.

  Лит.:Любимов Е. А., Термика Земли и Луны, М., 1968: Баранов В. И., Титаева Н. А., Радиогеология, М., 1973; Тугаринов А. И., Общая геохимия, М., 1973.

  А. Н. Тугаринов.

Радиоактивность осадков

Радиоакти'вность оса'дков,обусловлена захватом радиоактивных аэрозолей и газов из атмосферного воздуха частицами облаков и осадков. Кроме того, сама вода осадков содержит атомы радиоактивного 3H. Различают естественные и искусственные Р. о., обусловленные вымыванием из атмосферы соответственно естественных и искусственных аэрозолей и газов. Наибольший уровень радиоактивности приходится на короткоживущие продукты распада 222Rn: 218Po (RaA), 214Pb (RaB), 214Bi (RaC), 214Po (RaC’).

  Вымыванне осадками - основной механизм очищения атмосферы от радиоактивных загрязнений. Распределение выпадении радиоактивных аэрозолей из атмосферы в региональных районах обычно соответствует распределению количества выпавших осадков. Захват радиоактивных аэрозолей происходит в основном в облаке за счёт конденсационных роста капель на радиоактивных пылинках как на и диффузионного захвата пылинок каплями. Захват радиоактивных частиц падающими дождевыми каплями и снежинками происходит главным образом под действием инерционных сил и конвективной диффузии. Концентрация радиоактивных аэрозолей в осадках зависит от вида осадков. Наибольшие её величины отмечаются в туманах и мороси.

  С. Г. Малахов.

Радиоактивные аэрозоли

Радиоакти'вные аэрозо'ли,естествепные или искусственные с радиоактивной дисперсной фазой.

  Естественные Р. а. возникают в результате радиоактивного распада изотопов радона, выделяемых с поверхности почвы в атмосферу, а также при взаимодействии частиц космического излучения с ядрами атомов химических элементов, входящих в состав воздуха. Образующиеся при этом радиоактивные атомы оседают на частицах нерадиоактивной атмосферной пыли. С поверхности почвы ветром уносится в атмосферу и пыль, содержащая радиоактивные изотопы калия, урана, тория и др. Некоторое количество Р. а. попадает в атмосферу с космической пылью и метеоритами.

  Искусственные Р. а., содержащие продукты деления и радиоактивные изотопы с наведённой активностью, образуются в определённом радиусе при взрыве ядерной бомбы, а также при технологических или аварийных выбросах на предприятиях атомной промышленности, на урановых шахтах и в обогатительных цехах (см. ).

 Состав Р. а. зависит от их происхождения и условий существования в атмосфере. См. ст. и лит. при ней.

Радиоактивные минералы

Радиоакти'вные минера'лы,минералы, содержащие природные (долгоживущие изотопы радиоактивных рядов 238U, 235U и 232Th) в количествах, существенно превышающих величины их среднего содержания в земной коре ( ). Известно около 250 Р. м., содержащих , либо оба эти элемента; радиевых минералов - достоверно не установлено. Разнообразие Р. м., принадлежащих к различным классам и группам, обусловлено нахождением урана в четырёх- и шестивалентных формах, изоморфизмом четырёхвалентного урана с Th, редкоземельными элементами (TR), Zr и Ca, а также изоморфизмом тория с TR цериевой подгруппы.

  Различают Р. м., в которых уран (урановые минералы) или торий (ториевые минералы) присутствуют в виде основного компонента, и Р. м., в состав которых радиоактивные элементы входят в виде изоморфной примеси (уран- и/или торийсодержащие минералы). К р. м. не относятся минералы, содержащие механическую примесь Р. м. (минеральные смеси) или радиоактивные элементы в сорбированном виде.

