Файл: Баранов, В. И. Радиогеология учебник.pdf

или ниже ее. Помимо основного изотопа радия в этих водах со­ держатся повышенные концентрации других, более короткоживущих его изотопов: мезотория I (2 2 8 Ra) и тория X (2 2 4 Ra). Они являются продуктами распада тория и находятся в этих водах з •очень высоких по сравнению с торием концентрациях. В качестве

растворяется в природных водах и увлекается нередко на значи­ тельные расстояния от места своего образования. В большинстве случаев радон содержится в водах в количествах, во много раз превышающих то, которое соответствует радиоактивному равнове­ сию с растворенным в воде радием.1

Повышенные концентрации радона наблюдаются в условиях повышенной раздробленности пород (в зонах тектонических нару­ шений). Трещмноватость увеличивает свободную поверхность по­ род и выход из них радона. Помимо этого причиной повышенных концентраций радона могут быть высокие содержания радия в породах. Это может быть первичный радий урановых минералов или вторичный, переотложенный на стенках трещин в результате сорбции.

Для пород с нормальным рассеянным содержанием урана и радия содержание радона зависит от. петрографического состава

91

пород. В водах осадочных, метаморфических и основных магмати­ ческих пород оно колеблется, по А. Н. Токареву и А. В. Щерба­ кову (1956), в пределах 20—50 эман. Для всех кислых магматиче­ ских и метаморфических пород концентрация радона может дости­ гать 100—300 эман.

В водах, контактирующих с породами, адсорбировавшими ра­ дий, концентрация радона может быть более 1000 эман. В водах урановых месторождений концентрация радона достигает десятков тысяч эман. Концентрация радиоэлементов атмосферного проис­ хождения в подземных водах меньше, чем в поверхностных. Дл я глубинных вод концентрация короткожнвущих радиоактивных изо­ топов практически равна нулю. Так, присутствие трития в подзем­

Основная часть радиоактивных изотопов, сохранившихся на Земле, обладает слабой радиоактивностью за счет либо очень

с продуктами распада. 2 3 8 U и 2 3 2 Th без продуктов распада вносят сравнительно небольшой вклад в общую активность земного ве­ щества.

Приведем данные по радиоактивности, которую создают от­ дельные природные радиоактивные изотопы в 100 г вещества зем­ ной коры:

изотоп мккюри на 100 г

2.7- lCr 3

6,9-10"*

1 . Ы 0 - *

1.0- Ю-ч

8,9-10-в

4,6-10-°

8.1- 10-'

2,4-10-'

4.2- 10-»

9.8- Ю-"

3,04-10-ц

7,1-10-"

Рубидий-87 обладает сравнительно низкой энергией у-квантов. В связи с этим при регистрации жесткого у-излучения на поверхно­ сти земли около 98% всей у-активности оказывается обусловленной только калием-40 и продуктами распада урана и тория. По под-

92

счетам ряда авторов, немногим более 40% регистрируемого у-из­ лучения нормальных почв приходится на 4 0 К, несколько меньше — на семейство тория и около 20% — на семейство урана.

Т а б л и ц а 12

Содержание радиоактивных изотопов (в весовых %) в горных породах (пересчет сделан на основе данных А. П. Виноградова)

Содержание основных радиоактивных изотопов в различных типах пород и земной коре в целом приведено в табл. 12. Данные таблицы показывают, что наиболее распространенные радиоактив­ ные изотопы накапливаются в ряду изверженных пород от ультра­ основных к кислым. В ходе фракционной кристаллизации они обо­ гащают остаточные расплавы. Среди осадочных пород наиболее вы­

с материнскими изотопами и самостоятельного вклада в зимене-

В верхней части океанических илов повсеместно отмечается резкое преобладание иония (2 3 0 Th) над равновесной с ураном концентра-- цией. Их отношение достигает 10 в единицах активности. Точно так же протактиний ( 2 3 1 Ра) преобладает над концентрациями, рав­ новесными с ураном-235.

Отношение 2 3 4 U / 2 3 8 U в верхней части илов и в молодых корал­ ловых известняках равно в среднем 1,15 в единицах активности, что соответствует этой величине для морской воды.

В континентальных биогенных осадках (низинный торф, ил и т. д.) также отсутствует радиоактивное равновесие между члена­ ми семейства урана. В подавляющем большинстве случаев было

93

тов выветривания, равновесие нарушено в противоположную сто­

иония по отношению к равновесной с ураном концентрации и дефи­ цит протактиния по отношению к 2 3 5 U . Продукты ядерных реакций обнаружены только в самом верхнем слое литосферы.

§ 7. РАДИОАКТИВНОСТЬ БИОСФЕРЫ

Радиоактивные элементы, как и все другие элементы, присут­ ствуют в веществе живых организмов. Их концентрации и отно­ шение между собой сильно отличаются от соответствующих вели­ чин в горных породах и почвах. Одни элементы лучше усваивают­ ся организмами, для других существует более высокий биологиче­ ский барьер. Таким образом, распределение элементов в живых организмах определяется, с одной стороны, их усвояемостью, с другой — распределением этих элементов в среде, питающей орга­ низм.

и калпй-40. Калий — биогенный элемент. Его концентрация в золе большинства растений превышает 10%, иногда достигая 50—60%. Радиоактивный изотоп 4 0 К соответственно составляет 0,0118% от концентрации суммы изотопов калия. Концентрация рубидия в жи-

94