Распределение мощности эквивалентной дозы гамма-излучения и дозовые нагрузки от природных источников ионизирующего излучения в регионах Северного Кавказа

Ростов-на-Дону — Таганрог
Издательство Южного федерального университета
2022

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ 
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
«ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Е. А. Бураева
Н. В. Маломыжева
А. А. Ширяева
 
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ  
МОЩНОСТИ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ДОЗЫ 
ГАММА-ИЗЛУЧЕНИЯ И ДОЗОВЫЕ НАГРУЗКИ  
ОТ ПРИРОДНЫХ ИСТОЧНИКОВ 
ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ  
В РЕГИОНАХ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА

Монография

УДК [550.35:539.16]:574(470.6)(035.3)
ББК 35.362.09+20.18(235.7)я44
 
Б 91

Печатается по решению Комитета при Ученом совете  
Южного федерального университета по естественнонаучному 
и математическому направлению науки и образования 
(протокол № 8 от 6 июля 2022 г.)

Рецензенты:

Юрасов Юрий Игоревич, доктор технических наук, заместитель директора 
ЮНЦ РАН по научной работе, ведущий научный сотрудник, заведующий отделом;
Малышевский Вячеслав Сергеевич, доктор физико-математических наук, 
заведующий кафедрой общей физики физического факультета 
Южного федерального университета

 
Бураева, Е. А.
Б 91  
Распределение мощности эквивалентной дозы гамма-излучения и дозовые нагрузки от природных источников ионизирующего излучения в регионах 
Северного Кавказа : монография / Е. А. Бураева, Н. В. Маломыжева, А. А. Ширяева ; Южный федеральный университет. — Ростов-на-Дону ; Таганрог : 
Издательство Южного федерального университета, 2022. — 202 с.

ISBN 978-5-9275-4255-0 
DOI 10.18522/801299992

В монографии представлены и обобщены результаты многолетних исследований (2000–2022 гг.) 
распределения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения на природных, природно-техногенных и урбанизированных территориях юга европейской части России (Северный Кавказ). Впервые 
для региона исследования установлено распределение гамма-фона на территориях городских и 
сельских поселений Ростовской области, Краснодарского и Ставропольского краев. Особое внимание в работе уделено оценке радиоактивности особо охраняемых природных территорий, зоны 
наблюдения Ростовской АЭС и природно-техногенной территории Новочеркасской ГРЭС Ростовской 
области. Монография предназначена для студентов высших учебных заведений естественнонаучного направления, а также для широкого круга читателей, интересующихся вопросами радиоэкологии, 
радиационной безопасностью человека и окружающей среды.
Монография подготовлена в рамках Государственного задания Минобрнауки России в сфере 
научной деятельности, проект № FENW-2020-0032 (0852-2020-0032), тема «Экологически чистые 
материалы для интеллектуальных сенсорных систем: от цифрового дизайна к производственным 
технологиям», в рамках тематики исследования «Экологически чистые материалы для инновационных мультифункциональных систем: от цифрового дизайна к производственным технологиям», 
внутренний номер БАЗ0110/20-3-07ИФ. Сроки выполнения: 2020–2022 гг.

 
УДК [550.35:539.16]:574(470.6)(035.3) 
ISBN 978-5-9275-4255-0 
ББК 35.362.09+20.18(235.7)я44

© Южный федеральный университет, 2022
© Бураева Е. А., Маломыжева Н. В., Ширяева А. А., 2022
© Оформление. Макет. Издательство 
Южного федерального университета, 2022

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ......................................................................................................6

1  ДОЗОВЫЕ НАГРУЗКИ НА НАСЕЛЕНИЕ И ОКРУЖАЮЩУЮ 
СРЕДУ ОТ ЕСТЕСТВЕННЫХ И ИСКУССТВЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ 
ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ ...............................................................7

1.1 Мощность эквивалентной дозы гамма-излучения. Общие 
сведения .............................................................................................7
1.2 Дозовые нагрузки от природных источников ионизирующих 
излучений ........................................................................................10
1.2.1 Годовые эффективные дозы от почв и строительных 
материалов ............................................................................10
1.2.2 Дозы от радона ......................................................................12
1.3 Радиационная обстановка в различных странах мира .................14

2  РЕГИОНЫ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА КАК ОБЪЕКТЫ 
РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА ...........................................16

