Radioaktyvieji metalai yra metalai, kurie spontaniškai išskiria elementariųjų dalelių srautą į išorinę aplinką. Šis procesas vadinamas alfa (α), beta (β), gama (γ) spinduliuote arba tiesiog radioaktyvioji spinduliuotė.
Visi radioaktyvūs metalai laikui bėgant suyra ir virsta stabiliais elementais (kartais išgyvena visą virsmų grandinę). Skirtingiems elementams radioaktyvusis skilimas gali trukti nuo kelių milisekundžių iki kelių tūkstančių metų.
Šalia radioaktyvaus elemento pavadinimo dažnai nurodomas jo masės numeris. izotopas. Pavyzdžiui, Technecis-91 arba 91 Tc. Skirtingi to paties elemento izotopai dažniausiai turi bendras fizines savybes ir skiriasi tik radioaktyvaus skilimo trukme.
Radioaktyviųjų metalų sąrašas
Vardas rusiškas | Vardas inž. | Stabiliausias izotopas | Puvimo laikotarpis |
---|---|---|---|
Techneciumas | Techneciumas | Tc-91 | 4,21 x 10 6 metai |
Prometis | Prometis | PM-145 | 17,4 metų |
Polonis | Polonis | Po-209 | 102 metai |
Astatinas | Astatinas | -210 | 8,1 valandos |
Prancūzija | Francium | Fr-223 | 22 minutes |
Radis | Radis | Ra-226 | 1600 metų |
Aktinis | Aktinis | Ac-227 | 21,77 metų |
Toris | Toris | Th-229 | 7,54 x 10 4 metai |
Protaktinis | Protaktinis | Pa-231 | 3,28 x 10 4 metai |
Uranas | Uranas | U-236 | 2,34 x 10 7 metai |
Neptūnas | Neptūnas | Np-237 | 2,14 x 10 6 metai |
Plutonis | Plutonis | Pu-244 | 8,00 x 10 7 metai |
Americium | Americium | Am-243 | 7370 metų |
Kurijus | Kurijus | cm-247 | 1,56 x 10 7 metai |
Berkelija | Berkelija | Bk-247 | 1380 metų |
Kalifornija | Kalifornija | CF-251 | 898 metai |
Einšteinas | Einšteinas | Es-252 | 471,7 dienos |
Fermis | Fermis | Fm-257 | 100,5 dienos |
Mendeleviumas | Mendeleviumas | MD-258 | 51,5 dienos |
Nobelijus | Nobelijus | Nr-259 | 58 minutes |
Lorensas | Lawrenciumas | Lr-262 | 4 valandos |
Resenfordium | Rutherfordiumas | RF-265 | 13 valandų |
Dubniy | Dubnium | Db-268 | 32 valandos |
Seaborgiumas | Seaborgiumas | Sg-271 | 2,4 minutės |
Borius | Bohrium | Bh-267 | 17 sekundžių |
Ganijus | Hasis | Hs-269 | 9,7 sekundės |
Meitnerium | Meitnerium | Mt-276 | 0,72 sekundės |
Darmstadij | Darmstadtis | Ds-281 | 11,1 sekundės |
Rentgenas | Rentgenijus | Rg-281 | 26 sekundės |
Kopernicijus | Kopernicumas | Cn-285 | 29 sekundes |
Untriy | Ununtrium | Uut-284 | 0,48 sekundės |
Flerovium | Flerovium | Fl-289 | 2,65 sekundės |
Ununpentius | Ununpentium | Uup-289 | 87 milisekundės |
Livermoriumas | Livermoriumas | Lv-293 | 61 milisekundė |
Radioaktyvieji elementai skirstomi į natūralus(egzistuoja gamtoje) ir dirbtinis(gautas laboratorinės sintezės rezultatas). Natūralių radioaktyvių metalų nėra daug – tai polonis, radis, aktinis, toris, protaktinas ir uranas. Stabiliausi jų izotopai randami gamtoje, dažnai rūdos pavidalu. Visi kiti sąraše esantys metalai yra žmogaus sukurti.
Radioaktyviausias metalas
Radioaktyviausias metalas šiuo metu yra livermoriumas. Jo izotopas Livermorium-293 suyra vos per 61 milisekundę. Šis izotopas pirmą kartą buvo gautas Dubnoje 2000 m.
Kitas labai radioaktyvus metalas yra unpentium. Izotopas unpentium-289 turi šiek tiek ilgesnį skilimo periodą (87 milisekundės).
Iš daugiau ar mažiau stabilių, praktiškai naudojamų medžiagų laikomas radioaktyviausiu metalu polonis(izotopas polonis-210). Tai sidabriškai baltas radioaktyvus metalas. Nors jos pusinės eliminacijos laikas siekia 100 ar daugiau dienų, net vienas gramas šios medžiagos įkaista iki 500°C, o spinduliuotė gali akimirksniu nužudyti žmogų.
Kas yra radiacija
Visi tai žino radiacija yra labai pavojingas ir geriau vengti radioaktyviosios spinduliuotės. Sunku su tuo ginčytis, nors iš tikrųjų esame nuolat veikiami radiacijos, kad ir kur būtume. Žemėje yra gana daug radioaktyvioji rūda, o iš kosmoso jie nuolat skrenda į Žemę įkrautų dalelių.
Trumpai tariant, radiacija yra spontaniška elementariųjų dalelių emisija. Protonai ir neutronai yra atskirti nuo radioaktyviosios medžiagos atomų, „išskrenda“ į išorinę aplinką. Tuo pačiu metu atomo branduolys palaipsniui keičiasi, virsdamas kitu cheminiu elementu. Kai visos nestabilios dalelės yra atskirtos nuo branduolio, atomas nebėra radioaktyvus. Pavyzdžiui, toris-232 radioaktyvaus skilimo pabaigoje virsta tvartele vadovauti.
Mokslas nustato 3 pagrindinius radioaktyviosios spinduliuotės tipus
Alfa spinduliuotė(α) yra teigiamai įkrautų alfa dalelių srautas. Jie yra gana dideli ir gerai nepraeina per drabužius ar popierių.
Beta spinduliuotė(β) yra neigiamai įkrautų beta dalelių srautas. Jie yra gana maži, lengvai prasiskverbia pro drabužius ir prasiskverbia į odos ląsteles, o tai daro didelę žalą sveikatai. Tačiau beta dalelės neprasiskverbia per tankias medžiagas, tokias kaip aliuminis.
Gama spinduliuotė(γ) yra aukšto dažnio elektromagnetinė spinduliuotė. Gama spinduliai neturi krūvio, bet turi daug energijos. Gama dalelių spiečius skleidžia ryškų švytėjimą. Gama dalelės netgi prasiskverbia per tankias medžiagas, todėl jos yra labai pavojingos gyvoms būtybėms. Jas stabdo tik tankiausios medžiagos, tokios kaip švinas.
Visos šios spinduliuotės rūšys vienaip ar kitaip yra bet kurioje planetos vietoje. Mažomis dozėmis jie nėra pavojingi, tačiau didelėmis koncentracijomis gali sukelti labai rimtą žalą.
Radioaktyviųjų elementų tyrimas
Radioaktyvumo atradėjas yra Vilhelmas Rentgenas. 1895 metais šis Prūsijos fizikas pirmą kartą pastebėjo radioaktyviąją spinduliuotę. Remiantis šiuo atradimu, buvo sukurtas garsus medicinos prietaisas, pavadintas mokslininko vardu.
1896 m. radioaktyvumo tyrimai buvo tęsiami Henris Bekerelis, jis eksperimentavo su urano druskomis.
1898 metais Pierre'as Curie Pirmasis radioaktyvusis metalas Radis buvo gautas gryna forma. Nors Curie atrado pirmąjį radioaktyvųjį elementą, jis neturėjo laiko tinkamai jo ištirti. O išskirtinės radžio savybės lėmė greitą mokslininko mirtį, kuris nerūpestingai nešiojo savo „smegenų vaiką“ krūtinės kišenėje. Didysis atradimas atkeršijo jo atradėjui – Curie mirė sulaukęs 47 metų nuo galingos radioaktyviosios spinduliuotės dozės.
1934 metais pirmą kartą buvo susintetintas dirbtinis radioaktyvus izotopas.
