
книги из ГПНТБ / Перцов Л.А. Ионизирующие излучения биосферы
.pdf
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 7 |
|
Содержание |
кальция в тканях человека и их активность за счет 4 8 Са |
|
|||||
|
|
|
Содержа - |
Удельная |
|
Содержа |
Удельная |
|
|
|
ние |
|
ние |
||
Ткань, |
орган |
активность, |
Ткань, орган |
активность, |
|||
<«Са, |
л - 1 0 — 1 7 |
« С а , |
п-10—17 |
||||
|
|
|
мг% |
|
|
мг% |
|
|
|
|
кюри /кг |
|
кюри/кг |
||
|
|
|
[ 2 9 а ] |
|
[ 2 9 а ] |
||
Мышца |
сердца |
5,3 |
3,5 |
Поджелудочная |
22,0 |
15,4 |
|
Мышца |
скелета |
4,0 |
2,8 |
железа |
|
|
|
Печень |
|
|
7,0 |
4,9 |
Почки |
12,0 |
8,4 |
Кожа |
|
|
32,0 |
22,0 |
Трахея |
95,0 |
66,5 |
Аорта |
|
|
97,0 |
67,9 |
Гортань |
192,0 |
133,0 |
Легкие |
|
|
15,0 |
10,5 |
Кости |
14800,0 |
10360,0 |
Ц и р к о н и й . |
9 6 Zr — р-излучающий |
естественный |
изотоп, |
с |
||||||||||
большим |
периодом |
полураспада, соответствующим |
6 - Ю 1 6 |
лет. |
||||||||||
В состав |
природной |
изотопной |
смеси |
циркония |
входят: |
9 0 Zr |
||||||||
(61,46%), |
9 1 Zr |
|
(11,23%), *9 2 Zr |
(17,11%), |
9 4 Zr |
(17,40%) |
|
и |
||||||
9 6 Zr (2,80%). |
|
Максимальная энергия |
р-частиц |
9 6 Zr |
сравни |
|||||||||
тельно |
высокая |
и соответствует |
2,9 Мэв. |
Содержание |
|
циркония |
||||||||
в земной коре составляет примерно 2,8-10_ 2 %. |
|
|
|
|
|
|||||||||
Попадая |
в |
организм млекопитающих |
преимущественно |
с |
||||||||||
пищей, |
цирконий |
откладывается |
главным |
образом |
в |
костной |
||||||||
ткани. |
Из-за |
низкой |
удельной |
активности |
значение |
вклада |
9 6 Zr в суммарную дозу природной радиации определить обыч ными дозиметрическими методами не представляется возмож ным. Поэтому в настоящее время 9 6 Zr как естественно радио активный изотоп практического интереса для радиационноэкологических исследований не представляет. Роль циркония как химического элемента в организме животных и растений пока еще не изучена. Однако установлено, что некоторые растения
способны |
накапливать |
его в |
сравнительно больших количест |
вах. Так, |
найдено, что |
полынь |
Гмелина, произрастающая на |
почве, содержащей цирконий в количестве 1-10~3%, накапли вает его до уровня 2• 10- 2 % (в золе). Наилучшим концентра тором циркония на Дальнем Востоке считается папоротник, в золе которого обнаружено до 5 -10- 2 % этого элемента. В не больших количествах цирконий обнаружен в ветках и листьях осины [30].
Исследованиями, проведенными на одном из месторожде ний редкоземельных элементов Сибири, было установлено, что наиболее интенсивно цирконий накапливается багульником, не
сколько меньше — рододендроном, |
еще |
меньше — брусникой и |
|||
лиственницей. |
|
|
|
|
|
И н д и й . |
Этот элемент |
имеет |
два |
естественных изотопа: |
|
1 1 3 1п (4,33%) |
и радиоактивный 1 1 5 1п (95,67%). Период |
полу |
|||
распада 1 1 5 1п |
более 6 - Ю 1 4 лет. Содержание индия в земной ко |
||||
ре составляет |
около 10_ 5 % |
ее массы. Индий — типичный |
эле- |
Мент широкого рассеяния. До настоящего времени не установ лено самостоятельных индиевых минералов. В виде примеси он входит в состав довольно большого числа соединений, но кон центрация его выше 0,1% встречается очень редко. Несколько повышенное содержание индия в некоторых минералах и ру дах связано преимущественно с гидротермальным типом место рождений [31].
