مادة كيميائية تحتوي على عناصر مشعة. المعادن المشعة

قليل من الناس يعرفون أنه يمكن إخفاء المواد المشعة في معظم الأشياء اليومية والآمنة للوهلة الأولى. علاوة على ذلك، يواجهها الكثير منا كل يوم، وتكون نتائج مثل هذه "الاجتماعات" مختلفة تمامًا. لذلك، يجب على كل شخص أن يفهم بالضبط ما هو المقصود بهذه الصيغة وأين يمكن أن يكون الخطر مخفيا. علاوة على ذلك، فإن الإشعاع يغلفنا كل عام بغطاء كثيف بشكل متزايد...

الإشعاع القاتل

أولا، دعونا معرفة ما هي المواد المشعة. يعلم الجميع ما هو جدول مندليف الدوري للعناصر الكيميائية. وهي تضم اليوم حوالي 120 مادة، تحتوي كل منها على نواة ذرية. بعضهم قادر على الانفصال إلى الأم وابنتها. خلال هذه العملية، يتم إطلاق الإشعاع الخطير.

تتميز العناصر الكيميائية المختلفة بنصف عمر معين للنواة. وتفسير هذه الظاهرة هو: "الزمن الذي يقل فيه عدد الجزيئات الباقية إلى النصف".

وستستمر عملية الاضمحلال حتى تظهر نواة مستقرة، أي غير مشعة وآمنة. وفي الوقت نفسه، سيتم إطلاق جزيئات تحمل درجات متفاوتة من الخطر في البيئة. تم العثور على الأصناف التالية:

• ألفا: الأضعف، ولا يستطيعون قطع مسافة تزيد عن 5 سم ويمكن إيقافهم بقطعة ورق عادية؛
• بيتا: قادر على اختراق جلد الإنسان لعمق عدة سنتيمترات؛
• أشعة جاما (أو الانتقال الأيزومري): قادرة على اختراق الأعضاء الداخلية؛
• النيوترون: لا وجود له في الطبيعة، وهو من صنع أيدي الإنسان؛ يكاد يكون من المستحيل الاختباء من هذا النوع من الإشعاع.

المواد المشعة هي جميع العناصر التي تقع بعد الرصاص (وهو رقم 81). يمكن أن يتراوح عمر النصف لها من عدة عشرات من الثواني إلى مليارات السنين. كلما انخفض هذا المؤشر، زادت خطورة العنصر: وبهذه الطريقة يمكنه الدخول بسرعة إلى خلايا النباتات والحيوانات والبشر.

يعتمد الكثير على حجم الجرعة. يمكن أن يتراكم الإشعاع لسنوات عديدة، مما يؤدي إلى تعطيل عضو واحد تلو الآخر تدريجيا، أو يمكن أن يسبب ضربة قوية واحدة، ونتيجة لذلك يموت كائن حي في وقت قصير.

من الكالسيوم إلى الكبد

القائمة الكاملة للمواد المشعة مثيرة للإعجاب! بعد كل شيء، فهو يحتوي على ما لا يقل عن 80 وظيفة، من بينها تلك التي لن يفكر فيها أي شخص بعيد عن الكيمياء أبدًا في الشك في وجود خصائص خطيرة. على سبيل المثال، الكالسيوم، الذي يشكل الهيكل العظمي لكل شخص. أو البوتاسيوم الضروري لوظيفة القلب الطبيعية. أو السيلينيوم - يسميه الأطباء عنصرًا نادرًا لطول العمر... ولكن هناك أيضًا مواد مشعة معروفة حتى للشخص العادي. فيما بينها:

• البولونيوم.
• السترونتيوم.
• السيزيوم.
• الراديوم.
• البزموت.
• فرنك؛
• رذرفورديوم.
• الجرمانيوم.

توجد بعض المواد المشعة في الطبيعة. كقاعدة عامة، لديهم أطول فترة من الاضمحلال وغير قادرين على التسبب في ضرر كبير للبشر.

تم إنشاء مجموعة أخرى من العناصر الكيميائية في المختبر. وهنا يتم العثور على أخطر الممثلين.

لذا، أخطر المواد اليوم هي ليفرموريوم وأنونبنتيوم.إنها غير معروفة لمجموعة واسعة من الناس، وهذا جيد أكثر من سيئ.

بعد كل شيء، هذه العناصر غير موجودة في الطبيعة: يتم تصنيعها بشكل مصطنع. زمن اضمحلالهما هو 61 و 87 ثانية على التوالي. للمقارنة: بالنسبة للبولونيوم 210 المعروف والخطير للغاية، فإن هذا الرقم هو 138 يومًا و9 ساعات.

خطر غير مرئي

المواد المشعة لها عدد من الخصائص المحددة.

• قلة الرائحة واللون والذوق. وهذا يجعلها خطيرة بشكل خاص، لأن الشخص يمكن أن يعيش بجوار مصدر الإشعاع لسنوات عديدة دون أن يعرف ذلك.
• القدرة على الضرب على مسافة كبيرة من المصدر. يمكن أن تصل إلى عدة مئات من الأمتار.
• انهيار هذه المواد لا يعتمد على عوامل خارجية. ولذلك لا يمكن إزالة الخطر بالوسائل الكيميائية أو الفيزيائية أو بأي وسيلة أخرى.

أين يمكن العثور على المواد المشعة الخطرة على البشر؟ بادئ ذي بدء، في الماء والهواء. ومن هناك ينتهي بهم الأمر في النباتات التي تشكل جزءًا من النظام الغذائي. لقد ثبت أن النويدات المشعة توجد غالبًا في الملفوف والبنجر.

ومع ذلك، فإن تقشير الخضار والمعالجة الحرارية اللاحقة يمكن أن يقلل من تركيز المواد الخطرة بمقدار النصف تقريبًا.

شيء آخر هو المواد المشعة الموجودة في مواد البناء. بل إن هناك معايير معينة تحدد الحد الأقصى المسموح به لتركيز اليورانيوم والثوريوم والبوتاسيوم -40 في المواد الخام المعدنية. الشركات الجديرة بالثقة تتبع هذه المعايير.ومع ذلك، في سوق البناء، هناك دائمًا خطر مواجهة أولئك الذين ليسوا على استعداد لتعقيد حياتهم بأي معايير. وفي هذه الحالة يمكن للشخص شراء شقة أو منزل تم بناؤه من مواد خطرة.

ليس عليك أن تبحث بعيداً عن الأمثلة! وهكذا، أثناء بناء أحد منازل أومسك، تم استخدام حجر الجرانيت المسحوق المستخرج في شمال كازاخستان، أو بشكل أكثر دقة في كتلة ماكينسك. هناك بيانات تشير إلى أن هذا الحجر المسحوق يحتوي على ما يصل إلى 20 جم/طن من اليورانيوم وما يصل إلى 60 جم/طن من الثوريوم. ونتيجة لذلك، تم تجاوز معايير طاقة إشعاع جاما في هذا المنزل بشكل كبير.

كن حذرا، والإشعاع!

بالطبع ومن الصعب على الإنسان أن يحمي نفسه من الإشعاع بنسبة 100%.ومع ذلك، إذا كنت حذرا واتبعت بعض القواعد، فيمكنك تقليل احتمالية الهزيمة إلى الحد الأدنى.

للقيام بذلك، تحتاج إلى إجراء قياسات من وقت لآخر في الغرف التي تتواجد فيها غالبًا. سوف تساعد مقاييس الجرعات ومقاييس الإشعاع الخاصة في الحصول على بيانات موثوقة.

بالمناسبة، ستسمح لك هذه الأجهزة نفسها بتحديد ما إذا كانت هناك مادة مشعة في الطعام.

بالإضافة إلى ذلك، يُنصح بتخليص المنزل من بعض العناصر. على سبيل المثال، ساعة ذات قرص مضيء: هناك احتمال أن يتم إنتاجها بمشاركة الراديوم. وأثناء البناء، من الضروري طلب وثائق من بائعي المواد تشير إلى السلامة الإشعاعية للمنتج.

بالطبع، لن تتمكن من حماية نفسك بشكل كامل، وهناك دائمًا مخاطر. لكن مهمة كل شخص هي مراقبة صحته بعناية وما يأكله وفي أي ظروف يعيش.

مصدر:

المواد المشعة

المواد التي تحتوي (بتركيزات عالية) على النويدات المشعة.

المواد المشعة

المواد غير النووية التي تنبعث منها الإشعاعات المؤينة.

القانون الاتحادي الصادر في 21 نوفمبر 1995 رقم 170-FZ، المادة 3

المواد المشعة

وبحسب تعريف القانون الاتحادي "بشأن استخدام الطاقة الذرية" الصادر في 20 أكتوبر 1995، "المواد غير المتعلقة بالمواد النووية التي تنبعث منها إشعاعات مؤينة".

المواد المشعة

المواد في أي حالة تجميع تحتوي على نويدات مشعة ذات نشاط تخضع لمتطلبات معايير السلامة الإشعاعية nrb-99 والقواعد الصحية sp 2.6.1.758-99.

المواد المشعة

الأشياء (بما في ذلك المواد)،

النفايات المشعة

("إجراءات تنظيم الرقابة الجمركية على المواد المشعة

المواد "، تمت الموافقة عليها. بأمر من جمارك الدولة

لجنة جمهورية بيلاروسيا بتاريخ 23 ديسمبر 1997 رقم 434-OD)

المواد المشعة

المواد ذات الأصل الطبيعي أو الاصطناعي التي تحتوي على نظائر مشعة. هذه مواد غير نووية تنبعث منها إشعاعات مؤينة. وتشمل هذه، على سبيل المثال، التريتيوم واليورانيوم والثوريوم والأكتينيوم والصوديوم 22 والسترونتيوم 89 والتكنيتيوم والسيزيوم 137 والراديوم 228 وغيرها من النويدات المشعة التي تكون في حالة غازية أو سائلة أو صلبة قادرة على التحلل التلقائي والانطلاق بسبب هذا الإشعاع ألفا وبيتا وجاما. العديد من ر.ف. لديهم قدرة ضارة متزايدة وقادرون على إلحاق الضرر بالكائنات الحية (مرض الإشعاع، ضعف المناعة، التسمم، إلخ. العمليات المرضية) وتصيب البيئة. عملية الاضمحلال في القرن الميلادي. يتم تنفيذها بشكل مستمر، وبالتالي فإن المعالجة الآمنة أثناء استخدامها وتخزينها لا يمكن تحقيقها إلا باستخدام معدات الحماية الخاصة. في القانون الجنائي الروسي، ر. هي موضوع عدد من الجرائم المنصوص عليها في القانون الجنائي للاتحاد الروسي.

ارتكاب جريمة باستخدام R. v. يتم الاعتراف به كظرف مشدد.

المواد المشعة

المواد التي تحتوي على نظائر مشعة طبيعية أو صناعية. بكميات كبيرة ف.ر. تتشكل أثناء التفجيرات النووية وتشغيل المفاعلات النووية. مرة واحدة في البيئة، V.r. يؤدي إلى التلوث الإشعاعي للمنطقة (منطقة المياه) والجو، مما يشكل خطرا على صحة الناس والحيوانات. يصاحب تحلل النظائر المشعة إشعاعات مؤينة - كهرومغناطيسية (الأشعة السينية وأشعة جاما) وجسيمية (جزيئات ألفا وبيتا، وتدفق النيوترونات والبروتونات)، تخترق الأنسجة الحية وتنتج تأين الذرات والجزيئات. الأشعة السينية هي إشعاع كهرومغناطيسي يبلغ طوله الموجي 10-5-102 نانومتر ويخترق بعض المواد. تنبعث أثناء تباطؤ الإلكترونات السريعة في المادة وأثناء انتقال الإلكترون من أغلفة الإلكترون الخارجية للذرة إلى الأغلفة الداخلية. المصادر - أنبوب الأشعة السينية وبعض النظائر المشعة والمسرعات وأجهزة تخزين الإلكترون. أجهزة الاستقبال - الأفلام الفوتوغرافية، وشاشات الفلورسنت، وأجهزة الكشف عن الإشعاع النووي. تستخدم الأشعة السينية في الطب، واكتشاف العيوب، والتحليل الهيكلي والطيفي للأشعة السينية. إشعاع جاما هو إشعاع كهرومغناطيسي قصير الموجة، وله طاقة عالية (تصل إلى 5 ميجا فولت للمواد المشعة الطبيعية وما يصل إلى 70 ميجا فولت للتفاعلات النووية الاصطناعية) ويمكن أن يخترق طبقات كبيرة من المادة، وهو خطير بشكل خاص على البشر أثناء التشعيع الخارجي. إشعاع ألفا هو انبعاث نوى ذرات الهيليوم (جسيمات ألفا)، والتي، بسبب قدرتها المنخفضة على الاختراق (في حدود أجزاء من المليمتر)، لا تشكل خطرا عمليا إلا عند دخولها الجسم. تتمتع جسيمات ألفا بطاقة عالية (من 2 إلى 9 ميغا إلكترون فولت) وقدرة عالية على التأين. إشعاع بيتا هو تيار من الإلكترونات أو البوزيترونات (جسيمات بيتا) المنبعثة من النوى الذرية أثناء اضمحلال بيتا للنظائر المشعة. لا تتجاوز قدرة اختراق جزيئات بيتا بضعة ملليمترات، وبالتالي، مع التشعيع الخارجي للجسم، تتأثر الأنسجة السطحية فقط. النيوترون هو جسيم أولي محايد. وتشكل مع البروتونات النواة الذرية. البروتون هو جسيم أولي مستقر ذو شحنة موجبة. يتمتع التدفق القوي للنيوترونات والبروتونات المتولدة أثناء تفاعلات الانشطار النووي والاندماج النووي بقدرة عالية على الاختراق والتأين.