Šiuo metu daugelis mokslininkų ir organizacijų tiria radioaktyvumą.
Ekstrahavimas ir sintezė
Netgi gamtoje esančių radioaktyvių metalų gryna forma gamtoje nėra. Jie sintetinami iš urano rūdos. Gryno metalo gavimo procesas yra itin daug darbo jėgos. Jį sudaro keli etapai:
- koncentracija (nuosėdų susmulkinimas ir atskyrimas su uranu vandenyje);
- išplovimas - tai yra urano nuosėdų perkėlimas į tirpalą;
- gryno urano atskyrimas nuo gauto tirpalo;
- urano pavertimas kietąja būsena.
Dėl to iš tonos urano rūdos galima gauti tik kelis gramus urano.
Dirbtinių radioaktyvių elementų ir jų izotopų sintezė vyksta specialiose laboratorijose, kurios sudaro sąlygas darbui su tokiomis medžiagomis.
Praktinis naudojimas
Dažniausiai energijai gaminti naudojami radioaktyvieji metalai.
Branduoliniai reaktoriai yra įrenginiai, naudojantys uraną vandeniui šildyti ir sukurti garų srautą, kuris paverčia turbiną, kuri gamina elektrą.
Apskritai radioaktyviųjų elementų taikymo sritis yra gana plati. Jie naudojami gyviems organizmams tirti, ligoms diagnozuoti ir gydyti, energijai gaminti, pramonės procesams stebėti. Radioaktyvieji metalai yra branduolinių ginklų kūrimo pagrindas – labiausiai griaunantys ginklai planetoje.
Radioaktyviųjų elementų (radionuklidų) gausu dirvožemyje ir dirvožemį formuojančiose uolienose. Radioaktyvumas (natūralus) – vieno cheminio elemento nestabilių izotopų savaiminio virsmo (skilimo) į kito izotopą reiškinys, lydimas ά-, β- ir γ-spinduliavimo. Dirvožemio radioaktyvumas atsiranda dėl to, kad juose yra natūralios ir antropogeninės kilmės radioaktyvių elementų. Šiuo atžvilgiu išskiriamas natūralus ir dirbtinis radioaktyvumas. Jis išreiškiamas branduolinių skilimų skaičiumi per laiko vienetą ir matuojamas bekereliais (1 Bq = 1 skilimas/s) arba radioaktyviųjų izotopų – kiurių aktyvumo vienetais (1 Ci = 3,7 10 10 Bq).
Natūralus radioaktyvumas. Gamtiniais radionuklidais laikomi tie, kurie susidarė ir nuolat atsinaujina be žmogaus įsikišimo.
Natūralų radioaktyvumą sukelia dvi radioaktyviųjų elementų grupės: pirminės, esančios pirminėse uolienose ir įtrauktos į dirvožemį, ir kosmogeninis - iš atmosferos patenkančios į dirvą, kurios susidaro kosminės spinduliuotės sąveikos su branduoliais metu. stabilių elementų.
Visi pirminiai natūralūs radioaktyvieji elementai dažniausiai yra ilgaamžiai, kurių pusinės eliminacijos laikas yra 10 8 -10 17 metų, kurie tikriausiai atsirado kartu su Žemės formavimusi. Didžiausią indėlį į natūralų dirvožemio radioaktyvumą įneša radioaktyvusis izotopas 40 K, kuris sudaro daugiau nei 50% natūralaus dirvožemio radioaktyvumo, taip pat kalcis (48 Ca), rubidis (87 Rb), uranas (238). U), radis (226 Ra), toris (232 Th). Pagrindinis šių elementų šaltinis dirvožemyje yra dirvožemį formuojančios uolienos. Jie labai skiriasi natūralių radioaktyviųjų elementų koncentracija.
Didžiausią indėlį į daugelio kosmogeninių radioaktyviųjų elementų radiacijos dozę sudaro tritis (3 H), berilis (7 Be, 10 Be), anglis (14 C, 13 C), fosforas (32 P, 33 P). , siera (35 S), chloras (35 Cl) ir natris (22 Na). Natūraliam dirvožemių radioaktyvumui įtakos turi šie kosmogeniniai izotopai: radioanglis (14 C) ir tritis (3 H) – itin sunkus vandenilio izotopas, patenkantis į dirvožemį iš atmosferos. Šie radioizotopai yra gana trumpalaikiai. Radioaktyviosios anglies pusinės eliminacijos laikas yra 5760 metų, o tričio – 12,3 metų. Kadangi jie patenka į dirvožemį iš atmosferos, jų kiekis palaikomas santykinai pastoviame lygyje.
Iš viso žinoma daugiau nei 300 natūralių radionuklidų, kurių buvimas dirvožemyje lemia natūralų jo radioaktyvumą. Natūralių radionuklidų koncentracija gamtoje labai skiriasi. Iš visų radioaktyviųjų medžiagų žemės plutoje yra daugiausia kalio (apie 2,5%), o urano ir torio – dešimtis ir šimtus, o radžio milijonus kartų mažiau, palyginti su radioaktyviojo kalio kiekiu (40 K). Šis elementas gamtoje yra trijų izotopų mišinys: 39 K, 40 K ir 41 K, iš kurių du (39 K ir 41 K) yra stabilūs, o vienas (40 K) yra ilgaamžis radioaktyvus, pusinės eliminacijos laikas iš kurių matuojamas šimtais milijonų metų (Annenkov B N., Yudintseva E.V., 1991).
Bendras radionuklidų kiekis dirvožemyje visų pirma priklauso nuo pirminių uolienų. Didžiausias radioaktyvumas nustatytas dirvožemiuose, išsivysčiusiuose ant rūgščių magminių uolienų nei dirvožemyje, susidariusiame ant bazinių ir ultrabazinių uolienų, o didžiausia radionuklidų koncentracija stebima smulkiojoje dirvožemio frakcijoje – molio dalelėse. Pavyzdžiui, dirvožemiuose, susidariusiuose ant fosforo prisodrintų uolienų, yra padidinta urano koncentracija.
Dangtiniuose ir į liosus panašiuose priemoliuose, liose ir juostiniuose moliuose radioaktyvių elementų yra 2–4 kartus daugiau nei smėlingose ir priesmėlio fluvioglacialinėse nuosėdose. Dirvožemiuose, susidariusiuose ant karbonatinių uolienų eluviumo, radioaktyviųjų elementų kiekis yra kelis kartus didesnis nei uolienose. Šie elementai kaupiasi dirvožemyje karbonatinių uolienų transformacijos (orėjimo) metu.
Dirvožemyje natūralių radioaktyvių elementų yra ultramikrokoncentracijoje nuo n10 -4 - n10 -12%. Visame pasaulyje yra vietovių, kuriose natūralaus dirvožemio radioaktyvumo lygis yra padidėjęs. Natūraliai radioaktyvių medžiagų padidinta koncentracija randama jų gamybos, techninio naudojimo ir laidojimo vietose.
33 lentelė
Pagrindinių natūralių radioizotopų koncentracija dirvožemyje (Kovrigo V.P., 2008)
Specifinis radioaktyvumo pasiskirstymas vertikalioje plokštumoje (per genetinius horizontus) priklauso nuo dirvožemio formavimosi proceso pobūdžio.
Velėniniuose karbonatiniuose dirvožemiuose didžiausias natūralių radionuklidų kiekis stebimas humuso horizontuose ir palaipsniui mažėja pereinant prie dirvožemį formuojančių uolienų.
Černozemų, tamsiai pilkų miškų, kaštonų, pusdykumų ir dykumų dirvožemiuose, kurių susidarymas nesusijęs su aktyvia kietosios fazės komponentų transformacija ir judėjimu, natūralių radioaktyvių elementų pasiskirstymas išilgai dirvožemio profilio pasižymi silpna diferenciacija. Miško-stepių dirvožemiuose ir stepių regionų dirvožemiuose radioelementų kiekio profilio diferenciacija sutampa su tipiniais jų granulometrinės sudėties, geležies ir aliuminio oksidų pokyčių profilio modeliais.