Несмотря на большой интерес к индию и широкое его при менение в промышленности, о распространении и роли этого элемента в биологических процессах почти ничего не известно. Концентрация индия в тканях млекопитающих мала. Известно, что введение под кожу кроликам индия в дозах 2,3—6,3 мг/кг сопровождается крайне тяжелыми явлениями: судорогами,
затруднением |
дыхания |
и |
параличом |
задних |
конечно |
||
стей [32]. |
|
|
|
|
|
|
|
Большой |
период полураспада и низкая |
концентрация 1 1 5 1п |
|||||
как в органических, так и в неорганических |
субстратах |
делают |
|||||
его вклад в |
суммарное |
поле |
радиации |
биосферы |
несущест |
||
венным. |
|
|
|
|
|
|
|
Т е л л у р . |
Естественной радиоактивностью обладает |
изотоп |
|||||
1 3 0 Те, распад |
которого сопровождается |
{5-излучением. |
|
Период |
полураспада 1 3 0 Те относится к числу самых больших и опреде
ляется |
величиной 1,4-1021 лет. Содержание 1 3 0 Те в естественной |
||||||||||
смеси изотопов соответствует 34,11%. |
Распространение |
этого |
|||||||||
изотопа |
в биосфере |
не изучено. |
|
|
|
|
|
||||
Кроме рассмотренных |
в эту группу |
входят еще радиоизото |
|||||||||
пы, о которых только известно, |
что они присутствуют в лито |
||||||||||
сфере. Распространенность и удельная активность |
их так ма |
||||||||||
лы, что вклад их в полный поток |
излучения в биосфере |
крайне |
|||||||||
незначителен. |
Общее |
представление |
о |
некоторых |
свойствах |
||||||
этих радиоизотопов |
можно получить из табл. 8. |
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а 8 |
|||
Малораспространенные |
долгоживущие радионуклиды |
[57—60] |
|
|
|||||||
|
|
Распростра |
|
|
Содержание |
|
Энергия |
||||
|
|
|
ненность |
Ті і , ле т |
в естествен |
Тип |
излучения |
||||
Радионуклид |
в |
литосфере, |
ной смеси |
частиц, |
|||||||
|
|
распада |
|||||||||
|
|
|
|
изотопов, |
|||||||
|
|
|
вес . % |
|
|
|
|
Мэв |
|||
|
|
|
|
|
|
в е с . % |
|
|
|
|
|
|
|
2,0-10-5 |
|
~10і* |
0,25 |
|
Р |
|
•> |
||
116ІП |
|
~ ы о - 5 |
|
~ 1 0 " |
95,67 |
|
Р |
|
2,8 |
||
|
|
|
4-10-5 |
|
> 1 0 і 6 |
42,75 |
|
К-захват |
|
f |
|
129] |
|
|
3-10-5 |
1,7-10' |
? |
|
Р |
|
? |
||
|
|
|
7-Ю-3 |
2 , 2 - Ю і ' |
0,126 |
а |
3,2 |
||||
150N(J |
|
|
7 - Ю - * |
|
>10і° |
5,6 |
|
Р |
0,011 |
||
» ' R e |
|
|
1 - Ю - ' |
4 - Ю 1 2 |
62,93 |
|
Р |
0,04 |
|||
ао»Ві |
|
|
2 - 10 -6 |
3-101' |
100 |
|
а |
3,15 |
При рассмотрении табл. 8 следует иметь в виду, что суще
ствование в природе |
некоторых |
из |
приведенных в ней |
изото |
||
пов |
находится под |
сомнением, |
а |
указанные |
характеристики |
|
носят только ориентировочное значение. |
|
|
||||
Помимо упомянутых в природе рассеяна в чрезвычайно ма |
||||||
лых |
количествах еще и другая |
группа радиоизотопов, |
обра |
|||
зующихся в виде осколков ядер |
в |
процессе |
спонтанного |
деле |
||
ния 2 3 5 U , 2 3 8 U и 2 3 2 Th |
[33]. Известно, |
что эти тяжелые элементы |
постоянно претерпевают самопроизвольное деление с образова
нием преимущественно |
короткоживущих |
радиоизотопов. |
Кон |
||||||
станта спонтанного деления |
2 3 8 U |
равна 7 -10~2 4 сект1. Из |
этого |
||||||
следует, что в одном |
грамме 2 3 8 U |
происходит |
приблизительно |
||||||
одно деление в минуту. |
|
|
|
|
|
|
|
||
Чистый |
2 3 5 U подвергается |
самопроизвольному |
делению со |
||||||
скоростью, |
приблизительно |
равной |
40 |
делениям |
в минуту |
||||
на каждый грамм. При этом сечение деления урана |
