Природные радиоактивные элементы и изотопы.

Больше половины элементов таблицы Менделеева имеют естественные радиоактивные изотопы. Среди всех радиоактивных элементов заслуживают особого внимания уран и торий. Содержание их в земной коре составляет соответственно около 2,6^.10^-4 % и 1,2^.10^-3 %. Знакомство с характеристиками радиоактивных изотопов этих элементов очень просто объясняет загадку их существования: Период полураспада радиоактивного изотопа урана равен 4,5 млрд. лет, а изотопа тория – 14 млрд. лет.Но в природе встречаются радиоактивные изотопы со значительно более короткими периодами полураспада. Так, период полураспада радия около 1600 лет, радона – 3,82 дня, а полония всего лишь 3 мин.Продукты распада урана и тория не являются стабильными изотопами. Они, в свою очередь, испытывают радиоактивный распад, распадаются продукты их распада и т. д. Цепь радиоактивных превращений включает до 14 – 15 звеньев. Конечными продуктами радиоактивных превращений урана и тория являются стабильные изотопы свинца. Вся совокупность радиоактивных изотопов, возникающих в результате радиоактивных превращений урана, называется радиоактивным семейством урана. Торий и продукты его радиоактивных превращений образуют радиоактивное семейство тория. Убыль ядер изотопов радиоактивных семейств в результате радиоактивного распада постоянно пополняется за счет распадов новых ядер урана и тория.Уран, торий и члены их радиоактивных семейств, а также радиоактивный изотоп калия играют серьёзную роль в геологических процессах. Как известно, внутренние области земного шара довольно сильно разогреты. Источник внутренней энергии Земли долгое время был неизвестен. Лишь после открытия радиоактивности стало ясно, что одним из основных источников внутренней энергии Земли является энергия радиоактивного распада урана и тория и членов их радиоактивных семейств. Процессы горообразования и движения материков, извержения вулканов и землетрясения связаны с наличием разогретых внутренних слоёв Земли. Естественные радиоактивные изотопы встречаются всюду – в воде, в воздухе, в почве, в тканях растений и животных, в продуктах питания и в составе человеческого организма. Радиоактивность калия обусловлена наличием в нём бетарадиоактивногоизотопа . В природном калии на долю этого изотопа приходится 0,012%, период полураспада его около 1,24 млрд. лет. В 1 г калия происходит примерно 1900 бета-распадов в минуту.Радиоактивность углерода в биологических тканях обусловлена присутствием радиоактивного изотопа . Этот изотоп с периодом полураспада 5570 лет образуется в верхних слоях земной атмосферы под действием потока быстрых заряженных частиц из космоса. С пищей он попадает в состав тканей животных и человека. В 1 г углерода биологического происхождения в среднем происходит 15,3 распада в 1 мин на 1 г. Зная средний химический состав человеческого организма, легко определить естественную радиоактивность тела человека, обусловленную наличием в нём этих элементов.В клетчатке только что спиленного дерева каждый грамм вещества излучает в среднем 17,5 бета-частиц в течение 1 мин. Так как это дерево уже не поглощает углерод из атмосферы, то активность древесины будет непрерывно уменьшаться. Зная период полураспада (5570 лет), можно по остаточной активности деревянного изделия определить, когда дерево было спилено. Этот метод используется в археологии для определения даты того или иного события, например, когда была построена лодка египетского фараона или когда был зажжён костёр первобытным человеком.Основным источником естественной радиоактивности атмосферы является радиоактивный инертный газ радон, возникающий в результате альфа-распада радия. Так как радий содержится в небольших количествах практически во всех почвах, повсюду из почвы в атмосферу выделяется радон. Наряду с радоном в атмосфере содержится радиоактивный газ торон (продукт альфа-распада тория), а также продукты их распада.Человек с помощью своих органов чувств не способен обнаружить не только слабые, и потому безвредные, ионизирующие излучения, но даже те, которые представляют для него смертельную опасность.

Мы поможем в написании ваших работ!