  Урановые минералы подразделяются на две группы. Одна объединяет минералы U 4+(всегда содержащие некоторое количество U 6+), представленные окислом урана - UO 2и его силикатом - коффинитом U (SiO 4) 1-x(OH) 4x. Настуран (разновидность уранинита) и коффинит - главные промышленные минералы гидротермальных и экзогенных месторождений урана; уранинит, кроме того, встречается в и .Порошковатые окислы (урановые черни) и гидроокислы урана образуют существенные скопления в зонах окисления различных урановых месторождений (см. ). Титанаты урана ( UTi 2O 6и др.) известны в пегматитах, а также в некоторых гидротермальных месторождениях. Вторая группа объединяет минералы, содержащие U 6+, - этогидроокислы (беккерелит 3UO 3Ч3H 2O?, кюрит 2PbOЧ5H 2O 3Ч5H 2O), силикаты (уранофан Ca (H 2O) 2U 2O 4(SiO 4)Ч3H 2O, казолит Pb [UO 2][SiO 4]ЧH 2O), фосфаты ( Ca [UO 2] 2[PO 4] 2Ч8H 2O, торбернит Cu [UO 2] 2[PO 4] 2Ч12H 2O), арсенаты (цейнерит Cu [UO 2] 2[HSO 4] 2Ч12H 2O), ванадаты ( K 2[UO 2][VO 4] 2Ч3H 2O), молибдаты (иригинит), сульфаты (уранопилит), карбонаты (ураноталит); все они распространены в зонах окисления урановых месторождений.

  Ториевые минералы - окисел (торианит ThO 2) и силикат (торит ThSiO 4) - менее распространены в природе. Они встречаются в качестве в гранитах, сиенитах и пегматитах; иногда образуют существенные концентрации в различных россыпях (см. ).

 Уран- и/или торийсодержащие минералы - титанаты (давидит), титанотанталниобаты ( , , ), фосфаты ( ), силикаты ( ) -большей частью рассеяны в изверженных и осадочных горных породах, обусловливая их естественную радиоактивность (см. ). Лишь небольшая часть из них (давидит, монацит) образует существенные концентрации и является источником получения урана и тория. В радийсодержащем барите предполагается изоморфное замещение бария радием.

  Для многих Р. м. характерно метамиктное состояние (см. ). Включения Р. м. в зёрнах др. минералов сопровождаются ореолами радиационных нарушений ( и др.). Специфической особенностью Р. м. является также способность к образованию авторадиограмм (см. ). Накопление в Р. м. стабильных изотопов с постоянной скоростью позволяет использовать их для определения абсолютного возраста геологических образований (см. ).

  Лит.:Гецева Р. В., Савельева К. Т., Руководство по определению урановых минералов, М., 1956; Соболева М. В., Пудевкина И. А., Минералы урана, М., 1957; Торий, его сырьевые ресурсы, химия и технология, М., 1960; Хейнрих Э. У., Минералогия и геология радиоактивного минерального сырья, пер. с англ., М., 1962; Минералы. Справочник, т. 2, в. 3, М., 1967: то же, т. 3, в. 1, М., 1972; Бурьянова Е. З., Определитель минералов урана и тория, 2 изд., М., 1972.

  Б. В. Бродин.

Радиоактивные отходы

Радиоакти'вные отхо'ды,жидкие, твёрдые и газообразные отходы, содержащие радиоактивные изотопы (РИ) в концентрациях, превышающих нормы, утвержденные в масштабе данной страны.

  Жидкие Р. о. образуются в процессе эксплуатации (АЭС), регенерации ядерного горючего из отработанных , использования различных источников радиоактивных излучений в науке, технике и медицине. В СССР закон запрещает сброс Р. о. в открытую гидросеть во всех случаях, когда концентрация РИ в них превышает среднегодовую допустимую концентрацию (СДК). СДК установлены с таким расчётом, чтобы контакт с веществами, содержащими РИ, не оказывал вредного воздействия на человеческий организм и окружающую среду (см. ). Поэтому все Р. о. в СССР подвергаются очистке с доведением содержания радиоизотопов до СДК или надёжному вечному захоронению.