العناصر المشعة

العناصر المشعة،العناصر الكيميائية، وجميع نظائرها مشعة. وتشمل العناصر المشعة التكنيتيوم (العدد الذري 43)، والبروميثيوم (61)، والبولونيوم (84) وجميع العناصر اللاحقة في الجدول الدوري. بحلول عام 1975، كان هناك 25 عنصرًا مشعًا معروفًا. تسمى العناصر الموجودة خلف اليورانيوم في الجدول الدوري بعناصر ما بعد اليورانيوم. العناصر المشعة الأربعة عشر ذات العدد الذري 90-103 متشابهة إلى حد كبير مع بعضها البعض؛ هم يشكلون عائلة الأكتينيدات. من بين العناصر المشعة الطبيعية، اثنان فقط - الثوريوم (العدد الذري 90) واليورانيوم (92) لهما نظائر ذات عمر نصف (T 1/2) قابلة للمقارنة مع عمر الأرض. هذه هي 232 ث (T 1 /2 = 1.41 × 10 10 سنوات)، 235 U (T 1 / 2 = 7.13 × 10 8 سنوات) و 238 U (T 1 /2 = 4.51 × 10 9 سنوات). لذلك، تم الحفاظ على الثوريوم واليورانيوم على كوكبنا منذ تكوينه وهما العناصر المشعة الأساسية. النظائر 232 ث، 235 يو، 238 يو تؤدي إلى ظهور سلسلة مشعة طبيعية، والتي تشمل عناصر مشعة طبيعية ثانوية بأعداد ذرية 84-89 و91 كعناصر وسيطة.

إن نصف عمر جميع نظائر هذه العناصر قصير نسبيًا، وإذا لم يتم تجديد احتياطياتها بشكل مستمر بسبب اضمحلال النظائر طويلة العمر U وTh، فإنها ستكون قد اضمحلت تمامًا منذ فترة طويلة.

تسمى العناصر المشعة ذات الأعداد الذرية 43 و 61 و 93 وجميع العناصر اللاحقة مصطنعة لأنها. يتم إنتاجها باستخدام التفاعلات النووية التي يتم إجراؤها بشكل مصطنع. هذا التقسيم للعناصر المشعة إلى طبيعية وصناعية هو أمر تعسفي إلى حد ما؛ وهكذا، تم الحصول على الأستاتين (العدد الذري 85) لأول مرة صناعيًا ثم تم اكتشافه بين أعضاء السلسلة المشعة الطبيعية. كما تم العثور على كميات ضئيلة من التكنيشيوم والبروميثيوم والنبتونيوم (العدد الذري 93) والبلوتونيوم (94) في الطبيعة، نتيجة انشطار اليورانيوم النووي - إما تلقائيًا أو قسريًا (تحت تأثير النيوترونات من الأشعة الكونية، وما إلى ذلك). .

يشكل عنصران مشعان - Th و U - عددًا كبيرًا من المعادن المختلفة. إن معالجة المواد الخام الطبيعية تجعل من الممكن الحصول على هذه العناصر بكميات كبيرة. يمكن عزل العناصر المشعة - أعضاء السلسلة المشعة الطبيعية - بالطرق الكيميائية الإشعاعية من نفايات إنتاج Th وU، وكذلك من المستحضرات المحتوية على الثوريوم أو اليورانيوم المخزنة لفترة طويلة. يتم إنتاج Np وPu وعناصر ما بعد اليورانيوم الخفيفة الأخرى في المفاعلات النووية بسبب التفاعلات النووية لنظائر 238U مع النيوترونات. بمساعدة التفاعلات النووية المختلفة، يتم إنتاج عناصر ما بعد اليورانيوم الثقيلة Tc وPm في المفاعلات النووية ويمكن عزلها من منتجات الانشطار.

العديد من العناصر المشعة لها أهمية عملية مهمة. يتم استخدام اليورانيوم والبلوتونيوم كمواد انشطارية في المفاعلات النووية والأسلحة النووية. إن تشعيع الثوريوم (نظيره الطبيعي 232 ث) بالنيوترونات يجعل من الممكن الحصول على النظير 233 يو - وهي مادة انشطارية. Pm، Po، Pu، إلخ. تستخدم العناصر المشعة لتصنيع البطاريات الكهربائية الذرية مع عمر خدمة مستمر يصل إلى عدة سنوات. راجع مقالات عن العناصر المشعة الفردية، وكذلك المعادن المشعة، وخامات الثوريوم، وخامات اليورانيوم.

مضاءة: نسميانوف آن. ن.، الكيمياء الإشعاعية، م.، 1972.

إس إس بيردونوسوف.

أرز. إلى الفن. العناصر المشعة.

بيت | أساسيات سلامة الحياة | مواد للدروس | مواد لدروس سلامة الحياة للصف الثامن | الخطة الدراسية للعام الدراسي |

أساسيات سلامة الحياة
الصف 8

الدرس 18

عواقب الحوادث الإشعاعية

تتميز الحوادث في المنشآت الإشعاعية الخطرة بإطلاق منتجات مشعة في البيئة. فهو يؤدي إلى تلوث الهواء والماء والتربة بالإشعاع، وبالتالي تعرض موظفي المنشأة، وفي بعض الحالات، السكان (انظر الشكل 11). وفي الوقت نفسه، يتم إطلاق المواد المشعة في الغلاف الجوي من المفاعلات النووية على شكل جزيئات صغيرة من الغبار والهباء الجوي. قد يحدث انسكاب سائل، مما يؤدي إلى التلوث الإشعاعي للمنطقة والمسطحات المائية.

المواد المشعة لها خصائص محددة:

- ليس لها رائحة أو لون أو طعم أو أي علامات خارجية أخرى، ولهذا السبب فإن الأجهزة فقط هي التي يمكن أن تشير إلى تلوث الأشخاص والحيوانات والتضاريس والمياه والهواء والأدوات المنزلية والمركبات والمواد الغذائية؛
- أنها قادرة على التسبب في الضرر ليس فقط عند الاتصال المباشر، ولكن أيضًا على مسافة (تصل إلى مئات الأمتار) من مصدر التلوث؛
— لا يمكن تدمير الخصائص الضارة للمواد المشعة باستخدام المواد الكيميائية و/أو أي طريقة أخرى، حيث أن تحللها الإشعاعي لا يعتمد على عوامل خارجية، ولكن يتم تحديده من خلال نصف عمر المادة.

عمر النصف هو الوقت الذي تتحلل فيه نصف ذرات المادة المشعة. يختلف عمر النصف للمواد المشعة المختلفة على مدى فترة زمنية واسعة.

في حالة وقوع حادث إشعاعييحدث تلوث الغذاء والمياه والخزانات، مما يستلزم حدوث أشكال مختلفة من مرض الإشعاع والتسمم الشديد والأمراض المعدية لدى البشر والحيوانات.

نتيجة للإطلاق الطارئ للمواد المشعة في الغلاف الجوي، فإن أنواع التأثيرات الإشعاعية على الأشخاص والحيوانات الموضحة في الشكل ممكنة.

ملامح التلوث الإشعاعي (التلوث) في المنطقة

يتميز التلوث الإشعاعي أثناء وقوع حادث في محطة للطاقة النووية (المنشأة) بعدة ميزات:

— تخترق المنتجات المشعة بسهولة داخل المباني، حيث أن معظمها يكون في حالة بخار أو هباء جوي؛
— الخطر الأكبر هو الإشعاع الداخلي الناجم عن دخول المواد المشعة إلى الجسم.
— مع مدة طويلة من إطلاق المواد المشعة، عندما يمكن أن يتغير اتجاه الريح عدة مرات، هناك احتمال للتلوث الإشعاعي للمنطقة في جميع الاتجاهات تقريبًا من مصدر الحادث.

دعونا ننظر في السمات المميزة للتلوث الإشعاعي للمنطقة أثناء حوادث محطات الطاقة النووية، على عكس التلوث الإشعاعي للمنطقة أثناء التفجيرات النووية.

خلال انفجار نووي أرضيوتشارك في سحبها عشرات الآلاف من الأطنان من التربة. تمتزج الجسيمات المشعة مع الغبار المعدني، وتذوب وتستقر على الأرض.

الهواء ملوث قليلا. يكتمل تكوين أثر السحابة المشعة في غضون ساعات قليلة. خلال هذا الوقت، عادة لا تتغير ظروف الأرصاد الجوية بشكل حاد، ويكون للمسار السحابي أبعاد ومخططات هندسية محددة. في هذه الحالة، فإن الخطر الرئيسي الذي يواجه الأشخاص الذين وقعوا في أعقاب السحابة المشعة هو الإشعاع الخارجي (90-95٪ من إجمالي جرعة الإشعاع). جرعة الإشعاع الداخلية ضئيلة. وينجم عن دخول المواد المشعة إلى الجسم عن طريق الجهاز التنفسي ومع الطعام.

أثناء وقوع الحوادث في محطات الطاقة النووية، يكون جزء كبير من منتجات انشطار الوقود النووي في حالة بخار أو هباء جوي. يمكن أن يستمر إطلاقها في الغلاف الجوي من عدة أيام إلى عدة أسابيع. يتم تحديد تأثير التلوث الإشعاعي للبيئة على الأشخاص في الساعات والأيام الأولى بعد وقوع الحادث من خلال التعرض الخارجي للسحابة المشعة والتساقط الإشعاعي على الأرض، والتعرض الداخلي نتيجة استنشاق النويدات المشعة الناتجة عن الإطلاق. سحاب. بعد ذلك، لسنوات عديدة، ستكون الآثار الضارة وتراكم جرعات الإشعاع لدى البشر نتيجة لتورط النويدات المشعة المترسبة في السلسلة البيولوجية واستهلاك الأغذية والمياه الملوثة. في هذه الحالة، يتم عادةً حساب الجرعة الإشعاعية الإجمالية المتوقعة خلال الخمسين عامًا القادمة بعد وقوع الحادث على النحو التالي: 15% - التعرض الخارجي، 85% - التعرض الداخلي.

طبيعة الضرر الذي يلحق بالناس والحيوانات.
تلوث النباتات الزراعية والأغذية

في حالة وقوع حوادث في محطات الطاقة النووية، من الصعب تهيئة الظروف التي تحمي الناس بشكل كامل من التعرض للإشعاع.

ومع ذلك، مع العلم أن تأثير الإشعاعات المؤينة على الأنسجة والأعضاء البشرية الفردية ليس هو نفسه، فمن الممكن إضعافه بشكل كبير.

لذا، تكون بعض الأعضاء أكثر حساسية لتأثيرات الإشعاعات المؤينة، والبعض الآخر أقل حساسية.

مع تشعيع موحد نسبيًا للجسم، يتم تحديد الضرر الذي يلحق بالصحة من خلال مستوى تشعيع الجسم بأكمله، والذي يتوافق مع المجموعة الأولى من الأعضاء الحرجة.

إلى المجموعة الأولى من الأعضاء الحرجةوتشمل أيضًا الأعضاء التناسلية ونخاع العظم الأحمر.

إلى المجموعة الثانية من الأعضاء الحرجةوتشمل العضلات والغدة الدرقية والأنسجة الدهنية والكبد والكلى والطحال والجهاز الهضمي والرئتين وعدسات العين.

المجموعة الثالثة من الأعضاء الحرجةيشكلون الجلد والأنسجة العظمية واليدين والساعدين والساقين والقدمين.

عند العمل في المناطق الملوثة بالمواد المشعة، يتم تحديد جرعات معينة من الإشعاع المسموح بها لفترة معينة من الزمن، والتي، كقاعدة عامة، لا ينبغي أن تسبب إصابات إشعاعية لدى الناس.

تعتمد درجة الضرر الإشعاعي على جرعة الإشعاع المتلقاة والوقتالتي تعرض خلالها الشخص لها. ليست كل جرعة من الإشعاع خطيرة. إذا لم يتجاوز 50 ص، فسيتم استبعاد فقدان القدرة على العمل. جرعة 200-300 R المستلمة في فترة زمنية قصيرة يمكن أن تسبب إصابات إشعاعية خطيرة. ومع ذلك، فإن نفس الجرعة التي يتم تلقيها على مدى عدة أشهر لن تؤدي إلى المرض: فالجسم البشري السليم قادر على إنتاج خلايا جديدة خلال هذا الوقت لتحل محل تلك المفقودة أثناء التشعيع.

عند تحديد جرعات الإشعاع المسموح بها، يؤخذ في الاعتبار أنها يمكن أن تكون مفردة أو متعددة.

يعتبر التشعيع الذي يتم تلقيه خلال الأيام الأربعة الأولى منفردًا. يمكن أن يكون مندفعًا (عند تعرضه لاختراق الإشعاع) أو موحدًا (عند تشعيعه في منطقة ملوثة).

يعتبر التعرض الذي يتم تلقيه على مدى فترة تزيد عن أربعة أيام متعددًا.

إن الالتزام بالحدود المقررة للجرعات الإشعاعية المسموح بها يلغي احتمال حدوث إصابات إشعاعية جماعية في مناطق التلوث الإشعاعي في المنطقة. في الجدول توضح الأشكال 9، 10 العواقب المحتملة للتشعيع الحاد الفردي والمتعدد لجسم الإنسان، اعتمادًا على الجرعة المتلقاة.

تستقر المنتجات المشعة التي تكونت أثناء حادث محطة الطاقة النووية على شكل غبار وهباء جوي وجزيئات صغيرة أخرى على الأرض. تحملها الرياح وتصيب كل شيء حولها. إذا تُركت الإمدادات الغذائية مكشوفة أو تم تعريض سلامة عبواتها للخطر، فإن المواد المشعة سوف تلوثها. يمكن أيضًا إدخال المواد المشعة إلى الأغذية أثناء تجهيز الأغذية من الأسطح الملوثة للحاويات وأدوات ومعدات المطبخ والملابس والأيدي.

