Повна версія

Головна arrow Екологія arrow Транскордонні проблеми токсикології довкілля

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

РАДІОНУКЛІДИ В НАВКОЛИШНЬОМУ СЕРЕДОВИЩІ

Іонізуюче випромінювання

Іонізуюче випромінювання – це тип електромагнітного або корпускулярного випромінювання з енергією кванта, молекули, енергією, що є достатньою для відриву електрона від атома або молекули. Енергія цього випромінювання, як правило, перебуває в межах кількох електронвольтів3. Емісія іонізуючого випромінювання досягається внаслідок розкладу нестійких елементів, які існують у природі, або штучних елементів, що називаються радіонуклідами. Виділяють чотири типи іонізуючого випромінювання: α, β, γ, n (нейтронне). У табл. 7.1 наведено характеристики різних типів випромінювання.

Таблиця 7.1

Характеристика різних типів випромінювання

Тип випромінювання

Маса

Заряд

α

2 р + 2 η

+2

β

1 е

-1

γ

0

0

нейтронне

1 n

0

Електронвольт (eV) – це величина енергії, яку отримує електрон унаслідок прискорення в електричному полі з різницею потенціалу 1 вольт (1 V).

Іонізуюче випромінювання, проходячи крізь матерію, взаємодіє з нею. Атоми, молекули центру зазнають збудження або іонізації, а випромінювання зазнає уповільнення. Втрата енергії випромінювання на одиниці довжини шляху, що його пройшло випромінювання, називається лінійним переміщенням енергії LET (англ. linear energy transfer). LET, що математично визначається як -dE/dx, є функцією заряду частинки, що переміщується, її швидкості, а опосередковано – кінетичної енергії. З погляду матерії, на яку впливає випромінювання, LET залежить від кількості атомів речовини, що уповільнює, щільності центру, а також середнього потенціалу збудження атомів центру. Величини LET для різних типів випромінювання подано в табл. 7.2.

Таблиця 7.2

Величини LET для різних типів випромінювання

Тип випромінювання

Енергія випромінювання [MeV]

Величина LET ev/A°

- випромінювання γ60Со

1,25

0,02

- випромінювання α210Ро

0,046

8,8

- випромінювання X

0,250

0,1

- електрони

1,0

0,02

- електрони

0,01

0,23

Під впливом іонізуючого випромінювання стають можливими специфічні реакції, які називаються ядерними реакціями. Унаслідок ядерних реакцій (змін) відбуваються перетворення одних елементів в інші, або утворюються нові ізотопи того самого елемента:

Великі важкі ядра зазнають специфічного поділу, який називається розщепленням:

Ядерні зміни, як правило, записуються в скороченому вигляді:

де у дужках наводиться тип частинки, яка бомбардує, а після коми – тип вибитої частинки. Інші приклади змін наведено в табл. 7.3. З того факту, що зміна а полягає у витісненні з ядра частинки а (тобто 2 протонів і 2 нейтронів), випливає, що продукт цієї зміни є ядром нукліду з масовим числом, яке на 4 менше від масового числа материнського нукліду, і атомним числом, яке на 2 менше від атомного числа материнського нукліду. Аналогічно: на 1 і збільшеній кількості протонів на 1 (нуклід з атомним числом, яке більше на 1 від атомного числа материнського нукліду. Вищенаведені закони, які окреслюють положення продуктів ядерних змін у періодичній системі, називаються законами Файанса-Содді. Знання цих законів дає змогу визначити положення продукту ядерної зміни, що відбувається в так званому радіоактивному ряді, тобто групі ізотопів, пов'язаних між собою фіксованою послідовністю радіоактивних змін.

Таблиця 7.3

Типи ядерних реакцій

Частинка, що бомбардує

Вибита частинка

Скорочений запис реакції

α

а

(α, α)

α

p

(α, р)

α

n

(α, п)

p

α

(p, α)

p

n

(p, п)

n

α

(n, α)

n

p

(n, p)

γ

p

(γ. p)

γ

n

(γ. n)

У випадку радіоактивного ряду йдеться про нукліди, пов'язані між собою генетично. Радіоактивний ряд розпочинається з відносно стійкого нукліду, наприклад 238U (t1/2 = 4,51 • 109 років[1]), який зазнає радіоактивних змін у межах визначеної послідовності, до отримання ізотопу, що не є радіоактивним, наприклад Pb. У табл. 7.4. подано відомі в природі радіоактивні ряди.

Таблиця 7.4. Природні радіоактивні ряди

Назва ряду

Занальна формула, що окреслює масову кількість нуклідів певного ряду

Нуклід вихідний

Нуклід кінцевий

Ряд уран-радій

A = 4 η + 2; n = від 59 до 51

238U

210Pb

Ряд уран-актиній

A = 4 η + 3; n = від 58 до 51

235U

207Pb

Ряд торію

А = 4 n; n = від 58 до 52

232U

208Pb

  • [1] Швидкість радіоактивного розпаду окреслює рівняння: N = N0 • е-kt де: N0 – концентрація радіонукліду в часі t = 0, N – концентрація радіонукліду в часі t, t – константа розпаду.
 
<<   ЗМІСТ   >>