Файл: Перцов Л.А. Ионизирующие излучения биосферы.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 125

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

давших на континенте, соответствует соотношению і атом три­

тия на 2 - Ю 1 7

атомов протия. В океаническом

воздухе

на один

атом трития

приходится примерно 2 - Ю 1 8

атомов

протия.

Уменьшение концентрации трития в осадках, выпадающих в приморских районах, объясняется тем, что в атмосфере над мо­ рем вода находится менее продолжительное время и поэтому в меньшей степени насыщается тритием. Кроме того, в воде, испаряющейся с поверхности моря, по-видимому, концентрация трития меньше, чем в воде суши, из-за более энергичного пере­ мешивания поверхностной воды моря с водой глубоких слоев, весьма обедненных тритием,

Общее содержание трития в биосфере планеты не Превы* шает 1,8 кг. Во всех водоемах, расположенных на материках, содержится около 30 г трития, при этом на долю речных вод

приходится

около

18

г,

а во

всем

атмосферном

воздухе

по­

стоянно содержится

не

более

11

г.

Концентрация

трития

в

дождевых осадках

в среднем

составляет один атом на 6-Ю1 7

5 - Ю 1 8

атомов обычного

водорода. Для речных вод отношение

'Н к

3 Н соответствует

(0,8-=-7,0) • 1018.

Накопления

трития в

почвенном покрове не обнаружено.

 

 

 

 

 

Б е р и л л и й - 7

образуется

в

атмосфере под

действием

бы­

стрых

протонов по реакции

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 4 N(p, 2сс)7Ве.

 

 

 

 

Скорость его образования в воздушном столбе с площадью

основания,

равной

 

1

см2,

составляет

приблизительно

3024 атомов в сутки. Образующийся в

атмосфере 7 Ве может

вступать в

соединения

типа

ВеО и Ве(ОН) 2 .

Эти

молекулы

диффундируют в атмосфере

до тех пор, пока не присоединятся

к аэрозольным частицам или дождевым каплям, вместе с кото­ рыми и выпадают на землю. Средняя удельная активность дождевой воды по 7 Ве равна 45 раса/(мин-л), т. е. 20 пкюри/л. Удельная активность снега несколько меньше и соответствует

примерно

0,14 пкюри/л

воды,

образовавшейся

из этого

снега.

Средняя

концентрация

7 Ве в

воздушной

среде

12,1

атомов/л

воздуха

соответствует

удельной

активности

 

примерно

6 Х

X I О - 1 7 кюри/л

воздуха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Кроме перечисленных радиоактивных изотопов в атмосфер­

ных осадках

были найдены 3 2 Р , 3 3 Р , 3 5 S

и др.

В

одном

литре

воды содержится от 1-Ю5 до 1,2-106 атомов 3 5 S. Средняя

кон­

центрация 3 2 Р

в

атмосфере соответствует

примерно

6

атомам

на

1 см3

воздуха

[56].

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. К о в д а

В. А. и др. Микроэлементы

в почвах

Советского

Союза.

М.,

 

Изд-во МГУ, 1959.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.

К у н а ш е в а

К. Г. «Тр. Биогеохим.

лабор.

Ин-та биохимии

и

аналит.

 

химии

АН СССР», 7, 98

(1944).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


3.

В и н о г р а д о в

А. П. В кн. «Труды юбилейной сессии АН СССР, Посвя­

 

щенной В. В. Докучаеву». М.—Л., Изд-во

АН СССР, 1949, стр. 59.

 

4.

В е р н а д с к и й

В. И. Химическое строение биосферы Земли и ее окру­

 

жения. М., «Наука»,

1965.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

В е р н а д с к и й

В. И.

Избр.

соч.

Т. 2,

М.,

 

Изд-во

 

АН

СССР,

1955,

 

стр. 24.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6.

В и н о г р а д о в

А. П. «Геохимия»,

1, 6

(1956).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7.

В и н о г р а д о в

А. П. Геохимия редких и рассеянных химических эле­

 

ментов в почвах. М., Изд-во АН

СССР,

1950.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8.

С е р д о б о л ь с к и й

И.

П. Калий. М,—Л.,

Изд-во АН

СССР,

 

1944.

 

9.

А л а б ы ш е в

А. Ф. и др.

Натрий

и

калий. Л.,

Госхимиздат,

 

 

1959.

