Р. л. 1-го класса (см. ) предназначены для проведения работ с высокими уровнями активности (верхний предел активности для них не устанавливается). Они оборудованы для работ по выделению радиоактивных изотопов из продуктов деления , облученных материалов и мишеней, сборки тепловыделяющих элементов (ТВЭЛ) ядерных реакторов и др. работ, требующих высокого уровня герметизации защитного оборудования. Р. л. размещаются в отдельном здании или изолированной части здания с отдельным входом только через санпропускник. Для повышения безопасности работ Р. л. имеют 3-зональную планировку: I зона (необслуживаемые помещения) - камеры и боксы, где размещается оборудование для работы с радиоактивными веществами, являющееся основным источником радиоактивного загрязнения; II зона - помещения (периодически обслуживаемые) для проведения ремонта оборудования, транспортировки, загрузки и выгрузки радиоактивных материалов из I зоны, хранения радиоактивных отходов; III зона - помещения постоянного пребывания персонала, операторские, пульты управления и др. Для исключения переноса загрязнения между II и III зонами оборудуется санитарный шлюз с пунктом дозиметрического контроля. Все работы с радиоактивными веществами производятся в герметичных боксах и камерах с помощью дистанционных манипуляторов. Наблюдение ведётся с помощью перископов, окон из свинцового стекла, телевизионной аппаратуры. Степень герметизации защитного оборудования и надёжная биологическая защита обеспечивают полную безопасность для персонала в помещениях III зоны. В помещениях II зоны персонал работает в герметичных изолирующих костюмах в течение безопасного (предельно допустимого) времени. Помещения I зоны могут посещаться персоналом только в аварийных ситуациях или после проведения дезактивации дистанционными средствами до предельно допустимых уровней; безопасность работ и используемые защитные меры контролируются службой радиационной безопасности.
Лит.:Реформатский И. А., Лаборатории для работ с радиоактивными веществами, М., 1963; Основные санитарные правила работы с радиоактивными веществами и другими источниками ионизирующих излучении (ООП-72), М., 1972; Нормы радиационной безопасности (НРБ-69), 2 изд., М., 1972.
В. К. Власов.
Радиохимический анализ
Радиохими'ческий ана'лиз,раздел , совокупность методов определения качественного состава и количественного содержания радиоактивных изотопов в продуктах ядерных превращений. Радиоактивные изотопы могут при этом возникать за счёт как в природных объектах, так и в специально облученных материалах. В отличие от , имеющего целью определение содержания радиоактивных элементов только с помощью физических приборов, целью Р. а. является нахождение содержания радиоактивных изотопов в исследуемых объектах с применением химических методов отделения и очистки.
Идентификация радиоактивных изотопов и количественное их определение осуществляются путём измерения g -или a-активности облученных мишеней или веществ природного происхождения на g- и a-спектрометрах. Радиометрическая аппаратура позволяет анализировать сложные по составу смеси радиоактивных изотопов без разрушения исходного вещества. При анализе объектов, содержащих большое число радиоактивных изотопов, или объектов, в которых относительные концентрации различных радиоактивных изотопов варьируют в широком диапазоне, а также в тех случаях, когда распад исследуемого радиоактивного изотопа сопровождается испусканием только b-частиц или рентгеновским излучением, исходное вещество растворяют в воде или кислоте. К раствору добавляют изотопные или неизотопные носители и проводят различные химические операции разделения смеси на исследуемые элементы и последующей их очистки (с этой целью наиболее часто используют методы осаждения, экстракции, хроматографии, электролиза, дистилляции и др.). Затем с помощью радиометрических счётчиков и спектрометров ядерных частиц идентифицируют и определяют абсолютные активности радиоактивных изотопов, выделенных в радиохимически и химически чистом состояниях. Поражающее действие радиоактивных излучений требует соблюдения особой техники безопасности (см. , ).
