În formarea radiațiilor de fond, un rol important îl joacă sursele de radiații artificiale. Fenomenul de radioactivitate artificială a fost descoperit în 1934 de soții lui Joliot-Curie, care au arătat că atunci când bombardează alfa-particulele de nuclee de element de lumină, alte elemente care sunt radioactive
Nucleul elementelor stabile poate fi, de asemenea, bombardat cu neutroni. În prezent, sunt cunoscute mai mult de 900 de radionuclizi care sunt obținuți prin mijloace artificiale. În special, în reactoarele nucleare se obțin o mulțime de radionuclizi artificiali, și reactoarele centralelor nucleare. Cele mai multe dintre ele sunt emițători alfa și au perioade de înjumătățire mare. Nu există elemente care să nu aibă un izotop radioactiv.
Au apărut radionuclizii artificiali în legătură cu activitățile umane. Acestea sunt împărțite în trei grupe:
1. Produse radioactive de fisiune nucleară. Ele apar în reacții de fisiune nucleară de 235 U, 238 U, 239 Pu, etc. care apar ca urmare a acțiunii neutronilor asupra lor. Sursele acestui grup de radionuclizi din atmosferă sunt testele privind armele nucleare, activitatea întreprinderilor din ciclul combustibilului nuclear și industria nucleară (centrale nucleare, centrale radiochimice etc.). În explozii nucleare se formează aproximativ 250 de izotopi de 35 elemente. Pentru produsele de fisiune radioactive (RAP): 131 J, 137 Cs, 90 Sr, 140 Ba, 133 Xe și multe altele. Timpul de înjumătățire al RAP variază de la câteva secunde până la câteva zeci de ani.
Majoritatea radionuclizilor formați sunt beta și gamma emițători (131 J, 137 Cs, 140 Ba), ceilalți emit fie particule beta (90 Sr, 135 Cs), fie particule alfa (144 Nd, 147 Sm).
2. Elemente transuranice radioactive care apar în centralele nucleare și în explozii nucleare ca rezultat al reacțiilor nucleare succesive cu nucleele atomilor de material fisionabil și decăderea radioactivă ulterioară a nucleelor superheioase care se formează. Aceste radionuclizi sunt 237 Np, 239 Pu, 241 Am, 242 Cm etc. Acestea sunt în principal alfa-active, caracterizate printr-un timp de înjumătățire foarte lung, absența izotopilor stabili.
3. Produse de radioactivitate indusă, formate ca rezultat al reacțiilor nucleare ale particulelor elementare. Neutronii formați în reacția în lanț a fisiunii de uraniu sau plutoniu afectează nucleele elementelor stabile ale mediului, transformându-le în reacții radioactive (reacții de activare). Aceste radionuclizi sunt: 45 Ca, 24 Na, 27 Mg, 29 Al, 31 Si, 65 Zn, 54 Fe, etc. Cele mai multe dintre ele se descompun prin emisia de particule beta și radiații gamma.
Principalele componente care alcătuiesc fondul de radiație artificială (IRF) sunt:
1. Depozitarea globală a radionuclizilor artificiali asociate cu testarea armelor nucleare. Statele Unite și URSS au efectuat mai mult de 400 de teste de bombe nucleare. Aceasta a dus la o creștere globală a iradierii populației lumii. Majoritatea radionuclizilor intră în stratosferă, unde rămân timp de multe luni și chiar ani, coborând lent și disipând pe întreaga suprafață a globului. Aceasta duce la o schimbare a fundalului radiațiilor în diferite puncte ale globului, la distanță de zeci de mii de kilometri de locul exploziei. În explozii nucleare, radionuclizii de fisiune, o parte nedespărțită a încărcăturii nucleare, neutronii intră în mediul înconjurător. De asemenea, se formează radioactivitatea indusă.
Expunerea umană la efecte radioactive include iradierea beta și gamma datorată radionuclizilor prezenți în aerul de suprafață și depozitați pe suprafața pământului; datorită contaminării cu radionuclizi a pielii și a îmbrăcămintei; datorită iradierii interne a radionuclizilor ingerați în organism cu aer inhalat, hrană, apă.