 

10.

В и н о г р а д о в

А. П.

Геохимия

живого

вещества.

М.—Л.,

Изд-во

АН

 

СССР,

1932.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

11.

К о р е н м а н

И. М. Аналитическая

химия

калия. М.,

«Наука»,

 

1964.

 

12.

Д ж е л е п о в

Б.

С ,

 

П е к к е р

Л.

А.

Схемы

распадов

радиоактивных

 

ядер. М.—Л„ Изд-во АН СССР,

1958.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13.

В и н о г р а д о в

А. П. «Успехи химии», 13,

1, 3

 

(1944).

 

 

 

 

 

 

 

 

14.

В а л я ш к о

М.

Г. Закономерности формирования месторождений солей.

 

М., Изд-во МГУ,

1962.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

15.

Г о л ь д

ш м и д т

В. М. и

др. В

сборнике

статей

по геохимии

 

редких эле­

 

ментов. М.—Л., ОНТИ, 1938, стр. 185.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13,

 

16.

G o l d b e r g

Е. G.,

K o i d e

М.

Qeochim.

et

cosmochim.

Acta,

153

 

(1958).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17.

E h l m a n n

 

A. Y. Geob.

 

Soc.

Amer.

Ann.

 

meeting.

Danver,

 

Colo,

1960.

18.

П ч е л к и

н

В.

 

У.

Почвенный

 

калий

и

 

калийные

удобрения.

М.,

 

«Колос»,

1966.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

19.

П р о т о с е н я

Т.

П.

и

др.

 

В

сборнике

работ

Ленинградск.

 

вет.

ин-та.

 

М.—Л.,

 

ГИЗ, 1934.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20.

С а л м а н о в и ч

В. А.

В

сб.

«Научный

обзор»,

Вып.

1

(2).

М.,

изд.

 

МЗ СССР, 1965, стр. 3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21.

П е р е л ь м а н

Ф. М. В кн. «Рубидий». Перев. с англ. М ,

Изд-во иностр.

 

лит., 1959,

стр.

3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

22.

С т а в р о в

 

О. Д. Основные

черты

геохимии

лития, цезия, рубидия. Гео­

 

логия

месторождений

редких

элементов.

Вып.

21.

М.,

Госгеолтехиздат,

 

1963.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

23.

3 а л а ш к о в а

Н. Е. В кн. «Геохимические

циклы».

 

М.,

Госгеолтехиз­

 

дат», 1960,

стр. 35.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24.

Н о к к о л ь д с

С. Р.,

М и т ч е л л

 

Р. Л. В

сб. «Редкие элементы в извер­

 

женных породах». Перев. с англ. М., Изд-во

 

иностр.

лит.,

1952, стр. 295.

25.

А д а м е

 

Д ж .

В

кн.

 

«Ядерная

геофизика».

Перев.

 

с

англ.

 

М.,

«Мир»,

 

1964, стр.

15.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

26.

Р а н к а м а

К.

Изотопы

в

геологии.

Перев.

с

англ.

 

М., Изд-во

иностр.

 

лит., 1956.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

27.

В о й н а р

А. О.

Биологическая

роль

элементов

в

организме

 

животных

 

и человека. М., изд-во «Советская наука»,

 

1953.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

28.

Б о р о в и к - Р о м а н о в а

 

Т. Ф.

«Тр.

биогехим.

лабор.

Ин-та

биохимии

 

и аналит. химии АН СССР», 8, 143

(1946).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29.

К о с ц и

Ф.

Ф., Р о ш о л о т

Д ж .

Н. В кн.

«Ядерная

геофизика».

Перев.

 

с англ. М., «Мир», 1964, стр. 40.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

29а. Радиационная

зашита. Перев. с англ. М.,

Госатомиздат,

1961.

 

 

 

 

 

30.

Г р а б о в с к а я

 

Л

И.,

А с т р а х а н

Е. Д.

Геология1

 

месторождений

ред­

 

ких элементов.

Вып.

19. М.,

Госгеолтехиздат,

1966.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

31.

П я т и

о в

В.

И.

и

др.

 

В

кн.

«Справочник

для

геологов».

Вып.

53. М.,

 

Госгеолтехиздат,

1961.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

32.Л а з а р е в Н. В. Вредные вещества в промышленности. Ч. 2. М.—Л., Госхимиздат, 1954.