Современный Р. а. (исторические сведения см. в ст. ) получил широкое практическое применение при решении многих аналитических вопросов, возникающих при производстве , при открытии и изучении свойств новых радиоактивных элементов и изотопов в , в исследовании продуктов различных ядерных реакций. Р. а. используется для обнаружения на поверхности Земли радиоактивных продуктов ядерных взрывов, для изучения индуцированной космическим излучением радиоактивности метеоритов и поверхностных слоев Луны и в ряде др. случаев.
Лит.:Старик И. Е., Основы радиохимии, 2 изд., Л., 1969; Радиохимический анализ продуктов деления, [под ред. Ю. М. Толмачева], М. - Л., 1960; Радиохимия и химия ядерных процессов, под ред. А. Н. Мурина [и др.], Л., 1960; Лаврухина А. К., Малышева Т. В., Павлецкая Ф. И., Радиохимический анализ, М., 1963; Лаврухина А. К., Поздняков А. А., Аналитическая химия технеция, прометия, астатина и франция, М., 1966; Мец Ч., Уотербер и Г., Аналитическая химия трансурановых элементов, пер. с англ., М., 1967.
Л. К. Лаврухина.
Радиохимия
Радиохи'мия,область химии, изучающая химию радиоактивных изотопов, элементов и веществ, законы их физико-химического поведения, химию ядерных превращений и сопутствующие им физико-химические процессы. Предмет, методы и объекты исследования Р. позволяют выделить в ней следующие разделы: общая Р.; химия ядерных превращений; химия радиоактивных элементов и прикладная Р.
Общая Р. изучает физико-химические закономерности поведения радиоактивных изотопов и элементов. Радиоактивные по химическим свойствам практически не отличаются от нерадиоактивных. В природных объектах, рудах, в продуктах, получаемых искусственно, в растворах, образующихся после переработки сырья, они присутствуют в сверхнизких концентрациях; претерпеваемый ими распад сопровождается ядерным излучением (см. ). Большинство природных радиоактивных изотопов - дочерние изотопы, продукты распада 238U, 235U и 232Th (см. ). Концентрация некоторых из них в равновесных рудах U и Th на 1 гчистого материнского изотопа приведены ниже.
Дочерний изотоп, г
| Материнский изотоп | 210Po | 223Fr | 222Rn | 227Ac | 226Ra | 228Ra | 228Ac | 231Pa |
| 238U | 7,6Ч10 -11 | 2,14Ч10 -13 | 3,4Ч10 -7 | |||||
| 235U | 1,3Ч10 -15 | 1Ч10 -10 | 5,6Ч10 -5 | |||||
| 232Th | 1,5Ч10 -9 | 5Ч10 -14 |
Радиоактивные изотопы получают и искусственным путём - облучением различных веществ ядерными частицами (выход порядка 10 -8 -10 -12% по массе). В ряде случаев в большом количестве др. атомов находятся сотни, десятки и даже единицы атомов радиоактивных изотопов. (Лишь в производстве ядерного горючего Pu получается в относительно больших количествах, хотя и его концентрация в облученном нейтронами U мала.). Выделять радиоактивные элементы и изотопы приходится, следовательно, из ультраразбавленных систем, а массы их в большинстве случаев не поддаются взвешиванию. Физико-химическое поведение ультраразбавленных растворов весьма сложно; оно может описываться законами идеальных растворов, однако иногда из-за побочных процессов, связанных с адсорбцией, радиолизом и пр., эти законы не соблюдаются. В общей Р. рассматривается , процессы распределения микроколичеств радиоактивных изотопов между фазами, процессы соосаждения, адсорбции и экстракции, электрохимия радиоактивных элементов, состояние радиоактивных изотопов в ультраразбавленных системах - дисперсность (образование ) и комплексообразование.
Химия ядерных превращений включает изучение реакций атомов, образующихся при ядерных превращениях ( ), продуктов ядерных реакций, методы получения, концентрирования и выделения радиоактивных изотопов и их ядерных изомеров, а также превращений радиоактивных веществ под действием собственного излучения, изучение их свойств.
