Техногенные атомные аварии, испытания ядерного оружия, добыча и переработка урановых руд, переработка ядерного топлива с целью извлечения радионуклидов для нужд народного топлива, хранение и захоронения радиоактивных отходов - являются потенциальными источниками радиоактивного заражения окружающей среды.

Радиоактивное загрязнения - одно из наиболее опасных видов загрязнения окружающей среды. При этом, пища может быть источником и носителем значительного числа опасных для здоровья человека радионуклидов и радиоактивных изотопов.

Употребление в пищу таких продуктов питания может привести к повышению нагрузки на человеческий организм, приводит к накоплению в организм человека радионуклидов, повышает риск онкологических заболеваний.

Изучение источников и путей радиационного загрязнения воздуха, воды, почвы и пищевых продуктов позволит отслеживать миграцию радионуклидов, проводить мероприятия по снижению рисков, повысить радиоактивную безопасность для здоровья человека.

Важнейший фактор профилактики и предотвращения накопления радионуклидов в организм людей, работающих или проживающих на территориях, загрязненных аварийными выбросами, - радиозащитное питание.

Употребление определенных пищевых продуктов позволит защитить здоровья человека, снизить опасность его нарушения.

Государственный радиационный контроль и надзор пищевых и промышленных товаров, со стороны государственных органов исполнительной власти, позволит изолировать опасные товары от потребления и повысить их качество и безопасность.

Основные представления о радиоактивности

Атом состоит из положительно заряженного ядра и отрицательно заряженных электронов. В состав ядра входят положительно заряженные протоны и нейтральные нейтроны, которые вместе называются нуклонами. Протоны и нейтроны имеют приблизительно одинаковую массу, в 1840 раз превышающую массу электрона, поэтому масса атома определяется в основном массой нуклонов. Число нуклонов в ядре характеризуется массовым числом А.

Нуклиды - разновидности атомов с определенным массовым числом и атомным номером. Например, нуклид стронция - 90/38 Sr, где делимое - массовое число, делитель - атомный номер.

Изотопы - атомы одного и того же элемента, имеющие разные массовые числа.

Радиоактивность - самопроизвольный распад атомных ядер, приводящий к изменению их атомного номера и массового числа. Радиоактивный распад не может быть остановлен или ускорен, осуществляется со строго определенной скоростью. Последняя измеряется периодом полураспада - временем, в течение которого распадается половина всех атомов. Распад радиоактивных элементов сопровождается потоком ионизирующих излучений, каждый из которых характеризуется своими физико - химическими свойствами: б - излучение отклоняется в магнитном поле в сторону севера, представляет поток положительно заряженных частиц (атомов гелия), движущихся со скоростью около 20000 км/с. в - излучение отклоняется в магнитном поле в сторону Юга, представляет поток отрицательно заряженных частиц (электронов), движущихся со скоростью света. г - излучение - коротковолновое магнитное излучение, близкое по свойствам к рентгеновскому. Распространяется со скоростью света. в магнитном поле не отклоняется. Характеризуется высокой энергией - от нескольких тысяч до нескольких миллионов электро-вольт.

Ионизация. б,в, г - ионизирующие излучения обладают способностью проходить через различные вещества живой и неживой природы. При этом они возбуждают их атомы и молекулы. Такое возбуждение заканчивается вырыванием отдельных электронов из электронных оболочек нейтрально атома, который превращается в положительно заряженный ион. Так происходит первичная ионизация объекта воздействия излучений. Освобожденные электроны, обладая определенной энергией, взаимодействуют со встречными атомами и молекулами, создавая новые ионы - происходит вторичная ионизация.

Единицы измерения радиоактивности

В системе СИ единицей измерения радиоактивности служит беккерель (Бк) - одно ядерное превращение в секунду. Другой внесистемной единицей активности является кюри (Ки) - равная активности нуклида, в котором происходит 3,7 ? 10?? актов распада в одну секунду.

