Естественная радиоактивность

Уран и торий были известны задолго до открытия радиоактивности, они широко распространены в природе, содержатся в рудах, горных породах, почвах, воде рек и морей, в животных и растительных организмах. Периоды полураспада ряда природных изотопов урана и тория столь велики, что они сохранились в земной коре с момента ее образования.

Изотопы урана и тория являются родоначальниками трех семейств радиоактивных элементов.

Все остальные естественные радиоактивные элементы встреча­ются в природе как продукты радиоактивного распада урана и тория. В старых, не подвергшихся действию тех или иных химических реагентов минералах и рудах имеет место радиоактивное равновесие, при котором соотношение радиоактивных изотопов раз­личных элементов отвечает закону радиоактивного равновесия.

В результате процессов разрушения горных пород, их выветри­вания, происходит миграция радиоактивных элементов и наруша­ется радиоактивное равновесие. Радиоактивные элементы, отде­ленные от материнского элемента – урана и тория, постепенно распадаются. Короткоживущие – быстро исчезают, и остаются лишь такие, как ²³⁰Th, ²³¹Pa и ²²⁶Ra. Долгоживущие радиоактивные элементы образуют вторичные отложения, например, черные глины и водные источники, содержащие радий.

Радий содержится в почвах, в воде морей и рек. Вследствие ши­рокой распространенности радия в природе в водоемах и воздухе содержатся продукты его распада – изотопы радона (эманации) – радон, торон и актинон. Во взвешенном состоянии в воздухе или в растворенном состоянии в воде имеются продукты распада эма­нации: изотопы таллия, свинца, висмута, полония и астата.

Из почвы природные радиоактивные элементы попадают в рас­тения, а из растений в животные организмы. Содержание урана в растениях составляет 10^-5–10^-8%, радия – 10-12%. Содержание радия в животных организмах порядка 10^-13%.

В радиоактивных семействах и, следовательно, в рудах урана и тория есть изотопы элементов с порядковыми номерами 85 и 87.

Кроме урана, тория и продуктов их распада в природе найде­ны радиоактивные изотопы таких химических элементов, как, на­пример, калий, кальций, рубидий, олово и др. (табл. 5.1).

Следовательно, многие химические элементы обладают радио­активностью. Среднее содержание их в земной коре составляет около 0, 1%. Поэтому в растениях и животных наряду с небольшим содержанием урана, тория, радия и продуктов их распада содержатся радиоактивные изотопы других химических элементов, например значительные количества радиоактивного изотопа калия ⁴⁰К.

5. Радиоактивные ряды урана и тория, их открытие.

Естественные радиоактивные элементы распространены на Земле в ничтожных количествах и содержатся в твердых породах земной коры, в воздухе, в воде, а также в растительных и животных организмах. Они вошли в состав Земли с самого ее образования. Их можно разделить на две категории: первичные и космогенные. Первичные подразделяются на две группы. Первая группа включает 43 радионуклида трех семейств (рядов) радиоактивных элементов:

1. Семейство урана-238, родоначальником которого является ²³⁸U (Т_1/2 = 4, 51× 10⁹ лет);

2. Семейство урана-235, родоначальником которого является ²³⁵U (Т_1/2 = 7, 13× 10⁸ лет);

3. С емейство тория, родоначальником которого является ²³²Th (Т_1/2 = 1, 41× 10¹⁰ лет).

Радиоактивные семейства - цепочки элементов, самопроизвольно образующихся один из другого в результате радиоактивного распада. Конечными продуктами распада в каждом семействе является свинец, соответственно семействам ²⁰⁶Pb, ²⁰⁷Pb, ²⁰⁸Pb. Радионуклиды этой группы называют также тяжелыми естественными радионуклидами. В природе ранее существовало четвертое радиоактивное семейство нептуния – ряд ²³⁷Np (Т_1/2 = 2, 14^. 10⁶ лет), все члены которого в естественных условиях уже распались.

Изотопы урана и тория являются родоначальниками трех семейств радиоактивных элементов.

Уран. Открыт Клапротом в 1789 г. Особое значение приобрел после открытия Ганом и Штрассманом деления его ядер (U²³⁵) под действием нейтронов.

Природный уран состоит из 3-х изотопов: U-238, на его долю приходится 99, 2739%, продукт его распада U-234 – 0, 0057% и актиноуран U-235 – 0, 7204%. Первый и последний являются родоначальниками радиоактивных семейств. Их периоды полураспада Т_1/2 составляют: U-238 – 4, 5× 10⁹ лет, U-235 – 7, 1× 10⁸ лет.

Уран довольно широко распространен в природе (38 место по распространенности). Среднее содержание в земной коре 2, 5× 10^-4% (масс). Основная масса урана находится в изверженных горных породах, почва содержит 1, 2·10^-8–9, 3·10^-6%. Лишь ничтожная часть урана сосредоточена в рудах.

Торий открыт Берцелиусом в 1828 г. и назван именем скандинавского бога войны Тора. Радиоактивность Th была обнаружена в 1898 г. М. Кюри и независимо от нее Шмидтом. Торий сравнительно широко распространен в природе (содержится в земельной коре 13 г/т) – 8× 10^-4% (масс), в основном в виде долгоживущего изотопа ²³²Th. В семействе ²³²Tu обнаружен ²²⁸ Th, в семействах U²³⁸ и U²³⁵ найдены изотопы ²³⁴ Th, ²³¹ Th, ²³⁰ Th, ²²⁷ Th. Период полураспада ²³²Th равен 1, 4× 10¹⁰лет.

Th – рассеянный элемент и известно сравнительно небольшое число его руд, главной из которых является монацитовый песок. В своих соединениях Th имеет максимальную степень окисления +4. Он химически активный Ме.

Только радионуклиды рядов и реально вносят вклад в облучение человека. Они поступают к человеку с пищей и при вдыхании. Концентрация их активности в основных продуктах питания показана в табл.5.2. Выкуривание 10 сигарет в день удваивает поступление .

Поступление (Бк) — это активность, проходящая через организм. Часть ее выводится обратно с калом, мочой, выдыхаемым воздухом, не участвуя в формировании эффективной эквивалентной дозы.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. БИЛЕТ 36. Состав атомного ядра. Характеристики ядра: заряд, масса. Энергия связи нуклонов. Радиоактивность. Виды и законы радиоактивного излучения.
2. Естественная совместимость доверительного и индивидуального маркетингов
3. Как возможна естественна наука - она возможна потому что наш разум направлен на то чтобы искать регулярности этого мира. Естественная наука - Это экономная изложение регулярностей этого мира.
4. Радиоактивность, дозиметрические величины
5. Рентгеновское и гамма-излучение, радиоактивность
6. Что такое естественная смерть?