Что такое естественная радиоактивность?

Термин «естественная радиоактивность» относится к любому источнику радиоактивности, который не создан человеком. Основными источниками естественной радиоактивности являются космическое излучение, земное излучение и излучение вещества в организме человека. В то время как высокие уровни излучения, создаваемого искусственными устройствами, убивают клетки человека и могут вызывать рак, естественные низкие уровни не оказали вредного воздействия на здоровье. Каждый человек получает в среднем 2,4 миллисиверта (мЗв) естественной радиации в год, хотя эта сумма варьируется в зависимости от географического положения и рода занятий

Космическое излучение состоит из субатомных частиц из космоса, в основном протонов и ядер водорода. Солнце также испускает излучение во время солнечных вспышек. Когда эти заряженные частицы попадают в атмосферу Земли, они сталкиваются с атомами и молекулами атмосферы, создавая субатомные частицы других типов и радиоактивные изотопы, включая углерод-14.

Изотопы данного элемента будут иметь протоны с одинаковым числом, но число нейтронов будет другим. Углерод-14 имеет ядро, которое содержит 6 протонов и 8 нейтронов, что составляет в общей сложности 14 ядерных частиц. Этот изотоп радиоактивен, что означает, что он самопроизвольно подвергается распаду и испускает частицы. Углерод-14 испускает электрон для распада в стабильный изотоп азот-14 в течение фиксированного периода времени. Материалы, содержащие углерод-14, могут быть размещены в геологическое время с использованием процесса, известного как радиоуглеродное датирование, при котором количество углерода-14 в материале используется для определения его возраста.

Земное излучение является вторым основным источником естественной радиоактивности. Это излучение исходит от изотопов углерода и калия, а также тория и урана, которые могут быть обнаружены в почве, камнях или воде. Последние два изотопа распадаются на радон и радий, которые являются чрезвычайно радиоактивными, хотя и редкими. Скорость их распада также довольно велика - например, урана-238 имеет период полураспада 4,5 миллиарда лет, а это означает, что требуется 4,5 миллиарда лет для того, чтобы данное количество вещества было уменьшено посредством распада вдвое. Длительный период полураспада урана делает его влияние на человека незначительным.

В дополнение к наземным и космическим источникам естественной радиоактивности вещества в организме человека также производят излучение. Множество радиоактивных изотопов, обнаруженных в организме человека, имеют наземный источник, поскольку они попадают в организм через пищу, воду или воздух. К ним относятся углерод-14, калий-40, уран, торий, радий и некоторые другие. Концентрации этих веществ по большей части довольно низкие, причем самыми высокими являются концентрации углерода и калия.

Количество естественной радиоактивности, которую получает человек, зависит от географического положения. Определенные области содержат почвы, обогащенные определенным изотопом из-за месторождений полезных ископаемых или органических процессов. Например, водно-болотные угодья могут содержать больше урана из-за распада органического материала, содержащего этот элемент. Области более высокой высоты имеют тенденцию получать больше космического излучения, так как они находятся выше в атмосфере. Астронавты и пилоты получают больше космического излучения ежедневно, чем средний человек по той же причине.