Основы общей и сельско-хозяйственной радиобилогии - Гудков И.Н.
ISBN 5-7987-0005-4
Скачать (прямая ссылка):
Космогенные радионуклиды образуются в основном в атмосфере при взаимодействии космического излучения с ядрами азота, кислорода и аргона, а затем поступают на земную поверхность с атмосферными осадками. К ним относятся 3Н (тритий), 14С, 7Ве (бериллий), 22Na (натрий), 2бА1 (алюминий), 32Р (фосфор), 36 С1 (хлор) и некоторые другие. Именно они определяют радиоактивность атмосферы вместе с содержащимися в нижних ее слоях газообразными продуктами урана и тория — 222Rn и 220Тп (тороном). Но концентрация последних быстро падает с удалением от поверхности Земли.
Естественные радиоактивные элементы в своем большинстве являются долгоживущими. Период полураспада * некоторых из них достигает 108—1010 лет. Хотя среди них немало и таких, период полураспада которых измеряется секундами и даже микросекундами. Их изучение имеет лишь теоретическое значение, помогая понимать механизм превращения одних элементов в другие.
Совершенно понятно, что вода содержит радионуклиды, имеющиеся и в земной коре, и в атмосфере.
Содержание радионуклидов в земной коре и воде варьируется в очень широких пределах. Соответственно варьируется и естественный радиационный фон в различных точках земной поверхности. Осадочные породы, как правило, слаборадцоактивны. Изверженные горные породы (гранит, базальт) содержат значительно большее количество радионуклидов. Очень богаты торием и радием так называемые «монацитовые пески», основу которых составляет минерал монацит — фосфат редкоземельных элементов преимущественно цезиевой группы. Известны и радиоактивные водные источники. В таких районах радиоактивный фон может во много раз превышать обычный. Так, если мощность дозы природного фона в раз-
* Период полураспада — время, в течение которого радиоактивность элемента снижается в два раза.
личных частях нашей планеты колеблется в основном в пределах 8—12 мкР/ч, составляя в среднем 10 мкР/ч, то в некоторых районах СССР, Франции, Швеции, США этот показатель достигает 20—50 мкР/ч. А в Индии, Бразилии, Иране есть провинции, где мощность дозы естественного радиационного фона в десятки и сотни раз превышает среднемировые уровни.
Внутренними источниками облучения являются радионуклиды, попадающие в растения, в организм животных и человека с воздухом, водой, элементами питания. Практически это все из вышеперечисленных внешних источников облучения. Но наиболее высокий вклад во внутреннее облучение из них дают 40К, 14С, 87Rb, 210Ро, 226Ra, а также 220Rn и 222Rn. Но различные организмы способны по-разному поглощать и накапливать в своих тканях и органах отдельные радиоактивные элементы и поэтому вклад внутреннего облучения в общее оказывается неодинаковым.
Таким образом, живые организмы постоянно подвергаются воздействию ионизирующих излучений от указанных трех источников, образующих естественный радиационный фон. Это и есть та радиационная обстановка, в которой, по меньшей мере последние миллионы лет, существовало и развивалось все живое на нашей планете. Считается, что она является одним из главных факторов естественного мутагенеза, играющего важную роль в эволюции живых организмов, а также одной из причин возникновения злокачественных новообразований и наследственных заболеваний.
Следует однако отметить, что с прошлого века естественный радиационный фон начал возрастать. Это явилось результатом деятельности человека и индустриализации хозяйства, которая привела к поступлению из недр земли в окружающую среду большого количества радионуклидов вместе с такими полезными ископаемыми, как каменный уголь, нефть, газ, строительные материалы, руды металлов, удобрения и многими другими.
2.1.2. Излучение от искусственных радионуклидов
Искусственные радионуклиды получают в результате ядерных реакций, осуществляемых обычно путем бомбардировки (облучения) обычных элементов или их естественных изотопов частицами высоких энергий (от нескольких миллионов до десятков миллиардов электрон-
вольт). Как уже упоминалось в первой главе, явление искусственной радиоактивности было открыто в 1934 году И. Кюри и Ф. Жолио-Кюри. Путем бомбардировки бора, магния и алюминия альфа-частицами они впервые получили радиоактивные изотопы I3N (азота), 28Si (кремния) и 30Р (фосфора). Вот как, например, выглядит реакция получения изотопа фосфора при облучении алюминия:
27А1 + а+30р + 1п.
В результате такой реакции из алюминия вылетает нейтрон и возникает изотоп фосфора, испускающий позитрон, который в итоге превращается в стабильный изотоп кремния:
30p^30si + p+.
В последующие годы было показано, что для получения искусственных изотопов можно использовать не только альфа-частицы, но и нейтроны, протоны, ускоренные заряженные частицы. Именно с их помощью было получено свыше 1500 радиоактивных изотопов практически всех известных элементов, а также 20 новых, пока не известных в природе, элементов. С их помощью на ядерных реакторах, ускорителях различных легких частиц и тяжелых ионов — синхрофазотронах, синхротронах, циклотронах, микротронах, бетатронах и других — получают радиоактивные изотопы, используемые в различных сферах народного хозяйства, в медицине, в научных исследованиях. Среди них и обычно используемые в физиологии растений и агрохимии 3Н, I4C, 22Na, 32Р, 35S (сера), 42К, 45Са и многие другие.
