№ 2 (24) / 2026
Вероника Килунина,
ученица 6 класса ГБОУ г. Москвы «Школа «Марьино», член Клуба юных геологов ГГМ РАН
Е.В. Хотченков,
канд. техн. наук, руководитель Клуба юных геологов ГГМ РАН
Своим великолепием станции Московского метрополитена, несомненно, обязаны широкому применению в отделке горных пород различного происхождения [1]. Некоторые из них могут представлять опасность, обладая повышенными параметрами радиоактивности.
В этой статье я хочу дать обоснованный ответ на это утверждение и разобраться – так ли опасны эти природные отделочные материалы для человека. Для этого предлагаю вместе со мной:
• осуществить измерения радиационного фона на станциях Московского метрополитена;
• провести анализ влияния различных отделочных материалов станций на показатели измеряемого ионизирующего излучения;
• дать оценку безопасности радиационного фона в Московском метрополитене для человека.
Польза радиоактивных ископаемых
Недра России богаты радиоактивными ископаемыми, приносящими пользу в различных областях: энергетике, медицине, промышленности, транспорте, науке и др. (рис. 1).
Рис. 1. Польза радиоактивных ископаемых. Коллаж (фото из открытых источников)
Их уникальное свойство – способность испускать ионизирующее излучение, которое можно использовать в диагностических, терапевтических и аналитических целях [2]. С другой стороны, ионизирующие частицы и излучение, возникающие при распаде нуклидов (урана, тория, радия и др.), входящих в состав ископаемых, могут представлять опасность для окружающей среды и живых организмов.
Что такое радиоактивное излучение?
Единственное природное явление, которое человек не чувствует, – это радиоактивность. Но по силе воздействия оно не уступает урагану, ливню или смерчу. Радиация – это совокупность излучений, способных ионизировать вещество, тем самым вызывая в нем спонтанный распад атомов. Как известно, из атомов состоят молекулы, а из молекул – вся материя, в том числе органы и ткани. Именно поэтому радиация опасна. Огромная доза излучения, например, в эпицентре ядерного взрыва, провоцирует мгновенный распад материи на микрочастицы. Меньшие дозы действуют «точечно», вызывая мутации генов и другие патологические процессы [3].
Ионизирующее излучение создается нестабильными атомами, еще их называют радиоактивными. Чтобы достичь стабильности, эти атомы испускают или излучают избыточную энергию или массу. Виды ионизирующих излучений приведены на рис. 2.
Рис. 2. Виды ионизирующих излучений
Альфа- (α), бета- (β) и нейтронное излучение – это излучение, состоящее из разных частиц атомов. Гамма- (γ) и рентгеновское излучение – это излучение энергии. Гамма-излучение наиболее опасно, т. к. задерживается только толстым слоем металла или бетона, в воздухе распространяется на сотни метров со скоростью света. Нейтронное излучение происходит в результате ядерных реакций (в ядерных реакторах, промышленных и лабораторных установках, при ядерных взрывах).
Источники радиации
Источники радиации делятся на естественные и искусственные [3].
К естественным источникам радиации относятся такие, как:
• радон и другие радиоактивные газы;
• почва;
• горные породы;
• космическое излучение;
• еда и напитки;
• человеческий организм;
• другие.
К искусственным источникам радиации относятся:
• медицина;
• ядерные реакторы.
В 80% случаев люди подвергаются ионизирующему излучению природного характера. В основном (42% случаев) это происходит из-за воздействия природного газа радона, который появляется после распада урана в почве. Количество газа в помещении зависит от проницаемости почвы, использованных строительных материалов и качества вентиляции в зданиях. Чем лучше проветриваются помещения, тем ниже вероятность отравления радоном. В Московском метрополитене используется эффективная система вентиляции воздуха, поэтому радон не оказывает значимого влияния на радиационный фон.
Единицы измерения радиоактивности
К единицам измерения радиоактивности относятся:
• Беккерель (Бк);
• Зиверт в час (Зв/ч);
• Грей (Гр);
• Зиверт (Зв).