мед |
||||||||
ленными |
нейтронами |
космического |
излучения |
равно |
около |
||||
3 барн. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Исходя |
из этого, можно |
полагать, |
что в результате |
само |
произвольного деления тяжелых ядер или их деления под дей
ствием потока космических частиц |
в |
природных |
условиях |
||
должны встречаться все известные радиоактивные |
продукты |
||||
ядерного |
расщепления, |
называемые |
осколочными |
нуклидами. |
|
В числе |
этих продуктов |
естественного |
деления тяжелых ядер |
так же, как и в продуктах ядерного деления, получаемых ис кусственным путем, особая роль должна принадлежать 9 0 Sr
иI 3 7 Cs, обладающим сравнительно большим периодом полу
распада. |
|
Однако интенсивность |
образования естественных осколоч |
ных радиоизотопов весьма |
невелика, и поэтому содержание их |
в почвенном покрове и в других неорганических и органических
субстратах, как показывают расчеты, может |
характеризоваться |
|||
удельной активностью порядка Ю - 1 |
4 — Ю - 1 6 кюри/кг |
[36]. |
||
Основная масса |
радиоактивных |
редкоземельных |
элементов |
|
(РЗЭ) содержится |
в горных породах и в продуктах из разруше |
|||
ния [34]. Среднее |
содержание РЗ Э в почвах |
соответствует при |
мерно 0,015% [35].
Из 15 элементов, входящих в группу редких земель, пять имеют естественные радиоактивные изотопы, краткая характе
ристика которых приведена в табл |
. 6. |
Распад 1 3 8 La, 1 4 2 Се, 1 4 4 Nd, 1 4 7 Sm |
и 1 4 7 L u сопровождается ис |
пусканием а-частиц, 1 5 0 Nd претерпевает р-распад. Считают, что |
редкоземельные радиоизотопы являются как бы тем рубежом,
на |
котором впервые появляется |
тип распада, |
сопровождаю |
||||||
щийся выбросом |
«-частиц. |
Миграция |
радиоизотопов |
редкозе |
|||||
мельной |
группы |
по трофическим |
цепям |
изучена |
крайне слабо, |
||||
но |
тем |
не |
менее |
установлено, что особой способностью к на |
|||||
коплению |
радиоизотопов |
редкоземельной группы |
обладают |
листья орешника. В |
золе |
листьев этого |
растения обнаружи |
вается до 2,5% редкоземельных элементов [35]. |
|||
Л а н т а н-138. ' В |
связи |
с невысокой |
концентрацией радио |
изотопа его вклад в суммарную радиоактивность биосферы от носительно мал. Найдено, что даже в золе березы, выросшей на почвах геохимической провинции, богатой лантаном, его со держание не превышает 0,08% [35]. Отсюда примерная радио активность дерева, содержащего такое повышенное количество лантана, будет соответствовать только 0,3—0,8 пкюри/кг. Од нако исследования способности растений накапливать лантан, проведенные в лесостепной полосе Сибири, показали, что в золе карликовой полыни и некоторых видов бобовых трав со
держание этого |
элемента |
достигает |
0,3%. |
Можно |
рассчитать, |
||||||
что концентрация |
! 3 8 La в тканях |
этих |
растений |
равна |
примерно |
||||||
0,10 нкюри/кг. |
При этом следует |
иметь в виду, |
что содержание |
||||||||
лантана в растениях меняется с сезонами |
года. Так, найдено, |
||||||||||
что наименьшее его количество приходится |
на весенний период |
||||||||||
года — начало |
вегетации [36]. |
|
|
|
|
|
|
|
|||
Ц е р и й - 1 4 2 . |
|
Обладая |
большим |
периодом полураспада, |
|||||||
И 2 С е вносит |
малый вклад |
в суммарную |
радиоактивность |
зем |
|||||||
ной коры. В золе растений |
содержание |
церия |
достигает |
порой |
|||||||
0,3%, что по |
активности |
будет |
соответствовать |
