Головна

Класифікація радіоактивних елементів

  1. ER-діаграми. Класифікація зв'язків і сутностей.
  2. Event як ресурс PR-кампанії: поняття та класифікація.
  3. I.3.5. Перенесення в натуру проектних елементів.
  4. I.3.6. Перенесення в натуру висотних елементів.
  5. I.3.6. Перенесення в натуру висотних елементів.
  6. II Класифікація хромосом людини

Всі відомі радіоактивні елементи слід розділити на 2 групи (таблиця 2.1): природні и штучні (техногенні).

серед природних радіоактивних елементів виділяються довгоживучі (U, Th, K-40, Rb-87 і ін.), короткоживучі продукти розпаду довгоживучих ізотопів (радій, радон і т. д.) і нукліди, постійно утворюються в природному середовищі за рахунок ядерних реакцій (C-14 , H-3, Be-7 та ін.).

штучні радіонукліди можуть бути поділені на:

- осколкові (Продукт поділу ядер урану-235 під впливом теплових нейтронів за схемою):

90Sr, 134Cs, 137Cs, 140La, 131I, 129I, 99Tc, 106Ru, 141Ce

-трансуранові радіоактивні елементи- Хімічні елементи з атомним номером, більше ніж у урану-92:

240Pu, 239Pu, 239U, 239Np, 247Cm, 241Am

- продукти активації - За рахунок взаємодії нейтронів, гамма - квантів і т. Д. З речовиною:

56Fe, 22Na, 60Co, 65Zn, 32P

8 Гранично допустимі дози опромінення на організм людини. Які основні тенденції в зміні цих нормативів?

Гранично допустима доза (ПДР) іонізуючого випромінювання- Гігієнічний норматив, який регламентує найбільше допустиме значення індивідуальної еквівалентної дози в усьому тілі людини або в окремих органах, яке не викличе в стані здоров'я осіб, що працюють з джерелами іонізованого випромінювання, несприятливих змін. Застосовується в галузі радіаційної безпеки, встановлюється законодавчо. У Російській Федерації законодавчим документом є "Норми радіаційної безпеки". ПДР залежить від опромінення всього тіла, тих чи інших груп т. Н. критичних органів і становить від 5 до 30 бер (50-300 мЗв) на рік.

Стосовно опроміненню населення ділиться на 3 категорії.

Категорія А осіб, що опромінюються або персонал (професійні працівники) - особи, які постійно або тимчасово працюють безпосередньо з джерелами іонізуючих випромінювань.
Категорія Б осіб, що опромінюються або обмежена частина населення - особи, які не працюють безпосередньо з джерелами іонізуючого випромінювання, але за умовами проживання або розміщення робочих місць можуть піддаватися впливу іонізуючих випромінювань.

Категорія В осіб, що опромінюються чи населення - населення країни, республіки, краю або області.

для категорії А вводяться гранично допустимі дози -найбільший значення індивідуальної еквівалентної дози за календарний рік, при якій рівномірне опромінення протягом 50 років не може викликати в стані здоров'я несприятливих змін, які виявляються сучасними методами. для категорії Б визначається межа дози.

Встановлюється три групи критичних органів:

1 група - Все тіло, гонади і червоний кістковий мозок.

2 група - М'язи, щитовидна залоза, жирова тканина, печінка, нирки, селезінка, шлунково-кишковий тракт, легені, кришталики очей і інші органи, за винятком тих, які відносяться до 1 і 3 груп.

3 група - Шкірний покрив, кісткова тканина, кисті, передпліччя, гомілки і стопи.

Крім основних дозових меж для оцінки впливу випромінювання використовують похідні стандарти й рівні. Нормативи розраховані з урахуванням неперевищення дозових меж ПДР (гранично допустима доза) і ПД (межа дози). Розрахунок допустимого вмісту радіонукліда в організмі проводять з урахуванням його радіотоксичності і неперевищення ПДР в критичному органі. Контрольні рівні повинні забезпечувати такі низькі рівні опромінення, які можна досягти при дотриманні основних дозових меж.

для категорії А (Персоналу) встановлені:

- Гранично допустимий річне надходження ПДП радіонукліда через органи дихання;

- Допустимий вміст радіонукліду в критичному органі ДСА;

- Допустима потужність дози випромінювання ДМДА;

- Допустима щільність потоку частинок ДППА;

- Допустима об'ємна активність (концентрація) радіонукліда в повітрі робочої зони ДКА;

- Допустиме забруднення шкірних покривів, спецодягу та робочих поверхонь ДЗА .

