха dm Е — доза эффективная Е_0Жид—-> ожидаемая от внешнего облучения.

Е — энергия.

Е₀—покоящегося тела.

Е_ь—связи ядра.

Е_а—а-частицы.

Е_е—конверсионного электрона.

Е_у—у-перехода.

^частиц—испускаемой частицы.

?_min—у-квантов с максимальной проникающей способностью в данном веществе.

Е$—монохроматических нейтрино при /(-захвате.

F — сила кулоновского взаимодействия F_paBH — фактор равновесия.

/— часть от числа вторичных нейтронов, используемых для продолжения реакции деления.

/не связ — доля радионуклидов, не связанных с аэрозолями ft — коэффициент всасывания (ресорбции).

ft — доля радионуклидов, перешедших из межклеточной жидкости в i-ый орган или ткань.

ft — фракции стабильных изотопов элемента, переносимого из жидкостей тела в камеры б, в и г H_TR — эквивалентная доза Н_т — эквивалентная доза в ткани Т

I — момент количества движения ядра в единицах h I — интенсивность излучения 1(х) — поток частиц J — средний потенциал ионизации.

j (t) — скорость поступления радионуклидов в жидкости тела К — коэффициент накопления поллютанта.

К—размножения нейтронов Кмгн—-^на мгновенных нейтронах.

К_зап—-на запаздывающих нейтронах.

К_эф—-в реальной системе.

к — константа скорости реакции L — момент количества движения.

— линейная передача энергии М — масса тела М₀—покоящегося тела.

М_п—нейтрона.

М (А, Z)—нуклида М_ат—атома М_чаСтиц—испускаемой частицы.

N₀ — исходное количество радионуклидов.

N_ph — число фотонов, излучаемых в единицу времени в данный спектральный диапазон.

Р — вероятность проявления рассматриваемого события или процесса.

— четность волновой функции Р (0 — мощность экспозиционной дозы Ру — коэффициенты переноса из камеры i в камеру;

Q — магнитуда (мера) ожидаемого ущерба Q, — электрический квадрупольный момент Q_a — энергия, выделяемая при а-распаде.

Qp—, — - (3-распаде.

Qp—-, — - |3- распаде.

Q_Mn—, — при изомерном переходе.

Q₃₃—, — при электронном захвате.

Q_3K—, — при электронной конверсии.

R — гелиоцентрические расстояния R — радиус ядра.

R_a—а-частицы К_отд — энергия отдачи.

R — риск, обусловленный событием или процессом г₀ — характерный размер нуклона г — специфическая скорость размножения вида.

S — радиочувствительность биосистемы.

Т — температура Г, — изотопический спин.

Т/₂ — период полураспада нуклида Г_биол—биологического полувыведения радионуклидов Т_пер—цепной реакции деления.

V® — потенциальная энергия v — скорость заряженной частицы W_T — взвешивающий коэффициент для ткани Т W_R—-для R-излучения.

X — символ элемента в Периодической системе элементов.

Z — число протонов в ядре.

а — коэффициент внутренней конверсии.

— средняя на один распад энергия а-частиц.

———(3-частиц.

<�Р^_>———р—частиц.

———электрона, появившегося не при (3-распаде Р — доля запаздывающих нейтронов Р = v/c — скорость в долях от скорости света.

— средняя на один распад энергия у-квантов.

S — параметр Д — дефект массы Д_? — пороговая энергия.

(ДХ/Х) — спектральная полоса.

At — временной интервал ДО — телесный угол е_а — энергия отделения а-частицы от ядра.

?(, — средняя энергия связи на нуклон.

г_п — энергия присоединения нейтрона к ядру е_р—отделения протона от ядра.

• ? — эффект
• ? — дозовый коэффициент для внутреннего облучения X = c/v — длина волны электромагнитного излучения X — постоянная распада X — средняя длина свободного пробега

Х_а — константа скорости выведения из переходной камеры а X, — скорости выведения стабильных изотопов элемента из г-камер р — полный линейный коэффициент ослабления излучения р, — магнитный момент р, — — линейные коэффициенты ослабления излучения.

v = E/h — частота колебаний.

v — среднее количество мгновенных нейтронов.

? — дозовые коэффициенты для внешнего облучения р — плотность вещества р — реактивность.

g_s — плотность загрязнения т — время жизни поколения нейтронов т_зап — время запаздывания.

^тяд — ядерное время г) — антинейтрино.

v — нейтрино и.