33.

П е р ц о в Л .

А. «Радиобиология», 4, 619 (1964).

 

34.

Р я б ч и к о в

Д. И., Р я б у х и н В. А. Аналитическая

химия редкоземель­

 

ных элементов. М., «Наука», 1966.

 

35.

Г и н з б у р г

А. И. и др. Редкоземельные элементы и

их месторождения.


 

Геология месторождения редкоземельных элементов-. Вып.

3. М.,

Гос-

 

геолтехиздат,

1959.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36. Д у д ы

к и и а

А. С. и др. В

сб. «Вопросы

минералогии,

 

геохимии

и ге­

 

незиса». Вып. 1. М., Изд-во АН СССР,

1957, стр. 35.

 

 

 

 

 

 

 

 

37.

Г а й с и н с к и й

М.

Н.

Ядерная

химия.

 

Перев.

с

франц.

М.,

Изд-во

 

иностр. лит., 1961.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

38. У д а л ь ц о в а

 

Н. И. В кн. «Аналитическая

химия

урана».

М.,

Изд-во

 

АН СССР, 1962, стр. 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

39.

В е р н а д с к и й

В. И., Х л о п и н

В. Г. «Докл.

АН

СССР»,

3

(1932).

40.

А л е к с е е в

Ф. А.

и др.

В

кн.

«Ядерная

геофизика».

М.,

Гостоптехиз-

 

дат, 1959,

стр. 253.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

41.

Ф и л о н о в

В. А. В кн. «Ядерная

геофизика».

М.,« Гостоптехиздат,

1962,

 

стр. 177.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

42.

Б л о у

А. М.,

 

К о ч е н

о в

А. В. В кн. «Геология

месторождений

редких

 

элементов». А1, «Недра»,

вып. 24,

1964.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

43. X е й н р и х

X.

Минералогия

и геология

 

радиоактивного

сырья.

Перев.

 

с англ. М., Изд-во иностр. лит., 1962.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

44.

Г р о д з е и с к и й

 

Д .

М.

 

Естественная

радиоактивность

 

растений

и поч­

 

вы. Киев, «Наукова думка», 1965.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

45.

К ю р и М. Радиоактивность. М., Физматгиз,

1960.

 

 

 

 

 

СССР», 9

46. Л е б е д и н с к и й

А. В.,

 

М о с к а л е в

Ю. И.

«Вестн.

АМН

 

(1959).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

47.

Э й з е н б а д

М. Радиоактивность

внешней

среды.

 

Перев.

с англ.

Под

 

ред. П. П. Лярского. М., Атомиздат, 1967.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

48.

Б о л и н

Б. В

 

кн. «Ядерная

геофизика».

Перев.

с

англ. М.,

«Мир»,

1964,

 

стр. 206.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

49.

Ш в е д о в

В. П. и др. «Атомная

энергия»,

12, 64

(1962).

 

 

 

 

 

 

50.

X а к с е л ь

 

О.,

Ш у м а н

 

Г. В

кн. «Ядерная

геофизика».

Перев. с

англ.

 

М., «Мир», 1964, стр. 152.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

51.

К а р о л ь

И. Л.,

 

М а л а х о в

С. Г. В

сб. «Вопросы

ядерной

метеороло­

 

гии». Госатомиздат,

1962,

стр. 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

52.

А р н о л ь д

Д ж .

В

кн. «Ядерная

геология».

Перев.

с англ.

М.,

Изд-во

 

иностр. лит., 1958, стр. 458.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

53.

С г а і g

Н. Tellus,

9,

1

(1957).

 

энергия», 3, 12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

54.

Л е й п у н с к и й О. И. «Атомная

(1957).

 

 

 

 

 

 

55. Ш в е д о в

 

В. П.,

П а т и н

С. А. Радиоактивность

океанов

и

морей. М.,

 

Атомиздат,

1968.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

56.

Э р и к с с о н

Э. В

кн.

«Ядерная

 

геофизика».

Перев.

с

англ.

М.,

«Мир»,

 

1964, стр. 83.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

57.

Г а й с и н с к и й

 

М.,

А д л о в

Ж .

Радиохимический

словарь

элементов.

 

Перев. с

англ. М., Атомиздат, 1968.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

58.

В о й т к е в и ч

 

Г. В. Проблемы

радиогеологии.