Для категорії Б (обмеженої частини населення) встановлено:

- Межа річного надходження ПГП радіонукліда через органи дихання або травлення;

- Допустима об'ємна активність (концентрація) радіонукліда ДКБ в атмосферному повітрі та воді;

- Допустима потужність дози ДМДБ;

- Допустима щільність потоку частинок ДППБ;

- Допустиме забруднення шкірних покривів, одягу і поверхонь ДЗБ .

Чисельні значення допустимих рівнів в повному обсязі містяться в "Нормах радіаційної безпеки".

Межі допустимих експозиційних доз з роками змінювалися, і в цілому, в міру того, як збільшуються знання про ризики захворювання на рак в результаті опромінення вказували на те, що загроза, яку представляє опромінення, -значно більше, ніж передбачалося раніше, спостерігалася тенденція до їх зниження . Для того щоб гарантувати, що персонал не піддається шкідливому впливу понад норми, необхідно належним чином контролювати найбільш важливі шляхи цього впливу. Необхідно також враховувати, що іонізуюче випромінювання впливає на людей різними шляхами.

9 Трансуранові елементи - як радіаційно-небезпечний фактор

Трансуранові радіоактивні елементи- Хімічні елементи з атомним номером, більше ніж у урану-92:

240Pu, 239Pu, 239U, 239Np, 247Cm, 241Am

вікіпедія:

Елементи з атомним номером більше 100 називаються трансферміевимі елементами. Одинадцять з відомих трансуранових елементів (93-103) належить до числа актиноидов. Трансуранові елементи з атомним номером більше 103 називаються трансактіноідамі.

Всі відомі ізотопи трансуранових елементів мають період напіврозпаду значно менший, ніж вік Землі. Тому трансуранові елементи практично відсутні в природі і виходять штучно за допомогою різних ядерних реакцій. Елементи до фермію включно утворюються в ядерних реакторах в результаті захоплення нейтронів і подальшого бета-розпаду. Трансферміевие елементи утворюються тільки в результаті злиття ядер.

Перший з трансуранових елементів нептуний Np (п. Н. 93) було отримано в 1940 р бомбардуванням урану нейтронами. За ним послідувало відкриття плутонію (Pu, п. Н. 94), америцію (Am, п. Н. 95), кюрія (Cm, п. Н. 96), Берклі (Bk, п. Н. 97), каліфорнія (Cf, п. н.98), ейнштейнію (Es, п. н.99), фермію (Fm, п. н. 100), Мендельову (Md, п. н. 101), нобелия (No, п. н. 102) і Лоуренс (Lr, п. н. 103). Отримано також трансактіноіди з порядковими номерами 104-118; в цьому ряду імена присвоєні елементам 104-112: Резерфорд (Rf, 104), Дубно (Db, 105), Сиборгом (Sg, 106), борій (Bh, 107), хассій (Hs, 108), мейтнерій (Mt, 109), дармштадтій (Ds, 110), рентгеном (Rg, 111), коперніцій (Cn, 112). Елементи 113-118 поки мають тимчасові назви, похідні від відповідних латинських числівників: унунтрій [1] (Uut, 113), унунквадій [2] (Uuq, 114), унунпентій [3] (Uup, 115), унунгексій [4] (Uuh, 116), Унунсептій [5] (Uus, 117), унуноктій [6] (Uuo, 118).

Хімічні властивості легких трансуранових актиноїдів, одержуваних у вагових кількостях, вивчені більш-менш повно; трансферміевие елементи (Md, No, Lr і так далі) вивчені слабко в зв'язку з труднощами одержання і короткими часом життя. Кристалографічні дослідження, вивчення спектрів поглинання розчинів солей, магнітних властивостей іонів та інших властивостей показали, що елементи з п. Н. 93-103 - аналоги лантаноїдів. З усіх трансуранових елементів найбільше застосування знайшов нуклід плутонію 239Pu як ядерне паливо.

трансуранові елементи (ТУЕ).

 радіонуклід T?, роки
238Pu  87,44
239Pu
240Pu
241Pu
241Am  432,2

всі ці радіонукліди відчувають ?-розпад і все довгоживучі.

Трансуранові радіонукліди (елементи) утворюються в результаті послідовно повторюваних актів захоплення нейтронів (n, ?) і наступним ?-розпадом:

1. 235U (n, ?)236U (n, ?)237U 237Np (n, ?)238Np 238Pu

2. 238U (n, ?)239U 239Np 239Pu

3. 239Pu (n, ?240Pu

4. 240Pu (n, ?)241Pu 241Am

5. 241Pu (n, ?)242Pu

Тут наведені лише основні перетворення, в результаті яких утворюються значущі для радіоекології радіонукліди.

