Радиоактивные изотопы в горных породах
Понятие радиоактивности и единицы ее измерения. Источники радиации
Тысячелетия эволюции сформировали инстинкт самосохранения – научились избегать опасностей, сохранять свою жизнь. Но по - прежнему, как и на заре истории, более всего страшит человека неизвестное. Это – радиация. Не видно, не слышно, не больно...
Особое место среди загрязняющих окружающую среду агентов занимают радиоактивные вещества. Проблема радиоактивного загрязнения возникла в 1945 году после взрыва атомных бомб, сброшенных США на японские города Хиросиму и Нагасаки. Испытания ядерного оружия, производимое в атмосфере, вызвали глобальное радиоактивное загрязнение. В нашей стране внимание к нему сильно возросло после аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г. и ряда инцидентов на других гражданских и военных объектах с ядерным топливом.
Радиоактивность на планете существовала всегда. Новизна этой проблемы состоит лишь в том, что люди пытаются использовать радиоактивность природных и искусственно синтезированных элементов.
| Открытие понятия «радиоактивность» произошло в 1896 г. французским ученым Анри Беккерелем, случайно положившим в ящик несколько фотопластинок и придавившим их минералом, который содержал уран. Проявив эти пластинки, он обнаружил на них следы излучения, которые приписал урану. |
Пьер и Мария Кюри ввели понятие радиоактивность в научный обиход. Ими было установлено, что уран после излучения превращается в другие химические элементы. Так появились радий и полоний.
|
|
|
Кстати, А.Беккерель первым и столкнулся с неприятной стороной радиоактивного излучения – он положил пробирку с радием в карман, из-за чего получил ожог кожи.
Мария Кюри умерла от злокачественного заболевания крови, поскольку работала с радиоактивными веществами без защиты. Более 300 ученых, работавших в то время с радиоактивными веществами умерло от лучевой болезни. Однако, работы в этом направлении остановлены не были, в результате чего человечество получило страшный подарок – атомную бомбу.
Радиоактивность - неустойчивость ядер некоторых атомов (самопроизвольный распад). Ядра, подверженные распаду, называют радиоактивными, не подверженные – стабильными.
Радиация – ионизирующее излучение, энергия в виде волн и частиц. Ее невозможно вызвать с помощью химических реакций, это полностью физический процесс.
В системе СИ за единицу радиоактивного излучения принимается единица беккерель (1Бк = 1 распад за секунду).
Количество энергии излучения, которая поглощается единицей массы тела называется дозой поглощения (измеряется в греях – 1 Гр).
Источники радиации и их влияние на биосферу.
|
|
|
Радиоактивное загрязнение - это попадание радиоактивных веществ в живые организмы и среду их обитания (атмосферу, гидросферу, почву), происходящее в результате ядерных взрывов, удаления в окружающую среду радиоактивных отходов, разработки радиоактивных руд, при авариях на атомных предприятиях и т.д.
Источники радиации бывают естественного и искусственного происхождения.
Рисунок 1 – Источники радиации
Основную часть облучения люди получают от естественных источников радиации. Разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре. Человек подвергается облучению двумя способами. Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении. Или же они могут оказаться в воздухе, которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма. Такой тип облучения называют внутренним.
Космическое излучение
Радиационный фон, создаваемый космическими лучами, дает чуть меньше половины внешнего облучения, получаемого населением от естественных источников радиации. Космические лучи, в основном, приходят из глубин Вселенной, но некоторая их часть рождается на Солнце во время солнечных вспышек. Космические лучи могут достигать поверхности Земли или взаимодействовать с ее атмосферой, порождая вторичное излучение и приводя к образованию различных радионуклидов.
|
|
|
Нет такого места на Земле, куда бы ни падал этот невидимый космический душ. Но одни участки земной поверхности более подвержены его действию, чем другие. Северный и Южный полюсы получают больше радиации, чем экваториальные области, из-за наличия у Земли магнитного поля, отклоняющего заряженные частицы (из которых в основном и состоят космические лучи). Уровень облучения растет с высотой, поскольку при этом над нами остается все меньше воздуха, играющего роль защитного экрана.