примерно |
|||||||
2-Ю-"4 пкюри/кг |
|
сырой ткани. Повышенное |
содержание |
церия |
обнаружено в листьях осины, черемухи, рябины и березы, про израстающих в некоторых района сибирской тайги [35]. Наибо
лее |
высокий |
уровень накопления церия этими растениями, так |
же |
как и некоторыми бобовыми травами, наблюдается в лет |
|
ние месяцы, в период цветения и плодоношения. |
||
|
Н е о д и м . |
Природный элемент имеет два радиоактивных |
изотопа. На |
долю 1 4 4 Nd приходится 23,87%, на долю 1 5 0 Nd — |
5,6%. В лесостепных районах Сибири содержание неодима в
ветках и хвое |
лиственницы, в злаковых |
и |
в вике |
достигает |
0,01 пкюри/кг. |
Такая же концентрация |
этого |
элемента |
найдена |
в золе казахстанской березы бородавчатой и дальневосточного папоротника.
С а м а р и й . Природный элемент состоит из семи изотопов, из которых только 1 4 7 Sm радиоактивен. Его содержание в при
родной смеси соответствует |
15,07%. |
При распаде |
самария ис |
||
пускаются |
а-частицы с энергией 2,11 |
Мэв. Удельная активность |
|||
грунта за |
счет |
содержания |
1 4 7 Sm не превышает |
нескольких |
|
пикокюри на 1 кг. |
|
|
|
||
Л ю т е ц и й . |
На долю радиоактивного изотопа |
1 7 6 L u прихо |
дится 2,6% природной смеси изотопов этого элемента. Люте
ций, как и 4 0 К , распадается двумя путями: с выделением |
р-ча- |
||
стиц и путем /(-захвата. |
Максимальная энергия р-частиц |
око |
|
ло 0,4 Мэв. ^-Излучение |
обладает энергией порядка 0,27 |
Мэв. |
|
Удельная |
активность грунта за счет содержания 1 7 6 L u не |
пре |
|
вышает 1 |
пкюри/кг. |
|
|
3 Л . А. П е р д о в |
за |
§ 3. РАДИОАКТИВНЫЕ |
СЕМЕЙСТВА |
|
|
|
|||
Наиболее |
значимый |
вклад в радиационное поле биосферы |
|||||
вносят |
три радиоактивных семейства: |
семейство |
урана |
( 2 3 8 U ) , |
|||
актиния |
( 2 3 5 U) |
и тория |
(2 3 2 Th), |
которые к тому |
же обладают |
||
рядом общих свойств: |
|
|
|
|
|
||
1) родоначальники каждого семейства имеют большие пе |
|||||||
риоды полураспада (108 —101 0 лет); |
|
|
|
||||
2) каждое |
семейство |
имеет в середине цепочки превраще |
|||||
ний изотоп в газообразном состоянии |
(эманацию), |
который ока |
|||||
зывает |
особое |
влияние |
на миграцию |
в биосфере |
всех |
после |
|
дующих дочерних радиоактивных |
ядер; |
|
|
3)за радиоактивными газами следуют относительно короткоживущие элементы, которые нередко называются актив ными «осадками»;
4)короткоживущие радиоизотопы семейств испытывают «конкурирующие» а- и р-распады, образуя разветвления рядов;
5)А-продукты всех трех семейств, являющиеся изотопами
полония, почти полностью переходят |
в В-продукты путем |
а-распада; |
|
6) В-продукты всех трех семейств |
являются изотопами |
свинца. Они р-активны и имеют важное значение как материн ские вещества последующих короткоживущих продуктов рас
пада |
С, С и С". В- и С-продукты являются |
одними из основ |
ных |
у " и з л У ч а т с л е й каждого радиоактивного |
семейства. |
7) радиоактивные ряды заканчиваются стабильными изото пами свинца с атомными весами 206, 207 и 208 для уранового,
актиниевого |
и ториевого семейств |
соответственно. |
|
Предполагалось существование |
четвертого семейства — 2 3 7 Np. |
||
В настоящее время оно представлено только одним |
радионукли |
||
дом 2 0 9 B i . |
Распространение в |
литосфере 2 0 9 Ві |
составляет |
2 - Ю - 5 вес. %. Период полураспада |
соответствует ~2,7-101 7 лет. |
Энергия а-частиц 3,15 Мэв.