2.1 Контрольные участки и модельные площадки на территории  
Ростовской области .........................................................................16
2.1.1 Особо охраняемые природные территории 
Ростовской области ..............................................................17
2.1.2 Зона наблюдения Ростовской АЭС ......................................24
2.1.3 Природно-техногенная территория Новочеркасской ГРЭС ..28
2.1.4 Территории городских и сельских поселений 
Ростовской области ..............................................................31
2.2 Контрольные участки и модельные площадки на территории 
Краснодарского края.......................................................................41
2.2.1 Контрольные участки на территориях городских 
и сельских поселений Краснодарского края ......................41
2.2.2 Площадка в урочище Малый Лиман ..................................45
2.3 Контрольные участки и модельные площадки на территории 
Ставропольского края (Кавказские Минеральные Воды) ...........47

2.4 Контрольные участки и модельные площадки на территории 
Республики Адыгея ........................................................................50
2.4.1 Площадки в Майкопском районе ........................................50
2.4.2 Площадка на плато Лагонаки  
(Кавказский биосферный заповедник) ...............................55
2.5 Контрольные участки на территории  
Республики Северная Осетия — Алания .....................................56
2.6 Контрольные участки на территории Карачаево-Черкесской 
Республики ......................................................................................58
2.7 Контрольные участки на территории Республики КабардиноБалкария ..........................................................................................59

3  МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ .....................................................................62

3.1 Дозиметрия территорий и объектов ..............................................62
3.2 Методики отбора и подготовки проб почвы .................................63
3.2.1 Отбор почвенных проб .........................................................63
3.2.2 Подготовка почвенных проб ................................................63
3.3 Спектрометрия гамма-излучения на основе сцинтилляционных 
и полупроводниковых детекторов .................................................63
3.4 Определение объемной активности радона ..................................65
3.5 Статистическая обработка данных ................................................65
3.6 Основные понятия дозовых нагрузок от ионизирующих 
излучений ........................................................................................65

4  РАДИОАКТИВНОСТЬ ТЕРРИТОРИЙ ЮГА ЕВРОПЕЙСКОЙ ЧАСТИ 
РОССИИ ...................................................................................................67

4.1 Гамма-фон на территории Ростовской области ............................67
4.1.1 Радиоактивность особо охраняемых природных 
территорий ............................................................................67
4.1.2 Гамма-фон в зоне наблюдения Ростовской АЭС ...............79
4.1.3 Гамма-фон на природно-техногенной территории 
Новочеркасской ГРЭС ..........................................................88
4.1.4 Гамма-фон на территориях городских и сельских 
поселений Ростовской области ...........................................92

4.2 Гамма-фон на территориях Краснодарского края ...................... 119
4.2.1 Распределение мощности эквивалентной дозы гаммаизлучения на территориях городских и сельских 
поселений Краснодарского края ....................................... 119
4.2.2 Гамма-фон на территории урочища Малый Лиман ........128
4.3 Гамма-фон в городах Кавказских Минеральных Вод 
Ставропольского края ...................................................................131
4.4 Гамма-фон на территории горной Адыгеи (Майкопский район) ..136
4.4.1 Распределение гамма-фона на контрольных участках 
Майкопского района ...........................................................136
4.4.2 Гамма-фон на плато Лагонаки  
(Кавказский биосферный заповедник) .............................142
4.5 Гамма-фон в высокогорных районах Северного Кавказа..........145
4.5.1 Гамма-фон высокогорий Ирафского района  
Республики Северная Осетия — Алания .........................145
4.5.2 Гамма-фон высокогорий Карачаево-Черкесской 
Республики (плато Шадтжатмаз) ......................................148
4.5.3 Гамма-фон высокогорий Кабардино-Балкарской 
Республики (пики Чегет и Терскол) ..................................153
4.6 Выводы к Главе 4 ..........................................................................155

5  ВКЛАД В ГОДОВУЮ ЭФФЕКТИВНУЮ ДОЗУ ОБЛУЧЕНИЯ 
ОТ РАЗЛИЧНЫХ ИСТОЧНИКОВ НА ОТКРЫТОЙ МЕСТНОСТИ ............158

5.1 Мощность эквивалентной дозы гамма-излучения  
на различной высоте над уровнем моря .....................................159
5.2 Активность радона в воздухе .......................................................162
5.3 Дозы облучения населения от различных источников ..............163
5.3.1 Доза от естественных радионуклидов ..............................163
5.3.2 Доза от 137Сs .........................................................................164
5.3.3 Доза от радона .....................................................................166
5.3.4 Доза от космогенного излучения ......................................167
5.4 Суммарная годовая эффективная доза ........................................169