المواد المشعة التي تقع على سطح المنتجات، إذا لم تكن معبأة، أو من خلال الشقوق والتسريبات في الحاويات، تخترق الداخل: في الخبز والمفرقعات - إلى عمق المسام؛ في المنتجات السائبة (الدقيق، الحبوب، السكر، ملح الطعام) - في السطح (10-15 ملم) والطبقات السفلية، حسب كثافة المنتج. عادة ما تكون اللحوم والأسماك والخضروات والفواكه ملوثة بالغبار المشع (الهباء الجوي) المنبعث من السطح الذي تلتصق به بشدة. في المنتجات السائلة، تستقر الجزيئات الكبيرة في قاع الحاوية، وتشكل الجزيئات الصغيرة معلقات.

الخطر الأكبر يأتي من دخول المواد المشعة إلى الجسم.مع الأغذية والمياه الملوثة بها، كما أن تناولها بكميات تتجاوز القيم المقررة يسبب المرض الإشعاعي. ولذلك، من أجل استبعاد التشعيع الداخلي الخطير لجسم الإنسان، تم وضع الحدود المسموح بها للتلوث الإشعاعي للأغذية والمياه (الجدول 11). ويجب مراقبة امتثالهم بدقة.

ملحوظة:نشاط محدد للنويدة المشعة - نسبة نشاط النويدة المشعة في العينة إلى كتلة العينة. يتم قياس نشاط النويدات المشعة في العينة بالكوري (Ci). 1 Ci = 3.71010 تحويلات نووية في الثانية.

حتى نهاية القرن التاسع عشر، بدت جميع العناصر الكيميائية ثابتة وغير قابلة للتجزئة. لم يكن هناك شك حول كيفية تحويل العناصر غير القابلة للتغيير. لكن اكتشاف النشاط الإشعاعي أحدث ثورة في العالم كما نعرفه ومهد الطريق لاكتشاف مواد جديدة.

اكتشاف النشاط الإشعاعي

يعود شرف اكتشاف تحول العناصر إلى الفيزيائي الفرنسي أنطوان بيكريل. وفي تجربة كيميائية واحدة، احتاج إلى بلورات من كبريتات اليورانيل والبوتاسيوم. قام بلف المادة بورق أسود ووضع العبوة بالقرب من لوحة التصوير الفوتوغرافي. وبعد تطوير الفيلم، رأى العالم الخطوط العريضة لبلورات اليورانيوم في الصورة. على الرغم من الطبقة السميكة من الورق، كان من الممكن تمييزها بوضوح. كرر بيكريل هذه التجربة عدة مرات، لكن النتيجة كانت واحدة: كانت الخطوط العريضة للبلورات التي تحتوي على اليورانيوم مرئية بوضوح على لوحات التصوير الفوتوغرافي.

وأعلن بيكريل نتائج الاكتشاف في اجتماع دوري عقدته أكاديمية باريس للعلوم. بدأ تقريره بكلمات عن "الإشعاع غير المرئي". هكذا وصف نتائج تجاربه. بعد ذلك، دخل مفهوم الإشعاع حيز الاستخدام بين الفيزيائيين.

تجارب كوري

أثارت نتائج ملاحظات بيكريل اهتمام العلماء الفرنسيين ماري وبول كوري. لقد اعتقدوا بحق أن اليورانيوم ليس فقط هو الذي يمكن أن يكون له خصائص إشعاعية. ولاحظ الباحثون أن بقايا الخام الذي تستخرج منه هذه المادة لا تزال ذات نشاط إشعاعي مرتفع. أدى البحث عن عناصر مختلفة عن العناصر الأصلية إلى اكتشاف مادة ذات خصائص مشابهة لليورانيوم. العنصر المشع الجديد كان اسمه البولونيوم. أعطت ماري كوري هذا الاسم للمادة تكريما لوطنها بولندا. وبعد ذلك تم اكتشاف الراديوم. وتبين أن العنصر المشع هو نتيجة اضمحلال اليورانيوم النقي. وبعد ذلك بدأ في الكيمياء عصر المواد الكيميائية الجديدة التي لم تكن موجودة من قبل في الطبيعة.

عناصر

معظم نوى العناصر الكيميائية المعروفة اليوم غير مستقرة. مع مرور الوقت، تتفكك هذه المركبات تلقائيًا إلى عناصر أخرى وجزيئات صغيرة مختلفة. يُطلق على العنصر الأصلي الأثقل اسم المادة الأم في مجتمع الفيزياء. تسمى المنتجات التي تتشكل أثناء تحلل مادة ما بالعناصر الابنة أو منتجات التحلل. العملية نفسها مصحوبة بإطلاق جزيئات مشعة مختلفة.

النظائر

يمكن تفسير عدم استقرار العناصر الكيميائية بوجود نظائر مختلفة لنفس المادة. النظائر هي أنواع من بعض العناصر في الجدول الدوري لها نفس الخصائص، ولكن بأعداد مختلفة من النيوترونات في النواة. تحتوي العديد من المواد الكيميائية العادية على نظير واحد على الأقل. وحقيقة أن هذه العناصر منتشرة ومدروسة جيدا تؤكد أنها تظل في حالة مستقرة إلى أجل غير مسمى. لكن كل عنصر من هذه العناصر "طويلة العمر" يحتوي على نظائر. يحصل العلماء على نواتها من خلال التفاعلات التي تتم في ظروف المختبر. لا يمكن للعنصر المشع الاصطناعي المنتج صناعيًا أن يوجد في حالة مستقرة لفترة طويلة ويتحلل بمرور الوقت. يمكن أن تتم هذه العملية بثلاث طرق. حصلت جميع أنواع الاضمحلال الثلاثة على أسمائها من الجسيمات الأولية التي هي منتجات ثانوية للتفاعلات النووية الحرارية.

اضمحلال ألفا

يمكن تحويل العنصر الكيميائي المشع وفق مخطط الاضمحلال الأول. في هذه الحالة، ينبعث جسيم ألفا من النواة، وتصل طاقتها إلى 6 ملايين فولت. وكشفت دراسة مفصلة لنتائج التفاعل أن هذا الجسيم كان عبارة عن ذرة هيليوم. إنه يحمل بروتونين من النواة، وبالتالي فإن العنصر المشع الناتج سيكون له رقم ذري في الجدول الدوري بموضعين أقل من رقم المادة الأم.

اضمحلال بيتا

يصاحب تفاعل اضمحلال بيتا انبعاث إلكترون واحد من النواة. يرتبط ظهور هذا الجسيم في الذرة بتحلل الخلية العصبية إلى إلكترون وبروتون ونيوترينو. عندما يغادر الإلكترون النواة، يزيد العنصر الكيميائي المشع عدده الذري بمقدار واحد ويصبح أثقل من والده.

اضمحلال غاما

أثناء اضمحلال جاما، تطلق النواة شعاعًا من الفوتونات ذات طاقات مختلفة. تسمى هذه الأشعة عادةً بأشعة جاما. خلال هذه العملية، لا يتم تعديل العنصر المشع. إنه ببساطة يفقد طاقته.

عدم الاستقرار نفسه، الذي يمتلكه عنصر مشع معين، لا يعني على الإطلاق أنه في وجود عدد معين من النظائر، ستختفي مادتنا فجأة، وتطلق طاقة هائلة. في الواقع، يشبه تفكك النواة صنع الفشار - الحركة الفوضوية لحبوب الذرة في مقلاة، ومن غير المعروف تمامًا أي منها سيفتح أولاً. لا يمكن لقانون تفاعل الاضمحلال الإشعاعي إلا أن يضمن أنه خلال فترة زمنية معينة، سيخرج عدد من الجسيمات يتناسب مع عدد النيوكليونات المتبقية في النواة. في اللغة الرياضية، يمكن وصف هذه العملية بالصيغة التالية:

هنا يوجد اعتماد تناسبي لعدد النيوكليونات dN الخارجة من النواة خلال الفترة dt على عدد جميع النيوكليونات N الموجودة في النواة، والمعامل α هو ثابت النشاط الإشعاعي للمادة المتحللة.

يتم تحديد عدد النيوكليونات المتبقية في النواة في الوقت t بالصيغة:

ن = ن 0 ه -αt ,

حيث N 0 هو عدد النيوكليونات الموجودة في النواة عند بداية الرصد.

على سبيل المثال، تم اكتشاف عنصر الهالوجين المشع ذو العدد الذري 85 فقط في عام 1940. عمر النصف طويل جدًا - 7.2 ساعة. محتوى الهالوجين المشع (الأستاتين) على الكوكب بأكمله لا يتجاوز جرامًا واحدًا من المادة النقية. وبالتالي، خلال 3.1 ساعة، يجب أن تنخفض كميته في الطبيعة إلى النصف من الناحية النظرية. لكن عمليات التحلل المستمرة لليورانيوم والثوريوم تؤدي إلى ظهور ذرات أستاتين جديدة وجديدة، ولو بجرعات صغيرة جدًا. ولذلك فإن كميته في الطبيعة تبقى مستقرة.

نصف الحياة

يُستخدم ثابت النشاط الإشعاعي لتحديد مدى سرعة اضمحلال العنصر قيد الدراسة. لكن بالنسبة للمسائل العملية، يستخدم الفيزيائيون في كثير من الأحيان كمية تسمى عمر النصف. يخبرك هذا المؤشر بالمدة التي ستستغرقها المادة لتفقد نصف نوياتها بالضبط. بالنسبة للنظائر المختلفة، تتراوح هذه الفترة من أجزاء صغيرة من الثانية إلى مليارات السنين.

من المهم أن نفهم أن الوقت في هذه المعادلة لا يُضاف، بل يُضرب. على سبيل المثال، إذا فقدت مادة ما نصف عدد نيوكليوناتها خلال فترة من الزمن، فإنها ستفقد خلال فترة 2t نصف النيوكلونات المتبقية - أي ربع العدد الأصلي للنيوكليونات.

ظهور العناصر المشعة

تتشكل المواد المشعة بشكل طبيعي في الطبقات العليا من الغلاف الجوي للأرض، في طبقة الأيونوسفير. تحت تأثير الإشعاع الكوني، يخضع الغاز الموجود على ارتفاعات عالية لتغيرات مختلفة تحول المادة المستقرة إلى عنصر مشع. الغاز الأكثر شيوعاً في غلافنا الجوي هو N2، على سبيل المثال، من النظير المستقر النيتروجين-14 يتحول إلى النظير المشع الكربون-14.

في الوقت الحاضر، يظهر عنصر مشع في كثير من الأحيان في سلسلة من تفاعلات الانشطار الذري التي يصنعها الإنسان. هذا هو اسم العمليات التي تتحلل فيها نواة المادة الأم إلى نواتين ابنتين، ثم إلى أربع نوى "حفيدة" مشعة. والمثال الكلاسيكي هو نظير اليورانيوم 238. ويبلغ عمر النصف له 4.5 مليار سنة. لقد كان كوكبنا موجودًا منذ فترة طويلة تقريبًا. وبعد عشر مراحل من الاضمحلال، يتحول اليورانيوم المشع إلى رصاص مستقر 206. ولا يختلف العنصر المشع المنتج صناعيا في خصائصه عن نظيره الطبيعي.

الأهمية العملية للنشاط الإشعاعي

بعد كارثة تشيرنوبيل، بدأ كثيرون يتحدثون بجدية عن تقليص برامج تطوير محطات الطاقة النووية. ولكن في الحياة اليومية، يجلب النشاط الإشعاعي فوائد هائلة للبشرية. يدرس علم التصوير الشعاعي إمكانيات تطبيقه العملي. على سبيل المثال، يتم حقن الفسفور المشع في المريض للحصول على صورة كاملة لكسور العظام. تعمل الطاقة النووية أيضًا على توليد الحرارة والكهرباء. ربما سنجد في المستقبل اكتشافات جديدة في هذا المجال المذهل من العلوم.

العناصر المشعة (النويدات المشعة) موجودة على نطاق واسع في التربة والصخور المكونة للتربة. النشاط الإشعاعي (الطبيعي) هو ظاهرة التحول التلقائي (الاضمحلال) للنظائر غير المستقرة لعنصر كيميائي واحد إلى نظير لعنصر آخر، مصحوبًا بإشعاع ά- وβ- وγ. يرجع النشاط الإشعاعي للتربة إلى وجود عناصر مشعة ذات أصل طبيعي وبشري. وفي هذا الصدد، يتم التمييز بين النشاط الإشعاعي الطبيعي والاصطناعي. يتم التعبير عنه بعدد الاضمحلالات النووية لكل وحدة زمنية ويتم قياسه بالبيكريل (1 Bq = 1 اضمحلال/ثانية) أو بوحدات نشاط النظائر المشعة - الكوري (1 Ci = 3.7 10 10 Bq).

النشاط الإشعاعي الطبيعي.تعتبر النويدات المشعة الطبيعية هي تلك التي تكونت ويعاد تشكيلها باستمرار دون تدخل بشري.

ينجم النشاط الإشعاعي الطبيعي عن مجموعتين من العناصر المشعة: الأولية، الموجودة في الصخور الأم والموجودة في التربة، والكونية - التي تدخل التربة من الغلاف الجوي، والتي يحدث تكوينها أثناء تفاعل الإشعاع الكوني مع النوى من العناصر المستقرة

جميع العناصر المشعة الطبيعية الأولية هي في الغالب طويلة العمر، مع عمر نصف يبلغ 10 8 -10 17 سنة، والتي ربما نشأت في وقت واحد مع تكوين الأرض. إن المساهمة الأكبر في النشاط الإشعاعي الطبيعي للتربة يتم من خلال النظير المشع 40 كلفن، والذي يمثل أكثر من 50٪ من النشاط الإشعاعي الطبيعي للتربة، وكذلك الكالسيوم (48 كا)، الروبيديوم (87 رطل)، اليورانيوم (238). U)، الراديوم (226 رع)، الثوريوم (232 ث). المصدر الرئيسي لهذه العناصر في التربة هو الصخور المكونة للتربة. وهي تختلف بشكل كبير في تركيز العناصر المشعة الطبيعية.