М., Госгеолтехиздат, 1961.

59.

С и б о р г

 

Г.,

 

П е р л м а н И.

Таблицы

 

изотопов.

Перев.

с

англ.

М.,

 

Изд-во

иностр. лит.,

1959.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

60.Атомная энергия. Краткая энциклопедия. Под ред. В. С. Емельянова. М., «Советская энциклопедия», 1959.

ГЛАВА 3

 

 

СОСТАВЛЯЮЩИЕ

 

ВНЕШНЕГО ОБЛУЧЕНИЯ

 

Различают

облучение внешнее тотальное (общее)

и внеш­

нее локальное

(очаговое).

 

Из рассмотрения предшествующих материалов

вытекает,

что внешнее облучение бионтов формируется главным образом следующими составляющими:


космическим излучением;

излучением

почв, горных пород и др.;

излучением

радиоактивных аэрозолей;

излучением

водной среды;

излучением

сооружений, созданных человеком.

§ 1. К О С М И Ч Е С К О Е ИЗЛУЧЕНИЕ

Межпланетное пространство за пределами земной атмо­ сферы не пустынно. Оно насыщено быстролетящими элемен­ тарными частицами высоких и сверхвысоких энергий, которые приходят на Землю от Солнца, далеких звезд и звездных си­

стем — галактик

в виде определенного

потока

частиц, полу­

чившего название

космического излучения.

 

 

В межпланетном пространстве находятся и более

крупные

материальные образования — пылинки,

осколки

и

глыбы из

каменного и железо-никелевого материала, содержащие раз­ личные радиоактивные вещества: U, 2 2 6 Ra, 2 3 2 Th, 3 Н , 1 4 С, 4 0 К

идр.

Впроцессе своего движения Земля захватывает эти обра­ зования, отчего происходит накопление метеоритного радио­ активного вещества на поверхности планеты.

Интенсивность этого накопления, оцененная с помощью визуальных и радиолокационных методов, учитывающих сравни­ тельно крупные метеоритные частицы (от нескольких миллимет­ ров до десятых его долей), найдена равной для всего земного шара около 2—5 т в сутки [1] .

Однако представление о темпе поступления на Землю метеоритного вещества в последнее время радикально измени­ лось в связи с использованием методов прямого подсчета мате­ риальных частиц, находящихся в околоземном пространстве, при помощи приборов, установленных на искусственных спут­ никах Земли и ракетах.

Оказалось, что прирост массы Земли значительно больше и равен (13-ь 18) -103 т ежедневно, или (4,7—6,6) -106 г в год [2] .

Пользуясь весовыми характеристиками химического состава метеоритного вещества [3, 4], можно рассчитать вероятную величину активности долгоживущих радионуклидов, в нем со­ держащихся. Оказывается, что удельная активность радия в

метеоритах достигает

12 пкюри/кг,

урана — 2,2

пкюри/кг,

то­

рия — 340 пкюри/кг,

а

калия — 0,5 мккюри/кг.

При расчете

учитывалось, что

распространенность 4 0 К в изотопной

смеси

космического вещества составляет

3%.

 

 

Но основное влияние космического пространства на радиа­ ционное поле биосферы заключается в облучении Земли пото­ ком элементарных частиц, получившего название космического излучения. На рис. 7 в схематическом виде показано много­ образие характера взаимоотношений космического пространства с радиационным полем Земли.


Природа космического излучения неоднородна, и поэтому различают излучение Галактики и Солнца.

Космическое излучение Галактики. Согласно современному

представлению;

ионизирующее излучение Галактики образуется

в основном в

результате взрывов Сверхновых звезд [5—8].

>

Рис. 7. Схема взаимодействия космического пространства с ра­ диационным полем биосферы.

Под таким явлением в астрономии подразумевают необыкно­ венной мощности взрыв, в результате которого Сверхновая звезда после непродолжительного, в течение нескольких недель, яркого свечения превращается в туманность, а ее вещество с огромной скоростью разлетается во все стороны. Причина таких взрывов не выяснена. Наблюдаются они довольно редко, при­ мернораз в столетие. Менее яркие вспышки звезд происходят значительно чаще.

Образующиеся при взрыве Сверхновых звезд магнитные поля обеспечивают последующее ускорение разлетающихся ядер. Так

4

Л . А. Перцов

49