Химия радиоактивных элементов - это химия естественных (природных) радиоактивных элементов от Po до U (№ № 84-92) и искусственных: Te (№ 43), Pm (№ 61), Np (№ 94) и всех последующих до № 106. Условно к этому разделу относят химию и технологию ядерного горючего - получение и химическое выделение 239Pu из облученного урана, 233U - из облученного нейтронами тория и 235U - из естественной смеси изотопов.
Прикладная Р. включает разработку методов синтеза меченых соединений и применения радиоактивных изотопов в химической науке и промышленности (см. ) и ядерных излучений в химическом анализе (например, ядерная g-резонансная спектроскопия).
Объектами исследования в Р. являются радиоактивные вещества, содержащие радиоактивные изотопы, многие из которых характеризуются ограниченным временем существования и ядерным (радиоактивным) излучением; это обусловливает специфические особенности методов исследования.
Радиоактивное излучение даёт возможность использовать в Р. специфические радиометрические методы измерения количества радиоактивного вещества (см. и ) и в то же время вызывает необходимость применения особой техники безопасности при работе, т.к. радиоактивное излучение в дозах, превышающих предельно допустимые, вредно для здоровья человека (см. ). Методы измерения радиоактивности превосходят по чувствительности все др. методы и позволяют иметь дело с минимальным количеством вещества, не поддающимся изучению какими-либо другими методами. С помощью обычных в радиохимической практике приборов можно определить, например, 10 - 10-10 - 15 г 226Ra, 10 - 17 г 32P, 10 17 г 232Rn. Используя особо чувствительные методы регистрации радиоактивного распада, можно определить наличие отдельных атомов радиоактивного изотопа, установить факт их распада.
Становление Р. как самостоятельной области химии началось в конце 19 в. Основополагающими были работы М. и П. , открывших и выделивших (1898) Ra и Po. При этом Склодовская-Кюри впервые применила методы микроколичеств радиоактивных элементов из растворов с макроколичествами элементов аналогов. В 1911 Ф. определял Р. как науку, занимающуюся изучением свойств продуктов радиоактивных превращений, их разделением и идентификацией. Можно наметить 4 периода становления Р., связанных с развитием учения о радиоактивности и ядерной физики.
Первый период (1898-1913) характеризуется открытием 5 природных радиоактивных элементов - Po, Ra, Rn, Ас, Pa - и ряда их изотопов (это стало ясно после открытия в 1913 Содди явления изотопии). В результате установления К. и Содди правила сдвига, по которому из радиоактивного элемента образуется новый элемент, стоящий в периодической системе Д. И. Менделеева или на две клетки левее исходного (a-распад), или на одну клетку правее его (b-распад), Э. и Содди была найдена генетическая связь между всеми открытыми изотопами и определено их место в периодической системе. В этот период ведутся интенсивные поиски радиоактивных веществ в природе - радиоактивных минералов и вод. В России А. П. Соколов и др. учёные изучают радиоактивность минеральных вод, атмосферы и пр. объектов, П. П. Орлов начинает исследования радиоактивности минералов, а В. И. выступает с основополагающими работами по геохимии радиоактивных элементов.
Второй период (1914-33) связан с установлением ряда закономерностей поведения радиоактивных изотопов в ультраразбавленных системах - растворах и газовой среде, открытием (Д. и Ф. ) .В этот период Панет и Фаянс формулируют правила адсорбции; О. и В. Г. проводят систематическое изучение процессов соосаждения и адсорбции. В результате Ган формулирует законы, качественно характеризующие эти процессы, Хлопин устанавливает количественный закон соосаждения ( ), а его ученик А. П. Ратнер разрабатывает термодинамическую теорию процессов распределения вещества между твёрдой кристаллической фазой и раствором. В этот же период др. сов. учёный Л. С. Коловрат-Червинский и затем Ган развивают работы по твёрдых веществ, содержащих изотопы радия, а позже Б. А. выполняет обширные исследования клатратных соединений инертных газов (на примере соединений радона). В 1917 Вл. И. проводит серию работ по определению методом радиоактивных индикаторов (основы его разработали ранее Хевеши и Панет) растворимости ряда соединений тория. В эти годы Склодовская-Кюри, Панет и др. изучают радиоактивные изотопы в ультраразбавленных растворах, условия образования радиоколлоидов.
