Введение к работе
Актуальность темы: Присутствие естественных радионуклидов (ЕР) в биосфере, загрязнение окружающей среды техногенными радиоактивными веществами и связанное с этим воздействие ионизирующих излучений на биоту и человека обуславливают постоянный интерес к поведению радионуклидов в экосистемах и формированию дозовых нагрузок.
Оценки интенсивности облучения населения Земли существенно варьируют и со временем уточняются. Так, ранее приводились следующие оценки. Было подсчитано, что средняя доза внешнего облучения человека от ЕР составляет от 34 до 181 мрад/год (примерно от 0,34 до 1,81 мЗв/год) (Алексахин, 1982). Причем полагали, что основной вклад в облучение вносят радионуклиды, находящиеся в окружающей среде. В частности, мощность дозы внешнего облучения от радионуклидов литогенного происхождения для населения в среднем составляла около 4,5 (храд/час, а от космо-генных радионуклидов - 0,02 (храд/час по данным НКДАР ООН 1977 года (UNSCEAR, 1977). Позднее, в 1993 году приводились уже иные оценки. Так, было показано, что эффективная годовая доза (мЗв) формируется следующим образом: 0,39 - радионуклиды космического происхождения, 0,46 - радионуклиды литогенного происхождения, 1,3 - радон и продукты его Распада (UNSCEAR, 1993).
Следует также отметить, что дополнительный интерес к ЕР возникает в связи с применением в сельском хозяйстве минеральных удобрений, в основном фосфорных, обогащенных данными радиоизотопами. Например, содержание радионуклидов уранового ряда в в фосфорсодержащих удобрениях может достигать 2,4 кБк/кг (Рябцев, 1996). Ранее отмечалось, что при длительном применении этих удобрений происходит рост содержания ЕР в корнеобитаемом слое почвы (Алексахин, 1982).
Существенную дозу облучения население нашей планеты получает от источников техногенного происхождения. Причем в настоящее время в список таких источников входят не только АЭС и предприятия ядерно-топливного цикла, но и тепловые электростанции, нефтяные скважины, угледобывающие предприятия. В данном случае интенсивность облучения сильно варьирует в зависимости от места проживания и профессиональной деятельности человека.
Таким образом, изучение формирования доз облучения от естественных радионуклидов литогенного происхождения и при различных сценариях техногенных радиоактивных выпадений, а также совершенствование методик их расчета представляет собой важную задачу современной радиоэкологии.
Цель работы: Изучение формирования и прогнозирование дозовых нагрузок на человека и некоторые компоненты наземных экосистем.
Основные задачи: Разработка методики и исследование формирования доз от естественных и техногенных радионуклидов, присутствующих в назем-
ных экосистемах, и экранирующей способности почв; построение компьютерных моделей расчета доз для стационарных и движущихся объектов в некоторых унифицированных условиях наземных экосистем, с соответствующими полями ионизирующего излучения, и проведение с ними численных экспериментов; анализ и обобщение полученных данных.
На защиту выносятся следующие положения: Результаты исследования формирования доз от естественных радионуклидов в почвах разного механического состава двух регионов Египта и в дерново-подзолистых почвах Московской области. Методика изучения ослабления у-излучения почвой. Результаты изучения экранирующей способности некоторых почв. Алгоритмы моделей расчета и прогнозирования формирования доз в различных ситуациях. Оценка сходимости результатов расчетов доз, полученных различными методами.
Научная новизна работы: Получены дополнительные данные по содержанию естественных радионуклидов в почвах Египта и России. Уточнена способность дерново-подзолистых почв и песка экранировать у-излучение. Проведен сравнительный анализ формирования доз в различных экологических условиях и построен комплекс моделей, позволяющих прогнозировать дозовые нагрузки на человека и биоту.
Практическая значимость: Результаты исследований и модели могут быть использованы для минимизации последствий пребывания человека на территориях, загрязненных радиоактивными веществами. Имея достаточно полный банк моделей, карту пространственного размещения радиоактивных загрязнений и маршрут объекта, можно прогнозировать дозовую нагрузку на данный объект. При передвижении объекта, отслеживая с помощью GPS-навигатора его маршрут и время нахождения в дозных полях, можно получить динамику облучения объекта при его перемещении и оперативно оценить опасность получаемой дозы облучения. Разработанные алгоритмы полезны также для оценки доз от приповерхностных захоронений радиоактивных отходов или расчетов при проведении дезактивационных мероприятий загрязненных территорий посредством засыпки чистым грунтом.
Апробация работы: Основные положения диссертации были доложены: > На международной конференции «VIII Radiation Physics & Protection
Conference», 13-15 November 2006 , Beni Sueif-Fayoum, Egypt; ^ На электронных конференциях «Информационно-вычислительные технологии в решении фундаментальных научных проблем и прикладных задач химии, биологии, фармацевтики, медицины» в 2009 и 2010 гг., Россия; ^ На XVI и XVII международных научных конференциях студентов, аспирантов и молодых учёных "Ломоносов" в 2009 и 2010 гг., Москва, Россия.
Публикации: По материалам диссертации опубликовано 10 научных работ, в том числе 2 статьи в журнале из списка ВАК.
Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, списка литературы, состоящего из 88 источников, в том числе 38 на иностранных языках и приложения. Содержательная часть работы изложена на 125 страницах текста, иллюстрирована 23 рисунками, включает 29 таблиц и 3 приложения.
