Номер 4, страница 223 - гдз по физике 11 класс учебник Касьянов

Вопросы. § 61. Биологическое действие радиоактивных излучений. Глава 7. Физика атомного ядра - номер 4, страница 223.

4. Какое ионизирующее излучение представляет естественный радиационный фон? Чему равно среднее значение эквивалентной дозы поглощённого излучения, обусловленной естественным радиационным фоном?

Решение

Естественный радиационный фон — это постоянно действующее ионизирующее излучение, которое создается природными источниками и которому подвергаются все живые организмы на Земле. Он представляет собой сложную совокупность излучений разного вида и происхождения. Основными его составляющими являются:

1. Космическое излучение. Это поток высокоэнергетических частиц (в основном протонов и ядер гелия), приходящих из космоса. При взаимодействии с ядрами атомов в верхних слоях атмосферы они создают вторичное космическое излучение (нейтроны, мюоны, электроны, гамма-кванты), которое достигает поверхности Земли. Интенсивность космического излучения зависит от высоты над уровнем моря (увеличивается с высотой) и от географической широты (выше у полюсов).

2. Земное излучение (терригенное). Это излучение от естественных радионуклидов, которые содержатся в земной коре, почве, горных породах, воде и строительных материалах. Наибольший вклад вносят радиоактивные семейства урана-238, тория-232, а также долгоживущий изотоп калий-40.

3. Внутреннее облучение. Это излучение от радионуклидов, которые попадают в организм человека с вдыхаемым воздухом, пищей и водой. Главный вклад (около половины дозы от естественных источников) вносит ингаляция радиоактивного газа радона ($^{222}Rn$) и его короткоживущих дочерних продуктов распада. Также значимыми являются калий-40 ($^{40}K$) и углерод-14 ($^{14}C$), которые являются естественными компонентами человеческого тела.

Таким образом, естественный радиационный фон — это суммарное излучение от космических, земных и инкорпорированных (находящихся внутри организма) источников.

Эквивалентная доза — это величина, используемая для оценки биологического воздействия ионизирующего излучения на организм человека. Она учитывает, что разные виды излучения при одинаковой поглощенной дозе вызывают разный биологический эффект. Единицей измерения эквивалентной дозы в системе СИ является зиверт ($Зв$).

Среднее значение годовой эффективной эквивалентной дозы облучения, получаемой человеком от всех естественных источников радиации, по данным Научного комитета ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН), составляет приблизительно $2,4$ миллизиверта в год ($2,4 \ мЗв/год$). Эта величина является усредненной для всего населения Земли. В зависимости от конкретного места проживания (геологических особенностей, высоты над уровнем моря) и образа жизни, реальные значения могут варьироваться в диапазоне от $1$ до $10 \ мЗв/год$ и даже выше в некоторых регионах мира с высоким естественным радиационным фоном.

Ответ: Естественный радиационный фон представляет собой ионизирующее излучение от трех основных групп природных источников: космического излучения, земного излучения (от радионуклидов в земной коре) и внутреннего облучения (от радионуклидов, попавших в организм). Среднее значение эквивалентной дозы, обусловленной естественным радиационным фоном, составляет около $2,4 \ мЗв/год$.