  Жидкие Р. о. по своей активности делятся на 3 категории: низкого уровня активности, удельная активность которых не превышает 10 -5 кюри/ л, среднего уровня - от 10 -5до 1 кюри/ ли высокоактивные отходы - выше 1 кюри/ л.Свыше 99,9% всей возникающей в процессе эксплуатации АЭС активности при регенерации ядерного горючего переходят в жидкие высокоактивные отходы, которые после концентрирования до небольших объёмов захораниваются в герметичных, как правило, подземных ёмкостях из нержавеющей стали, что исключает проникновение Р. о. в окружающую среду. Кроме того, во всех странах, обладающих атомной промышленностью, ведутся исследования по дальнейшему повышению безопасности захоронения высокоактивных отходов путём перевода их в твёрдые нерастворимые в воде формы. Жидкие отходы низкого уровня активности, т. н. нетехнологические отходы, образующиеся за счёт обмывки помещений и при стирке спецодежды, после тщательной очистки от РИ методами коагуляции и ионного обмена либо дистилляцией направляются в производство для повторного использования или могут сбрасываться в канализацию. Извлечённые из этих отходов РИ, сконцентрированные в шламах или кубовых остатках (~ 0,5% от исходного объёма), представляют собой отходы среднего уровня активности и поэтому хранятся в стальных ёмкостях. Разрабатываются методы перевода этих концентратов в твёрдые формы путём включения их в битум или др. материалы, обладающие высокими гидроизолирующими свойствами.

  К твёрдым Р. о. относятся не поддающиеся отмывке загрязнённые материалы, использованная спецодежда и др. Всё это переносится для вечного захоронения в бетонные траншеи и, как правило, заливается цементом.

  На объектах атомной промышленности и АЭС, кроме жидких и твёрдых отходов, возможны выбросы, содержащие летучие соединения РИ или сами РИ, такие как 131I, 129I, 85Kr, а также образование радиоактивных аэрозолей. Все эти выбросы проходят специальную очистную систему и затем удаляются в атмосферу через вентиляционную трубу. Общее количество РИ после очистной системы не должна превышать величину предельно допустимых выбросов, установленную для данного объекта с учётом преобладающих ветров, рельефа местности, характера растительности. Высота вентиляционной трубы (обычно 100-150 м) определяется из такого расчёта, чтобы к моменту, когда РИ из газовых выбросов попадут в приземные слои атмосферы, они были бы разбавлены до пределов, исключающих даже следовое воздействие на человеческий организм (как непосредственно, так и косвенно - через растительность и почву).

  См. лит. при статьях , , , и др.

  Б. С. Колычев.

Радиоактивные препараты

Радиоакти'вные препара'ты(медицинские), предназначены для заболеваний и опухолей. Р. п. представляют собой радиоактивные или их соединения с различными неорганическими или органическими веществами. Из нескольких сотен природных или искусственных радиоактивных изотопов для диагностических целей применяются те, которые при введении в организм участвуют в исследуемых видах обмена веществ или изучаемой деятельности органов и систем. Эти Р. п. имеют короткий эффективный период полураспада, что обусловливает незначительную лучевую нагрузку на организм обследуемого, и характеризуются видом и энергией излучения (бета- или гамма-излучение), которые могут быть зарегистрированы методами .Наиболее широко применяются различные соединения 99 MTc (диагностика опухолей головного мозга, изучение центральной и периферической гемодинамики и др.), 131I и его соединения (исследования йодного обмена, функции почек, печени и др.), 111In и 113In (исследование печени и др.), коллоидные растворы и макроагрегаты 99 MTc, 198Au, 131I, 111In и др. (исследование лёгких, печени, головного мозга и др.), газообразные Р. п. - 133Xe, 85Kr, 15O и др. (исследование функции лёгких, центральной и периферической гемодинамики и др.).

  Основной принцип выбора Р. п., предназначенных для лучевой терапии , -возможность создания лечебной дозы ионизирующего излучения в очаге поражения при максимальном щажении окружающих тканей. Это достигается путём применения Р. п. в различных агрегатных состояниях (истинные и коллоидные растворы, суспензии, гранулы, стержни, иглы, бусы, проволока, аппликационные повязки и др.) и использованием изотопов, обладающих оптимальными радиофизическими характеристиками (вид и энергия излучения). В клинической практике применяют растворы Na 131I для лечения иодпоглощающих злокачественных опухолей щитовидной железы, коллоиды и суспензии 90Y, 198Au, 32P и др. для внутритканевой и внутриполостной лучевой терапии опухолей; гранулы, стержни, бусы, иглы (содержащие 90Y, 60Co, 192Ir п др.) при лечении опухолей женских половых органов, рака слизистой оболочки рта и лёгкого, опухолей головного мозга и др.

  В. З. Агранат, Ф. М. Лясс.