Третий период (1934-45) начинается после открытия супругами И. и Ф. искусственной радиоактивности. В этот период в результате работ Э. (по исследованию действия нейтронов на химические элементы), И. В. с сотрудниками (открывших и изучивших ядерную изомерию искусственных радиоактивных изотопов), Гана и нем. учёного Ф. Штрасмана (установивших деление ядер урана под действием нейтронов), открытия разрабатываются основы методов получения, концентрирования и выделения искусственных радиоактивных изотопов. Использование циклотрона позволило Э. с сотрудниками синтезировать новые искусственные элементы - Te и At. Применяя радиометрические методы в сочетании с тонкими радиохимическими методами разделения микроколичеств радиоактивных элементов, М. Пере (Франция) выделила из продуктов распада Ас элемент № 87 (Fr). С середины 30-х гг. бурно развивается прикладная Р. Метод радиоактивных (изотопных) индикаторов получает широкое распространение.
Современный, четвёртый период развития Р. связан с использованием мощных ускорителей ядерных частиц и ядерных реакторов. Осуществляется синтез и выделение искусственных химических элементов - прометия (американские учёные Дж. Марийский и Л. Гленденин), трансурановых элементов от № 93 до № 105 (Г. с сотрудниками, Г. Н. с сотрудниками) и др. (см. также , ). Совершенствуются методы получения ядерного горючего, способы выделения Pu и продуктов деления из облученного в ядерном реакторе U, а также регенерации отработанного в реакторе U, решается ряд других вопросов технологии ядерного горючего. При этом на основе возникающих технологических проблем широко развивается химия искусственных (особенно трансурановых) и естественных (особенно U, Th, Pa) радиоактивных элементов, в частности химия их комплексных соединений. Получает обоснование химия новых атомоподобных образований - позитрония, мюония и мезоатомов. В Р. особое значение приобретает экстракция и хроматография; всё шире применяется метод радиоактивных индикаторов в приложении к исследованиям механизма и кинетики химических реакций, строения химических соединений, явлений адсорбции, соосаждения, катализа, измерению физико-химических постоянных, разработке методов радиометрического анализа. Радиохимические методы исследования находят широкое применение в решении многих проблем геохимии и космохимии, а также при поиске полезных ископаемых. Развивается новое направление в Р. - химия процессов, происходящих вслед за ядерной реакцией образования радиоактивных изотопов, когда вновь полученные атомы обладают высокой энергией. Наконец, проводятся работы по изучению продуктов ядерных превращений под действием частиц высокой энергии (см. ). Во всех этих областях Р. активно работают сов. учёные и учёные ряда зарубежных стран. Развитие Р. продолжается, охватывая всё новые области химии радиоактивных веществ.
Лит.:Радиоактивные изотопы в химических исследованиях, под ред. А. Н. Мурина, Л. - М., 1965 (совместно с др.); Старик И. Е., Основы радиохимии, 2 изд., Л., 1969; Вдовенко В. М., Современная радиохимия, М., 1969; Мурин А. Н., Физические основы радиохимии, М., 1971; Несмеянов Ан. Н., Радиохимия, М., 1972.
Ан. Н. Несмеянов.
«Радиохимия»
«Радиохи'мия»,научный журнал, орган Отделения общей и технической химии АН СССР. Выходит с 1959 в Ленинграде после издания в 1930-58 «Трудов Государственного радиевого института им. В. Г. Хлопина». Периодичность - 6 номеров в год. Публикуются результаты теоретических и экспериментальных исследований по химии радиоактивных элементов, химии ядерных процессов, методике и технике радиохимических исследований, прикладной радиохимии. Печатаются дискуссионные и обзорные, статьи, краткие сообщения, письма в редакцию, рецензии на книги, научная хроника. Тираж (1974) 1330 экз.
Радиоцентр
Радиоце'нтр,комплекс сооружений и технических средств, предназначенных для радиосвязи и (или) радиовещания. По функциональному признаку различают , и приёмо-передающие Р. Для уменьшения приёмные и передающие Р. располагают вдали друг от друга и от промышленных предприятий. Приёмо-передающие Р. могут размещаться, например, на судах.