Схемы распада изотопов, составляющих эти семейства, представлены на рис. 4—6 [37].
Из этих рисунков видно, что в соответствии с величиной пе риода полураспада наибольший интерес в радиационноэкологическом отношении представляют уран, торий, радий и радон с его долгоживущими дочерними продуктами.
Геохимические свойства урана и тория довольно близки, и поэтому они сопутствуют друг другу в изверженных горных породах, концентрируясь преимущественно в гранитах. Как отмечал основоположник геохимии радиоактивных элемен тов В. И. Вернадский, торий не образует растворимых минера лов и не уходит в летучие фракции магмы. Уран также плохо растворим, но в виде иона уранила способен образовывать раст воримые комплексные соединения. Особенно легко раство ряются соединения урана в сернокислых водах сульфидных
месторождений. Эти свойства способствуют разделению изото пов урана и тория в первичных породах.
Семейство актиния самостоятельного геохимического значе
ния |
не |
имеет, |
так |
как в природных условиях всегда сопутст |
|
вует |
семейству |
урана. |
|
||
92 U |
2*8 JJJ |
|
2 3 4 Ц Ц |
||
4,5-Ю9лет. |
|
2рЭ-1&лет |
|||
|
|
|
|||
91 Ра |
а 2 3 4 u x 2 |
2 3 4 u z |
a |
||
|
|
1,14 мин am |
6,7m |
||
|
|
|
90 Тп m v x t
24,1.йня .
89 АС
88 Ra
87 Fr
86 Rn
85 At
84 Po
83 Bi
82 Pb
81 Tl
Рис. 4. Радиоактивное
I2 3 0 Io
l8.(H0*/iem\
a
1622/iem
ОС |
|
|
|
|
|
|
2 2 2 Rn |
|
|
|
|
|
|
3,825дня |
|
|
|
|
|
|
a |
2 1 8 |
At |
|
|
|
|
Зсек |
|
|
|
|
||
218 RaA| |
|
|
|
2 M RaC |
|
2 1 0 R a F| |
3,05 мин і |
|
І^/\і,5-іІЇ*сек'сек I |
/ ^ / j |
|||
a |
2 1 4 RaC |
|
* |
2 , 0 RaE |
a |
|
|
|
|
|
5 Шей |
||
pyf\J9j7MLWj |
|
OS |
|
|
||
214 RaB |
$ |
/г |
J |
RaD |
|
'RaG |
|
|
і 21022 pгода. ПІ |
|
(устойчиб) |
||
|
2 Ы |
RaC" |
|
|
2 0 6 RaE" |
|
|
1,32 мін |
|
|
4,23 мин |
|
|
семейство |
2 3 8 U . |
|
|
|
|
|
Уран широко распространен в природе. Основная его масса находится в рассеянном состоянии в адсорбированном виде в минералах и почвах и в растворенном состоянии в воде океа
нов, |
морей, озер и рек [38]. |
|
|
|
|
||
Миграция урана в природных водах |
при рН = 6—7 |
происхо |
|||||
дит |
в форме положительно заряженных катионов |
(напри |
|||||
мер, |
UO2OH+), |
уранилкарбонатных |
комплексных |
анионов |
|||
[ и 0 |
2 ( С О з ) 2 ] 2 _ или в в сорбированном состоянии на твердых или |
||||||
коллоидных |
частицах. Весьма |
характерна значительная |
при |
||||
уроченность |
урана |
к твердому |
речному |
стоку. Количество |
ура- |
V 35
на, выносимого в Мировой океан реками, составляет прибли зительно 0,8-104—2,8-104 т в год.
