Невидимые лучи вокруг нас

Хорошо известно, что все части растения строятся из продуктов фотосинтеза. Таким образом, углеводы, жиры, белки и другие компоненты растений, содержащие углерод, будут слабо радиоактивны (содержат С¹⁴) и, поступая в качестве пищи в организм животного и человека, создают постоянно действующий небольшой уровень внутреннего облучения. Период полураспада С¹⁴ очень велик (5720 лет), поэтому он существует тысячелетия на нашей планете. Определяя удельную активность углерода ископаемых растений (каменный уголь и др.) и растений, выросших в наше столетие, можно рассчитать (вводя поправки на известную скорость распада), с какой скоростью поступает в биосферу радиоактивный углерод из стратосферы. Такие расчеты показали, что скорость его поступления уравновешивается распадом и выведением из биосферы (осаждение карбонатов в океанах и морях, захоронение). Благодаря этому многие тысячелетия концентрация радиоактивного углерода в окружающем нас мире остается постоянной.

Установлено, что скорость образования С¹⁴ в верхних слоях атмосферы составляет 2,28 атома в 1 см³ в секунду. Это значит, что за год его образуется 0,038 МКи. Эта цифра согласуется с содержанием С¹⁴ в атмосфере в целом, которое равно 3,8 МКи.

В атмосфере содержится около 1/60 части всего углерода (биосфера, океан, осадочные породы). На нашей планете около 230 МКи С¹⁴, что сообщает природному углероду активность, равную 6,1 пКи на 1 г углерода. Это очень слабая активность, дающая за год облучение тканей человека в пределах 0,5–2,2 мрад.

Значительно больший вклад в суммарную активность вносит такой природный нуклид, как радиоактивный изотоп калия К⁴⁰. В обычном калии всегда содержится в очень небольшом количестве (0,0118 %) радиоактивный изотоп К⁴⁰. Без калия не происходит нормального развития организмов, без него невозможна жизнь. Содержание калия строго регулируется как в животном, так и в растительном организмах. Его концентрация в растениях выше, чем в животных тканях. (Калий концентрируется во внутриклеточном пространстве, и его сравнительно мало в межклеточной жидкости.) Существуют специальные механизмы, работающие в биомембранах, которые регулируют распределение калия в организме человека. Его содержание в эритроцитах крови достигает 460 мг%, в мышцах — 360 мг%, в головном мозге — 330 мг%. Калия мало в костной ткани (50 мг%) и значительно меньше в сыворотке крови (20 мг%). В мужском организме по сравнению с женским его больше, особенно в период полового созревания. Молодой, энергично функционирующий организм содержит больше калия на 1 кг веса, чем старый. Эти данные получены при обследовании 859 человек обоего пола в камерах, позволяющих учитывать уровень и спектр излучения всего тела.

Соответственно содержанию калия меняется и облученность ткани от К⁴⁰. Исходя из его среднего содержания в человеческом организме (200 мг%), можно рассчитать, что К⁴⁰ усилит общую мощность облучения на 19 мрад/год. В различных тканях эта величина колеблется: в гонадах 9–21, ткани легких 10–24 и в костном мозге 16–38 мрад/год.

Облученность растений, содержащих до 400 мг% калия, составит 40 мрад/год. Несколько большую облученность получат семена с повышенным содержанием калия. Так, например, в бобах, фасоли, горохе содержание этого элемента доходит до 900–1200 мг%. Внесение калийных удобрений повышает облученность прорастающих семян и корней растений.

Морские животные активно поглощают калий из окружающей среды. Коэффициент накопления калия в мышцах широко варьирует у различных видов морских организмов от 2–5 у кишечнополостных до 9–19 у рыб. Соответственно будет варьировать и мощность облучения этих животных от аккумулированного калия.

В природном рубидии содержится 27,8 % радиоактивного рубидия. Но концентрация рубидия в нашем теле, как и в окружающей среде, очень мала (4–10 мкг/г). Его физиологическая роль пенена, а суммарная доза облучения очень мала (0,3–0,4 мрад/год).

Уран, торий, радий повсеместно распространены в земной коре. Как показали специальные эксперименты, торий почти не усваивается растениями. Его содержание ничтожно мало в собираемом урожае и в зеленой массе растений, поэтому его можно не рассматривать как внутренний излучатель в организмах растений, животных и человека.

Иначе ведут себя уран и радий. Соли урана из почвы поступают в растение. Некоторые виды растений активно концентрируют уран. Было даже предложено использовать некоторые виды как своеобразные индикаторы присутствия урана в окружающей среде. Содержание урана в различных растениях отличается более чем на четыре порядка. Многие низшие растения, например мхи, лишайники, накапливают в своих тканях уран, особенно на почвах, богатых этим нуклидом. Среди высших растений тоже обнаружены отдельные представители с высоким содержанием урана (тысячелистник, дрок беловатый, бук лесной, кипарисовник Лоусона и др.). Повышенное содержание урана было отмечено в семенах высших растений, спорах низших грибов.