Земная радиация
Основные радиоактивные изотопы, встречающиеся в горных породах Земли, – это калий-40, рубидий-87 и члены двух радиоактивных семейств, берущих начало соответственно от урана-238 и тория-232–долгоживущих изотопов, включившихся в состав Земли с самого ее рождения.
Средняя по миру доза природного облучения составляет 2,4 мЗв в год. Основной вклад дает газ радон. Самый большой уровень излучения в горных районах, а также там, где много песков и, особенно, горной породы - гранита. Например, в метро.
|
|
|
Газ радон
Наиболее весомым из всех естественных источников радиации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ (в 7,5 раза тяжелее воздуха) радон. Согласно текущей оценке НКДАР ООН, радон вместе со своими дочерними продуктами радиоактивного распада ответствен примерно за 3/4 годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы облучения, получаемой населением от земных источников радиации, и примерно за половину этой дозы от всех естественных источников радиации. Большую часть этой дозы человек получает от радионуклидов, попадающих в его организм вместе с вдыхаемым воздухом, особенно в непроветриваемых помещениях.
Радон инертный газ, и, естественно, ни в каких биохимических процессах участвоватьне может. Вдохнул – выдохнул...
Некоторая часть радона растворяется в крови легочной ткани и разносится по всему организму. Кроме того, он сорбируется на любых пылевых, аэрозольных и смолистых отложениях в дыхательных путях; именно поэтому радоновая опасность резко повышается для шахтеров, у которых запыленность легких, увы, нередкое явление, и для курящих – из-за смолистых и аэрозольных отложений, обусловленных табачным дымом.
Радиоактивные изотопы в горных породах
Уголь, подобно большинству других природных материалов, содержит ничтожные количества первичных радионуклидов. Последние, извлеченные вместе с углем из недр земли, после сжигания угля попадают в окружающую среду, где могут служить источником облучения людей.
Концентрация радионуклидов в разных угольных пластах различается в сотни раз, в основном уголь содержит меньше радионуклидов, чем земная кора в среднем.
Источники излучения, используемые в медицине.
Радиация в медицине используется как в диагностических, так и в лечебных целях. Одним из самых распространенных медицинских приборов является рентгеновский аппарат, с помощью которого проводится медицинское обследование различных органов человека.
Многие проблемы физиологии и медицины удалось решить с помощью радиоактивных изотопов. Так, для исследования кровообращения в кровь человека вводят радиоактивный натрий. А для исследования работы щитовидной железы человека используют радиоактивный йод. Местоположение опухолей, особенно злокачественных, определяю по γ- излучению скопления радиоактивных изотопов, специально введенных в человеческий организм. А одним из способов лечения раковых заболеваний является облучение злокачественной опухоли γ-излучением кобальта.
Ядерные взрывы.
Первым ядерным взрывом явилось испытание атомной бомбы, созданной в США в 1945 году. Затем 6 и 9 августа 1945г. США сбросили атомные бомбы на японские города Хиросима и Нагасаки. В 1949 году была создана первая атомная бомба в СССР и с тех пор до 1963г. США и СССР регулярно проводили испытания нового ядерного оружия. это привело к тому, что эквивалентная доза облучения от радиоактивного загрязнения Земли достигла 7% от естественного радиационного фона.
При ядерном взрыве часть радиоактивного материала выпадает неподалеку от места взрыва, а часть задерживается в тропосфере (самом нижнем слое атмосферы), подхватывается ветром и перемещается на большие расстояния. Однако большая часть радиоактивного материала выбрасывается в стратосферу (следующий слой атмосферы, лежащий на высоте 10-50 км), где он остается многие месяцы, медленно опускаясь и рассеиваясь по всей поверхности земного шара. Радиоактивные осадки содержат несколько сотен различных радионуклидов. Но основную роль в длительном облучении играют углерод-14, цезий-137,цирконий-95, стронций-90. Эти радиоактивные изотопы попадают в почву, усваиваются растениями, а затем с пищей попадают в организм человека и надолго задерживаются в его тканях, подвергая их дополнительному внутреннему облучению.
Дата добавления: 2021-12-10; просмотров: 34; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!