Podzolizacija, solodizacija, mažėjimas ir solonecija veda prie natūralių radionuklidų pašalinimo iš eluvinio (viršutinio) horizonto į iliuvialines ir vėliau kaupiasi, kur radionuklidų koncentracija padidėja 1,5-3 kartus, palyginti su pradine uoliena. Uranas nusėda ant glėjinių užtvarų, todėl šiuo elementu praturtėja hidromorfiniai dirvožemiai.
Dirbtinis radioaktyvumas.Šiuo metu žinoma daugiau nei 1300 dirbtinių radionuklidų, iš kurių pavojingiausi yra izotopai 90 Sr, 137 Cs, 144 Ce. Stroncio pusinės eliminacijos laikas yra 28 metai, o cezio – 30 metų. Jie pasižymi didele spinduliavimo energija ir gali aktyviai dalyvauti biologiniame cikle. Dirbtiniai (žmogaus sukurti) radionuklidai sutartinai skirstomi į tris grupes: radioaktyvieji skilimo produktai (iš jų reikšmingiausi yra 89 Sr, 90 Sr, 137 Cs, 134 Cs, 131 I, 131 Ce, 144 Ce); sukeltos aktyvacijos produktai (įskaitant 54 Mn, 60 Co, 55 Fe. 59 Fe, 65 Zn); transuraniniai elementai (tarp kurių ilgaamžiškiausi yra 237 Np, 239 Np, 239 Pu, 244 Pu, 241 Am, 242 Cm, 243 Cm, 244 Cm).
Dirbtinį radioaktyvumą sukelia radioaktyviųjų izotopų, susidariusių dėl atominių ir termobranduolinių sprogimų, patekimo į dirvą branduolinės pramonės atliekų pavidalu, įvykus avarijoms branduolinėse įmonėse, įvedant fosforo trąšas (dažnai turinčias urano izotopai), pelenų išmetimas iš šiluminių elektrinių, veikiančių su anglimi ir degiaisiais skalūnais, kurių sudėtyje yra urano, radžio, torio, polonio. Radioelementai yra pernešami vėjo, lietaus ir lydalo srautais, plečiant dirvožemio ir natūralių vandenų radioaktyviosios taršos zonas, gyvus organizmus veikiant radioaktyviam spinduliavimui. Atominės elektrinės eksploatavimo metu į išorinę aplinką patenka intensyviai migruojantys dalijimosi produktai - 90 Sr, 137 Cs, 131 I, taip pat indukuoto aktyvumo nuklidai - 54 Mn, 60 Co, 65 Zn.
Radionuklidų kiekis dirvožemyje didėja naudojant meliorantus, organines ir mineralines trąšas, turinčias radioaktyviųjų medžiagų. Taigi, 1 kg fosforo trąšų aktyvumas yra: superfosfatas - 120 Bq, praturtintas koncentratas - 70 Bq. Esant vidutinėms šių trąšų dozėms (60 kg/ha), dirvožemyje papildomai dalyvauja radionuklidai, kurių aktyvumas 60 kg trąšų yra 1,35 10 6 Bq. Dirvožemio radioaktyvumas kalkinant padidėja dėl 48 Ca, kurio koncentracija natūraliame kalcio izotopų mišinyje yra 0,19%.
Dirvožemio radioaktyvioji tarša neturi įtakos derlingumo lygiui, tačiau lemia radionuklidų kaupimąsi augalininkystės produktuose. Tačiau didėjant vaisingumo lygiui radionuklidų koncentracija pasėliuose mažėja, nes didėja pasėlių biomasė. Padidėjęs antagonizmas tarp radionuklidų jonų ir įvestų druskų (Ca - Sr, K - Cs) neleidžia stronciui ir ceziui patekti į augalus.
Šiuo metu dirvožemis yra pagrindinis radionuklidų šaltinis žemės ūkio produktuose. (Rekomendacijos, 1991). Daugumą dirbtinių radionuklidų fiksuoja kietosios dirvožemio fazės komponentai, dėl kurių jie kaupiasi viršutinėje dirvožemio profilio dalyje. Lengvos granuliometrinės sudėties dirvožemiuose radionuklidai prasiskverbia giliau nei sunkiuose dirvožemiuose, todėl jie gali pasiekti dirvožemio-požeminio vandens lygį ir kartu su jais patekti į upių tinklą.
Radionuklidų fiksacijai įtakos turi humuso kiekis, granulometrinė ir mineraloginė sudėtis, aplinkos reakcija. Didėjant organinių medžiagų kiekiui ir dirvožemio dalelių dispersijos laipsniui, didėja 90 Sr sorbcija. Molio mineralai, ypač ilitas ir vermikulitas, atlieka pagrindinį vaidmenį sorbuojant 137 Cs. Rūgstant aplinkai, dirbtinių radionuklidų judrumas dažniausiai didėja, o neutraliuose ir šarminiuose dirvožemiuose sumažėja. Pagrindinis stroncio ir cezio kiekis, patenkantis į augalą, kaupiasi jų antžeminėje masėje, o likę radionuklidai kaupiasi šaknyse.
Apskritai didžiausia radionuklidų sorbcija stebima sunkios granuliometrinės sudėties dirvožemiuose, kuriuose yra daug humuso ir mineralų, tokių kaip vermikulitas, montmorilonitas ir hidromika. Tokiose dirvose dirbtiniai radionuklidai yra tvirtai fiksuojami PPC komponentais, o tai neleidžia jiems įsitraukti į migracijos procesus ir patekti į augalus.
Radionuklidų migracija dirvožemyje vyksta lėtai, o pagrindinis jų kiekis šiuo metu yra 0–5 cm sluoksnyje. Arimas su formavimo apyvarta sukelia radionuklidų judėjimą gilyn į dirvą, o trąšų ir kalkių įterpimas smarkiai sumažina jų patekimą į kultūrinius augalus (4-5 kartus).
Visi žinomi radioaktyvieji elementai turėtų būti suskirstyti į 2 grupes (2.1 lentelė): natūralus Ir dirbtinis (technogeninis).
Tarp natūralūs radioaktyvieji elementai ilgaamžiai (U, Th, K-40, Rb-87 ir kt.), trumpaamžiai ilgaamžių izotopų (radžio, radono ir kt.) skilimo produktai ir natūralioje aplinkoje dėl branduolinių reakcijų nuolat susidarantys nuklidai (C-14) išskiriami , H-3, Be-7 ir kt.).
Dirbtiniai radionuklidai gali būti skirstomi į:
- suskaidymas(urano-235 branduolių dalijimosi, veikiant šiluminiams neutronams, produktas pagal schemą):
90 Sr, 134 Cs, 137 Cs, 140 La, 131 I, 129 I, 99 Tc, 106 Ru, 141 Ce
- transuraniniai radioaktyvieji elementai
- aktyvinimo produktai– dėl neutronų sąveikos, gama kvantų ir kt. su medžiaga:
56 Fe, 22 Na, 60 Co, 65 Zn, 32 P
8 Didžiausios leistinos žmogaus kūno radiacijos dozės. Kokios pagrindinės šių standartų keitimo tendencijos?
Didžiausia leistina jonizuojančiosios spinduliuotės dozė (MAD).- higienos norma, reglamentuojanti didžiausią leistiną individualios ekvivalentinės dozės visame žmogaus organizme ar atskiruose organuose vertę, kuri nesukels neigiamų sveikatos pakitimų su jonizuotos spinduliuotės šaltiniais dirbančių asmenų. Jis naudojamas radiacinės saugos srityje ir yra nustatytas įstatymu. Rusijos Federacijoje teisinis dokumentas yra „Radiacinės saugos standartai“. SDA priklauso nuo viso kūno apšvitinimo, tam tikrų grupių vadinamųjų. kritinius organus ir svyruoja nuo 5 iki 30 rem (50-300 mSv) per metus.
Atsižvelgiant į radiacijos poveikį, gyventojai skirstomi į 3 kategorijas.
A kategorija veikiami asmenys arba personalas (profesionalūs darbuotojai) – asmenys, kurie nuolat arba laikinai dirba tiesiogiai su jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniais.
B kategorija veikiami asmenys arba ribota gyventojų dalis – asmenys, kurie tiesiogiai nedirba su jonizuojančiosios spinduliuotės šaltiniais, tačiau dėl savo gyvenimo sąlygų ar darbo vietos vietos gali būti veikiami jonizuojančiosios spinduliuotės.