Радиоактивные руды

Радиоакти'вные ру'ды,руды, содержащие минералы радиоактивных элементов (долгоживущие изотопы радиоактивных рядов 238U, 235U и 232Th). См. , .

Радиоактивные ряды

Радиоакти'вные ряды',радиоактивные семейства, группы генетически связанных радиоактивных изотопов, в которых каждый последующий изотоп возникает в результате a- или b-распада предыдущего. Каждый Р. р. имеет родоначальника - изотоп с наибольшим периодом полураспада T 1/2 .Завершают Р. р. стабильные изотопы.

  Если ядро испускает a-частицу, его заряд ( Z) уменьшается на 2, а массовое число ( А) - на 4. При испускании b-частицы Zувеличивается на 1, а Ане изменяется. Следовательно, в каждом Р. р. массовые числа изотопов могут или быть одинаковыми, или различаться на число, кратное 4. Если значения массовых чисел членов данного Р. р. делятся на 4 без остатка, то такие массовые числа можно выразить общей формулой 4 n(где n -некоторое целое число): в тех же случаях, когда при делении на 4 в остатке будет 1, 2 или 3, общие формулы для массовых чисел можно записать как 4 n+ 1, 4 n+ 2 или 4 n+ 3. В соответствии с этими формулами различают 4 Р. р., родоначальниками которых являются  (ряд 4 n);  (4 n+ 1); (4 n+ 2); (4 n+ 3). Сами Р. р. обычно называют по их родоначальникам. Поэтому говорят о Р. р. тория, нептуния, урана ( 238U) и актино-урана ( 235U). Иногда ряд 238U называют рядом урана-радия (наиболее устойчивый изотоп радия 226Ra - член этого Р. р.). Разумеется, радиоактивный изотоп может входить только в один какой-либо определённый Р. р.

  В природе существуют ряды тория, актиноурана и урана-радия (естественные Р. р.). Это связано с тем, что периоды полураспада 232Th (T 1/2= 1,41 Ч10 10лет), 235U (T 1/2= 7,13 Ч10 8лет) и 238U (T 1/2= 4,51 Ч10 9лет) соизмеримы с возрастом Земли (несколько миллиардов лет), и эти изотопы ещё не успели полностью распасться. Заканчиваются естественные Р. р. изотопами свинца 208Pb, 207Pb и 206Pb.

  Период полураспада 237Np составляет 2,14Ч10 6лет. Поэтому нептуния и членов его Р. р. в природе нет; все они были получены в 40-50-х гг. 20 в. искусственно, с помощью ядерных реакций. Завершается ряд 237Np стабильным 209Bi. Каждый Р. р. содержит как долгоживущие, так и короткоживущие изотопы (см. рис. ). Если изотоп принадлежит к естественному Р. р., то он обязательно присутствует в природе, даже если скорость распада его ядер очень велика. Связано это с тем, что в Р. р. с течением времени устанавливается т. н. вековое равновесие. Время достижения такого равновесия во всём ряду приблизительно равно 10 периодам полураспада самого долгоживущего промежуточного члена ряда. При вековом равновесии скорости образования изотопа и его распада равны. Поэтому содержание такого изотопа остаётся практически неизменным в течение столетий. Оно с неизмеримо малой скоростью уменьшается лишь по мере распада родоначальника ряда.

  Установлением векового равновесия в естественных Р. р. объясняется присутствие в природе таких относительно малоустойчивых радиоактивных химических элементов, как , , , , , и .Содержание каждого из них в природе тем ниже, чем меньше T 1/2соответствующих изотопов - членов Р. р. Так, на 1 турана в природе приходится всего около 0,34 гизотопа 226Ra, имеющего T 1/2около 1600 лет.

  Большинство членов естественных Р. р. имеет специальные названия и символы (см. рис. ). Например, изотоп 230Th называется ионием (символ Io); 214Po - радием-це-штрих (RaC'), a 228Ra - мезоторием-один (MsTh 1). Эти названия возникли исторически ещё до появления понятия об изотопах.

  Некоторые изотопы - члены Р. р. - распадаются не по одному пути (a-, или b-распад), а по двум. Ядра таких изотопов в одних случаях испускают a-частицы, в других b-частицы. Например, 227Ac в ряду актиноурана в 988 случаях из 1000 претерпевает (a-распад, а в 12 случаях - b-распад. Вероятность распада по каждому пути (в процентах) указана числами около стрелок, соответствующих a -и b-распаду такого изотопа.