أكبر مساهمة في الجرعة الإشعاعية من عدد كبير من العناصر المشعة الكونية هي التريتيوم (3 H)، البريليوم (7 Be، 10 Be)، الكربون (14 C، 13 C)، الفوسفور (32 P، 33 P) والكبريت (35S) والكلور (35Cl) والصوديوم (22Na). يتأثر النشاط الإشعاعي الطبيعي للتربة بالنظائر الكونية التالية: الكربون المشع (14 درجة مئوية) والتريتيوم (3 ساعات) - وهو نظير ثقيل للغاية من الهيدروجين الذي يدخل التربة من الغلاف الجوي. هذه النظائر المشعة قصيرة العمر نسبيًا. يبلغ نصف عمر الكربون المشع 5760 عامًا، ويبلغ عمر النصف للتريتيوم 12.3 عامًا. وبما أنها تدخل التربة من الغلاف الجوي، يتم الحفاظ على محتواها عند مستوى ثابت نسبيًا.

في المجموع، هناك أكثر من 300 نويدات مشعة طبيعية معروفة، ويحدد وجودها في التربة نشاطها الإشعاعي الطبيعي. يختلف تركيز النويدات المشعة الطبيعية في الطبيعة بشكل كبير. ومن بين جميع المواد المشعة، تحتوي القشرة الأرضية على أكبر نسبة من البوتاسيوم (حوالي 2.5%)، في حين أن محتوى اليورانيوم والثوريوم أقل بعشرات ومئات، والراديوم أقل بملايين المرات مقارنة بمحتوى البوتاسيوم المشع (40 كلفن). يتم تمثيل هذا العنصر في الطبيعة بخليط من ثلاثة نظائر: 39 K، 40 K و 41 K، اثنان منها (39 K و 41 K) مستقران وواحد (40 K) مشع طويل العمر، نصف العمر والتي يتم قياسها بمئات الملايين من السنين (Annenkov B N.، Yudintseva E.V.، 1991).

يعتمد المحتوى الإجمالي للنويدات المشعة في التربة، في المقام الأول، على الصخور الأم. تم العثور على أقصى نشاط إشعاعي في التربة التي تم تطويرها على صخور نارية حمضية مقارنة بالتربة المتكونة على صخور قاعدية وفوق القاعدة، ولوحظ أعلى تركيز للنويدات المشعة في الأجزاء الدقيقة من التربة - في جزيئات الطين. على سبيل المثال، تحتوي التربة المتكونة على صخور غنية بالفوسفور على تركيزات مرتفعة من اليورانيوم.

تحتوي الرواسب الطينية والطينية والطينية والحزامية على عناصر مشعة أكثر بمقدار 2-4 مرات من الرواسب النهرية الجليدية الرملية والطينية الرملية. في التربة المتكونة على سطح الصخور الكربونية، يكون محتوى العناصر المشعة أعلى بعدة مرات من محتوى الصخور. تتراكم هذه العناصر في التربة أثناء التحول (التجوية) للصخور الكربونية.

في التربة، توجد العناصر المشعة الطبيعية بتركيزات فائقة الصغر تتراوح بين n10 -4 - n10 -12%. هناك مناطق حول العالم ذات مستويات مرتفعة من النشاط الإشعاعي الطبيعي للتربة. توجد المواد المشعة بشكل طبيعي بتركيزات مرتفعة في أماكن إنتاجها واستخدامها الفني ودفنها.

الجدول 33

تركيز النظائر المشعة الطبيعية الرئيسية في التربة (Kovrigo V.P., 2008)

يعتمد التوزيع النوعي للنشاط الإشعاعي في المستوى الرأسي (عبر الآفاق الجينية) على طبيعة عملية تكوين التربة.

في التربة الكربوناتية، يتم ملاحظة أعلى محتوى من النويدات المشعة الطبيعية في آفاق الدبال ويتناقص تدريجياً عند الانتقال إلى الصخور المكونة للتربة.

في التربة السوداء والغابات ذات اللون الرمادي الداكن والكستناء وشبه الصحراوية والصحراوية، والتي لا يرتبط تكوينها بالتحول النشط وحركة مكونات الطور الصلب، يتميز توزيع العناصر المشعة الطبيعية على طول ملف التربة بالتمايز الضعيف. في تربة غابات السهوب وتربة مناطق السهوب، يتزامن التمايز الجانبي لمحتوى العناصر المشعة مع الأنماط النموذجية للتغيرات في تكوينها الحبيبي وأكاسيد الحديد والألمنيوم.

تؤدي عملية Podzolization، وsolodization، والتخفيض، وsolonetzation إلى إزالة النويدات المشعة الطبيعية من الآفاق الطميية (العلوية) إلى الآفاق الطميية مع تراكم لاحق، حيث يزيد تركيز النويدات المشعة بنسبة 1.5-3 مرات مقارنة بالصخرة الأم. يتم ترسب اليورانيوم على الحواجز اللامعة، مما يؤدي إلى إثراء التربة الهيدرومورفية بهذا العنصر.

النشاط الإشعاعي الاصطناعي.حاليًا، هناك أكثر من 1300 نويدات مشعة صناعية معروفة، منها النظائر 90 Sr، 137 Cs، 144 Ce هي الأكثر خطورة. عمر النصف للسترونتيوم هو 28 سنة، ونصف عمر السيزيوم هو 30 سنة. تتميز بالطاقة الإشعاعية العالية وتكون قادرة على المشاركة بنشاط في الدورة البيولوجية. تنقسم النويدات المشعة الاصطناعية (من صنع الإنسان) تقليديًا إلى ثلاث مجموعات: منتجات الانشطار المشع (أهمها 89 Sr، 90 Sr، 137 Cs، 134 Cs، 131 I، 131 Ce، 144 Ce)؛ منتجات التنشيط المستحث (بما في ذلك 54 مليون، 60 كو، 55 الحديد، 59 الحديد، 65 الزنك)؛ عناصر ما بعد اليورانيوم (ومن بينها العناصر الأطول عمراً هي 237 نيوتن، 239 نيوتن، 239 بو، 244 بو، 241 آم، 242 سم، 243 سم، 244 سم).

يحدث النشاط الإشعاعي الاصطناعي نتيجة لدخول النظائر المشعة إلى التربة، والتي تكونت نتيجة للانفجارات الذرية والحرارية النووية، في شكل نفايات من الصناعة النووية، نتيجة لحوادث المؤسسات النووية، وإدخال الأسمدة الفوسفورية (غالبًا ما تحتوي على نظائر اليورانيوم)، انبعاثات الرماد من محطات الطاقة الحرارية التي تعمل بالفحم والصخر الزيتي القابل للاحتراق والذي يحتوي على اليورانيوم والراديوم والثوريوم والبولونيوم. يتم نقل العناصر الراديوية بواسطة تيارات الرياح والأمطار والذوبان، مما يؤدي إلى توسيع مناطق التلوث الإشعاعي للتربة والمياه الطبيعية، مما يعرض الكائنات الحية للإشعاع المشع. أثناء تشغيل محطة الطاقة النووية، تدخل المنتجات الانشطارية المهاجرة بشكل مكثف - 90 Sr، 137 Cs، 131 I - بالإضافة إلى النويدات ذات النشاط المستحث - 54 Mn، 60 Co، 65 Zn - إلى البيئة الخارجية.

يزداد محتوى النويدات المشعة في التربة مع استخدام المُحسنات والأسمدة العضوية والمعدنية التي تحتوي على مواد مشعة. وبالتالي فإن نشاط 1 كجم من الأسمدة الفوسفورية هو: السوبر فوسفات - 120 بكريل، المركز المخصب - 70 بكريل. عند الجرعات المتوسطة من هذه الأسمدة (60 كجم/هكتار)، تدخل النويدات المشعة بشكل إضافي في التربة، والتي يبلغ نشاطها في 60 كجم من الأسمدة 1.35106 بيكريل. يزداد النشاط الإشعاعي للتربة أثناء التجيير بسبب وجود 48 Ca الذي يبلغ تركيزه في الخليط الطبيعي لنظائر الكالسيوم 0.19%.

ولا يؤثر التلوث الإشعاعي للتربة على مستوى الخصوبة، ولكنه يؤدي إلى تراكم النويدات المشعة في منتجات المحاصيل. ومع ذلك، مع زيادة مستويات الخصوبة، ينخفض ​​تركيز النويدات المشعة في المحصول بسبب زيادة الكتلة الحيوية للمحصول. زيادة العداء بين أيونات النويدات المشعة والأملاح المدخلة (Ca - Sr، K - Cs) تمنع دخول السترونتيوم والسيزيوم إلى النباتات.

وفي الوقت الحالي، تعد التربة المصدر الرئيسي للنويدات المشعة في المنتجات الزراعية. (التوصيات، 1991). يتم تثبيت معظم النويدات المشعة الاصطناعية بواسطة مكونات الطور الصلب للتربة، مما يؤدي إلى تراكمها في الجزء العلوي من ملف التربة. في التربة ذات التركيب الحبيبي الخفيف، تخترق النويدات المشعة بشكل أعمق من التربة الثقيلة، ونتيجة لذلك يمكنها الوصول إلى مستوى المياه الجوفية في التربة ودخول شبكة الأنهار معها.

يتأثر تثبيت النويدات المشعة بمحتوى الدبال، والتركيب الحبيبي والمعدني، ورد فعل البيئة. ومع زيادة محتوى المادة العضوية ودرجة تشتت جزيئات التربة، يزداد امتصاص 90 Sr. تلعب المعادن الطينية، وخاصة الإليت والفيرميكوليت، الدور الرئيسي في امتصاص 137Cs. عندما تتحمض البيئة، عادة ما تزداد حركة النويدات المشعة الاصطناعية، وفي التربة المحايدة والقلوية تنخفض. تتراكم الكمية الرئيسية من السترونتيوم والسيزيوم التي تدخل النبات في كتلتها الموجودة فوق سطح الأرض، وتتراكم النويدات المشعة المتبقية في الجذور.

بشكل عام، لوحظ أعلى امتصاص للنويدات المشعة في التربة ذات التركيب الحبيبي الثقيل مع نسبة عالية من الدبال والمعادن مثل الفيرميكوليت، والمونتموريلونيت، والهيدروميكا. في مثل هذه التربة، يتم تثبيت النويدات المشعة الاصطناعية بقوة بواسطة مكونات PPC، مما يمنع مشاركتها في عمليات الهجرة والدخول إلى النباتات.

تستمر هجرة النويدات المشعة في التربة ببطء، وتقع الكمية الرئيسية منها حاليًا في الطبقة التي يتراوح سمكها بين 0 و 5 سم. ويؤدي النشاط الاقتصادي البشري، وخاصة حرث الأراضي، إلى توزيع موحد إلى حد ما للنويدات المشعة داخل الطبقة الصالحة للزراعة. يؤدي الحرث مع دوران التكوين إلى حركة النويدات المشعة في عمق التربة، كما أن استخدام الأسمدة والجير يقلل بشكل حاد من دخولها إلى النباتات المزروعة (4-5 مرات).

نحن جميعًا نتعرض للإشعاع بشكل أو بآخر كل يوم. إلا أنه في خمسة وعشرين مكانًا، والتي سنخبركم عنها أدناه، يكون مستوى الإشعاع فيها أعلى بكثير، ولهذا السبب تم إدراجها في قائمة أكثر 25 مكانًا إشعاعًا على وجه الأرض. إذا قررت زيارة أي من هذه الأماكن، فلا تغضب إذا اكتشفت لاحقًا زوجًا إضافيًا من العيون عندما تنظر في المرآة... (حسنًا، ربما تكون هذه مبالغة... أو ربما لا).

25. تعدين المعادن الأرضية القلوية | كاروناجابالي، الهند

كاروناجابالي هي بلدية في منطقة كولام بولاية كيرالا الهندية، حيث يتم استخراج المعادن النادرة. بعض هذه المعادن، وخاصة المونازيت، أصبحت رمال الشاطئ والرواسب الغرينية بسبب التآكل. وبفضل ذلك يصل الإشعاع في بعض الأماكن على الشاطئ إلى 70 ملي غراي/سنة.

24. فورت دوبيرفيلييه باريس، فرنسا


كشفت اختبارات الإشعاع عن إشعاعات قوية جدًا في فورت دوبيرفيلييه، حيث تم العثور على السيزيوم 137 والراديوم 226 في 61 خزانًا مخزنًا هناك، بالإضافة إلى ذلك، كان 60 مترًا مكعبًا من أراضيها ملوثة أيضًا بالإشعاع.

23. مصنع أسرينوكس لمعالجة الخردة المعدنية | لوس باريوس، إسبانيا


في هذه الحالة، لم يتم اكتشاف مصدر السيزيوم 137 بواسطة أجهزة المراقبة في ساحة الخردة المعدنية في شركة Acherinox. عند ذوبانه، أطلق المصدر سحابة مشعة بمستويات إشعاع تصل إلى 1000 مرة عادية. تم الإبلاغ عن التلوث لاحقًا في ألمانيا وفرنسا وإيطاليا وسويسرا والنمسا.

22. مختبر ناسا سانتا سوزانا الميداني | (سيمي فالي، كاليفورنيا).


سيمي فالي، كاليفورنيا هي موطن مختبر سانتا سوزانا الميداني التابع لناسا، وعلى مر السنين، عانى ما يقرب من عشرة مفاعلات نووية صغيرة من مشاكل بسبب العديد من الحرائق التي تنطوي على معادن مشعة. وتجري حاليًا عمليات التنظيف في هذا الموقع الملوث بشدة.

