تابش زمینه

تابش زمینه یا تابش نهانی یا پرتوزایی زمینه یک تابش یونیزاسیون است که در محیط پخش می‌شود و می‌تواند منبعی طبیعی یا مصنوعی داشته باشد. منابع طبیعی آن شامل پرتوهای کیهانی و تابش طبیعی از موادی مانند رادون است. منابع مصنوعی نیز شامل باران رادیواکتیو در نتیجه آزمایش جنگ‌افزارهای هسته‌ای و حادثه هسته‌ای (رویدادی در مکان‌هایی مانند نیروگاه‌های هسته‌ای که پی آمدهای مهمی برای مردم و محیط و دستگاه‌ها به دنبال دارد) می‌باشد.
تعریف
واژه تابش زمینه یا تابش نهانی، معانی مختلفی دارد بر حسب اینکه آیا دوز تابش محیط در نظر گرفته شده، یا تفاوت بین حادثه هسته‌ای زمینه و منبع خاصی از تابش.
برای مثال، در مفهوم ایمنی تابش، آژانس بین‌المللی انرژی اتمی، تابش نهانی را اینطور تعریف می‌کند: تابش نهانی مقداری است قابل اختصاص به همه منابع غیر از آن منبع یا منابعی که مشخص شده‌اند. پس تفاوتی است بین مقدار کل منابعی که عارضه هسته‌ای در یک مکان هستند که به عنوان تابش نهانی تعریف می‌شوند و مقدار یک منبع خاص.
اهمیت این جایی است که اندازه‌گیری تابش باید از یک منبع خاص تابش صورت پذیرد و عارضه نهانی بر اندازه‌گیری آن تاثیر می‌گذارد. مثال آن تشخیص آلودگی رادیواکتیو در اشعه گامای نهانی است، که سبب افزایش جمع مقدار خوانده شده بالاتر از مقدار مورد انتظار در آلودگی تنها می‌شود.
به هر روی، اگر منبع تابش خاصی در نظر گرفته نشده باشد، آنگاه جمع مقدار اندازه‌گیری شده در یک مکان، بطور کلی تابش نهانی یا تابش زمینه گفته می‌شود. این مورد معمولا در جایی استفاده می‌شود که مقدار محیطی در مبحث محیط زیست اندازه‌گیری می‌شود.
نمونه‌هایی از مقدار تابش زمینه یا نهانی
تابش نهانی در زمان‌ها و مکان‌های مختلف، متفاوت است. در این جدول نمونه‌هایی آمده‌است:
+ میانگین سالانه در معرض قرار گرفتن انسان در برابر تابش یونوزاسیون بر حسب میلی سیورت (mSv) در سال
منبع تابش
جهانی
امریکا
ژاپن
ملاحظه
استنشاق از هوا
1.26
2.28
0.40
بطور عمده از گاز رادون, depends on indoor accumulation
بلعیدن از طریق غذا و آب
0.29
0.28
0.40
(K-40, C-14, etc.)
تابش زمینی از خاک
0.48
0.21
0.40
وابسته به خاک و مصالح ساختمانی
تابش کیهانی از فضا
0.39
0.33
0.30
وابسته به ارتفاع
جمع موارد طبیعی
2.40
3.10
1.50
گروه‌های جمعیتی قابل ملاحظه‌ای 10 تا 20 mSv دریافت می‌کنند
پزشکی
0.60
3.00
2.30
worldwide figure excludes radiotherapy; US figure is mostly CT scans and nuclear medicine.
موارد مصرفی
0.13
سیگار، سفر هوایی ، مصالح ساختمانی و غیره
آزمابش هسته‌ای در اتمسفر
0.005
0.01
peak of 0.11 mSv in 1963 and declining since; higher near sites
در ارتباط با شغل
0.005
0.005
0.01
worldwide average to workers only is 0.7 mSv, mostly due to radon in mines; US is mostly due to medical and aviation workers.
حادثه چرنوبیل
0.002
0.01
peak of 0.04 mSv in 1986 and declining since; higher near site
چرخه سوخت هسته‌ای
0.0002
0.001
up to 0.02 mSv near sites; excludes occupational exposure
دیگر موارد
0.003
صنعتی، امنیتی، پزشکی، آموزشی و تحقیقاتی
جمع موارد مصنوعی
0.61
3.14
2.33
جمع کل
3.01
6.24
3.83
میلی سیورت (mSv) در سال
منابع طبیعی تابش
موزه آزمایش اتمی در یک روز داغ تابستانی. سطح تابش گاما را 9.8 R/h یا (0.82 mSv/a) نشان می‌دهد. که بسیار نزدیک به مقدار میانگین جهانی تابش زمینه 0.87 mSv/a از منابع کیهانی و زمینی است.
