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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 124

Скачиваний: 0

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

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

- 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