Přírodní radioaktivita a problematika radonu

Obavy obyvatelstva z radioaktivity jsou dnes soustředěny zejména na umělé zdroje záření, zvláště na jaderná zařízení. Většina lidí ani netuší, že zdaleka největší ozáření obyvatelstva je způsobeno zdroji přírodními (viz následující obrázek).

Přírodnímu ozáření byly organismy vystaveny odjakživa a do značné míry nevyhnutelně. Toto ozáření je přitom nerovnoměrné - některé skupiny osob na Zemi jsou ozářeny dávkami, které o jeden až dva řády převyšují světový průměr a ve výjimečných případech jsou na samé hranici dávek pro deterministické účinky záření. Je určitým paradoxem, že vůbec největšímu ozáření obyvatelstva, způsobenému radonem v ovzduší budov, začala být věnována pozornost teprve na přelomu 70. a 80. let. V některých rodinných domech v České republice byly nalezeny dokonce tak vysoké úrovně radonu pronikajícího z geologického podloží, že jeho koncentrace převyšují více než 10x mezní hodnoty koncentrací radonu v uranových dolech a odpovídající každoroční dávky obyvatelům těchto domů jsou na úrovni více než stonásobku průměrné dávky obyvatelstvu.

Některé složky ozáření z přírodních zdrojů jsou ovlivněny lidskou činností a je rozumné je regulovat. Příkladem jsou protiradonová opatření při výstavbě nových nebo rekonstrukci stávajících budov, opatření ke snížení ozáření osob při využívání podzemních zdrojů vody s vyšším obsahem přírodních radionuklidů, regulace uvolňování přírodních radionuklidů do životního prostředí při některých průmyslových činnostech. Na této stránce vás chceme informovat o této zajímané problematice.

Přírodní radioaktivita a její rozdělení

Přírodní ozáření je způsobeno dvěma odlišnými zdroji:

A. kosmickým zářením dopadajícím na Zemi z vesmíru, které ozařuje člověka zejména externě v závislosti na nadmořské výšce a poloze na Zemi
B. přírodními radionuklidy, které se vyskytují v našem životním prostředí. Ty se dají podle původu rozdělit do tří skupin:
- Kosmogenní radionuklidy, které vznikají průběžně jadernými reakcemi při interakci kosmického záření se stabilními prvky zejména ve vnějším obalu Země (např. známý izotop ¹⁴C reakcí ¹⁴N(n,p)¹⁴C ), dalšími jsou např. ³H, ⁷Be, ²²Na aj.
- Původní primordiální radionuklidy, které vznikly v raných stádiích vesmíru a díky velmi dlouhému poločasu rozpadu (>10⁸ roků) se dosud vyskytují na Zemi ve významném množství (např. ²³⁸U, ²³⁵U, ²³²Th, ⁴⁰K, ⁸⁷Rb aj.). Řada dalších původně přítomných radionuklidů kvůli kratšímu poločasu již vymřela nebo jsou prakticky nedetekovatelné.
- Radionuklidy vznikající sekundárně z původních radionuklidů tvořících rozpadové řady. Ze čtyř možných rozpadových řad: uran-radiové (vychází od ²³⁸U), thoriové (od ²³²Th), aktiniové (od ²³⁵U) a neptuniové (od ²³⁷Np) se v přírodě setkáme pouze s prvními třemi.

Poslední dvě skupiny přírodních radionuklidů jsou "Zemního" původu, a proto se označují jako terestrální.

Z hlediska ozáření člověka jsou významné jen některé přírodní radionuklidy. Zevní ozáření gama člověka způsobuje především přítomnost ²²⁶Ra (resp. uranu), ²³²Th a ^40K v horninách a půdách povrchové vrstvy Země (jde o vrstvu několik desítek centimetrů). Průměrný dávkový příkon od terestrálních radionuklidů ve světě se uvádí kolem 0,057 µGy/h, extrémní hodnoty byly naměřeny na monazitových píscích (Guarapari v Brazílii až 50 µGy/h, Kerala v Indii 2 µGy/h) nebo na horninách s vysokou koncentrací radia (Ramsar v Iránu 1 - 10 µGy/h).

Z hlediska vnitřního ozáření je zcela dominantní radon (²²²Rn) a thoron (²²⁰Rn) a jejich produkty přeměny. Radonu jsou proto věnovány podrobně další stránky.

Významným radionuklidem z hlediska vnitřního ozáření je izotop draslíku ⁴⁰K. Koncentrace draslíku v těle je přísně homeostaticky udržována, proto i koncentrace ⁴⁰K v těle je prakticky stejná u všech osob, a to na úrovni okolo 55 Bq/kg, což odpovídá průměrné roční efektivní dávce 0,17 mSv. Dále je třeba hlediska vnitřního ozáření věnovat pozornost izotopům radia ²²⁶Ra a ²²⁸Ra, uranu ²³⁸U, ²³⁴U, polonia ²¹⁰Po a olova ²¹⁰Pb. V příjmu těchto radionuklidů (a odpovídajících dávkách) mohou být velké rozdíly u jednotlivých osob nebo skupin obyvatelstva. S výjimkou inhalace radonu a jeho produktů, které mají na svědomí nejvyšší dávky obyvatelstvu, je obecně podstatně větší příjem radionuklidů ingescí než inhalací.

Podíl tzv. kosmogenních radionuklidů (nikoliv kosmického záření) je z hlediska ozáření obyvatelstva zanedbatelný, jen jako zajímavost je vhodné připomenout význam těchto radionuklidů pro určování stáří předmětů pomocí ¹⁴C, ³H.