Dėl A kategorijaĮvedamos didžiausios leistinos dozės – didžiausios individualios ekvivalentinės dozės per kalendorinius metus reikšmės, kurioms esant vienoda apšvita virš 50 metų negali sukelti neigiamų sveikatos pakitimų, kuriuos galima nustatyti šiuolaikiniais metodais. Dėl B kategorija nustatoma dozės riba.
Yra trys svarbių organų grupės:
1 grupė- visas kūnas, lytinės liaukos ir raudonieji kaulų čiulpai.
2-oji grupė- raumenys, skydliaukė, riebalinis audinys, kepenys, inkstai, blužnis, virškinimo traktas, plaučiai, akių lęšiai ir kiti organai, išskyrus priklausančius 1 ir 3 grupėms.
3 grupė- oda, kaulinis audinys, rankos, dilbiai, kojos ir pėdos.
Be pagrindinių dozės ribų, spinduliuotės poveikiui įvertinti naudojami išvestiniai standartai ir atskaitos lygiai. Standartai apskaičiuojami atsižvelgiant į dozės ribų neviršijimą MDA (didžiausia leistina dozė) ir PD (dozės riba). Leidžiamo radionuklido kiekio organizme apskaičiavimas atliekamas atsižvelgiant į jo radiotoksiškumą ir didžiausių leistinų ribų neviršijimą kritiniame organe. Etaloniniai lygiai turėtų užtikrinti kuo mažesnį poveikio lygį, kurį galima pasiekti laikantis pagrindinės dozės ribų.
Didžiausias leistinas metinis radionuklido suvartojimas per kvėpavimo sistemą;
Leistinas radionuklidų kiekis kritiniame organe DS A;
Leistoji spinduliuotės dozės galia DMD A;
Leistinas dalelių srauto tankis DPP A;
Leistinas radionuklido tūrinis aktyvumas (koncentracija) DK A darbo zonos ore;
Priimtinas DZ A odos, apsauginių drabužių ir darbinių paviršių užteršimas.
GWP radionuklido metinio suvartojimo per kvėpavimo ar virškinimo organus riba;
Leistinas radionuklido DK B tūrinis aktyvumas (koncentracija) atmosferos ore ir vandenyje;
Leistoji dozės galia DMD B;
Leistinas dalelių srauto tankis DPP B;
Priimtinas odos, drabužių ir paviršių užteršimas DZ B.
Skaitmeninės leistinų lygių reikšmės yra visiškai pateiktos „Radiacinės saugos standartuose“.
Toleruotinos apšvitos dozių ribos bėgant metams keitėsi ir apskritai, kadangi vis didėjančios žinios apie radiacijos keliamą vėžio riziką parodė, kad radiacijos keliama grėsmė yra daug didesnė, nei manyta anksčiau, buvo tendencija jas mažinti. Siekiant užtikrinti, kad personalo poveikis nebūtų didesnis už įprastas ribas, svarbiausi poveikio būdai turi būti tinkamai kontroliuojami. Taip pat reikia atsižvelgti į tai, kad jonizuojanti spinduliuotė žmones veikia įvairiai.
9 Transurano elementai – kaip radiacijos pavojus
Transuraniniai radioaktyvieji elementai– cheminiai elementai, kurių atominis skaičius didesnis nei urano-92:
240 Pu, 239 Pu, 239 U, 239 Np, 247 cm, 241 Am
Vikipedija:
Elementai, kurių atominis skaičius didesnis nei 100, vadinami transfermio elementais. Vienuolika žinomų transurano elementų (93-103) priklauso aktinidams. Transurano elementai, kurių atominis skaičius didesnis nei 103, vadinami transaktinoidais.
Visų žinomų transurano elementų izotopų pusinės eliminacijos laikas yra žymiai trumpesnis nei Žemės amžius. Todėl transurano elementų gamtoje praktiškai nėra ir jie gaunami dirbtinai įvairių branduolinių reakcijų metu. Elementai iki fermo imtinai susidaro branduoliniuose reaktoriuose dėl neutronų gaudymo ir vėlesnio beta skilimo. Transfermio elementai susidaro tik dėl branduolių sintezės.
Pirmasis iš transurano elementų, neptūnas Np (bp 93), buvo gautas 1940 m., bombarduojant uraną neutronais. Po to buvo atrastas plutonis (Pu, bn 94), americis (Am, bn 95), kuris (Cm, bn 96), berkelis (Bk, bn 97), kalifornija (Cf, bp 98), einsteinis (Es). , bp 99), fermis (Fm, bp 100), mendeleviumas (Md, bp 101), nobelijus (Nr, bp 102) ir lorencija (Lr, bp 103). Taip pat buvo gauti transaktinoidai su serijos numeriais 104-118; šioje serijoje elementams 104-112 priskiriami pavadinimai: rutherfordium (Rf, 104), dubnium (Db, 105), seaborgium (Sg, 106), bohrium (Bh, 107), hassium (Hs, 108), meitnerium ( Mt, 109 ), darmstadtis (Ds, 110), rentgenas (Rg, 111), kopernicis (Cn, 112). 113-118 elementai vis dar turi laikinus pavadinimus, kilusius iš atitinkamų lotyniškų skaitmenų: ununtrium (Uut, 113), ununquadium (Uuq, 114), ununpentium (Uup, 115), unungexium (Uuh, 116), ununseptium (Uus, 117), ununoctium (Uuo, 118).
Lengvųjų transuraninių aktinidų, gautų masės kiekiais, cheminės savybės buvo daugiau ar mažiau ištirtos; Transfermio elementai (Md, No, Lr ir kt.) buvo menkai ištirti dėl sunkumo gauti ir trumpo tarnavimo laiko. Kristalografiniai tyrimai, druskų tirpalų sugerties spektrų, jonų magnetinių savybių ir kitų savybių tyrimai parodė, kad elementai su p.n. 93-103 - lantanidų analogai. Iš visų transurano elementų plutonio nuklidas 239Pu buvo naudojamas kaip branduolinis kuras.
Transuraniniai elementai(TUE).
visi šie radionuklidai patiria α skilimą ir visi yra ilgaamžiai.
Transurano radionuklidai (elementai) susidaro dėl nuosekliai pasikartojančių neutronų gaudymo (n, γ) ir vėlesnio β skilimo veiksmų:
1. 235 U(n,γ) 236 U(n,γ) 237 U 237 Np(n,γ) 238 Np 238 Pu
2. 238 U(n,γ) 239 U 239 Np 239 Pu
3. 239 Pu(n,γ 240 Pu
4. 240 Pu(n,γ) 241 Pu 241 Am
5. 241 Pu(n,γ) 242 Pu
Čia pateikiamos tik pagrindinės transformacijos, dėl kurių susidaro radioekologijai reikšmingi radionuklidai.
Padidėjus susintetinto branduolio Z ir A, jo išeiga smarkiai sumažėja. Skirtingai nuo branduolinio sprogimo, kurio metu TUE sintezė įvyksta per 10 -6 ÷ 10 -8 s esant labai dideliam integriniam neutronų srautui (iki 10 23 ÷ 10 23 nn/cm 2), branduoliniame reaktoriuje sintezės laikas gali trukti daugelį metų esant mažesniam neutronų srauto intensyvumui. Reakcija 2 turi didžiausią išeigą 239 Np ir 239 Pu, kai reaktoriaus neutronų srauto tankis yra 10 13 nn/cm 2 s, yra 0,1 Ci/1 g U.
Reakcija 238 U(n,γ) 239 U(n,γ) 239 U → 239 Np → 239 Pu taip pat gali vykti natūraliomis sąlygomis, veikiant neutronams iš savaiminio dalijimosi U(s,f) ir neutronams iš (α,n) reakcijos į uraną. urano rūdose. 239 Pu branduolių išeiga šiuo atveju yra (0,4 ÷ 15)·10 -12, palyginti su 238 U branduolių kiekiu rūdose.
Transuraniniai elementai intensyviausiai gaminami branduoliniuose reaktoriuose (taip pat ir elektriniuose reaktoriuose) ir yra vienas vertingiausių deginto branduolinio kuro perdirbimo produktų. Be branduolinio kuro ciklo ir branduolinių sprogmenų, Černobylio avarija buvo kuro emisijų šaltinis.
