Презентация "ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ИСКУССТВЕННЫЕ" по химии – проект, доклад

Среднее значение эффективной дозы, получаемое жителем нашей планеты от природных источников, составляет 2,4 мЗв/год. (миллизивертов в год)

ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ИСКУССТВЕННЫЕ ИСТОЧНИКИ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ И РАДИОНУКЛИДОВ

Все живые существа на Земле постоянно подвергаются воздействию ионизирующей радиации путем внешнего и внутреннего облучения от естественных и искусственных источников ионизирующих излучений

Естественные источники ионизирующих излучений и радионуклидов

Космическое излучение. Первичные радионуклиды земной коры.

Природным радиационным фоном называют ионизирующие излучения, исходящие от природных источников.

Космогенные источники

Космогенные источники:

а) первичное космическое излучение – заряженные частицы высокой энергии, приходящие из межзвездного пространства и из солнечной галактики, а также коротковолновое электромагнитное излучение; б) вторичное космическое излучение – ионизирующее излучение, образующееся в земной атмосфере в результате взаимодействия первичного космического излучения с атомами воздуха. Наиболее распространенными продуктами космогенной активации являются: 3Н, 7,10Ве, 14С, 22Nа, 32Si, 32,33P, 35S, 36,39Cl; в) радиоактивные изотопы, попадающие на поверхность Земли и в ее атмосферу из космического пространства вместе с космической пылью и метеоритными частицами.

Первичное космическое излучение:

Галактическое излучение

Протоны высоких энергий (79%–87%) Атомные ядра от водорода и гелия до более тяжелых ядер лития, бериллия и др. (~10%) Электроны и гамма-лучи (~1%) Энергия заряженных частиц: от 3 – 15 ГэВ (109 эВ) до 1017 – 1018 эВ.

Солнечное излучение

Электромагнитное излучение (вплоть до рентгеновского диапазона) Протоны Электроны Ядра гелия и других элементов

Метеоритный дождь

Вторичное космическое излучение:

μ±-мюоны (тяжелый аналог электрона m=200me) и π±-мезоны (70%), электроны и позитроны (26%), первичные протоны (0,05%), гамма-кванты, быстрые и сверхбыстрые нейтроны, атомы различных элементов (3H и 14C).

Полярное сияние

кислород + электрон = зеленый цвет

азот + электрон = красный цвет

высота – 100 или выше 400 км

Интенсивность космического излучения зависит от следующих факторов:

величины потока галактического излучения; активности солнца; географической широты; высоты над уровнем моря.

Зависимость космического фона от высоты над уровнем моря

Группы лиц, наиболее подверженные действию космического излучения:

жители равнин и морских побережий; жители высокогорья и чабаны, пасущие скот; пассажиры самолета, поднимающегося на высоту 10-12 км (облучение из космоса превышает естественный уровень более чем в 100 раз); экипажи воздушных судов; космонавты.

Природные радиоактивные вещества

Природные радиоактивные вещества:

Первая группа: нуклиды радиоактивных семейств (рядов) 235U, 238U и 232Th с продуктами их распада. Вторая группа: радиоизотопы, находящиеся в земной коре и объектах внешней среды с момента образования Земли (40К, 87Rb, 48Са, 96Zn, 130Te, 129I и др.). Третья группа: радиоактивные изотопы 14C, 3H, 7Be, 10Be, образующиеся непрерывно под действием космического излучения.

Каждый радиоактивный ряд представляет собой цепочку последовательных превращений, когда ядро, образующееся при распаде материнского ядра, тоже, в свою очередь, распадается, вновь порождая неустойчивое ядро и т.д.

В природе существует три родоначальника – уран-235, уран-238 и торий-232, и, соответственно, три радиоактивных ряда – два урановых и один ториевый.

«Вековое равновесие» – скорость распада каждого радионуклида равна скорости его образования

В природе концентрация естественных радионуклидов варьирует в широких пределах. Больше всего в окружающей среде 87Rb и 40К. Радиоактивный калий является основным радионуклидом, создающим природную активность кормов и сельскохозяйственной продукции в большинстве геохимических провинций Земли.

Радионуклиды в атмосфере

радиоактивные вещества в газообразном состоянии (222Rn и 220Th (торон), 14С, 3Н); радиоактивные вещества в виде аэрозолей (40К, 238U, 226Ra и др.)

Одни и те же радионуклиды могут поступать в атмосферу как в результате природных процессов, так и вследствие технической деятельности человека (например, 3Н, 14С, 85Kr).

Пути поступления радионуклидов в атмосферу

при выветривании земных пород и разложении органических веществ; при диффузии из почвы в приземные слои атмосферы радона (222Rn), торона (220Th) и продуктов их распада; при испарении с водной поверхности; под действием космического излучения; с космической пылью (26Al, 10Be и др.); в результате деятельности человека.

Радиоактивность атмосферы

7,4*10-4 – 16,3*10-3 Бк/л или 2*10-14 – 4,4*10-13 Ки/л

Радиоактивность атмосферного воздуха варьирует в широких пределах

Факторы, от которых зависит радиоактивность атмосферы:

местоположения, содержания радионуклидов в материнских земных породах, времени года, состояния атмосферы, метеорологических условий и т.д.

Радиоактивность земной коры и почв

Радионуклиды урановых и ториевого рядов Калий-40, рубидий-87, кальций-48, цинк-96, йод-129 и др.

Доза гамма-излучения разных земных пород у поверхности Земли

0,26 – 11,5 мГр/год (в среднем)

0,12 – 0,7 Гр/год (в некоторых районах Земли) Например бразильский курорт Гуарапари, штат Керала в Индии – моноцитовые пески, Гуандон в Китае – вследствие выхода на поверхность Земли радиоактивных руд и пород, а также значительной примеси в почве урана и радия

Радионуклиды в гидросфере

40К 87Rb

238U, 235U, 232Th и продукты их распада

Радионуклиды космического происхождения

Радиоактивность гидросферы складывается из радиоактивности:

атмосферных осадков, речной воды, озерных вод, подземных вод, морской воды.

Содержание радиоизотопов в водных источниках имеет прямую зависимость от степени минерализации воды

Радиоактивность флоры и фауны

40К, 14С, 3Н, 18О и 22Na являются биогенами и весьма интенсивно усваиваются растениями и животными. Внешние источники природного радиационного фона – космическая радиация и излучения естественных радионуклидов, рассеянных в почве, воде, воздухе, строительных и других материалах. Внутренние источники природной радиации, содержащиеся в самом организме и поступающие в него с пищей, водой и воздухом.

1/3 этой дозы – внешнее облучение 2/3 дозы – внутреннее облучение Суммарная доза, получаемая от природного радиационного фона людьми, колеблется в разных точках земной поверхности от 1 до 110 мЗв/год на человека

Неравномерность природного радиационного фона на нашей планете обусловлена:

Различием в концентрации природных радионуклидов в различных участках земной коры и на ее поверхности. Высотой местности над уровнем моря, географической широтой, вариабельностью космического излучения. Преимущественным потреблением определенных продуктов питания.