ВЫВОДЫ ....................................................................................................171

БИБЛИОГРАФИЯ ........................................................................................172

ВВЕДЕНИЕ

Оценка гамма-фона, или мощности эквивалентной дозы гамма-излучения, является неотъемлемой частью радиоэкологических исследований объектов и территорий. На территориях и объектах, расположенных 
в пределах Российской Федерации, гамма-фон контролируется Научно-производственным объединением «Тайфун» Федеральной службы 
по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и центрами гигиены и эпидемиологии региональных управлений Федеральной 
службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия 
человека (Роспотребнадзор).
В регионах Предкавказья и Северного Кавказа — регионах со сложными геологическими, тектоническими и климатическими условиями, 
при наличии предприятий ядерной топливной энергетики, крупных 
промышленных объектов, месторождений полезных ископаемых, особо 
охраняемых природных территорий федерального и регионального значения, городов-курортов — оценка гамма-фона на открытой местности 
является актуальной задачей.
Стоит отметить, что оценка эталонных (фоновых) значений гамма- 
фона (МЭД, мкЗв/ч) для данного региона (Ростовская область, Краснодарский и Ставропольский края, республики Адыгея, Северная 
Осетия — Алания, Карачаево-Черкесская и Кабардино-Балкарская республики) до настоящего времени не проводилась.
В монографии представлены результаты многолетних исследований 
особенностей распределения гамма-фона в Ростовской области, Краснодарском и Ставропольском краях, республиках Адыгея, Северная 
Осетия — Алания, Карачаево-Черкесской и Кабардино-Балкарской республиках. Особое внимание в работе уделено оценке радиоактивности 
особо охраняемых природных территорий, зоны наблюдения Ростовской 
АЭС и природно-техногенной территории Новочеркасской ГРЭС Ростовской области, а также на территориях городских и сельских поселений 
Ростовской области, Краснодарского и Ставропольского краев.

ДОЗОВЫЕ НАГРУЗКИ НА НАСЕЛЕНИЕ И ОКРУЖАЮЩУЮ 
СРЕДУ ОТ ЕСТЕСТВЕННЫХ И ИСКУССТВЕННЫХ 
ИСТОЧНИКОВ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ

1.1 Мощность эквивалентной дозы гамма-излучения. Общие сведения

Излучение — это передача в окружающей среде и в живых организмах некоторого количества энергии в виде волн или частиц. Различают 
ионизирующее и неионизирующее излучение. К ионизирующим относятся альфа-, бета-, гамма-, нейтронное и рентгеновское излучения.
Независимо от источника, каждый из этих типов излучения (альфа, 
бета, фотонное (гамма-излучение) и нейтронное) проникает в живые организмы (рис. 1.1) и приводит к облучению организма.

Рисунок 1.1 — Различная степень проникновения различных типов 
ионизирующего излучения

Достаточно большая масса альфа-частиц ограничивает их проникающую способность. Как правило, альфа-излучение тормозится листом бумаги. Однако при попадании альфа-излучающих элементов в 

организм (например, при дыхании или с продуктами питания и водой) 
энергия альфа-излучения полностью поглощается тканями организма. 
Следовательно, альфа-излучение представляет собой опасность только 
при внутреннем облучении (Иванов, 1978).
Бета-излучение представляет собой заряженные частицы, физически 
идентичные электронам, которые легко тормозятся, например, стеклом. 
Так же как и альфа-излучение, бета-излучение представляет опасность 
при внутреннем облучении организмов (Иванов, 1978).
Гамма- и рентгеновское излучения — это коротковолновые электромагнитные излучения, имеющие ядерную и тормозную природы происхождения соответственно. Данные виды излучения обладают высокой 
проникающей способностью и экранируются в основном достаточно 
плотными материалами, например бетоном и свинцом.
Источниками нейтронного излучения, помимо космического излучения, являются ядерные реакторы, в которых деление ядер урана или 
плутония сопровождается испусканием нейтронов. Нейтронное излучение лучше всего экранируется или поглощается материалами, содержащими атомы водорода, такими как, например, парафин и пластмассы.
Для оценки влияния ионизирующих излучений на живые организмы 
используются различные величины: поглощенная доза, экспозиционная 
доза, эквивалентная доза и др. (Иванов, 1978).
Поглощенная доза (D) — основная дозиметрическая величина, 
равная отношению средней энергии (dE), переданной ионизирующим 
излучением веществу в элементарном объеме, к массе (dm) вещества в 
этом объеме (Иванов, 1978):

