Природный радиационный фон - естественная радиоактивность, свойственная биосфере Земли. Он является необходимым условием существования биосферы, которая возникла и развивалась в условиях этого фона. Источники радиационного фона разделяются на внешние, находящиеся за пределами живых организмов, и внутренние, поступившие в организмы тем или иным путем.
Внешние источники природного радиационного фона имеют как земное, так и космическое происхождение. Космическая составляющая радиационного фона, о которой подробно сказано в гл. 7, на высоте уровня моря создает поглощенную дозу, в среднем равную 3,15 мкрад/ч (28 мрад/год). Поглощенная доза за счет нейтронов вторичного космического излучения на широте 40° составляет 0,35 мрад/год, а в экваториальной области - 0,2 мрад/год. Внешнее облучение человека естественными радионуклидами вне помещений вызвано присутствием в почве и приземном слое атмосферы γ-излучающих радионуклидов.
185
Составляющая внешнего радиационного фона, обусловленная естественными радионуклидами, создается практически радионуклидами, входящими в ряды распада урана и тория, а также калием (40К). В среднем принимают, что эта составляющая приближенно создается на 40% торием с продуктами распада, на 25% - ураном с продуктами распада и на 35% - 40К (Алексахин, 1982).
Среднее содержание этих элементов в почвах России составляет (Болтнева и др., 1980): урана - 1,5 мг/кг, тория - 6,5 мг/кг, калия - 1,2%. Это соответствует средней γ-активности осадочных пород 10 - 12 мкР/ч (0,12 мкЗв/ч). Радиационный фон не одинаков на разных участках земной поверхности и зависит от концентрации U, Th, К в подстилающих почвы породах. Так, для районов Центральной России, где подстилающими являются породы осадочного чехла Русской платформы с содержанием радиоактивных элементов, близким к кларку, γ-фон составляет 0,12 мкЗв/ч. На территориях, где обширные площади сложены гранитно-метаморфическими породами, γ-фон существенно выше: до 0,15 - 0,20 мкЗв/ч, а в областях развития молодых гранитных интрузий он составляет 0,2 - 0,3 и более. Над карбонатными породами фон, напротив, снижается до 0,05 - 0,07, а местами до 0,03 - 0,05 мкЗв/ч. Аналогично низкие значения γ-фона характерны для областей, сложенных основными породами, особенно если источником магматизма там является океаническая литосфера - деплетированный резервуар (см. гл. 3). Поэтому при оценке природных либо техногенных аномалий необходимо сравнивать полученные данные с региональным фоном, а не с кларком для земной коры, как часто практикуется при экологических исследованиях.
На земле существуют локальные участки, а нередко и крупные территории, где высокий радиационный фон обусловлен природными причинами. Локальные участки могут быть связаны с выходами радиоактивных подземных вод, зонами разломов, ореолами рассеяния радиоактивных и редкометалльных месторождений. Крупные территории с высоким радиационным фоном часто приурочены к прибрежно-морским или аллювиальным россыпям Th - U-содержащих минералов (монацит, циркон, редкоземельные минералы и т.д. ). Примером могут служить прибрежно-морские монацитовые россыпи Бразилии и Индии (см. гл. 3). Так, в Индии, в штатах Керала и Тамил Налу, на территории протяженностью 55 км, где проживает 70 тыс. человек, средняя мощность поглощенной дозы составляет 1,3 мкЗв/ч. В Бразилии, в городах на Атлантическом побережье, мощность поглощенной дозы на улицах достигает 1,0 - 2,0 мкЗв/ч, а на пляжах доходит до 20 мкЗв/ч. В Иране, вблизи города Рамзар, где имеются
186
выходы обогащенных радием подземных вод, на территории в несколько квадратных километров мощность поглощенной дозы колеблется от 2 до 50 мкЗв/ч (Алексахин, 1982).
187
