По определению:

Где — эквивалентная доза в органе или ткани Т; W_T — взвеши­вающий коэффициент для органа или ткани Т, который характери­зует относительный риск на единицу дозы по выходу отдаленных последствий при облучении данного органа по отношению к облу­чению всего тела.

Из представленных данных (рис. 5.15) следует, что при облучении, например, только щитовидной железы (W_T= 0,05) эффект по отдаленным последствиям будет составлять всего 5% того эффекта, который может быть реализован при облу­чении всего тела.

При экспозиционной дозе в 1 Р в месте измерения экви­валентную дозу с достаточной степенью точности можно принять равной 0,013 Зв. Например, если измеренная мощ­ность дозы на местности равна 10 мР/ч, а человек в течение 1 ч находится в месте измерения, то уровень облучения соста­вит примерно 0,1 мЗв.

Кроме рассмотренных выше доз ионизирующего облуче­ния, рассматривается эффективная эквивалентная годовая доза, равная сумме эффективной эквивалентной дозы внеш­него облучения, полученной за календарный год, и ожидаемой эффективной эквивалентной дозы внутреннего облучения, обусловленной поступлением в организм радионуклидов за этот же год. Эффективная эквивалентная годовая доза также измеряется в зивертах.

Рассмотренные выше понятия описывают только инди­видуально получаемые дозы. В случае облучения боль­ших групп людей дают оценку суммарного ожидаемого эффекта. При облучении малыми дозами, незначительно превышающими естественный радиационный фон, можно ожидать лишь отдаленных последствий генетической или соматической природы. Соматические эффекты проявля­ются непосредственно у облученных лиц, генетические — в последующих поколениях. Мерой коллективного риска возникновения эффектов облучения служит эффективная эквивалентная коллективная доза, которая определяется как сумма индивидуальных эффективных доз. Единицей эффективной эквивалентной коллективной дозы является человеко-зиверт (чел.-Зв).

Многие радионуклиды распадаются очень медленно и останутся радиоактивными и в отдаленном будущем, т.е. их воздействию подвергнутся современные и последующие поколения. Коллективную эффективную эквивалентную дозу, которую получат многие поколения от какого-либо радио­активного источника за все время его дальнейшего суще­ствования, называют ожидаемой (полной) коллективной эффективной эквивалентной дозой.

Различные дозы, используемые для оценки последствий воздействия излучения на людей, приведены на рис. 5.16.

В табл. 5.11 приведены основные дозиметрические вели­чины, используемые в радиационной безопасности, и еди­ницы их измерения.

Таблица 5.11

Основные дозиметрические величины и единицы измерения

Естественные источники излучения можно подразделить на следующие составляющие: внешние источники внеземного происхождения (космическое излучение); источники земного происхождения (естественные радионуклиды).

Из космического пространства земную атмосферу непре­рывно атакует поток ядерных частиц очень высоких энер­гий (примерно 90% протонов и около 10% альфа-частиц). Это так называемое первичное космическое излучение. Воздейст­вуя на ядра нуклидов, входящих в состав земной атмосферы, первичное космическое излучение инициирует целый каскад ядерных превращений, в результате которого образуются раз­личного типа элементарные частицы и гамма-излучение. Это так называемое вторичное космическое излучение. У поверх­ности Земли (до высоты порядка 25 км) доза внешнего облу­чения обусловлена в основном гамма-излучением.

С удалением от поверхности Земли интенсивность кос­мического излучения возрастает (рис. 5.17). А поэтому дозовая нагрузка на людей, проживающих в горной местности, в несколько раз больше, она равна примерно 0,7 и 5,0 мЗв в год соответственно на высотах 2 и 4—5 км. На высоте поле­тов современных самолетов уровень космического излучения в несколько десятков раз больше, чем на уровне моря.

К основным естественным радионуклидам, излучение которых формирует природный радиационный фон, отно­сятся: ²³⁸U, U и ²³²Тh, а также один из продуктов рас­пада ²³⁸U - радон (²²⁶Ra).

Внешнее облучение обусловлено радионуклидами, содер­жащимися в почве и горных породах, внутреннее — радио­нуклидами, содержащимися в воздухе, воде и продуктах питания.

Эквивалентная годовая норма внешнего облучения от есте­ственных радионуклидов составляет в среднем 0,35; а внут­реннего — 0,33 мЗв/год. Таким образом, эквивалентная доза, обусловленная излучением радионуклидов и космическим излучением, составляет около 1 мЗв/год для регионов, где проживает примерно 95% населения Земли.

К техногенным источникам ионизирующих излучений относят совокупность факторов, обусловленных реализа­цией широкомасштабных программ использования атомной энергии в мирных и военных целях. Данная составляющая радиационного фона образуется и зависит от величины рас­сеянных в почве, воде, воздухе и других объектах внешней среды техногенных источников радиоактивных загрязне­ний, образовавшихся при ядерных взрывах, работе пред­приятий ядерно-топливного и ядерно-оружейного циклов, возникновении радиационно-опасных аварий на предпри­ятиях и транспорте, при использовании радиационных тех­нологий и методов в науке, промышленности и медицине, а также при обращении с радиоактивными отходами.

Наибольшую опасность при работе предприятий ядерно-топливного цикла представляют радионуклиды, имеющие большой период полураспада и способные быстро распространяться в окружающей среде. К таким в первую очередь относятся ¹²⁹I и ²²⁶Ra, который выделяется из хвостов руд.

Из отходов АЭС наибольшую опасность представляют и высокоактивные отходы, к которым относятся в первую очередь отработанные топливные элементы или отвержденные продукты переработки ядерного горючего. Для них характерна высокая удельная активность и высокое тепловыделение.

Для указанных радионуклидов получены глобальные оценки для населения Земли, в соответствии с которыми суммарная доза оценивается на уровне 3400 чел. - Зв/ГВт в год. При этом вклад каждого радионуклида составляет:

• радон из хвостохранилищ заводов — 2800 чел. - Зв/ГВт;

• углерод-14—110 чел. - Зв/ГВт;

• высокоактивные отходы — 30 чел. - Зв/ГВт;

• иод-129 - 28 чел. - Зв/ГВт.

Приведенные международные оценки свидетельствуют, что дозы облучения каждого индивидуума в течение жизни не превысят 1% годовой дозы за счет естественного радиаци­онного фона. Это справедливо в условиях предполагаемого производства электроэнергии на АЭС порядка 10000 ГВт в год при безаварийной эксплуатации.

К другим основным источникам, оказывающим влияние на изменение техногенной составляющей радиационного фона, условно можно отнести следующие источники: облу­чение при применении медицинских процедур, радиоизотоп­ных методов неразрушающего технологического контроля и другие причины попадания в окружающую среду искусст­венных и естественных радионуклидов. В табл. 5.12 приве­дены средние значения годовой дозы облучения от некоторых техногенных источников излучения.

Таблица 5.12

Среднее значение годовой дозы облучения от некоторых техногенных источников излучения

* Доза облучения увеличивается с уменьшением расстояния L до экрана. При L = 10 см доза облучения возрастает до 250—500 мкЗв/год.

При медицинских процедурах основную дозу облуче­ния население получает при рентгеновских исследованиях. Получаемая при их проведении эффективная эквива­лентная доза (~1,5 мЗв) выше, чем при проведении иных диагностических методов медицинского обследования с использованием радиоизотопных методов (соответственно 90-95 и 10-15%).