Радиочастотный кабель
Радиочасто'тный кабель, , предназначенный для передачи радио- и видеосигналов. Р. к. применяют в качестве в антенно-фидерных устройствах радиопередатчиков, радиоприёмников и телевизионных приёмников, для межблочных и внутриблочных соединений в радиоэлектронной аппаратуре, ЭВМ и т.д. По конструкции и взаимному расположению проводников Р. к. подразделяют на коаксиальные и двухпроводные. Наиболее распространены .Рабочий диапазон длин волн в таких Р. к. ограничен снизу критической длиной волны l кр(т. е. l > l кр), для которой справедливо соотношение l кр» 0,5p( D+ d), где D -внутренний диаметр внешнего проводника, d -наружный диаметр внутреннего проводника. В СССР выпускаются коаксиальные Р. к. с D= 0,2-250 мм.Р. к. с D= 0,2 ммпозволяют передавать сигналы в сантиметровом диапазоне длин волн, Р. к. с D= 250 мм -сигналы с частотой до 500 Мгци мощностью в импульсе до 1,25 Мвт.
Помимо рабочего диапазона длин волн, важнейшими электрическими характеристиками любого Р. к. (определяющимися в основном физическими свойствами изолирующего диэлектрика и геометрией кабеля), являются его ,линейная (распределённая) ёмкость, коэффициент затухания, допустимая передаваемая мощность, пробивное напряжение. Маркировка Р. к. даёт информацию о его основных свойствах, например РК-75-4-11 означает: радиочастотный, коаксиальный, с волновым сопротивлением 75 ом,диаметром 4 мм,со сплошной полиэтиленовой изоляцией.
Лит.:Ефимов И. Е., Радиочастотные линии передачи, М., 1964; Белоруссов Н. И., Гроднев И. И., Радиочастотные кабели, 3 изд., М., 1973.
М. Ф. Попов.
Радиочувствительность
Радиочувстви'тельность,чувствительность биологических объектов к действию .Облучение вызывает в клетках и организмах различные изменения (см. ), степень проявления которых не всегда коррелирует между собой. Поэтому при оценке Р. важно учитывать, какой критерий используется для её характеристики. Обычно таким критерием служит летальное действие излучений - инактивация или гибель клеток и гибель многоклеточных организмов. Летальное действие излучении также может проявляться в разных формах: в случае клеток - гибель их в после одного или нескольких делений (см. ), в случае многоклеточных организмов - гибель в разные сроки после облучения.
Чтобы оценить Р., биологические объекты облучают разными дозами, определяют процент выживших и строят кривые выживания. Для клеток такие кривые изображают обычно в полулогарифмическом масштабе (
рис. 1
), для многоклеточных организмов - в линейном (
рис. 2
). Пользуясь кривыми выживания, находят ЛД
50- дозу, после которой выживает 50% особей, а также значения
D
Qи
D
0, отражающие величину «плеча» и наклон прямолинейной составляющей таких кривых (значение
D
0равно дозе, уменьшающей выживаемость в е
2,7 раза на прямолинейной составляющей кривой выживания). В экспериментах с млекопитающими ЛД
50определяют обычно для разных сроков после облучения - 3
,5, 15, 30 и т.д. суток. Получаемые значения ЛД
50/
5, ЛД
50/
30и т.п. отражают Р. тех систем организма, преимущественное поражение которых ответственно за его гибель в течение того или иного отрезка времени. Так, гибель мышей и крыс в течение первых 3-5
сутпосле облучения связана с повреждением кишечного тракта, а в интервале между 5 и 30
сут -с повреждением системы кроветворения. Мерой Р. обычно служат ЛД
50или
D
0
.