Доза излучения - характеризует величину поглощенной энергии излучения, за единицу которой принимают грей (Дж/кг). Грей - положительная доза излучения, переданная массе излучаемого вещества в один кг и измеряемая энергией в 1 Дж любого ионизирующего излучения (1ГР = 1 Дж/кг).

Внесистемной единицей является рад - поглощенная доза, при которой количество поглощенной энергией в 1 г любого вещества составляет 100 эрг независимо от вида и энергии излучения.

Под мощностью поглощенной дозы следует понимать приращение дозы в единицу времени.

Экспозиционная доза рентгеновского и г - излучения - количественная характеристика рентгеновского и г - излучения, основанная на ионизирующем действии. Выражается суммарным электрическим зарядом ионов, образованных в единице объема воздуха. За единицу экспозиционной дозы принят кулон на килограмм (Кл/кг) - такая экспозиционная доза, при которой сопряженная с этим излучением корпускулярная эмиссия на 1 кг сухого атмосферного воздуха производит в воздухе ионы, несущие заряд в 1 Кл электричества каждого знака.

Внесистемной единицей экспозиционной дозы рентгеновского и г - излучения является рентген (Р). Ренген - единица экспозиционной дозы фотонного излучения, при прохождении которого через 0,001293 г воздуха создаются ионы, несущие одну электростатическую единицу количества электричества 0,001293 г - масса 1 см? сухого атмосферного воздуха).

Поглощенная и экспозиционная дозы излучений, отнесенные к единице времени, называется мощностью поглощенной и экспозиционной доз.

Взаимодействие ионизирующих излучений с веществом:

Взаимодействие б - частиц. Альфа - частицы обладают большей ионизирующей и малой проникающей способностью, они в 7300 раз тяжелее в - частиц. Известно около 40 естественный и более 200 искусственных б - активных ядер. Альфа - распад характерен для тяжелых элементов: урана, тория, полония, плутония и др. Пробег б - частиц в воздухе не превышает 11 см, в пищевых продуктах еще меньше, в мягких тканях человека - измеряется микронами. При внешнем облучении б - частицы не представляют собой опасности для человека, однако при попадании в организм с пищей они становятся чрезвычайно опасными, приводят к лучевому поражению органов и тканей.

Взаимодействие в - частиц. Ионизирующая способность их меньше, чем у б - частиц, однако могут пройти слой алюминия до 5 мм. Более толстый слой алюминия может быть защитой от в - излучения.

Бета - распад включает следующие виды:

1. Поток электронов и протонов (в - частиц), которые испускаются при в - распаде радиоактивных изотопов. При этом нейтрон превращается в протон, заряд ядра и его порядковый номер увеличивается на единицу. Примером электронного в - распада может быть 90 Sr, для которого характерно избыточное число нейтронов: 90/38 Sr? > 90/39 Y + в ?

2. Электронный захват, характеризующийся атомным ядром одного из электронов электронной оболочки. Следствием этого является превращение одного из протонов ядра в нейтрон, - заряд ядра уменьшается на единицу.

3. Позитронный в - распад. Протон превращается в нейтрон, что приводит к образованию и выбросу из ядра позитрона. Заряд ядра и его порядковый номер уменьшается на единицу. Позитронный в - распад характерен для неустойчивых ядер с избыточным числом протонов. В качестве примера можно привести распад радионуклидов натрия: 22/11 Na? > 22/10 Ne + в.

Взаимодействие г - излучения. Ионизирующая способность г - излучения значительно меньше, чем б - и в - частиц, однако это излучение обладает большой проникающей способностью. Защитой от г - излучения является материалы с высоким удельным весом - бетон, свинец и т.д. Характер взаимодействия с веществом зависит от природы вещества, величины энергии излучения. Последняя определяется и длиной волны излучения.

Взаимодействие нейтронов. Нейтроны. Частицы не имеющие заряда, обладают высокой проникающей способностью, превращают атомы стабильных элементов в радиоактивные изотопы, что увеличивает опасность нейтронного излучения.

