Естественные радиоактивные элементы

Введение

Актуальность темы. Термин «радиация» происходит от латинского слова radius и означает луч. В самом широком смысле слова радиация охватывает все существующие в природе виды излучений–инфраструктурное излучение, радиоволны, видимый свет, ультрафиолет и, наконец, ионизирующее излучение. Все виды излучений различаются длиной волны, частотой и энергией. Конечный эффект облучения, зависит от того насколько много энергии было передано и поглощено в организме. К неприятным последствиям ведет переоблучение любым видом радиации. Влияние на здоровье человека, оказывают любые виды излучения. Стоит так же понимать различия между такими терминами, как радиация и радиоактивность.
В настоящее время известно более 300 природных радионуклидов, которые образовались одновременно с Солнечной системой или, по крайней мере, с образованием Земли и постоянно образуются в результате естественного распада долгоживущих радионуклидов или ядерных превращений под действием космического из­лучения в атмосфере. Сегодня можно утверждать, что радиоактивность является фундаментальным свойством материи, а ее носители, в тех или иных количествах, встречаются абсолютно во всех материальных объектах. Они были, есть и будут всегда.
В ходе выполнения работы применены следующие методы исследования: статистический, анализа и синтеза.
Теоретико-методологическая основа исследования базируется на трудах отечественных ученых в области радиационной экологии: А. А. Беккера, Е. В. Гривко, Ю. А. Израэля, А. П. Дурикова, В. С. Портнова, А. И. Орловой, А. Г. Назарова, М. Т. Максимова, Г. Н. Белозерского и др. Работами советских и российских геологов В.И. Вернадского, А.П. Виноградова, Д.И. Щербакова, В.И. Баранова, В.И. Гарасимовского, A.И. Перельмана, В.В. Щербины, JI.B. Таусона, JI.B. Комлева, И.Е. Старика, В.Г. Хлопина, А.И. Ту-гаринова, Я.И. Белевцева, Н.П. Ермолаева, Г.В. Войткевича, А.А. Смыслова, В.Е. Плющева, Г.Б. Наумова, М.Н. Альтгаузена, Ф.А. Алексеева, Р.П. Готтих. H.A. Титаевой, С.Г. Неручева, А.И. Германова и многих других, а также зарубежных специалистов: Adams, Larsen, Roders, Lovering, Sackett, Rosholt, Husmann, Heier, Davis, Tatsumoto, Vine e.a., основательно изучена геохимия радиоактивных элементов в геологических процессах.
Цель работы – рассмотреть понятие естественных радиоактивных элементов.
Задачи работы:
- рассмотреть естественные радионуклиды;
- изучить понятие космического излучения;
- рассмотреть природные радиоактивные материалы;
- изучить источники естественных природных радиоактивных элементов.
















1. Естественная радиоактивность и радиация

1. 1. Естественные радионуклиды

«Естественная радиация включает космическую радиацию и радиацию, возникающую в результате распада природных радионуклидов. Естественные радионуклиды включают первичные радиоактивные элементы в земной коре, продукты их радиоактивного распада и радионуклиды, образующиеся в результате взаимодействия с космической радиацией» . Первичные радионуклиды имеют периоды полураспада, сопоставимые с возрастом Земли. Космогенные радионуклиды непрерывно образуются в результате бомбардировки стабильных нуклидов космическими лучами, в основном в атмосфере.
В большинстве мест на Земле естественная радиация от внешних источников варьируется в пределах примерно 4-кратного изменения; но в некоторых местах изменение больше из-за аномально высокой или низкой концентрации радиоактивных минералов в почве. Космическая радиация сама по себе варьируется примерно в 2 раза в диапазоне высот, который охватывает большую часть населения мира (0-2000 м), и в гораздо меньшей степени с широтой из-за изменения магнитного поля Земли. Особенно высокие концентрации радиоактивных минералов в почве были зарегистрированы в Бразилии, Индии и Китае. Изменения концентрации радона в зданиях ответственны за самые большие изменения доз, полученных населением от естественных внутренних источников.
Происхождение первичных естественных радионуклидов Земли связано с явлением нуклеосинтеза в звездах. Тот факт, что цепочки распада урана, тория и актиния встречаются в природе, напрямую связан с очень длительными периодами полураспада родителей этих цепочек. Отсутствие цепочки распада нептуния обусловлено отсутствием достаточно долгоживущих членов этой цепочки; полный распад родительских радионуклидов и их потомков уже произошел. Природные радионуклиды с длительными периодами полураспада, не являющиеся членами цепочек распада, также существуют в относительно высоком изотопном содержании.
Биогеохимическое поведение радионуклида в данной цепочке распада может, как ожидается, меняться в зависимости от атомного номера (то есть элемента). Например, в цепочке распада урана встречаются изотопы урана, тория, радия, радона и других элементов. Химически они варьируются от инертного газа (радона) до легко сорбируемого четырехвалентного катиона (тория). Эти свойства определяют судьбу радионуклидов в процессе переработки топлива и минералов, их перенос в почве или на поверхности, а также, в конечном счете, их биологическую доступность и поглощение; знание их поведения необходимо для определения условий источника и оценки доз.
«Некоторые радионуклиды, которые существуют на поверхности Земли и в атмосфере, были получены в результате взаимодействия космических лучей с атмосферными ядрами. Два наиболее важных из этих индуцированных радионуклидов, тритий ( 3 H) и 14 C, вносят лишь незначительный вклад в дозу по сравнению с первичными радионуклидами» .
Существует три основных типа излучения:
Альфа-излучение (α), состоящее из частиц, содержащих два протона и два нейтрона, и радиус действия которых в воздухе составляет несколько сантиметров.
Бета-излучение (β), состоящее из электронов, которые пролетают несколько метров в воздухе.
Гамма-излучение (γ), включающее электромагнитные лучи, которые гораздо более проникающие, чем альфа и бета (они могут распространяться на несколько сотен метров в воздухе) и имеют ту же природу, что и рентгеновские лучи. Для их блокировки необходимы толстые слои свинца или бетона.
Естественный (природный) РФЗ представляет собой совокупность потоков ионизирующих излучений от естественных источников внеземного и земного происхождения. Большой Энциклопедический словарь определяет естественный РФЗ как излучение, создаваемое рассеянными в природе радионуклидами, содержащимися в земной коре, приземном воздухе, почве, воде, растениях, продуктах питания, в организме человека (84 %), а также космическое излучение (16 %). Стоит отметить, что естественная радиоактивность постепенно уменьшается в силу распада многих радиоактивных элементов Земли, (интенсивность космического излучения остается относительно постоянной), поэтому в те времена, когда начали протекать процессы, сопровождавшие появление жизни на Земле, радиоактивность была значительно выше.