Visi transurano elementai yra chemiškai labai aktyvūs. Jų būdingas bruožas yra gebėjimas sudaryti junginius su vandeniliu, azotu, deguonimi, halogenais, taip pat sudėtingus junginius. Jų oksidacijos laipsniai svyruoja nuo 2+ iki 7+.
Plutonio radionuklidų valentingumas yra nuo 2 + iki 7 + (2 + yra mažiausiai būdingas). Daugeliu atvejų plutonio radionuklidai sudaro netirpius junginius. Plutonio oksidai PuO, Pu 2 O 3, PuO 2 ir kintamos sudėties fazės nuo Pu 2 O 3 iki Pu 4 O 7. Vandeniniuose tirpaluose jis sudaro jonus (nuo 3 + iki 7 +), o visi jonai gali būti tirpale vienu metu (išskyrus 7 +). Jie yra jautrūs hidrolizei (šis gebėjimas padidėja PuO serijoje 241 Am valentingumas yra nuo 2 + iki 7 +, o mažiausia charakteristika yra 2 + ir 7 +, o stabilus 3 +, kietoje būsenoje ir kompleksų pavidalu tirpale - 4 +. Oksidai AmO, Am 2 O 3 ir AmO 2. Sudaro AmN nitridą, Am2S sulfidą, taip pat organinį metalinį junginį Am(C5H5)3. Americis sudaro tirpius junginius su halogenais (AmCl 2, AmBr, AmJ 3). Sudaro kompleksinius junginius su mineralinėmis ir organinėmis rūgštimis. Skirtingai nuo plutonio, americio junginiai turi didesnį tirpumą ir dėl to didesnį migracijos gebėjimą. Esant oksidacijos būsenai 3+, TUE savybės yra panašios į lantanidų savybes, tačiau turi ryškesnį gebėjimą sudaryti kompleksus (jis didėja U serijoje Oksidacijos būsenoje 4 + jie sudaro oksidus, fluoridus, yra stabilūs vandeniniuose tirpaluose (U, Np, Pu), o vandeniniuose tirpaluose sudaro kompleksus. Junginiai (hidroksidai, fluoridai, jodidai, fosfatai, karbonatai) yra mažai tirpūs. Stiprūs kompleksą sudarontys agentai (polinkis didėja nuo U iki Am). Oksidacijos būsenoje 5+ egzistuoja dioksidų pavidalu MeO 2+. Ši joninė forma lemia chemines savybes – mažą polinkį į hidrolizę ir kompleksų susidarymą. Oksidacijos būsenoje 6+ yra MeO 2 2+ jonų pavidalu. Yra žinoma daug sudėtingų junginių. Oksidacijos būsenoje 7+ Pu yra stabiliausias. Kietoje būsenoje jis yra MeO 5 5-, MeO 5 3-, 4- ir MeO 4 - jonų pavidalu, o tirpaluose - hidratuotas MeO 5 3+ anijono pavidalu. Apskritai plutonio ir americio migracijos modeliai yra panašūs. Todėl pakanka atsižvelgti į plutonio radionuklidų migracijos ypatumus. Jas lemia plutonio junginių tirpumas natūralioje aplinkoje ir ypač pradinė cheminė forma. Branduolinių sprogimų metu ši forma yra praktiškai netirpūs oksidai ir daugiausia atskiri atomai, kurie patenka į žemės paviršių su visuotiniu iškritimu ir tik čia gali sudaryti tirpius junginius. Branduolinio kuro ciklo emisijose vyrauja tirpūs plutonio junginiai, taip pat jo kompleksiniai junginiai su organiniais ligandais. Černobylio avarijos išmetamų teršalų sudėtis buvo ypač sudėtinga. Juos galima skirstyti į 4 grupės
: A- smulkiai dispersinės kuro dalelės, mechaniškai išmetamos iš aktyviosios zonos, savo radionuklidų sudėtimi panašios į panaudotą kurą; nusėdo ant žemės paviršiaus artimoje zonoje (R ≤ 60 – 70 km). B– smulkus kuras ir kiti produktai, vidutiniškai praturtinti lakiaisiais radionuklidais; plutonio radionuklidų kiekis ~ 2 kartus didesnis nei tikėtasi; nusėdę ant žemės paviršiaus R ≤ 100 km zonoje. IN– išmetimai, labai praturtinti lakiaisiais radionuklidais, įskaitant plutonį; nusėdę ant žemės paviršiaus R ≤ 150 km zonoje ir toliau. G– iki 200 kartų prisodrintas plutonio radionuklidais, įskaitant iš dalies tirpius plutonio junginius; apsigyveno žemės paviršiuje tolimojoje zonoje. Šių išmetamųjų teršalų grupių skirtumai daugiausia atsiranda dėl temperatūrų skirtumo avariniame reaktoriuje sprogimo metu. Deguonyje tirpių plutonio formų kiekis padidėja nuo A ir B grupės iki C, D grupių 4–15 kartų ir siekia 55 ÷ 85%. Šiuo metu pagrindinis plutonio ir 241 Am radionuklidų rezervuaras yra dirvožemio paviršius ir dugno nuosėdos (daugiau nei 99 % tų, kurios susidaro dėl pasaulinių ir Černobylio nuosėdų bei dėl branduolinio kuro ciklo įmonių išmetamų teršalų). Biologiniuose objektuose šių transurano elementų yra ne daugiau kaip 1% (daugiausia augaluose, o gyvūnuose dar 5 ÷ 10 4 kartus mažiau). Plutonio radionuklidai daugiausia yra 4+ netirpios formos. Difuzijos koeficientas dirvožemyje ~ 10 -9 cm/s. Tik apie 10 % šių radionuklidų gali būti tirpios augalinės formos. Iš augalų didžiausią plutonio radionuklidų koncentraciją turi žemaūgiai augalai (žolės, samanos, kerpės). Taip yra dėl to, kad plutonio radionuklidai žemės paviršiuje persiskirsto daugiausia dėl vėjo perdavimo ir erozijos. Transurano elementų kaupimosi augaluose koeficientas yra labai mažas (10 -1 ÷ 10 -3). Įvairių regionų dirvožemyje esančių plutonio radionuklidų izotopų santykiai labai skiriasi dėl jų tiekimo šaltinių skirtumų (pasaulio, iš branduolinio kuro ciklo, Černobylio avarijos). Taigi, santykis 240 Pu/239 Pu iš branduolinių sprogimų yra (0,05 ÷ 0,06); nuo pasaulinių kritulių – apie 0,176; nuo branduolinio kuro ciklo išmetamų teršalų kartu su pasauliniais nuosėdomis – (0,049 ÷ 0,150), o nuo Černobylio – (0,30 ÷ 0,35). Izotopų santykiai skirtinguose regionuose skiriasi šiose ribose: Matyti, kad pagrindinis plutonio radionuklidas emisijose yra 239 Pu. 238 Pu ir 242 Pu emisijos yra labai mažos. Nepaisant santykinai mažo 241 Pu išmetimo, jie atlieka ypatingą vaidmenį, nes šio radionuklido skilimo metu susidaro ilgalaikis 241 Am. Todėl 241 Am kiekis aplinkoje nuolat didėja. Taigi 1940 – 1990 m. 241 Am kiekis atmosferoje padidėjo 2 kartus. Absoliutus plutonio radionuklidų kiekis dirvožemyje ir atmosferos aerozoliuose labai skiriasi, ypač priklausomai nuo atstumo nuo Černobylio atominės elektrinės. Taigi atmosferos aerozoliuose plutonio kiekis sumažėja 10 4 kartus, judant iš artimosios į tolimąją zoną (kurioje plutonio kiekis yra 19 Bq/l), nusėdimo tankis sumažėja ~ 170 kartų (iki 1,25 10 5 Bq/m2 lygiu), kiekis dirvos paviršiuje sumažėja ~ 370 kartų (iki ~ 10 Bq/m2 lygio). Apskritai, tolstant nuo Černobylio atominės elektrinės, taršos lygis artėja prie pasaulinės taršos fono – žemės paviršiui (10 ÷ 60) Bq/m 2. Vidutinis plutonio radionuklidų savitasis aktyvumas dirvožemyje europinėje Rusijos dalyje yra ~ 140 Bq/kg, pasaulinės taršos fone apie 60 Bq/kg. Cezis-137, Cs-137
Sugertoji spinduliuotės dozė matuojama jonizuojančiosios spinduliuotės energija, perkelta į apšvitintos medžiagos masę. Cs-137 gebėjimas sukelti lytinių ląstelių mutacijas ateityje bus pagrindas embriono intrauterinei mirčiai, įgimtiems apsigimimams, vaisiaus ir naujagimio patologijoms bei suaugusio organizmo ligoms, susijusioms su nepakankamu genų aktyvumu. . Šis vidinis organizmo apšvitinimas taip pat yra ypač pavojingas, nes jis derinamas su Cs-137 radionuklidų ir jų skilimo produktų bario pavidalu gebėjimu paveikti biologines struktūras, sąveikauti su ląstelių membranų receptoriais ir keisti ląstelių membranų būseną. reguliavimo procesai. Buvo atskleistas ryšys tarp vaikų širdies sutrikimų dažnio ir radionuklidų kiekio jų organizme. Ypatingą dėmesį reikėtų atkreipti į tai, kad net ir santykinai nedideli Cs-137 kiekiai 10-30 Bq/kg vaikų organizme (tuo pačiu metu širdies audinyje šio radionuklido koncentracija yra daug didesnė) veda prie to, kad vaikų, turinčių elektrokardiografinių sutrikimų, skaičius padvigubėja. Radis, Ra-226
Kaulinio audinio ir organų navikai vystosi, uždari kaulo kapsulėje (kraujodaros audinys, hipofizė) arba topografiškai arti jos (burnos gleivinė, žandikaulio ertmė).