Возможны два вида взаимодействия нейтронов с веществом:

- соударение нейтронов с ядрами вещества сопровождается упругим и неупругим рассеиванием нейтронов;

возникают ядерные реакции различных типов с делением тяжелых ядер.

Преобладание того или иного вида взаимодействия зависит от энергии нейтронов. По уровню энергии нейтроны бывают:

холодные, энергия менее 0,025 эВ;

тепловые, 0,025 - 0,05 эВ. Холодные и тепловые характеризуется реакцией их захвата веществом;

промежуточные, 0,025 - 0,05 КэВ. С веществом взаимодействуют по типу упругого рассеивания;

быстрые, 0,2 - 20 МэВ. Для таких нейтронов характерно как упругое, так и неупругое рассеивание, а также возникновение ядерных реакций;

сверхбыстрые, 20 - 300 МэВ. Взаимодействие с веществом сопровождается ядерными реакциями с вылетом большего числа частиц.

Защитные свойства материалов от нейтронного излучения определяется их замедляющей и поглощающей способностью, степенью активации. Установлено, что быстрые нейтроны эффективно замедляются веществами с небольшим атомным номером: парафин, вода, бетон, пластмассы; тепловые нейтроны - веществами, обладающими большим сечением захвата: материалы с бором и кадмием (борная сталь, борный графит, сплав кадмия со свинцом и др.).

радиационная безопасность пищевой продукт

Источники и пути поступления радионуклидов в организм человека

Путем анализа радиоактивного фона оцениваются возможные пути нагрузки на человека, загрязнения пищевых продуктов радиоактивными веществами, определяются меры профилактики.

Считают, что радиационный фон Земли складывается из трех компонентов:

космическое излучение;

естественные радионуклиды, содержащиеся в земле, воде, воздухе, других объектах окружающей среды;

искусственные радионуклиды, образовавшиеся в результате человеческой деятельности (например, при ядерных испытаниях);

радиоактивные отходы, отдельные радиоактивные вещества, используемые в медицине, технике, сельском хозяйстве.

Космическое излучение. Характеризуется потоком различных частиц, приходящих к нам из космического пространства. Подразделяется на первичное и вторичное. В свою очередь, первичное излучение включает первичное галактическое излучение, первичное солнечное излучение и излучение заряженных частиц, захваченных магнитным полем Земли (радиационный пояс Земли).

Первичное галактическое излучение состоит на 90% из протонов высоких энергий и на 10 % -- ионов гелия (Не). „Возраст", т. е. время прихода этого излучения из Галактики, -- 2,5--33 млн. лет. Первичное солнечное излучение происходит в виде вспышек на Солнце, что сопровождается освобождением большого количества энергии в области видимого, ультрафиолетового и рентгеновского спектров излучения. Наиболее сильные вспышки сопровождаются выбросом большого количества заряженных частиц, главном образом протонов и б-частиц. Первичное солнечное излучение обладает относительно низкой энергией, поэтому не приводит к существенному увеличению дозы внешнего излучения на поверхности Земли.

Радиационный пояс Земли состоит из протонов и электронов с небольшим содержанием б-частиц, которые захватываются магнитным полем Земли и двигаются по спиралям вокруг его силовых линий.

В целом первичное космическое излучение почти полностью исчезает на высоте 20 км, его высокоэнергетические частицы взаимодействуют с ядрами атомов воздуха, образуя нейтроны, протоны и мезоны.

Население Земли практически подвергается воздействию вторичного космического излучения в результате образования космогенных радионуклидов. Последние возникают при взаимодействии частиц вторичного космического излучения с ядрами различных атомов, присутствующих в атмосфере. При рассмотрении вторичного космического излучения значительная роль отводится протонам высоких энергий, нейтронам и ионам, которые взаимодействуют с ядрами атомов воздуха, образуя новые вторичные частицы -- каскады. Развитие этого процесса приводит к образованию ливней из числа вторичных частиц.

