4.Радиоактивность.

Радиоактивностью – называется способность неустойчивых атомных ядер самопроизвольно превращаться в более устойчивые ядра других элементов, испуская, альфа-, бета-, гамма-лучи и элементарные частицы (электроны, протоны, нейтроны, позитроны и нуклоны). Наибольший интерес, из-за проникающей способности, представляют гамма – лучи. Гамма – излучение ослабляется в породах из-за: 1) внутренней конверсии; 2) фотоэффекта; 3)комптоновского эффекта; 4) образования пар. Радиоактивность атомных ядер, находящихся в естественных условиях называется естественной радиоактивностью, а радиоактивный распад атомных ядер при их бомбардировке элементарными частицами – искусственной радиоактивностью. Основные виды радиоактивных превращений: альфа – распад, бета – распад, электронный захват, самопроизвольное деление некоторых ядер тяжелых элементов (²³⁸U, ²³²Th), изомерные переходы и двух протонная радиоактивность.

Число ядер радиоактивного элемента dN, распавшихся за бесконечно малый промежуток времени dt, пропорционально числу ядер N еще не к моменту времени t:

dN = - *N dt

где  - коэффициент пропорциональности, характеризующий вероятность распада ядра в единицу времени и называемый постоянная распада данного радиоактивного изотопа. Интегрируя это выражение и обозначая число атомов в начальный момент времени t=0 , получим основной закон радиоактивного распада, который подчиняется экспоненциальному закону:

N = N₀ * e ^-t

В природе обнаружено более 50 естественных радиоактивных элементов, к ним относятся тяжелые элементы, входящие в состав радиоактивных семейств урана - ²³⁸U актиния - ²²⁷Ac, тория - ²³²Th, и более легкие радиоактивные элементы, распад которых ограничивается одним звеном превращений (калий - ⁴⁰K, рубидий - ⁸⁷Rb, индий- ¹¹⁵I, самарий – ¹⁴⁷Sm, лютеций - ¹⁷⁶Lu, рений - ¹⁸⁷Re). Единицы измерения активности: Бк=с ^–1 =расп./с; 1Ки=3.7*10¹⁰ Бк; удельная активность: массовая и поверхностная – Бк/г, Бк/кг, Бк/м²; миллиграмм – эквивалент радия – мг-экв/Ra;

Радиоактивность терригенных пород связана с наличием в их составе калийных, собственно – урановых и ториевых, уран и торийсодержащих минералов, а также радиоактивных элементов. Глины обладают в среднем наиболее высоким содержанием ²³⁸U, ²³²Th, ⁴⁰K и радиоактивностью, что связано с их сорбирующими свойствами. Таким образом, содержание в породе радиоактивных элементов тем выше, чем больше в ней глинистого материала. В песчаниках и алевритах встречаются первичные минералы: настуран, торит и др., а в зонах окисления – урановая чернь. Повышенной радиоактивностью отличаются их калийсодержащие полимиктовые разности – моноцитовые и ортритовые пески. Минимальная радиоактивность характерна для хорошо отсортированных морских, кварцевых песчаников, повышенная для глинистых разностей песчаников и песчаников с органическими примесями. Радиоактивность нефти отмечается в тяжелых фракциях смолисто–асфальтенового состава с ростом урана. Содержание урана в нефти увеличивается с ростом ее серности, плотности и смолистости. Радиоактивные элементы поступают в почвенный воздух в виде газовых эманаций радона, торона, актинона. Радиоактивность почвенного воздуха, где содержится радон – 5.4*10^-18 расп./(с*м³).

Радиоактивность увеличивается с увеличением коэффициента К_ГЛ и уменьшением К_П, К_ПР а следовательно с увеличением _П.