.
D
dE
dm
=

 
(1.1)

Единицей измерения поглощенной дозы в системе СИ является грей 
(Гр). Для учета радиационных эффектов от ионизирующих излучений 
используется понятие «качество излучения». Коэффициент качества 
(WR) показывает, во сколько раз биологическое действие данного вида 
излучения больше, чем действие фотонного излучения, при одинаковой 
поглощенной дозе (Иванов, 1978). Коэффициент качества — безразмерная величина. Его значения для некоторых видов излучения приведены 
в табл. 1.1.

Таблица 1.1
Значения взвешивающего коэффициента WR  
для определенного вида излучения

Вид излучения
WR
ɣ и рентгеновское излучения
1

β-излучение
1

Протоны с энергиями более 2 МэВ
5

α-излучение
20

Эквивалентная доза (Н) учитывает особенности радиационного эффекта в биологической ткани при облучении различными видами иони зирующего излучения и равна произведению поглощенной 
дозы (D) в органе или ткани на взвешивающий коэффициент (WR) для 
определенного вида излучения (Иванов, 1978):

H = WR D. 
(1.2)
Эквивалентная доза устанавливает соответствие между поглощенной дозой излучения и ожидаемым биологическим эффектом для данного человека. В СИ единицей эквивалентной дозы является зиверт (Зв): 
1 Зв — это количество энергии, поглощенное килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощенной дозе фотонного (рентгеновского или гамма) излучения в 1 Гр.
Эффективная доза (Нэф) — это величина, используемая как мера 
риска возникновения отдаленных последствий облучения всего тела человека с учетом радиочувствительности (bt) отдельных его органов и 
тканей (Иванов, 1978):

.
t
t
H
b H
= ∑
ýô
 
(1.3)

То есть эффективная доза — сумма произведений эквивалентных 
доз в органах и тканях на соответствующие им весовые коэффициенты. 
В СИ единицей эффективной дозы также является зиверт (Зв).
Экспозиционная доза (X) равна заряду всех положительных ионов 
( dq ), образующихся под действием излучения в единице массы воздуха 
(dm) при нормальных условиях (Иванов, 1978):

.
dq
X
dm
=
 
(1.4)

В СИ единицей эквивалентной дозы является Кл/кг, внесистемная 
единица изменения — рентген (Р).
Изменение дозы (dD) в единицу времени (dt) называется мощностью 
дозы (Ḋ):

 

.
dD
D
dt
=


 
(1.5)

Для прогнозирования возможных последствий воздействия ионизирующего излучения на объект используются поглощенные, эквивалентные или эффективные дозы; мощность поглощенных доз измеряется 
в Гр/ч, эквивалентных и эффективных — в Зв/ч (Иванов, 1978).

1.2 Дозовые нагрузки от природных источников ионизирующих излучений

1.2.1 Годовые эффективные дозы от почв 
и строительных материалов

Наибольший вклад в дозу облучения населения вносят природные 
источники ионизирующих излучений (ИИ) — часто от 50% до 90% суммарной годовой эффективной дозы облучения (Давыдов и др., 2013). 
К природным источникам ИИ относят высокоэнергетические космические лучи, проникающие в атмосферу Земли и рассеивающиеся в ней 
(космический вклад), и радиоактивные нуклиды, образовавшиеся в процессе формирования Земли и все еще присутствующие в земной коре. 
Космогенная составляющая подразделяется на ионизирующую и нейтронную компоненты и зависит от высоты над уровнем моря. К естественным радионуклидам земного происхождения относятся 226Ra, 
232Th, 40K (Давыдов и др., 2013).
Естественные радионуклиды (ЕРН) входят в состав почвы и подстилающих пород. Содержание естественных и искусственных радионуклидов может быть оценено с помощью измерения удельной 
активности радионуклида в исследуемом веществе. В СИ единицей 
активности служит беккерель (Бк) — одно ядерное превращение в секунду. Удельная активность радионуклида — отношение активности 
радионуклида в образце к массе образца, которое измеряется в Бк/кг. 
Удельная активность 226Ra, 232Th, 40K в почвенном покрове зависит от 
гранулометрического состава почвы, содержания гумуса и множества 
других факторов (Давыдов и др., 2013). Средние мировые содержания