Мощность дозы космического излучения определяется двумя величинами: интенсивность ионизации в воздухе и плотность потока нейтронов, что является предметом специального рассмотрения.

Естественные радионуклиды. К ним относятся указанные выше космогенные радионуклиды, главным образом ?Н, Ве, ? С, ??Nа, ? Nа и радионуклиды, присутствующие в объектах окружающей среды с момента образования Земли (включая их дочерние продукты распада). Основным источником облучения человека и загрязнения пищевых продуктов являются ?K, ?? U, ???Th-- радионуклиды земного происхождения.

В настоящее время накоплен большой материал о содержании естественных радионуклидов в объектах окружающей среды, включая организм человека, продовольственное сырье и пищевые продукты. Естественный радиационный фон постоянно изменяется вследствие неугомонной деятельности человека, распространения технологий переработки природных продуктов, содержащих радионуклиды.

Искусственные радионуклиды. Испытание ядерного оружия -- один из самых опасных источников радиоактивного загрязнения окружающей среды.

Образующиеся при делении радионуклиды проникают в организм человека через вдыхание зараженного воздуха, употребление в пищу загрязненных продуктов, в результате человек подвергается внутреннему облучению; через воздействие на кожу радиоактивных веществ, находящихся в воздухе и на поверхности Земли, -- внешнему облучению.

Научный комитет ООН по действию атомной радиации определяет 21 наиболее распространенный радионуклид, 8 из которых составляют основную дозу внутреннего облучения населения: углерод-14; цезий-137; стронций-90; рутений-106; цсрий-144; водород-3; Йод-131. Доза внешнего облучения формируется в основном за счет радионуклидов: Цирконий-95, его дочернего радионуклида Nb ?° Ru ?°?Ru ? °Ba ?? Cs.

Наряду с испытаниями ядерного оружия, источниками загрязнения окружающей среды могут быть:

добыча и переработка урановых и ториевых руд;

обогащение урана изотопом урана-235 т. е- получение уранового топлива;

работа ядерных реакторов;

переработка ядерного топлива с целью извлечения радионуклидов для нужд народного хозяйства;

хранение и захоронение радиоактивных отходов.

Так, за период испытаний с 1949 - 1962 гг. на Семипалатинском ядерном полигоне (СЯП) было проведено 476 ядерных взрывов, в т.ч. 88 воздушных и 25 наземных. Самый «грязный» был взрыв в 1949 г. Наиболее сильное радиационное воздействие испытала юго-западная часть Алтайского края. Далее зона влияния СЯП протягивается широкой полосой через центральные районы к территории Новосибирской и Кемеровской областей, и республикам Тыва и Алтай, радиоактивные облака от некоторых взрывов достигали Иркутскую область.

В последнее время становится актуальной проблема радона, который образуется при естественном радиоактивном распаде радия. Радиоактивность радона в наружном воздухе обычно составляет 1--20, достигая в горных районах до 60 Бк/м? и более, в воздухе жилых помещений порядка 50, в отдельных случаях до нескольких тысяч беккерелей на 1 м?.

Определенную радиоактивность имеют такие строительные материалы, мкЗв/год: дерево -- 0, известняк, песчаник -- 0--100; кирпич, бетон -- 100--200; естественный камень, производственный гипс -- 200--400; шлаковый камень, гранит -- 400--2000. Высокое содержание радона может быть в подземных питьевых водах.

Результаты эпидемиологических исследований свидетельствуют, что вдыхание жилищного воздуха, содержащего радон, приводит к возрастанию заболеваемости раком легкого на 4--12%. Этот процент соответствует общему увеличению числа случаев рака на 1000--3000 в год (Германия) и на 20000 случаев в США.

Профилактические мероприятия -- это осуществление контроля за содержанием радона в воздухе, строительных материалах, питьевой воде и других объектах окружающей среды. Доступным и эффективным средством удаление радона из воды является ее аэрация.

В табл. 1 и 2 представлены данные о влиянии на человека природных и искусственных источников ионизирующего излучения.