Подземные воды районов месторождения нефти отличаются повышенным содержанием урана [39]. Например, приконтурные
92 U
01 Ра
90 Th
8Q Ас
88 Ra
87 F r
86 Rn
85 At
84 Po
83 Bl
82 Pb
81 ТІ
2 3 6 AcU|
a
231 UY
1,06 дня
2 3 ! p a
3,4-W*/tem
a |
|
2 2 7 RdAd |
|
|
18,6 дня |
||
j / 1 |
|||
227 Ac |
|
a |
|
21,7года |
|
|
|
|
|
223 * |
|
|
|
АсХІ |
|
|
/ |
11,2i, дня |
|
2 2 3 A c K |
|
a |
|
21 мин |
|
||
|
|
||
2 19 'J |
2 1 B A n |
||
3,92сек |
|||
At |
|
a |
|
50 сек |
|
||
|
|
||
a |
|
z l 5 AcA |
|
у І,83-10'3сек |
|||
|
|||
215 В j |
|
а J |
|
7 мин |
|
||
|
|
2 П АсВ |
|
|
|
36,1 мин |
Рис. 5. Радиоактивное семейство 2 3 5 U .
2 1 5 A t
10~*сек
а |
2 ! 1 |
АсС |
|
5-!0'3сек |
|||
|
|||
m A c C |
|
а |
|
2,16мин |
|
Of |
2 0 7 AcD |
|
(устойчив^ |
||
4 |
||
|
||
2 0 7 АсС |
|
|
4,76 мин |
|
воды |
Кум-Дагского |
месторождения |
содержат |
уран от |
1,03х |
Х Ю - 4 |
до 6,15-Ю- 4 |
г/л [40]. А в водах |
верхних |
горизонтов |
Май |
копской свиты содержание урана достигает 3,2 |
-Ю- 4 г/л 141]. |
|||||||
Высокие концентрации урана |
обнаружены в |
костях |
иско |
|||||
паемых |
ихтиофауны. Так, остатки |
среднедевонских |
рыб из шот |
|||||
ландских сланцев, |
хранящихся в |
коллекции |
Палеонтологиче |
|||||
ского музея АН СССР, содержат |
до |
0,2% |
урана |
[42]. Богаче |
||||
ураном кости из песчано-глинистых отложений. |
|
В пределах |
||||||
одного и того же месторождения |
крупные |
обломки |
костей |
|||||
обычно |
содержат |
меньше урана, |
чем |
мелкие. |
|
Монолитные |
кости накапливают урана меньше, чем кости пористые. Очень часто поверхностные части костей содержат больше урана, чем внутренние.
Присутствие больших концентраций урана в костном фос фате объясняется высокой сорбциошюй емкостью скелета, в
90 Th |
232 |
T h |
|
J™RdTh| |
|
1,39-10'°лет |
|
|
|||
|
fi/[ |
1,90 года |
|
||
89 Ас |
|
a |
MsThll |
a |
|
|
|
\4 |
|
||
88 Ra |
228'MsfThl |
224 ThX |
|
||
|
6,7года |
|
|
||
87 F r |
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
86 Rn |
|
|
|
2 2 0 T n |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
51,5оек |
|
85 At |
|
|
|
a |
|
|
|
|
|
|
|
84 Po |
|
|
|
2 1 6 ThA| |
2 i 2 X h C i |
|
|
|
|
0,1$8сек |
3-10'7сек |
83 Bi |
|
|
|
a |
a |
|
|
|
|
||
|
|
|
|
60,5 мин |
|
82 Pb |
|
|
|
212ThB| |
208> |
|
|
|
|
10,6ч |
(йот ійчив) |
81 T l |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3,1MCA |
|
Рис. 6. |
Радиоактивное семейство 2 3 2 T h . |
|
|||
котором происходит |
отложение |
элементов, |
содержащихся в |
растворенном состоянии в водах, его омывающих, после захоро нения. Максимально известная величина концентрации урана в ископаемом костном материале достигает 0,55%. Содержание урана в костях динозавра достигало 0,135%, а в костях бизона плейстоценовых отложений — 0,096% [43].
Роль урана в обменных процессах животных и растений пока не выяснена, хотя в тканях растений и животных он обна руживается, как правило, во всех случаях. Особенно высокие концентрации урана обнаружены у мхов ( 3 - Ю - 3 г/кг золы) [44]. Попадая в организм млекопитающих, уран в основном накап ливается в костной ткани, причем чем моложе организм, тем интенсивнее уран откладывается в его костях.
Среднее содержание урана в различных органах млекопи тающих порядка 1-Ю- 6 —2 • 10- 5 %.
С суточным пищевым рационом в организм человека еже
дневно поступает в среднем до п- 10~9 кюри |
урана. |
Р а д и й . Имеет четыре встречающихся |
в природе радио |
изотопа. Наиболее долгоживущий изотоп 2 2 6 Ra принадлежит к
семейству урана. |
1 г |
2 2 6 Ra |
в течение |
суток |
выделяет |
|
около |
|||||
1 мм3 |
радона. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Распределен радий |
в |
биосфере, так же как и в литосфере, |
||||||||||
далеко |
не равномерно. Кислые |
изверженные |
породы |
|
богаче |
|||||||
радием, чем основные изверженные или осадочные |
породы. |
|||||||||||
Средние данные |
о содержании |
радия |
в различных |
породах |
||||||||
приведены в табл. 9. В этой же таблице для сравнения |
пред |
|||||||||||
ставлены данные |
о содержании |
урана, тория и калия. |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
9 |
||
Содержание основных |
радиоактивных |
элементов |
в 1 г горной породы [45] |
|
||||||||
|
Порода |
|
|
|
* * e R a , |
|
Уран, |
Торий, |
|
Калий, |
||
|
|
|
|
1 0 ~ 1 2 |
г |
Ю - 6 * |
1 0 — 6 * |
|
1 0 ~ 2 |
* |
||
Кислые |
изверженные |
(гранит, |
гнейс) |
3,0 |
|
8,0 |
2,0 |
|
3,4 |
|
||
Основные |
изверженные |
|
|
|
1,3 |
|
3,9 |
0,5 |
|
1,3 |
|
|
Осадочные (песчаники, сланцы, извест- |
1,4 |
|
4,2 |
1,2 |
|
— |
|
|||||
няки) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обеднение осадочных пород радием объясняется |
тем, что |
|||||||||||
эти породы в процессе выпадания на дно океана теряют |
часть |
содержащегося в них радия. Выщелачивание радия из горных пород, содержащих уран и торий, приводит к появлению его (иногда в довольно значительных концентрациях) в некоторых минеральных водах, в воде буровых скважин и в глубоковод
ном иле, достигая |
Ю- 8 —10~~9 г/л |
(кг). |
|
Сравнительно |
легкое выщелачивание 2 2 6 Ra из горных |
пород |
|
обусловлено тем, |
что он обычно |
располагается вне кристал |
|
лической решетки |
минералов. Кроме того, переход 2 2 6 Ra |
из ми |
нерала в водные растворы во многом зависит от химического состава пород и почвенных растворов. Содержание его в поч венном покрове, как правило, несколько больше, чем материн ского элемента урана. Это явление объясняется тем, что воды, промывающие почвы и в конечном счете уходящие в океан, в большей степени выщелачивают уран, чем радий. Этим же объ
ясняется и избыточное |
содержание |
урана в |
морской |
воде по |
|
отношению к радию. |
|
|
|
|
|
В среднем общее количество радия, содержащегося |
в тка |
||||
нях человека, не имевшего с ним |
