3. ДЖЕРЕЛА РАДІОАКТИВНИХ РЕЧОВИН ТА ІОНІЗУЮЧИХ ВИПРОМІНЮВАНЬ

Іонізуючі випромінювання не є незвичайним чи новим фактором на Землі. Все живе й неживе в усі епохи розвитку та існування нашої планети піддавалось їх дії. Більш того, є підстави вважати, що у далекі часи формування Землі, в тому числі й тоді, коли життя на ній тільки зароджувалось й ще тривали активні тектонічні процеси, інтенсивність іонізуючої радіації була значно вищою, ніж тепер.

Розрізняють два основних джерела іонізуючих випромінювань – космічне випромінювання та випромінювання радіонуклідів.  Космічне випромінювання складається з галактичного та сонячного.Випромінювання радіонуклідів включає випромінювання природних радіонуклідів та штучних радіонуклідів. Перші три види випромінювання – галактичне, сонячне та випромінювання природних радіонуклідів утворюють так званий природний радіаційний фон. Виділяють також випромінювання штучних генераторів іонізуючої радіації.

Космічне випромінювання складається з галактичного та сонячного. У ньому виділяють також первинне та вторинне випромінювання. Первинне космічне випромінювання являє собою потік частинок високих енергій, що надходять на Землю з міжзоряного простору. Воно складається переважно з  протонів – ядер водню (приблизно 79%) та α-частинок (близько 20%). У незмірно менших кількостях у ньому присутні нейтрони, електрони, фотони, ядра деяких легких та важких елементів.

Основна частка первинного космічного випромінювання виникає у межах нашої Галактики внаслідок ядерних і термоядерних процесів, що супроводжують виверження та випаровування матерії при зоряних вибухах та виникненні наднових зірок. Це і є саме галактичне випромінювання. При сонячних спалахах виникає сонячне випромінювання.

Середня енергія космічного випромінювання складає 10⁹ еВ, хоча енергія окремих його видів може досягати 10¹⁷–10²¹ еВ. Припускається, що останні види мають позагалактичне проходження – надходять з метагалактики, набуваючи таких високих енергій за рахунок багатократного прискорення у перемінних електромагнітних полях різних небесних тіл, у хмарах космічного пилу, в оболонках нових та наднових зірок.

Сонячне космічне випромінювання має у порівнянні з галактичним більш низькі енергії – до 4 × 10¹⁰ еВ. Тут можна відзначити для порівняння, що рентгенівське та γ-випромінювання, з котрим переважно працюють радіобіологи, має енергії, відповідно, 0,12–12,00×10³ та 1,2–5,0×10⁶ еВ.

Вік галактичного сонячного випромінювання, тобто час його проходження з Галактики до Землі складає до 10⁶–10⁷ років. Цим пояснюється практично повна відсутність у його складі нейтронів, котрі виникають у великих кількостях при всіх ядерних процесах, але за цій час встигають розпастися. Низький вміст електронів і фотонів у складі галактичного випромінювання пов’язаний з їх поглинанням космічним пилом у галактичному просторі.

Вторинне космічне випромінювання виникає внаслідок взаємодії високо енергетичного первинного з ядрами нуклідів, що входять до складу атмосфери. Воно складається практично з усіх відомих на теперішній час елементарних частинок – протонів, електронів, нейтронів, фотонів, піонів, мюонів, мезонів та багатьох інших. Їх енергія також достатньо висока для того, щоб індукувати подальші ядерні перетворення.

Космічне випромінювання має велику інтенсивність в основному за межами земної атмосфери. На висоті приблизно 40–50 км переважає первинне космічне випромінювання. Максимальна інтенсивність вторинного випромінювання спостерігається на висоті 20–25 км. Із зменшенням висоти його інтенсивність падає і досягає мінімуму на рівні моря. Тому цілком природно, що доза опромінення за рахунок космічного випромінювання зростає з висотою над рівнем моря. Так, якщо у поверхні Землі потужність дози, що формується за рахунок космічного випромінювання, складає 0,02–0,04 мкЗв/год, то в межах до 10 км вона через кожні 1,5 км висоти приблизно подвоюється. І жителі високо гірських поселень, розташованих на висоті 2–5 км, одержують дозу приблизно у 5–10 разів більшу. На висоті 10–12 км, що відповідає трасам надвисотних літаків, потужність дози досягає 3–5 мкЗв/год. На висоті 20 км, де здійснюють польоти надзвукові літаки вона в залежності від геомагнітної широти місцевості змінюється в межах 5–15 мкЗв/год.