Р. клеток может различаться в сотни и тысячи раз: ЛД 50для клеток млекопитающих - 200-350 рад, для бактерий и дрожжей - 10-45 тыс. рад, для инфузорий и амёб - 300-500 тыс. рад.Р. обусловливается первичной поражаемостью жизненно важных структур клеток, их способностью к восстановлению ( ) и условиями культивирования. В общем случае Р. клеток растет с увеличением содержания ДНК, числа и размеров и уменьшается с увеличением числа хромосомных наборов ( ). Вместе с тем на Р. клеток влияют их химический состав (например, содержание эндогенных тиолов), физиологическое состояние (фаза клеточного цикла, фаза дифференцировки), условия во время облучения (могут оказывать радиозащитное или радиосенсибилизирующее действие) и условия в пострадиационный период (могут способствовать или препятствовать осуществлению репарации и проявлению первичных повреждений). Клетки с нарушенной системой репарации отличаются повышенной Р. в отдельных генах могут в десятки раз изменять Р. клеток, влияя на различные стороны метаболизма. Т. о., Р. клеток зависит от многих факторов, удельный вес которых у разных объектов различен. Р. многоклеточных растений и животных также широко варьирует. Так, для семян гороха и кукурузы ЛД 50равна 5-20 тыс. рад, для семян клевера и редиса - 100-250 тыс. рад(для проростков этих же растений ЛД 50составляет 250-700 рад); для взрослых насекомых ЛД 50- 30-50 тыс. рад, а для млекопитающих - от 350-700 до 1000-1200 рад.Р. растений и животных обусловливается главным образом Р. их клеток (в случае млекопитающих - Р. их кроветворных органов и желудочно-кишечного тракта) и факторами, влияющими на успешность поврежденных облучением органов и тканей за счёт размножения выживших клеток. На проявление Р. влияют условия содержания после облучения, способствующие или препятствующие выздоровлению от .Помимо биологических особенностей и условий среды, Р. клеток и организмов зависит от физических свойств излучений, мощности дозы и особенностей фракционирования облучения. Разработаны способы , т. е. искусственного увеличения Р. биологических объектов. Изучение различных аспектов Р. важно для разработки эффективных методов лечения лучевых повреждений, радиотерапии раковых опухолей, а также в случаях применения излучений для радиостимуляции растений и в искусственном .
Лит.:Основы радиационной биологии, М., 1964; Тимофеев-Ресовский Н. В., Иванов В. И., Корогодин В. И., Применение принципа попадания в радиобиологии, М., 1968; Кузин А. М., Структурно-метаболическая гипотеза в радиобиологии, М., 1970; Акоев И. Г., Максимов Г. К., Малышев В. М., Лучевое поражение млекопитающих и статистическое моделирование, М., 1972; Мясник М. Н., Генетический контроль радиочувствительности бактерий, М., 1974.
В. И. Корогодин.
Рис. 1. Характерные кривые выживания: 1 - бактерии и гаплоидные дрожжи; 2 - диплоидные дрожжи и клетки млекопитающих; 3 - инфузории и амёбы. Стрелками показан метод определения D 0и D Q. Ось абсцисс - доза облучения (условные единицы); ось ординат - выживаемость (%). Масштаб полулогарифмический.
Рис. 2. Кривые выживания, типичные для собак (1), мышей (2) и крыс (3). Стрелками показан метод определения ЛД 50. Ось абсцисс - доза облучения ( рад); ось ординат - выживаемость (%). Масштаб линейный.
Радиоэкология
Радиоэколо'гия,раздел , изучающий концентрацию и миграцию радиоактивных в биосфере и влияние ионизирующих излучений на организмы, их популяции и сообщества - .Элементы Р. содержатся в работах по биогеохимии радиоактивных веществ В. И. (20-е гг. 20 в.), в монографии чешских учёных Ю. Стокласа и Ж. Пенкава «Биология радия и урана» (1932). Окончательно Р. сформировалась к середине 50-х гг. 20 в. в связи с созданием атомной промышленности и экспериментальными взрывами ядерных бомб, вызвавшими глобальное загрязнение окружающей среды радионуклидами , , ,углерода и др.
Р. обычно имеет дело с весьма малыми мощностями хронического внешнего и внутреннего облучения организма. В природных условиях организмы подвергаются облучению за счёт естественного