  Лит.см, при ст. .

  С. С. Бердоносов.

Радиоактивные семейства

Радиоакти'вные семе'йства,то же, что .

Радиоактивные элементы

Радиоакти'вные элеме'нты,химические элементы, все изотопы которых радиоактивны. К числу Р. э. принадлежат (атомный номер 43), (61), (84) и все последующие элементы в периодической системе Менделеева. К 1975 известно 25 Р. э. Те из них, которые расположены в периодической системе за ураном, называются .14 Р. э. с атомным номером 90-103 во многом сходны между собой; они составляют семейство .Из природных Р. э. только два - (атомный номер 90) и (92) имеют изотопы, периоды полураспада которых ( T 1 /2) сравнимы с возрастом Земли. Это 232Th ( T 1 /2= 1,41Ч10 10лет), 235U ( T 1 /2= 7,13Ч10 8лет) и 238U ( T 1 /2= 4,51Ч10 9лет). Поэтому торий и уран сохранились на нашей планете со времён её формирования и являются первичными Р. э. Изотопы 232Th, 235U и 238U дают начало естественным , в состав которых входят в качестве промежуточных членов вторичные природные Р. э. с атомный номер 84-89 и 91. Периоды полураспадов всех изотопов этих элементов сравнительно невелики, и, если бы их запасы не пополнялись непрерывно за счёт распада долгоживущих изотопов U и Th, они давно бы уже полностью распались.

  Р. э. с атомный номер 43, 61, 93 и все последующие называются искусственными, т.к. их получают с помощью искусственно проводимых ядерных реакций. Это деление Р. э. на природные и искусственные довольно условно; так, (атомный номер 85) был сначала получен искусственно, а затем обнаружен среди членов естественных радиоактивных рядов. В природе найдены также ничтожные количества технеция, прометия, (атомный номер 93) и (94), возникающих при делении ядер урана - либо спонтанном, либо вынужденном (под действием нейтронов космических лучей и др.).

  Два Р. э. - Th и U - образуют большое число различных минералов. Переработка природного сырья позволяет получать эти элементы в больших количествах. Р. э. - члены естественных радиоактивных рядов - могут быть выделены радиохимическими методами из отходов производства Th и U, а также из торий- или урансодержащих препаратов, хранившихся долгое время. Np, Pu и др. лёгкие трансурановые элементы получают в атомных реакторах за счёт ядерных реакций изотопа 238U с нейтронами. С помощью различных ядерных реакций получают и тяжёлые трансурановые элементы Tc и Pm образуются в атомных реакторах и могут быть выделены из продуктов деления.

  Многие Р. э. имеют важное практическое значение. U и Ри используют как делящийся материал в ядерных реакторах и в ядерном оружии. Облучение тория (его природного изотопа 232Th) нейтронами позволяет получить изотоп 233U - делящийся материал. Pm, Po, Pu и др. Р. э. применяют для изготовления атомных электрических батареек со сроком непрерывной работы до нескольких лет. См. статьи об отдельных радиоактивных элементах, а также , , .

  Лит.:Несмеянов Ан. Н., Радиохимия, М., 1972.

  С. С. Бердоносов.

Рис. к ст. Радиоактивные элементы.

Радиоактивный каротаж

Радиоакти'вный карота'ж,совокупность методов геофизических исследований скважин, основанных на регистрации радиоактивных (точнее, ионизирующих) излучений. Существуют 2 основные труппы методов Р. к.: g-каротаж и .В свою очередь, методы g-каротажа делятся на измерение интенсивности (и энергетического спектра) g-лучей, обусловленных естественной (поиски и разведка руд, содержащих U, Th, К), и измерение интенсивности вторичного g-излучения, возникающего в породе, облученной источником g-лучей (g -g-каротаж), который опускается в скважину вместе с детектором вторичных g-квантов. g-g-каротаж применяется для определения плотности пород (в частности, угольных месторождений) и опробования однокомпонентных руд тяжёлых металлов. Рентгенорадиометрический каротаж (руда облучается g-квантами, измеряется спектр характеристического рентгеновского излучения отдельных элементов) служит для опробования руд тяжёлых металлов сложного минерального состава, гамма-нейтронный каротаж - для определения содержания Be.

