Введение к работе
Актуальность работы. Среди всех источников ионизирующего излучения (ИИИ) ведущее место занимают природные радионуклиды, формирующие радиационный фон помещений. Поскольку население промышленно развитых стран мира большую часть времени проводит внутри жилых и общественных помещений, на дозовые нагрузки от природных ИИИ существенно влияют естественные радионуклиды (ЕРН), содержащиеся в строительных материалах. Основные компоненты радиационного фона помещений существенным образом зависят от деятельности людей (выбор территорий под застройку, строительных материалов, конструкции зданий и пр.). Всё это привело к тому, что именно гамма-фон территорий, а также жилых и общественных помещений привлёк к себе наибольшее внимание в последние годы.
Согласно современным представлениям воздействие ионизирующего излучения на живой организм может проявиться в отдалённые сроки. Среднее значение латентного периода для лейкемии считается 10 лет, а для злокачественных новообразований различных органов 20 - 25 лет. В настоящее время установлено, что средняя доза облучения населения, обусловленная природным радиационным фоном и доза облучения при медицинских процедурах составляет 0,1 - 0,2 Зв за пятьдесят лет. Таким образом, выход соматических отдалённых последствий составляет 1 - 2 % общей смертности от злокачественных образований. Ввиду того, что содержание ЕРН в строительных материалах варьирует в широких пределах, индивидуальные дозы облучения населения в различных зданиях и регионах изменяются от значений в два раза ниже среднего ею значений в 100 раз и более превышающих средние.
Поэтому исследования гамма-фона территорий, жилых и общественных помещений, а также радиационных характеристик строительных материалов и разра-эотка методов снижения облучения населения являются актуальной задачей.
Решение проблемы снижения дозовых нагрузок в помещениях может быть эсуществлено путём комплексных исследований радиационных характеристик лроительного сырья, материалов, территорий и мощности дозы в строящихся я эксплуатируемых зданиях. Чрезвычайно важным этапом решения комплекс-
ной проблемы является радиационный контроль при разработке новых и реализуемых на рынке материалов для снижения мощности дозы в помещениях.
Данная работа выполнялась в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 06.07.94 г. № 809 "О Федеральной целевой программе сниженш уровня облучения населения России и производственного персонала от природных радиационных источников на 1994 - 1999 годы" и Постановлением № 166 от22.11.93 г. о программе "Экология Нижней Волги на 1994-2000 годы".
ЦЕЛЬ работы. Снижение гамма-фона в помещениях и разработка методов защиты населения от влияния природных радионуклидов.
Задачи исследований:
выявление закономерностей изменения гамма-фона территорий и помещений от влияния различных факторов;
разработка эффективных средств и методов снижения доз облучения населения в жилых и общественных помещениях.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ включали: аналитическое обобщение известных научных и технических результатов; стандартные методики исследования свойств строительных материалов и гамма-спектрометрический анализ эффективной удельной активности ЕРН; дозиметрические и радиометрические методы определения дозовых нагрузок и обработку экспериментальных данных методами математической статистики.
Научная новизна.
Впервые в Волгоградском регионе проведены широкомасштабные исследования (более 7 тысяч измерений) дозовых нагрузок в жилых и общественных помещениях, построенных из различного вида строительных материалов. Установлены МЭД месторождений строительного сырья, территории и эффективная удельная активность (АЭфф) почвы Волгоградской области.
Установлены закономерности изменения мощности доз территорий, месторождений строительного сырья и помещений в зависимости от влияниядзазличных факторов (времени года, применяемых строительных материалов и т.д.).
Получено частотное распределение АЭфф в строительном сырье и материалах. Анализ частотных распределений показал, что население Волгоградской области подвергается большему (до 56 %) облучению от строительных материалов с Аэфф до 200 Бк/кг. Впервые экспериментально выявлена зависимость МПД в помещении от АЭфф применяемого строительного материала.
Установлено, что мощность поглощённой дозы в производственных помещениях предприятий строительного комплекса в среднем на 15 - 20 % выше, чем в жилых помещениях (42 - 213 нГр/ч). В тёплое время года мощность дозы в помещениях повышается на 2 - 3 % и практически не зависит от этажности здания.
Рассчитана среднегодовая эффективная эквивалентная доза у-излучения (486 - 1983 мкЗв/год) населения. Впервые установлена дополнительная ЭЭД для населения Волгоградской области (HTOM= 235,8 мкЗв/год), обусловленная проживанием в современных каменных зданиях. Уровень облучения жителей области превышает средний уровень облучения населения по стране на 100 мкЗв/год.
Впервые исследованы удельные активности ЕРН в местных и импортных отделочных материалах, изготовленных из различного вида сырья. Установлено, что наиболее низкие показатели (менее 50 Бк/кг) имеют полимерные, гипсовые, : гипсополимерные и древесноволокнистые отделочные материалы, а наиболее высокие (164 - 355 Бк/кг) - керамические облицовочные плитки.
