Радионуклиды радиоактивных рядов

Радиоактивный ряд - это последовательность радионуклидов, образующихся в результате радиоактивного распада каждого предыдущего радионуклида с образованием в итоге стабильного элемента. Наиболее долгоживущие изотопы называются начальными для каждого из радиоактивных рядов.

Существует 4 радиоактивных ряда и, соответственно, 4 их родоначальника:

1. ториевый ряд: наиболее долгоживущий изотоп - торий-232 (Th-232)

2. урановый ряд по наиболее долгоживущему изотопу - урану-238

3. урановый ряд по наиболее долгоживущему изотопу - урану-235

4. нептуниевый ряд: наиболее долгоживущий изотоп - нептуний-237 (Np-237)

В качестве промежуточных продуктов распада образуются радиоактивные изотопы радия, радона, полония, висмута, свинца, которые формируют значительную дозу облучения человека.

Радионуклиды, не входящие в радиоактивные ряды

Эта группа в основном состоит из 11 долгоживущих радионуклидов (период полураспада от 10⁷ до 10¹⁵ лет). Из них наибольший вклад в формирование эффективной дозы вносят К-40 и Rb-87.

Калий-40 часто обусловливает активность поверхностного слоя почвы, равную 1-2 Ки/км². Наибольшая активность К-40 регистрируется в клюкве, орехах, фасоли, картофеле. Радиоактивные изотопы калия поступают в организм с пищей и водой. Калий практически полностью всасывается из желудочно-кишечного тракта и равномерно распределяется в органах и тканях. Т_б калия составляет 58 суток (Т_б - время, в течение которого из организма выводится половина введенного вещества).

Рубидий-87 (Rb-87) входит в состав продуктов деления урана (до 6%). При пероральном поступлении практически полностью всасывается из желудочно-кишечного тракта и равномерно распределяется в органах и тканях. Т_б из мягких тканей человека составляет 44 (от 32 до 57) суток.

Радионуклиды радиоактивных рядов, формирующие основную дозовую нагрузку на организм человека

Наибольшее значение в формировании дозы внутреннего облучения имеют радий-226, радон-222, полоний-210, свинец-210.

Радий-226 (Ra-226) претерпевает альфа-распад с образованием Rn-222, T_1/2 - 1620 лет. Может поступать в организм через желудочно-кишечный тракт, органы дыхания и неповрежденную кожу. Его источником для человека в основном служат зерновые культуры и хлеб, куриные яйца. Радий депонируется в костной ткани, из которой выводится с T₆, равным 17, 13 лет.

Полоний-210 (Po-210) подвергается альфа-распаду с образованием стабильного Pb-206. В среднем за сутки в организм человека с пищей поступает 0, 037-0, 37 Бк Po-210 (норма). Из организма человека Po-210 выводится с Т_б, равным приблизительно 80 сут.

Свинец-210 (Pb-210) подвергается бета-превращению с образованием Bi-210, коэффициент всасывания в желудочно-кишечном тракте - 0, 2 (для всех соединений). Элемент остеотропен, связан с обменом кальция и фосфора. Из организма выводится с Т_б, равным 12 - 10000 сут.

11. ТЕХНОГЕННО ИЗМЕНЕННЫЙ РАДИАЦИОННЫЙ ФОН, ЕГО СОСТАВЛЯЮЩИЕ И ИХ ВКЛАД В ФОРМИРОВАНИЕ ДОЗ ОБЛУЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ

ТИРФ формируется в результате деятельности человека за счет источников ионизирующих излучений, используемых в медицине, глобальных выпадений радионуклидов, стройматериалов, телевидения, авиации. Его главными составляющими являются техногенно измененный естественный радиационный фон (ТИЕРФ) и искусственный радиационный фон (ИРФ).

ТИЕРФ - ионизирующее излучение от природных источников, претерпевших изменения в результате деятельности человека: извлечение из недр полезных ископаемых, содержащих радионуклиды; поступление в среду продуктов сгорания органического топлива; использование стройматериалов с высоким содержанием радионуклидов;

широкое использование авиации, использование бытовых предметов, содержащих естественные радионуклиды.

ИРФ обусловлен искусственно созданными источниками ионизирующего излучения, включая искусственные радионуклиды. К ним можно отнести: применение источников ионизирующего излучения в научных, хозяйственных и медицинских целях; выпадения радионуклидов при испытаниях ядерного оружия и при работе ядерно-топливных предприятий и установок; телевидение, мониторы компьютеров и другие приборы, являющиеся источниками электромагнитных излучений.

Индивидуальные дозы, получаемые людьми от искусственных источников, очень вариабельны, хотя, в большинстве случаев, легче контролируются.

Источники, используемые в медицине, являются основным источником искусственного облучения и превышают воздействие всех других искусственных источников. Среднемировое значение индивидуальной дозы облучения всего тела вследствие медицинских процедур составляет 0, 4 - 1, 0 мЗв/год; в некоторых странах составляет от 50 до 100% ЕРФ.

Стройматериалы формируют эффективную дозу, равную 0, 1 мЗв/год. Если человек находится в помещении, доза внешнего облучения изменяется под влиянием двух противоположно действующих факторов: экранирование внешнего излучения зданием; излучение естественных радионуклидов, находящихся в материалах, из которых построено здание.

Телевидение - источник мягкого рентгеновского излучения. За счет телевидения формируется средняя взвешенная годовая эффективная доза, равная 0, 01 мЗв.

Использование авиации увеличивает облучение человека за счет радиационного фона, создаваемого космическими лучами, что ведет к формированию годовой эффективной дозы, равной 0, 05 мЗв. Во время полета на самолете мощность дозы облучения всего тела составляет 1, 35 мкЗв/ч на высоте 8 км, 5 мкЗв/ч - на высоте 12 км, 13 мкЗв/ч - на высоте 20 км.

12. ПОНЯТИЕ О РАДИАЦИОННЫХ АВАРИЯХ. ГЛОБАЛЬНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ.

Глобальными называют выпадения радионуклидов, обнаруживаемые вдали от места выброса, т.е. практически в любой точке Земного шара. Это происходит, когда радионуклиды попадают в верхние слои тропосферы (о там до 30 суток) и стратосферу (до нескольких месяцев или лет). Эти радионуклиды долгое время выпадают в различном количестве на различные участки поверхности всего Земного шара.