Определения и соотношения единиц измерения радиоактивности приведены в табл. 1.
Горные породы в Московском метрополитене
В Московском метрополитене наиболее часто из горных пород, используемых в качестве отделочных материалов, встречаются мрамор, гранит и диорит [1].
Мрамор – метаморфическая порода, в то время как гранит и диорит – магматические. Магматические породы образуются из магмы при ее остывании и затвердевании. Метаморфические возникают из-за изменения существующих пород под действием температуры, давления и химических процессов [2].
В ходе работы был проведен анализ радиационного фона на станциях с использованием различных отделочных материалов.
Измерение радиационного фона
Для измерения радиационного фона на станциях использовался дозиметр – прибор для автоматического определения частиц, который регистрирует импульсы частиц и преобразует их в электросигналы. Затем эти сигналы обрабатываются электронной схемой и выводятся на дисплей в виде цифровых показателей.
Существуют различные типы дозиметров:
• индивидуальные дозиметры (предназначены для персонального использования, например, электронные бейджи сотрудников атомных электростанций);
• промышленные дозиметры (используются для контроля радиационной обстановки на производстве или в научных лабораториях);
• бытовые дозиметры (компактные устройства для измерения радиационного фона в бытовых условиях);
• профессиональные дозиметры (высокоточные устройства для специалистов, работающих в области радиационной безопасности).
В работе использовался бытовой дозиметр, позволяющий регистрировать бета- и гамма-излучения (рис. 3).
Рис. 3. Бытовой дозиметр OPUYYM F8. Фото В. Килунина
В табл. 2 приведены результаты проведенных измерений радиационного фона на различных станциях метрополитена.
Методика измерений подразумевала проведение серии измерений на каждой из станций метрополитена, в таблицу заносилось среднее значение по каждой из обследованных станций:
• по 3 измерения в центральной части станции (по краям и в центре зала);
• по 1 измерению на каждой из платформ (в центральной части).
Выводы
На основании проведенных измерений можно сделать следующие ключевые выводы:
1. Радиационный фон в Московском метрополитене безопасен для человека. Естественное (фоновое) облучение человека составляет ≈2,46 мЗв в год или ≈0,28 мкЗв/ч [4]. Результаты проведенных измерений на станциях метрополитена не превышают этого значения.
2. Опытным путем подтверждается, что более высокими параметрами радиоактивности характеризуются магматические породы.
Магматические породы образуются из магмы, которая часто содержит повышенные концентрации радиоактивных элементов, таких как уран (U), торий (Th) и калий-40 (40K). В магматических породах радиоактивные элементы часто входят в состав устойчивых минералов, таких как циркон, монацит, апатит и ортоклаз.
В метаморфических процессах эти элементы часто теряются или перераспределяются, что снижает их содержание.
3. Более новые станции Московского метрополитена наиболее безопасны с точки зрения радиационного излучения.
Этому способствует использование искусственных материалов, добавление деталей из алюминия, стекла, пластика, керамической плитки.
Кроме того, при строительстве соблюдаются современные нормы радиационной безопасности, требуется обязательная сертификация строительных материалов [5].
Список литературы
1. Вахрушев В.А. Архитектура и искусство глазами минералога. – Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1988. – 80 с. (Серия «Человек и окружающая среда»).
2. Энциклопедия для детей: Т. 4 (Геология) / сост. С.Т. Исмаилова. – М.: Аванта+, 1995. – 624 с.
3. Радиация: эффекты и источники, Программа ООН по окружающей среде, 2016. – 68 с.
4. Манахов Д.В. Практикум по радиоэкологии : учебно-методическое пособие для студентов факультета почвоведения МГУ / Д.В. Манахов, Д.Н. Липатов, А.И. Щеглов. – М.: МАКС Пресс, 2019. – 92 с.
5. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009): Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы СанПиН 2.6.1.2523-09. – М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. – 100 c.
