Ionizující záření v přírodě: Zdroje a charakteristika

Záření obecně je proces, při kterém se energie z nějakého zdroje šíří přímočaře prostorem. Přirozeným a největším zdrojem neionizujícího záření je slunce. Má dostatek energie, která může způsobit vybuzení jádra nebo vznik iontů.

Radioaktivita je jev, kdy se samovolně přeměňují atomová jádra jednoho prvku na jádra jiného prvku. Radioaktivní prvky (radionuklidy) se nacházejí ve stavu, v němž mají větší energii, než jsou schopny dlouhodobě „zvládnout“.

Druhy záření

Existuje několik druhů záření, které můžeme klasifikovat podle několika kritérií.

• makroskopický přenos kinetické energie např. vrženým kamenem nebo vystřelenou kulkou z pušky.
• např. jádra atomů, letící ionty popř. celé atomy.
• prostoru část energie z tohoto zdroje.
• gravitační.
• doprovázen i přenosem informace.
• především energie kvant záření.

Ionizující záření je schopno vyrážet elektrony z atomových obalů. Při průchodu ionizujícího záření látkou dochází k ionizaci látky. Ionizací vzniká z daného atomu kladný iont, zatímco uvolněný elektron reaguje s dalším atomem na iont záporný - celkově tak vzniká iontový pár.

Mezi druhy ionizujícího záření patří gama, beta, neutronové záření, protonové záření. Pro každý druh záření se zavádí tzv. váhový faktor záření, který zohledňuje, že některé druhy záření jsou biologicky účinnější než jiné. Například záření alfa je účinnější než záření fotonové (X nebo gama).

Čtěte také: Dopady ionizačního záření

Zdroje ionizujícího záření

Zdroje ionizujícího záření dělíme na přírodní a umělé.

• kosmické záření a přírodní radioizotopy.
• rozpady nestabilních jader radioaktivních izotopů v zemské kůře, příp. vzduchu.

Přírodní radiační pozadí (nazýváno také jako přírodní radioaktivita) lze charakterizovat jako ionizující záření z vesmíru i naší Země. Na současnou úroveň přírodního radiačního pozadí je příroda spolu se všemi organismy včetně člověka dobře přizpůsobena.

Kosmické záření je absorbováno v atmosféře, kde se srazí s molekulami atmosféry a štěpí se na spršky sekundárních částic. Kosmické záření je částečně odstíněno magnetickým polem a atmosférou, a proto jeho intenzita roste s nadmořskou výškou tak, že ve výšce 3000 metrů nad mořem dosahuje celkové přirozené pozadí téměř dvojnásobku přímořské úrovně.

Vše, co se vyskytuje na zemském povrchu i uvnitř Země, obsahuje přírodní radionuklidy s extrémně dlouhodobými poločasy rozpadu (např.: U238, Th232, K40), které sice vznikly již v raných stádiích vesmíru, ale v důsledku velmi dlouhých poločasů rozpadu (miliardy let) se na Zemi vyskytují ve významné míře.

Radon 222 je produkt rozpadové řady uranu 238 přítomného v horninách a půdách. Radon je plynného skupenství, běžně uniká z půdy, je přítomen všude v atmosféře, je rozpuštěn v podzemní vodě, proniká do budov. Českou geologickou službou byla v rámci Radonového programu ČR sestavena geologická prognózní mapa radonového indexu geologického podloží, rozdělující území ČR z hlediska nebezpečí výskytu radonu na oblasti s nízkým, středním a vysokým radonovým rizikem.

Čtěte také: Účinky UV záření

Základní veličiny dozimetrie

Značí obecně vědu o záření. Jeho význam se zúžil a specifikoval. Základní veličiny dozimetrie souvisí s tzv. ochranou před ionizujícím zářením.

• energie.
• pro každý druh záření zavádí tzv. účinnost.

Absorbovaná dávka (zkráceně jen "dávka") D je energie ionizujícího záření absorbovaná v daném místě ozařované látky na jednotku hmotnosti. Jelikož převážná část absorbované energie se v konečném důsledku mění na teplo, charakterizuje nám absorbovaná dávka i množství předané tepelné energie - zahřátí ozařovaného materiálu.

Příslušná veličina se nazývá aktivita (zářiče, preparátu či obecně množiny jader) a je definována jako počet jader, který se přeměňuje za jednotku času, nebo ekvivalentně jako úbytek počtu jader (dosud nepřeměněných) za jednotku času. Této aktivitě je pak úměrný i počet emitovaných částic za jednotku času, tj. počet rozpadů za sekundu.

Jednotkou aktivity je 1 přeměna za 1 sekundu. Tato jednotka byla na počest francouzského průkopníka v oblasti radioaktivity Henri Becquerela nazvána 1 Becquerel: 1 Bq = 1rozpad / 1sekundu (v průměru*).

Účinky ionizujícího záření

Účinky ionizujícího záření rozlišujeme na deterministické (předpokládané) a stochastické (pravděpodobnostní).