Радиоактивных веществ токсичность

Радиоакти'вных веще'ств токси'чность,вредное воздействие химических веществ вследствие содержания в них в различных концентрациях .Под воздействием , испускаемого этими элементами, происходят изменения в жизнедеятельности и структуре живых организмов (см. ). Радиоактивные вещества загрязняют окружающее пространство (см. ), оборудование, рабочие помещения и воздух в них. Загрязнённость радиоактивными веществами воздуха и воды выражают в единицах , а загрязнённость поверхностей - числом частиц (a- или b-), испускаемых с единицы поверхности в мин, или числом импульсов, регистрируемых радиометрическими приборами в мин/см 2.Существующие радиометрические методы позволяют обнаруживать даже незначительные количества радиоактивного вещества (см. , ). В ряде случаев вещества имеют двоякую токсичность: 1) собственно химическую, вызванную химическими свойствами элементов и соединений, входящих в данное вещество; 2) Р. в. т., иногда называемую, в отличие от химической, радиотоксичностью.

  В зависимости от токсичности радиоактивных элементов они разделены на пять групп:

  Группа А - изотопы с особо высокой радиотоксичностью, например: 210РЬ, 210Po, 226Ra, 228Th, 230Th, 232Th, 232U, 237Np, 238Pu, 239Pu , 241Am, 242Cm.

  Группа Б - изотопы с высокой радиотоксичностью, например: 90Sr , 106Ru, 124Sb, 126I, 129I, 131I , 144Ce, 170Tm, 210Bi, 223Ra, 224Ra, 227Th, 234Th, 230U, 233U, 234U, 235U, 241Ru.

  Группа В - изотопы со средней радиотоксичностью, например: 22Na, 24Na, 32P, 35S, 36Cl, 54Mn, 56Mn, 59Fe, 60Co, 82Br, 89Sr, 91Y, 90Y, 95Nb, 95Zr, 105Ru, 125Sb, 132I, 133I, 134I, 134Cs, 137Cs, 141Ce, 171Tm, 203Pb, 206Bi, 231Th, 239Np.

  Группа Г - изотопы с малой радиотоксичностью, например: 14C, 38Cl, 55Fe, 64Cu, 69Zn, 71Ge, 91mY, 97Zr, 96mTc , 99mTc, 131Cs, 134mCs, 136Cs.

  Группа Д - изотопы с наименьшей радиотоксичностью, например 3H.

  Степень опасности радиоактивного элемента ограничивается предельно допустимым его количеством, не требующим для работы с ним разрешения санитарно-эпидемической службы.

  Радиоактивное облучение организма разделяется на внешнее и внутреннее. Внешнее облучение вызывается внешними по отношению к организму источниками излучения. Внутреннее облучение проявляется при воздействии ионизирующих излучений попадающих внутрь организма радиоактивных веществ (радиоактивные загрязнения кожного покрова человека относятся к смешанному типу воздействия). Для каждой группы особо чувствительных к облучению органов человека устанавливаются допустимые дозы внешнего и внутреннего облучения, отдельно для работающего персонала и населения. При работе с радиоактивными веществами обслуживающий персонал соприкасается со всеми видами ионизирующего излучения, принадлежащего радиоактивным элементам. Исходя из возможных последствий влияния радиоактивных веществ на организм, установлены три категории облучаемых лиц: персонал, отдельные лица населения, население в целом. В соответствии с этими категориями установлены предельно допустимые дозы облучения и предельно допустимое проникновение радиоактивных веществ в организм. Важным условием обеспечения безопасности при работе с радиоактивными веществами является организация рабочего места и меры индивидуальной защиты от излучения, исключающие возможности попадания радиоактивного вещества в организм. Работа с радиоактивными веществами производится под надзором медико-санитарной службы и службы дозиметрии, определяющей радиоактивность воздуха, загрязнённость поверхности оборудования, помещения, спецодежды, открытых рук и лица. При обнаружении нарушения установленных допустимых норм загрязнения принимаются меры, устраняющие загрязнения, в соответствии с «Основными санитарными правилами работы с радиоактивными веществами».