21. مصنع ماياك لإنتاج البلوتونيوم | مسلموفو، الاتحاد السوفيتي


وبسبب محطة ماياك لاستخراج البلوتونيوم، التي بنيت عام 1948، يعاني سكان مسلموفو في جبال الأورال الجنوبية من عواقب شرب مياه الشرب الملوثة بالإشعاع، ما أدى إلى إصابتهم بأمراض مزمنة وإعاقات جسدية.

20. مطحنة تشيرش روك لليورانيوم | (تشيرش روك في نيو مكسيكو).


خلال حادث محطة تشرش روك لتخصيب اليورانيوم سيئ السمعة، تسرب أكثر من ألف طن من النفايات الصلبة المشعة و352.043 مترًا مكعبًا من محلول النفايات المشعة الحمضية إلى نهر بوركو. ونتيجة لذلك، ارتفعت مستويات الإشعاع إلى 7000 مرة طبيعية. وأظهرت دراسة أجريت عام 2003 أن مياه النهر لا تزال ملوثة.

19. شقة | كراماتورسك، أوكرانيا


في عام 1989، تم اكتشاف كبسولة صغيرة تحتوي على السيزيوم 137 عالي الإشعاع داخل الجدار الخرساني لمبنى سكني في كراماتورسك بأوكرانيا. يحتوي سطح هذه الكبسولة على جرعة من إشعاع جاما تساوي 1800 دورة في السنة. وأدى ذلك إلى مقتل ستة أشخاص وإصابة 17 آخرين.

18. بيوت من الطوب | يانغجيانغ، الصين


منطقة يانغجيانغ الحضرية مليئة بالمنازل المصنوعة من الرمل والطوب الطيني. ولسوء الحظ فإن الرمال الموجودة في هذه المنطقة تأتي من أجزاء التلال التي تحتوي على المونازيت الذي يتحلل إلى الراديوم والأكتينيوم والرادون. وتفسر المستويات العالية من الإشعاع الصادر عن هذه العناصر ارتفاع معدلات الإصابة بالسرطان في المنطقة.

17. إشعاع الخلفية الطبيعية | رامسار، إيران


يتمتع هذا الجزء من إيران بأحد أعلى مستويات الإشعاع الطبيعي على الأرض. تصل مستويات الإشعاع في رامسار إلى 250 مللي سيفرت سنويًا.

16. الرمال المشعة | جواراباري، البرازيل


بسبب تآكل عنصر المونازيت المشع الموجود بشكل طبيعي، فإن رمال شواطئ جواراباري مشعة، حيث تصل مستويات الإشعاع إلى 175 مللي سيفرت، وهو بعيد كل البعد عن المستوى المقبول البالغ 20 مللي سيفرت.

15. موقع مكلور المشع | سكاربورو، أونتاريو


كان موقع مكلور المشع، وهو مشروع سكني في سكاربورو، أونتاريو، موقعًا ملوثًا بالإشعاع منذ الأربعينيات. وكان سبب التلوث هو الراديوم المستخرج من الخردة المعدنية التي كان من المقرر استخدامها في التجارب.

14. ينابيع بارالانا الجوفية | أركارولا، أستراليا


تتدفق ينابيع بارالانا تحت الأرض عبر الصخور الغنية باليورانيوم، ووفقًا للأبحاث، فإن هذه الينابيع الساخنة تجلب غاز الرادون واليورانيوم المشع إلى السطح لأكثر من مليار سنة.

13. معهد العلاج الإشعاعي في غوياس (معهد غويانو للعلاج الإشعاعي) | غوياس، البرازيل


نتج التلوث الإشعاعي في غوياس بالبرازيل عن حادث إشعاعي بعد سرقة مصدر العلاج الإشعاعي من مستشفى مهجور. لقد مات مئات الآلاف من الأشخاص بسبب التلوث، وحتى اليوم لا يزال الإشعاع منتشرًا في العديد من مناطق غوياس.

12. مركز دنفر الفيدرالي | دنفر، كولورادو


تم استخدام مركز دنفر الفيدرالي كموقع للتخلص من مجموعة متنوعة من النفايات، بما في ذلك المواد الكيميائية والمواد الملوثة وحطام هدم الطرق. تم نقل هذه النفايات إلى مواقع مختلفة، مما أدى إلى التلوث الإشعاعي لعدة مناطق في دنفر.

11. قاعدة ماكغواير الجوية | مقاطعة برلنغتون، نيوجيرسي


في عام 2007، تم تحديد قاعدة ماكغواير الجوية من قبل وكالة حماية البيئة الأمريكية باعتبارها واحدة من أكثر القواعد الجوية تلوثًا في البلاد. وفي العام نفسه، أمر الجيش الأمريكي بتنظيف القاعدة من الملوثات، لكن التلوث لا يزال موجودًا هناك.

10. موقع الحجز النووي في هانفورد | هانفورد، واشنطن


كجزء لا يتجزأ من مشروع القنبلة الذرية الأمريكية، أنتج مجمع هانفورد البلوتونيوم للقنبلة الذرية التي أسقطت في نهاية المطاف على ناغازاكي، اليابان. على الرغم من شطب مخزون البلوتونيوم، بقي ما يقرب من ثلثي الحجم في هانفورد، مما تسبب في تلوث المياه الجوفية.

9. في وسط البحر | البحرالابيض المتوسط


يُعتقد أن عصابة تسيطر عليها المافيا الإيطالية تستخدم البحر الأبيض المتوسط ​​كمكب للنفايات المشعة الخطرة. ويعتقد أن نحو 40 سفينة تحمل نفايات سامة ومشعة تبحر عبر البحر الأبيض المتوسط، مما يترك كميات كبيرة من النفايات المشعة في المحيطات.

8. ساحل الصومال | مقديشو، الصومال


ويزعم البعض أن تربة الساحل الصومالي غير المحمي قد استخدمت من قبل المافيا لإلقاء النفايات النووية والمعادن السامة، والتي تشمل 600 برميل من المواد السامة. ولسوء الحظ، تبين أن هذا صحيح عندما ضرب تسونامي الساحل في عام 2004 وتم اكتشاف براميل صدئة مدفونة هنا منذ عدة عقود.

7. جمعية الإنتاج "ماياك" | ماياك، روسيا


كانت المنارة في روسيا لعقود عديدة موقعًا لمحطة طاقة نووية ضخمة. بدأ كل شيء في عام 1957، عندما تم إطلاق ما يقرب من 100 طن من النفايات المشعة إلى البيئة في كارثة أدت إلى انفجار أدى إلى تلويث مساحة كبيرة. ومع ذلك، لم يتم الإبلاغ عن أي شيء عن هذا الانفجار حتى عام 1980، عندما تم اكتشاف أنه منذ الخمسينيات، تم إلقاء النفايات المشعة من محطة الطاقة في المنطقة المحيطة، بما في ذلك بحيرة كاراتشاي. وقد عرّض التلوث أكثر من 400 ألف شخص لمستويات عالية من الإشعاع.

6. محطة كهرباء سيلافيلد | سيلافيلد، المملكة المتحدة


قبل أن يتم تحويله إلى موقع تجاري، كان سيلافيلد في المملكة المتحدة يستخدم لإنتاج البلوتونيوم للقنابل الذرية. اليوم، يعتبر حوالي ثلثي المباني الموجودة في سيلافيلد ملوثة إشعاعيا. ويطلق هذا المرفق حوالي ثمانية ملايين لتر من النفايات الملوثة كل يوم، مما يلوث البيئة ويتسبب في وفاة الأشخاص الذين يعيشون بالقرب منها.

5. مصنع الكيماويات السيبيرية | سيبيريا، روسيا


تمامًا مثل ماياك، تعد سيبيريا أيضًا موطنًا لواحد من أكبر المصانع الكيميائية في العالم. وينتج مصنع الكيماويات السيبيري 125 ألف طن من النفايات الصلبة، مما يؤدي إلى تلويث المياه الجوفية في المنطقة المحيطة. ووجدت الدراسة أيضًا أن الرياح والأمطار تحمل هذه النفايات إلى البرية، مما يتسبب في ارتفاع معدلات الوفيات بين الحياة البرية.

4. المضلع | موقع اختبار سيميبالاتينسك، كازاخستان


ويشتهر موقع الاختبار في كازاخستان بمشروع القنبلة الذرية. تم تحويل هذا المكان المهجور إلى منشأة حيث قام الاتحاد السوفيتي بتفجير قنبلته الذرية الأولى. يحمل موقع الاختبار حاليًا الرقم القياسي لأكبر تركيز للتفجيرات النووية في العالم. ويعاني حاليا حوالي 200 ألف شخص من آثار هذا الإشعاع.

3. مصنع التعدين والكيماويات الغربي | مايلو-سو، قيرغيزستان


تعتبر Mailuu-Suu واحدة من أكثر الأماكن تلوثًا في العالم. وعلى عكس المواقع المشعة الأخرى، لا يتلقى هذا الموقع إشعاعه من القنابل النووية أو محطات الطاقة، ولكن من أنشطة استخراج ومعالجة اليورانيوم على نطاق واسع، مما يؤدي إلى إطلاق ما يقرب من 1.96 مليون متر مكعب من النفايات المشعة في المنطقة.

2. محطة تشيرنوبيل للطاقة النووية | تشيرنوبيل، أوكرانيا


تعتبر تشيرنوبيل، الملوثة بشدة بالإشعاع، موقعًا لواحدة من أسوأ الحوادث النووية في العالم. على مر السنين، أثرت كارثة تشيرنوبيل الإشعاعية على ستة ملايين شخص في المنطقة، ومن المتوقع أن تؤدي إلى وفاة ما يتراوح بين 4000 إلى 93000 شخص. لقد أطلقت كارثة تشيرنوبيل النووية إشعاعات في الغلاف الجوي تزيد بمقدار 100 مرة عما أطلقته القنابل النووية في ناجازاكي وهيروشيما.

1. محطة فوكوشيما دايني للطاقة النووية | فوكوشيما، اليابان


يُقال إن آثار زلزال محافظة فوكوشيما في اليابان هي أطول كارثة نووية في العالم. وتسببت الكارثة، التي تعتبر أسوأ حادث نووي منذ تشيرنوبيل، في انهيار ثلاثة مفاعلات، مما أدى إلى تسرب إشعاعي هائل تم اكتشافه على بعد 322 كيلومترا من محطة الطاقة.

2.2.2. المواد المشعة الطبيعية (الطبيعية).

عادة ما تسمى العناصر المشعة التي تحدث بشكل طبيعي طبيعي.وأغلبها عناصر ثقيلة ذات أعداد ذرية من 81 إلى 96. وتتحول العناصر المشعة الطبيعية إلى نظائر مشعة أخرى عن طريق اضمحلال ألفا وبيتا. وتسمى هذه السلسلة من التحولات الإشعاعية الرقم المشعأو عائلة.

تشكل النظائر المشعة الطبيعية الثقيلة أربع عائلات مشعة: اليورانيوم والراديوم. الثوريوم. شقائق البحر نبتونيا. أرقام العضوية الجماعية سلسلة اليورانيوم والراديومدائمًا متساويان ويتبعان القانون: A = 4n + 2، حيث يتراوح n من 51 إلى 59. سلسلة الثوريومالأعداد الكتلية زوجية ويتم تحديدها بواسطة الصيغة: A = 4n، حيث تتراوح n من 52 إلى 58. سلسلة الأكتينيومالأعداد الكتلية للعناصر تكون دائمًا فردية ويمكن تحديدها بالصيغة: A = 4n + 3، حيث تتراوح n من 51 إلى 58. الأعداد الكتلية لعناصر سلسلة النبتونيوم فردية ويتم تحديدها بالصيغة: أ = 4ن + 1، حيث ن يتراوح من 52 إلى 60 .

يتميز أسلاف كل عائلة بنصف عمر طويل جدًا (انظر الجدول 2)، والذي يمكن مقارنته بعمر الأرض والنظام الشمسي بأكمله.

الجدول 2 -أسلاف العائلات المشعة الطبيعية

يتمتع الثوريوم بأطول نصف عمر (14 مليار سنة)، لذلك تم الحفاظ عليه بشكل كامل تقريبًا منذ نشوء الأرض. اضمحلت اليورانيوم 238 إلى حد كبير، واضمحلت الغالبية العظمى من اليورانيوم 235، كما اضمحل نظير النبتونيوم 232 بالكامل. لهذا السبب، يوجد الكثير من الثوريوم في القشرة الأرضية (ما يقرب من 20 مرة أكثر من اليورانيوم)، واليورانيوم 235 أقل 140 مرة من اليورانيوم 238. وبما أن سلف العائلة الرابعة (النبتونيوم) قد تفكك تماماً منذ تكون الأرض، فإنه يكاد يكون غائباً عن الصخور. تم العثور على النبتونيوم في خامات اليورانيوم بكميات ضئيلة. لكن أصله ثانوي ويعود إلى قصف نوى اليورانيوم 238 بنترونات الأشعة الكونية. يتم الآن إنتاج النبتونيوم باستخدام التفاعلات النووية الاصطناعية. بالنسبة لعالم البيئة، فإنه لا يهم.

يتم عرض فترات نصف العمر وأنواع الاضمحلال لأعضاء السلسلة المشعة الطبيعية في الجدول 2.

تتمتع العائلات المشعة الطبيعية بعدد من السمات المشتركة، وهي كما يلي:

1. يتميز أسلاف كل عائلة بنصف عمر طويل يتراوح من 10 8 إلى 10 10 سنوات.

2. يوجد في كل عائلة في منتصف سلسلة التحولات نظير لعنصر ينتمي إلى مجموعة الغازات النبيلة (الانبعاث).

3. الغازات المشعة تتبعها عناصر صلبة قصيرة العمر.

