Корсак К.В., Плахотнік О.В. Основи сучасної екології - Природні та штучні радіонукліди

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом Скачати підручник Основи сучасної екології

9.2. Природні та штучні радіонукліди

Радіонукліди бувають як природного (їх порівняно мало), так і штучного походження. Останніх (для всіх елементів таблиці Менделєєва) фізики отримали вже понад 2000. Десятки видів подібних активних ядер утворюються під час роботи ядерних дослідних чи енергетичних реакторів.

До найголовніших характеристик радіонуклідів належать:
• кількість Z протонів (заряд ядра), яка й визначає, ізотопом якого хімічного елементу є цей радіонуклід. Спираючись на дані хімії і знаючи Z, можна багато що сказати про хімічні властивості атомів з радіоактивними ядрами;
• кількість нейтронів N і атомне число А (загальна кількість частинок у радіоактивному ядрі). Ядра з однаковими Z і різними N (їх називають ізотопами) мають різну стійкість;
• види їх випромінювання та енергії частинок;
• час напіврозпаду Т1/2 – кількість років (діб чи й годин), за які половина початкової кількості радіонуклідів розпадається з виділенням іонізуючого випромінювання.

Стійкість ядер тим вища, чим більший час напіврозпаду. Останній для різних нестійких ядер може дуже відрізнятися. Для одних час напіврозпаду може бути значно менший за секунду, для інших (як Для урану чи торію) він може перевищувати мільярд років. У табл. 31 наведено деякі радіонукліди, які мають певне екологічне значення, а також зазначено періоди напіврозпаду і типи їх випромінювання.
У цій таблиці значком (+) позначено випромінювання з малою енергією. Частинка з такою енергією до зупинки іонізує 500-1500 молекул живої речовини. Знак (++) відповідає більшій енергії й утворенню до 6 тис. пар іонів кожною частинкою з такою енергією. А от для енергії (+++) кількість іонізованих молекул досягає 10 тис. і більше. Найбільшу енергію (++++) мають а-частинки, які до зупинки можуть створити аж 100 тис. пар іонів.

Таблиця 31. Характеристики екологічно важливих радіонуклідів (доступно при скачуванні повної версії)

Якщо кількість іонізованих молекул безпосередньо свідчить про рівень шкідливості для живого певного випромінювання, то цього не можна сказати про його "довжину пробігу" (відстань гальмування). Відстань пробігу в м'яких тканинах людини а-частинок найменша (приблизно 30 мкм = 0,03 мм), кількість пошкоджених молекул найбільша. У в-частинок середня відстань пробігу становить 2-3 мм, у у-променів – 30-50 см.
Якщо джерело іонізуючого випромінювання розташоване всередині нас, найбільшою буде шкода саме від а-частинок, у 10-12 разів меншою – від в-частинок і ще меншою (бо вони частково вилетять з нас, не поглинувшись) – від у-променів.
Ситуація стає протилежною, якщо джерело випромінювання поза нами і віддалене на відстань кількох десятків сантиметрів чи 1-2 метри. Такий шар повітря майже не поглинає у-променів, вони стають найнебезпечнішими. Значно краще поглинаються в-частинки, інтенсивність потоку зменшується (помірна небезпека). Повітря не пропустить до нас а-частинок, виключаючи небезпеку з їхнього боку.
Якщо джерело випромінювання розташоване на шкірі чи близько від неї, то мертві клітини верхнього шару (чи одяг) поглинають всі а-частинки (ті виявляються нешкідливими). Тіло поглинає майже всі в-частинки (найшкідливіші у цій ситуації") і значну частину у-квантів (дещо менша шкідливість, ніж у в).
Доведено, що багато радіонуклідів Земля успадкувала від залишків наднових зірок. Вибух однієї з них міг бути поштовхом до початку утворення Сонячної системи з хмари космічного пилу. З того віддаленого на мільярди років часу збереглися і не розпалися лише поодинокі види ретрорадіонуклідів: калій-40, уран-238, уран-235 і торій-232. Вони та продукти розпаду важких ядер і становлять більшість природних радіонуклідів, формують природне поле радіації.
Друга (менша) частина природних радіонуклідів з невеликою масою ядер безперервно народжується (переважно у верхній атмосфері) як продукти зіткнення потоку космічних частинок з ядрами атомів атмосфери і грунту (вуглець-14, тритій та інші). їхній внесок у природний радіаційний фон незначний, та нехтувати його, звичайно, не можна. їх мало, але вони належать до тих елементів, які входять до складу живої речовини. Тому вони легше, ніж важкі елементи, "вбудовуються" в молекули білків, ДНК і шкодять, наче диверсанти.

З усіх природних і штучних радіонуклідів до групи екологічно суттєвих (див. табл. 31) увійшли:
• ті, що є ізотопами "елементів життя", – члени групи елементів з малими і середніми масами ядер, з яких побудована жива речовина (в тому числі й тіло людини): 1-5, 7-11;
• продукти штучного поділу найважчих і нестійких ядер на дві частини близьких мас у процесі роботи всіх ядерних реакторів і під час випробування ядерної зброї: 13-15, 18, 19, 23. Вони потрапляють у довкілля під час ядерних вибухів у повітрі чи воді і внаслідок серйозних аварій на ядерних реакторах всіх видів і конструкцій (приклад – вибух реактора на Чорнобильській АЕС у 1986 р.);
• група радіоактивних інертних газів, які виділяють у повітря всі ядерні реактори у процесі їх нормальної роботи: 6, 7, 12. Не беруть участь у хімічних реакціях, не можуть ввійти до складу живої речовини, але опромінюють наші тканини, коли потрапляють у легені разом з повітрям;
• група важких ретрорадіонуклідів (22, 24) та продуктів їх розпаду (20, 21), яким належить невелика частка природного фону радіації.

◄ Радіонукліди та іонізуюче випромінювання

Зміст підручника "Корсак К.В., Плахотнік О.В.Основи сучасної екології."

Характеристики джерел випромінювання ►

Скачати повну версію книжки (з малюнками, картами, схемами і таблицями) одним файлом Скачати підручник Основи сучасної екології

Загрузка...