Установлено, что отделка только двух поверхностей (пола и потолка) облицовочным материалом с Ащ < 30 Бк/кг снижает МЭД в помещении в 1,5 - 2 раза. Для снижения дозовых нагрузок в помещениях целесообразно использовать материалы с высокой плотностью и низкой Аэфф (например, радиационно-модифицированные гипсополимерные, древесно-волокнистые плиты и паркет).
Впервые предложен метод снижения дозовых нагрузок в строящихся и эксплуатируемых зданиях, основанный на расчёте толщины защитных материалов и определении мощности источника излучения, представляющего замкнутую систему. Предложен метод снижения МЭД в помещениях за счёт нормирования удельной активности ЕРН в строительных материалах.
Практическое значение.
При участии соискателя создан первый в России (среди ВУЗов строитель-ного профиля) региональный Центр радиационного контроля строительных материалов, территорий, зданий и сооружений, обеспечивающий сертификацию радиационных характеристик и подготовку кадров в области диагностики и радиационного контроля в стройиндустрии.
По результатам исследований впервые составлена карта распределения дозовых нагрузок территории Волгоградской области, позволяющая ориенти-
роваться проектным организациям при инженерных радиационно-эколо-гических изысканиях и отведении территорий под застройку.
Разработан метод расчёта мощности дозовых нагрузок помещений с учётом эффективной удельной активности строительных материалов, позволяющий оценить опасность радиационного воздействия на человека.
Разработан нормативный материал для использования в стройиндустрии с целью снижения облучения населения в регионе.
Внедрение результатов работы.
Разработаны и приняты к исполнению "Нормы допустимых уровней гамма-излучения, радона на участках застройки и отбора проб", обеспечивающие радиационную безопасность населения Волгоградского региона.
Разработан и выпущен "Справочник по радиационному контролю в стройиндустрии Волгоградской области", позволяющий проведение радиационного анализа участков под строительство и месторождений строительного сырья.
Результаты выполненных исследований внедрены на предприятиях стройиндустрии Волгоградской области при разработке месторождений строительного сырья, производстве строительных материалов, отводе участков под застройку и строительстве зданий, а также используются при ежегодном составлении радиационно-гигиенического паспорта Волгоградской области.
Теоретические положения диссертационной работы, а также результаты экспериментальных исследований используются в учебном процессе ВолгГАСА при изучении дисциплин: "Влияние активности естественных радионуклидов строительных материалов на радиационный фон помещений" и "Радиационный контроль в стройиндустрии".
Основные положения диссертационной работы и результаты исследований докладывались в 1997-1999 гг. на международных, всероссийских, региональных и научно-технических конференциях, семинарах и совещаниях: Научно-технические конференции профессорско-преподавательского состава ВолгГАСА- Волгоград, 1997-1999 гг.; IV межвузовская научно-практическая конференция студентов и молодых учёных Волгоградской области - Волгоград, 1998 г.; IV и V Академические чтения РААСН "Современные проблемы строи-
7 гльного материаловедения" - Пенза, 1998 г. и Воронеж, 1999 г.; Всероссий-кая конференция "Актуальные проблемы строительного материаловедения" -'омск, 1998 г.; Международная конференция "Надёжность и долговечность троительных материалов и конструкций" -Волгоград, 1998 г.; Годичные эко-огические чтения - Волгоград, 1998 г.; Научно-практическая конференция Региональные аспекты реформы жилищно-коммунального хозяйства" - Вол-оград, 1998 г.; IX Межнациональное совещание "Радиационная физика твёр-юго тела" - Севастополь, 1999 г.; Региональный семинар руководителей предприятий строительного комплекса - Волгоград, 1999 г.
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 18 работах, в том гасле 3 статьи в центральных журналах, 7 статей в научно-методических и эко-югических сборниках, 6 тезисов докладов, "Нормы допустимых уровней гам-ла-излучения, радона на участках застройки и отбора проб" и "Справочник по эадиационному контролю в сгройиндустрии Волгоградской области".
Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 177 страницах машинописного текста, включающего 29 таблиц, 20 рисунков, список литературы из 180 наименований, 15 приложений.
На защиту выносятся:
- закономерности формирования дозовых нагрузок в жилых и общественных
помещениях, построенных из строительных материалов с различной удельной активностью;
карта распределения мощности дозы на территории Волгоградской области;
метод снижения дозовых нагрузок в строящихся и эксплуатируемых зданиях, основанный на расчёте толщины защитных материалов с учётом плотности, удельной эффективной активности и кратности ослабления источника излучения, представляющего замкнутую систему, а также за счёт нормирования удельной активности ЕРН в строительных материалах;
защитные отделочные материалы с низкой эффективной удельной активностью для снижения гамма-фона в помещении, создаваемого природными радионуклидами;
результаты расчёта возможного денежного эквивалента при применении методов снижения дозовых нагрузок в помещениях.