4. جميع نظائر المجموعات المشعة الثلاث تضمحل بطريقتين: اضمحلال ألفا وبيتا. علاوة على ذلك، فإن نوى العائلات قصيرة العمر تعاني من تنافس ألفا وبيتا، وبالتالي تشكل سلسلة متفرعة. إذا لم تدخل النواة على الفور إلى الحالة الطبيعية أثناء اضمحلال ألفا وبيتا، فإن هذه الأفعال تكون مصحوبة بإشعاع جاما.

وتنتهي السلسلة بنظائر الرصاص المستقرة ذات الأعداد الكتلية 206 و208 و207 على التوالي لسلسلة اليورانيوم والثوريوم والأكتينورانيوم.

تعد عائلات اليورانيوم والراديوم والثوريوم من بواعث جاما النشطة مقارنة بعائلة الأكتينيوم، التي لديها معدل جرعة غاما منخفض جدًا.

وهكذا، يوجد في العائلات المشعة بواعث ألفا وبيتا وغاما، ومعدل جرعة كل إشعاع ليس هو نفسه في العائلات المختلفة. ويرد في الجدول 3 إجمالي عدد الباعثات من نوع أو آخر للعائلات المختلفة.

طاولة3 – عدد بواعث الصف الطبيعي

اسم صف	بواعث ألفا		بواعث بيتا		بواعث غاما
	المجموع	عدد مهم	المجموع	عدد مهم	المجموع	عدد مهم
اليورانيوم والراديوم

في سلسلة اليورانيوم 238 لا يوجد سوى 19 نويدات مشعة ونظير واحد مستقر - الرصاص 206. وأهم بواعث ألفا في هذه العائلة هي اليورانيوم-238، واليورانيوم-234، والثوريوم-230، والراديوم-226، والرادون-222، والبولونيوم-218، والبولونيوم-214، والبولونيوم-210. العدد النسبي لبواعث ألفا الأخرى في السلسلة صغير، لذا فهي ليست ذات أهمية عملية.

تشمل بواعث بيتا الهامة من سلسلة اليورانيوم والراديوم: البروتكتينيوم-234، والرصاص-214، والبزموت-214، والبزموت-210. علاوة على ذلك، فإن إشعاع بيتا من البروتكتينيوم-234 يبلغ حوالي 50% من
إشعاع بيتا من جميع نظائر العائلة.

تأتي الحصة الرئيسية (97.9%) من طاقة إشعاع جاما لهذه العائلة من منتجات اضمحلال الراديوم 226 (الرصاص 214 والبزموت 214) والرادون 218 (البولونيوم 214). الثوريوم-234 والبروتكتينيوم-234، هما نواتج اضمحلال مؤسس العائلة (اليورانيوم-238)، يوفران حوالي 2.1% من إجمالي طاقة إشعاع جاما. مساهمة الأعضاء المتبقين في السلسلة في الكثافة الإجمالية لأشعة جاما لا تذكر.

يوجد في سلسلة الأكتينيوم 14 نظيرًا مشعًا ونظيرًا واحدًا مستقرًا - الرصاص 207. نظرًا لوجود القليل جدًا من الأكتينورانيوم (اليورانيوم -235) في اليورانيوم الطبيعي، فإن إشعاع ألفا لعائلة الأكتينيوم لا يزيد عن 5٪، وإشعاع جاما حوالي 1.25٪ من شدة الأشعة المقابلة لسلسلة اليورانيوم والراديوم.

تحتوي سلسلة الثوريوم على 12 نويدات مشعة ونظير واحد مستقر - الرصاص 208. بواعث ألفا الرئيسية هنا هي: الثوريوم-232،
الثوريوم-228، الراديوم-224، الرادون-220، البولونيوم-216، البزموت-212، والبولونيوم-212.

بواعث بيتا الرئيسية في سلسلة الثوريوم تشمل: الأكتينيوم-228، الرصاص-212، البزموت-212 والثاليوم-208.

تأتي المساهمة الرئيسية في إشعاع جاما لسلسلة الثوريوم من منتجات اضمحلال الثوريوم 228 (البولونيوم 216 والرصاص 212 والبزموت 212 والثاليوم 208). وتبلغ حصتها 60.2% من إجمالي شدة أشعة جاما. تنتمي طاقة إشعاع جاما المتبقية (39.8٪) إلى منتج اضمحلال الراديوم 228 (الأكتينيوم 228). إن حصة بواعث جاما الأخرى في إجمالي طاقة إشعاع جاما لا تذكر.

وفيما يلي وصف مختصر لأهم النظائر المشعة الموجودة في الفصائل الطبيعية.

اليورانيوم (U). عنصر كيميائي برقم تسلسلي 92. له ثلاثة نظائر طبيعية 238 يو، 235 يو، 234 يو. نصف عمر الأول 4.5 × 10 9 سنوات، الثاني 7.13 × 10 8 سنوات، الثالث 2.52 × 10 5 سنوات . ويمكن التعبير عن وفرتها النسبية في الخامات على النحو التالي: 99.28؛ 0.71؛ 0.006% على التوالي.

اكتشف كلابروث هذا المعدن الأبيض الفضي في عام 1789. في المظهر، معدن اليورانيوم يشبه الحديد. ويتأكسد في الهواء حتى يشتعل تلقائياً ويحترق بلهب ساطع. تبلغ كثافة اليورانيوم 19 جم/سم 3، ودرجة انصهاره 1133 درجة مئوية. يذوب جيدًا في الأحماض المعدنية.

اليورانيوم منتشر على نطاق واسع في القشرة الأرضية. ويوجد في الصخور والتربة ومياه البحيرات والأنهار والبحار.

اليورانيوم 238 هو مؤسس عائلة اليورانيوم. في المعادن الأولية، يكون دائمًا في حالة توازن مع نواتج اضمحلاله قصيرة العمر، وكذلك مع نظيره طويل العمر، اليورانيوم 235.

اليورانيوم 235 (الأكتينورانيوم) هو مؤسس عائلة الأكتينورانيوم، والتي ترافق دائمًا في الطبيعة عائلة اليورانيوم 238. تم اكتشاف الأكتينورانيوم مؤخرًا نسبيًا (في عام 1935)، أي. في وقت لاحق بكثير من منتجات اضمحلالها، وهو ما يفسر التناقض بين أسماء عائلة الأكتينيوم وسلفها.

تتمتع نواة اليورانيوم 235 بخاصية رائعة. بالإضافة إلى الاضمحلال التلقائي، فهو قادر على الانشطار عند التقاط النيوترون مع إطلاق طاقة هائلة، لذلك فهو أحد الوقود النووي.

اليورانيوم، المعزول كيميائيا من الخامات (بالطبع، هذا خليط من النظائر الطبيعية الثلاثة لليورانيوم) والمحضر على شكل أكسيد (U 3 O 8)، هو مصدر مستقر لإشعاع ألفا. بعد حوالي عام من إطلاقه، يحدث توازن إشعاعي بين اليورانيوم 238 ومنتجات بيتا النشطة قصيرة العمر الناتجة عن اضمحلاله. يمكن أن يكون هذا الدواء بمثابة مصدر ثابت لإشعاع بيتا.

ويرتبط اليورانيوم بالخامات ذات الأصل الرسوبي والحراري المائي والباري. ويوجد في أكثر من 100 معدن. وأكثرها شيوعًا أكاسيد اليورانيوم وأملاح الفوسفوريك والفاناديوم والسيليكون والزرنيخ والتيتانيك والأحماض النيوبية. وأهم خامات اليورانيوم الصناعية تتمثل في معدن اليورانينيت الأولي (طبقة اليورانيوم) وهو أكسيد اليورانيوم الأسود. وبالإضافة إلى ذلك، هناك العديد من معادن اليورانيوم الثانوية التي تسمى ميكا اليورانيوم.الأكثر شيوعا هي:
توربورنيت –النحاس (UO 2) 2 (أ ف ب 4) 2 ×nH2O، التهاب الأذن – Ca(UO2) 2 (PO 4) 2 ×nH2O,
كارنوتيت –ك 2 (UO 2) 2 (VO 4) 2 × 3H 2 O، تويامونيت – Ca(UO2) 2 (VO4) 2 × 8H2O.
ومن بين ميكا اليورانيوم، تتشكل تراكمات صناعية كبيرة فقط من الكارنوتيت والتيويامونيت. كما أنها خام لإنتاج الفاناديوم والراديوم.

تم الحصول على اليورانيوم والراديوم في روسيا لأول مرة من خام من رواسب Tyuya-Muyun في فرغانة. تبين أن حاملات هذه المعادن هنا عبارة عن معدنين من مجموعة ميكا اليورانيوم - التيويامونيت و فرغانيتتم اكتشاف المعدن الأول بواسطة K.A. نينادكيفيتش عام 1912 والثاني - أ. أنتيبوف في عام 1899.

الثوريوم (ذ) . عنصر كيميائي برقم تسلسلي 90. وهو معدن رمادي فاتح كثافته 11.72 جم/سم3 ودرجة انصهاره 1750 درجة مئوية، اكتشفه بيرسيليوس عام 1828. من الصعب مهاجمتها بالأحماض. وله 6 نظائر، اثنان منها فقط طويلي العمر: الثوريوم-232 (T الفيزيائي = 1.39 × 10 10 سنوات) والأيونيوم 230 (T الفيزيائي = 8 × 10 4 سنوات).

معدل اضمحلال الثوريوم منخفض جدًا. على مدار 14 مليار سنة، انخفض عدد ذرات الثوريوم 232 بمقدار مرتين فقط. وبما أن عمر الأرض يبلغ 4.5 مليار سنة فقط، فيمكننا أن نفترض أنه تم الحفاظ على كمية كبيرة من هذا العنصر منذ نشوء كوكبنا.

خامات الثوريوم حسب نشأتها هي نارية.عندما يتم تدمير هذه الرواسب، يتم تشكيل الغرينيات المخصبة بمعادن الثوريوم. المصدر الرئيسي للثوريوم هو الرمال التي تحتوي على المعدن المونازيت –(Ce، La، Nd، Th) ص 4. الغرينيات البحرية غنية بشكل خاص بالمونازيت. المعدن له أيضًا أهمية صناعية ثوريت –ثسيو 4.

الأكتينيوم (أ) . عنصر كيميائي برقم تسلسلي 89. معدن أبيض فضي بنقطة انصهار 1050 درجة مئوية، وله نظيران: الأكتينيوم -227 (T الفيزيائي = 21.8 سنة) والميزوثوريوم -228 (T الفيزيائي = 6.13 ساعة).

يشكل الأكتينيوم، الذي يخضع لاضمحلال ألفا وبيتا، أحد فروع سلسلة الأكتينيوم. وهو في الأساس باعث بيتا. لا يحتوي هذا النويدة المشعة على أشعة جاما النووية. عند مزجه مع البريليوم، يستخدم الأكتينيوم لتحضير مصادر النيوترونات. تم العثور على الأكتينيوم في خامات اليورانيوم والثوريوم.

الراديوم (رع) . عنصر كيميائي برقم تسلسلي 88. وهو معدن لامع أبيض فضي بكثافة 6 جم/سم 3 ودرجة انصهار 700 درجة مئوية، اكتشفه الزوجان كوري في بداية القرن العشرين، وله 4 نظائر : الراديوم-226 (T الفيزيائي = 1602 سنة)، الميزوثوريوم-228 (T الفيزيائي = 6.7 سنة)، الأكتينيوم X-223 (T الفيزيائي = 11.4 يوم) والثوريوم X-224
(T المادية = 3.64 يوما). من حيث خصائصه الكيميائية، فإن الراديوم قريب من الباريوم ويحل محل الأخير بشكل متماثل في المعادن: الباريت (كبريتات الباريوم) والويذريت (كربونات الباريوم). ويوجد الراديوم في المياه الطبيعية على شكل كلوريد.

نتيجة لاضمحلال ألفا للراديوم-226، المصحوب بأشعة جاما، يتكون غاز مشع - الرادون(انبثاق). في وعاء مغلق، يصل الرادون بعد 40 يومًا إلى حالة التوازن الإشعاعي مع الراديوم الموجود في الوعاء. وبعد هذه الفترة، يمكن استخدام الدواء كمصدر مرجعي لأشعة جاما.

يصل الرادون إلى حالة التوازن مع نواتج اضمحلاله القصيرة العمر (Ra A وRa B وRa C) بعد 3 ساعات. هناك نظير آخر للراديوم، وهو الميزوثوريوم-1، الذي يحتوي على إشعاع بيتا الناعم، وكثافة إشعاع غاما منخفضة.

تتوزع نظائر الراديوم على نطاق واسع في الصخور والخامات، ولكن بتركيزات منخفضة للغاية. لكل 3 أطنان من اليورانيوم يوجد 1 جرام من الراديوم المتوازن. نظرًا لوجود الراديوم بتركيزات مختلفة في الصخور المختلفة، يتم استخدام هذه الخاصية لتشخيص الاختلافات الصخرية بواسطة أشعة جاما. يتم استخراج الراديوم من خامات اليورانيوم. يستخدم على نطاق واسع في الطب للعلاج الإشعاعي.

الرادون (آر إن) . عنصر كيميائي برقم تسلسلي 86. وهو غاز مشع خامل ثقيل كثافته 9.73 جم/لتر. إنه عديم اللون ويذوب جيدًا في الماء. له 4 نظائر: الرادون 222
(T الفيزيائي = 3.823 يومًا)، والرادون-218 (T الفيزيائي = 1.9´10 -2 ثانية)، والثورون-220 (T الفيزيائي = 54.5 ثانية) والأكتينون-219 (T الفيزيائي = 3,92 ثانية). وتنتمي جميعها إلى مجموعة الغازات النبيلة، ولها نشاط ألفا ولا تصدر أي انبعاثات أخرى. انبعاث الرادون هو المصدر هطول نشط.ويستخدم الرادون الممزوج بالبريليوم في البحث العلمي والطب كمصدر للنيوترونات.