مواد رادیواکتیو در سراسر طبیعت وجود دارند که در خاک، سنگ، آب، هوا و گیاهان قابل شناسایی هستند و بوسیله استنشاق یا بلعیدن به داخل بدن راه پیدا می‌کنند. علاوه بر اینکه انسان‌ها از داخل بدن در معرض آن‌ها قرار می‌گیرند، به صورت خارجی نیز در معرض مواد رادیواکتیو خارج از بدن و فضا (تابش کیهانی) هستند. میانگین مقدار طبیعی آن در حدود 2.4 میلی سیورت در سال است. این مقدار چهار برابر مقدار میانگین جهانی رادیواکتیو مصنوعی است، که در سال 2008 مقدار آن در حدود 0.6 mSv در سال داشته‌است. در برخی کشورهای ثروتمند، به دلیل استفاده زیاد از تصویربرداری پزشکی، مقدار میانگین مصنوعی بیشتر از مقدار رادیواکتیو طبیعی است. در اروپا، رادیواکتیو طبیعی از زیر 2 mSv در سال در کشور انگلستان تا بیش از 7 mSv در سال برای بعضی از گروه‌ها در کشور فنلاند متغیر است.
آژانس بین‌المللی انرژی اتمی بیان می‌دارد:
"قرار گرفتن در معرض پرتوهای رادیواکتیو تولید شده از منابع طبیعی، در زندگی روزمره غیر قابل گریز است. اما در بعضی موقعیت‌های ویژه، لزوم آشناسازی و معرفی رسمی معیارهای سلامتی باید درنظر گرفته شود. برای مثال در موقعیت‌هایی که با اورانیوم یا ثوریوم و دیگر مواد پرتوزای طبیعی (NORM) کار می‌شوند، توجه و تمرکز بیشتر آژانس را در سال‌های اخیر موجب می‌شوند."
مناطقی با تابش زمینه طبیعی بالا
بعضی از مناطق حاوی دوز یا مقدار بالایی از میانگین کشوری هستند. بطور کلی در جهان، مکان‌هایی با تابش زمینه طبیعی بالا شامل رامسر در ایران، گوآراپری در برزیل، کروناگاپالی در هند، آرکارولا در استرالیا و یانگ جانگ در چین هستند.
منابع مصنوعی تابش
نمایشگرها میزان تابش محیطی را 0.120 تا 0.130 Sv در ساعت یا (1.05-1.14 mSv/a) در یک نیروگاه هسته‌ای نشان می‌دهند، که شامل تابش زمینه طبیعی از منابع کیهانی و زمینی می‌شود.مقدار میانگین قرار گرفتن در معرض تابش مصنوعی 0.6 mSv/a است، که منبع اصلی آن تصویر برداری پزشکی است که بسته به میزان مراقبت‌های پزشکی و جمعیت یک کشور متغیر است. از دیگر موارد می‌توان از اثرات سیگار، سفرهای هوایی(برای پرسنل پرواز)، مصالح ساختمانی پرتوزا، آزمایش جنگ افزارهای هسته‌ای در طول تاریخ، حوادث نیروگاه‌های هسته‌ای و عملکرد صنعت هسته‌ای نام برد.
آزمایش هسته‌ای در اتمسفر
انفجارهای هسته‌ای در بالای سطح زمین بین دهه‌های 1940 و 1960 باعث پراکنده شده مقدار قابل توجهی از رادیواکتیو و آلودگی شدند. بعضی از این آلودگی‌ها محلی هستند و به صورت سریع پخش می‌شوند در حالیکه بعضی دیگر، مسافت طولانی را طی می‌کنند و به عنوان باران رادیواکتیو شناخته می‌شوند؛ برخی از این مواد در سراسر جهان پخش می‌شوند. افزایش تابش زمینه زمانی بود که به دلیل این آزمایش‌ها در سال 1963 به اوج خود، به مقدار تقریبی 0.15 mSv/a جهانی، یا 7% مقدار میانگین تابش زمینه همه منابع رسید. پیمان منع جزئی آزمایش هسته‌ای در سال 1963، از آزمایش‌های فوق سطح زمین جلوگیری کرد، که سرانجام این مقدار در سال 2000 به 0.005 mSv در سال کاهش یافت.
حوادث هسته‌ای
در حالت معمولی ، رآکتورهای هسته‌ای با رهاسازی مقدار کمی از گازهای رادیواکتیو، سبب پخش مقدار پایینی از پرتوها به عموم مردم می‌شوند. رویدادهای طبقه‌بندی شده در مقیاس بین‌المللی حادثه هسته‌ای همگی باعث انتشار مواد زاید رادیواکتیو به محیط نمی‌شوند بلکه حجم بالای انتشار رادیواکتیو از رآکتورهای هسته‌ای بندرت اتفاق می‌افتد. تا به حال دو حادثه بزرگ غیرنظامی - حادثه چرنوبیل و فوکوشیما 1 سبب آلودگی قابل توجهی شده‌اند. حادثه چرنوبیل تنها مورد مرگ سریع بود.
مقدار انتشار یافته توسط حادثه چرنوبیل از 10 تا 50 mSv در مناطق تحت تاثیر در طول 20 سال متغیر بود که در سال‌های اولیه بیشترین مقدار را داشت و برای برچینندگان نظامی و غیرنظامی سایت چرنوبیل در اتحاد جماهیر شوروی تاثیری بالای 100 mSv را به همراه داشت که موجب مرگ عده‌ای گشت.
سوخت هسته‌ای ، و زغال.