Предисловие.

Радиационная экология — это наука, изучающая закономерности миграции радионуклидов в биосфере, действие ионизирующих излучений на человека, на любые живые организмы в среде их обитания и на экосистемы в целом. Синонимом термина радиационная экология является радиоэкология. Радиоэкология всесторонне изучает особенности проявления ионизирующих излучений как важного экологического фактора. Она способствует охране природы от радиоактивных загрязнений, и все ее результаты оказываются под пристальным вниманием общества. Как следствие регулярно возникают разнообразные мифы и гипотезы, имеющие мало общего с наукой, но распространяемые средствами массовой информации.

В 1956 г. А. А. Передельский в СССР и Е. П. Одум в США независимо друг от друга предложили термин «радиоэкология». Появление и распространение термина «радиационная экология» произошло в связи с дальнейшим развитием атомной промышленности для военных целей и эмиссией в нашу среду обитания продуктов деления и продуктов активации. В радиационной экологии впервые в экологической практике точность, достоверность измерений, методы обработки и интерпретации экспериментальных данных оказались такими же, как и при самых современных тогда физических и химических исследованиях.

Только освоение ряда разделов наук, напрямую не связанных с экологией, позволяет понять характер загрязнения окружающей среды радионуклидами, воздействия, ими оказываемые, и последствия этих воздействий. Поэтому нашей целью является формирование реалистического и целостного представления об ионизирующих излучениях, их роли и их месте среди других экологических факторов естественного и антропогенного происхождений.

Радиоэкология является интегрированной дисциплиной, связывающей физические, химические и биологические явления и образующей мост между естественными и гуманитарными науками. Она качественно и количественно демонстрирует то обстоятельство, что любая деятельность человека сопровождается не только получением желаемых частных результатов, но и экологическими последствиями.

Радиоэкология позволяет на физическом уровне строгости подойти к решению самых фундаментальных экологических проблем: иерархической соподчиненное™ элементов, пониманию структуры, продуктивности и устойчивости экосистем. Поэтому в данном курсе лекций последовательно изложены основы радиоактивности, взаимодействия излучений с веществом и дозиметрии. Кроме того, дается представление о нормативно-правовых документах в области радиационной защиты. Многолетний лекционный опыт в этой области в Санкт-Петербургском государственном университете показывает, что недостаток этих фундаментальных знаний, даваемых в едином ключе, является источником всяческого субъективизма.

В 1994 г. в издательстве СПбГУ было издано учебное пособие: Белозерский Г. Н. «Радиоэкология.

Введение

и физические основы". Затем в 2008 г. в издательском центре «Академия» был отпечатано первое издание учебника Белозерский Г. Н. «Радиационная экология».

Историю возникновения и развития радиоэкологии оказывается удобным разделить на два этапа в соответствие с преобладающими источниками излучений. На начальном этапе все определялось рентгеновским излучением и радием с продуктами его распада. На современном этапе доминирующую роль играют продукты деления урана и плутония, а также продукты нейтронной активации. Вместе с тем над всем нависает тень синхротронного излучения и рентгеновских лазеров. Это отражено, в частности, в главе 1. Фундаментальные сведения, изложенные в главах 2—4, подверглись только некоторой правке.

В результате освоения учебного материала студент должен:

знать

• • содержание дисциплины «Радиоэкология»;
• • основы нормативно-правовой системы в области: оценки радиационных воздействий на человека, биоту и обращения с радиоактивными отходами;
• • проблемы, возникающие в результате военного и мирного использования атомной энергии;
• • основные характеристики естественного радиационного фона Земли;

уметь

• • использовать полученные знания для оценки возможных последствий загрязнения окружающей среды радионуклидами в случае штатной работы объектов атомной энергетики и при чрезвычайных ситуациях;
• • участвовать в проведении научных исследований в области экологии и охраны природы в академических учреждениях и вузах, а также в обеспечении экологической безопасности народного хозяйства;
• • объяснять населению возможные последствия загрязнения окружающей среды радионуклидами, используя представления о радиационных рисках и естественном радиационном фоне;

владеть

• • методами оценки доз от различных видов ионизирующих излучений на человека и биоту и сопутствующих этому рисков;
• • знаниями о воздействии естественного радиационного фона на здоровье человека;
• • основами дозиметрии ионизирующих излучений;
• • навыками работы с учебной и научной литературой по проблемам экологии и рационального природопользования.

Моей супруге Людмиле Павловне Белозерской посвящается.