أستاتين (في) . عنصر كيميائي من مجموعة الهالوجين برقم تسلسلي 85. ترجمت من اليونانية كلمة "أستاتين" تعني "غير مستقر"، لأن وهو الهالوجين الوحيد الذي ليس له نظائر مستقرة. جميع نظائر الأستاتين الأربعة مشعة: أستاتين-210 (T الفيزيائي = 8.3 ساعة)، أستاتين-218 (T الفيزيائي = 2 ثانية)، أستاتين-215 (T الفيزيائي = 1×10 -4 ثانية) وأستاتين 216 (T الفيزيائي = 2 ثانية) =
= 3×10 -4 ث).

بكميات صغيرة، يتم تضمين الأستاتين في جميع العائلات المشعة الثلاث الموجودة بشكل طبيعي. نظائرها نشطة ألفا. يخضع جزء صغير من الأستاتين لاضمحلال بيتا.

البولونيوم (Po) . عنصر كيميائي برقم تسلسلي 84. وهو معدن أبيض فضي ناعم بكثافة 9.3 جم/سم 3 ونقطة انصهار 254 درجة مئوية. يحتوي البولونيوم على 8 نظائر مشعة: البولونيوم -209 (T الفيزيائي = 103 سنوات)، البولونيوم-210 (T الفيزيائي = 140 يومًا)، الراديوم A-218 (T الفيزيائي = 3.05 دقيقة)، الثوريوم A-216 (T الفيزيائي = 0.158 ثانية)، الأكتينيوم Ac-215 (T الفيزيائي = 1، 83 × 10 -3 s)، الراديوم-214 (T الفيزيائي = 1.55 × 10 -4 s)، الثوريوم (T الفيزيائي = 3 × 10 -7 s)، الأكتينيوم (T الفيزيائي = 5 × 10 - 3 s).

البولونيوم هو باعث ألفا نقي، مما يسمح باستخدامه على نطاق واسع في الأبحاث المختبرية. عند مزجه مع البريليوم، فهو أفضل مصدر للنيوترونات.

الرصاص (ص) . عنصر كيميائي برقم تسلسلي 82. وهو معدن طري رمادي مزرق كثافته 11.34 جم/سم3 ونقطة انصهار 327.4 درجة مئوية، مقاوم كيميائيًا. يحتوي الرصاص على 3 نظائر مستقرة: الرصاص 206 (الراديوم G)، الرصاص 207 (الأكتينيوم D)، الرصاص 208 (الثوريوم D)، وأربعة نظائر مشعة: الرصاص 210 (الراديوم D، T = 22 سنة)، الرصاص- 212 (الثوريوم B، T = 10.6 ساعة)، الرصاص-211 (الأكتينيوم B، T = 36.1 دقيقة)، الرصاص-214 (الراديوم B، T = 26.8 دقيقة).

نظائر الرصاص المستقرة ذات الأعداد الكتلية 206 و207 و208 هي المنتجات النهائية لتحلل ثلاث سلاسل مشعة طبيعية. هذه النظائر غير مشعة، ولكنها موجودة دائمًا في الخامات المشعة. إن نسبة كمية الرصاص غير المشع إلى محتوى العناصر المشعة (اليورانيوم والثوريوم) في الصخور والخامات تسمح لنا بتحديد العمر المطلق للتكوينات الجيولوجية. النظائر الأربعة الأخرى للرصاص مشعة. وكلها تتحلل بواسطة إشعاع بيتا. تنبعث منتجات اضمحلال الراديوم D، بالإضافة إلى أشعة بيتا، من أشعة ألفا، وبالتالي يتم الحصول على المصادر القياسية لإشعاع بيتا وألفا من الرصاص 210.

يستخدم الرصاص كشاشات ومرشحات لأشعة جاما. استخدامه لحماية إشعاعات ألفا وبيتا غير عملي، حيث أن الرصاص يحتوي دائمًا على كمية معينة من النظائر المشعة، وخاصة الراديوم D. كما توجد نظائر مشعة أخرى للرصاص (ذات الأعداد الكتلية 200 و201 و203) في الطبيعة، ولكن عددها لا يكاد يذكر.

النظائر المشعة التي تحدث بشكل طبيعي وغير المدرجة في الأسرة المشعة.بالإضافة إلى العناصر المشعة الطبيعية، والتي هي أعضاء في السلاسل الطبيعية الثلاث التي تمت مناقشتها أعلاه، هناك نظائر في الطبيعة لا ترتبط ببعضها البعض وراثيا، ولكنها مشعة. ويتجاوز عدد هذه النظائر المشعة 200، ويتراوح عمر النصف لها من أجزاء من الثانية إلى مليارات السنين.

تهم علماء البيئة النظائر ذات عمر النصف الطويل: البوتاسيوم 40، الروبيديوم 87، السماريوم 147، الكربون 14، اللوتيتيوم 176 والرينيوم 187. إن التحلل الإشعاعي لنواة هذه العناصر هو عمل معزول، أي. بعد الاضمحلال، يتم تشكيل نظير ابنة مستقر. وكما يتبين من الجدول 4، فإن جميع النوى المذكورة تخضع لاضمحلال بيتا، باستثناء السماريوم، الذي يخضع لاضمحلال ألفا.

الجدول 4 –النظائر المشعة الطبيعية غير المدرجة في الأسر

		العدد الذري	العدد الشامل	نصف الحياة	يكتب التفكك
				1.3×10 9 سنوات
الكربون 14
الروبيديوم-87				5.8×10 10 سنوات
السامرة -147				6.7×10 11 سنة
اللوتيتيوم-176				2.4×10 10 سنوات
				4×10 12 سنة

من بين النويدات المشعة الطبيعية الستة المذكورة، فإن الأكثر إثارة للاهتمام هو البوتاسيوم -40،بسبب انتشارها الكبير في القشرة الأرضية. يحتوي البوتاسيوم الطبيعي على ثلاثة نظائر: البوتاسيوم -39، والبوتاسيوم -40، والبوتاسيوم -41، منها فقط البوتاسيوم -40 المشع. تبدو النسبة الكمية لهذه النظائر الثلاثة في الطبيعة كما يلي: 93.08؛ 0.012؛ 6.91%.

يتحلل البوتاسيوم -40 بطريقتين. حوالي 88% من ذراته تتعرض لإشعاع بيتا وتتحول إلى ذرات كالسيوم-40. يؤدي حدث اضمحلال واحد للبوتاسيوم-40 إلى إنتاج متوسط ​​0.893 جسيم بيتا بطاقة 1311 كيلو إلكترون فولت و0.107 كوانتا جاما بطاقة 1461 كيلو إلكترون فولت. أما الـ 12% المتبقية من الذرات فتعاني قبضة K,تتحول إلى ذرات الأرجون -40. تعتمد طريقة البوتاسيوم-الأرجون لتحديد العمر المطلق للصخور والمعادن على خاصية البوتاسيوم-40.

الروبيديوم. يتكون الروبيديوم الطبيعي من نظيرين: الروبيديوم 85 والروبيديوم 87. النظير الثاني مشع، وينبعث منه أشعة بيتا الناعمة ذات طاقة قصوى تبلغ 0.275 ميجا إلكترون فولت، وأشعة جاما ذات طاقة قدرها 0.394 ميجا إلكترون فولت.

وبالتالي، فإن 87 Rb لها القيمة الأكبر، ويحتل المركز الثاني من حيث الكمية النظائر المشعة 40 K، لكن النشاط الإشعاعي 40 K في القشرة الأرضية يتجاوز النشاط الإشعاعي لمجموع جميع العناصر المشعة الطبيعية الأخرى بسبب حقيقة أن يصاحب الاضمحلال البالغ 40 كلفن إشعاعات بيتا وجاما الصلبة، ويتميز 87 Rb بإشعاع بيتا الناعم وله عمر نصف طويل.

الجدول 5– تركيز بعض النويدات المشعة وطاقتها
الجرعات الممتصة في التربة بمختلف أنواعها

أنواع التربة	التركيز، PCI/ز					قوة يمتص الجرعات، مراد / ساعة
رمادي داكن
كستناء
تشيرنوزيم
الغابة الرمادية
أبله بودزوليك
بودزوليك
الخث
حدود التذبذب

سماريوم.ومن بين النظائر السبعة المعروفة لهذا العنصر، فإن السماريوم 147 هو الوحيد المشع. وتبلغ حصتها في السماريوم الطبيعي حوالي 15%. تبعث أشعة ألفا بطاقة 2.11 MeV، ومداها في الهواء 11.6 ملم.

اللوتيتيوم. العديد من نظائره معروفة، لكن اللوتيتيوم-176 فقط هو المشع. مثل البوتاسيوم، فهو يضمحل بطريقتين: اضمحلال بيتا والالتقاط K. تبلغ الطاقة القصوى لأشعة بيتا حوالي 0.4 ميغا إلكترون فولت. تبلغ طاقة إشعاع جاما 0.270 MeV.

الرينيوم. النظير المشع هو الرينيوم 187، الذي تبلغ حصته في الرينيوم الطبيعي 63٪. تبعث أشعة بيتا بطاقة 0.04 MeV.

يحتل الكربون مكانة خاصة بين النظائر المشعة الطبيعية. يتكون الكربون الطبيعي من نظيرين مستقرين، يسود بينهما الكربون 12 (98.89%). والباقي يتكون بالكامل تقريبًا من الكربون 14 (1.11%).

بالإضافة إلى نظائر الكربون المستقرة، هناك خمسة نظائر مشعة أخرى معروفة. أربعة منها (الكربون-10، والكربون-11، والكربون-15، والكربون-16) لها نصف عمر قصير جدًا (ثواني وكسور من الثانية). والنظائر المشعة الخامسة، الكربون 14، لها نصف عمر يبلغ 5730 سنة.

في الطبيعة، تركيز الكربون 14 منخفض للغاية. على سبيل المثال، في النباتات الحديثة توجد ذرة واحدة من هذا النظير لكل 109 ذرات من الكربون-12 والكربون-13. ومع ذلك، مع ظهور الأسلحة الذرية والتكنولوجيا النووية، يتم إنتاج الكربون 14 بشكل مصطنع عن طريق تفاعل النيوترونات البطيئة مع النيتروجين الجوي، لذلك فإن كميته تتزايد باستمرار.

أهم المصادر الطبيعية للإشعاع
هو غاز رادون غير مرئي، عديم الرائحة والطعم، ثقيل (أثقل من الهواء بـ 7.5 مرة)، وهو، إلى جانب منتجات الاضمحلال الأخرى، مسؤول عن 75% من الجرعة المكافئة الفعالة السنوية التي يتلقاها السكان من مصادر الإشعاع الأرضية و50% % من الجرعة من جميع مصادر الإشعاع الطبيعية. ينطلق غاز الرادون على شكل 222 Rn و220 Rn من القشرة الأرضية في كل مكان، ولكن يتلقى الإنسان الجرعة الرئيسية أثناء تواجده في غرفة مغلقة عديمة التهوية (مستوى الإشعاع أعلى 8 مرات من الهواء الخارجي) وذلك للأسباب التالية: المصادر: المدخول من التربة، الأساس، السقف؛ الإطلاق من مواد بناء المباني السكنية هو 60 ألف بيكريل/يوم، 10 ألف بيكريل/يوم يخترق من الهواء الخارجي، المنبعث من المياه المستخدمة للأغراض المنزلية - 4 ألف بيكريل/يوم، المنبعث من الغاز الطبيعي أثناء احتراقه - 3 ألف بيكريل/يوم.

يصل الرادون إلى تركيزات أعلى في الداخل إذا كان المنزل يقع على تربة تحتوي على نسبة عالية من النويدات المشعة أو إذا تم استخدام مواد ذات نشاط إشعاعي متزايد في بنائه.

الجدول 6– متوسط ​​النشاط الإشعاعي النوعي لمواد البناء

ملحوظة.يعرض الجدول مواد من UNSCEAR، 1982.

وفقًا لعلماء من جامعة ولاية ماري (Novoselov G.N.، Leukhin A.V.، Sitnikov G.A.، 1997)، كان لخبث الفحم أعلى نشاط محدد (A eff. =
= 437 بيكريل/كجم)، الجرانيت. كان للرخام والطوب الخزفي (تأثير A = 335 بيكريل/كجم)، وطوب السيليكات (تأثير A = 856 بيكريل/كجم)، ورمل البناء (تأثير A = 114 بيكريل/كجم) نشاط إشعاعي محدد أقل. تتميز الخرسانة بمجموعة كبيرة إلى حد ما من الاختلافات في النشاط الإشعاعي المحدد.

تشمل المصادر الأخرى للإشعاع الأرضي الفحم والفوسفات والأسمدة الفوسفورية والمسطحات المائية وما إلى ذلك.

بشكل عام، المصادر الطبيعية للإشعاع مسؤولة عن حوالي 90% من الجرعة المكافئة السنوية الفعالة للإشعاع، منها المصادر الأرضية تمثل 5/6 أجزاء (بشكل رئيسي بسبب الإشعاع الداخلي)، والمصادر الكونية تمثل 1/6 جزء (بشكل رئيسي من خلال التشعيع الخارجي).

2.2.2.1. النشاط الإشعاعي لقذائف الأرض

تم إجراء الملاحظات الأولى للنشاط الإشعاعي في التربة والصخور في بداية القرن العشرين. وأظهرت الدراسات اللاحقة أن جميع الأجسام الموجودة في الغلاف الجغرافي لها نشاط إشعاعي معين. يمكن رؤية فكرة عامة عن ترتيب قيم النشاط الإشعاعي الطبيعي الأكثر ملاحظة في التربة والنباتات وقشرة الأرض والغلاف المائي في الجدول 7.