Зі збільшенням Z і A синтезованого ядра його вихід різко зменшується. На відміну від ядерного вибуху, при якому синтез ТУЕ відбувається за час 10-6 ? 10-8 с при дуже високому інтегральному нейтронном потоці (до 1023 ? 1023 нн / см2), В ядерному реакторі час синтезу може тривати протягом багатьох років при меншій інтенсивності нейтронного потоку. Найбільший вихід має реакція 2. - вихід 239Np і 239Pu при щільності потоку нейтронів в реакторі 1013 нн / см2 з становить 0,1 Кі / 1 г U.

реакція 238U (n, ?)239U > 239Np > 239Pu може відбуватися і в природних умовах під дією нейтронів спонтанного ділення U (s, f) і нейтронів з (?, n) реакції на урані, що міститься в уранових рудах. вихід ядер 239Pu в цьому випадку порядку (0,4 ? 15) · 10-12 щодо змісту ядер 238U в рудах.

Трансуранові елементи найбільш інтенсивно напрацьовуються в ядерних реакторах (в тому числі і енергетичних) і є одним з найцінніших продуктів переробки вигорілого ядерного палива. Крім ЯПЦ і ЯВ джерелом викидів ТУЕ з'явилася аварія ЧАЕС.

Все трансуранові елементи хімічно дуже активні. Характерна їх особливість - здатність утворювати сполуки з воднем, азотом, киснем, галогенами, а також комплексні сполуки. Ступені окислення їх від 2+ до 7+.

Валентність радіонуклідів плутонію від 2+ до 7+ (2+ найменш характерна). У більшості випадків радіонукліди плутонію утворюють нерозчинні сполуки. Оксиди плутонію PuO, Pu2O3, PuO2 і фази змінного складу від Pu2O3 до Pu4O7. У водних розчинах утворює іони (від 3+ до 7+), Причому всі іони можуть перебувати в розчині одночасно (крім 7+). Вони схильні до гідролізу (ця здатність зростає в ряду PuO 3+22+4+) І легко утворюють комплексні сполуки (ця здатність збільшується для різних іонів в ряду 5+, 6+, 3+, 4+).

валентність 241Am від 2+ до 7+, Причому найменш характерні 2+ і 7+, А стійкі 3+, В твердому стані і у вигляді комплексів в розчині - 4+. Оксиди AmO, Am2O3, І AmO2. Утворює нітрідAmN, сульфід Am2S, а також металлоорганическое з'єднання Am (C5H5)3. Америцій утворює розчинні сполуки з галогенами (AmCl2, AmBr, AmJ3). Утворює комплексні сполуки з мінеральними і органічними кислотами. На відміну від плутонію з'єднання америцію мають більшій розчинність і, отже, більшій міграційної здатністю.

В ступеня окислення 3+ властивості ТУЕ подібні властивостями лантаноїдів, але мають більш сильно вираженою здатністю до комплексоутворення (вона зростає в ряду U

В ступеня окислення 4+ утворюють оксиди, фториди, стійкі у водних розчинах (U, Np, Pu), у водних розчинах утворюють комплекси. З'єднання (гідроксиду, фториди, іодіди, фосфати, карбонати) важкорозчинні. Сильні комплексообразователи (схильність зростає від U до Am).

В ступеня окислення 5+ існують у вигляді діокіслов MeO2+. Ця іонна форма визначає хімічні властивості - малу схильність до гідролізу і комплексоутворення. В ступеня окислення 6+ знаходяться в формі іонів MeO22+. Відомо значне число комплексних з'єднань.

В ступеня окислення 7+ найбільш стійкий Pu. У твердому стані існує у вигляді іонів MeO55, MeO53, [Me2O5(OH)2]4 і MeO4-, А в розчинах - в гидратированной формі аніона MeO53+.

Загалом, закономірності міграції плутонію і америцію подібні. Тому досить розглянути особливість міграції радіонуклідів плутонію.

Вони визначаються розчинність сполук плутонію в природних середовищах і, особливо, первісна хімічна форма. При ядерних вибухах такою формою є практично нерозчинні оксиди і, в основному, окремі атоми, які з глобальними випаданнями надходять на земну поверхню і тільки тут можуть утворювати розчинні сполуки.

У викидах ЯПЦ переважають розчинні сполуки плутонію, а також його комплексні сполуки з органічними лігандами.

Особливо складним складом відрізнялися викиди при аварії ЧАЕС. Їх можна розділити на 4 групи:

А- Механічно викинуті з активної зони тонкодисперсні частинки палива, близькі по радіонуклідного складу до відпрацьованого палива; осіли на земну поверхню в ближній зоні (R ? 60 - 70 км).

Б- Мелкодисперсное паливо та інші продукти, помірно збагачені летючими радіонуклідами; вміст радіонуклідів плутонію в ~ 2 рази більше очікуваного; осіли на земну поверхню в зоні R ? 100 км.