контакта |
в |
профессиональ |
||
ных условиях или в |
лечебных |
учреждениях, |
соответствует |
||
5 - Ю - 1 4 г/г золы. Кратность накопления радия |
в тканях |
челове- |
ка примерно 20. Равновесное состояние между количеством радия, вводимым в огранизм с водой и пищей, и количеством, инкорпорированным тканями, устанавливается в течение про
должительного периода — примерно |
в |
100—300 |
дней [46]. |
|
||||
Т о р и й . |
Вследствие |
того, что 2 3 2 Th |
обладает |
значительно |
||||
большим периодом полураспада, чем уран, |
и меньшим числом |
|||||||
дочерних продуктов, ториевые минералы |
имеют |
меньшую |
||||||
удельную активность по сравнению с активностью |
урановых |
|||||||
минералов |
(табл. 10). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
Ю |
|
Удельная активность основных |
элементов радиоактивных семейств |
|
|
|||||
|
Активность |
Активность |
|
Масса изотопа |
|
Масса элемента |
||
Изотоп |
1 г изотопа, |
1 г элемента, |
|
активностью |
|
активностью |
||
|
кюри |
кюри |
|
1 кюри |
|
1 кюри, |
т |
|
232fh |
1 , ы о - ' |
1,1-10-' |
|
9,0 |
т |
|
9,0 |
|
23 5TJ |
2 , Ы 0 - « |
6,75 - 10 - ' |
|
0,47 т |
|
1,4 |
|
|
2SSTJ |
3 , 3 - ю - 7 |
6,75 - 10 - ' |
|
3 т. |
|
1,4 |
|
|
2 3 0 T h |
2-10—2 |
— |
|
50,0 г |
|
.— |
|
|
2 2 6 R a |
1,0 |
— |
|
1,0 |
з |
|
— |
|
2 2 S T h |
2 , 4 - Ю 2 |
— |
|
4 , 2 - Ю - 3 г |
|
— |
|
|
2 2 8 R a |
8 - Ю 2 |
— |
|
1 , 2 - Ю - з г |
|
— |
|
|
2 l 0 p b |
90 |
— |
|
1,0-10—2 г |
|
—. |
|
|
2 Ю р 0 |
4-103 |
— |
|
0,2-10—8 г |
|
—- |
|
|
Исходя |
из химических свойств |
тория, перенос |
его с |
водой |
в ионной форме маловероятен. В основном он мигрирует в вод
ных потоках |
во взвешенном |
и коллоидном |
состояниях. |
Крупные |
месторождения |
тория — россыпи монацитных пес |
|
ков— имеются в Индии на |
Малаборском |
берегу, в Бразилии |
на побережье Атлантического океана, на западном и северном побережьях Цейлона, в дельте Нила, во Флориде и ряде других мест.
Р а д и й-228 |
( м е з о т о р и й MsThI). |
Образуется при рас |
|
паде 2 3 2 Th . Его период полураспада 6,7 |
года. 2 2 8 Ra более |
раст |
|
ворим, чем материнский элемент, и может переноситься |
водами |
||
на сравнительно |
большие расстояния от места его образования. |
Относительно подвижный 2 2 8 Ra мигрирует по биотическим цепочкам. Он способен накапливаться в тканях растений и жи вотных, создавая определенные лучевые нагрузки. Распадаясь, 2 2 8 Ra образует 2 2 8 Th, который надолго задерживается в тканях. Несмотря на то что испускаемые в процессе распада радия р-частицы обладают невысокой энергией, годовая лучевая на
грузка |
на |
скелет человека за счет дочерних продуктов равна |
|||||
30 мбэр |
[47]. Все это |
позволяет |
считать, |
что 2 2 8 Ra |
принимает |
||
измеримое |
участие в |
формировании |
внутреннего |
облучения |
|||
бионтов. |
|
|
|
|
|
|
|
Т о р и й-228 ( р а д и о т о р и й |
RdTh). |
Является |
продуктом |
||||
распада |
2 2 8 Ra. Период |
полураспада |
его |
1,9 года. |
а-Частицы |