الجدول 7– متوسط ​​محتوى النويدات المشعة الطبيعية في الأجسام المختلفة للغلاف الجغرافي للأرض (وفقًا لـ A.P. Vinogradov، L.A. Pertsov)

2.2.2.2. النشاط الإشعاعي للصخور

لا يمكن الحكم على توزيع العناصر المشعة في سمك القشرة الأرضية والغلاف الصخري ككل، في أعماق يتعذر الوصول إليها للمراقبة المباشرة، إلا على أساس الحقائق غير المباشرة والأفكار العامة حول بنية الأرض. حاليًا، المفهوم الأكثر قبولًا على نطاق واسع هو أن النشاط الإشعاعي للصخور يتناقص مع العمق، لكنه يظل قابلاً للقياس على أعماق كبيرة جدًا. تراكم واضح للعناصر المشعة في طبقة الجرانيتتم تأكيد القشرة القارية، التي أنشأها ستريت في عام 1906، من خلال الدراسات اللاحقة.

ويرد في الجدول 8 متوسط ​​تركيزات العناصر المشعة في الصخور، ويبين الجدول 9 النشاط المحدد للصخور فيما يتعلق بالنويدات المشعة الطبيعية وفقا لبيانات VNIIFTRI (1996). من هذه البيانات، يمكن رؤية النمط الجيوكيميائي الأساسي لانخفاض محتوى النظائر المشعة مع زيادة في قاعدية الصخور النارية. لوحظ أعلى محتوى من النويدات المشعة الطبيعية في الصخور النارية ذات التركيبة الحمضية والقلوية الغنية بالبوتاسيوم. الناقلات الرئيسية للعناصر المشعة في هذه الصخور هي ملحقالمعادن: الزركون والمونازيت والزينوتيم والأورثيت والأباتيت والسفين . أما بالنسبة للمعادن الرئيسية المكونة للصخور، فقد ثبت أن معادن الساليسيليك (الفلسبار في المقام الأول) لها في المتوسط ​​نشاط إشعاعي أكبر بثلاث مرات من النشاط الإشعاعي. فيميك.ولذلك، من الناحية العملية، فإن القاعدة الأساسية هي أن الصخور النارية ذات الألوان الفاتحة أكثر إشعاعًا من الصخور النارية ذات الألوان الداكنة.

الجدول 8 –وفرة العناصر المشعة في الصخور
بالوزن. ٪ (بحسب أ.ب. فينوغرادوف)

الجدول 9 –النشاط النوعي للنويدات المشعة الطبيعية في الصخور

الصخور	نشاط محدد، بيكريل/كجم
نارية:
أساسي
فوق أساسي
الرسوبية:
الحجر الجيري
الحجارة الرملية
صخور الطين

يتمتع الطفل والطين بأعلى نشاط إشعاعي بين الصخور الرسوبية. محتوى النويدات المشعة فيها يقترب من الصخور النارية الحمضية - الجرانيت. بناءً على تحليل العديد من مخططات تسجيل أشعة جاما للآبار العميقة ونتائج الدراسات الإشعاعية المختبرية لعدد كبير من عينات الصخور الرسوبية، تم الكشف عن أن الرواسب الكيميائية والعضوية النقية لديها أقل نشاط إشعاعي من بينها. (الملح الصخري، الجبس، الحجر الجيري، الدولوميت، رمال الكوارتز، الصخر الزيتي، اليشب).تكون الرواسب البحرية عمومًا أكثر إشعاعًا من الرواسب القارية.

2.2.2.3. النشاط الإشعاعي للتربة

ينبغي اعتبار المصدر الرئيسي للعناصر المشعة في التربة الصخور المكونة للتربة. لذلك، فإن التربة التي تم تطويرها على الصخور النارية الحمضية غنية نسبيًا بالعناصر المشعة (اليورانيوم والراديوم والثوريوم والبوتاسيوم)، في حين أن التربة المتكونة على الصخور الأساسية وفوق القاعدية تكون فقيرة بها. تعتبر التربة الطينية في كل مكان تقريبًا أكثر ثراءً بالنظائر المشعة من التربة الرملية.

التربة، كتكوينات فضفاضة، قريبة في التركيب المادي للصخور الرسوبية، وبالتالي فهي تخضع إلى حد كبير لأنماط توزيع النويدات المشعة الطبيعية في الرواسب من هذا التكوين. الجزء الغروي الدقيق من التربة، والذي يرتبط بـ عمليات التبادل والامتصاص،غنية بالعناصر المشعة مقارنة بالجزيئات الأكبر حجما. الأمر نفسه ينطبق على المكون العضوي للتربة. ومع ذلك، لا توجد علاقة مباشرة بين النشاط الإشعاعي للتربة وكمية المادة العضوية فيها. يوضح الجدول 10 النشاط المحدد لأنواع التربة الرئيسية وفقًا لبيانات VNIIFTRI (1996). وفقًا لأ.ب. فينوغرادوف، يتراوح محتوى الراديوم في الأفق العلوي للتربة من 2.8 إلى 9.5×10 -10%. علاوة على ذلك، يوجد في معظم أنواع التربة تحول حاد في التوازن الإشعاعي بين اليورانيوم والراديوم نحو الأخير، وهو ما يرتبط بترشيح اليورانيوم بواسطة المياه الجوفية.

الجدول 10– النشاط النوعي للنويدات المشعة الطبيعية في التربة

أنواع التربة الرئيسية	نشاط محدد، بيكريل/كجم
مصليات
رمادي داكن
كستناء
تشيرنوزم
الغابة الرمادية
أبله بودزوليك
بودزوليك
الخث

وبالتالي، فإن النشاط الإشعاعي للتربة يرجع بشكل رئيسي إلى النظائر المشعة الطبيعية 40 كلفن و87 روبية. يتراكم النظير المشع البوتاسيوم -40 في المنتجات الغذائية ذات الأصل النباتي والحيواني بدرجات متفاوتة (الجدول 11).

الجدول 11– محتوى 40 ألف في المنتجات الغذائية

خبز الجاودار		لحم البقر
معكرونة		شحم الخنزير
الحنطة السوداء
		فواكه مجففة
		البطاطس
دقيق القمح
حليب طازج
سمنة

وتحت تأثير تجارب الأسلحة النووية والعوامل التي من صنع الإنسان، تتلوث التربة في كل مكان بالنويدات المشعة الاصطناعية. على سبيل المثال، يبلغ متوسط ​​كثافة تلوث طبقات التربة العليا في نصف الكرة الشمالي بالسيزيوم المشع 0.12 Ci/km 2 .

2.2.2.4. النشاط الإشعاعي للمياه الطبيعية

يعتمد النشاط الإشعاعي لمياه الأنهار والبحيرات على مصدر تغذيتها. تحتوي الأمطار والثلوج والمياه الجليدية على كمية قليلة من الأملاح، لذا فإن المسطحات المائية في المناطق الجبلية ذات خطوط العرض العالية التي لديها مصدر التغذية هذا تكون عقيمة عمليا بالنسبة للنويدات المشعة الطبيعية.

تدخل النويدات المشعة الطبيعية المسطحات المائية المفتوحة على الأرض بشكل رئيسي مع المياه الجوفية. تحدد المياه الجوفية والمياه بين الطبقات، التي تغذي البحيرات والأنهار، مستويات النشاط الإشعاعي الطبيعي في مياه هذه الخزانات. ولذلك، فإن النشاط الإشعاعي لمياه الأنهار والبحيرات يخضع لتقلبات كبيرة. ويعتمد ذلك بشكل مباشر على التركيب الكيميائي والمعدني للصخور التي تستنزفها، والتي توجد فيها أوعية البحيرات أو مستجمعات الأنهار. هناك عامل مهم آخر يؤثر على درجة النشاط الإشعاعي للمياه في الخزانات المفتوحة وهو المناخ، الذي يحدد درجة التجوية الكيميائية للصخور، والتي تعد المورد الرئيسي للنويدات المشعة الطبيعية.

وأخيرا، يعتمد تركيز النظائر المشعة في البحيرات على درجة تبادل المياه. يمكن إثراء البحيرات الداخلية في المناطق ذات المناخات القاحلة بشكل كبير بالعناصر المشعة بسبب التبخر القوي للمياه الراكدة.

إذا استبعدنا الأنهار التي تستنزف مناطق خام اليورانيوم، فيمكننا أن نفترض أن مياه الأنهار تتميز بمحتوى أقل من اليورانيوم والراديوم والثوريوم والبوتاسيوم والرادون مقارنة بمياه البحر، على الرغم من وجود استثناءات لهذه القاعدة (على سبيل المثال، سير داريا ). ويبين الجدول محتوى اليورانيوم في بعض الأنهار، بحسب د.س. نيكولاييف.

طاولة 12 – محتوى اليورانيوم في مياه بعض الأنهار

خلال فترة الفيضان، يتناقص النشاط الإشعاعي لمياه النهر، وأثناء انخفاض المياه يزداد. في فصل الشتاء، عندما تكون الأنهار مغطاة بالجليد، هناك محتوى متزايد من الغازات المشعة في الماء - الرادون والثورون.

يمكن إثراء المياه الجوفية بشكل كبير باليورانيوم والراديوم والثوريوم والرادون مقارنة بالمياه السطحية. تعتمد كمية العناصر المشعة الموجودة فيها على التركيب المادي للصخور المضيفة وكيمياء المياه نفسها. في الهيدروجيولوجيا، من المعتاد التمييز بين مياه الرادون والراديوم واليورانيوم، اعتمادًا على غلبة عنصر مشع أو آخر في تكوينها. هناك أيضًا مياه مختلطة: الرادون والراديوم واليورانيوم والراديوم والراديوم والميزوثوريوم. يمكن أن يصل تركيز الراديوم في المياه الجوفية إلى 2.5´10-11%، واليورانيوم إلى 3´10-5%.

مرة أخرى في الثلاثينيات من القرن العشرين، V.G. لاحظ خلوبين زيادة تركيز الراديوم في مياه حقول النفط. حاليا، نتيجة للاستغلال المكثف للرواسب الهيدروكربونية، يؤدي ذلك إلى تراكم النويدات المشعة الطبيعية على معدات المعالجة وخطوط أنابيب حقول النفط والغاز. وفي بعض الرواسب، يصل معدل جرعة التعرض من المعدات إلى 6 مللي ريل/ساعة، ويتجاوز النشاط النوعي للنويدات المشعة الطبيعية في الحمأة 105 بيكريل/كجم. والنتيجة هي التعرض غير المنضبط للموظفين والجمهور.

2.2.2.5. النشاط الإشعاعي للهواء الجوي

يحتوي الغلاف الجوي للأرض دائمًا على مواد مشعة غازية على شكل غازات خاملة - الرادون والثورون والأكتينون، ومصدرها الصخور المنبعثة. مشعة الانبعاثاتحيث تنتقل من التربة إلى الهواء الجوي، ثم تحملها تيارات الهواء الأفقية والرأسية. بدورها، تتحول الغازات المشعة، التي تخضع للتحلل، إلى نظائر مشعة صلبة، والتي تسقط على سطح الأرض على شكل هطول نشط.

الأكتينون والثورون لا يدومان طويلاً. يبلغ عمر النصف للانبعاث الأول 3.92 ثانية فقط، والثاني 54.5 ثانية، لذلك توجد بكميات صغيرة فقط في أدنى طبقات الغلاف الجوي بالقرب من سطح الأرض. عمر النصف للرادون أكثر أهمية (3.82 يومًا)، ونتيجة لذلك يتم نقل الانبعاث نفسه ومنتجات اضمحلاله بواسطة الرياح لمسافات طويلة من نقطة الإطلاق.

تشير الملاحظات إلى أن الطبقات السفلية من الغلاف الجوي فوق القارات تحتوي على 1-2 ذرة رادون لكل 1 سم 3 من الهواء. عادة ما يكون تركيز الثورون أقل بـ 10000 مرة. يحتوي الهواء الجوي فوق المحيط على غاز الرادون أقل بـ 100 مرة من الهواء الموجود فوق الأرض. يتناقص تركيز الرادون بسرعة مع الارتفاع. بالفعل على ارتفاع 1 كم يكون مقداره مرتين، وعلى ارتفاع 4 كم يكون أقل بـ 14 مرة مما هو عليه على سطح الأرض.

يختلف نمط توزيع منتجات الاضمحلال للانبعاثات المشعة تمامًا. العديد من النظائر المشعة الصلبة التي تتبع الانبعاثات في السلسلة المشعة الطبيعية تتوزع بشكل موحد تقريبًا في الطبقات السفلية من الغلاف الجوي. على سبيل المثال، تركيز Ra D عند مستوى سطح الأرض وعلى ارتفاع 10 كم هو نفسه تقريبًا.

يتم التقاط الجسيمات المشعة الصلبة الموجودة في الهواء عن طريق تكثيف قطرات الماء وتسقط على سطح الأرض مع هطول الأمطار. وبعد هطول الأمطار الغزيرة وتساقط الثلوج، ينخفض ​​النشاط الإشعاعي للهواء.

بالإضافة إلى الانبعاثات المشعة ومنتجات اضمحلالها الصلبة، يحتوي الغلاف الجوي على نظائر مشعة تكونت تحت تأثير الأشعة الكونية. وتشمل هذه النويدات المشعة في المقام الأول الكربون 14، الذي تكون كميته ضئيلة في الهواء.

يتم عرض مساهمة المصادر الطبيعية الفردية في تكوين مكافئات الجرعة البشرية الفعالة في الجدول 13.

الجدول 13– جرعات معادلة فعالة للإنسان من المصادر الطبيعية

مصادر الإشعاع	متوسط ​​البيانات العالمية
الإشعاع الكوني
إشعاع غاما من الأرض
التعرض الداخلي
الإشعاع الصادر من مواد البناء (الرادون)

سابق