2. Poluarea de natură locală, regională și globală, cauzată de emisiile neincluse ale centralelor nucleare și ale deșeurilor radioactive, în special în cazul accidentelor la centralele nucleare. Când se exploatează reactoare nucleare, ca și în cazul exploziilor nucleare, se formează un număr mare de radionuclizi (produse de fisiune de 235 U, 234 Pu). Cea mai mare parte a produselor de fisiune este reținută și rămâne direct în compoziția combustibilului. Deșeurile radioactive pot fi sub formă de gaze, aerosoli, lichide și sub formă solidă. Pentru a întârzia eliberarea de gaze-aerosoli a centralelor nucleare, sunt instalate filtre, se utilizează camere de expunere, sisteme radiochromatografice (adsorbția gazelor pe cărbune activ). Eliberarea aerosolului de gaz - furnizarea de substanțe radioactive la o înălțime a coșului de fum de 100-150 m. Imprastierea în atmosferă, ele formează un nor de ejecție. Când norul se mișcă în atmosferă, oamenii sunt expuși la radiații beta și gamma. Particulele de aerosol, care cad din nor, se așeză pe teren și migrează în elementele sistemelor ecologice. Unele dintre radionuclizii alimentați cu alimente cauzează iradierea internă. Dacă se formează defecte în carcasa elementului combustibil, atunci produsele de fisiune pot intra în lichidul de răcire. Deșeurile lichide pot intra în râuri și lacuri.
La locul de muncă al întreprinderilor din industria uraniului, este posibil să se polueze mediul cu radionuclizi în fiecare etapă de producție (extracție, prelucrare, îmbogățire a uraniului, prepararea combustibilului nuclear). Astfel, în mine, mediul înconjurător este contaminat cu radionuclizi ai familiei uraniu-235, în principal radonul și produsele sale de dezintegrare, care se află în aerul de ventilație. Deșeurile de minereuri sărace în apropierea uzinelor de concentrare sunt, de asemenea, o sursă de emisie de radon în atmosferă și produse de degradare a acesteia. Atunci când combustibilul nuclear este reprocesat la instalațiile radiochimice, emisiile pot fi de 3 N, 14 C, 137 Cs etc.
3. Utilizarea surselor deschise de radiații ionizante în producția industrială, în agricultură, în scopuri științifice, în medicină etc. Izotopii radioactivi sunt utilizați pe scară largă în industrie. De exemplu, controlul uzurii inelelor pistonului în motoarele cu combustie internă se realizează prin iradierea inelului cu neutroni, ca urmare a faptului că devine radioactiv. Când motorul funcționează, particulele materialului inelar intră în uleiul de lubrifiere. Investigând nivelul de radioactivitate a uleiului pentru o anumită perioadă a motorului, găsiți uzura inelului. Cu ajutorul detectării defectelor radioactive, se stabilesc prezența, localizarea, forma și dimensiunea defectelor interne ale materialelor și produselor, etc.
Radionuclizii din medicină au fost folosiți pe scară largă. Cu ajutorul lor se diagnostichează starea organelor individuale - ficatul, plămânii, glanda tiroidă etc. (32 P, 57 Ge, 131 J, 133 Xe etc.). Ele sunt folosite pentru diagnosticarea și tratarea tumorilor. În acest scop, 131 J este injectat în organism, deoarece metabolismul din tumoare este mai rapid decât în țesuturile sănătoase, iar radioizotopul iod se acumulează mai rapid în tumoare. Investigarea radiațiilor pe diferite părți ale corpului, găsirea localizării tumorii.
Un rol special îl joacă sterilizarea prin radiație a instrumentelor, seringile de unică folosință, vata de bumbac, bandajele etc. Radionuclizii au fost de asemenea utilizați în agricultură. Iradierea semințelor crește germinația și randamentul acestora. Aplicați radiații pentru dezinfestarea cerealelor, conservarea produselor agricole. Substanțele radioactive (radiațiile lor) sunt de asemenea utilizate în arheologie, geologie, geochimie și alte industrii.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: