Диссертация (1151556), страница 4
Текст из файла (страница 4)
ВU с течением времени будетнепрерывно уменьшаться (в настоящее время это отношение равно 1 : 140).Вследствие указанных закономерностей можно по измереннымотношениям количеств235Uи238U, а также207Pb ипрошедший от начала образования изотопов235206Pb установить возраст,U и238оказался равным около 2∙109 лет. Изотопы свинцаU. Этот возраст206Pb и207Pb,21образовавшиеся вследствие распада изотопов ряда урана-радия, можно легкоотличить от тех же изотопов свинца нерадиоактивного происхождения поотсутствию изотопа свинца204Pb.
Последний изотоп204Pb не являетсяпродуктом радиоактивного распада ни одного из радиоактивных элементов ипоэтому всегда присутствует только в залежах свинца нерадиоактивногопроисхождения.Различные изотопы радиоактивного ряда распадаются, испуская как α-,так и β- частицы.
Альфа-распад обычно сопровождается очень малоинтенсивным - излучением и с ним практически можно не считаться. Частьже β- излучателей испускает очень интенсивное - излучение.Изотоп238U в первичных минералахпрактически всегда находится врадиоактивном равновесии и не только со своими короткоживущимипродуктами распадаизотопом234234Th (UX1) иU.
Третий изотоп235238U (U1) +234Рa (UХ2), но и с долгоживущимU не является продуктом распада какого-либо изотопа, а сам являетсяактиния; 1 г234родоначальником радиоактивного рядаU( U2) испускает 2,54∙104 α- частиц в 1 сек.; 1 гприродного урана в равновесии со всеми продуктами распада довключительно испускает 1,02∙105 α- частиц в 1 сек. Изотоп235около 5% α- частиц от количества α- частиц, испускаемыхизлучатели210Po (RaF)U испускает238U. Все α-ряда урана-радия испускают α- частицы больших энергий от4,17 до 7,68 Мэв. Основное значение имеют следующие α- излучатели: U238(U1), 234U(U2), 230Th (Yo), 226Ra(Ra), 222Rn (Rn), 218Po (RaА), 214Po (RaС), 210Po(RaF), т. е.
изотопы урана, радия и полония. В результате распада226Raобразуется газообразный продукт 222Rn.Так как биологический эффект от воздействия излучений возрастает сувеличением энергии β- лучей, то практически значение имеют толькоследующие изотопы рассматриваемого ряда, испускающие достаточножесткоеβ- излучение:234Pa,214Bi,210Bi и214Pb. Изотопы234Th и210Pbиспускают β- частицы малых энергий.22Основными - излучателями, которые испускают 98% всех - квантовряда, являются 214Pb и 214Bi. Изотоп 210Pb испускает - излучение очень малойинтенсивности; изотоп 210Bi является чистым - излучателем.Родоначальником ряда актиния является изотоп235U.
Так как средичленов ряда имеется изотоп актиния 227Ас, то этот ряд получил название рядаактиния. Это семейство в природе не встречается отдельно от урановогосемейства и всегда ему сопутствует. Поскольку содержание изотопа235природном уране составляет 0,715%, или 1/140 часть, то излучение рядаU в235Uсоставляет лишь очень малую долю от излучения ряда 238U и его практическиможно не принимать во внимание (α- излучение составляет не более 1% и излучение – около 1 %). Ряд актиния начинается с долгоживущего изотопа235U, имеющего период полураспада 7,13∙108 лет.
В ряду имеются двадолгоживущих изотопа –считался227231Ра и227Ас. Родоначальником ряда вначалеАс. За актинием следуют только короткоживущие продукты егораспада. Ряд оканчивается стабильным изотопом свинца 207Pb.Продуктом распада223Ra является, как и в случае уранового семейства,газообразный изотоп радона219Rn, который ранее получил название акти-нона. Среди семейства актиния присутствуют как α- излучающие изотопы:235U,231Ра,227Th,223Ra,219Rn,излучения. Их всего четыре:211231Bi так и изотопы, испускающие β- и -Th,227Ас,211Pb и207Тl, не считая изотопов,образующихся с малой вероятностью.
Среди β- излучателей только дваизотопа: 231Th и 211Pb испускают - излучение.По данным Р. Д. Эванса и Р. О. Эванса [87], - излучение семействаактиния составляет всего 1,25% от - излучения ряда урана-радия.Вследствие того, что - излучение изотопов ряда актиния значительно мягче- излучения ряда урана, в практических условиях эффект от действия излучения актиниевого семейства настолько мал, что лежит в пределахпогрешности, измерений и поэтому им можно пренебречь.23Родоначальником ряда тория является долгоживущий изотоп тория232Th с периодом полураспада 1,4∙1010 лет. Кроме232Th, относительно228долгоживущими изотопами в ряду являются изотопыRa и228Th спериодами полураспада 6,7 лет и 1,9 лет. Все остальные изотопы являютсякороткоживущими и имеют период полураспада менее 4 дней.
Вследствиеэтого практически всегда все члены ряда находятся в радиоактивномравновесии с232Th. Как и в двух других семействах, в семействе тория естьгазообразный изотоп радона 220Rn, который является продуктом распада 224Raи получил в свое время название торона. Ряд тория, как и два других ряда,оканчивается стабильным изотопом свинца 208Pb.Таким образом, в результате существования в природе трех рядоврадиоактивных превращений образуются изотопы свинца 206Pb, 207Pb, 208Pb. Вприродеизотопыколичествах:204свинцаPb – 1,4%;встречаются206вPb – 23,6 %,207следующихотносительныхPb – 22,6% иСущественно указать, что только один изотоп свинца204208Pb – 52,4%.Pb не образуетсявследствие цепочки радиоактивных превращений.
Следует также отметить,что подавляющее большинство атомов изотопов свинца206Pb,207Pb и208Pbобразовалось не за счет радиоактивных превращений рядов урана, актиния итория, а имеет другое происхождение. Вследствие этого всегда можноустановить происхождение данных изотопов по процентному соотношениюмежду изотопами свинца и по присутствию изопота204Pb. В случаепроисхождения изотопов свинца вследствие радиоактивных превращенийотсутствует изотоп207Pb и208204Pb и процентное соотношение между изотопами206Pb,Pb является совершенно другим: в то время как в обычном свинцесодержание изотопов206Pb иявляющимся продуктом распада207238Pb примерно одинаково, в свинце,U и235U содержание207Pb значительнопревосходит содержание 206Pb.Все α- излучатели ряда тория испускают α- частицы больших энергий –от 3,96 до 8,78 Мэв.24232Практическое значение имеют следующие α- излучатели:224Ra,220Rn,216Pb,212Bi и212Th,228Th,Po, т.
е. изотопы тория, радия, радона и полония.К основным β- излучателям ряда тория относятся:228Ac, 212Pb, 212Bi 208Тl. Как- излучатели имеют практическое значение только изотопыпродуктами его распада, в основном212Pb,208Tl,228Ac и212Bi и меньше224228Th сRa, у ко-торого выход - квантов составляет 4,9% на 1 распад с энергией 0,241 Мэв.Таким образом, основными - излучателями, интенсивность излучениякоторых превышает 99% от полной интенсивности - лучей ряда, являютсяследующие четыре изотопа: 228Ac, 212Pb, 212Bi и 208Tl.Гамма–излучениеестественно–радиоактивныхизотопов,содержащихся в почве, строительных материалах и воздухе, постоянновоздействуют на человека. Естественно – радиоактивные изотопы, попадаявнутрь организма, производят непрерывное облучение его.
Радиационныйэффект от воздействия излучений определяется дозами, которые создаютрадиоактивные изотопы в тех или иных органах и тканях организма. Так кактканевые дозы определяются видом и энергией излучений, то длядальнейшего чрезвычайно важно знать энергии излучения отдельных группα- и β- частиц и энергию - линий отдельных изотопов (табл.2). Кроме того,для оценки воздействия естественной радиации на организм необходимознать средние энергии α-, β- и - лучей отдельных изотопов или группизотопов, находящихся в радиоактивном равновесии.Характеристикаα- излучателей ряда урана – радия приведены втаблице 2.25Таблица 2.
Характеристика α- излучателей ряда урана – радияИзотопэнергияα- частиц,Мэвчислоα- частицна 1 распад2384,1824,1344,7634,7114,6824,6144,7794,5915,4860,770,230,720,280,7630,2340,9430,0571,005,9947,680URn234230UUTh226Ra222Rn212PoPo214238222СредняяЭнергияЧислоэнергия- квантов, - квантовα- частиц наМэвна 1 распад1распад Мэв4,170,0480,234,750,05240,284,650,680,2344,775,4860,1880,5100,0570,0002571,001,005,9947,680─────842,8/8=5,35───424,5/4=6,13──Характеристика β- излучателей ряда урана – радияИзотопPa234212Pb210Bi238222URnэнергияα- частиц,Мэв2,3101,4100,490числоα- частиц на1 распад0,960,030,01Средняя энергияα- частиц на 1распадМэв0,9800,6850,4640,3980,0630,400,500,0371,1901,001,190─45,52/4=1,38─33,25/3=1,082,270,582261.4. Радиоактивность земных породПервыеисследованиярадиоактивностиземныхпородбылипредприняты в начале прошлого столетия для выяснения причиныобнаруженной электропроводности атмосферного и почвенного воздуха.
В товремябылоустановлено,чтоестественно-радиоактивныевеществараспространены в земной коре повсеместно. В одних породах они былинайдены в больших количествах, в других – в меньших, но в абсолютныхцифрах эти величины всегда были ничтожно малы.В течение многих лет исследования содержания радиоактивныхвеществ в литосфере проводились эпизодически, и исследователи нерасполагали достаточно точными методиками определения этих веществ.Только с 1941 г. эти работы приобретают необходимую точность.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