Kobaltas-60, Co-60
Vieno gramo šio nuklido aktyvumas yra maždaug 41,8 TBq. Kobalto-60 pusinės eliminacijos laikas yra 5,2 metų Radioaktyvusis kobaltas turi daugybę „profesijų“. Pavyzdžiui, gama defektų aptikimas vis dažniau naudojamas pramonėje, t.y. gaminio kokybės kontrolė veikiant jį gama spinduliais, kurių šaltinis yra kobalto-60 izotopas. Šis bandymo metodas leidžia naudojant santykinai nebrangią ir kompaktišką įrangą lengvai aptikti įtrūkimus, poras, fistules ir kitus vidinius defektus masyviuose liejiniuose, suvirinimo siūlėse, mazguose ir dalyse, esančiose sunkiai pasiekiamose vietose. Dėl to, kad gama spinduliai šaltinio paskirstomi tolygiai visomis kryptimis, šis metodas leidžia vienu metu stebėti daugybę objektų ir vienu metu patikrinti cilindrinius gaminius per visą perimetrą. Radioaktyvusis kobaltas naudojamas išlydyto metalo lygiui lydymo krosnyse, įkrovimo medžiagų lygiui aukštakrosnėse ir bunkeriuose kontroliuoti ir reguliuoti bei skystojo plieno lygiui palaikyti nuolatinio liejimo gamyklose. Prietaisas, vadinamas gama storio matuokliu, greitai ir labai tiksliai nustato laivo korpuso apkalos, vamzdžių sienelių, garo katilų ir kitų gaminių storį, kai neįmanoma patekti į jų vidinį paviršių, todėl įprasti instrumentai yra bejėgiai. Kobaltas taip pat naudojamas medicinoje. Kobalto-60 izotopo grūdeliai, patalpinti į medicininius „šautuvus“, nedarydami žalos žmogaus organizmui, bombarduoja vidinius piktybinius navikus gama spinduliais, darydami žalingą poveikį greitai besidauginančioms sergančioms ląstelėms, sustabdydami jų veiklą ir taip pašalindami židinius. baisi liga. Toris-232, Th-232
Plutonis-239, Pu-239
Alfa dalelės pažeidžia tik audinius, kuriuose yra plutonio arba kurie tiesiogiai su juo liečiasi. Reikšmingi dviejų tipų veiksmai: ūmus ir lėtinis apsinuodijimas. Jei apšvitos lygis pakankamai aukštas, audiniai gali ūmiai apsinuodyti, toksinis poveikis pasireiškia greitai. Jei lygis žemas, susidaro kumuliacinis kancerogeninis poveikis. Plutonis labai prastai pasisavinamas virškinimo trakte, net kai jis patenka tirpios druskos pavidalu, vėliau jis vis tiek surišamas su skrandžio ir žarnyno turiniu. Užterštas vanduo dėl plutonio polinkio į nuosėdas iš vandeninių tirpalų ir dėl netirpių kompleksų su kitomis medžiagomis susidarymo linkęs savaime apsivalyti. Visi mes kiekvieną dieną esame veikiami vienokia ar kitokia radiacija. Tačiau dvidešimt penkiose vietose, apie kurias papasakosime žemiau, radiacijos lygis yra daug didesnis, todėl jos įtrauktos į 25 radioaktyviausių vietų Žemėje sąrašą. Jei nuspręsite aplankyti kurią nors iš šių vietų, nepykite, jei vėliau pažvelgę į veidrodį atrasite papildomą akių porą...(na, gal tai perdėta...o gal ir ne). 25. Šarminių žemių metalų kasyba | Karunagappally, Indija Karunagappalli yra savivaldybė Kolamo rajone, Indijos Keralos valstijoje, kur kasami reti metalai. Kai kurie iš šių metalų, ypač monazitas, dėl erozijos tapo paplūdimio smėliu ir aliuvinėmis nuosėdomis. Dėl šios priežasties kai kuriose paplūdimio vietose radiacija siekia 70 mGy/metus. 24. Fort d'Aubervilliers | 23. Acerinox metalo laužo perdirbimo gamykla | Los Barriosas, Ispanija 22. NASA Santa Susana lauko laboratorija | Simi slėnis, Kalifornija 21. Mayak plutonio gamykla | Muslimovas, Sovietų Sąjunga 20. Bažnyčios uolos urano malūnas | Church Rock, Naujoji Meksika 19. Butas | Kramatorskas, Ukraina 18. Mūriniai namai | Jangdziangas, Kinija 17. Natūrali foninė spinduliuotė | Ramsaras, Iranas 16. Radioaktyvus smėlis | Guarapari, Brazilija 15. McClure radioaktyvioji vieta | Skarboras, Ontarijas 14. Paralanos požeminės versmės | Arkarola, Australija 13. Gojaus radioterapijos institutas (Instituto Goiano de Radioterapia) | Goias, Brazilija 12. Denverio federalinis centras | Denveris, Koloradas 11. McGuire oro pajėgų bazė | Burlingtono apygarda, Naujasis Džersis 10. Hanfordo branduolinio rezervavimo vieta | Hanfordas, Vašingtonas 9. Vidur jūros | Viduržemio jūra 8. Somalio pakrantė | Mogadišas, Somalis 7. Gamybos asociacija "Mayak" | Majakas, Rusija 6. Sellafield elektrinė | Sellafield, JK 5. Sibiro chemijos gamykla | Sibiras, Rusija 4. Daugiakampis | Semipalatinsko bandymų vieta, Kazachstanas 3. Vakarų kasybos ir chemijos gamykla | Mailuu-Suu, Kirgizija 2. Černobylio atominė elektrinė | Černobylis, Ukraina 1. Fukušimos Daini atominė elektrinė | Fukušima, Japonija
Cezis-137, dar žinomas kaip radiocezis, yra vienas iš pagrindinių biosferos radioaktyviosios taršos komponentų. Yra radioaktyviųjų nuosėdų, radioaktyviųjų atliekų, gamyklų, perdirbančių atominių elektrinių atliekas, išmetimo. Intensyviai sorbuojamas dirvožemio ir dugno nuosėdų; vandenyje daugiausia randamas jonų pavidalu. Esama augaluose ir gyvūnų bei žmonių organizme.
Gyvūnams 137Cs kaupiasi daugiausia raumenyse ir kepenyse
Cezis-137 į aplinką patenka daugiausia dėl branduolinių bandymų ir avarijų atominėse elektrinėse.
Yra žinomi aplinkos užteršimo atvejai dėl neatsargaus cezio-137 šaltinių saugojimo medicinos ir technologiniais tikslais.
Biologinis poveikis
Cezis-137 daugiausia prasiskverbia į gyvus organizmus per kvėpavimo ir virškinimo organus. Oda turi gerą apsauginę funkciją
Sugertos dozės vienetas yra pilkasis (Gy), lygus 1 džauliui, sugertu 1 kg medžiagos
1 Gy = 1 J/kg = 100 rad.
Sugeriant maždaug 2 Gy ar didesnę dozę, galima tikėtis radiacinių sužalojimų žmonėms. Simptomai daugeliu atžvilgių yra panašūs į ūminę spindulinę ligą gama spinduliuotės metu: depresija ir silpnumas, viduriavimas, svorio kritimas, vidiniai kraujavimai.
Cs-137 radionuklidai, prasiskverbę į žmogaus organizmą, yra įtraukiami į gyvybiškai svarbius organus. Tuo pačiu metu ląstelėse vyksta distrofiniai ir nekrobiotiniai pokyčiai, pirmiausia susiję su energetinių mechanizmų sutrikimu ir sukeliančių gyvybinių organizmo funkcijų sutrikimus. Pažeidimo sunkumas tiesiogiai priklauso nuo Cs-137 kiekio organizme ir atskiruose organuose. Šie pažeidimai gali kelti pavojų visų pirma kaip gemalo ir somatinių ląstelių genetinio aparato mutacijų induktoriai.
Šiuo atžvilgiu aplinkos veiksniai, slopinantys ląstelių genetinio aparato veiklą reguliuojančių (stimuliuojančių) sistemų veiklą, bus daugelio ligų atsiradimo induktoriai (provokatoriai). Cs-137 gana mažais kiekiais gali slopinti organizmo reguliavimo sistemų, o svarbiausia, imuninės sistemos, veiklą.
Cezio-137 pusinės eliminacijos laikas yra 30 metų.
cheminio elemento radžio radioaktyvusis izotopas, kurio atominis skaičius 88 ir masės skaičius 226. Priklauso radioaktyvaus urano-238 šeimai
Stabiliausias izotopas yra radis-226 (226Ra), susidarantis uranui irstant. Radžio-226 pusinės eliminacijos laikas yra 1600 metų, o skilimo proceso metu susidaro radioaktyviosios dujos radonas.
Radis-226 yra alfa spinduliuotės šaltinis ir laikomas potencialiai kenksmingu žmogaus kauliniam audiniui.
Natūraliuose vandenyse jo yra nedidelėmis koncentracijomis.
Taikymas
Radžio druskos medicinoje naudojamos kaip radono šaltinis (žr. RADONAS) radono vonioms ruošti.
Kobaltas-60, radiokobaltas – tai cheminio elemento kobalto radioaktyvus nuklidas, kurio atominis skaičius 27 ir masės skaičius 60. Gamtoje jo praktiškai nerandama dėl trumpo pusėjimo. Atidarytas 1930-ųjų pabaigoje
Taikymas Kobaltas-60 naudojamas gaminant gama spinduliuotės šaltinius, kurių energija yra apie 1,3 MeV, kurie naudojami:
- maisto produktų, medicinos instrumentų ir medžiagų sterilizavimas;
- sėklinės medžiagos aktyvinimas (stimuliuoti grūdinių ir daržovių kultūrų augimą ir derlių);
- pramoninių nuotekų, kietų ir skystų įvairių gamybos rūšių atliekų dezinfekavimas ir valymas;
- polimerų ir iš jų pagamintų gaminių savybių radiacinis modifikavimas;
- įvairių patologijų radiochirurgija (žr. „kobalto ginklas“, gama peilis);
- gama defektų aptikimas.
Kobaltas-60 taip pat naudojamas sistemose, skirtose metalo lygiui formoje stebėti nepertraukiamo plieno liejimo metu. Tai vienas iš izotopų, naudojamų radioizotopų energijos šaltiniuose.
Jo spinduliai turi didelę prasiskverbimo galią. Pagal radiacijos galią 17 gramų radioaktyvaus kobalto prilygsta 1 kilogramui radžio – galingiausio natūralaus radiacijos šaltinio. Būtent todėl, gaunant, laikant ir gabenant šį, kaip ir kitus, izotopą, atidžiai laikomasi griežčiausių saugos taisyklių ir imamasi visų būtinų priemonių, kad žmonės būtų patikimai apsaugoti nuo mirtinų spindulių.
Giliai esančių piktybinių navikų apšvitinimo aparate „kobalto pistoletas“ GUT-400 (terapinis gama įrenginys), kobalto-60 kiekis savo aktyvumu atitinka 400 g radžio. Tai labai didelis kiekis, tokio radžio kiekio neturi jokia laboratorija. Tačiau būtent didelis aktyvumas leidžia bandyti gydyti navikus, esančius giliai paciento kūne.
Tačiau, nepaisant plataus spektro privalumų, radiacija yra spinduliuotė, o nekontroliuojamas poveikis sukelia liūdnas pasekmes, aprašytas aukščiau.
Toris-232 yra gamtoje esantis radioaktyvus cheminio elemento torio nuklidas, kurio atominis skaičius 90 ir masės skaičius 232.
Tai ilgiausiai gyvuojantis torio izotopas, alfa radioaktyvus, jo pusinės eliminacijos laikas yra 1,405·1010 (14 milijardų) metų.
Toris-232 yra alfa skleidėjas
Vieno gramo šio nuklido aktyvumas yra 4070 Bq.
Vaisto Thorotrast forma torio dioksido suspensija buvo naudojama kaip kontrastinė medžiaga ankstyvoje rentgeno diagnostikoje. Šiuo metu torio-232 preparatai priskiriami kancerogeniniams
Torio patekimas į virškinamąjį traktą (sunkusis metalas, taip pat radioaktyvus!) nesukelia apsinuodijimo. Tai paaiškinama tuo, kad skrandyje yra rūgštinė aplinka, ir tokiomis sąlygomis torio junginiai hidrolizuojasi. Galutinis produktas yra netirpus torio hidroksidas, kuris išsiskiria iš organizmo. Tik nereali 100 g torio dozė gali sukelti ūmų apsinuodijimą...
Tačiau torio patekimas į kraują yra itin pavojingas. To pasekmė gali būti kraujodaros sistemos ligos, specifinių navikų susidarymas.
Plutonis-239 (angl. plutonis-239) yra radioaktyvus cheminio elemento plutonis nuklidas, kurio atominis skaičius 94 ir masės numeris 239.
Gamtoje urano rūdose jo randama itin mažais kiekiais.
Vieno gramo šio nuklido aktyvumas yra maždaug 2,3 GBq.
Plutonis-239 pusinės eliminacijos laikas yra 24 100 metų.
Plutonis-239 naudojamas:
- kaip branduolinis kuras branduoliniuose reaktoriuose, kuriuose naudojami šiluminiai ir ypač greitieji neutronai;
- branduolinių ginklų gamyboje;
- kaip pradinė medžiaga transplutonio elementų gamybai.
Plutonis buvo atrastas 1940 m. pabaigoje.
Nors atrodo, kad plutonis, kaip ir bet kuris sunkusis metalas, yra chemiškai toksiškas, šis poveikis yra silpnas, palyginti su jo radiotoksiškumu. Toksiškos plutonio savybės atsiranda dėl alfa radioaktyvumo. Alfa dalelės kelia rimtą pavojų tik tuo atveju, jei jų šaltinis yra organizme (t. y. plutonio turi būti prarytas). Nors plutonis taip pat skleidžia gama spindulius ir neutronus, kurie gali patekti į organizmą iš išorės, jų lygis yra per mažas, kad padarytų daug žalos.
Radiaciniai tyrimai atskleidė gana stiprią spinduliuotę Fort D'Aubervilliers 61 rezervuare, kuriame buvo saugoma radžio-137. Be to, 60 kubinių metrų jo teritorijos taip pat buvo užterštos radiacija.
Šiuo atveju Acherinox metalo laužo aikštelėje cezio-137 šaltinis nebuvo aptiktas stebėjimo prietaisais. Kai šaltinis ištirpo, jis išleido radioaktyvų debesį, kurio radiacijos lygis buvo iki 1000 kartų didesnis nei įprasta. Vėliau buvo pranešta apie užteršimą Vokietijoje, Prancūzijoje, Italijoje, Šveicarijoje ir Austrijoje.
Simi slėnyje, Kalifornijoje, įsikūrusi NASA Santa Susanna lauko laboratorija, o maždaug tuzinas mažų branduolinių reaktorių per daugelį metų patyrė problemų dėl kelių gaisrų, susijusių su radioaktyviais metalais. Šiuo metu šioje labai užterštoje vietoje vykdomi valymo darbai.
Dėl Mayak plutonio gavybos gamyklos, pastatytos 1948 m., pietų Uralo kalnuose esančio Muslimovo gyventojai kenčia nuo geriamojo geriamojo vandens, užteršto radiacija, pasekmių, dėl kurių atsirado lėtinių ligų ir fizinių negalių.
Per liūdnai pagarsėjusią Church Rock urano sodrinimo gamyklos avariją į Puerco upę išsiliejo daugiau nei tūkstantis tonų radioaktyvių kietųjų atliekų ir 352 043 kubiniai metrai rūgščių radioaktyviųjų atliekų tirpalo. Dėl to radiacijos lygis padidėjo iki 7000 kartų. 2003 metais atliktas tyrimas parodė, kad upės vandenys tebėra užteršti.
1989 metais Kramatorske, Ukrainoje, gyvenamojo namo betoninėje sienoje buvo aptikta nedidelė kapsulė, kurioje yra labai radioaktyvus cezis-137. Šios kapsulės paviršius turėjo gama spinduliuotės dozę, lygią 1800 R/metus. Dėl to šeši žmonės žuvo ir 17 buvo sužeista.
Jangdziango miesto rajone gausu namų iš smėlio ir molio plytų. Deja, smėlis šiame regione atkeliauja iš kalvų dalių, kuriose yra monazito, kuris skyla į radį, aktinį ir radoną. Didelis šių elementų spinduliuotės lygis paaiškina didelį sergamumą vėžiu šioje srityje.
Šioje Irano dalyje yra vienas didžiausių natūralios foninės radiacijos lygių Žemėje. Radiacijos lygis Ramsare siekia 250 milisivertų per metus.
Dėl natūralaus radioaktyvaus elemento monazito erozijos Guarapario paplūdimių smėlis yra radioaktyvus, radiacijos lygis siekia 175 milisivertus, o tai yra toli nuo leistino 20 milisivertų lygio.
McClure radioaktyvioji vieta, gyvenamasis namas Skarboro mieste, Ontarijo valstijoje, buvo radiacija užterštos vietos nuo 1940 m. Užteršimą sukėlė iš metalo laužo atgautas radis, kuris turėjo būti panaudotas eksperimentams.
Paralanos požeminės versmės teka per uolienas, kuriose gausu urano, ir, remiantis tyrimais, šios karštosios versmės radioaktyvų radoną ir uraną iškelia į paviršių daugiau nei milijardą metų.
Radioaktyvusis užterštumas Goias mieste, Brazilijoje, atsirado dėl radioaktyviosios radiacijos avarijos, kai iš apleistos ligoninės buvo pavogtas spindulinės terapijos šaltinis. Šimtai tūkstančių žmonių mirė dėl taršos, o net ir šiandien radiacija vis dar siaučia keliose Goias vietovėse.
Denverio federalinis centras buvo naudojamas kaip įvairių atliekų, įskaitant chemines medžiagas, užterštas medžiagas ir kelių griovimo šiukšles, šalinimo vieta. Šios atliekos buvo gabenamos į įvairias vietoves, todėl kelios Denverio vietovės buvo užterštos radioaktyviomis medžiagomis.
2007 m. JAV aplinkos apsaugos agentūra McGuire oro pajėgų bazę pripažino viena labiausiai užterštos oro bazės šalyje. Tais pačiais metais JAV kariuomenė įsakė išvalyti bazę nuo teršalų, tačiau užterštumas ten vis dar yra.
Neatsiejama Amerikos atominės bombos projekto dalis, Hanfordo kompleksas pagamino plutonį atominei bombai, kuri galiausiai buvo numesta ant Nagasakio, Japonijoje. Nors plutonio atsargos buvo nurašytos, Hanforde liko maždaug du trečdaliai tūrio, todėl požeminis vanduo buvo užterštas.
Manoma, kad Italijos mafijos kontroliuojamas sindikatas Viduržemio jūrą naudoja kaip pavojingų radioaktyviųjų atliekų sąvartyną. Manoma, kad Viduržemio jūra plaukia apie 40 nuodingas ir radioaktyvias atliekas gabenančių laivų, o vandenynuose palieka daug radioaktyvių atliekų.
Kai kurie teigia, kad neapsaugotos Somalio pakrantės dirvožemį mafija naudojo branduolinėms atliekoms ir toksiškiems metalams išmesti, įskaitant 600 statinių nuodingų medžiagų. Tai, deja, pasiteisino, kai 2004 metais pakrantę užklupo cunamis ir buvo aptiktos prieš kelis dešimtmečius čia palaidotos rūdijančios statinės.
Švyturys Rusijoje daugelį dešimtmečių buvo didžiulės atominės elektrinės vieta. Viskas prasidėjo 1957 m., kai per nelaimę, kurios metu įvyko sprogimas, užteršęs didžiulę teritoriją, į aplinką pateko maždaug 100 tonų radioaktyviųjų atliekų. Tačiau apie šį sprogimą nieko nebuvo pranešta iki 1980 m., kai buvo nustatyta, kad nuo šeštojo dešimtmečio radioaktyviosios elektrinės atliekos buvo išmestos į apylinkes, įskaitant Karačajaus ežerą. Dėl užteršimo daugiau nei 400 000 žmonių patyrė didelį radiacijos lygį.
Prieš paverčiant jį komercine, Sellafieldas JK buvo naudojamas plutoniui gaminti atominėms bomboms. Šiandien maždaug du trečdaliai pastatų, esančių Sellafielde, laikomi radioaktyviai užterštais. Šis įrenginys kasdien išmeta apie aštuonis milijonus litrų užterštų atliekų, kurios teršia aplinką ir sukelia netoliese gyvenančių žmonių mirtį.
Kaip ir Majakas, Sibire taip pat yra viena didžiausių chemijos gamyklų pasaulyje. Sibiro chemijos gamykloje susidaro 125 000 tonų kietųjų atliekų, teršiančių apylinkių gruntinius vandenis. Tyrimas taip pat parodė, kad vėjas ir lietus neša šias atliekas į lauką, todėl laukinės gamtos mirtingumas yra didelis.
Bandymų poligonas Kazachstane geriausiai žinomas dėl savo atominės bombos projekto. Ši apleista vieta buvo paversta objektu, kuriame Sovietų Sąjunga susprogdino savo pirmąją atominę bombą. Šiuo metu bandymų poligonui priklauso didžiausios branduolinių sprogimų koncentracijos pasaulyje rekordas. Nuo šios spinduliuotės poveikio šiuo metu kenčia apie 200 tūkst.
Mailuu-Suu laikoma viena labiausiai užterštų vietų pasaulyje. Skirtingai nuo kitų radioaktyvių objektų, ši vieta spinduliuotę gauna ne iš branduolinių bombų ar elektrinių, o iš didelio masto urano kasybos ir perdirbimo veiklos, todėl į teritoriją išleidžiama apie 1,96 mln. kubinių metrų radioaktyviųjų atliekų.
Stipriai radiacija užterštas Černobylis yra vienos baisiausių pasaulyje branduolinių avarijų vieta. Bėgant metams nuo Černobylio radiacijos nelaimės rajone paveikė šeši milijonai žmonių ir, kaip prognozuojama, žuvo nuo 4 000 iki 93 000 žmonių. Černobylio atominės elektrinės katastrofos metu į atmosferą išmetė 100 kartų daugiau radiacijos, nei išmetė Nagasakio ir Hirosimos branduolinės bombos.
Teigiama, kad Fukušimos prefektūros žemės drebėjimo Japonijoje pasekmės yra ilgiausiai trunkanti branduolinė katastrofa pasaulyje. Dėl katastrofos, laikomos didžiausia branduoline avarija nuo Černobylio, sugedo trys reaktoriai, dėl kurių įvyko didžiulis radiacijos nuotėkis, kuris buvo aptiktas už 322 kilometrų nuo elektrinės.