4. Радиоактивные свойства вещества

Радионуклиды, присутствующие в земной коре с начала образования Земли и не образующие радиоактивные семейства

Калий-40

Испускает β-частицы (1,314 МэВ) и γ-кванты (1,46 МэВ).

Период полураспада – 1,3·1010 лет.

В природной смеси изотопов калия содержание 40К составляет 0,0118 вес.%, а соотношение между радиоактивным 40К и стабильным 39К равно 1/85000.

Удельная активность природного калия составляет 30 расп/(г·сек).

Именно калий-40 определяет основную активность вод мирового океана

(90%).

Радиоактивность морской воды из-за присутствия в ней 40К в 10 раз выше, чем в озерах и в 50 выше, чем в реках.

Рубидия-87

Испускает мягкое β-излучение (0,272 МэВ) и мягкое γ-излучение (0,394 МэВ. Период полураспада – 4,8·1010 лет.

В природной смеси изотопов составляет 27,85%.

21

Радионуклиды, образующие радиоактивные семейства

Радиоактивные семейства (ряды) – цепочки радиоактивных превращений (α- и β- распадов) , в результате которых образуется последовательность радионуклидов, последним из которых является стабильный элемент.

Известно четыре радиоактивные семейства:

•естественные, присутствующие на Земле с момента ее образования:

ряд тория (4n) — начинается с 232Th (1,4·1010 лет) и оканчивается 208Pb;

ряд радия (4n+2) — начинается с 238U (4,5·109 лет) и оканчивается 206Pb;

ряд актиния (4n+3) — начинается с 235U (7,1·108 лет) и оканчивается 207Pb;

Одним из промежуточных радионуклидом в этих семействах являются радиоизотопы радона (220Rn,55 cек; 222Rn,3,8 дней; 219Rn,4 cек;)

• искусственное - ряд нептуния (4n+1) — начинается с 237Np и оканчивается 209Bi.

22

Схемы радиоактивных распадов

ряд тория

ряд радия

ряд актиния

ряд нептуния

23

Влияние естественной радиоактивности на биосферу Земли

Наибольшее влияние на биосферу Земли оказывают торий-232, уран-235,

уран-238 и продукты их распада, а также калий-40.

Остальные радионуклиды такого влияния не оказывают из-за очень низкого содержания в земной коре или из-за большого периода полураспада (например -

87Rb)

Наибольшую радиоактивность имеют:

•из магматических пород - граниты.

•из осадочных пород – глины, сланцы, фосфатные породы, калийные соли.

На территории России

•зоны пониженной радиации - равнинная часть севера – тундровый и таежный ландшафты (~ 14% территории России),

•зоной умеренной радиации – лесостепные, таежные и горно-таежные ландшафты (~ 65%),

•зоной повышенной радиации – степные и горно-степные ландшафты (~ 17%).

24

Уровни радиации на Земле

Средняя мощность дозы от естественных радиоактивных источников на Земле составляет 0,024-0,085 мкГр/час.

Индия: 0,15-1,0 мкГр/час; до 6мкГр/час в штатах Керала и Тамилнад.

Бразилия: г. Гуарапар: 0,13-1,2 мкГр/час, г. Лиампа: 0,22-4,2 мкГр/час и г. Паус-ди-Калдас: 0,11-1,0 мкГр/час.

Суммарная доза облучения человека от всех природных источников составляет 4,88 мЗв.

При этом вклад различных природных источников в суммарную дозу составляет:

• природный гамма-фон

– 0,15 мЗв (3 %);

•234U, 238U, 226Ra, 222Rn в воде – 0,17 мЗв (4 %);

• внутреннее β-облучение – 0,2 мЗв (4 %);

•радиоактивность строительных материалов – 0,27 мЗв (5 %);

•	космическое излучение	– 0,3 мЗв (6 %);
•	222Rn в воздухе	– 3,8 мЗв (78 %);

25

Темы докладов

1.Альфа-распад. Бета-распад. Гамма-излучение.

2.Деление ядер. Цепные реакции деления. Нейтроны. Источники нейтронов. Наведенная активность.

3.Закон радиоактивного распада.

4.Космическое излучение. Радионуклиды, образующиеся при взаимодействии космического излучения с атмосферой.

5.Радионуклиды, присутствующие в земной коре. Радиоактивные ряды.

6.Естественная радиоактивность. Естественные уровни радиации на Земле.

26