В - Викиди, сильно збагачені летючими радіонуклідами, в тому числі плутонієм; осіли на земну поверхню в зоні R ? 150 км і далі.

Г - Викиди, збагачені радіонуклідами плутонію до 200 разів, в тому числі частково розчинні сполуки плутонію; осіли на земну поверхню в дальній зоні.

Відмінності в цих групах викидів обумовлені головним чином відмінністю температур в аварійному реакторі до моменту вибуху. Зміст кіслорастворімих форм плутонію зростає від групи А і Б до груп В, Г в 4 - 15 разів і доходить до 55 ? 85%.

В даний час основним резервуаром радіонуклідів плутонію і 241Am є поверхню грунтів та донні відкладення (більше 99% вступників і що надходять від глобальних і чорнобильських випадінь і від викидів підприємств ЯПЦ). У біологічних об'єктах цих трансуранових елементів не більше 1% (в основному в рослинах, а в тварин ще в 5 ? 104 разів менше). Радіонукліди плутонію знаходяться переважно в 4+ нерозчинної формі. Коефіцієнт дифузії в грунті ~ 10-9 см / с.

Тільки близько ~ 10% цих радіонуклідів може бути в розчинній доступною для рослин формі. З рослин найбільшу концентрацію радіонуклідів плутонію мають низкорастущие рослини (трави, мохи, лишайники). Це наслідок того, що радіонукліди плутонію перерозподіляються на земній поверхні в основному за рахунок вітрового перенесення і ерозії. Коефіцієнт накопичення трансуранових елементів рослинами дуже низький (10-1 ? 10-3).

Ізотопні відносини радіонуклідів плутонію, що містяться в грунті різних регіонів, суттєво різняться з-за відмінності джерел їх надходження (глобальний, від ЯПЦ, аварія ЧАЕС). Так, відношення 240Pu /239Pu від ядерних вибухів - (0,05 ? 0,06); від глобальних випадінь - близько 0,176; від викидів ЯПЦ разом з глобальними випаданнями - (0,049 ? 0,150), а від чорнобильських випадінь - (0,30 ? 0,35).

Ізотопні відносини для різних регіонів варіюють у таких межах:

 радіонукліди  відносини
238Pu /239Pu +240Pu  0,027 ? 0,44
238Pu /239Pu  1,1 · 10-4 ? 3,7 · 10-3
240Pu /239Pu  0,049 ? 0,35
241Pu /239Pu  0,003 ? 0,090
242Pu /239Pu  4,4 · 10-3 ? 4,0 · 10-2

Видно, що основним радіонуклідом плутонію в викидах є 239Pu. Дуже малі викиди 238Pu і 242Pu. Незважаючи на відносно низькі викиди 241Pu, вони відіграють особливу роль, так як в результаті розпаду цього радіонукліда утворюється долгоживущий 241Am. Тому зміст 241Am в навколишньому середовищі безперервно зростає. Так, в період 1940 - 1990 рр. зміст241Am в атмосфері збільшилася в 2 рази.

Абсолютна вміст радіонуклідів плутонію в ґрунтах і атмосферних аерозолях дуже сильно варіює, особливо в залежності від відстані від ЧАЕС. Так в атмосферних аерозолях вміст плутонію зменшується в 104 раз при переході від ближньої до дальньої зоні (в якій вміст плутонію знаходиться на рівні 19 Бк / л), щільність випадінь зменшується в ~ 170 разів (до рівня 1,25 · 105 Бк / м2), Зміст на поверхні грунту зменшується в ~ 370 разів (до рівня ~ 10 Бк / м2). В цілому в міру віддалення від ЧАЕС рівень забруднення наближається до фону глобального забруднення - для земної поверхні (10 ? 60) Бк / м2. Середня питома активність радіонуклідів плутонію в ґрунтах для європейської частини Росії ~ 140 Бк / кг при тлі глобального забруднення близько 60 Бк / кг.

Одиниці виміру радіоактивності | Ланцюжки радіоактивного розпаду природних радіонуклідів


Поняття про радіоактивність | Загальна характеристика методів оцінки дозових навантажень на людину | Методи біологічного дозиметрії | Вуглець-14 - як радіаційно-небезпечний фактор | Поняття про експозиційної дози іонізуючого випромінювання | Індикаторні види захворювань людини від впливу радіації | Sr90 - як радіаційно-небезпечний фактор | Ефект впливу радіації на тканини, організми і клітини | Радон - як радіаційно-небезпечний фактор | Одиниці активності радіонукліда |

© 2016-2022  um.co.ua - учбові матеріали та реферати