Еще один источник загрязнения пищевой продукции естественными искусственными радионуклидами -- воды АЭС, других предприятий ядерное топливного цикла, которые могут поступать в открытую гидрографическую сеть, использоваться для рыборазведения, водопоя скота, орошения и т. д.

Радиоизотопы тяжелых металлов накапливаются в рыбах, обитающих в морях и реках. Имеются данные о накоплении в щуках, лососе, тунце - Fe, устрицах - Zn, и моллюсках - Sr

Таблица 1 Природные источники ионизирующего излучения

Показано, что у населения, проживающего на территориях, прилегающих к указанным предприятиям, возможно повышение поступления радионуклидов с рационом. Основной вклад в суммарное поступление осуществляется за счет овощной продукции (капусты и картофеля). Для воды водоемов-охладителей определены контрольные концентрации радионуклидов, содержание которых необходимо регламентировать в целях обеспечения радиационной безопасности жидких сбросов и предотвращения загрязнения продуктов питания.

Таблица 2 Искусственные источники ионизирующего излучения (оценка средних годовых доз)

Авария на Чернобыльской АЭС показывает интенсивную биогенную миграцию радионуклидов цезия и стронция, которая обусловливает высокие уровни поступления их в организм человека (о допустимых уровнях приложение 1). При этом важно отметить, что в продуктах животноводства радионуклидов содержится на 2--4 порядка меньше, чем в продукции растениеводства, т.е. если популяционную дозу при потреблении молока принять за 1, то коллективная доза при потреблении овощей и корнеплодов составит 1000. Это определяет поиск профилактических путей снижения облучения за счет целевой оптимизации структуры сельскохозяйственного производства.

Рассматривая меры профилактики радиоактивного загрязнения окружающей среды, в том числе пищевых продуктов, необходимо отметить следующие направления работы:

охрана атмосферного слоя Земли как природного экрана, предохраняющего от губительного космического воздействия радиоактивных частиц;

соблюдение глобальной техники безопасности при добыче, использовании и хранении радиоактивных элементов, применяемых человеком в процессе его жизнедеятельности.

Таблица 3 Некоторые радиоактивные изотопы и их характеристика Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике- М.: Издательство «Наука», 1974

За всю свою жизнь человек получает дозу облучения от природных источников на уровне 250--400 мбэр, что является обычным при нормальном состоянии среды обитания. Облучение в 10 рад не вызывает каких-либо изменений в органах и тканях человека. Незначительные изменения в составе крови наблюдаются при однократных дозах 25--75 рад, лучевая болезнь -- при облучении более 100 рад.

Попадая в организм человека, радиоактивные элементы распределяются в органах, тканях и в неодинаковой степени выводятся из организма.

3.Понятие радиационной безопасности и законодательство в области безопасности пищевых продуктов

Безопасность пищевых продуктов - состояние обоснованной уверенности в том, что пищевые продукты при обычных условиях их использования не является вредными и не представляют опасности для здоровья нынешнего и будущих поколений.

Радиационная безопасность - отсутствие недопустимого вреда, который может нанесен жизни, здоровью и имуществу потребителя радиоактивными элементами (изотопами) или ионизирующим излучением этих элементов.

В качестве показателей радиационной безопасности пищевых продуктов устанавливаются предельно допустимые концентрации (ПДК) радиоактивных изотопов кобальта (Со 58,9), цезия (Сs 87,6) и стронция (Sr 132,9), а также радионуклидов.

Из непродовольственных товаров наиболее опасными в радиационном отношении являются некоторые строительные материалы (шифер, асбест, цемент и др.), минеральные удобрения, ювелирные изделия с драгоценными и полудрагоценными камнями ряда месторождений.

Сведения о радиационной неблагополучии других непродовольственных товаров отсутствуют.

Отношения в области обеспечения качества и безопасности (в т.ч. радиационной) пищевых продуктов регулирует Федеральный закон РФ «О качестве и безопасности пищевых продуктов» от 02.01.2000 №29 - ФЗ.