Нормальная радиация: атмосферные осадки и радиационный фон

Здесь под радиационным фоном мы понимаем ту часть радиоактивного фона, которая определяется гамма и бета излучением, фиксируемым бытовыми и полупрофессиональными дозиметрами. На практике эти приборы не различают тип радиоактивного распада. 

Радиоактивность постоянно присутствует в окружающем нас пространстве, создавая естественный радиоактивный фон.

Радиоактивный фон представлен двумя группами радиоактивных веществ:

• космического происхождения – это вещества, возникшие в результате взаимодействия космических лучей с атомами воздуха;
• геологического происхождения – эти вещества находятся в земной коре и в основном определяют уровень радиоактивности в нижнем слое атмосферы (в тропосфере).

Радиационный фон только в среднем постоянен, и на относительно коротких промежутках времени может испытывать некоторые динамические изменения, то увеличиваясь, то уменьшаясь.

Уран в незначительных количествах рассеян в земной коре. В результате распада ядер урана-238 (U238) выделяется радиоактивный газ радон (Rn222) с периодом полураспада около 4 суток. Радон непрерывно выделяется из почвы в атмосферу, заполняет нижнюю часть тропосферы. 

Ядро радона 222 претерпевает череду радиоактивных превращений, как следствие, накапливаются нестабильные ядра свинца-214 (Pb214) с периодом полураспада 27 минут и висмут-214 (Bi214) с периодом полураспада 20 минут. Радиоактивный свинец и висмут образуют кластеры, которые присоединяются к аэрозольным частицам (кристаллы солей, пыль, капли воды), постоянно присутствующим в атмосфере, формируя естественный фон радиации.

Аэрозольные частицы (порядка 0,1–0,3 мкм) постоянно осаждаются из атмосферы на поверхность земли. Скорость такого осаждения в дождливый день 3000 метров, в день без осадков не более 50 метров.

Конденсация водяного пара происходит или на твердых частицах или на кристаллах льда. Таким образом, облака концентрируют аэрозоли, в том числе и продукты распада радона (свинец и висмут). Следствием этого процесса является заметное повышение естественного радиоактивного фона во время дождя и постепенное его снижение после.

Это кратковременное и заметное повышение радиоактивного фона в зарубежной литературе получило наименование «radon washout».