Естественные радионуклиды, содержа-щиеся в объектах окружающей среды

Задача контроля за загрязнениями природной среды радиоактивными выбросами пред­приятий осложняется тем, что эти загрязнения приходится наблюдать на фоне глобальной естественной радиоактивности. В природе известно около 190 естественных радионукли­дов, которые можно разделить на две большие группы. Космогенные радионуклиды, непрерывно обра­зующиеся при взаимодействии космического излучения с ядрами атомов, находящихся в атмосфере и в земной коре (³H, ⁷Be, ¹⁴C, ²²Na и др.), и земные или первичные радионуклиды, присутствующие в различных объектах внешней среды с момента образования Земли (⁴⁰K, ⁸⁷Rb, ²³⁸U и ²³²Th вместе с дочерними продуктами распада и др.).

Ниже приводятся сведения об основных естественных радионуклидах, присутствующих в объектах природной среды.

ПОЧВА. Содержание радионуклидов в почве определяется составом исходных горных пород, слагающих земную кору, и характером процессов почвообразования, например, выщелачи-вание грунтовыми водами, сорбция радионуклидов почвами и некоторые другие факторы.

В табл. 1.1 представлено содержание естественных радио-нуклидов в земной коре, а в табл. 1.2 – удельная активность ⁴⁰К, ²³⁸U, и ²³²Th в некоторых горных породах и почвах.

Кроме естественных радионуклидов в почве присутствуют радионуклиды искусственного происхождения, образовавшиеся вследствие наземных испытаний ядерного оружия, а также обусловленные выбросами предприятий, имеющих отношение к атомной промышленности. В настоящее время в почве среди нуклидов искусственного происхождения можно обнаружить

Таблица 1.1

Содержание некоторых естественных радионуклидов

в земной коре

Химический элемент	Радио-нуклид	Период полураспада, лет	Содержание в естественной смеси изотопов, %	Масса радионуклида в 1 т земной коры, г	Активность радионуклида в 1 кг земной коры, Бк
Калий	^40K	1,28× 10^9	0,012	2,5
Рубидий	^87Rb	4,7×10^10	27,85
Торий	^232Th	1,4×10^10
Уран	^235U	7,04×10^8	0,72	0,017	1,4
Уран	^238U	4,47×10^9	99,3	2,4
Радий	^226Ra	1,6×10^3	~ 100	6×10^-7

Таблица 1.2

Удельные активности ⁴⁰К, ²³⁸U, и ²³²Th в некоторых горных

породах и почвах

Тип породы или почвы	Среднемировые значения удельной активности, Бк/кг
^40K	^238U	^232Th
Граниты
Диориты
Базальты
Известняки
Песчаники
Сланцы
Черноземы
Торфяники
Диапазон в почвах разного состава	100 - 1000	6 - 60	5 - 50

долгоживущие ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs от ядерных испытаний, а в окрестностях АЭС можно наблюдать также ⁶⁰Co, ⁵¹Cr и ряд других радионуклидов искусственного происхождения.

ВОДА. В природной воде присутствуют те же радиоактивные элементы, что и в почве, но основная доля радиоактивности обусловлена ⁴⁰К. При этом пробы воды обогащены легкораст-воримыми соединениями отдельных нуклидов, например, ⁹⁰Sr.

ВОЗДУХ, АЭРОЗОЛИ. В составрадиоактивных естественных аэрозолей входят, в основном, продукты распада дочернего по отношению к радию газа радона, диффундирующего из земли.В первые часы (после отбора) активность пробы воздуха будет определяться продуктами распада ²²²Rn из уран-радиевой це-почки (рис. 1.1), а через сутки после отбора радиоактивность, в основном, будет обусловлена естественным ²¹²Pb (Т _1/2 = 10,6 ч) из цепочки распада тория (рис. 1.2). Для обнаружения искусственной радиоактивности на фоне естественной пробу приходится выдерживать более четырех суток, после чего из естественных радионуклидов там практически остается только ²¹⁰Pb (Т _1/2 = 21 год) из цепочки распада урана-радия. В пробах аэрозолей могут присутствовать долгоживущие продукты деления испытаний ядерного оружия ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, а в выбросах АЭС могут также находиться радионуклиды, связанные с активацией теплоносителя, его примесей и конструкционных материалов, ⁶⁰Cо, ⁵⁸Co, ⁵¹Cr, ⁵⁹Fe, ⁶⁴Cu, ⁶⁵Zn, ⁵⁴Mn, ²²Na, ^110mAg и ряд других, а также ¹³⁴Cs, появление которого связано с активацией стабильного продукта деления ¹³³Cs в топливе АЭС. При аварийных ситуациях возможно появление в выбросах изотопа ¹³¹I.

РАСТИТЕЛЬНОСТЬ И СЕЛЬХОЗПРОДУКТЫ. Основным ра-дионуклидом, определяющим суммарную активность раститель-ности, является естественный ⁴⁰К. В остальном изотопный состав проб соответствует составу загрязнений аэрозолями с тем отличием, что растительность обычно обогащена долгоживущими нуклидами. Накопление искусственных радионуклидов растениями может происходить двумя путями: в ре
зультате непосредственного задерживания радиоактивных частиц и аэрозолей надземной частью растения и при усвоении радионуклидов из почвы. Каждый из этих путей характеризуется своими специфическими особенностями (физико-химическими свойствами радионуклидов, биологическими характеристиками растений, размерами частиц выпадений и многими другими факторами). Так, например, внекорневое поступление радионуклида в растение не зависит от периода его полураспада, а почвенный переход – зависит, он невелик для короткоживущих радионуклидов, т.к. как они успевают распасться в течение времени, характерного для усвоения радионуклидов корнями.

Для обеспечения радиационной безопасности населения были разработаны гигиенические требования к качеству и безопасности продовольственного сырья и пищевых продуктов. Согласно этим требованиям, содержание, например, в сухих грибах наиболее радиационно опасных долгоживущих радионуклидов составляет для ⁹⁰Sr – 250, для ¹³⁷Cs – 2500 Бк/кг.

СТРОИТЕЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ. В строительных материалах присутствуют те же радионуклиды естественного происхождения, что и в почве. Содержание повышенных концентраций радиоактивных элементов в стройматериалах может явиться источником дополнительного постоянного облучения населения, проживающего в зданиях, построенных из этих материалов. В настоящее время с целью снижения дозовых нагрузок на население введены нормы предельного загрязнения строительных материалов. Так, суммарная активность по радионуклидам ²²⁶Ra, ²³²Th (в равновесии с их продуктами распада) и ⁴⁰К не должна превышать 370 Бк/кг.

Дата добавления: 2014-12-08