Лабораторная работа № 412. «радиоактивные вещества в природе»

Цель работы:

- ознакомиться с уровнем естественной радиоактивности окружающей среды;

- изучить допустимые уровни радиоактивности строительных материалов;

- ознакомиться с задачами и методами спектрометрии ионизирующих излучений в строительных материалах.

1. Естественная радиоактивность окружающей среды.

Естественные радионуклиды (ЕРН) присутствуют во всех объектах биосферы. Наиболее распространены в природе ⁴⁰K, ⁸⁷Rb и члены радиоактивных рядов ²³⁸U и ²³²Тh. Степень естественной радиоактивности живых организмов (в том числе человека) и среды их обитания не является величиной постоянной и изменяется под действием многих факторов. Определяющую роль в формировании фонового облучения человека от ЕРК играет радиоактивность горных пород, почв и воздуха.

Основное количество ЕРН содержится в горных породах, которые в процессе своего образования включили в свои структуры все радиоактивные элементы, существующие на первых этапах развития Земли. В итоге оказалось, что радионуклиды в земной коре распределены неравномерно (табл. 1). Различия в концентрации радионуклидов связаны с происхождением пород. Породы магматического (вулканического) происхождения обычно имеют более высокую радиоактивность, чем осадочные. Исключение составляют некоторые фосфатные породы и сланцы, особенно те, которые содержат органическое вещество. По многочисленным данным наибольшее количество радионуклидов содержат гранитные породы, а наименьшее - известняки и карбонаты.

Содержание радионуклидов в почвах определяется главным образом радиоактивностью пород, из которых образуются почвы, и характером процесса почвообразования. Атомы урана в почвах, как правило, очень подвижны и способны образовывать растворимые комплексные соединения. В результате уран слабо сорбируется и легко вымывается из почвенных минералов. Торий обычно прочно сцеплен с неразрушаемыми остатками горных пород и постепенно накапливается в верхних слоях почвы. По характеру поведения в почве радий обнаруживает те же свойства, что и торий. Соединения калия равномерно распределяются в почве и прочно удерживаются вследствие сорбции глинами.

Наиболее низкой оказывается концентрация естественных радионуклидов в дерново-подзолистых, подзолистых и торфяных почвах (табл. 2). В черноземных почвах содержание естественных радионуклидов выше. Глинистые почвы богаче ЕРН, чем песчаные.

Таблица 1.

Средняя удельная активность ⁴⁰К, ²³⁸U и ²³²Th в горных породах

Тип породы	А, МБк/кг
	40К	238U	232Th
Магматические
Граниты	1000	60	80
Диориты	700	20	30
Базальты	240	10	10
Дюриты	150	0,4	25
Осадочные
Известняки	90	30	7
Карбонаты	-	27	8
Песчаники	370	19	10
Сланцы	700	44	45

Таблица 2.

Средняя удельная активность ⁴⁰К, ²³⁸U и ²³²Th в различных почвах

Тип породы	А, МБк/кг
	40К	238U	232Th
Сероземы	670	31	48
Серо-коричневые	700	28	41
Каштановые	550	27	37
Черноземы	410	22	36
Серые лесные	370	18	27
Дерново-подзолистые	300	15	22
Подзолистые	150	9	12
Торфянистые	90	6	6
Типичные диапазоны	110-740	11-52	7,5-48