Čtěte také: Obnovitelné zdroje: Sluneční záření

• Deterministické účinky ionizujícího záření se projevují až při dosažení či překročení dávkového prahu, který je individuální dle charakteru dané tkáně.
• Stochastické účinky nemají jasně definovaný dávkový práh, k projevům poškození dochází lineárně při působení jakékoliv dávky.

Ochrana před ionizujícím zářením

Vzhledem k možným negativním účinkům ionizujícího záření na lidský organismus se v praxi využívá tří základních principů pro ochranu před tímto zářením: ochrana časem, ochrana vzdáleností a ochrana stíněním.

• čas - čím kratší bude expozice, tím menší bude dávka záření (lineárně),
• vzdálenost - obdržená dávka klesá s druhou mocninou vzdálenosti,
• stínění - závisí na tloušťce a materiálu stínidla.

Princip ochrany stíněním před účinky radioaktivního (ionizujícího) záření spočívá v použití překážky z určitého materiálu, která se umístí mezi zdroj záření a předpokládané místo výskytu chráněných osob. Pro gama záření je třeba použít prvků s vysokou hustotou a vysokým protonovým číslem, nejčastěji olovo (Pb).

Množství pohlceného (odstíněného) a množství prošlého záření lze popsat exponenciálním vztahem I = I o . e -u . d(platí pro rovnoběžný svazek záření), kde I je intenzita prošlého záření, Io je výchozí intenzita záření, d je tlouštka překážky a u je lineární součinitel zeslabení. Intenzita prošlého záření I tedy klesá exponenciálně s rostoucí tloušťkou stínící vrstvy d.

Zeslabení intenzity záření absorbční (stínící) vrstvou tloušťky d se pomocí polotloušťky d1/2 dá vyjádřit jednoduchým vztahem I / Io = 2 -d/(d1/2) , kde I je intenzita prošlého záření, Io je výchozí intenzita záření, d je tloušťka stínění a d1/2 je polotlouštka absorpce.

Regulace ozáření z přírodních zdrojů v ČR

Regulace ozáření z přírodních zdrojů záření má v ČR dlouhou historii, první požadavky byly stanoveny pro pracovníky uranového průmyslu vyhláškou č. 59/1972 Sb. Ozáření obyvatel z nově vyráběných stavebních materiálů a v nově postavených budovách je regulováno již od roku 1991, tehdy vyhláškou č. 76/1991 Sb. Atomový zákon č. 18/1997 Sb., přinesl první ucelený systém požadavků na regulaci přírodního ozáření pracovníků i jedinců z obyvatelstva.

Dnem 1. 1. 2017 vstoupil v účinnost nový atomový zákon č. 263/2016 Sb. a jeho prováděcí předpisy, které přinesly v oblasti radiační ochrany nové změny týkající se regulace ozáření fyzických osob z přírodních zdrojů záření. Z působnosti atomového zákona je výslovně vyjmuta např. problematika obsahu přírodních radionuklidů v pitné vodě určené k individuálnímu zásobování, konzumace minerální vody a také ozáření z přírodního pozadí.

Atomový zákon definuje tři expoziční situace (dále jen ES): Plánované, Nehodové a Existující. Regulace se může týkat potenciálně velikého množství budov a pracovníků. SÚJB využil veliké výhody možnosti využití výsledků dlouhodobého měření radioaktivity v podloží i v budovách na území celé ČR. Ve spolupráci se SÚRO, v.v.i., stanovil v nové legislativě odborně a statisticky podložená věrohodná kritéria pro určení oblastí a druhu pracovišť, která regulaci v těchto oblastech podléhají od roku 2018.

Referenční úroveň pro objemovou aktivitu radonu je nyní hodnota 300 Bq/m3. Pro obsah přírodních radionuklidů v pitné vodě dodávané pro veřejnou potřebu a ve vodě balené jsou stanoveny referenční úroveň objemové aktivity 100 Bq/l. Nejvyšší přípustná hodnota objemové aktivity radonu je 300 Bq/l a referenční úroveň indikativní dávky z příjmu ostatních přírodních radionuklidů vyskytujících se ve vodě (s výjimkou tritia, draslíku 40, radonu a krátkodobých produktů jeho přeměny) 1 mSv/rok.

Možnost státu poskytnout dotaci na provedení účinného opatření je upravena atomovým zákonem. Dotace je poskytnuta podle podmínek uvedených ve vyhlášce SÚJB č. 362/2016 Sb., a postup při poskytování dotace je upraven ve vyhlášce MF č. 464/2016 Sb.

Radiační ochrana jedinců z obyvatelstva přítomných na pracovištích (např. Radonový program, tento název se používá pro národní radonovou strategii pro regulaci ozáření obyvatel z radonu. V současné době je v platnosti nový Národní akční plán pro regulaci ozáření z radonu („RANAP“) který navazuje na předchozí programy stanovené pro období 2010-2019 a období 2000-2009.

tags: #ionizující #záření #v #přírodě #zdroje

Oblíbené příspěvky:

• Odpadkový koš jako designový prvek
• Průvodce tříděním svíček
• Změny v Linkách Příbram a Rožmitál
• Obnovitelné zdroje energie
• Jak zachránit nemocný strom